Integration and accuracy evaluation of exoscope-based stereovision for image updating in neurosurgery
Notice bibliographique
Résumé
In image-guided neurosurgery, intraoperative navigation typically relies on pre-operative magnetic resonance (pMR) images. However, after dural opening, the accuracy of image guidance degrades due to factors such as gravity, loss of cerebrospinal fluid, intracranial pressure changes, and medication. Consequently, the brain can deform up to 1 cm, rendering pMR image guidance beyond the acceptable range. We developed an image-updating approach to account for intraoperative brain deformation by deforming pMR to match the surgical scene, achieving a target registration error (TRE) of 1.60 ± 0.43 mm. The image updating system uses a navigation system for tracking and an intraoperative stereovision system (iSV) mounted to a surgical microscope for obtaining the intraoperative surface profile of the exposed brain. Recently, exoscopes, such as Synaptive Modus X, which integrates navigation and 3D visualization, have become popular in neurosurgery as they allow multiple users to have depth perception simultaneously. We aim to integrate stereovision data from an exoscope system into the existing image updating pipeline. Although the exoscope provides depth perception, quantitative reconstruction and localization of the surgical scene are not currently available. In this study, we adapted our iSV acquisition and reconstruction for exoscope systems. Navigation information was acquired via OpenIGTLink, and image data via frame grabbers. Stereo parameters and the spatial relationship between cameras and tracker were calibrated using a tracked checkerboard. The accuracy of stereo calibration and reconstruction was compared to our previous microscope-based implementation. Results showed that the exoscope-based and microscope-based iSV systems were comparable. The calibration error for the exoscope was 0.6±0.2 mm, while the microscope exhibited an error of 0.6±0.1 mm. The iSV reconstruction errors were 1.4±0.5 mm and 1.4±1.4 mm for the exoscope and microscope, respectively, suggesting that the exoscope-based iSV system can provide intraoperative data for brain deformation compensation.
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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 | 0,007 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| 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 | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 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 ».