专栏前言
"艾构未来"——《从三维感知到医疗导航：结构光技术体系与应用未来》
从让机器“看见”三维世界的技术原点，到重塑医疗精准导航的临床实践，结构光技术正经历着一场从原理到形态、从性能到体验的深刻演进。
本专栏将通过系列文章，系统解析结构光技术的体系化发展与应用进阶。从开篇《三维视觉如何 “看见” 深度？》揭示结构光 “主动编码” 实现三维重建的核心原理；进而剖析一体式结构光的技术优势，阐述其如何以高精度、高效率与高稳定性赋能智能医疗导航，并对比一体与分体式结构光方案的技术特点及临床适配场景；最终展望一体式结构光技术推动医疗导航迈向智能自主未来的广阔前景。
在医疗导航与机器人辅助手术的临床实践中，术前“注册配准”——即将患者术前影像与术中真实体位精准对应，是一项长期依赖经验且耗时的关键步骤。
传统上，手术开始前，医生需要在患者面部手动标记数百个点位，并与术前影像进行配准。这一过程通常耗时约15至20分钟，且精度易受人为操作与软组织形变影响。若采用多台设备分别实现导航与无标定配准，则术中还需进行复杂的空间标定，不仅进一步延长准备时间，探针戳穿软骨过程还可能带来额外损伤与患者不适。
艾瑞迈迪发布的瑞瞳全维导航系列，正为这一临床痛点带来突破性解决方案。该系统已成功应用于骨科、颅底、神经调控、神经外科及口腔等多个领域，其核心优势在于能够一体实现“亚毫米级精准定位、实时跟踪、快速重建与瞬时配准”等功能。
患者就位后，系统仅需不到6秒即可完成配准，呈现出术前CT/MRI影像与患者实时位姿精准融合的透视化三维模型。这种基于术中三维可视化图像引导方式，使外科医生能够在无辐射的条件下进行手术导航，实现了对传统图像引导流程的替代，让手术得以更快速、精准、高效地连续开展。
瑞瞳全维导航系列
PART 01
一体式结构光：实现三维重建的核心
这一革命性体验的背后，是一体式结构光三维重建技术提供的核心支撑。瑞瞳全维系列将三维扫描与近红外光学定位设备高度集成于一体。它通过向手术区域投射经过编码的特定光图案，并实时捕捉其在复杂解剖结构表面的形变，系统高速解算形变数据，瞬时生成全视角高清三维图像，并持续反馈手术部位与器械的动态变化，从而有效解决了传统图像引导中缺乏术中真实位移信息的难题。
PART 02
为何是结构光？——从“主动编码”到“三维重建”
结构光三维重建的本质，是主动为世界“编码”。它通过投射光图案（如多线、条纹、散斑），捕捉图案因物体表面形状而产生的畸变，并经由算法精确解算每一点的三维坐标。相较于被动依赖环境纹理的传统双目视觉，结构光三维重建技术具有显著优势：高精度与高分辨率，可实现亚毫米乃至微米级的细节捕捉；主动发光，抗环境光干扰，在手术室等复杂光线下稳定工作；非接触、速度快，满足术中实时动态测量的严苛要求；同时具备优异的成本效益与适应性。这些特质使其成为实现术中实时、精准数字重建的理想选择。
多线结构光、条纹结构光 、散斑结构光示意图
PART 03
一体式设计：从原理创新到精度跃升
艾瑞迈迪瑞瞳全维系列的关键创新，在于将定位与重建能力通过一体式设计推向极致。从物体表面三维点云的重建，到手术器械或解剖结构的实时追踪，全流程统一在同一坐标系，从根本上避免了分体式设备所需的复杂外部标定与对齐过程，显著减少了系统误差积累，从而确保了“瞬时配准” 的可靠性与亚毫米级 的 定位及重建精度。
那么，这种高度集成化的一体式结构光系统，相较于三维扫描设备与近红外光学定位系统的分体式设计，在系统精度、稳定性、临床易用性方面究竟带来了哪些本质提升？为何它将成为高端医疗导航应用的必然趋势？下一篇文章中，我们将为您深入剖析。
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