A Visual Support System for Stent-Assisted Treatment of Cerebral Aneurysms Using 3D Imaging and Augmented Reality.

چکیده اصلی

Precise visualization of vascular structures is crucial for planning and performing stent-assisted interventions in cerebral aneurysms. Traditional 2D imaging frequently lacks sufficient spatial information, which restricts clinicians' ability to evaluate vessel morphology, branching patterns, and how stents would interact with the vessel wall. This paper introduces an integrated visual support platform that unites workflow-driven medical image processing, numerical simulation of stent deployment, and augmented reality (AR) visualization via Microsoft HoloLens. The platform features a configurable workflow engine to handle medical data processing covering: vessel segmentation, medial-axis computation, mesh creation, and region-of-interest definition, followed by interactive simulation of stent expansion using computationally efficient approximation techniques. The resulting 3D models of the vasculature and stent are displayed in a dedicated AR environment that supports gesture-based interaction, real-time stent adjustment, and immersive navigation inside the vessels. This system provides intraoperative decision support by enabling clinicians to analyze stent placement, aneurysm coverage, and possible geometric limitations, and it also supports replay of simulations for training and educational purposes. The work shows that integrating 3D imaging, numerical modeling of stent-vessel interactions, and augmented reality can markedly improve precision, safety, and situational awareness in neurointerventional procedures.

ترجمه فارسی چکیده

تصویرسازی دقیق ساختارهای عروقی برای برنامه‌ریزی و انجام مداخلات توده‌ای آنوریسم مغزی حیاتی است. تصویربرداری دو بعدی سنتی اغلب اطلاعات مکانی کافی را ندارد که قابلیت ارزیابی شکل‌مندی عروق، الگوهای شاخه‌branching و تعامل استنت با دیواره عروق را محدود می‌کند. این مقاله یک پلتفرم بصری یکپارچه معرفی می‌کند که کارهای پردازش تصویر پزشکی مبتنی بر جریان کار، شبیه‌سازی عددی پخش استنت و نمایش واقعیت افزوده (AR) از طریق هولولنس مایکروسافت را متحد می‌کند. این پلتفرم دارای موتور جریان کار قابل تنظیم برای مدیریت پردازش داده‌های پزشکی شامل: برش‌خوردگی عروق، محاسبه محور میانی، ایجاد شبکه و تعریف منطقه علاقه‌مندی است، که به دنبال آن شبیه‌سازی تعاملی گسترش استنت با استفاده از تکنیک‌های تقریبی کارآمد محاسباتی انجام می‌شود. مدل‌های سه بعدی ناشی از عروق و استنت در یک محیط AR اختصاصی نمایش داده می‌شوند که تعامل مبتنی بر دست، تنظیم لحظه‌ای استنت و ناوبری غوطه‌ورکننده درون عروق را پشتیبانی می‌کند. این سیستم با امکان تحلیل قرارگیری استنت، پوشش آنوریسم و محدودیت‌های هندسی ممکن، پشتیبانی تصمیم‌گیری در حین عمل را فراهم می‌کند و همچنین شبیه‌سازی‌ها را برای آموزش و اهداف آموزشی ضبط مجدد می‌کند. این کار نشان می‌دهد که ادغام تصویرسازی سه بعدی، مدل‌سازی عددی تعامل استنت-عروق و واقعیت افزوده می‌تواند دقت، ایمنی و آگاهی موقعیتی را در پرونده‌های نرواینتروانشنال به طور چشمگیری بهبود بخشد.

متن کامل اصلی