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：...

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...

**说，结合临床和分子数据的机器学习算法是“未来的浪潮”。一名男子走进医生的办公室，对他的胆囊进行CT扫描。胆囊很好，但医生注意到他胰腺上有问题。医生告诉他，这里有一个可能导致的囊肿，所以为了安全起见，我需要切除它。医生补充说，从手术中恢复需要三个月的时间，另外，手术并发症的几率为50%，而男性在手术台上死亡的几率为5%。据估计，美国每年有80万患者被偶然诊断出胰腺囊肿，医生们没有很好的方法来判断哪个囊肿含有致命的和良性。这种不明确性导致了数千次不必要的手术：一项研究发现，高达78%的囊肿患者被转诊为外科手术，但终没有变。现在有一种机器学习算法可以帮助我们。约翰霍普金斯大学的外科医...

研究人员将泛洪算法网络与以下两个处理流程相结合：其一，研究人员估计了3D图像各位置切片之间的一致性，然后在FFN跟踪每个神经元时确保各位置图像内容的稳定性；其二，研究人员使用Segmentation-EnhancedCycleGAN（SECGAN）计算出缺失图像的近似图。SECGAN是一种专门用于图像分割的生成对抗网络。研究人员发现，当使用SECGAN幻觉图像数据时，FFN能够更加鲁棒地跟踪多个缺失切片的位置。果蝇大脑在Neuroglancer的交互式可视化使用3D图像重建大脑之后还有一个问题，就是怎么展示：当图像包含上万亿像素时，可视化显得极其重要和困难。受到谷歌新可视化技术的启...

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。...

通过AI算法和TPU芯片，人类成功重建了果蝇大脑神经元的3D模型。这项成果意味着人类对于脑科学的研究更进了一步。新研究的论文已经发表在《细胞》杂志上。论文：日，谷歌与霍华德·修斯医学研究所（HHMI）珍妮莉亚研究园区（JaneliaResearchCampus）以及剑桥大学展开合作，共同在细胞杂志上发表了论文《AutomatedReconstructionofaSerial-SectionEMDrosophilaBrainwithFlood-FillingNetworksandLocalRealignment》，深入果蝇大脑的所有神经元和突触。为了生成详尽的大脑图像，研究人员使用了...

机械臂作“手”，光学定位系统为“眼”，控制台后，是医生进行指挥的“大脑”，无影灯下，手术机器人正在成为越来越多大型医院的“配置”。不过，这样一套系统设备，医院的引进成本一次便高达上千万。新兴技术需要在应用中发展、迭代，然后降本增效。但一个现实的问题也摆在眼前——手术机器人的使用，该如何向患者收费？尚未成为临床“刚需”的手术机器人，是否应当纳入医保报销？答案正逐渐浮出水面。骨科手术机器人定价标准尚未尘埃落地，但方向性原则已经明朗。3月30日晚，国家医保局、国家卫健委联合出台人工关节集采的配套措施相关文件。其中，对人工关节置换手术机器人的收费原则作出规定——不单独设立收费项目，以传统手...

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...

中国半导体一直是在冒着敌人的炮火匍匐前进，如今，敌人的炮火越来越凶猛。围追堵截中，除了外部的压力外，芯片困境的内部根源是什么？据天眼查显示，百度、阿里、腾讯、B站、滴滴、360等纷纷陆续变更了自己的经营范围，并不约而同地增加了电信业务的板块。“芯片不是的，但是没有芯片万万不能。”在2019世界半导体会议期间，SEMI全球副总裁、中国区总裁居龙这样形容芯片的重要性。不过，在这一关键领域，中国人才的储备却远远跟不上行业的发展。据不完全统计，我国目前在建集成电路生产线25条以上，《中国集成电路产业人才白皮书（2017-2018）》指出，到2020年前后，我国集成电路行业人才需求规模约72...

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...

现代手术室(OR)的技术系统数量和复杂性不断增加。由于缺乏设备间的通信和集成，每个设备都地工作，导致冗余的传感器、输入设备、监视器，终造成OR的拥挤和人机交互的出错。因此，Brainlab和KarlStorz等制造商为此打造并提供了专门的集成工作站。然而，这些“单片”解决方案限制了用户和临床操作人员在集成创新第三方设备方面的灵活性。鉴于此，()致力于为OR中医疗设备的安全动态网络制定国际开放标准。在，基于面向服务的体系结构(SOA)，SDC（面向服务的设备连接）方法目前正处于IEEE11073下的标准化过程中，以链接OR（简称）。由于许可证持有者的性，它为各种医疗设备之间的互操作性...

