Automatic landmark identification for surgical 3d-navigation – A proposed method for marker-free dental surgical navigation systems
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Autor:innen
Autor:in (Körperschaft)
Publikationsdatum
04.07.2022
Typ der Arbeit
Studiengang
Typ
01A - Beitrag in wissenschaftlicher Zeitschrift
Herausgeber:innen
Herausgeber:in (Körperschaft)
Betreuer:in
Übergeordnetes Werk
Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik
Themenheft
DOI der Originalpublikation
Link
Reihe / Serie
Reihennummer
Jahrgang / Band
67
Ausgabe / Nummer
5
Seiten / Dauer
411-417
Patentnummer
Verlag / Herausgebende Institution
De Gruyter
Verlagsort / Veranstaltungsort
Berlin
Auflage
Version
Programmiersprache
Abtretungsempfänger:in
Praxispartner:in/Auftraggeber:in
Zusammenfassung
This paper proposes a conceptual method to calculate the pose of a stereo-vision camera relative to an artificial mandible without additional markers. The general method for marker-free navigation has four steps: 1) parallel image acquisition by a stereo-vision camera, 2) automatic identification of 2d point pairs (landmark pairs) in a left and a right image, 3) calculation of related 3d points in the joint camera coordinate system and 4) matching of 3d points generated to a preoperative 3d model (i.e., CT data based). To identify and compare landmarks in the acquired stereo images, well-known algorithms for landmark detection, description and matching were compared within the developed approach. Finally, the BRISK algorithm (Leutenegger S, Chli M, Siegwart RY. BRISK: Binary Robust invariant scalable keypoints. Proceedings of the IEEE International Conference on Computer Vision; 2011: 2548–2555) was used. The proposed method was implemented in MATLAB and validated with one artificial mandible. The accuracy evaluation of the camera positions calculated resulted in an average deviation error of 1.45 mm ± 0.76 mm to the real camera displacement. This value was calculated using only stereo images with over 100 reconstructed landmark pairs each. This provides the basis for marker-free navigation.
Schlagwörter
computer assisted surgery, computer vision, image-matching, registration, stereovision
Fachgebiet (DDC)
500 - Naturwissenschaften
Veranstaltung
Startdatum der Ausstellung
Enddatum der Ausstellung
Startdatum der Konferenz
Enddatum der Konferenz
Datum der letzten Prüfung
ISBN
ISSN
0013-5585
1862-278X
1862-278X
Sprache
Englisch
Während FHNW Zugehörigkeit erstellt
Ja
Publikationsstatus
Veröffentlicht
Begutachtung
Peer-Review der ganzen Publikation
Open Access-Status
Closed
Lizenz
Zitation
BISCHOFBERGER, Micha, Erik SCHKOMMODAU und Stephan BÖHRINGER, 2022. Automatic landmark identification for surgical 3d-navigation – A proposed method for marker-free dental surgical navigation systems. Biomedical Engineering / Biomedizinische Technik. 4 Juli 2022. Bd. 67, Nr. 5, S. 411–417. DOI 10.1515/bmt-2021-0307. Verfügbar unter: https://irf.fhnw.ch/handle/11654/33936