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手術(shù)導(dǎo)航系統(tǒng)仍然是一項比較新型的技術(shù)。然而，據(jù)Claron Technology公司——開發(fā)了醫(yī)療應(yīng)用的視覺軟件的聯(lián)合CEO 克勞迪奧賈迪說，這一技術(shù)已經(jīng)成為解決神經(jīng)病學(xué)和脊柱受損的一種醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)。

Claron Technology公司的MicronTracker是外科醫(yī)師的導(dǎo)航工具，它使用Point Grey公司的Bumblebee2立體視覺攝像頭來跟蹤病人體內(nèi)的外科醫(yī)師的工具。系統(tǒng)運行通過術(shù)前產(chǎn)生的3D計算機(jī)斷層掃描（CT）或磁共振成像（MRI）掃描的重疊，Bumblebee2攝像頭在操作過程中產(chǎn)生實時圖像數(shù)據(jù)。例如，神經(jīng)外科醫(yī)生使用CT掃描來預(yù)案一個切除腦腫瘤的手術(shù)過程。在手術(shù)過程中，Point Grey的攝像頭跟蹤一種在工具外部的叫做XPoint的微小方格標(biāo)記；鏡頭記錄身體內(nèi)部工具的位置和方向。然后，系統(tǒng)用CT掃描得到的術(shù)前3D模型來覆蓋實時數(shù)據(jù)，為外科醫(yī)生提供一個身體內(nèi)部工具前方和周圍情景的虛擬圖像。

系統(tǒng)用CT掃描得到的術(shù)前3D模型來覆蓋實時數(shù)據(jù)，為外科醫(yī)生提供身體內(nèi)部工具前方和周圍情景的虛擬圖像。

市場上也有其它的使用紅外線的跟蹤系統(tǒng)，但是MicronTracker使用視覺和被動照明來定位標(biāo)記。據(jù)賈迪說，現(xiàn)今，導(dǎo)航系統(tǒng)被用于大型，復(fù)雜和高端的系統(tǒng)中。通過使用計算機(jī)基于視覺的方法，導(dǎo)航技術(shù)變的精小，而被應(yīng)用于更簡單和更緊湊的系統(tǒng)中。

“在設(shè)計這一系統(tǒng)時有兩個主要的挑戰(zhàn)，” 賈迪解釋說，“識別的準(zhǔn)確性和實施的及時性，另外一個就是測量的精確性--精確到0.3毫米的有效值在直徑為2米的范圍內(nèi)活動。”

識別的準(zhǔn)確性要依靠檢測算法和安裝在手術(shù)工具上的形狀設(shè)計。另外，軟件要能適應(yīng)照明條件。“外科手術(shù)燈光可以很明亮，甚至可以到成百上千lux，”賈迪說，“但是，燈光常常只關(guān)注一個特定的區(qū)域，因此，就造成一些區(qū)域很明亮，而其它地方幾乎就是完全黑暗的。”

Point Grey Bumblebee 2攝像頭有依靠照明條件，就可以循環(huán)通過不同曝光模塊的功能。如果有大范圍的照明，可以使用MicronTracker設(shè)計的高動態(tài)范圍模式來處理。

精確的測量是由精確的檢測算法和攝像頭的高精度的自定義校準(zhǔn)得出。“檢測算法的結(jié)果可以識別X-Y平面上，精確為1-2%像素的Xpoint。”賈迪說。

MicronTracker也可以使用多個立體攝像頭來擴(kuò)展測量范圍，根據(jù)外科手術(shù)程序和所需精確度，每個攝像頭可以用來支持雙目或三目視覺。

Gatti提到這類基于視覺的計算機(jī)產(chǎn)品很大程度上是在軟件的更新中發(fā)展的。另外，隨著更快速CCD傳感器的使用和通信總線寬度的提高，這一技術(shù)在醫(yī)院內(nèi)的應(yīng)用會越來越普遍。

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