近日，清华大学与加州大学伯克利分校共同在《ScienceRobotics》上发表了一篇其软体机器人研究成果的论文。虽然该软体机器人看起来就像一张弯曲的小纸条，它却能够以每秒20个体长的超快速度移动，并且重力之后运动如初，特性神似‘小强’。这是一只小到只有3cm×，薄到只能用扫描电子显微镜才能真正看到机器人是由什么制成的：一个热塑层夹在钯金电极之间，用粘合剂硅胶粘合到底部的结构塑料上。当给这只小的薄片机器人通以交流电（比较低可以为8V，通常约为60V）时，机器人内部的热塑性塑料便会频繁的伸展和收缩。此时，机器人前面的‘小脚’便会通过不停的震动向前移动。机器人的移动步态据介绍，该机器人...

近年来微创手术中使用到的各种器械、设备有了不少创新，手术机器人就属于其中较为前沿的一类。在微创的基础上借助智能化系统，极大的提升了术者的操作精度和手术效率。对于神经外科手术而言，借助机器人的精细定位，可以进一步缩小患者创口，提升手术安全性，让手术更加高效，患者恢复更快。“机器人帮助咱们完成手术的同时，患者的受益也是非常大的，比如之前可能需要四五个小时完成手术，现在两到三个小时之内就可以完成。”西安交大一附院神经外科医生高珂说，通过该技术现在可以缩小到五厘米。据介绍，目前该机器人手术可以应用在神经外科手术十二大类的一百多种手术中。位姿科技（上海）有限公司主营：医疗机器人,光学定位仪器...

骨科是手术机器人早涉及的领域之一，也是当前手术机器人研发和产业化发展的热点领域。骨科手术机器人主要应用于创伤骨科、脊柱外科和关节外科，其中机器人辅助关节置换手术的普及度相对较高。在日益激烈的竞争格局中，国内企业加大自主研发力度，并获得资本青睐。基于我国庞大的人口基数、社会老龄化进程的加速、质量医疗资源的逐渐下沉，以及在国家人工关节集中带量采购政策的推动下，我国骨科手术机器人市场需求有望大量释放，行业将迎来高速发展。赛道竞争激烈目前，骨科手术机器人领域呈现出多强角力的市场格局。跨国企业布局骨科手术机器人赛道的有史赛克、强生、捷迈邦美、施乐辉、美敦力等。近年来，国内多家企业也进军骨科手...

为补偿医务人员劳动服务价格、引入创新技术提供了成熟条件。3月初，国家医保局下发《关于完善骨科“手术机器人”“3D打印”等辅助操作价格及相关政策的指南（征求意见稿）》的红头便函，一石激起千层浪，在手术机器人领域引起不小舆论和资本市场反应（详见此前报道《|医保定价博弈：国产手术机器人站上紧要关口》。将两份文件结合来看，《财健道》采访多位业内人士获悉，国家医保部门此举透露出多个重要信号。01、关节手术机器人进医保是大趋势骨科手术，不仅是“技术活”，其实更是“辛苦活”。以中国每年超过90万台的人工关节置换术为例，手术中起到作用的是植入的人工关节假体。假体的质量、匹配度、医生操作的精细度等，...

机械人**们可以把精力放在机器人该做什么？手和工具应该放在哪？而不是该怎样实现所要求的动作。对于具有很多运动部件的复杂的机械结构，机械手实现一种动作，机械臂可以有不同运动的方法。比如说，人的手臂，手的位置和方向一定时，肘部可以有不同的运动。Actin就是利用这种运动学的冗长性自动生成智能控制，包括避开碰撞，关节角度的限值。能量小运动和抵抗环境外力能力比较好化。通过可设置的面向对象的设计，Actin可以应用于多种机器人。它可以既可以应用于固定式的工业机器人，比如说，工厂自动生产线的机器人。也可以应用于移动式的机器人，如：家庭和娱乐用机器人、协作机器人。Actin适用于很多种型式关节和...

骨科是手术机器人早涉及的领域之一，也是当前手术机器人研发和产业化发展的热点领域。骨科手术机器人主要应用于创伤骨科、脊柱外科和关节外科，其中机器人辅助关节置换手术的普及度相对较高。在日益激烈的竞争格局中，国内企业加大自主研发力度，并获得资本青睐。基于我国庞大的人口基数、社会老龄化进程的加速、质量医疗资源的逐渐下沉，以及在国家人工关节集中带量采购政策的推动下，我国骨科手术机器人市场需求有望大量释放，行业将迎来高速发展。赛道竞争激烈目前，骨科手术机器人领域呈现出多强角力的市场格局。跨国企业布局骨科手术机器人赛道的有史赛克、强生、捷迈邦美、施乐辉、美敦力等。近年来，国内多家企业也进军骨科手...

