直腸超聲圖像實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)機(jī)器人輔助腹腔鏡直腸手術(shù)：概念研究證明目的由于位置較低，低位直腸手術(shù)往往需要采取謹(jǐn)慎的措施。手術(shù)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(yuǎn)端邊緣的能力。這對(duì)于使用機(jī)器人輔助腹腔鏡手術(shù)的外科醫(yī)師來說是一個(gè)挑戰(zhàn)，因?yàn)橥ǔｋ[藏在直腸中，且機(jī)器人外科手術(shù)器械不能為組織診斷提供實(shí)時(shí)的觸覺反饋。本文介紹了機(jī)器人輔助直腸手術(shù)基于術(shù)中超聲的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)手術(shù)指導(dǎo)框架的開發(fā)和評(píng)估。方法框架的實(shí)現(xiàn)包括校準(zhǔn)經(jīng)直腸超聲（TRUS）和內(nèi)窺鏡攝像頭（手眼校準(zhǔn)），生成虛擬模型，通過光學(xué)定位導(dǎo)航系統(tǒng)/光學(xué)追蹤，將其記錄在內(nèi)窺鏡圖像上，并將增強(qiáng)視圖在頭戴式顯示器上顯示。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)置旨在評(píng)估該框架。結(jié)果評(píng)估過程產(chǎn)生的TRUS校準(zhǔn)平均誤差為，內(nèi)窺鏡相機(jī)手眼校準(zhǔn)的比較大誤差為，整個(gè)框架比較大RMS誤差為。在直腸影像的實(shí)驗(yàn)中，我們的框架將指導(dǎo)外科醫(yī)生準(zhǔn)確定位模擬和遠(yuǎn)端切除切緣。結(jié)論該框架是根據(jù)實(shí)際臨床情況與Atracsys的臨床合作伙伴共同開發(fā)的。實(shí)驗(yàn)方案和較高的精度展示了在手術(shù)流程中無縫集成此框架的可行性。光學(xué)測(cè)量技術(shù)與應(yīng)用，咨詢位姿科技（上海）有限公司；海南光學(xué)測(cè)量品牌有哪些
近些年來，機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速，機(jī)器人被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域尤其是工業(yè)領(lǐng)域，不難看出其巨大潛力。與此同時(shí)，我們也必須認(rèn)識(shí)到機(jī)器人行業(yè)的蓬勃發(fā)展，離不開先進(jìn)的科研進(jìn)步和技術(shù)支撐。以下，我們將盤點(diǎn)機(jī)器人前沿技術(shù)，供大家參考。1.軟體機(jī)器人——柔性機(jī)器人技術(shù)柔性機(jī)器人關(guān)閥門柔性機(jī)器人技術(shù)是指采用柔韌性材料進(jìn)行機(jī)器人的研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造。柔性材料具有能在大范圍內(nèi)任意改變自身形狀的特點(diǎn)，在管道故障檢查、醫(yī)療診斷、偵查探測(cè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用前景。2.機(jī)器人可變形——液態(tài)金屬控制技術(shù)英國(guó)科學(xué)家通過編程控制液態(tài)金屬液態(tài)金屬控制技術(shù)指通過控制電磁場(chǎng)外部環(huán)境，對(duì)液態(tài)金屬材料進(jìn)行外觀特征、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)準(zhǔn)確控制的一種技術(shù)，可用于智能制造、災(zāi)后救援等領(lǐng)域。液態(tài)金屬是一種不定型、可流動(dòng)液體的金屬，目前的技術(shù)重點(diǎn)主要集中在液態(tài)金屬的鑄造成型上，液態(tài)機(jī)器人還只是一個(gè)美好的愿景。3.生物信號(hào)可以控制機(jī)器人——生肌電控制技術(shù)意大利技術(shù)研究院研發(fā)的兒童機(jī)器人iCub生肌電控制技術(shù)利用人類上肢表面肌電信號(hào)來控制機(jī)器臂，在遠(yuǎn)程控制、醫(yī)療康復(fù)等領(lǐng)域有著較為廣闊的應(yīng)用。吉林光學(xué)測(cè)量?jī)x器光學(xué)測(cè)量?jī)x器設(shè)備價(jià)格，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；
