直腸超聲圖像實時增強現(xiàn)實指導機器人輔助腹腔鏡直腸手術:概念研究證明目的由于位置較低,低位直腸手術往往需要采取謹慎的措施。手術能否成功,在很大程度上取決于外科醫(yī)生確定直腸清晰遠端邊緣的能力。這對于使用機器人輔助腹腔鏡手術的外科醫(yī)師來說是一個挑戰(zhàn),因為通常隱藏在直腸中,且機器人外科手術器械不能為組織診斷提供實時的觸覺反饋。本文介紹了機器人輔助直腸手術基于術中超聲的增強現(xiàn)實手術指導框架的開發(fā)和評估。方法框架的實現(xiàn)包括校準經(jīng)直腸超聲(TRUS)和內(nèi)窺鏡攝像頭(手眼校準),生成虛擬模型,通過光學定位導航系統(tǒng)/光學追蹤,將其記錄在內(nèi)窺鏡圖像上,并將增強視圖在頭戴式顯示器上顯示。實驗驗證設置旨在評估該框架。結(jié)果評估過程產(chǎn)生的TRUS校準平均誤差為,內(nèi)窺鏡相機手眼校準的比較大誤差為,整個框架比較大RMS誤差為。在直腸影像的實驗中,我們的框架將指導外科醫(yī)生準確定位模擬和遠端切除切緣。結(jié)論該框架是根據(jù)實際臨床情況與Atracsys的臨床合作伙伴共同開發(fā)的。實驗方案和較高的精度展示了在手術流程中無縫集成此框架的可行性。湖南光學導航系統(tǒng)費用,可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;青海的光學導航醫(yī)用儀器價格
本公開涉及光學定位領域,具體地,涉及一種光學定位系統(tǒng)。背景技術:光學定位系統(tǒng)是根據(jù)光學特性獲得一個或多個光學標記物坐標的系統(tǒng)。通常一個或多個標記物附著在一個待確定位置的物體(**工具)上。標記物可以是有源標記物(也稱主動標記物,例如,發(fā)光二極管)、無源標記物(也稱被動標記物,例如,反射球,反射片),或主動標記物和被動標記物的組合。無源標記物的一個例子是玻璃微珠技術的圓片或圓球。這種無源標記是通過在基層嵌入微小玻璃珠(其數(shù)量以數(shù)十萬計)后獲得反光布,并且將基層包覆到物體(例如,球體、圓片)的表面。光學定位系統(tǒng)中常規(guī)的照明裝置是傳感裝置周圍的燈環(huán)。圖1是現(xiàn)有技術中光學定位系統(tǒng)的照明裝置的示意圖。如圖1所示,燈環(huán)1可由多個led燈排列組成。由于各個led燈的亮度可能存在較大的個體差異,因此,燈環(huán)1很難成為理想的高斯光源,進而感測器得到的是一個不完全對稱的環(huán),很難直接提取環(huán)的中心,當距離標記物較近時影響更為明顯。有源標記物在理論上應該是光學高斯圓點,但是相應的地需要配置控制電路,還需要配置電源,如果使用電池作為電源,還涉及到工作壽命的問題,在應用上會受到很多的限制。山西光學導航價錢是多少陜西光學導航系統(tǒng),可以聯(lián)系位姿科技(上海)有限公司;
因此本文考慮外螺紋壓圈,又根據(jù)光學系統(tǒng)對邊緣光線是否擴散和外觀要求的不同,壓圈可以分成三種形式。以鏡筒和壓圈的結(jié)構形式組合(暫考慮隔圈一種形式)就可以把鏡頭結(jié)構分為如圖2所示的六種形式。本文所述CAD的方法是用戶根據(jù)鏡筒和壓圈分類的圖標菜單來選擇結(jié)構形式,再通過文字提示用戶去決定選擇何種隔圈形式。三、總體設計把鏡頭基本結(jié)構分成了六種類型,就可以把整個軟件系統(tǒng)設計成六個主程序來分別完成六種類型結(jié)構的設計。首先讓用戶輸入光學系統(tǒng)外形尺寸,然后選擇:只畫光學系統(tǒng)圖或畫六種類型中一種類型結(jié)構圖。每個主程序要調(diào)用光學系統(tǒng)、壓圈、鏡筒、隔圈的子程序完成整個光學鏡頭裝配圖繪制和自動設計。軟件系統(tǒng)框圖如圖3所示。在設計程序時采用了模塊化設計,一個模塊實現(xiàn)某一特定的功能,各個模塊功能不重復,相互之間共享數(shù)據(jù)資源,存在調(diào)用關系。各個模塊實現(xiàn)的功能和程序的對應關系如表1所示。在本設計中我們主要采用編制下拉菜單的方法提供用戶界面。建立的新菜單文件名是,編輯的下拉菜單區(qū)是POP6,名稱是BYSJ。圖4在用戶進入到繪圖方式后,點取下拉菜單BYSJ將會看到如圖4所示的菜單。PartControl項主要用于完成設計之后分離各零件。