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...

**说，结合临床和分子数据的机器学习算法是“未来的浪潮”。一名男子走进医生的办公室，对他的胆囊进行CT扫描。胆囊很好，但医生注意到他胰腺上有问题。医生告诉他，这里有一个可能导致的囊肿，所以为了安全起见，我需要切除它。医生补充说，从手术中恢复需要三个月的时间，另外，手术并发症的几率为50%，而男性在手术台上死亡的几率为5%。据估计，美国每年有80万患者被偶然诊断出胰腺囊肿，医生们没有很好的方法来判断哪个囊肿含有致命的和良性。这种不明确性导致了数千次不必要的手术：一项研究发现，高达78%的囊肿患者被转诊为外科手术，但终没有变。现在有一种机器学习算法可以帮助我们。约翰霍普金斯大学的外科医生和计算...

“可以使用人工神经网络将这些生物神经元的信号标记在小鼠所处位置的地图上吗？”也就是说，如果我们对生物神经网络进行逆向工程，是否可以通过读取小鼠的意念得知它的位置？准确预测生物神经元活动的位置为此我们训练了一个神经网络，根据近的神经元放电模式预测小鼠的位置。我们使用实验观察结果的前80%作为训练数据，给出神经元的活动，来预测后20％观察结果的小鼠位置。我们尝试了许多模型体系结构，发现具有回归输出层的简单密集神经网络表现比较好，平均预测误差为4cm。小鼠身长约8厘米，而竞技场大小为45cm×60cm的矩形。此循环动画中显示了我们的预测（蓝点）和小鼠的标记位置（红点）。模型预测给出的位置...

与在训练数据中学习结构模式的传统前馈神经网络不同，LSTMs学习的是训练数据中编码模式的特征向量。LSTMs通过训练一个或多个“隐藏”Cell来实现这一点，其中每个Cell的每个时间步的输出依赖于当前输入和前一个时间步的输出。这些LSTMCell的输入和输出是由一组门控制。LSTMs通常有三个门:输入门、输出门和遗忘门。通过LSTM的一层可以得到较深的特征，基于LSTM的深度特征也准确地对每一帧的人体关节之间相对位置进行了建模，同时也捕捉到了手和腿的周期性运动。之后，将情绪特征和基于LSTM的深度特征进行归一化，再将它们串联起来，利用随机森林分类器进行分类，从而得出快乐、悲伤、愤怒...

且由于该领域具有较高的技术门槛，目前仍处于产业化初期。但值得关注的是，近年来我国骨科手术机器人融资市场热度不断升高，亿元级融资数量持续增长。2020年7月，天智航在科创板始发上市，募集资金。成立于2018年的创新企业元化智能，专注于骨科手术机器人研发。2021年3月，元化智能完成2亿元A轮融资；2022年1月，该企业又宣布完成数亿元B轮融资。我国骨科手术机器人领域企业备受资本青睐，预计未来该领域融资数量及融资金额都将持续上升。不过，公开资料显示，我国骨科手术机器人领域的融资主要集中在A轮和B轮，种子轮和天使轮融资数量相对较少，初创企业入局门槛较高。市场高速增长近年来，我国骨科手术机...

手术机器人由各省、直辖市医保部门自行决定是否报销，并探索定价。去年5月，国产手术机器人上市公司天智航（）业绩交流会上，其董事长张送根表示：“骨科手术机器人，已在15个省市进入收费目录。”但今年3月以来，国家医保局两次下发意见/红头便函，对骨科手术机器人收费原则做出规定，也向外界释放一个明确信号——各地逐步将骨科机器人纳入医保，是大势所趋，因此需要从国家层面出台指导规范。北京大学医学部卫生政策与技术评估中心研究员陶立波表示，此番政策出台的背景，可能是相关部门担心集采降费效果被“抵消”。“去年以来，全国范围内的集中带量采购将人工关节的价格大幅降低，因此，医保部门不希望看到，医院通过手术...

