I sistemi di ¿augmented reality¿ hanno un particolare interesse nel campo della chirurgia per il training e la pianificazione di interventi chirurgici. Come affermato da un noto endoscopista americano già una decina di anni fa: "Un migliaio di operazioni sono richieste per diventare veramente abili nell¿esecuzione di un¿endoscopia, chi vorrebbe essere tra i primi cento pazienti?¿
I sistemi di questo genere sono architetture a 2 livelli. Il primo livello si occupa di catturare in tempo reale il movimento
del chirurgo; il secondo livello si occupa della visualizzazione tridimensionale di un modello degli strumenti maneggiati dal chirurgo sovrapposti alla scena operatoria virtuale. I sistemi commerciali più accurati sono basati sulla tecnologia a marker passivi (e.g. sistema Aurora, Northern Digital): sugli strumenti vengono posto dei marcatori ed alcune videocamere riprendono la scena. Attraverso un¿elaborazione adeguata, la posizione 3D dei marcatori viene ricostruita, e da questa la posizione dello strumento.
I sistemi commerciali soffrono di due problemi; il primo è la visibilità dei marker: infatti, quando due marcatori si sovrappongono lungo la linea di vista di una camera, l¿accuratezza della localizzazione diminuisce. Per questa ragione, i sistemi commerciali, in questo caso, preferiscono ¿perdere¿ lo strumento, cioè interromperne il tracking.
Questo problema è stato da noi affrontato e risolto nel 2006, sviluppando una tecnica innovativa basata su uno stimatore alla massima verosimiglianza in grado di calcolare in modo accurato la posizione dei marker, anche in presenza di occlusioni parziali.
Il secondo problema di cui i sistemi commerciali soffrono, sono gli ingombri. Per potere misurare anche la rotazione assiale degli strumenti chirurgici, vengono utilizzate delle strutture tridimensionali particolarmente ingombranti. In questo progetto si vogliono sostituire queste strutture ingombranti, con marker coassiali posti sull¿asse dello strumento. Allo scopo, verranno sviluppati e testati pattern diversi per verificarne l¿efficacia / accuratezza.