基準(zhǔn)技術(shù)（例如質(zhì)量和制造可重復(fù)性，基準(zhǔn)相對(duì)于相機(jī)的角度響應(yīng)），基準(zhǔn)點(diǎn)的固定（例如，插入的可重復(fù)性，基準(zhǔn)點(diǎn)和標(biāo)記之間的機(jī)械松弛），標(biāo)記的制造（例如制造的可重復(fù)性或幾何校準(zhǔn)的質(zhì)量），標(biāo)記的相對(duì)姿勢(shì)，標(biāo)記的速度和整體延遲，缺少局部遮擋，與術(shù)前現(xiàn)場(chǎng)登記相關(guān)的殘留錯(cuò)誤，術(shù)前測(cè)量/成像儀的準(zhǔn)確性，外科醫(yī)生指出解剖學(xué)界標(biāo)不準(zhǔn)確。特別是對(duì)于光學(xué)追蹤系統(tǒng)，固有追蹤精度高度取決于：相機(jī)的分辨率，基線（攝像機(jī)之間的距離），堅(jiān)固性（機(jī)械，熱和老化穩(wěn)定性），在工作空間中基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和角度，圖像處理算法的質(zhì)量。FusionTrack250的校準(zhǔn)及準(zhǔn)確性先進(jìn)的光學(xué)追蹤系統(tǒng)已在工廠進(jìn)行了校準(zhǔn)。該過程包括在20°C下在整個(gè)測(cè)量體積中將單個(gè)基準(zhǔn)步進(jìn)移動(dòng)2000個(gè)點(diǎn)以上。由于使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）精確測(cè)量了點(diǎn)的位置，因此每個(gè)設(shè)備的校準(zhǔn)參數(shù)都經(jīng)過了精細(xì)調(diào)整。通常，CMM校準(zhǔn)的精度比棋盤格校準(zhǔn)或其他標(biāo)準(zhǔn)的原位處理精度高十倍。下圖說明了FusionTrack250的典型固有精度。實(shí)際上，當(dāng)執(zhí)行在，期望的均方根（RMS）精度為90μm。光學(xué)追蹤系統(tǒng)的典型精度數(shù)字請(qǐng)注意，工作容積內(nèi)的誤差不是各向同性的（[X，Y]和Z的誤差有所不同）。在整個(gè)工作空間中。
這種技術(shù)利用了1000—1700納米之間的第二近紅外（NIR-Ⅱ）光譜，這一范圍光譜的散射較少，可使顯微熒光成像的深度達(dá)到光擴(kuò)散深度極限的4倍。在各種疾病的動(dòng)物模型中，熒光顯微鏡經(jīng)常被用來對(duì)大腦的分子和細(xì)胞細(xì)節(jié)進(jìn)行成像。但此前，由于皮膚和顱骨的強(qiáng)烈光散射影響，熒光顯微鏡于小體積和高度侵入性的操作。此次研究表明，3D熒光顯微鏡可幫助科學(xué)家以非侵入性方式，高分辨率地觀察成年小鼠大腦。該顯微鏡有效覆蓋了大約1厘米的視野。對(duì)于這項(xiàng)新技術(shù)，研究人員通過靜脈給一只活老鼠注射熒光微滴，其濃度在血流中形成稀疏分布。追蹤這些流動(dòng)的目標(biāo)能夠重建小鼠大腦深層腦微血管的高分辨率圖。這種方法消除了背景光散射，并且是在頭皮和頭骨完好無損的情況下進(jìn)行的，有趣的是，研究人員還觀察到相機(jī)記錄的光斑大小與微滴在大腦中的深度有很強(qiáng)的相關(guān)性，這使得深度分辨成像成為可能?！鴪D。(a)去除頭皮后通過小鼠腦血管系統(tǒng)的熒光染料灌注的WF圖像。(b)靜脈注射微滴懸浮液后為同一只小鼠獲得的相應(yīng)DOLI圖像。(c)、(d)(a)和(b)中指示的ROI的放大視圖。SSS，上矢狀竇；ACA，大腦前動(dòng)脈；MCA，大腦中動(dòng)脈；TS，橫竇?！鴪D。(a)熒光染料灌注后小鼠頭部穿過完整頭皮的WF圖像。。福建光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；
