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電機所團隊榮獲第19屆旺宏金矽獎「應用組評審團銅獎」

 由中正大學電機工程研究所、通訊工程研究所張盛富、張嘉展教授指導的電機所學生團隊呂佩諭、張仲皓、陳柏諺、林彥廷,日前參加第19屆旺宏金矽獎,以「追新刺骨-應用於骨科手術導航之多目標三維定位系統」榮獲「應用組評審團銅獎」!

 微創手術具有傷口小、恢復快等優點,是目前多數患者在手術上的優先選擇。而在骨科手術中,微創手術常用於脊椎與關節部位。其中,脊椎具有支撐人體軀幹與保護脊髓等重要功能。在手術過程中,數毫米的誤差就有可能傷害患者的脊隨神經,甚至使病患永久癱瘓,可以說是「差之毫釐,失之千里」。此外,在微創手術中,小傷口相對使醫生的視野受到限制,目前解決方式是在過程中不斷使用C-arm等設備拍攝X光片,確認目前手術位置的狀況。然而,此方式不僅大幅拉長手術時間,更會讓患者不斷暴露在X光的輻射下。因此,手術導航系統的使用需求應運而生。

 中正大學電機所團隊表示,導航系統有如GPS定位系統,在手術過程中即時追蹤固定於手術器械與脊椎上的定位標籤,協助醫師完成更為精準的微創手術。這次作品以微波雷達技術為基礎,開發一套可應用於骨科微創手術的三維追蹤定位系統,包含毫米波收發模組、調變式定位標與三角定位演算等。微波追蹤技術具有多目標追蹤、抗光線干擾、定位標體積小等優點。中正團隊研發的系統使用連續波雷達,操作於免授權24-GHz頻段,並使用調變技術,使定位標具有可識別性,同時可對抗環境多重路徑反射干擾。而系統基頻端則使用鑑頻器分離、解調不同定位標的回波訊號,達成多目標定位。中正電機所團隊指出,解調後的訊號透過資料擷取卡將類比訊號轉換為數位訊號並進入電腦端運算,使用4組雷達收發機測得定位標距離,再透過三角定位法計算定位標的空間座標。

 目前中正大學電機所團隊作品已完成單、雙定位標的即時三維定位,根據實驗結果,在1.2公尺的距離下,三維最大誤差小於1.8 mm。而在系統設計中,規劃可同時偵測數十個具有不同調變頻率的定位標籤,未來除了可定位器械的位置、姿態,還能同時定位多組脊椎節,提供更完整的手術資訊。

發佈日期   /   2019-07-23 09:28:53
發佈單位   /   秘書室
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