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如何選擇用于手術(shù)導(dǎo)航的光學(xué)追蹤與電磁追蹤儀器？如何選擇用于手術(shù)導(dǎo)航的光學(xué)追蹤與電磁追蹤儀器？來源：舜若科技[SunyaTech]光學(xué)追蹤儀器和電磁追蹤儀器是手術(shù)導(dǎo)航中常用到的兩類三維定位導(dǎo)航設(shè)備，是手術(shù)導(dǎo)航和手術(shù)機器人系統(tǒng)中不可或缺的關(guān)鍵部分，在手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)中起到了眼睛的作用。事實上，光學(xué)追蹤儀器和電磁追蹤儀器各有其優(yōu)缺點和適用場景，不能一概而論。所以，具體選擇哪種類型的儀器以及如何選型，是科研人員經(jīng)常面對的問題，終需要根據(jù)自身應(yīng)用場景作為依據(jù)加以選擇。下文是發(fā)布在美國醫(yī)學(xué)物理學(xué)會出版的《醫(yī)學(xué)物理學(xué)》上的一篇論文，文章基于嚴謹?shù)膶嶒灁?shù)據(jù)和科學(xué)計算，很好的回答了上述問題，供從業(yè)者參考。由于篇幅較長，這里翻譯文章摘要，并附全文鏈接如下，還望大家包涵。論文題目《影像引導(dǎo)式腹腔鏡手術(shù)中的電磁追蹤：與光學(xué)追蹤的比較以及組合式腹腔鏡和腹腔鏡超聲系統(tǒng)的可行性研究》目的在圖像引導(dǎo)腹腔鏡檢查中，通常采用光學(xué)追蹤，但是在文獻中已經(jīng)提出了電磁（EM）系統(tǒng)。在本文中，我們對用于圖像引導(dǎo)腹腔鏡手術(shù)的EM和光學(xué)追蹤系統(tǒng)進行了比較，并提出了結(jié)合EM追蹤腹腔鏡和腹腔鏡超聲（LUS）圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的可行性研究。光學(xué)測量系統(tǒng)的特點，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；黃浦區(qū)光學(xué)測量公司聯(lián)系方式

 虛擬現(xiàn)實中用到的五種定位追蹤技術(shù)虛擬現(xiàn)實在仿真環(huán)境中當(dāng)使用者進行位置移動時，計算機可以迅速進行復(fù)雜的運算，將精確的動態(tài)運動特征傳回，從而產(chǎn)生強大的臨場感、真實感。要實現(xiàn)該類應(yīng)用，首先要讓計算機感知使用者在虛擬空間中所處的位置，包括距離和角度等，所以說位置追蹤技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的重要組成部分之一。目前常用的定位主要有超聲式、光學(xué)式、電磁式和機械式四種技術(shù)專業(yè)方向，當(dāng)然還有慣性和圖像提取的技術(shù)方式，同時，不依賴于傳感器而直接識別人體人體特征的運動捕捉技術(shù)也將很快進入實用，從技術(shù)角度來看，運動捕捉就是要測量、、記錄物體在三維空間中的運動軌跡。1、超聲式位置追蹤系統(tǒng)(Hexamite超聲波定位系統(tǒng))是利用不同的超聲波到達某一特定位置的相位差或是時間差來實現(xiàn)對目標(biāo)物體的定位和的，但其會因超聲波的反射、輻射或空氣的流動造成誤差，另外，它的更新頻率較低，而且要求超聲發(fā)射器和超聲接收傳感器之間沒有阻擋。這些因素限制了超聲定位的精度、速度和其應(yīng)用范圍。2、光學(xué)式位置追蹤系統(tǒng)(PST光學(xué)位置追蹤系統(tǒng))是通過對目標(biāo)物體上特定光點的和監(jiān)視來完成運動定位和捕捉任務(wù)的。對于空間中的某一點，只要它能同時為兩攝像頭所見。湖北光學(xué)測量公司地址山西光學(xué)測量儀器設(shè)備價格，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；

基準技術(shù)（例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性，基準相對于相機的角度響應(yīng)），基準點的固定（例如，插入的可重復(fù)性，基準點和標(biāo)記之間的機械松弛），標(biāo)記的制造（例如制造的可重復(fù)性或幾何校準的質(zhì)量），標(biāo)記的相對姿勢，標(biāo)記的速度和整體延遲，缺少局部遮擋，與術(shù)前現(xiàn)場登記相關(guān)的殘留錯誤，術(shù)前測量/成像儀的準確性，外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準確。特別是對于光學(xué)追蹤系統(tǒng)，固有追蹤精度高度取決于：相機的分辨率，基線（攝像機之間的距離），堅固性（機械，熱和老化穩(wěn)定性），在工作空間中基準點的位置和角度，圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準及準確性先進的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進行了校準。該過程包括在20°C下在整個測量體積中將單個基準步進移動2000個點以上。由于使用坐標(biāo)測量機（CMM）精確測量了點的位置，因此每個設(shè)備的校準參數(shù)都經(jīng)過了精細調(diào)整。通常，CMM校準的精度比棋盤格校準或其他標(biāo)準的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實際上，當(dāng)執(zhí)行在，期望的均方根（RMS）精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請注意，工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的（[X，Y]和Z的誤差有所不同）。在整個工作空間中。

