正确定位骨科植入物的重要性在这篇文章中,我想强调在手术过程中正确定位骨科植入物的重要性。以髋关节为例,因为它是我熟悉的。简化的髋关节生物力学髋关节中的旋转中心和杠杆臂髋关节是经典的球窝关节,股骨头在骨盆的杯状髋臼中移动。髋部的几何形状允许以股骨头的中心为旋转中心在所有方向上进行旋转运动。这些运动是由于髋部肌肉作用于骨盆和股骨不同点的力引起的。有22块肌肉作用在髋关节上,不仅有助于稳定,而且还提供髋关节运动所需的力。由这些肌肉引起的所有力或力矩取决于髋部和/或杠杆臂的旋转中心的位置。图1:力矩,杠杆臂摘要:如果旋转中心和股骨杠杆臂不对称,则双髋肌肉的作用将不相似。髋关节的重要角度髋关节的几个角度很重要,以确保稳定性和运动范围。在骨盆侧,髋臼的方向因人而异。角度位置包括髋臼(或杯)的前倾角和倾斜角(外展角)。不同的研究侧重于定义前倾角和倾斜角的值,其中脱位风险小。外科医生将尝试通过尊重这些角度来植入杯子。图2:髋臼角度在股骨一侧,颈部相对于膝盖有一个角度。所谓的股骨版本,是有些人走路时脚趾内翻或外翻的原因之一。股骨前倾是股骨的自然旋转。颈部与膝盖(后髁轴)成15°角。由于附着在股骨上的肌肉。红外激光通过组织扩散,被红细胞中的携氧血红蛋白分子吸收;国产双目红外光学系统厂商
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。 导航双目红外光学系统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);
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。
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! 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;
我们的机器人可以自主识别‘感兴趣’的细胞,如细胞等。它们能做到这一点,这要归功于它们表面涂有一层细胞特异性抗体。然后,它们可以在移动时释放药物分子。”在这些测试中,该团队对机器人的速度进行了计算,发现其速度高达600微米/秒。这使得它们成为这种规模的磁力微型机器人中速度快的。研究人员表示,“成群”的微型机器人将能够在人体中发挥作用。这是因为单个机器人太小,用大多数的成像技术都无法看到,也无法独自携带足够的药物。虽然要让它们达到这个阶段还有很多工作要做,但该团队希望这项技术能够实现对一系列疾病的非侵入性精细。由生物或合成电机驱动的移动微机器人因其主动推进和可驾驶性而有望成为下一代动力(例如目标主动货物交付)和人体微操作应用的候选者。医疗微机器人领域在过去十年中取得了的进步。它们在人体内的应用主要限于表面组织(例如,眼睛内部),进入路线为相对容易的位置(如胃肠道和围肠腔),以及停滞或低速流体环境。微创管理和医疗微机器人的部署,以组织在人体内部的较深层位置,具有大量流体流动(例如循环/血管系统),仍然是对其未来在体内医疗应用中产生高影响力的重大挑战。循环系统是身体的天然流体运输网络。 或者,可以测量对象的位置,这称为3自由度定位。导航双目红外光学系统
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与传统的健康应用程序不同,这是一项研究,因此数据处理由两个机构审查委员会监督,所有用户信息都将在安全服务器之间加密和碎片化。Charvat说,公司不会出售用户数据。任何22岁或以上的人都可以参加,第一阶段的研究大约需要45分钟才能完成。将在18个月后再次联系参与者进行后续测试,测试时间约为15分钟,总参与时间为1小时。在收集健康和生活方式数据后,将对其进行分析,试图确定危险因素如何重叠或聚集以产生认知变化。Galea怀疑阿尔茨海默病不会有一个单一的危险因素,而是一系列增加发病风险的因素。目前,ASSIST研究的资助期为三年,但Charvat和Galea希望它能演变成一项长期研究,就像弗雷明翰心脏研究一样。“这项研究有很多机会成为一项更长远更大型研究性非常强的研究,”Galea说。 国产双目红外光学系统厂商
位姿科技(上海)有限公司是以提供手术导航,手术机器人,医疗机器人,光学定位仪器为主的私营有限责任公司,位姿科技是我国仪器仪表技术的研究和标准制定的重要参与者和贡献者。位姿科技以手术导航,手术机器人,医疗机器人,光学定位仪器为主业,服务于仪器仪表等领域,为全国客户提供先进手术导航,手术机器人,医疗机器人,光学定位仪器。产品已销往多个国家和地区,被国内外众多企业和客户所认可。