تطبيق خوارزمية التتبع القوي ذاتية التكيف في تحديد مواقع الأدوات الجراحية

YIN Lei ,  

GENG Hanhan ,  

WANG Jiaqi ,  

MIAO Yu ,  

SHI Weili ,  

JIANG Zhengang ,  

摘要

تتأثر أنظمة الملاحة الجراحية البصرية في العمليات التنظيرية الدقيقة المعقدة بالرعشة الفسيولوجية للمريض، اهتزاز الجهاز وضوضاء التصوير وغيرها من مصادر التداخل المتعددة، مما يؤدي إلى اهتزاز في التحديد وانقطاع في المسار. بالنسبة لمشكلة عدم استقرار النظام الناتجة عن الضوضاء المضافة من مصادر التداخل المتعددة وعدم تأكد نموذج النظام، تم اقتراح طريقة تحديد وتوجيه الأدوات الجراحية تعتمد على فلترة تتبع قوية ذاتية التكيف، لتحسين استقرار وموثوقية نظام الملاحة الجراحية البصرية. يستخدم مجال الموضع فلتر كالمان تتبع قوي يتم تعديله تلقائيًا بناءً على إحصائيات الخطأ لمصفوفة الضوضاء، مما يعزز القدرة على كبح الضوضاء المتغيرة والانجراف؛ ويستخدم مجال الوضع رباعيات الابعاد مع فلتر كالمان غير الخطي لتجنب خطأ التخطيس والحفاظ على تطبيع الرباعيات. لتعزيز تأثير التنعيم، تتم إضافة معالجة تمهيدية بمتوسط متحرك عند طرف الإدخال الموضعي، لتحقيق مزيج من الاستقرار طويل الأمد وقمع التردد العالي. تظهر نتائج التجارب أن الطريقة المقترحة تتفوق بشكل ملحوظ على الأساليب المذكورة في الأدبيات من حيث الأداء الشامل. في تتبع الوضع، انخفض خطأ الجذر التربيعي للزوايا بنسبة 50٪ إلى 79٪ مقارنةً بالطرق الأخرى؛ وفي تتبع الموضع، انخفض بقايا الميل الكلي بنسبة 5٪ إلى 20٪ مقارنة بفلتر كالمان، مما يحقق أفضل توازن بين قمع ضوضاء التردد العالي واستقرار الاستجابة الديناميكية. توضح النتائج التجريبية أن الطريقة المقترحة تحقق نتائج بارزة في كبح الاضطرابات الصغيرة، استقرار الوضع، والتكيف مع الضوضاء، مما يوفر أساسًا نظريًا للملاحة الطبية الدقيقة.

关键词

الملاحة الجراحية البصرية;تحديد مواقع الأدوات الجراحية;فلترة كالمان;كبح الضوضاء

阅读全文