變速器可以通過順序而不是同時控制每個運動來減少系統(tǒng)中電動機的數(shù)量,同時保持系統(tǒng)的功能。進行了一系列初步實驗以及目標精度測試,以評估系統(tǒng)的準確性。盡管分別具有MRI指導和機器人輔助的優(yōu)勢,但在該領域,兩種方法的結(jié)合仍然具有挑戰(zhàn)性。機器人的工作環(huán)境是具有高磁場的密閉空間??梢栽L問的有限空間要求系統(tǒng)緊湊,同時又要保持較大的工作空間。為安全起見,盡管高密度磁場中允許使用非鐵磁材料(例如聚合物復合材料),但是這些類型的材料的機械性能會損害系統(tǒng)的性能。另外,由于機器人系統(tǒng)本身是機電一體化系統(tǒng),會在成像過程中引入噪聲,因此減少機器人操作過程中的干擾也是開發(fā)MRI指導機器人系統(tǒng)的重要因素。鑒于上述所有挑戰(zhàn),設計、制造和評估了許多MRI引導的手術機器人,以幫助我們更好地了解系統(tǒng)的設計過程以及成像系統(tǒng)和機器人之間的相互作用。實驗實驗的目的是評估采用變速箱后機器人的性能。A.初步實驗這些測試的目的是調(diào)查基本任務(例如移動滑塊)的總體性能。這也可以作為以后目標實驗的參考基準。重慶光學導航系統(tǒng)費用,可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;
以保證浮標上的光學裝置測量目標時姿態(tài)角的穩(wěn)定性,測量目標方位時存在的隨機誤差用Δβobsr表示,設為測量目標方位的一倍均方差即°。浮標利用光學傳感器測量目標時,提取的方位信息可能為船干舷和橋樓的任何位置,因此可能存在光學模糊誤差,假設測量真方位為βik,真距離為rik,船長為Ls,此時目標舷角QMik如圖2所示。圖2光學浮標測量光學模糊誤差示意圖位置測量誤差時間測量誤差時間測量誤差主要是由從浮標節(jié)點發(fā)送和主浮標節(jié)點接收的嵌入式計算機處理時間、傳輸延遲以及無線自組織網(wǎng)絡調(diào)度延遲引起,無線自組織網(wǎng)絡采用令牌環(huán)式時分多址協(xié)議進行調(diào)度[13],浮標節(jié)點序號由母船分配,主浮標出水后以5s為周期向從浮標發(fā)送同步信號,各從浮標接收到同步信號后,按照節(jié)點序號的時隙發(fā)送自身位置和探測目標信息,節(jié)點令牌持續(xù)時間為s,隨機誤差s圖3光學浮標測量時分多址原理圖3聯(lián)合定位流程及浮標分布結(jié)構多光學浮標聯(lián)合定位信息流程如圖4所示。母船分配浮標序號后部署多個有動力浮標入水,浮標入水后向母船規(guī)定的位置航行。若從節(jié)點浮標先出水,則等待主浮標的同步碼信號,主浮標出水工作后按照約定的周期廣播同步碼。新疆光學導航系統(tǒng),可以聯(lián)系位姿科技(上海)有限公司;山東的光學導航公司聯(lián)系方式
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多重動力傳輸機器人系統(tǒng),適用于MRI引導經(jīng)皮介入醫(yī)治根據(jù)美國協(xié)會收集的數(shù)據(jù),前列腺是美多年來開發(fā)的國男性中常見的之一。據(jù)估計,2016年將有180,890例新的前列腺病例,并因此導致26,120例死亡。大多數(shù)前列腺是在前列腺特異性抗原(PSA)篩查和/或直腸指檢(DRE)期間首先檢測到的。如果結(jié)果表明受試者可能患有前列腺,則通常在TransRectalUltraSound(TRUS)的指導下進行手動活檢。如果活檢結(jié)果為陽性,則常見的醫(yī)治方法是TRUS引導的近距離放射醫(yī)治。不幸的是,TRUS提供低分辨率的圖像和較差的軟組織對比度,醫(yī)生既看不到惡性組織,也看不到圖像上的放射性種子,這破壞了活檢或近距離放射醫(yī)治的性能。因此,磁共振成像(MRI)可以被認為是一種有前途的替代方法,因為它具有高體積分辨率和出色的軟組織對比度。此外,研究人員還試圖應用機器人系統(tǒng)來解決手動執(zhí)行的經(jīng)皮干預缺乏準確性和可重復性的問題。在微創(chuàng)前列腺經(jīng)皮介入醫(yī)治中,磁共振成像(MRI)機器人輔助系統(tǒng)經(jīng)過多年的開發(fā),具備多個自由度(DOF)以完成復雜的外科手術任務。本文提出了一種與MRI兼容的變速箱的新穎設計,該變速箱允許一個驅(qū)動馬達控制多路自由度機器人系統(tǒng)。青海的光學導航醫(yī)用儀器價格
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