“可以使用人工神经网络将这些生物神经元的信号标记在小鼠所处位置的地图上吗？”也就是说，如果我们对生物神经网络进行逆向工程，是否可以通过读取小鼠的意念得知它的位置？准确预测生物神经元活动的位置为此我们训练了一个神经网络，根据近的神经元放电模式预测小鼠的位置。我们使用实验观察结果的前80%作为训练数据，给出神经元的活动，来预测后20％观察结果的小鼠位置。我们尝试了许多模型体系结构，发现具有回归输出层的简单密集神经网络表现比较好，平均预测误差为4cm。小鼠身长约8厘米，而竞技场大小为45cm×60cm的矩形。此循环动画中显示了我们的预测（蓝点）和小鼠的标记位置（红点）。模型预测给出的位置...

**说，结合临床和分子数据的机器学习算法是“未来的浪潮”。一名男子走进医生的办公室，对他的胆囊进行CT扫描。胆囊很好，但医生注意到他胰腺上有问题。医生告诉他，这里有一个可能导致的囊肿，所以为了安全起见，我需要切除它。医生补充说，从手术中恢复需要三个月的时间，另外，手术并发症的几率为50%，而男性在手术台上死亡的几率为5%。据估计，美国每年有80万患者被偶然诊断出胰腺囊肿，医生们没有很好的方法来判断哪个囊肿含有致命的和良性。这种不明确性导致了数千次不必要的手术：一项研究发现，高达78%的囊肿患者被转诊为外科手术，但终没有变。现在有一种机器学习算法可以帮助我们。约翰霍普金斯大学的外科医...

机械臂作“手”，光学定位系统为“眼”，控制台后，是医生进行指挥的“大脑”，无影灯下，手术机器人正在成为越来越多大型医院的“配置”。不过，这样一套系统设备，医院的引进成本一次便高达上千万。新兴技术需要在应用中发展、迭代，然后降本增效。但一个现实的问题也摆在眼前——手术机器人的使用，该如何向患者收费？尚未成为临床“刚需”的手术机器人，是否应当纳入医保报销？答案正逐渐浮出水面。骨科手术机器人定价标准尚未尘埃落地，但方向性原则已经明朗。3月30日晚，国家医保局、国家卫健委联合出台人工关节集采的配套措施相关文件。其中，对人工关节置换手术机器人的收费原则作出规定——不单独设立收费项目，以传统手...

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...

巨大的市场空间有待进一步挖掘，行业正在迎来新的发展机遇。耗材价格下降促进需求释放机器人辅助关节置换手术因具有植入物定位准确度和一致性较高、患者术后恢复较快等优势，在临床实践中备受关注。然而，我国膝关节置换手术渗透率仍处于较低水平，究其原因，主要在于人工关节价格昂贵。2021年9月，国家组织人工关节集中带量采购在天津开标。国家医保局发布的数据显示，在此次人工关节集中带量采购中，人工髋关节平均价格从，人工膝关节平均价格从，平均降价82%。可以预见，人工关节价格的大幅下降将有利于填补未被满足的需求，关节手术渗透率将随之提升。此外，随着骨科耗材的降价，骨科医疗器械行业整体或将迎来新的调整。...

随着研发技术的更迭，骨科手术机器人的产品性能逐渐成熟，患者接受度将进一步提高。此外，人均可支配收入和医疗保健消费支出的提高也将驱动骨科手术机器人的普及程度不断提高，我国该领域市场将稳步扩容。人机协同优势刺激市场下沉目前，骨科手术机器人的身影常出现在头部大医院。事实上，骨科手术机器人的普及也将利好基层市场。关节置换手术主刀医生通常需要具备12～15年的临床经验，而在人才资源相对匮乏的基层医疗机构，能够进行关节手术操作的医生少之又少。机器人辅助手术在一定程度上可将经验性操作进行量化，有助于缩短临床医生对于相关手术的学习曲线，能够有效弥补经验的不足。此外，人机协同医疗模式不仅有助于解决术...

机器人手术系统是集多项现代高科技手段于一体的综合体。主要用于心脏外科和前列腺切除术。外科医生可以远离手术台操纵机器进行手术，完全不同于传统的手术概念，在世界微创外科领域是当之无愧的性外科手术工具。利用机器人做外科手术已日益普及，美国2004年一年，机器人就成功完成了从前列腺切除到心脏外科等各种外科手术2万例。利用机器人做手术时，医生的双手不碰触患者。一旦切口位置被确定，装有照相机和其他外科工具的机械臂将实施切断、止血及缝合等动作，外科医生只需坐在通常是手术室的控制台上，观测和指导机械臂工作就行了。据悉，该技术可让医生在地球的一端对另一端的患者实施手术。目前普通的机器人外科手术是前列腺切除术...