Fusion and visualization of intraoperative cortical images with preoperative models for epilepsy surgical planning and guidance
Notice bibliographique
Résumé
OBJECTIVE: During epilepsy surgery it is important for the surgeon to correlate the preoperative cortical morphology (from preoperative images) with the intraoperative environment. Augmented Reality (AR) provides a solution for combining the real environment with virtual models. However, AR usually requires the use of specialized displays, and its effectiveness in the surgery still needs to be evaluated. The objective of this research was to develop an alternative approach to provide enhanced visualization by fusing a direct (photographic) view of the surgical field with the 3D patient model during image guided epilepsy surgery. MATERIALS AND METHODS: We correlated the preoperative plan with the intraoperative surgical scene, first by a manual landmark-based registration and then by an intensity-based perspective 3D-2D registration for camera pose estimation. The 2D photographic image was then texture-mapped onto the 3D preoperative model using the solved camera pose. In the proposed method, we employ direct volume rendering to obtain a perspective view of the brain image using GPU-accelerated ray-casting. The algorithm was validated by a phantom study and also in the clinical environment with a neuronavigation system. RESULTS: In the phantom experiment, the 3D Mean Registration Error (MRE) was 2.43 ± 0.32 mm with a success rate of 100%. In the clinical experiment, the 3D MRE was 5.15 ± 0.49 mm with 2D in-plane error of 3.30 ± 1.41 mm. A clinical application of our fusion method for enhanced and augmented visualization for integrated image and functional guidance during neurosurgery is also presented. CONCLUSIONS: This paper presents an alternative approach to a sophisticated AR environment for assisting in epilepsy surgery, whereby a real intraoperative scene is mapped onto the surface model of the brain. In contrast to the AR approach, this method needs no specialized display equipment. Moreover, it requires minimal changes to existing systems and workflow, and is therefore well suited to the OR environment. In the phantom and in vivo clinical experiments, we demonstrate that the fusion method can achieve a level of accuracy sufficient for the requirements of epilepsy surgery.
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 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 ».