低分辨率3D追踪限制了AR眼镜在外科手术中的使用

2020年01月21日 由 TGS 发表 787911 0
当科技公司发布新的AR眼镜时,大多数人关注的关键细节是用户视野内增强现实显示器的大小和分辨率,眼前的“窗口”越大越详细越好。但瑞士的医学研究人员现在把3D跟踪作为一种未被充分重视的技术指标,着眼于在更重要的领域(如手术)使用增强现实技术。

国外医院的一组研究人员称,微软全息透镜等AR技术可用于改进脊柱融合手术——使外科医生能够将数字生成的3D解剖图放置在患者手术部位,而不是使用侵入性辐射来识别位置。但可惜,第一个全息镜头并不是为高保真的三维跟踪而制造的,因此,即使佩戴者试图将头部运动减到最小,它也会受到全息图漂移和应用不稳定的影响。

多年来,真实世界和数字世界的无缝结合一直是增强现实硬件开发人员的最终目标,但事实证明,要实现这一目标并不容易,大多数系统只是将数字对象覆盖在真实对象之上,而不是用前景中的真实对象“遮挡”数字对象。在真实的沙发上放一个虚拟枕头很难,但与把精确到毫米的定位准确到医生可以插入脊柱融合螺钉的位置,难度简直不是一个次元,后者,是真正的“地狱模式”。

研究人员从真实但“虚幻”的脊椎模型中收集骨骼表面区域的三维映射点云,而不是使用人类受试者来测试系统。值得注意的是,这些映射被严格地固定在一张桌子上,以防止它们在测试期间移动。

为了使用全息镜头进行模拟,研究人员需要激活两个前置环境跟踪摄像头,这两个摄像头的分辨率只有640×480,然后使用定制的指向设备在椎骨上标记——数字化“注册”手术位置。最后,由外科医生使用标记的位置和虚拟图像来正确弯曲和插入脊柱融合棒。

在实验过程中,研究人员发现AR系统的时间和精度都可以与最先进的非AR替代品相媲美。他们表示:未来将致力于改进软件和硬件,以彻底消除全息图漂移,并提供一个更稳定的应用程序环境。
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