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电磁跟踪
Aurora® 和 3D Guidance® 电磁 (EM) 跟踪解决方案的工作原理是生成一个定义的 EM 场，然后在其中跟踪 EM 微型传感器。 这些传感器的小尺寸以及它们用于微创方法的方式，在过去十年中帮助医疗设备 OEM 转变了图像引导的手术和介入程序。
传感器可以嵌入到许多 OEM 医疗仪器中，如导管、内窥镜、导线和针尖。 利用传感器的跟踪数据，OEM 图像引导的手术系统可以在仪器通过各种解剖部位时对它们进行定位和可视化。 较小的传感器允许较小的仪器进入难以触及的区域，适用于精细或复杂的外科手术。 其特点在于：无需视线即可实现亚毫米级的跟踪精度和准确性，从而支持可靠且值得信赖的体内仪器导航。
OEM 仪器和/或患者体位的连续电磁跟踪还可以最大限度地减少术中透视的需要，这便于缩短手术时间，提高安全性和疗效。
电磁跟踪工作原理*
Aurora 和 3D Guidance 解决方案的 EM 跟踪原理相同；不同之处在于它们的硬件组件。 尽管 EM 跟踪器会受到导电性和铁磁性金属的影响，但 Aurora 和 3D Guidance 解决方案不受大多数医用级不锈钢和钛表面的影响。 这两种解决方案都采用了专有的硬件设计和跟踪算法，以增强金属抗扰度和减小失真。
- 传感器可以嵌入到 OEM 医疗仪器中，用作 3D 空间中仪器的定位点。
- 磁场发生器 (Aurora) 或发射器 (3D Guidance) 发出低强度、不断变化的 EM 场，以确定测量体积。
- 当传感器进入电磁场后，内部便会产生微弱电流。
- 这些电流被中继到 Aurora 传感器接口单元 (SIU)，在那里被放大并数字化为信号。（无图示）
- 信号传输到 Aurora 系统控制单元 (SCU)，以计算每个传感器的转换位置和方向。 而3D Guidance则通过电子单元执行 SIU 和 SCU 的功能，将传感器跟踪数据转换为位置和旋转矩阵。（无图示）
- 在跟踪数据传送到 OEM 主机应用程序界面后，显示患者图像集的相关仪器便可实现实时导航。
*原始设备制造商在其医疗设备系统中使用 Aurora 或 3D Guidance 的示例。
Aurora 与 3D Guidance 对比
Aurora 和 3D Guidance 解决方案共用一个强大的基础，以保证先进的产品工程、专家集成和优异的跟踪性能。 然而，正是它们之间的差异为 EM 跟踪技术适应 OEM 图像引导手术和干预的愿景提供了几乎无数的机会。 为便于比较，我们使用了 Aurora Planar 20-20 磁场发生器和 3D Guidance 中距离发射器，以及 Aurora 610176 传感器和 3G Guidance Model 800 传感器。
性能1,2
Aurora半球体 (RMS) |
3D GuidanceMRT 体 (RMS) |
|
|---|---|---|
| 精度（6DOF 传感器） | ||
| – 位置 | 0.70 mm† | 1.40 mm |
| – 方向 | 0.30° | 0.50° |
| 测量速率 | 40 Hz | 默认为 80 Hz；用户可配置的范围为 20-255 Hz |
| 测量体的定义方式 | 磁场发生器 | 传感器‡ |
| 测量体/跟踪距离 | 半球体半径 660 mm | 最大距离 660 mm |
核心组件1,2
Aurora半球体 (RMS) |
3D GuidanceMRT 体 (RMS) |
|
|---|---|---|
| 核心组件数量 | 4: 磁场发生器、传感器接口单元、系统控制单元、传感器 | 3: 发射器、电子单元、传感器 |
| 实施形式 | 需要配置 | 随时可用 |
| 尺寸（长x宽x高） | 平面 20-20 磁场发生器： 200 x 200 x 71 mm |
MRT： 96 x 96 x 96 mm |
| 重量 | 平面 20-20 磁场发生器： 2.6 kg | MRT： 2.3 kg |
| 标准磁场发生器或发射器的数量 | 5 | 2 |
| 标准传感器数量 | 9 | 5 |
| 随时可用工具的数量 | 6 | 1 |
传感器跟踪
Aurora半球体 (RMS) |
3D GuidanceMRT 体 (RMS) |
|
|---|---|---|
| 传感器形式 | 需要集成 | 完全组装 |
| 传感器类型 | 6DOF 和 5DOF | 仅 6DOF |
| 一次性或 可重用传感器 |
一次性和可重用 | 可重用 |
| 最大数量 跟踪传感器 |
最多 32 个 5DOF 或 16 个 6DOF 传感器* |
最多 16 个 6DOF 传感器* |
| 同时跟踪不同型号的传感器 | 是† | 是‡ |
1Aurora 性能和核心组件值基于 Planar 20-20 FG。
23D Guidance 性能和核心组件值基于中距离发射器。
*取决于 SCU/SIU 配置。
**取决于电子单元的数量。
†总体跟踪精度将根据所用传感器和 FG 的组合而有所不同。
‡总体跟踪距离将根据所用传感器和发射器的组合而有所不同。
法律免责声明
NDI 跟踪和测量产品是通用的计量组件，可以集成到需要精确测量和跟踪的客户产品、研究实验和/或作为医疗设备组件。 虽然 NDI 组件和技术可以集成到原始设备制造商 (OEM) 的医疗设备中，但它们并非专门用于特定的应用，因此没有按照医疗设备标准进行开发或制造。 OEM 客户或最终用户仍有责任确定和测试 NDI 组件和技术对其预期用途的适用性，包括执行证明适用性和合规性所需的任何道德批准、检查和验证。 系统级测试、认证和验证由原始设备制造商或适用的最终用户负责，需在将 NDI 产品或技术用于任何应用之前完成。