人体メッシュと骨格再構成を用いた経胸部テレ超音波における自動初期プローブ配置に向けて

要旨: 心臓と肺の超音波検査は技術的に難しく、操作者は患者特異的な肋間音響窓を特定し、異なる画像平面間でプローブの位置、回転、力を調整して標準ビュー間を移動する必要がある。これらの課題は、対面の専門家の助言なしにまず患者にプローブを置くという困難な作業に直面する初心者やロボットが直面する状況ではさらに大きくなる。較正済みカメラからのRGB画像だけを用いて、患者登録と解剖学情報に基づく初期プローブ配置ガイダンス（PIPG）を自動化するフレームワークを提示する。初心者は最初にMRヘッドマウントディスプレイ（HMD）のカメラを用いて患者をキャプチャする。エッジサーバは、複数の視点に跨る空間的平滑化を施した、患者特異的な体表面と骨格モデルを推定する。推定された骨格の骨性ランドマークを用いて肋間領域を推定し、ガイダンスを再構成された体表面へ投影する。フレームワークを検証するため、再構成された体メッシュと仮想プローブ姿勢ガイダンスを現場の複数の経胸部心エコー検査のスキャン平面に重ね合わせ、定量的な配置誤差を測定した。健康な被験者を対象としたパイロット実験は、提案されたプローブ配置予測とMRガイダンスが、テレ超音波設置に対して解剖学的変動の範囲内で一貫した初期配置をもたらすことを示唆している。