中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

一、背景與問(wèn)題概述

本部分主要內(nèi)容包括醫(yī)療機(jī)器人的設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)與評(píng)估等幾方面，正如導(dǎo)航系統(tǒng)可以輔助完成一個(gè)或一個(gè)以上的簡(jiǎn)單或復(fù)雜的目標(biāo)物體的定位，比如器械、傳感器、假肢、器官（如一塊骨頭碎片）等。除了機(jī)器人本身和它的不同軟硬件外，這個(gè)系統(tǒng)中還有兩個(gè)基本的要素：醫(yī)生和患者。交互控制的類型雖然多種多樣，但在每一種情況下，建立術(shù)前規(guī)劃、術(shù)中患者于輔助手術(shù)機(jī)器人三者之間必要的聯(lián)系是必不可少的。術(shù)前規(guī)劃值得是手術(shù)前根據(jù)手術(shù)機(jī)器人三者之間必要的聯(lián)系是必不可少的。術(shù)前規(guī)劃指的是手術(shù)前根據(jù) 患者的模型或數(shù)據(jù)做好的手術(shù)規(guī)劃。這在遠(yuǎn)程手術(shù)中體現(xiàn)得尤為明顯，遠(yuǎn)程手術(shù)中三者之間的聯(lián)系是被醫(yī)生建立起來(lái)的。在其他情況下，準(zhǔn)確地建立三者間的聯(lián)系也是非常必要的。本文介紹了手術(shù)器械和概念，從而使讀者能夠建立起那些參考坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系，同時(shí)也了解目前產(chǎn)品的發(fā)展水平。

二、配準(zhǔn)、校準(zhǔn)和追蹤的概念

這部分的主要目的是介紹與建立參考坐標(biāo)系相關(guān)的基本概念。

最初出現(xiàn)在圖像處理的概念中的，圖像配準(zhǔn)包含了確定兩個(gè)參考坐標(biāo)系之間的幾何變換關(guān)系，這種變換可能是剛性的或者非剛性的，其中介紹了從一個(gè)參考坐標(biāo)系到另一個(gè)參考坐標(biāo)系進(jìn)行變換的多種多樣的復(fù)雜轉(zhuǎn)化信息。

下面，我們主要關(guān)注幾個(gè)重要的參考坐標(biāo)系，在這些參考坐標(biāo)系中，導(dǎo)航系統(tǒng)可以對(duì)其信息進(jìn)行處理并顯示出來(lái)。

（1）Rplanning：手術(shù)規(guī)劃坐標(biāo)系。

（2）Rtool：機(jī)器人的工具坐標(biāo)系。這個(gè)坐標(biāo)系本身是通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)模型而定義的，與機(jī)器人坐標(biāo)系Rrobot相關(guān)。

（3）Rintra_op(1)：與術(shù)中傳感器相關(guān)的坐標(biāo)系。

這里沒(méi)有提及患者坐標(biāo)系Rpatient，是因?yàn)橹挥型ㄟ^(guò)傳感器獲得的數(shù)據(jù)顯示患者位置或手術(shù)規(guī)劃中的目標(biāo)組織器官時(shí)，才會(huì)設(shè)計(jì)患者坐標(biāo)系。機(jī)器人配準(zhǔn)包括實(shí)現(xiàn)在機(jī)器人坐標(biāo)系所確定的工具坐標(biāo)系中完成術(shù)前規(guī)劃坐標(biāo)系中規(guī)劃的任務(wù)。如果可能的話，機(jī)器人在完成某個(gè)特定的任務(wù)中會(huì)用到1~2術(shù)中傳感器。一旦這些坐標(biāo)系之間建立了某種不變的物理聯(lián)系，就可以通過(guò)校準(zhǔn)一次性地最終確定它們之間的相互關(guān)系，通過(guò)這樣的校準(zhǔn)，某一個(gè)目標(biāo)物體就可以在兩個(gè)坐標(biāo)系中表示出來(lái)。追蹤是確定對(duì)時(shí)間變化的關(guān)系，可以通過(guò)特殊的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以利用實(shí)時(shí)處理術(shù)中數(shù)據(jù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。通常來(lái)說(shuō)，在一般的應(yīng)用中，一系列的轉(zhuǎn)化應(yīng)該是通過(guò)不同的方法得到的，比如圖像配準(zhǔn)、校準(zhǔn)和追蹤。機(jī)器人配準(zhǔn)包括實(shí)現(xiàn)在機(jī)器人坐標(biāo)系所確定的工具坐標(biāo)系中完成術(shù)前規(guī)劃的任務(wù)。追蹤是確定隨時(shí)間變化的關(guān)系，可以通過(guò)特殊的設(shè)備實(shí)現(xiàn)，也可以利用實(shí)時(shí)處理術(shù)中的數(shù)據(jù)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

三、術(shù)中傳感器

正如之前提到的，所要處理的那些信息可能來(lái)自模型或圖譜，因此這些信息包括可以前一類或一群患者的信息，然而通常情況下，這些信息更多采用的而不同類型的術(shù)中傳感器。這些傳感器從原理和所生成信息的維數(shù)上分為：密集的一維、兩維、三維或分散的三維或思維傳感器。但是我們可以根據(jù)手術(shù)規(guī)劃或者計(jì)算機(jī)輔助醫(yī)療手術(shù)系統(tǒng)的需求縮小術(shù)中傳感器的種類范圍。

