光學(xué)定位系統(tǒng)集成所面臨的挑戰(zhàn)

本文介紹了立體光學(xué)定位追蹤系統(tǒng)的基本概念，以及通常如何定義精度和精確度。還提出了應(yīng)用程序精度、系統(tǒng)本身精度以及精度真實(shí)性等概念，同時涵蓋了對其他錯誤源的理解。立體光學(xué)定位系統(tǒng)基于立體的光學(xué)定位系統(tǒng)用于需要通過視覺目標(biāo)（也稱為基準(zhǔn)點(diǎn)）測量實(shí)時位置和方向的應(yīng)用中。標(biāo)記定義為包含三個或三個以上基準(zhǔn)的對象。使用光學(xué)追蹤作為測量手段的例子很少，例如整形外科植入物的放置，圖像引導(dǎo)手術(shù)中手術(shù)器械的，機(jī)器人手術(shù)或放射學(xué)中患者運(yùn)動的補(bǔ)償，運(yùn)動捕捉或工業(yè)零件檢查等應(yīng)用。具體而言，基于立體的光學(xué)定位系統(tǒng)由兩個攝像頭組成，兩個攝像頭彼此位移以與人類雙目視覺相同的方式在場景中獲得兩個不同的視圖。通過比較這兩個圖像，可以通過三角測量裝置檢索相對深度信息。立體光學(xué)定位系統(tǒng)經(jīng)過優(yōu)化，可以檢測由紅外反射材料或紅外發(fā)光二極管（IR-LED）組成的基準(zhǔn)。在可見光譜范圍內(nèi)工作可以減少對用戶眼睛的干擾，并且由于外科手術(shù)的光電傳感頭不發(fā)射紅外光，因此產(chǎn)生的圖像受到其他光源的影響也較小。AtracsysfusionTrack250立體光學(xué)定位系統(tǒng)，包括（底部）由四個IR-LED組成的主動標(biāo)記點(diǎn)和。

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    如何選擇用于手術(shù)導(dǎo)航的光學(xué)與電磁儀器？光學(xué)儀器和電磁儀器是手術(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)儀器和電磁儀器各有其優(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(jì)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：與光學(xué)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)，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)系統(tǒng)進(jìn)行了比較，并提出了結(jié)合EM腹腔鏡和腹腔鏡超聲（LUS）圖像引導(dǎo)系統(tǒng)的可行性研究。方法我們首先使用標(biāo)準(zhǔn)評估板評估帶有兩個光學(xué)（Atracsys&NDI）和兩個EM的腹腔鏡的準(zhǔn)確性，該光學(xué)安裝在軸上的回射標(biāo)記，而EM將傳感器嵌入近端。然后。

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  Nesyamun的服務(wù)可以追溯到公元前1100年法老拉美西斯十一世統(tǒng)治時期。Nesyamun棺材上的銘文將他描述為“馬阿赫魯（maatkheru）”或“真實(shí)的聲音（trueofvoice）”，并要求他的靈魂能夠在他的來世與他的神說話。Howard說：“他希望自己的聲音永遠(yuǎn)不變。從某種意義上說，你可以說我們已經(jīng)注意到了這個，這是一件有點(diǎn)奇怪的事情，但我們確實(shí)注意到了?！盢esyamun作為一名牧師的日常職責(zé)很可能包括誦經(jīng)或唱歌。Howard說，確切地說，下一步，他想通過計(jì)算Nesyamun聲道的形狀來復(fù)制不同的聲音來嘗試唱誦。他說：“我的希望是寫出幾個音節(jié)，進(jìn)而再把它寫成一個短句?！边@將是一個偉大的壯舉，因?yàn)樵?860年之前，沒有人聽到過人類的聲音，當(dāng)時早的錄音是1860年。

正確定位骨科植入物的重要性在

這篇文章中，我想強(qiáng)調(diào)在手術(shù)過程中正確定位骨科植入物的重要性。以髖關(guān)節(jié)為例，因?yàn)樗俏沂煜さ?。簡化的髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)髖關(guān)節(jié)中的旋轉(zhuǎn)中心和杠桿臂髖關(guān)節(jié)是經(jīng)典的球窩關(guān)節(jié)，股骨頭在骨盆的杯狀髖臼中移動。髖部的幾何形狀允許以股骨頭的中心為旋轉(zhuǎn)中心在所有方向上進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這些運(yùn)動是由于髖部肌肉作用于骨盆和股骨不同點(diǎn)的力引起的。有22塊肌肉作用在髖關(guān)節(jié)上，不僅有助于穩(wěn)定，而且還提供髖關(guān)節(jié)運(yùn)動所需的力。由這些肌肉引起的所有力或力矩取決于髖部和/或杠桿臂的旋轉(zhuǎn)中心的位置。圖1：力矩，杠桿臂摘要：如果旋轉(zhuǎn)中心和股骨杠桿臂不對稱，則雙髖肌肉的作用將不相似。髖關(guān)節(jié)的重要角度髖關(guān)節(jié)的幾個角度很重要，以確保穩(wěn)定性和運(yùn)動范圍。在骨盆側(cè)，髖臼的方向因人而異。角度位置包括髖臼（或杯）的前傾角和傾斜角（外展角）。不同的研究側(cè)重于定義前傾角和傾斜角的值，其中脫位風(fēng)險(xiǎn)小。外科醫(yī)生將嘗試通過尊重這些角度來植入杯子。圖2：髖臼角度在股骨一側(cè)，頸部相對于膝蓋有一個角度。所謂的股骨版本，是有些人走路時腳趾內(nèi)翻或外翻的原因之一。股骨前傾是股骨的自然旋轉(zhuǎn)。頸部與膝蓋（后髁軸）成15°角。由于附著在股骨上的肌肉。