如膀胱、尿道和直腸等部位的壓力，甚至顱內(nèi)和心血管（尤其是動(dòng)脈和心室）壓力也可以用光纖體壓計(jì)來測(cè)量。圖2為一種醫(yī)用光纖體壓計(jì)探針結(jié)構(gòu)圖，其中對(duì)壓力敏感的部分是在探針導(dǎo)管末端側(cè)壁上的一塊防水薄膜。一面帶有懸臂的微型反射鏡與薄膜相連。反射鏡對(duì)面是一束光纖，用來傳遞入射光到反射鏡，同時(shí)也將反射光傳送出來。當(dāng)薄膜上有壓力作用時(shí)，薄膜發(fā)生形變且能帶動(dòng)懸臂使反射鏡角度發(fā)生改變。從光纖傳來的光束照射到反光鏡上，再反射到光纖的端點(diǎn)。由于反射光的方向隨反射鏡角度的變化而改變，因此光纖接收到的反射光的強(qiáng)度也隨之變化。這一變化通過光纖傳到另一端的光電探測(cè)器變成電信號(hào)，這樣通過電壓的變化便可知探針處的壓力大小。圖2.光纖體壓計(jì)探針醫(yī)用光纖傳感器種類還有很多，如光纖測(cè)氧計(jì)、光纖血流計(jì)、纖體溫計(jì)和光纖醫(yī)用PH計(jì)等。目前，它們的研究與應(yīng)用正受到的重視，種類也日趨繁多，功能和質(zhì)量也不斷完善，從而越來越顯示出光纖傳感技術(shù)在這一領(lǐng)域中應(yīng)用的廣闊前景。D電荷耦合器件CCD（ChargeCoupledDevice）的工作原理為：在N型、P型硅襯底的表面上，有一層SiO2絕緣層，在其上淀積一組排列整齊、相距很近的柵極。在柵極的作用下，半導(dǎo)體表面形成深耗盡狀態(tài)。浙江光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)，可以咨詢位姿科技（上海）有限公司；海南光學(xué)測(cè)量品牌有哪些
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圖像的光照射在半導(dǎo)體表面上，光子被吸收產(chǎn)生“光生電子”。該電子數(shù)正比于受光強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換。輸出脈沖的順序可以反映出光敏元件的位置，這就起到圖像傳感的作用。如果希望對(duì)圖像進(jìn)行計(jì)算機(jī)處理，CCD是很好的攝像器件，可以將拍攝的圖像信息精確的轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。CCD電荷耦合器件自70年代出現(xiàn)后，不斷完善，發(fā)展很快，出現(xiàn)了很多的CCD芯片。它們突出的優(yōu)點(diǎn)是工作穩(wěn)定、重量輕、功耗低、抗干擾性強(qiáng)、壽命長(zhǎng)，主要被應(yīng)用于各種攝像設(shè)備中［7］。由于CCD體積小，因此在內(nèi)窺鏡中和介入型治療儀器中，作為攝像部件可直接放入人體內(nèi)攝取信號(hào)，再將傳出的信號(hào)由屏幕顯示出來，方便操作者直接看到病人體內(nèi)的圖像，使形態(tài)變的診斷和定位變得非常清楚、可靠。4.醫(yī)用光學(xué)傳感器的發(fā)展方向由于半導(dǎo)體技術(shù)已進(jìn)入了超大規(guī)模集成化階段，對(duì)醫(yī)用光學(xué)傳感器的各種制造工藝和材料性能的研究已達(dá)到相當(dāng)高的水平。因此可以預(yù)測(cè)它正向著傳感器的固態(tài)化、集成化和多功能化、二維、三維的空間測(cè)量和智能化方向發(fā)展。我們可以想象將來有，人們可以利用光纖和先進(jìn)的半導(dǎo)體激光器件開發(fā)出多信息超小型傳感器陣列，再利用多種信息同時(shí)測(cè)量技術(shù)。海南光學(xué)測(cè)量品牌有哪些