河南医用双目红外光学系统

    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。 通过使用PACT图像，研究人员可以在消化道中找到并跟踪微机器人的位置。河南医用双目红外光学系统

    然后，我们使用触控笔测试的位置测量精度和距离测量精度。，我们评估了由EM跟踪的腹腔镜和EM跟踪的LUS探头组成的图像引导系统的准确性。结果在使用标准评估板的实验中，两个光学（Atracsys&NDI）在位置和方向测量中的抖动比EM小。此外，光学在测试体积内显示出更好的方向测量一致性。但是，它们的相对位置测量精度会随着距离的增加而显着降低，而EM的性能却是稳定的。在50mm的距离处，两个光学（Atracsys&NDI）的RMS误差分别为，而EM的RMS误差为。在250mm距离处，两个光学（Atracsys&NDI）的RMS误差分别变为，而EM的RMS误差为。在使用触控笔的实验中，两个光学（Atracsys&NDI）在定位触控笔笔尖时的RMS误差为，EM为。我们的电磁跟踪腹腔镜和LUS系统组合的原型使用代表性的校准方法，显示腹腔镜的RMS点定位误差为，LUS探头的RMS点定位误差为，前者的较大误差主要是由于三角测量误差造成的使用窄基线立体腹腔镜时。 河南医用双目红外光学系统当追踪目标物粘贴marker之后，PST光学定位系统需要对其进行识别；

    现代手术室(OR)的技术系统数量和复杂性不断增加。由于缺乏设备间的通信和集成，每个设备都地工作，导致冗余的传感器、输入设备、监视器，终造成OR的拥挤和人机交互的出错。因此，Brainlab和KarlStorz等制造商为此打造并提供了专门的集成工作站。然而，这些“单片”解决方案限制了用户和临床操作人员在集成创新第三方设备方面的灵活性。鉴于此，()致力于为OR中医疗设备的安全动态网络制定国际开放标准。在，基于面向服务的体系结构(SOA)，SDC（面向服务的设备连接）方法目前正处于IEEE11073下的标准化过程中，以链接OR（简称）。由于许可证持有者的性，它为各种医疗设备之间的互操作性铺平了道路。然而，SDC网络不适合确定性数据传输和低比较大延迟的实时(RT)要求，例如机器人应用。本文展示了一种通过实时网络扩展安全动态OR以允许集成机器人系统的方法。例如，本文概述了一个由通用可配置脚踏开关释放的骨科机器人系统。这显着扩展了符合IEEE11073标准的集成OR的应用范围。

    以了解神经系统的工作方式。果蝇是生物学上公认的一种研究动物，果蝇的大脑更是近来研究的主要目标对象。截至目前，已有八项诺贝尔奖授予了果蝇相关研究，这些研究推动了分子生物学、遗传学和神经科学的发展。果蝇研究的重大优势在于它们的大小：与老鼠大脑（1亿个神经元）、章鱼大脑（5亿个神经元）或人类大脑（1000亿个神经元）相比，果蝇大脑相对较小（只有10万个神经元）。这种优势使得研究人员更容易将果蝇大脑作为一个完整回路来研究。40万亿像素下的果蝇大脑重建，任何人都可以交互浏览。40万亿像素下的果蝇大脑自动重建谷歌在霍华德·修斯医学研究所的合作者将果蝇大脑切分成数千个40纳米的超薄切片，并且使用透射电子显微镜生成每个切片的图像（由此产生了40万亿像素以上的果蝇大脑影像），然后将2D图像排列对齐形成完整果蝇大脑的3D图像。这项研究用到了数千块谷歌CloudTPU和泛洪算法网络（Flood-FillingNetwork，FNN），后者能够自动跟踪果蝇大脑中的每个神经元。虽然该算法大体上运行良好，但研究人员发现，当对齐效果不完美（连续切片中的图像内容不稳定）或切片和成像过程存在问题导致多个连续切片缺失时，该算法的性能会下降。为了应对这些问题。 系统可以从单个视角清晰地看到多个标记点。

    当微机器人胶囊抵达体内病患区域（比如肠道）时，外源近红外光可以穿透深层组织并引发胶囊破裂从而释放微机器人。释放出的微机器人依靠其高效游动可穿越生物屏障终实现在病患区域的滞留和持久的药物传递。微机器人系统包含的两项关键技术：（1）微机器人微机器人由内而外依次是镁球、薄金层、药物层和聚对二甲苯层组成，外面三层并未完全覆盖镁球，留下了一块类似舷窗的圆形区域，当微机器人暴露在消化液时，镁球作为机器人的“燃料”与消化中的液体发生化学反应产生小气泡推动球体运动，薄金层作为造影剂增强影响效果，聚对二甲苯层作为抵抗消化的保护层。为了保护微机器人免受胃中的恶劣环境，它们被包裹在由石蜡制成的微胶囊中。当微胶囊口服之后将会顺着消化道一直运动。一旦微机器人到达附近，就会使用高功率连续近红外激光束它们。由于微型机器人能够大量地吸收红外光，使它们被短暂地加热，微胶囊的石蜡将会熔化，使得微机器人暴露在消化液当中。未被覆盖的镁将会和消化液产生化学反应推动微机器人直到它与附近的组织碰撞。因为微机器人不具备转向功能，所以这项技术就像是一种的方法，尽管不会是所有的微机器人命中病灶区域，但是还是会很多微机器人命中目标。 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）。河南医用双目红外光学系统

该系统以高精度计算图像坐标中的二维标记位置。河南医用双目红外光学系统

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