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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(jī)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(shí)上,光學(xué)追蹤儀器和電磁追蹤儀器各有其優(yōu)缺點(diǎn)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(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)數(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(xiàn)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(jìn)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。
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b)由微滴注射后獲得的圖像堆棧形成的相應(yīng)DOLI圖像。(c)去除頭皮后獲得的大致相同ROI的DOLI圖像。(d)通過疊加有和沒有頭皮的DOLI圖像來組合大腦和頭皮的微血管圖。ICV,大腦下靜脈;SSS,上矢狀竇;MCA,大腦中動脈;TS,橫竇。(e)來自三個ROI的微滴的代表性延時圖像,用(b)中的實(shí)心橙色方塊表示。(f),(g)分別在有頭皮和沒有頭皮的情況下記錄的彩色編碼DOLI深度圖。深度估計基于圖1(g)中所示的光斑尺寸到深度校準(zhǔn)曲線。(h)(f)和(g)中用白色虛線方塊表示的ROI的放大視圖。(i)選定ROI中的深度統(tǒng)計數(shù)據(jù)(平均值±SD),如(f)和(g)中的白色實(shí)心方塊所示。研究人員首先在被稱為組織幻影的組織合成模型中測試了這項(xiàng)新技術(shù),該模型模擬了平均腦組織特性,證明他們可以在光學(xué)不透明組織中獲得深4毫米的顯微分辨率圖像。然后,他們在小鼠中進(jìn)行了DOLI,其中腦微血管系統(tǒng)以及血流速度和方向可以完全無創(chuàng)地可視化。研究人員正在努力優(yōu)化所有三個維度的精度,以提高DOLI的分辨率。他們還在開發(fā)更小、具有更強(qiáng)熒光強(qiáng)度并且在體內(nèi)更穩(wěn)定的改進(jìn)型熒光劑。這將顯著提高DOLI在可實(shí)現(xiàn)的信噪比和成像深度方面的性能。Razansky表示。 甘肅光學(xué)定位公司聯(lián)系電話天津光學(xué)定位儀器公司,位姿科技(上海)有限公司;
基準(zhǔn)技術(shù)(例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性,基準(zhǔn)相對于相機(jī)的角度響應(yīng)),基準(zhǔn)點(diǎn)的固定(例如,插入的可重復(fù)性,基準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)記之間的機(jī)械松弛),標(biāo)記的制造(例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)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(zhǔn)確性,外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)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(jī)的分辨率,基線(攝像機(jī)之間的距離),堅(jiān)固性(機(jī)械,熱和老化穩(wěn)定性),在工作空間中基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和角度,圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)及準(zhǔn)確性先進(jìn)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個測量體積中將單個基準(zhǔn)步進(jìn)移動2000個點(diǎn)以上。由于使用坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)精確測量了點(diǎn)的位置,因此每個設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細(xì)調(diào)整。通常,CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實(shí)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。