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    Actin機(jī)器人控制軟件，專注于機(jī)器人路徑規(guī)劃EnergidTechnologies是一家重點(diǎn)解決具有挑戰(zhàn)性問題的機(jī)器人和機(jī)械視覺工程學(xué)的公司?？蛻舭C(jī)器人制造商，美國**部多個分機(jī)構(gòu)，以及美國宇航局的多個研究中心。公司成立于2001年，總部在美國馬薩諸塞州的劍橋。視頻中是美國機(jī)器人研究公司TheRoboticsResearchCorp.的機(jī)器人手臂K-1207i在用Actin控制軟件進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。Energid的Actin機(jī)器人軟件是一款機(jī)器人控制框架及操作系統(tǒng)，并作為跨平臺應(yīng)用和可擴(kuò)展的軟件工具包來出售。Energid專注于復(fù)雜系統(tǒng)的控制、仿真和傳感，專注于機(jī)器人路徑規(guī)劃，可應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人導(dǎo)航等領(lǐng)域。ACTIN機(jī)器人學(xué)工具箱－復(fù)雜的機(jī)械人結(jié)構(gòu)控制和仿真的先進(jìn)軟件Actin是C++軟件工具箱，它通過提供軟件組件和控制方法使復(fù)雜的機(jī)械控制和模擬簡單化。Actin軟件初是為美國宇航局設(shè)計(jì)的，它可以為上百個運(yùn)動部件組成的固定和移動的機(jī)器人提供協(xié)調(diào)控制的Windows基礎(chǔ)的庫，軟件設(shè)計(jì)人員運(yùn)用庫可以很快地設(shè)計(jì)出復(fù)雜，智能型的控制系統(tǒng)。軟件設(shè)計(jì)人員還可以指定機(jī)器人做所希望的運(yùn)動學(xué)動作，Actin自動生成算法從而設(shè)定關(guān)節(jié)的位置和速度實(shí)現(xiàn)指定的機(jī)械手的運(yùn)動。借助于Actin。

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    繪制COVID-19“新常態(tài)”COVID-19繼續(xù)保持對世界的控制。自1月初曝光以來，這種迅速發(fā)展的流行病就一直占據(jù)著頭條新聞，我們大多數(shù)人才完全不了解它將對國家產(chǎn)生的影響，也不影響其對企業(yè)和生活的影響。美國于1月20日聽說了首例確診病例。2月6日記錄死亡。到3月17日，大多數(shù)州已經(jīng)在家里實(shí)施了某種形式的庇護(hù)。5月7日是這一“新常態(tài)”的第100天。但是新常態(tài)是什么樣的？這是放射科醫(yī)生一直在致力于發(fā)現(xiàn)的時間。異地中心幫助患者和其他醫(yī)療狀況需要的人保持關(guān)鍵影像的發(fā)生。隨著放射科醫(yī)生尋找新的方法來實(shí)現(xiàn)相同的目標(biāo)，但又需要更遠(yuǎn)的距離，因此遠(yuǎn)程放射學(xué)激增。但是，對于許多人來說，生活已經(jīng)停滯不前，因?yàn)檫x擇性外科手術(shù)和例行辦公室訪問減少，而醫(yī)院和診所面臨裁員的麻煩。ITN致力于幫助業(yè)界在冠狀病毒危機(jī)中做出調(diào)整，本期提供了幾篇關(guān)鍵文章，重點(diǎn)關(guān)注在這種大流行期間將患者和企業(yè)保持在前沿。通過《冠狀病毒大流行》，我討論了場外成像公司如何在對抗COVID-19的過程中發(fā)揮關(guān)鍵作用。COVID-19對PACS市場的影響強(qiáng)調(diào)了對快速，易于訪問的患者圖像的需求。COVID-19成為PACS系統(tǒng)的焦點(diǎn)，這有助于確保其在該行業(yè)的增長和可持續(xù)性。

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