研究人员说低分辨率3D跟踪限制了AR眼镜在手术中的使用

当公司发布新的增强现实眼镜时，大多数人关注的关键细节是用户视野内的AR显示器的尺寸和分辨率。头戴式耳机的增强“窗口”越大越好，越好。但是瑞士的医学研究人员现在把3D跟踪性能作为一种未被充分重视的技术指标，来支持在手术等关键过程中使用增强现实技术。

据苏黎世大学，苏黎世联邦理工学院和巴尔格里斯特大学医院的一组研究人员称，可以使用诸如Microsoft的HoloLens之类的AR头戴设备来改善脊柱融合手术，使外科医生可以将数字生成的3D解剖图放置在患者的手术部位上，而不是使用侵入性辐射来识别位置。但是，关键问题在于，第一个HoloLens并非为高保真3D跟踪而构建，即使佩戴者试图使头部移动最小化，它也会受到全息图漂移和应用程序不稳定的影响。

多年来，真实世界和数字世界的无缝结合一直是增强现实硬件开发人员的最终目标，但事实证明，要实现这一目标并不容易，大多数系统只是将数字对象覆盖在真实对象之上，而不是用前景中的真实对象“遮挡”数字对象。在真实的沙发上放一个虚拟枕头可能会有很高的要求，但要把精确到毫米的定位准确到医生可以插入脊柱融合螺钉的位置，则是另一个挑战。

瑞士研究人员测试了他们的系统，从真实但“虚幻”的脊椎模型中收集骨骼表面区域的三维映射点云，而不是使用人类受试者。值得注意的是，这些幽灵被严格地固定在一张桌子上，以防止它们在测试期间移动。

为了使用HoloLens进行模拟过程，研究人员需要激活研究模式，以访问耳机的两个前环境跟踪摄像头，这两个摄像头的分辨率只有640 x 480，然后使用定制的设备来标记和数字“登记”椎骨上的手术位置。然后，外科医生使用标记的位置和虚拟图像来正确弯曲和插入脊柱融合棒。在使用幻影脊柱的试验中，研究人员发现AR系统的计时和准确性与最先进的非AR替代技术相当。

也就是说，研究人员希望能够改进软件和硬件，以消除全息图漂移并在高精度6DoF跟踪过程中提供更稳定的应用环境，这些功能可能会为将来企业级AR解决方案的开发人员提供一些有关如何区分今年进入市场比他们的眼镜便宜得多的消费机型。在未来，瑞士的研究人员计划使用真正的深度感应相机，比如微软的Azure Kinect，来提高手术过程的准确性和自动化程度。

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