Fully Distributed Shape Sensing of a Flexible Surgical Needle Using Optical Frequency Domain Reflectometry for Prostate Interventions
Notice bibliographique
Résumé
In minimally invasive procedures such as biopsies and prostate cancer brachytherapy, accurate needle placement remains challenging due to limitations in current tracking methods related to interference, reliability, resolution or image contrast. This often leads to frequent needle adjustments and reinsertions. To address these shortcomings, we introduce an optimized needle shape-sensing method using a fully distributed grating-based sensor. The proposed method uses simple trigonometric and geometric modeling of the fiber using optical frequency domain reflectometry (OFDR), without requiring prior knowledge of tissue properties or needle deflection shape and amplitude. Our optimization process includes a reproducible calibration process and a novel tip curvature compensation method. We validate our approach through experiments in artificial isotropic and inhomogeneous animal tissues, establishing ground truth using 3D stereo vision and cone beam computed tomography (CBCT) acquisitions, respectively. Our results yield an average RMSE ranging from 0.58 ± 0.21 mm to 0.66 ± 0.20 mm depending on the chosen spatial resolution, achieving the submillimeter accuracy required for interventional procedures.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».