O sistema de navegação cirúrgica óptica em operações microinvasivas complexas é suscetível a interferências múltiplas, como tremores fisiológicos do paciente, vibrações do equipamento e ruído de imagem, causando oscilações na localização e descontinuidades na trajetória. Para o problema da insuficiente estabilidade do sistema causado pelo ruído introduzido por múltiplas fontes de interferência e pela incerteza do modelo do sistema, propõe-se um método de localização e orientação de instrumentos cirúrgicos baseado em filtragem adaptativa de acompanhamento forte para melhorar a estabilidade e confiabilidade do sistema de navegação cirúrgica óptica. No domínio da posição, utiliza-se um filtro de Kalman de acompanhamento forte com ajuste adaptativo da matriz de ruído baseado em estatísticas de erro, que pode aumentar a capacidade de supressão de ruídos súbitos e deriva; no domínio da atitude, utiliza-se um filtro de Kalman não linear baseado em quaternions para evitar erros de linearização e manter a normalização dos quaternions. Para melhorar ainda mais o efeito de suavização, é adicionada uma pré-processamento de média móvel na entrada de posição, permitindo a combinação da estabilidade de estado estacionário de baixa frequência com a capacidade de supressão de alta frequência. Os resultados experimentais mostram que o método proposto supera significativamente os métodos da literatura relacionados em desempenho global. No rastreamento da atitude, o erro quadrático médio do ângulo foi reduzido em 50% a 79% em comparação com os métodos comparativos; no rastreamento da posição, o resíduo total da tendência foi reduzido em mais 5% a 20% em comparação com o filtro de Kalman, alcançando o equilíbrio ideal entre supressão de ruído em alta frequência e estabilidade de resposta dinâmica. O método proposto alcançou resultados experimentais notáveis na supressão de pequenas perturbações, estabilidade da atitude e adaptabilidade ao ruído, fornecendo uma base teórica para a navegação médica de alta precisão.

navegação cirúrgica óptica; localização de instrumentos cirúrgicos; filtro de Kalman; supressão de ruído