Name: Approccio tecnico per il tracciamento a infrarossi per la navigazione dei tessuti molli con un display olografico montato sulla testa e convalida preclinica (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-02T14:15:00.000+00:00
Duration: 10 min 25 s
Description: Scopri il tracciamento a infrarossi per la navigazione olografica di tessuti molli con display montato sulla testa. Questo metodo valida la realtà aumentata per organi in movimento in ambito preclinico.

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<ol><li>Bortot, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Image-guided+cancer+surgery%3A+a+narrative+review+on+imaging+modalities+and+emerging+nanotechnology+strategies%5BTitle%5D)+AND+%22J+Nanobiotechnol%22%5BJournal%5D)">Image-guided cancer surgery: a narrative review on imaging modalities and emerging nanotechnology strategies.</a> J Nanobiotechnol. 21 (1), 155(2023).</li>
<li>Liu, Q., Luo, D., Cai, S., Li, Q., Li, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Circumferential+resection+margin+as+a+prognostic+factor+after+rectal+cancer+surgery%3A+A+large+population-based+retrospective+study%5BTitle%5D)+AND+%22Cancer+Med%22%5BJournal%5D)">Circumferential resection margin as a prognostic factor after rectal cancer surgery: A large population-based retrospective study.</a> Cancer Med. 7 (8), 3673-3681 (2018).</li>
<li>Cost, N. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathological+review+of+Wilms+tumor+nephrectomy+specimens+and+potential+implications+for+nephron+sparing+surgery+in+Wilms+tumor%5BTitle%5D)+AND+%22J+Urol%22%5BJournal%5D)">Pathological review of Wilms tumor nephrectomy specimens and potential implications for nephron sparing surgery in Wilms tumor.</a> J Urol. 188 (4 Suppl), 1506-1510 (2012).</li>
<li>Taghavi, K., Sarnacki, S., Blanc, T., Boyer, O., Heloury, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+rationale+for+nephron-sparing+surgery+in+unilateral+non-syndromic+Wilms+tumour%5BTitle%5D)+AND+%22Pediatr+Nephrol%22%5BJournal%5D)">The rationale for nephron-sparing surgery in unilateral non-syndromic Wilms tumour.</a> Pediatr Nephrol. 39 (4), 1023-1032 (2024).</li>
<li>Mezger, U., Jendrewski, C., Bartels, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Navigation+in+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Langenbecks+Arch+Surg%22%5BJournal%5D)">Navigation in surgery.</a> Langenbecks Arch Surg. 398 (4), 501-514 (2013).</li>
<li>Herrlich, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Instrument-mounted+displays+for+reducing+cognitive+load+during+surgical+navigation%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Comput+Assist+Radiol+Surg%22%5BJournal%5D)">Instrument-mounted displays for reducing cognitive load during surgical navigation.</a> Int J Comput Assist Radiol Surg. 12 (9), 1599-1605 (2017).</li>
<li>Portnoy, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three-dimensional+technologies+in+presurgical+planning+of+bone+surgeries%3A+current+evidence+and+future+perspectives%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Surg%22%5BJournal%5D)">Three-dimensional technologies in presurgical planning of bone surgeries: current evidence and future perspectives.</a> Int J Surg. 109 (1), 3-10 (2023).</li>
<li>Meulstee, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+Holographic-Guided+Surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Surg+Innov%22%5BJournal%5D)">Toward Holographic-Guided Surgery.</a> Surg Innov. 26 (1), 86-94 (2019).</li>
<li>Glas, H. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+Reality+Visualization+for+Image-Guided+Surgery%3A+A+Validation+Study+Using+a+Three-Dimensional+Printed+Phantom%5BTitle%5D)+AND+%22J+Oral+Maxillofacial+Surg%22%5BJournal%5D)">Augmented Reality Visualization for Image-Guided Surgery: A Validation Study Using a Three-Dimensional Printed Phantom.</a> J Oral Maxillofacial Surg. 79 (9), 1943.e1-1943.e10 (2021).</li>
<li>Fitski, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((MRI-Based+3-Dimensional+Visualization+Workflow+for+the+Preoperative+Planning+of+Nephron-Sparing+Surgery+in+Wilms%27+Tumor+Surgery%3A+A+Pilot+Study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Healthcare+Eng%22%5BJournal%5D)">MRI-Based 3-Dimensional Visualization Workflow for the Preoperative Planning of Nephron-Sparing Surgery in Wilms' Tumor Surgery: A Pilot Study.</a> J Healthcare Eng. 2020 (1), 8899049(2020).</li>
