A bronchoscopic navigation system using bronchoscope center calibration for accurate registration of electromagnetic tracker and CT volume without markers
Notice bibliographique
Résumé
PURPOSE: Various bronchoscopic navigation systems are developed for diagnosis, staging, and treatment of lung and bronchus cancers. To construct electromagnetically navigated bronchoscopy systems, registration of preoperative images and an electromagnetic tracker must be performed. This paper proposes a new marker-free registration method, which uses the centerlines of the bronchial tree and the center of a bronchoscope tip where an electromagnetic sensor is attached, to align preoperative images and electromagnetic tracker systems. METHODS: The chest computed tomography (CT) volume (preoperative images) was segmented to extract the bronchial centerlines. An electromagnetic sensor was fixed at the bronchoscope tip surface. A model was designed and printed using a 3D printer to calibrate the relationship between the fixed sensor and the bronchoscope tip center. For each sensor measurement that includes sensor position and orientation information, its corresponding bronchoscope tip center position was calculated. By minimizing the distance between each bronchoscope tip center position and the bronchial centerlines, the spatial alignment of the electromagnetic tracker system and the CT volume was determined. After obtaining the spatial alignment, an electromagnetic navigation bronchoscopy system was established to real-timely track or locate a bronchoscope inside the bronchial tree during bronchoscopic examinations. RESULTS: The electromagnetic navigation bronchoscopy system was validated on a dynamic bronchial phantom that can simulate respiratory motion with a breath rate range of 0-10 min(-1). The fiducial and target registration errors of this navigation system were evaluated. The average fiducial registration error was reduced from 8.7 to 6.6 mm. The average target registration error, which indicates all tracked or navigated bronchoscope position accuracy, was much reduced from 6.8 to 4.5 mm compared to previous registration methods. CONCLUSIONS: An electromagnetically navigated bronchoscopy system was constructed with accurate registration of an electromagnetic tracker and the CT volume on the basis of an improved marker-free registration approach that uses the bronchial centerlines and bronchoscope tip center information. The fiducial and target registration errors of our electromagnetic navigation system were about 6.6 and 4.5 mm in dynamic bronchial phantom validation.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».