湖南光学追踪系统

    如何选择用于手术导航的光学与电磁仪器？光学仪器和电磁仪器是手术导航中常用到的两类三维定位导航设备，是手术导航和手术机器人系统中不可或缺的关键部分，在手术导航系统中起到了眼睛的作用。事实上，光学仪器和电磁仪器各有其优缺点和适用场景，不能一概而论。所以，具体选择哪种类型的仪器以及如何选型，是科研人员经常面对的问题，终需要根据自身应用场景作为依据加以选择。下文是发布在美国医学物理学会出版的《医学物理学》上的一篇论文，文章基于严谨的实验数据和科学计算，很好的回答了上述问题，供从业者参考。由于篇幅较长，这里翻译文章摘要，并附全文链接如下，还望大家包涵。论文题目《影像引导式腹腔镜手术中的电磁：与光学的比较以及组合式腹腔镜和腹腔镜超声系统的可行性研究》目的在图像引导腹腔镜检查中，通常采用光学，但是在文献中已经提出了电磁（EM）系统。在本文中，我们对用于图像引导腹腔镜手术的EM和光学系统进行了比较，并提出了结合EM腹腔镜和腹腔镜超声（LUS）图像引导系统的可行性研究。方法我们首先使用标准评估板评估带有两个光学（Atracsys&NDI）和两个EM的腹腔镜的准确性，该光学安装在轴上的回射标记，而EM将传感器嵌入近端。 每个相机在镜头前都配备了一个红外(IR)通滤光片；湖南光学追踪系统

    如何在PST光学定位系统中训练追踪目标物？当追踪目标物粘贴marker之后，PST光学定位系统需要对其进行识别。在主窗口中按“Newtargetmodel”（新目标模型）选项即可选择训练页面（请见下图）。训练是“教”系统识别新追踪目标物的过程，即在PST摄像头前面（追踪范围内）缓慢旋转物体，系统根据marker点的位置关系对其进行识别并建模，然后该模型即可用于追踪交互。训练步骤：1.在目标物上添加四个或多个标记点。将目标物放置在PST工作空间中（无遮挡），该空间里所有其它追踪目标物和反光材料，因为在训练过程中如果有多个物体可能会造成目标物识别错误。该过程可以训练多包含多达100个标记点的单个目标物。2.点击“开始”按钮，下图显示为一个示例训练的片段。灰色点表示被自身遮挡的标记点。3.缓慢而平稳地移动并旋转目标物，以便将所有标记点显示给系统。确保在训练过程中始终保持三个或更多标记点可见。如果没有足够的标记点可见，训练过程将中止，并显示错误对话框。在这种情况下，请关闭错误对话框并重新开始训练操作。如果问题仍然存在，请检查目标物各个角度是否都有足够的标记点可见。当显示的追踪目标物标记点数量和物体上的实际标记点数量一致时； 重庆国产光学追踪系统供应商光学跟踪是一种3D定位技术，基于使用两个或多个光学跟踪摄像头监控定义的测量空间。

    机器人用于在假体植入之前准确放置螺钉或切割/雕刻骨骼。通常，首先将标记固定在患者身上，以便机器人可以在解剖结构移动的情况下调整其运动。第二个标记以相对于末端执行器的已知姿势（机器人的远端位置，如钻或锯）放置在手术器械上。机器人将按照手术前或干预期间实现的计划进行操作。结果的质量主要取决于以下因素：•生态系统的真实性，包括光学系统的准确性、基准技术、标记的几何设计、•配准过程（数字解剖与物理解剖的对齐），•机器人视觉控制回路补偿患者运动的能力，较低的延迟不仅会提高反馈回路后机器人位置校正的准确性，而且还会使操作更快。结论在构建机器人应用程序时，考虑光学系统的性能很重要。但是，还应考虑机器人结构的实际效率，以及其他组件，如基准技术和标记的几何形状。配准过程也会对整体误差产生很大影响，应予以考虑。，应考虑人体工程学和可用性考虑，因为机器人在手术过程中肯定需要人工合作。