<li>van der Zee, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Virtual+Resection%3A+A+New+Tool+for+Preparing+for+Nephron-Sparing+Surgery+in+Wilms+Tumor+Patients%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Oncol%22%5BJournal%5D)">Virtual Resection: A New Tool for Preparing for Nephron-Sparing Surgery in Wilms Tumor Patients.</a> Curr Oncol. 29 (2), 777-784 (2022).</li>
<li>Fida, B., Cutolo, F., di Franco, G., Ferrari, M., Ferrari, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+reality+in+open+surgery%5BTitle%5D)+AND+%22Updates+Surg%22%5BJournal%5D)">Augmented reality in open surgery.</a> Updates Surg. 70 (3), 389-400 (2018).</li>
<li>Moreta-Martinez, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+reality+in+computer-assisted+interventions+based+on+patient-specific+3D+printed+reference%5BTitle%5D)+AND+%22Healthc+Technol+Lett%22%5BJournal%5D)">Augmented reality in computer-assisted interventions based on patient-specific 3D printed reference.</a> Healthc Technol Lett. 5 (5), 162-166 (2018).</li>
<li>van Doormaal, T. P. C., van Doormaal, J. A. M., Mensink, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Clinical+Accuracy+of+Holographic+Navigation+Using+Point-Based+Registration+on+Augmented-Reality+Glasses%5BTitle%5D)+AND+%22Oper+Neurosurg+%28Hagerstown%29%22%5BJournal%5D)">Clinical Accuracy of Holographic Navigation Using Point-Based Registration on Augmented-Reality Glasses.</a> Oper Neurosurg (Hagerstown). 17 (6), 588-593 (2019).</li>
<li>Zhao, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmented+reality+technology+in+image-guided+therapy%3A+State-of-the-art+review%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Inst+Mech+Eng+H%22%5BJournal%5D)">Augmented reality technology in image-guided therapy: State-of-the-art review.</a> Proc Inst Mech Eng H. 235 (12), 1386-1398 (2021).</li>
<li>Doughty, M., Ghugre, N. R., Wright, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Augmenting+Performance%3A+A+Systematic+Review+of+Optical+See-Through+Head-Mounted+Displays+in+Surgery%5BTitle%5D)+AND+%22J+Imaging%22%5BJournal%5D)">Augmenting Performance: A Systematic Review of Optical See-Through Head-Mounted Displays in Surgery.</a> J Imaging. 8 (7), 203(2022).</li>
<li>Vávra, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Recent+Development+of+Augmented+Reality+in+Surgery%3A+A+Review%5BTitle%5D)+AND+%22J+Healthcare+Eng%22%5BJournal%5D)">Recent Development of Augmented Reality in Surgery: A Review.</a> J Healthcare Eng. 2017, 4574172(2017).</li>
<li>Iqbal, H., Baena, F. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Semi-Automatic+Infrared+Calibration+for+Augmented+Reality+Systems+in+Surgery%5BTitle%5D)+AND+%222022+IEEE%2FRSJ+Int+Conf+Intelligent+Robots+Syst+%28IROS%29%22%5BJournal%5D)">Semi-Automatic Infrared Calibration for Augmented Reality Systems in Surgery.</a> 2022 IEEE/RSJ Int Conf Intelligent Robots Syst (IROS). , 4957-4964 (2022).</li>
<li>Zhao, W., Jiang, D., Queralta, J. P., Westerlund, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Multi-Scale+Supervised+3D+U-Net+for+Kidneys+and+Kidney+Tumor+Segmentation%5BTitle%5D)+AND+%22arXiv%22%5BJournal%5D)">Multi-Scale Supervised 3D U-Net for Kidneys and Kidney Tumor Segmentation.</a> arXiv. , (2020).</li>
<li>Elloumi, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((CT+Images+Segmentation+Using+a+Deep+Learning-Based+Approach+for+Preoperative+Projection+of+Human+Organ+Model+Using+Augmented+Reality+Technology%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Comp+Intel+Appl%22%5BJournal%5D)">CT Images Segmentation Using a Deep Learning-Based Approach for Preoperative Projection of Human Organ Model Using Augmented Reality Technology.</a> Int J Comp Intel Appl. 22 (02), 2350006(2023).</li>
<li>von Haxthausen, F., Moreta-Martinez, R., Pose Díez de la Lastra, A., Pascau, J., Ernst, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((UltrARsound%3A+in+situ+visualization+of+live+ultrasound+images+using+HoloLens+2%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Comput+Assist+Radiol+Surg%22%5BJournal%5D)">UltrARsound: in situ visualization of live ultrasound images using HoloLens 2.</a> Int J Comput Assist Radiol Surg. 17 (11), 2081-2091 (2022).</li>
<li>Towards an accurate tracking of liver tumors for augmented reality in robotic assisted surgery. Haouchine, N., et al. 2014 IEEE Int Conf Robotics Automat, , 4121-4126 (2014).</li>
</ol>

