为什么光学系统的高速度和低延迟在机器人手术中如此重要？光学系统是机器人的眼睛。可以说，如果你想要一个机器人快速准确地移动，你需要高效的眼睛！这部分是正确的。但是，您需要考虑其他元素才能拥有一个高效的系统。首先，让我们尝试类比人类抓握物体时的手眼协调。我们生活在一个三维的世界，但我们的视网膜只能在二维中捕捉它。立体视觉是一种大脑皮层过程，它在心理上重建了一个三维世界，这个三维世界通过视网膜从环境中捕获光而简化为二维世界。更正式地说，立体视觉是基于双目视差线索计算物体的立体感和深度。为了拿起一个物体，我们必须首先估计它的形状和它相对于我们身体的位置。立体视觉可以明确地确定这些属性，因为眼睛聚散度指定了一个物体的以自我为中心的距离，而双眼视差决定了它的3D（3维）结构。LiesbethMazyn通过分析具有单眼、正常和弱立体视觉能力的受试者捕捉移动网球的效率，做了一个非常简单的心理物理实验。实验结果如下：事实证明，球越快，就越有必要拥有良好的立体视觉。无论是人还是机器人，立体视觉系统的质量都会影响完成移动任务的速度。实际上，机器人的眼睛需要良好的准确性（或真实性）。相反，机器人应该能够移动得足够快！ 手术导航系统或许无法成为一个单独赛道，它会逐渐成为一些科室手术机器人的必备功能。重庆微创手术导航设备

    如何把一个物体快速变成VR交互设备？人机交互设备是虚拟现实系统中不可或缺的一部分，可以提高VR系统的沉浸感和交互性。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）。首先在新目标物上随机添加标记点（可使用平面反光贴、反光球或主动发光marker），然后使用PST客户端软件训练该目标物，该过程大约需要几秒钟。训练完成后，该目标物即可用于VR交互。新目标物创建为使PST的交互性能达到比较好，请保持至少四个标记点同时可见（针对红外摄像头）。为防止标记点的自身遮挡，目标物所有相邻边之间的角度应大于90°。所以，凸面物体比较适用于追踪。如下图示例，系统可以从单个视角清晰地看到多个标记点。由于PST使用IRLED面板进行环境照明，所以应注意将追踪目标物的反射率降至比较低。金属或光滑的表面会降低其追踪性能，而使用黑色物体时追踪性能为比较好。要验证目标物是否适合追踪，请在PST客户端应用程序的“查看”菜单中打开“摄像机图像”窗口。将目标物放在PST定位仪的前面，并检查标记点与目标物之间的对比度是否过高，且除标记物外是否有其它反射。在比较好情况下，标记点为白色而目标物应显示为黑色； 重庆微创手术导航设备同科室的手术导航需求会有所变化。

    光学跟踪仪器和电磁跟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，光学跟踪仪器和电磁跟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跟踪：与光学跟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，通常采用光学跟踪，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和光学跟踪系统进行了比较，并提出了结合EM跟踪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的腹腔镜的跟踪准确性，该光学跟踪安装在轴上的回射标记，而EM将传感器嵌入近端。

    如何在PST光学定位系统中训练追踪目标物？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。在主窗口中按“Newtargetmodel”（新目标模型）选项即可选择训练页面（请见下图）。训练是“教”系统识别新追踪目标物的过程，即在PST摄像头前面（追踪范围内）缓慢旋转物体，系统根据marker点的位置关系对其进行识别并建模，然后该模型即可用于追踪交互。训练步骤：1.在目标物上添加四个或多个标记点。将目标物放置在PST工作空间中（无遮挡），该空间里所有其它追踪目标物和反光材料，因为在训练过程中如果有多个物体可能会造成目标物识别错误。该过程可以训练多包含多达100个标记点的单个目标物。2.点击“开始”按钮，下图显示为一个示例训练的片段。灰色点表示被自身遮挡的标记点。3.缓慢而平稳地移动并旋转目标物，以便将所有标记点显示给系统。确保在训练过程中始终保持三个或更多标记点可见。如果没有足够的标记点可见，训练过程将中止，并显示错误对话框。在这种情况下，请关闭错误对话框并重新开始训练操作。如果问题仍然存在，请检查目标物各个角度是否都有足够的标记点可见。当显示的追踪目标物标记点数量和物体上的实际标记点数量一致时。 在神经外科，导航系统主要用于开颅手术。

    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。 让医生得到充分训练，提高了手术的准确性和安全性。重庆微创手术导航设备

基于这种三维位置信息的手术支援，极大地减小了手术创面；重庆微创手术导航设备

    PST光学追踪系统如何进行外部连接？在使用PST光学追踪系统对目标物进行三维空间追踪（三维测量、VR人机交互）之前，首先需要将它与外部电源以及PC连接，这样才能正常工作。下面来让我们了解一下它的接口吧～（包括PSTIris和PSTBase）的接口面板，图二为PSTHD型号（包括PSTIrisHD和PSTBaseHD）的接口面板。接口从左到右依次为：PST标准型号的USB接口或PSTHD型号的USB线缆电源适配器接口触发输入左侧的BNC接口可用于将PST与外部系统的触发同步触发输出右侧的BNC接口可用于将外部系统与PST的内部触发同步PST标准型号的接口面板PSTHD型号的接口面板。PSTPico接口面板当硬件连接准备好之后，我们就可以对目标物进行实时精确测量，从而得到目标物的6自由度数据了。 重庆微创手术导航设备

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