海南光學(xué)定位廠家

    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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    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)和準(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。 靜安區(qū)光學(xué)定位儀器河北光學(xué)定位醫(yī)療儀器設(shè)備價格，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；

    光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的測量類型編輯語音已經(jīng)發(fā)展的光學(xué)導(dǎo)航系統(tǒng)的測量類型分為下面幾類:圖像信息測量圖像信息測量主要是指利用導(dǎo)航相機(jī)獲得天體中心、天體邊緣和天體表面可視導(dǎo)航目標(biāo)的圖像，用于光學(xué)導(dǎo)航。如深空1號，利用MICAS對小行星和背景星進(jìn)行光學(xué)測量，獲得小行星和背景星的圖像信息。美國JPL實(shí)驗室的Bhaskaran等提出的繞飛小天體的軌道確定是利用導(dǎo)航相機(jī)觀測的小天體邊緣圖像。日本的MUSES-C任務(wù)是利用導(dǎo)航相機(jī)對小行星表面的可視著陸目標(biāo)進(jìn)行拍照。角度信息測量角度信息測量指對己知天體視線夾角的測量。如1)SS-ANARS(空間六分儀)，利用空間六分儀的基準(zhǔn)，測量恒星與地球和月球邊緣的夾角;2)TAOS計劃中的MANS自主導(dǎo)航系統(tǒng)，計算太陽、月球和地心矢量之間的夾角;3)AGN(自主制導(dǎo)和導(dǎo)航系統(tǒng))測量探測器與行星和恒星的夾角；天文導(dǎo)航中的近天體/探測器/遠(yuǎn)天體夾角測量、近天體/探測器/近天體夾角測量及探測器對近天體視角的測量。視線信息測量視線信息測量指對己知天體中心或者目標(biāo)天體表面的特征點(diǎn)視線方向的測量。如1)林肯實(shí)驗衛(wèi)星(LES)，測量太陽矢量和地心矢量；2)德克薩斯大學(xué)(TexasUniversity)的Tucknese等提出的月球探測轉(zhuǎn)移段的自主導(dǎo)航系統(tǒng)。

    圖像的光照射在半導(dǎo)體表面上，光子被吸收產(chǎn)生“光生電子”。該電子數(shù)正比于受光強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。輸出脈沖的順序可以反映出光敏元件的位置，這就起到圖像傳感的作用。如果希望對圖像進(jìn)行計算機(jī)處理，CCD是很好的攝像器件，可以將拍攝的圖像信息精確的轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。CCD電荷耦合器件自70年代出現(xiàn)后，不斷完善，發(fā)展很快，出現(xiàn)了很多的CCD芯片。它們突出的優(yōu)點(diǎn)是工作穩(wěn)定、重量輕、功耗低、抗干擾性強(qiáng)、壽命長，主要被應(yīng)用于各種攝像設(shè)備中［7］。由于CCD體積小，因此在內(nèi)窺鏡中和介入型治療儀器中，作為攝像部件可直接放入人體內(nèi)攝取信號，再將傳出的信號由屏幕顯示出來，方便操作者直接看到病人體內(nèi)的圖像，使形態(tài)變的診斷和定位變得非常清楚、可靠。4.醫(yī)用光學(xué)傳感器的發(fā)展方向由于半導(dǎo)體技術(shù)已進(jìn)入了超大規(guī)模集成化階段，對醫(yī)用光學(xué)傳感器的各種制造工藝和材料性能的研究已達(dá)到相當(dāng)高的水平。因此可以預(yù)測它正向著傳感器的固態(tài)化、集成化和多功能化、二維、三維的空間測量和智能化方向發(fā)展。我們可以想象將來有，人們可以利用光纖和先進(jìn)的半導(dǎo)體激光器件開發(fā)出多信息超小型傳感器陣列，再利用多種信息同時測量技術(shù)。太原光學(xué)定位儀器公司，位姿科技（上海）有限公司；

    非線性光學(xué)顯微鏡利用受散射影響較小的較長波長激發(fā)，而光學(xué)相干斷層掃描進(jìn)一步利用相干時間門控來拒絕散射光子，但活組織中可實(shí)現(xiàn)的成像深度仍約為1-2毫米。另一方面，已經(jīng)建議基于自適應(yīng)光學(xué)或波前成形的方法來突破這個深度障礙，盡管在超過1毫米的深度的體內(nèi)適用性仍然具有挑戰(zhàn)性。▲圖1.漫射光學(xué)定位成像(DOLI)的概念和微滴的表征。(a)DOLI設(shè)置的布局。單色激光束通過SWIR相機(jī)檢測到的背向散射熒光照射隱藏在散射介質(zhì)后面的熒光目標(biāo)。(b)用商業(yè)明場顯微鏡捕獲的微滴的WF圖像。(c)微滴直徑分布的直方圖。(d)定位和圖像形成工作流程。(e)用于測量PSF對散射介質(zhì)中目標(biāo)深度的依賴性的實(shí)驗裝置。(f)用SWIR相機(jī)捕獲的微流控芯片的WF圖像。(g)記錄的熒光點(diǎn)大?。ň€輪廓的FWHM）作為目標(biāo)深度的函數(shù)；顯示了原始數(shù)據(jù)和曲線擬合。具有光學(xué)對比度的深層組織成像也可以通過結(jié)合光和聲的混合方法來完成。特別是，與光相比，超聲波在軟生物組織中幾乎沒有散射，因此提出了幾種聲光方法，采用聚焦超聲來調(diào)制相干光并在混濁樣品內(nèi)產(chǎn)生頻移光源。然后，散射波前的檢測用于通過時間反轉(zhuǎn)光學(xué)相位共軛將光重新聚焦到聲學(xué)焦點(diǎn)。然而，這些方法受到活組織中毫秒級散斑去相關(guān)時間的影響。

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    這就是新型的光學(xué)機(jī)械——籠式結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的原始動力應(yīng)運(yùn)而生。新一代的光學(xué)機(jī)械出現(xiàn)——籠式結(jié)構(gòu)德國Linos公司在1960年前后提出了籠式結(jié)構(gòu)的雛形，命名為Microbench，于1990年推向市場，如圖5所示。圖5Linos的固定光軸高度40mmLinos的Microbench的基本理念：光軸是以光學(xué)平臺為基準(zhǔn)。從圖5中可以發(fā)現(xiàn)，系統(tǒng)中的元件利用機(jī)械加工的精度，保證了同軸，是有基準(zhǔn)系統(tǒng)的。2000年以前，Linos公司在市場中都是一枝獨(dú)秀，非常受歡迎。但是Linos的籠式結(jié)構(gòu)也有其局限性：這種結(jié)構(gòu)的光軸高度只有40mm，用戶在使用該結(jié)構(gòu)時，會受到限制。在歐洲的光電展上作者了解到，有很多用戶和Linos公司工作人員反映過光軸高度40mm過低的問題，包括作者本人也是反映了多次。需求是大的創(chuàng)新動力，美國Thorlabs（索雷博）公司在2000年以后推出了自己的籠式結(jié)構(gòu)，使用支桿把系統(tǒng)調(diào)整到用戶所需要的高度，如圖6。圖6索雷博解決光軸高度的方案索雷博的這一方案立即受到客戶青睞，并一步步占領(lǐng)了歐美市場，推出了更多系統(tǒng)。圖7Linos的解決方案（光軸高度提高到100mm）2008年左右，Linos公司推出了100mm光軸高度的解決方案，如圖7所示。他們通過使用一根80mm以上的螺栓固定，然而該方案卻沒有得到用戶認(rèn)可。海南光學(xué)定位廠家

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