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    直肠超声图像实时增强现实指导机器人辅助腹腔镜直肠手术：概念研究证明目的由于位置较低，低位直肠手术往往需要采取谨慎的措施。手术能否成功，在很大程度上取决于外科医生确定直肠清晰远端边缘的能力。这对于使用机器人辅助腹腔镜手术的外科医师来说是一个挑战，因为通常隐藏在直肠中，且机器人外科手术器械不能为组织诊断提供实时的触觉反馈。本文介绍了机器人辅助直肠手术基于术中超声的增强现实手术指导框架的开发和评估。方法框架的实现包括校准经直肠超声（TRUS）和内窥镜摄像头（手眼校准），生成虚拟模型，通过光学定位导航系统/光学追踪，将其记录在内窥镜图像上，并将增强视图在头戴式显示器上显示。实验验证设置旨在评估该框架。结果评估过程产生的TRUS校准平均误差为，内窥镜相机手眼校准的比较大误差为，整个框架比较大RMS误差为。在直肠影像的实验中，我们的框架将指导外科医生准确定位模拟和远端切除切缘。结论该框架是根据实际临床情况与Atracsys的临床合作伙伴共同开发的。实验方案和较高的精度展示了在手术流程中无缝集成此框架的可行性。 山东光学定位仪器公司，位姿科技（上海）有限公司；内蒙古光学定位公司联系电话

    如何选择用于手术导航的光学追踪与电磁追踪仪器？如何选择用于手术导航的光学追踪与电磁追踪仪器？来源：舜若科技[SunyaTech]光学追踪仪器和电磁追踪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，光学追踪仪器和电磁追踪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追踪：与光学追踪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，通常采用光学追踪，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和光学追踪系统进行了比较，并提出了结合EM追踪腹腔镜和腹腔镜超声（LUS）图像引导系统的可行性研究。

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    基准技术（例如质量和制造可重复性，基准相对于相机的角度响应），基准点的固定（例如，插入的可重复性，基准点和标记之间的机械松弛），标记的制造（例如制造的可重复性或几何校准的质量），标记的相对姿势，标记的速度和整体延迟，缺少局部遮挡，与术前现场登记相关的残留错误，术前测量/成像仪的准确性，外科医生指出解剖学界标不准确。特别是对于光学追踪系统，固有追踪精度高度取决于：相机的分辨率，基线（摄像机之间的距离），坚固性（机械，热和老化稳定性），在工作空间中基准点的位置和角度，图像处理算法的质量。FusionTrack250的校准和准确性先进的光学追踪系统已在工厂进行了校准。该过程包括在20°C下在整个测量体积中将单个基准步进移动2000个点以上。由于使用坐标测量机（CMM）精确测量了点的位置，因此每个设备的校准参数都经过了精细调整。通常，CMM校准的精度比棋盘格校准或其他标准的原位处理精度高十倍。下图说明了FusionTrack250的典型固有精度。实际上，当执行在，期望的均方根（RMS）精度为90µm。光学追踪系统的典型精度数字请注意，工作容积内的误差不是各向同性的（[X，Y]和Z的误差有所不同）。在整个工作空间中。

    并对实际测量过程中的浮标定位误差、光学测量误差、光学模糊效应和测量时戳误差进行了建模和仿真分析,给出存在这些误差条件下光学浮标阵对机动目标的定位精度指标。1联合定位数学模型按照系统可观测性理论,单个光学浮标依靠对目标方位信息的持续观测获得目标航向Cm和距离速度比(D0/Vm)信息,无法获得目标的全要素信息(即目标初距D0、目标速度Vm以及Cm)。为达到对目标的全要素定位,至少需要2个光学浮标联合工作,利用双浮标分别测量目标方位与浮标之间的孔径尺度特征,通过三角定位原理获得目标的概略位置。但在目标运动到双浮标连线附近时,由于测量方位一致,定位算法无法收敛,且在目标发现自身被攻击时进行机动后,双浮标一般无法达到提供攻击目标指示的需求,因此需多个浮标综合使用以实现该战术目的。以3光学浮标为例说明多光学浮标联合定位的滑窗非线性小二乘法数学原理,该原理可以扩展为多浮标应用,却不局限于3浮标,如图1所示。图1多光学浮标联合定位示意图2误差模型方位测量误差方位测量误差包括两部分,一部分由传感器测量的随机性引起,另一部分由光学设备提取目标方位的模糊性引起。光学浮标浮动在海面上,内部包含增稳装置。青海光学定位仪器公司，位姿科技（上海）有限公司；

    技术实现要素：本公开的目的是提供一种可靠、准确性高的光学定位系统。为了实现上述目的，本公开提供一种所述光学定位系统，包括：逆向反射标记物，用于附着在用户操作的工具上；半透射镜；点光源；感测装置，所述点光源发出的光经过所述半透射镜后照射到所述逆向反射标记物，由所述逆向反射标记物反射的光经过所述半透射镜后照射到所述感测装置；计算装置，与所述感测装置连接，用于根据所述感测装置感测的光线计算所述逆向反射标记物相对于所述感测装置的位置。可选地，所述逆向反射标记物包括粘合在一起、且球心重合的两个半径不同的半球透镜，在半径较大的半球透镜表面设置有反射层，以使光从半径较小的半球透镜折射进入所述逆向反射标记物，并经过所述反射层的反射后从所述半径较小的半球透镜射出所述逆向反射标记物。可选地，所述点光源为单个led灯。可选地，所述感测装置和所述点光源分别设置于所述半透射镜的两侧。可选地，所述半透射镜所在平面与所述感测装置的受光面成45°角度。可选地，所述感测装置和所述逆向反射标记物分别设置于所述半透射镜的两侧。可选地，所述感测装置和所述逆向反射标记物设置于所述半透射镜的同侧。可选地。广东光学定位仪器公司，位姿科技（上海）有限公司；河北光学定位联系电话

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    可以迅速地绘制出其固紧结构图，并能保证各光学零件定位的准确性。(2)可以根据用户的需要提供多种结构式样以供选择，并且由装配图可以迅速分离出准确尺寸的零件图，提高了光学镜头的设计质量和设计效率。(3)本软件比较容易进一步扩充与完善。例如可以更细致地考虑透镜工艺倒角对装配图的影响；可以运用程序进一步完善零件图的尺寸标注等等。作者单位：(北京理工大学光电工程系，北京100081)参考文献：［1］《光学仪器设计手册》编辑组编：光学仪器设计手册.北京：**工业出版社，1972［2］王之江主编：光学技术手册.北京：机械工业出版社，1994［3］任志文，赵跃进编：光学仪器计算机辅助设计AutoCAD的开发和应用.北京：北京理工大学出版社，1996［4］霍新民编：AutoLISP()程序设计.北京：机械工业出版社，1995投稿及转载，请联系：laser_news@商务合作，请联系：yaobukeji04（微信号）/以上内容来自光行天下，由激光行业观察整理，不本公众号观点及立场，供交流学习之用。如涉及版权等问题，请于15个工作日内联系我们，我们协调给予处理。终解释权归激光行业观察所有。▼往期精彩回顾▼福利！10份干货激光技术资料，领！官宣！投资20亿元，这一红外及激光项目投产！内蒙古光学定位公司联系电话