基于MEMS技術(shù)的手術(shù)導(dǎo)航應(yīng)用

MEMS慣性傳感器可靠度高(汽車行業(yè)20年的應(yīng)用歷史證明了這一點(diǎn))，它在手機(jī)和視頻游戲中的成功應(yīng)用說(shuō)明它在商業(yè)上極具吸引力。然而，不同應(yīng)用對(duì)性能的要求大不相同，適合游戲的器件并不能解決本文所述的高性能導(dǎo)航問(wèn)題。對(duì)于導(dǎo)航，重要的MEMS性能指標(biāo)是偏置漂移、振動(dòng)影響、靈敏度和噪聲。精密工業(yè)和醫(yī)療導(dǎo)航所需的性能水平通常比消費(fèi)電子設(shè)備所用MEMS傳感器的性能水平高出一個(gè)數(shù)量級(jí)。

大多數(shù)系統(tǒng)都會(huì)集成某種形式的卡爾曼濾波器，以便有效合并多種類型的傳感器?？柭鼮V波器將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、傳感器相對(duì)精度和其他特定應(yīng)用的控制輸入納入考慮，有效確定最切合實(shí)際的運(yùn)動(dòng)情況。高精度慣性傳感器(低噪聲、低漂移、相對(duì)溫度/時(shí)間/振動(dòng)/電源變化保持穩(wěn)定)可以降低卡爾曼濾波器的復(fù)雜度，減少所需冗余傳感器的數(shù)量，以及減少對(duì)容許系統(tǒng)工作方案的限制條件數(shù)量。

醫(yī)療MEMS的復(fù)雜性

雖然傳感器已實(shí)現(xiàn)各種各樣的醫(yī)療應(yīng)用，從相對(duì)簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)捕捉到復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分析，但醫(yī)用傳感器的高性能要求提出了復(fù)雜且涉及到大量計(jì)算的設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。幸運(yùn)的是，解決這些新一代醫(yī)療挑戰(zhàn)所需的許多原理均基于經(jīng)工業(yè)導(dǎo)航應(yīng)用驗(yàn)證的方法，包括傳感器融合和處理技術(shù)。在醫(yī)療導(dǎo)航領(lǐng)域，運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性以及精度和可靠性要求將推動(dòng)多處理器、附加傳感器后處理、復(fù)雜算法、復(fù)雜測(cè)試和補(bǔ)償方案的發(fā)展。

在消費(fèi)應(yīng)用強(qiáng)烈追求小尺寸、低功耗、多軸慣性傳感器的同時(shí)，某些開(kāi)發(fā)人員同樣重視能夠在各種環(huán)境條件下穩(wěn)定可靠的高精度、低功耗、高性能傳感器。與現(xiàn)有測(cè)量和檢測(cè)技術(shù)相比，這些慣性MEMS器件在精度、尺寸、功耗、冗余度和可及性上均有優(yōu)勢(shì)。

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