Les systèmes de navigation chirurgicale optique sont sujets aux tremblements physiologiques du patient, aux vibrations de l’équipement et au bruit d’imagerie lors d’opérations mini-invasives complexes, ce qui entraîne des oscillations de positionnement et des discontinuités de trajectoire. Pour remédier aux insuffisances de stabilité du système causées par le bruit multi-sources et l’incertitude du modèle système, une méthode de localisation et de guidage des instruments chirurgicaux basée sur un filtrage adaptatif de suivi fort est proposée afin d’améliorer la stabilité et la fiabilité du système de navigation chirurgicale optique. Le domaine de la position utilise un filtre de Kalman à suivi fort avec ajustement adaptatif de la matrice de bruit basé sur la statistique des erreurs, renforçant ainsi la capacité à supprimer les bruits de saut et la dérive ; le domaine de l’attitude utilise un filtre de Kalman non linéaire aux quaternions afin d’éviter les erreurs de linéarisation et de 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, réalisant une combinaison de stabilité en régime permanent basse fréquence et de capacité de suppression en haute fréquence. Les résultats expérimentaux montrent que la méthode proposée surpasse significativement les méthodes des travaux connexes en termes de performance globale. En suivi de l’attitude, l’erreur quadratique moyenne des angles est réduite de 50 % à 79 % par rapport aux méthodes comparatives ; en suivi de position, le résidu global de tendance 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 obtient des résultats expérimentaux remarquables en matière de suppression des perturbations mineures, de stabilité de l’attitude et d’adaptabilité au bruit, fournissant une base théorique pour la navigation médicale de haute précision.

navigation chirurgicale optique ; localisation des instruments chirurgicaux ; filtre de Kalman ; suppression du bruit