Ultrasound (US) imaging provides a safe and accessible solution to procedural guidance and diagnostic imaging. The effective usage of conventional 2D US for interventional guidance requires extensive experience to project the image plane onto the patient, and the interpretation of images in diagnostics suffers from high intra- and inter-user variability. 3D US reconstruction allows for more consistent diagnosis and interpretation, but existing solutions are limited in terms of equipment and applicability in real-time navigation. To address these issues, we propose HoloPOCUS - a mixed reality US system (MR-US) that overlays rich US information onto the user's vision in a point-of-care setting. HoloPOCUS extends existing MR-US methods beyond placing a US plane in the user's vision to include a 3D reconstruction and projection that can aid in procedural guidance using conventional probes. We validated a tracking pipeline that demonstrates higher accuracy compared to existing MR-US works. Furthermore, user studies conducted via a phantom task showed significant improvements in navigation duration when using our proposed methods.


翻译:超声(US)成像为手术引导和诊断成像提供了安全且易获取的解决方案。传统二维超声在介入引导中的有效应用需要丰富经验来将图像平面对应到患者身上,而诊断中的图像解读存在较高的操作者内及操作者间差异。三维超声重建可实现更一致的诊断与解读,但现有解决方案在设备性能及实时导航适用性方面存在局限。为解决这些问题,我们提出HoloPOCUS——一种混合现实超声系统(MR-US),可在即时检验场景中将丰富的超声信息叠加到用户视野中。HoloPOCUS将现有MR-US方法从简单在用户视野中放置超声平面,扩展至包含三维重建与投影,从而使用传统探头辅助手术引导。我们验证的追踪管线在精度上优于现有MR-US研究。此外,通过模型任务开展的用户研究表明,使用我们提出的方法后,导航时间显著缩短。

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