SpineDepth

SpineDepth ist ein Datensatz gelabelter RGB-D Videos von Pedikelschraubenplatzierungen an 10 menschlichen Kadaver-Lendenwirbelsäulen. Für jedes Video sind individuelle 3D Posen- und Anatomiedaten der Wirbel L1-L5 verfügbar.

In jedem Präparat wurden 10 Pedikelschrauben beidseitig in die Wirbel L1-L5 in unterschiedlicher Reihenfolge platziert (siehe Tabelle unten). Der Vorgang wurde mit 2 RGB-D-Sensoren (Stereolabs ZED Mini ) aus Blickwinkeln aufgezeichnet, die denen einer chirurgischen Stirnlampe oder einer OP-Leuchte ähnlich sind. Für jede Schraube wurden diese Blickwinkel verändert und die Sensoren extrinsisch auf ein optisches Tracking-System kalibriert, um die 3D-Posendaten zu erfassen. Anschließend wurden separate Aufnahmen der folgenden 4 chirurgischen Schritte gemacht:

1. Bestimmung des korrekten Eintrittspunktes anhand anatomischer Landmarken und Öffnen der Kortikalis mit einem Luer.
2. Eröffnung des Schraubenkanals mit einer chirurgischen Ahle zu einer vollständig intraossären Trajektorie
3. Überprüfung der Vollständigkeit des knöchernen Kanals mit einem Kirschnerdraht
4. Platzierung eines abgemessenen Schraubenimplantats in den zuvor festgelegten Kanal

Daraus ergaben sich 40 Aufnahmen (10 Schrauben x 4 chirurgische Schritte) aus jeweils 2 verschiedenen Blickwinkeln (80 Videos pro Präparat).
 

Aufgrund der sehr großen Dateigrößen wurden die Daten in 10 Pakete aufgeteilt, eines für jedes Präparat.

Die Videos liegen im Stereolabs SVO-Dateiformat vor und können mit dem ZED SDK nach Bedarf aufbereitet werden.

Die Videos müssen mit der richtigen Kameraparameter-Datei, die sich im Settings-Verzeichnis (Was ist das Calibration File?) befindet, geöffnet werden. Diese Dateien werden für jedes Präparat bereitgestellt. Die Dateinamen sollten nicht geändert werden, da sie die Seriennummern der Sensoren darstellen. Bitte beachten Sie, dass bei einigen Präparaten die Sensoren während der Datenerfassung neu kalibriert wurden. Daher gibt der Ordnername, der die Kameraparameter-Dateien enthält, den Index der ersten und letzten Aufnahme an, für die diese Dateien gültig sind. Wenn es mehrere Ordner gibt, müssen die Dateien im Settings-Verzeichnis entsprechend ausgetauscht werden. Ein Ordner "CamParams_0_7" enthält z.B. die Kameraparameter-Dateien, die für die 8 Aufnahmen 0 bis 7 verwendet werden sollen.

Für jedes Video sind die jeweiligen Ground Truth Posen in .txt-Dateien verfügbar. Die Sensoren hatten unterschiedliche Blickwinkel für dieselbe Aufnahme. Daher werden die Ground Truth Posen für jeden Sensor separat bereitgestellt. Dabei gehören die ersten 5 Zeilen in der Datei zum ersten Frame des jeweiligen Videos. Jede Zeile stellt die Pose eines Wirbels dar (Zeile 1 für L1, Zeile 2 für L2, usw.), geschrieben als 4x4-Transformationsmatrix, die in zeilenweiser Reihenfolge zu lesen ist. Die Zeilen 6-10 gehören dann zum zweiten Frame des jeweiligen Videos, usw.

Die Ground Truth 3D-Modelle der Wirbel L1-L5 sind im STL-Format verfügbar. Sie können für jedes Frame eines jeden Videos mit den entsprechenden oben genannten Posen transformiert werden.
 

Jedes Paket ist wie unten dargestellt strukturiert.