Application of Augmented Reality for Surgical Guidance

학위논문(석사)--서울대학교 대학원 :공과대학 컴퓨터공학부,2020. 2. 신영길.증강현실 기반 수술 시스템은 수십년간 의료 분야의 첨단 기술들이 융합되고 있는 중심에 있었다. 복잡하고 물리적인 제약이 많은 수술 환경에서 증강현실 기반의 이미지 가이드 수술을 도입함으로써 의료진들이 환자의 해부학적인 구조를 이해 하는데 차원을 더해주고 있다. 환자 또한 최소한의 침습으로 더욱 정교한 수술을 제공받을 수 있어 더욱 빠른 회복 기간, 적은 후유증, 그리고 적은 출혈로 수술 부 담이 줄어들었다. 그러나 여전히 실제 의료 현장에서 증강현실 기반의 시스템에만 의존할 수 있는 단계에는 도달하지 못한 것이 사실이다. 증강현실 수술 분야에서 수많은 연구와 테스트가 이루어지고 있음에도 불구하고 복잡한 수술현장의 제한 사항들로 인해서 기존의 수술 방법을 대체하는 단계에는 이르지 못했다. 본 논문에서는 빠르고 정확한 트래킹 시스템 하에서 의료진이 직관적인 인터랙 션으로 더욱 정교한 수술을 제공할 수 있는 시스템을 제안한다. 다양한 임상평가를 실시하여 증강현실 기반의 이미지 가이드 수술 시스템이 실제 수술환경에서 사용 될 수 있음을 임상적으로 테스트 했다.1. 서론 1 2. 관련연구 3 2.1 증강현실수술 3 2.2 카메라캘리브레이션 3 2.3 증강현실환경에서의물체트래킹 5 2.4 증강현실가시화기술및휴먼-컴퓨터인터랙션기술 5 3. 증강현실수술어플리케이션시스템 7 3.1 증강현실수술시스템환경 7 3.1.1 트래킹카메라 7 3.1.2 적외선마커 8 3.1.3 출력장치 9 3.2 카메라캘리브레이션기법 9 3.2.1 트래킹카메라캘리브레이션 10 3.2.2 카메라캘리브레이션 11 3.3 정합기법 15 3.3.1 마커기반정합 16 3.3.2 비마커기반정합 16 3.4 증강현실휴먼-컴퓨터인터랙션기술 18 3.4.1 1인칭도구시점뷰 18 3.4.2 MPR뷰 21 3.4.3 인터랙션기반의향상된깊이인지기술 22 4. 알고리즘평가 25 4.1 캘리브레이션평가 25 4.1.1 재투사에러 26 4.2 비마커기반의정합평가 29 4.3 증강현실인터랙션평가 31 4.4 카데바임상평가 33 5. 결론 37 참고문헌 39 감사의 글 45Maste