    光学定位系统集成所面临的挑战本文介绍了立体光学定位追踪系统的基本概念，以及通常如何定义精度和精确度。还提出了应用程序精度、系统本身精度以及精度真实性等概念，同时涵盖了对其他错误源的理解。立体光学定位系统基于立体的光学定位系统用于需要通过视觉目标（也称为基准点）测量实时位置和方向的应用中。标记定义为包含三个或三个以上基准的对象。使用光学追踪作为测量手段的例子很少，例如整形外科植入物的放置，图像引导手术中手术器械的，机器人手术或放射学中患者运动的补偿，运动捕捉或工业零件检查等应用。具体而言，基于立体的光学定位系统由两个摄像头组成，两个摄像头彼此位移以与人类双目视觉相同的方式在场景中获得两个不同的视图。通过比较这两个图像，可以通过三角测量装置检索相对深度信息。立体光学定位系统经过优化，可以检测由红外反射材料或红外发光二极管（IR-LED）组成的基准。在可见光谱范围内工作可以减少对用户眼睛的干扰，并且由于外科手术的光电传感头不发射红外光，因此产生的图像受到其他光源的影响也较小。AtracsysfusionTrack250立体光学定位系统，包括（底部）由四个IR-LED组成的主动标记点和。 为防止标记点的自身遮挡，目标物所有相邻边之间的角度应大于90°。

    光声图像引导机器人辅助颅底手术我们研究使用光声（PA）成像来检测人体的关键结构，如颈动脉，在机器人辅助鼻内经蝶窦手术中，这些结构可能位于被钻骨头的后面。在该系统中，激光器（通过光纤）安装在钻头上，而二维超声探头则放置在颅骨上的其他位置。在相对患者参考系中对钻头和超声探针都要会进行追踪。与传统的B模式超声相比，光声成像具有两个优点：1.激光能够穿透骨骼的薄层；2.光声成像图像显示激光路径中的目标。因此，激光可以用于（非侵入性）延伸钻探轴线，从而可靠地检测可能驻留在钻探路径中的关键结构。然而，这种设置会产生一个挑战性很大的问题，即对准。因为必须放置超声探头，以使其图像平面与目标解剖结构附近的激光线相交（根据术前图像估算）。本文报告了为协助完成此任务而开发的导航系统，以及幻象实验的结果，这些幻象实验表明可以检测到关键结构，相对于钻头的精度约为1mm。 本文主要介绍在PST光学定位系统中如何轻松创建新的VR交互设备（目标物）。重庆国产光学追踪系统供应商

需要跟踪的物体配备了反射标记，可将传入的红外光反射回摄像机。湖南光学追踪系统

    **说，结合临床和分子数据的机器学习算法是“未来的浪潮”。一名男子走进医生的办公室，对他的胆囊进行CT扫描。胆囊很好，但医生注意到他胰腺上有问题。医生告诉他，这里有一个可能导致的囊肿，所以为了安全起见，我需要切除它。医生补充说，从手术中恢复需要三个月的时间，另外，手术并发症的几率为50%，而男性在手术台上死亡的几率为5%。据估计，美国每年有80万患者被偶然诊断出胰腺囊肿，医生们没有很好的方法来判断哪个囊肿含有致命的和良性。这种不明确性导致了数千次不必要的手术：一项研究发现，高达78%的囊肿患者被转诊为外科手术，但终没有变。现在有一种机器学习算法可以帮助我们。约翰霍普金斯大学的外科医生和计算机科学家们近日在《ScienceTranslationalMedicin（科学转化医学）》杂志上发表了一项称为“CompCyst（复合囊肿）”（用于的囊肿分析）的试验，该试验明显优于的标准护理——即“医生观察和医学成像”，可预测病人是否应该回家观察，医生监测，或接受手术。约翰霍普金斯金梅尔中心胰腺囊肿项目主任AnneMarieLennon在一次关于这项研究的新闻发布会上说：“我们对这项研究的结果感到非常兴奋。”她预计将在6到12个月内为霍普金斯患者提供这项测试。 湖南光学追踪系统

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