The standard procedure for diagnosing lung cancer involves two stages: three-dimensional (3D) computed-tomography (CT) image assessment, followed by interventional bronchoscopy. In general, the physician has no link between the 3D CT image assessment results and the follow-on bronchoscopy. Thus, the physician essentially performs bronchoscopic biopsy of suspect cancer sites blindly. We have devised a computer-based system that greatly augments the physician's vision during bronchoscopy. The system uses techniques from computer graphics and computer vision to enable detailed 3D CT procedure planning and follow-on image-guided bronchoscopy. The procedure plan is directly linked to the bronchoscope procedure, through a live registration and fusion of the 3D CT data and bronchoscopic video. During a procedure, the system provides many visual tools, fused CT-video data, and quantitative distance measures; this gives the physician considerable visual feedback on how to maneuver the bronchoscope and where to insert the biopsy needle. Central to the system is a CT-video registration technique, based on normalized mutual information. Several sets of results verify the efficacy of the registration technique. In addition, we present a series of test results for the complete system for phantoms, animals, and human lung-cancer patients. The results indicate that not only is the variation in skill level between different physicians greatly reduced by the system over the standard procedure, but that biopsy effectiveness increases.

中文翻译：

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基于计算机的支气管镜虚拟内窥镜引导系统。

诊断肺癌的标准程序包括两个阶段：三维（3D）计算机断层扫描（CT）图像评估，然后进行介入性支气管镜检查。通常，医生在3D CT图像评估结果与后续支气管镜检查之间没有联系。因此，医师实质上是盲目地对可疑癌症部位进行支气管镜活检。我们设计了一种基于计算机的系统，可以极大地增强支气管镜检查过程中医师的视力。该系统使用来自计算机图形学和计算机视觉的技术来实现详细的3D CT程序规划和后续图像引导的支气管镜检查。该程序计划通过实时注册以及3D CT数据和支气管镜视频的融合，直接与支气管镜程序链接。在过程中，系统提供了许多可视化工具，融合了CT视频数据和定量距离测量; 这为医生提供了关于如何操作支气管镜以及在哪里插入活检针的大量视觉反馈。该系统的核心是基于规范化的互信息的CT视频注册技术。几组结果验证了配准技术的有效性。此外，我们还提供了针对幻影，动物和人类肺癌患者的完整系统的一系列测试结果。结果表明，与标准程序相比，该系统不仅大大减少了不同医师之间的技能水平差异，而且活检效果也有所提高。这为医生提供了有关如何操作支气管镜以及在哪里插入活检针的大量视觉反馈。该系统的核心是基于规范化的互信息的CT视频注册技术。几组结果验证了配准技术的有效性。此外，我们还提供了针对幻影，动物和人类肺癌患者的完整系统的一系列测试结果。结果表明，与标准程序相比，该系统不仅大大减少了不同医师之间的技能水平差异，而且活检效果也有所提高。这为医生提供了有关如何操作支气管镜以及在哪里插入活检针的大量视觉反馈。该系统的核心是基于规范化的互信息的CT视频注册技术。几组结果验证了配准技术的有效性。此外，我们还提供了针对幻影，动物和人类肺癌患者的完整系统的一系列测试结果。结果表明，与标准程序相比，该系统不仅大大减少了不同医师之间的技能水平差异，而且活检效果也有所提高。我们提供了针对幻影，动物和人类肺癌患者的完整系统的一系列测试结果。结果表明，与标准程序相比，该系统不仅大大减少了不同医师之间的技能水平差异，而且活检效果也有所提高。我们提供了针对幻影，动物和人类肺癌患者的完整系统的一系列测试结果。结果表明，与标准程序相比，该系统不仅大大减少了不同医师之间的技能水平差异，而且活检效果也有所提高。