<table><tbody><tr><td>Affettatrice 3D (v5.6.2)</td><td>Affettatrice</td><td>N/A</td><td>Software di segmentazione delle immagini mediche e necessario per la convalida del tracciamento elettromagnetico</td></tr><tr><td>Marcatori M3 da 6,4 mm (1/4") Marcatori Infrarec</td><td>OptiTrack</td><td>N/A</td><td>Sfere riflettenti a infrarossi che dovrebbero essere attaccate al marcatore per il tracciamento&nbsp;</td></tr><tr><td>Autodesk Fusion 360 (v2.0.21508)</td><td>Autodesk.</td><td>N/A</td><td>Software CAD per la progettazione di marcatori e fantocci a infrarossi</td></tr><tr><td>Bambu Studio (v01.09.07.52)</td><td>Laboratorio Bambu</td><td>N/A</td><td>Software di slicing per stampa 3D per stampanti 3D Bambu</td></tr><tr><td>Bambu X1 Carbonio</td><td>Laboratorio Bambu</td><td>N/A</td><td>Stampante 3D utilizzata per marcatori a infrarossi e modelli fantasma</td></tr><tr><td>HoloLens 2</td><td>Valentina</td><td>N/A</td><td>Display montato sulla testa in realtà aumentata per la visualizzazione AR</td></tr><tr><td>IRTrackingOrgans_HoloLens&nbsp;</td><td>Sorgente aperto</td><td>N/A</td><td>Applicazione basata su Unity che supporta il tracciamento dei marcatori IR</td></tr><tr><td>MeshMixer (v3.5.0)</td><td>Autodesk.</td><td>N/A</td><td>Utilizzato per la modifica delle mesh e la riduzione dei poligoni</td></tr><tr><td>NDI Aurora</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>N/A</td><td>Sistema di tracciamento elettromagnetico per la validazione</td></tr><tr><td>Strumento per cavi NDI Aurora 6DOF</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>N/A</td><td>Sensore per la registrazione del movimento degli organi fantasma</td></tr><tr><td>Sonda NDI Aurora 6DOF</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>N/A</td><td>Utilizzato per identificare le posizioni dei punti di riferimento sul fantasma</td></tr><tr><td>Filamento di acido polilattico</td><td>Qualsiasi produttore</td><td>N/A</td><td>Filamento per la stampa di parti rigide come i marcatori a infrarossi</td></tr><tr><td>Filamento poliuretanico termoplastico</td><td>Qualsiasi produttore</td><td>N/A</td><td>Filamento semi-flessibile per la stampa di fantocci renali deformabili</td></tr><tr><td>Unity Hub (v3.11.1) e Unity (v2019.4.22f1)</td><td>Tecnologie Unity</td><td>N/A</td><td>Software di sviluppo di giochi per lo sviluppo e l'implementazione di applicazioni AR</td></tr><tr><td>Visual Studio 2019</td><td>Valentina</td><td>N/A</td><td>IDE necessario per l'integrazione e la distribuzione di Unity</td></tr></tbody></table>

approccio tecnico per il tracciamento a infrarossi per la navigazione dei tessuti molli con un display olografico montato sulla testa e convalida preclinica

