光学定位设备的标称精度通常为亚毫米级。但精度回答的是静态条件下的定位偏差,而手术中器械与组织持续运动,系统能否及时给出当前位姿,取决于另一个参数:位姿采样频率。
60 Hz 的更新周期约为 16.7 ms,400 Hz 约为 2.5 ms。更高的更新频率缩短了位姿更新周期,从而减小采样保持带来的时间量化和运动过程中的位姿离散误差。
在器械与组织持续运动时,可降低因更新间隔造成的位姿滞后,使系统输出更及时地反映真实运动状态,动态跟踪的临床参考价值也更高。
Part 01
高帧率与低帧率的性能比对
艾瑞迈迪瑞瞳ULTRA / 瑞瞳MAXS 光学系列相机支持 400Hz高帧率跟踪。
在高帧率模式下(下方左图),采样点高度密集,相邻点间距极小,使得轨迹跟踪极为平滑细腻。该数据输出为纯原始位置,未经过任何后期平滑处理,在保证极佳平滑度的同时,兼顾了真实运动轨迹的还原与实时性。
而在低帧率模式下(下方右图),相邻采样点间距显著拉大,波形呈现出明显的跳跃与失真感。

Part 02
哪些术式对帧率更敏感?
瑞瞳ULTRA / 瑞瞳MAXS相机可适用以下场景:
01 骨科(脊柱/关节/创伤)
钻孔、磨骨、截骨均为高速动作,器械末端速度可达数百毫米每秒。此类场景关注的不是单帧精度,而是器械停止瞬间的位姿滞后是否可接受,即系统输出能否及时反映真实静止位姿。
02 神外(颅底与显微操作)
动作幅度小,但精度要求极高。核心关注“停止操作后,位姿输出多久能跟上”,即系统延迟。
03 介入(穿刺与消融)
呼吸是主要动态误差源。一个采样间隔内靶区的位移量,决定了系统可跟踪的运动幅度上限。
04 手术机器人(手眼协同)
感知更新频率不足时,机械臂只能降速等待。帧率提高后,手眼协同的效率才具备提升空间。
从60Hz提升到400Hz,改变的绝不仅仅是表面的数字,而是系统在“物体一直在动”这一前提下的真实可用程度。位姿采样频率提升后,系统可参考的前后帧数据更加丰富。这使得导航软件与机械臂能够跑得更快、响应更迅速。
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