Name: Technische benadering voor infraroodtracking voor navigatie van zacht weefsel met een holografisch head-mounted display en preklinische validatie (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2025-09-02T14:15:00.000+00:00
Duration: 10 min 25 s
Description: Leer een infraroodtrackingsysteem voor holografische navigatie met elektromagnetische tracking en 3D Slicer. Deze methode valideert augmented reality voor bewegende organen in preklinische modellen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

<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>3D Slicer (v5.6.2)</td><td>Slicer</td><td>N/A</td><td>Medische beeldsegmentatiesoftware en noodzakelijk voor elektromagnetische trackingvalidatie</td></tr><tr><td>6.4 mm (1/4") M3 Markers Infrarec Markers</td><td>OptiTrack</td><td>N/A</td><td>Infrarood reflecterende bollen die aan de merker moeten worden bevestigd voor tracking&nbsp;</td></tr><tr><td>Autodesk Fusion 360 (v2.0.21508)</td><td>Autodesk</td><td>N/A</td><td>CAD-software voor het ontwerpen van infraroodmarkeringen en fantomen</td></tr><tr><td>Bambu Studio (v01.09.07.52)</td><td>Bambu Lab</td><td>N/A</td><td>3D-printsnijsoftware voor Bambu 3D-printers</td></tr><tr><td>Bambu X1 Carbon</td><td>Bambu Lab</td><td>N/A</td><td>3D-printer gebruikt voor infraroodmarkeringen en fantoommodelen</td></tr><tr><td>HoloLens 2</td><td>Microsoft</td><td>N/A</td><td>Augmented Reality Head-Mounted Display voor AR-visualisatie</td></tr><tr><td>IRTrackingOrgans_HoloLens&nbsp;</td><td>Open source</td><td>N/A</td><td>Unity-gebaseerde toepassing die IR-markeringstracking ondersteunt</td></tr><tr><td>MeshMixer (v3.5.0)</td><td>Autodesk</td><td>N/A</td><td>Gebruikt voor mesh-bewerking en polygoonreductie</td></tr><tr><td>NDI Aurora</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>N/A</td><td>Elektromagnetisch trackingsysteem voor validatie</td></tr><tr><td>NDI Aurora 6DOF Cable Tool</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>N/A</td><td>Sensor voor het registreren van de beweging van fantoomorganen</td></tr><tr><td>NDI Aurora 6DOF Probe</td><td>Northern Digital Inc.</td><td>N/A</td><td>Wordt gebruikt om locatie van orgaanpunten op het fantoom te identificeren</td></tr><tr><td>Polylactic Acid Filament</td><td>Any Manufacturer</td><td>N/A</td><td>Filament voor het printen van stijve onderdelen zoals infraroodmarkeringen</td></tr><tr><td>Thermoplastic Polyurethane Filament</td><td>Any Manufacturer</td><td>N/A</td><td>Halfflexibel filament voor het printen van een vervormbare nierfantoom</td></tr><tr><td>Unity Hub (v3.11.1) en Unity (v2019.4.22f1)</td><td>Unity Technologies</td><td>N/A</td><td>Game-ontwikkelsoftware voor de ontwikkeling en implementatie van AR-applicaties</td></tr><tr><td>Visual Studio 2019</td><td>Microsoft</td><td>N/A</td><td>Vereiste IDE voor Unity-integratie en implementatie</td></tr></tbody></table>

technische benadering voor infraroodtracking voor navigatie van zacht weefsel met een holografisch head-mounted display en preklinische validatie

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

Technische benadering voor infraroodtracking voor navigatie van zacht weefsel met een holografisch head-mounted display en preklinische validatie

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

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

Source:Carly Fassler1, Liyu Huang1, Kavita Prasad1, Jiayi Xu2, Guansen Tong2, Jie Ying Wu2, Michael C. Topf1,31Department of Otolaryngology – Head and Neck Surgery, Vanderbilt University Medical Center.2Computer Science Department, Vanderbilt University.3Vanderbilt University School of Engineering, Vanderbilt University.This video demonstrates using augmented reality (AR) for tumor resection, where a 3D-scanned tumor specimen is visualized as a hologram on a head-mounted display. Surgeons can...

Augmented Reality-Based Visualization of a Resected Tumor Specimen

Source: Kato, D. et. al., Evaluation and Manipulation of Neural Activity Using Two-Photon Holographic Microscopy. J. Vis. Exp. (2022)This video demonstrates the two-photon imaging technique combined with optogenetics using holographic microscopy. Using a spatial light modulator, this technique enables precise neuronal stimulation expressing the red-light-sensitive protein and calcium imaging with minimal photodamage. This approach provides insights into the functional connectivity and...