Technical Approach for Infrared Tracking for Soft Tissue Navigation with a Holographic Head-Mounted Display and Preclinical Validation

Un fantoccio renale è stato utilizzato per dimostrare le prestazioni del sistema di tracciamento a infrarossi per il tracciamento degli organi e per convalidare la configurazione di convalida olografica negli organi in movimento. Il flusso di lavoro completo è descritto nella Figura 1.
In primo luogo, il rene è stato segmentato in modo semi-automatico in base ai dati della risonanza magnetica utilizzando lo strumento di soglia in 3DSlicer. Il modello 3D risultante è stato esportato e importato in un software CAD 3D per ridurre il numero di poligoni. È stato salvato un secondo modello e cinque punti target sono stati integrati in questo modello utilizzando lo strumento sfera (Figura 2). Questo modello è stato utilizzato per la validazione tecnica del display olografico. La prima versione del modello, senza punti di destinazione, è stata importata in Autodesk Fusion. In questo modello sono stati integrati cinque punti di articolazione e il cilindro è stato integrato per facilitare il sensore EM. Utilizzando il software di slicing 3D, il modello 3D è stato preparato per la stampa 3D. Il TPU con una densità di stampa dell'8% è stato utilizzato per creare una superficie renale minimamente flessibile.
È stato progettato un marcatore a infrarossi standardizzato, stampato in 3D e dotato di sfere riflettenti a infrarossi (diametro 6,4 mm). Da questo marcatore a infrarossi, le coordinate del marcatore a infrarossi sono state misurate in correlazione con il punto centrale. All'interno dell'applicazione software di sviluppo del gioco, è stato importato il file JSON contenente le coordinate del marcatore a infrarossi. In secondo luogo, è stato importato il modello 3D del rene, con punti target per la convalida. Inoltre, a scopo di visualizzazione, il modello del marcatore a infrarossi è stato importato e tradotto nella posizione dei punti implementata dal file JSON. Il modello 3D è stato trasformato al centro del marcatore a infrarossi (Figura 3) e sono stati applicati shader aggiuntivi. Dopo aver integrato la scena del menu del paziente, l'applicazione è stata implementata sull'HMD.
Sulla base del posizionamento dei marcatori IR, il modello olografico 3D viene visualizzato sul rene all'interno di un fantoccio addominale pediatrico utilizzando l'HMD (Figura 4). Aveva una velocità di tracciamento di 11,6 Hz. Tuttavia, per distanze superiori a 60 cm, l'HMD perde la capacità di tracciare i marcatori a infrarossi. In secondo luogo, il tracciamento continuo e il rumore nel tracciamento della marcatura a infrarossi causano lo sfarfallio della sovrapposizione olografica, con conseguente visualizzazione imprecisa.
Ai fini della convalida, il sistema di tracciamento EM è stato collegato a 3D Slicer tramite il server Plus. Un sensore EM è stato posizionato sul rene fantasma per il tracciamento (Figura 2). Dopo la registrazione basata su punti, il modello 3D è stato registrato con una precisione mediana di 0,59 mm, che si è rivelata un metodo accurato per convalidare l'accuratezza olografica (Figura 5). L'errore mediano di localizzazione del punto è stato di 8,74 mm (intervallo interquartile: 6,38 - 10,85), sulla base del contributo di tre chirurghi (Tabella 1).
L'implementazione di questo sistema di tracciamento e visualizzazione AR prevede un protocollo che dura circa 45-60 minuti. Un medico tecnico esperto con 2 anni di esperienza ha eseguito l'intero protocollo una volta per determinare la durata delle singole fasi del protocollo. In particolare, alcuni passaggi devono essere eseguiti una sola volta. I passaggi essenziali per ogni paziente includono la segmentazione, l'integrazione del modello nel software di sviluppo del gioco e la configurazione della scena. La segmentazione delle strutture anatomiche nei casi specifici del paziente richiede relativamente più tempo a causa delle molteplici strutture anatomiche coinvolte, ma la segmentazione del parenchima renale e del tumore può essere completata entro 30 minuti. L'integrazione dei modelli 3D segmentati nell'applicazione e il loro allineamento con il marcatore a infrarossi richiede circa 5 minuti di regolazioni manuali. Il collegamento della scena corretta non richiede più di 5 minuti. Il tempo di compilazione del progetto di sviluppo del gioco varia a seconda delle specifiche hardware, ma in genere richiede circa 3 minuti, seguiti da circa 10 minuti per la distribuzione su HoloLens 2. Nel complesso, escludendo la configurazione di convalida, questo protocollo dimostra un metodo per il tracciamento degli organi in movimento in contesti preclinici.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68607/68607fig1.jpg"> 
Figura 1: Panoramica schematica del flusso di lavoro. Il flusso di lavoro mostra i passaggi necessari per ogni paziente in un ambiente fantasma, tra cui la fase preoperatoria, le fasi olografiche e intraoperatorie. La fase preoperatoria consiste nella segmentazione (vedi passaggio 3) dell'imaging medico preoperatorio. La preparazione dell'applicazione olografica consiste nel pianificare virtualmente il posizionamento del marcatore a infrarossi sul modello 3D (vedi passaggio 4). Nella fase intraoperatoria, i chirurghi possono selezionare il paziente corretto e fissare il marcatore a infrarossi per la visualizzazione olografica e il tracciamento continuo. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68607/68607fig1large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68607/68607fig2.jpg"> 
