手术导航系统仍然是一项比较新型的技术。然而，据Claron Technology公司——开发了医疗应用的视觉软件的联合CEO 克劳迪奥贾迪说，这一技术已经成为解决神经病学和脊柱受损的一种医疗标准。

Claron Technology公司的MicronTracker是外科医师的导航工具，它使用Point Grey公司的Bumblebee2立体视觉摄像头来跟踪病人体内的外科医师的工具。系统运行通过术前产生的3D计算机断层扫描（CT）或磁共振成像（MRI）扫描的重叠，Bumblebee2摄像头在操作过程中产生实时图像数据。例如，神经外科医生使用CT扫描来预案一个切除脑肿瘤的手术过程。在手术过程中，Point Grey的摄像头跟踪一种在工具外部的叫做XPoint的微小方格标记；镜头记录身体内部工具的位置和方向。然后，系统用CT扫描得到的术前3D模型来覆盖实时数据，为外科医生提供一个身体内部工具前方和周围情景的虚拟图像。

系统用CT扫描得到的术前3D模型来覆盖实时数据，为外科医生提供身体内部工具前方和周围情景的虚拟图像。

市场上也有其它的使用红外线的跟踪系统，但是MicronTracker使用视觉和被动照明来定位标记。据贾迪说，现今，导航系统被用于大型，复杂和高端的系统中。通过使用计算机基于视觉的方法，导航技术变的精小，而被应用于更简单和更紧凑的系统中。

“在设计这一系统时有两个主要的挑战，” 贾迪解释说，“识别的准确性和实施的及时性，另外一个就是测量的精确性--精确到0.3毫米的有效值在直径为2米的范围内活动。”

识别的准确性要依靠检测算法和安装在手术工具上的形状设计。另外，软件要能适应照明条件。“外科手术灯光可以很明亮，甚至可以到成百上千lux，”贾迪说，“但是，灯光常常只关注一个特定的区域，因此，就造成一些区域很明亮，而其它地方几乎就是完全黑暗的。”

Point Grey Bumblebee 2摄像头有依靠照明条件，就可以循环通过不同曝光模块的功能。如果有大范围的照明，可以使用MicronTracker设计的高动态范围模式来处理。

精确的测量是由精确的检测算法和摄像头的高精度的自定义校准得出。“检测算法的结果可以识别X-Y平面上，精确为1-2%像素的Xpoint。”贾迪说。

MicronTracker也可以使用多个立体摄像头来扩展测量范围，根据外科手术程序和所需精确度，每个摄像头可以用来支持双目或三目视觉。

Gatti提到这类基于视觉的计算机产品很大程度上是在软件的更新中发展的。另外，随着更快速CCD传感器的使用和通信总线宽度的提高，这一技术在医院内的应用会越来越普遍。

>>相关产品