Le système de navigation chirurgicale optique dans les interventions micro-invasives complexes est susceptible d’être affecté par de multiples sources d’interférences telles que les tremblements physiologiques du patient, les vibrations de l’équipement et le bruit d’imagerie, entraînant des oscillations de positionnement et des discontinuités de trajectoire. Afin de traiter les problèmes liés au bruit induit par ces multiples sources d’interférences ainsi qu’à l’incertitude du modèle système, une méthode de localisation et de guidage des instruments chirurgicaux basée sur un filtrage robuste adaptatif à suivi fort est proposée pour améliorer la stabilité et la fiabilité du système de navigation chirurgicale optique. Dans le domaine de la position, un filtre de Kalman à suivi fort avec ajustement adaptatif de la matrice de bruit basé sur la statistique de l’erreur est utilisé, renforçant la capacité de suppression des bruits impulsifs et des dérives; dans le domaine de l’attitude, un filtre de Kalman sans trace basé sur les quaternions est adopté pour éviter les erreurs de linéarisation et maintenir la normalisation des quaternions. Pour améliorer davantage l’effet de lissage, un prétraitement par moyenne glissante est ajouté à l’entrée de la position, combinant stabilité basse fréquence et capacité de suppression haute fréquence. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode proposée surpasse nettement les méthodes citées dans la littérature en performance globale. En suivi d’attitude, l’erreur quadratique moyenne angulaire est réduite de 50 % à 79 % par rapport aux méthodes comparées; en suivi de position, le résidu de tendance global est réduit de 5 % à 20 % par rapport au filtre de Kalman, atteignant un équilibre optimal entre suppression du bruit haute fréquence et stabilité de la réponse dynamique. La méthode proposée dans cet article obtient des résultats expérimentaux significatifs en matière de suppression des perturbations mineures, de stabilité d’attitude et d’adaptabilité au bruit, fournissant une base théorique pour la navigation médicale de haute précision.

Navigation chirurgicale optique;Positionnement des instruments chirurgicaux;Filtre de Kalman;Réduction du bruit