Figura 2: Panoramica dei fantocci renali utilizzati nella metodologia di convalida. A sinistra: un ologramma 3D del rene con i punti target e il posizionamento virtuale del marcatore a infrarossi. Al centro: phantom 3D con sensore EM integrato e punti di articolazione per la registrazione. A destra: phantom stampato in 3D, con il marcatore a infrarossi e il cilindro per il sensore EM, utilizzato per la procedura di convalida. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68607/68607fig2large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68607/68607fig3.jpg"> 
Figura 3: Preparazione dell'applicazione olografica nel software di sviluppo del gioco. Il modello di rene viene trasformato in un marcatore a infrarossi. In secondo luogo, gli shader vengono applicati al rene e ai punti target. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68607/68607fig3large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68607/68607fig4.jpg"> 
Figura 4: Visualizzazione olografica dell'esperimento fantasma. A sinistra: Posizionamento del marcatore a infrarossi sul rene. A destra: visualizzazione olografica dei punti di destinazione nell'ordine corretto (da 1 a 5). Lo spostamento della visualizzazione olografica è causato dal jitter nel tracciamento del marcatore a infrarossi. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68607/68607fig4large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/68607/68607fig5.jpg"> 
Figura 5: Configurazione dal protocollo di convalida EM-tracking per la visualizzazione olografica di organi in movimento. Verde, Rosso e Blu visualizzano la trasformazione degli strumenti EM necessari per la convalida. Giallo e Verde visualizzano la trasformazione relativa al display montato sulla testa (HMD). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/68607/68607fig5large.jpg" target="_blank">Clicca qui per visualizzare una versione più grande di questa figura.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Partecipante</td>
			<td>Misurazione</td>
			<td>GT-X (mm)</td>
			<td>GT-Y (millimetro)</td>
			<td>GT-Z (millimetro)</td>
			<td>Punto-X (millimetro)</td>
			<td>Punto-Y (millimetro)</td>
			<td>Punto-Z (mm)</td>
			<td>PLE (mm)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chirurgo 1</td>
			<td>1</td>
			<td>-67.02</td>
			<td>7.88</td>
			<td>297.50</td>
			<td>-76.72</td>
			<td>8.97</td>
			<td>295.49</td>
			<td>9.97</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>2</td>
			<td>-46.77</td>
			<td>4.78</td>
			<td>249.67</td>
			<td>-55.71</td>
			<td>-0.26</td>
			<td>243.61</td>
			<td>11.91</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>3</td>
			<td>-3.21</td>
			<td>-12.36</td>
			<td>244.46</td>
			<td>-9.99</td>
			<td>-3.03</td>
			<td>244.83</td>
			<td>11.54</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>4</td>
			<td>-15.06</td>
			<td>1.16</td>
			<td>273.72</td>
			<td>-20.00</td>
			<td>2.71</td>
			<td>272.70</td>
			<td>5.27</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>5</td>
			<td>-39.00</td>
			<td>5.40</td>
			<td>281.25</td>
			<td>-46.82</td>
			<td>6.91</td>
			<td>277.75</td>
			<td>8.70</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chirurgo 2</td>
			<td>1</td>
			<td>-67.02</td>
			<td>7.88</td>
			<td>297.50</td>
			<td>-63.60</td>
			<td>8.02</td>
			<td>292.12</td>
			<td>6.38</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>2</td>
			<td>-46.77</td>
			<td>4.78</td>
			<td>249.67</td>
			<td>-45.94</td>
			<td>2.73</td>
			<td>246.98</td>
			<td>3.48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>3</td>
			<td>-3.21</td>
			<td>-12.36</td>
			<td>244.46</td>
			<td>-5.43</td>
			<td>-10.70</td>
			<td>244.27</td>
			<td>2.78</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>4</td>
			<td>-15.06</td>
			<td>1.16</td>
			<td>273.72</td>
			<td>-11.87</td>
			<td>0.80</td>
			<td>267.51</td>
			<td>7.00</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>5</td>
			<td>-39.00</td>
			<td>5.40</td>
			<td>281.25</td>
			<td>-35.54</td>
			<td>5.82</td>
			<td>273.28</td>
			<td>8.70</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chirurgo 3</td>
			<td>1</td>
			<td>-67.02</td>
			<td>7.88</td>
			<td>297.50</td>
			<td>-62.97</td>
			<td>7.87</td>
			<td>287.43</td>
			<td>10.85</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>2</td>
			<td>-46.77</td>
			<td>4.78</td>
			<td>249.67</td>
			<td>-44.59</td>
			<td>-0.42</td>
			<td>242.70</td>
			<td>8.96</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>3</td>
			<td>-3.21</td>
			<td>-12.36</td>
			<td>244.46</td>
			<td>2.23</td>
			<td>-20.32</td>
			<td>253.48</td>
			<td>13.20</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>4</td>
			<td>-15.06</td>
			<td>1.16</td>
			<td>273.72</td>
			<td>-10.73</td>
			<td>1.33</td>
			<td>266.14</td>
			<td>8.74</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td>5</td>
			<td>-39.00</td>
			<td>5.40</td>
			<td>281.25</td>
			<td>-34.95</td>
			<td>5.93</td>
			<td>271.74</td>
			<td>10.35</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>
Tabella 1: Per ogni misurazione, vengono fornite le coordinate di verità sul campo (GT) dei punti di riferimento target, le coordinate di posizione del punto corrispondenti e il PLE misurato per tutti i chirurghi.