（一）成像傳感器

介入手術(shù)中通常會(huì)用到一些常規(guī)的術(shù)前成像傳感器。比如X射線CT掃描儀或MRI。兩者無(wú)論是否有機(jī)器人輔助的情況下，均能提供基于某方向成像儀、內(nèi)視鏡、顯微鏡等、在這個(gè)坐標(biāo)系中，用過(guò)可視化的器官和器械成像，可以確定其相對(duì)位置，進(jìn)而通過(guò)控制機(jī)器人位姿來(lái)實(shí)現(xiàn)手術(shù)任務(wù)。這種術(shù)中成像系統(tǒng)基于不同的物理現(xiàn)象。最近其他類型的術(shù)中成像也開始嶄露頭角，如術(shù)中探針核成像、熒光成像、超聲彈性成像等。這些成像方法在CAMI應(yīng)用方面同樣有著巨大的潛力，但是就我們目前所掌握的知識(shí)而言，尚無(wú)法實(shí)現(xiàn)其實(shí)際應(yīng)用。

（二）位置傳感器

在計(jì)算機(jī)輔助手術(shù)中，專門引入位置傳感器主要是為了實(shí)時(shí)了解移動(dòng)靶標(biāo)的位置和方向。目前有以下幾種不同的定位方法，如被動(dòng)鉸接式手臂、光學(xué)定位系統(tǒng)、磁定位系統(tǒng)、超聲定位系統(tǒng)等。從發(fā)展歷史來(lái)看，帶編碼的鉸接式手臂首先應(yīng)用在外科神經(jīng)手術(shù)中，用于確定手臂末端手術(shù)器械的位置。然而通過(guò)機(jī)械手臂僅僅能定位一個(gè)靶點(diǎn)，還可能是操作空間變得雜亂；當(dāng)手臂通過(guò)機(jī)械手臂僅僅能定位一中，用于確定手臂末端手術(shù)器械的位置。然而通過(guò)機(jī)械手臂僅僅能定位一個(gè)靶點(diǎn)，還可能是操作空間變得受限，所以可測(cè)量空間受到限制。光學(xué)傳感器設(shè)計(jì)目前為止應(yīng)用最為廣泛的，它基于兩個(gè)或三個(gè)攝像頭，并允許標(biāo)記點(diǎn)放置在一個(gè)或多個(gè)物體上。這些標(biāo)記點(diǎn)可以是主動(dòng)的，也可以是被動(dòng)的。

（三）表面?zhèn)鞲衅?/span>

表面?zhèn)鞲衅魇且环N專門用于獲得物體外部特征信息的傳感器，其主要有兩種類型：接觸式和非接觸式傳感器。雖然將定位儀放在第一類，但事實(shí)上，一些產(chǎn)品能定位空間中的某一點(diǎn)，從而就能保持靜止不動(dòng)的患者的表面數(shù)字化，這就可以在手術(shù)過(guò)程中確定患者的位置，通過(guò)觸診患者臉上表面的某個(gè)地方，可以與CT數(shù)據(jù)邊界劃分出的骨頭表面進(jìn)行配準(zhǔn)。

第二類傳感器是基于可移動(dòng)激光、摩爾投影和紋理預(yù)測(cè)技術(shù)的傳感器。傳感器提供的信息在傳感器坐標(biāo)系通過(guò)三維點(diǎn)云集的形式呈現(xiàn)，或者通過(guò)差值運(yùn)算在同樣的坐標(biāo)系中得到連續(xù)的表面表示。

（四）其他傳感器

目前，術(shù)中傳感器已經(jīng)被用于手術(shù)中獲得特定的信息，該技術(shù)使得術(shù)中手術(shù)規(guī)劃得更加精準(zhǔn)。在格勒諾布爾實(shí)驗(yàn)室研制的充氣導(dǎo)管使得膝蓋關(guān)節(jié)內(nèi)壓力成型手術(shù)中韌帶的平衡控制成為可能，并使得膝蓋運(yùn)動(dòng)期間的關(guān)節(jié)內(nèi)壓力的測(cè)量得以實(shí)現(xiàn)。

四、討論和總結(jié)

本文中，介紹了一些醫(yī)療機(jī)器人中已經(jīng)應(yīng)用的經(jīng)典方法。從參考系的復(fù)雜關(guān)聯(lián)的層面來(lái)看，一種或幾種方法選擇首先依靠信息的可用性，獲取信息的條件明顯地取決于臨床的應(yīng)用，它決定需要的精度、魯棒性、手術(shù)時(shí)創(chuàng)傷還是無(wú)創(chuàng)傷，以及手術(shù)時(shí)間、操作人員的使用情況等。因此就需要徹底研究每一個(gè)臨床問(wèn)題，并且為了在臨床上加以應(yīng)用，必須提出適合的方案，進(jìn)行認(rèn)真的估計(jì)。