要特別注意CS和C的差別，不同類型的camera和不同類型的Len連接時，要定制轉(zhuǎn)接環(huán)。國外很貴，一個約,不如自己加工。光學(xué)鏡頭的主要參數(shù)和評價主要參數(shù)有焦距，視場，物距，光圈，快門等。對于鏡頭完善的評價莫過于MTF（ModulationTransferFunction）。但是由于像差（標(biāo)定的原因），鏡頭的每個范圍都有一個MTF值。這些范圍指的是：（1）近軸部分，（2）離軸部分，（3）當(dāng)光學(xué)系統(tǒng)存在不對稱畸變時，上述兩部分在不同方向上的子部分。每個部分對于不同的輻射能量波長范圍，都有各自相應(yīng)的MTF值。MTF是評價成像系統(tǒng)的常用、優(yōu)的指標(biāo)，也是指導(dǎo)機器視覺系統(tǒng)集成的優(yōu)指標(biāo)。光學(xué)鏡頭推薦高功率水冷掃描透鏡系列產(chǎn)品01功能介紹該系列場鏡常用在高功率激光焊接等應(yīng)用中，常與振鏡搭配使用；全石英（JGS1、康寧7890、賀列氏313等）設(shè)計，高功率鍍膜，鏡座上加循環(huán)水冷，溫飄??；適用于幾千瓦高功率激光器；02產(chǎn)品型號變倍擴束鏡系列產(chǎn)品01功能介紹倍率連續(xù)可調(diào)，覆蓋波長從紫外到紅外；可配合4軸、5軸光學(xué)調(diào)整架使用，操作方便；02產(chǎn)品型號光學(xué)快速打樣光研科技南京有限公司提供、一體化的客戶解決方案。短只需兩周，就可以把您的光學(xué)設(shè)計和圖紙變成一個產(chǎn)品（視物料供應(yīng)情況而定）。云南光學(xué)測量系統(tǒng)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；

要求有目標(biāo)的先驗知識,即確定目標(biāo)的初始似然位置后進行濾波,以獲得一定條件下的目標(biāo)大后驗概率解,大后驗概率解受初始似然位置的影響較大。參數(shù)估計類算法不需要目標(biāo)的先驗知識,但需要對目標(biāo)測量參數(shù)進行一定時間累積后分析目標(biāo)的運動參數(shù)[2-6]。實際工程應(yīng)用中,對于可以直接獲得較高精度目標(biāo)距離和目標(biāo)方位的有源傳感器(如雷達、激光測距儀),一般采用狀態(tài)估計類算法進行目標(biāo)定位;對于無法獲取目標(biāo)距離或獲取目標(biāo)距離精度較差的無源傳感器,一般采用參數(shù)估計類算法進行目標(biāo)定位。光電浮標(biāo)屬于被動無源傳感器,獲取目標(biāo)距離的主要方式是焦平面凝視手段,在設(shè)備尺寸的限制下,獲取距離精度差,無法達到使用要求。浮標(biāo)定位工程化研究方面,劉忠、石章松等[7-9]針對聲學(xué)多節(jié)點被動定位,將節(jié)點拓撲結(jié)構(gòu)分為了集中式和分布式兩大類,并分別給出了相關(guān)定位算法;杜選民等[10]研究了多聲基陣聯(lián)合的無源純方位算法,并給出相關(guān)的研究結(jié)論。目前,光學(xué)浮標(biāo)領(lǐng)域的工程化研究主要集中在利用浮標(biāo)進行海洋環(huán)境檢測等遙感領(lǐng)域,將其利用在目標(biāo)定位與追蹤領(lǐng)域的文獻很少[11]。為滿足武器的實際使用需求,文中借鑒聲學(xué)目標(biāo)運動要素解算的技術(shù),提出了一種工程化的多光學(xué)浮標(biāo)聯(lián)合定位方法。江西光學(xué)測量系統(tǒng)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；浙江的光學(xué)測量醫(yī)用儀器

光學(xué)測量技術(shù)與應(yīng)用，咨詢位姿科技（上海）有限公司；黃浦區(qū)光學(xué)測量公司聯(lián)系方式

這種技術(shù)利用了1000—1700納米之間的第二近紅外（NIR-Ⅱ）光譜，這一范圍光譜的散射較少，可使顯微熒光成像的深度達到光擴散深度極限的4倍。在各種疾病的動物模型中，熒光顯微鏡經(jīng)常被用來對大腦的分子和細胞細節(jié)進行成像。但此前，由于皮膚和顱骨的強烈光散射影響，熒光顯微鏡于小體積和高度侵入性的操作。此次研究表明，3D熒光顯微鏡可幫助科學(xué)家以非侵入性方式，高分辨率地觀察成年小鼠大腦。該顯微鏡有效覆蓋了大約1厘米的視野。對于這項新技術(shù)，研究人員通過靜脈給一只活老鼠注射熒光微滴，其濃度在血流中形成稀疏分布。追蹤這些流動的目標(biāo)能夠重建小鼠大腦深層腦微血管的高分辨率圖。這種方法消除了背景光散射，并且是在頭皮和頭骨完好無損的情況下進行的，有趣的是，研究人員還觀察到相機記錄的光斑大小與微滴在大腦中的深度有很強的相關(guān)性，這使得深度分辨成像成為可能。▲圖。(a)去除頭皮后通過小鼠腦血管系統(tǒng)的熒光染料灌注的WF圖像。(b)靜脈注射微滴懸浮液后為同一只小鼠獲得的相應(yīng)DOLI圖像。(c)、(d)(a)和(b)中指示的ROI的放大視圖。SSS，上矢狀竇；ACA，大腦前動脈；MCA，大腦中動脈；TS，橫竇?！鴪D。(a)熒光染料灌注后小鼠頭部穿過完整頭皮的WF圖像。。黃浦區(qū)光學(xué)測量公司聯(lián)系方式