Approccio tecnico per il tracciamento a infrarossi per la navigazione dei tessuti molli con un display olografico montato sulla testa e convalida preclinica

Augmented Reality (AR) has the potential to enhance surgical guidance by superimposing three-dimensional (3D) anatomical information directly onto the ...

technical-approach-for-infrared-tracking-for-soft-tissue-navigation

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Questo video dimostra l'utilizzo della realtà aumentata (AR) per la resezione del tumore, in cui un campione di tumore scansionato in 3D viene visualizzato come un ologramma su un display montato sulla testa. I chirurghi possono manipolare e bloccare l'ologramma in posizione per garantire una rimozione precisa del tumore.

Visualizzazione basata sulla realtà aumentata di un campione tumorale resecato

Fonte: Kato, D. et. al., Valutazione e manipolazione dell'attività neurale utilizzando la microscopia olografica a due fotoni. J. Vis. Exp. (2022)Questo video dimostra la tecnica di imaging a due fotoni combinata con l'optogenetica utilizzando la microscopia olografica. Utilizzando un modulatore di luce spaziale, questa tecnica consente una stimolazione neuronale precisa che esprime la proteina sensibile alla luce rossa e l'imaging del calcio con un fotodanno minimo. Questo approccio fornisce...

Microscopia olografica a due fotoni per studiare l'attività neurale e la connettività in un modello murino

L'imaging a fluorescenza nel vicino infrarosso (NIRF) può migliorare l'esito terapeutico della chirurgia del cancro al seno consentendo la localizzazione intraoperatoria del tumore e la valutazione dello stato del margine chirurgico. Utilizzando fantocci mammari che simulano tessuti contenenti inclusioni fluorescenti che simulano il tumore, le potenziali applicazioni cliniche dell'imaging NIRF nei pazienti con carcinoma mammario possono essere valutate a scopo di standardizzazione e formazione.

