Ein AR-System mit intuitiver Benutzeroberfläche zur Manipulation und Visualisierung medizinischer 3D-Daten

Wir berichten über ein stereoskopisches Video-See-Through-Augmented-Reality-System, das wir für medizinische Anwendungen entwickelt haben. Unser System ermöglicht die interaktive In-situ-Visualisierung von medizinischen 3D-Bildgebungsdaten. Für das hochwertige Rendering der Augmented Scene nutzen wir die Fähigkeiten der neuesten Grafikkartengenerationen. Schnelle hochpräzise MPR-Generierung („Multiplanar Reconstruction“) und Volumen-Rendering wird mit OpenGL 3D-Texturen realisiert. Wir bieten ein verfolgtes Handgerät, um mit den medizinischen Bildgebungsdaten an ihrem tatsächlichen Standort zu interagieren. Dieses Tool wird als virtuelles Tool im Raum der medizinischen Daten dargestellt. Der Benutzer kann ihm verschiedene Funktionen zuweisen: beliebige MPR-Querschnitte auswählen, ein lokales Volumen oder einen Würfel durch die medizinischen Daten führen, die Übertragungsfunktion ändern usw. Das Tracking arbeitet in Verbindung mit retroreflektierenden Markern, die den Arbeitsbereich für die Kopfverfolgung einrahmen bzw. an Instrumenten für die Werkzeugverfolgung angebracht sind. Wir verwenden eine einzelne am Kopf montierte Tracking-Kamera, die starr an dem Stereokamerapaar befestigt ist, das die Live-Videoansicht der realen Szene liefert. Die räumliche Wahrnehmung des Benutzers basiert sowohl auf Stereo-Tiefenhinweisen als auch auf den kinetischen Tiefenhinweisen, die er mit den Viewpoint-Variationen und der interaktiven Datenvisualisierung erhält. Das AR-System überzeugt mit einer Echtzeitperformance von 30 Stereo-Frames/Sekunde und weist keine Zeitverzögerung zwischen den Videobildern und den Augmentationsgrafiken auf. So kann der Arzt die medizinischen Bildgebungsinformationen in-situ interaktiv erkunden.

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