4.機(jī)器人可以有皮膚——敏感觸覺技術(shù)觸覺機(jī)械手“GentleBot”抓取西紅柿敏感觸覺技術(shù)指采用基于電學(xué)和微粒子觸覺技術(shù)的新型觸覺傳感器,能讓機(jī)器人對物體的外形、質(zhì)地和硬度更加敏感,終勝任醫(yī)療、勘探等一系列復(fù)雜工作。5.“主動”交流——會話式智能交互技術(shù)曾經(jīng)揚(yáng)言要?dú)缛祟惖膕ophia機(jī)器人采用會話式智能交互技術(shù)研制的機(jī)器人不僅能理解用戶的問題并給出精細(xì)答案,還能在信息不全的情況下主動引導(dǎo)完成會話。蘋果公司新一代會話交互技術(shù)將會擺脫Siri一問一答的模式,甚至可以主動發(fā)起對話。6.機(jī)器人有心理活動——情感識別技術(shù)日本SBRH研發(fā)的Pepper對人的感情識別情感識別技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對人類情感甚至是心理活動的有效識別,使機(jī)器人獲得類似人類的觀察、理解、反應(yīng)能力,可應(yīng)用于機(jī)器人輔助醫(yī)療康復(fù)、刑偵鑒別等領(lǐng)域。對人類的面部表情進(jìn)行識別和解讀,是和人臉識別相伴相生的一種衍生技術(shù)。7.用意念操控機(jī)器——腦機(jī)接口技術(shù)借助focausedu實(shí)現(xiàn)用意念寫字腦機(jī)接口技術(shù)指通過對神經(jīng)系統(tǒng)電活動和特征信號的收集、識別及轉(zhuǎn)化,使人腦發(fā)出的指令能夠直接傳遞給指定的機(jī)器終端,可應(yīng)用于助殘康復(fù)、災(zāi)害救援和娛樂體驗(yàn)。山西光學(xué)定位儀器公司,位姿科技(上海)有限公司;
虛擬現(xiàn)實(shí)中用到的五種定位追蹤技術(shù)虛擬現(xiàn)實(shí)在仿真環(huán)境中當(dāng)使用者進(jìn)行位置移動時,計算機(jī)可以迅速進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算,將精確的動態(tài)運(yùn)動特征傳回,從而產(chǎn)生強(qiáng)大的臨場感、真實(shí)感。要實(shí)現(xiàn)該類應(yīng)用,首先要讓計算機(jī)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(shí)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(jī)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(yùn)動捕捉技術(shù)也將很快進(jìn)入實(shí)用,從技術(shù)角度來看,運(yùn)動捕捉就是要測量、、記錄物體在三維空間中的運(yùn)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(dá)某一特定位置的相位差或是時間差來實(shí)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(diǎn)的和監(jiān)視來完成運(yùn)動定位和捕捉任務(wù)的。對于空間中的某一點(diǎn),只要它能同時為兩攝像頭所見。浙江光學(xué)定位儀器公司,位姿科技(上海)有限公司;甘肅光學(xué)定位公司聯(lián)系電話
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同理壓圈寬度、螺距和起子槽的大小也按直徑范圍的選擇由條件語句完成。2.鏡筒兩端軸向尺寸為保護(hù)前鏡片,鏡筒的前端表面應(yīng)超出凸透鏡前表面某一預(yù)置尺寸。而鏡筒后端表面則要與壓圈后表面相平齊或稍為超出壓圈后表面。3.鏡筒臺階軸向尺寸位于鏡筒內(nèi)孔臺階處的隔圈和壓圈與臺階端面之間必須空出一些距離,以保證各零件尺寸有誤差時隔圈和壓圈都不得碰到臺階,這樣才能起到應(yīng)有的定位和壓緊作用。本設(shè)計的鏡筒臺階尺寸是根據(jù)透鏡的邊緣厚度來處理確定的。4.從裝配圖拆出零件圖利用AntoCAD獨(dú)特的圖層處理技術(shù),用戶根據(jù)需要設(shè)定若干圖層。將不同零件畫在不同層上,運(yùn)用圖層的開啟關(guān)閉、凍結(jié)解凍的作用,就可以方便地從裝配圖上分離出某個零件圖。本程序特別制作了拾取實(shí)體來實(shí)現(xiàn)層控制的菜單命令。這些菜單是執(zhí)行四個LISP程序(、、、)。六、鏡頭設(shè)計實(shí)例表2是設(shè)計好的光學(xué)系統(tǒng)外形尺寸,也是本實(shí)例結(jié)構(gòu)設(shè)計的已知原始數(shù)據(jù)。圖6是應(yīng)用本文所述的程序,選擇某種結(jié)構(gòu)形式,設(shè)計出來的鏡頭裝配圖,圖中沒有作任何修改(圖中是在拆零件圖之前零件線條存在重疊現(xiàn)象,拆完零件后可以用一程序消除)。七、結(jié)論(1)對于任意一組常用光學(xué)鏡頭,在已知其光學(xué)系統(tǒng)外形尺寸的情況下。朝陽區(qū)的光學(xué)定位價錢
位姿科技(上海)有限公司是一家貿(mào)易型類企業(yè),積極探索行業(yè)發(fā)展,努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。位姿科技是一家私營獨(dú)資企業(yè)企業(yè),一直“以人為本,服務(wù)于社會”的經(jīng)營理念;“誠守信譽(yù),持續(xù)發(fā)展”的質(zhì)量方針。公司始終堅(jiān)持客戶需求優(yōu)先的原則,致力于提供高質(zhì)量的光學(xué)定位,光學(xué)導(dǎo)航,雙目紅外光學(xué),光學(xué)追蹤。位姿科技將以真誠的服務(wù)、創(chuàng)新的理念、***的產(chǎn)品,為彼此贏得全新的未來!