Tissue-simulando Phantoms per valutare il potenziale vicino infrarosso applicazioni di imaging di fluorescenza nella chirurgia del cancro al seno

Forniamo qui una descrizione dettagliata del protocollo sperimentale per l'imaging con un sistema optoacustico portatile (fotoacustico) di nuova concezione per l'imaging tridimensionale, funzionale e molecolare in tempo reale. Le potenti prestazioni e la versatilità dimostrate possono definire nuove aree di applicazione della tecnologia optoacustica nella ricerca preclinica e nella pratica clinica.

Universale Mano libera tridimensionale optoacustica Imaging Probe per Deep Tissue angiografia umana e funzionali studi preclinici in tempo reale

Visualizzazione accurata ed efficiente dei dispositivi medici invasivi è estremamente importante in molte procedure minimamente invasive ultrasuono-guida. Qui, viene presentato un metodo per localizzare la posizione spaziale di una punta dell'ago rispetto alla sonda di ultrasuono di imaging.

Tracking con un ricevitore di ultrasuono in fibra ottica a punta d'ago ad ultrasuoni tridimensionale

Abbiamo sviluppato un microscopio olografico a due fotoni in grado di visualizzare, valutare e manipolare l'attività neurale utilizzando un'alta risoluzione spaziotemporale, con l'obiettivo di chiarire la patogenesi dei disturbi neuropsichiatrici associati ad attività neurale anormale.

Valutazione e manipolazione dell'attività neurale mediante microscopia olografica a due fotoni

Il display montato sulla testa di realtà aumentata, Magic Leap, è stato utilizzato in combinazione con un sistema di navigazione convenzionale per posizionare viti peduncolari in un modello suino aderendo a un nuovo flusso di lavoro. Con un tempo di inserimento mediano di &lt;2,5 min, sono state raggiunte un'accuratezza tecnica submillimetrica e un'accuratezza clinica del 100% secondo Gertzbein.

Posizionamento della vite peduncolare utilizzando un display montato sulla testa a realtà aumentata in un modello suino

La stimolazione ecografica transcranica (TUS) è una tecnica emergente di neuromodulazione non invasiva che richiede un'attenta pianificazione delle simulazioni acustiche e termiche. La metodologia descrive una pipeline di elaborazione delle immagini e simulazione ecografica per una pianificazione efficiente, facile da usare e semplificata per la sperimentazione TUS umana.

Pipeline per la pianificazione e l'esecuzione di esperimenti di neuromodulazione ecografica transcranica nell'uomo

Questo protocollo descrive il metodo di posizionamento neuronavigato degli elettrodi per la stimolazione focale transcranica a corrente continua (tDCS) somministrata durante la risonanza magnetica funzionale (fMRI).

Stimolazione transcranica a corrente continua focalizzata neuronavigata somministrata durante la risonanza magnetica funzionale

Qui descriviamo un protocollo standardizzato per la mappatura motoria utilizzando nTMS combinato con la ricostruzione del tratto corticospinale (CST) basata su imaging tensoriale di diffusione (DTI). Il protocollo è riproducibile, clinicamente fattibile e facilmente integrabile nei flussi di lavoro clinici di routine, fornendo un quadro solido e prezioso per la valutazione delle vie motorie, la ricerca sulla neuroplasticità e la pianificazione della riabilitazione.

Un protocollo standardizzato per la mappatura motoria funzionale utilizzando stimolazione magnetica transcranica navigata

Scopri il tracciamento a infrarossi per la navigazione olografica di tessuti molli con display montato sulla testa. Questo metodo valida la realtà aumentata per organi in movimento in ambito preclinico.

Approccio tecnico per il tracciamento a infrarossi per la navigazione dei tessuti molli con un display olografico montato sulla testa e convalida preclinica (Video) | JoVE Journal

Approccio tecnico per il tracciamento a infrarossi per la navigazione dei tessuti molli con un display olografico montato sulla testa e convalida preclinica

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