Two-Photon Holographic Microscopy to Study Neural Activity and Connectivity in a Mouse Model

Near-infrared fluorescerentie (NIRF) beeldvorming kan het therapeutische resultaat van borstkankerchirurgie verbeteren door intraoperatieve tumorlokalisatie en evaluatie van de chirurgische margestatus mogelijk te maken. Met behulp van weefselsimulerende borstphantoms die fluorescente tumor-simulerende inclusies bevatten, kunnen potentiële klinische toepassingen van NIRF-beeldvorming bij borstkankerpatiënten worden beoordeeld voor standaardiserings- en trainingsdoeleinden.

Tissue-simuleren Phantoms voor de beoordeling van potentiële nabij-infrarood fluorescentie beeldvorming Toepassingen in Borstkanker Chirurgie

We geven hierin een gedetailleerde beschrijving van het experimentele protocol voor beeldvorming met een nieuw ontwikkeld handbediend optoakoestisch (fotoakoestisch) systeem voor driedimensionale functionele en moleculaire beeldvorming in real time. De aangetoonde krachtige prestaties en veelzijdigheid kunnen nieuwe toepassingsgebieden van de optoakoestische technologie in preklinisch onderzoek en klinische praktijk definiëren.

Universal Hand-held Driedimensionale opto-akoestische Imaging Probe voor Deep Tissue Human-angiografie en Functional preklinisch Studies in Real Time

Nauwkeurig en efficiënt visualisatie van invasieve medische hulpmiddelen is uiterst belangrijk in vele echografie-geleide minimaal invasieve procedures. Hier wordt een methode voor het lokaliseren van de ruimtelijke positie van een naald tip ten opzichte van de echografie imaging sonde gepresenteerd.

Driedimensionale ultrasone naald Tip Tracking met een glasvezel echografie-ontvanger

We ontwikkelden een holografische microscoop met twee fotonen die neurale activiteit kan visualiseren, beoordelen en manipuleren met behulp van een hoge spatiotemporale resolutie, met als doel de pathogenese van neuropsychiatrische stoornissen die geassocieerd zijn met abnormale neurale activiteit op te helderen.

Evaluatie en manipulatie van neurale activiteit met behulp van holografische microscopie met twee fotonen

Het augmented reality-display op het hoofd, Magic Leap, werd gebruikt in combinatie met een conventioneel navigatiesysteem om pedikelschroeven in een varkensmodel te plaatsen door vast te houden aan een nieuwe workflow. Met een mediane inbrengtijd van &lt;2,5 min werden volgens Gertzbein een technische nauwkeurigheid van de submillimeter en 100% klinische nauwkeurigheid bereikt.

Plaatsing van pedikelschroeven met behulp van een augmented reality-display op het hoofd in een varkensmodel

Transcraniële ultrasone stimulatie (TUS) is een opkomende niet-invasieve neuromodulatietechniek die een zorgvuldige planning van akoestische en thermische simulaties vereist. De methodologie beschrijft een pijplijn voor beeldverwerking en ultrasone simulatie voor efficiënte, gebruiksvriendelijke, gestroomlijnde planning voor menselijke TUS-experimenten.

Pijplijn voor planning en uitvoering van transcraniële ultrasone neuromodulatie-experimenten bij mensen

Dit protocol beschrijft de methode van neuronagenavigeerde elektrodeplaatsing voor focale, transcraniële gelijkstroomstimulatie (tDCS) toegediend tijdens functionele magnetische resonantiebeeldvorming (fMRI).

Neuronagenavigeerde gefocaliseerde transcraniële gelijkstroomstimulatie toegediend tijdens functionele magnetische resonantiebeeldvorming

Hier beschrijven we een gestandaardiseerd protocol voor motorische mapping met behulp van nTMS gecombineerd met diffusion tensor imaging (DTI)-gebaseerde reconstructie van de corticospinale baan (CST). Het protocol is reproduceerbaar, klinisch haalbaar en gemakkelijk te integreren in routinematige klinische workflows, wat een robuust en waardevol kader biedt voor motorische padbeoordeling, neuroplasticiteitsonderzoek en revalidatieplanning.

Een gestandaardiseerd protocol voor functionele motorische mapping met behulp van genavigeerde transcraniële magnetische stimulatie

Leer een infraroodtrackingsysteem voor holografische navigatie met elektromagnetische tracking en 3D Slicer. Deze methode valideert augmented reality voor bewegende organen in preklinische modellen.

Technische benadering voor infraroodtracking voor navigatie van zacht weefsel met een holografisch head-mounted display en preklinische validatie (Video) | JoVE Journal

Technische benadering voor infraroodtracking voor navigatie van zacht weefsel met een holografisch head-mounted display en preklinische validatie

Meer video's verkennen