TAZ-TFM-2018-296


SLAM visual para AR contextual en laparoscopia

Elvira López-Echazarreta, Richard
Martínez Montiel, José María (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2018
Informática e Ingeniería de Sistemas department, Ingeniería de Sistemas y Automática area

Máster Universitario en Ingeniería Biomédica

Abstract: La realidad aumentada en cirugías mínimamente invasiva es una funcionalidad largamente buscada durante los últimos años. La principal barrera que se encuentra es la estimación precisa del endoscopio respecto de la cavidad del paciente. Abordamos la localización espacial de las anotaciones de realidad aumentada, para lo cual se ha desarrollado un método de localización de la anotación que no requiere de elementos externos como marcadores, fijaciones o localización óptica. Se han realizado una validación experimental mediante la colaboración con el servicio de urología del Hospital Clínico Lozano Blesa, focalizándose en un paciente real. El caso es una intervención en la cavidad abdominal para la extracción de una tumor en la zona de la próstata de la que se procesa la imagen médica PET-TAC para generar la anotación de AR y la secuencia tomada por el endoscopio en la que se va a integrar la anotación. Las anotaciones que se agregan a la vista son creadas como modelos 3D a partir de la información de la imagen médica PET-TAC del paciente, en donde se realiza una segmentación del tumor en 3D. También se definen definen unas anclas anatómicas que definen la ubicación en la secuencia del endoscopio. El sistema de posicionamiento de la anotación procesa el vídeo del endoscopio en tiempo real y mediante un algoritmo de SLAM se construye un mapa 3D de la cavidad abdominal, en el cual se ubica el endoscopio para conocer donde se encuentra respecto al mapa. En el mapa se definen unas anclas en referencias anatómicas designadas también en la anotación de AR, para realizar el alineamiento entre ellas y obtener la posición de la anotación en el mapa de la cavidad respecto a las anclas fijadas. Las anclas se pueden fijar en cualquier espacio del mapa de la cavidad, se utilizan estructuras anatómicas ya que son más sencillas de identificar a simple vista. La anotación de AR contiene información sobre la escala, por lo que una vez agregada se actualiza el mapa de la cavidad para establecer la verdadera escala de la zona de trabajo. El sistema de localización de anotaciones AR a través del vídeo de la cirugía laparoscopia se ha realizado sin modificar el procedimiento quirúrgico y sin añadir ningún elemento adicional. Únicamente se necesita un computador estándar que procesa el flujo del vídeo del endoscopio monocular normalmente empleado en la intervención.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Master
Notas: Con la colaboración del Hospital clínico Lozano Blesa.

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Academic Works > Trabajos Académicos por Centro > escuela-de-ingeniería-y-arquitectura
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