精密手术机器人,医疗手术机器人

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zblog 2023-03-09 22:22 阅读数 6 #AGV移动机器人
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天智航为手术机器人这个潜力巨大的市场带来了什么新价值呢?

当下精密手术机器人,骨科手术机器人及配套耗材首次进入北京市医保支付范畴精密手术机器人,随着政策红利的带动,天智航有望带领骨科手术机器人行业进一步大大提升产业转化效率和市场渗透率。天智航打造的骨科手术智能骨科平台并推动骨科手术智能平台成为骨科行业的基础设施,帮助医生精准、安全、高效开展手术,大大改善患者生活质量,造福患者,引领骨科手术进入机器人智能辅助时代。

外科手术机器人的前景展望

在现在的手术室,一般会有两到三名外科医生,一名麻醉师和几名护士,即使是最简单的手术也需要这么多人。大多数外科手术需要将近十来个人在手术室。手术机器人全部都是自动化的,这会最大限度地减少操作人员。展望一下未来,外科手术可能只需要一名外科医生、一名麻醉师以及一到两名护士。在这个宽敞的手术室中,医生坐在手术室内或手术室外的计算机控制台前,使用手术机器人来完成以前需要很多人才能完成的手术。

使用计算机控制台从稍远的地方进行手术开创了远程手术的概念,就是让医生从离病人很远的地方来进行精密的手术。如果医生不用站在病人的身旁进行手术,而是在离病人几十厘米远的计算机台旁远程控制机器人手臂,那么下一步将是从离得更远的位置来进行手术。如果可以使用计算机控制台来实时移动机器人手臂,则在加利福尼亚的医生就可以对身在纽约的病人进行手术。远程手术的主要障碍就是医生手的移动和机器人手臂做出的反应之间的时间延迟。当前,医生必须与病人同在一室,以便机器人系统可以根据医生手的移动快速做出反应。

手术室中人员的减少以及医生可以远距离对病人进行手术减少了医疗保健的费用。除了成本效益高之外,机器人手术还有比传统手术更优越之处,包括更加精确以及减少病人创伤。例如,心脏搭桥手术现在需要在病人的胸口“切开”一个30.48厘米长的切口。而如果使用达芬奇或ZEUS系统,可能是在胸口处做三个切口来进行心脏手术,每个切口直径仅有1厘米。因为外科医生做手术时切口非常小,而不是沿着胸口向下的很长的一个刀口,病人受的痛苦也会少一些、流血也会减少,恢复的就快一些。

机器人还使医生在长达几个小时的手术过程中节省了体力。外科医生在如此长的手术过程中会很疲惫,结果可能手会颤动。即使最稳定的人手也比不上手术机器人的手臂。达芬奇系统经过程序设定可对手的颤动这个缺点进行补偿,因此如果医生的手颤动,计算机会忽略此颤动,使机械臂保持稳定。

达芬奇手术机器人治疗疾病的优势:

一、达芬奇手术机器人拥有三维影像技术,可以向术者提供高清晰的三维影像,突破了人眼的极限,并且能够将手术部位放大10-15倍,使手术的效果更加精准。

二、达芬奇手术机器人的机器手臂非常灵活,而且具有无法比拟的稳定性及精确度,能够完成各类高难度的精细手术。

三、达芬奇手术机器人治疗疾病创伤非常小,不需要开腹,手术创口仅在1厘米左右,大大减少了患者的失血量及术后疼痛,住院时间也明显缩短,有利于术后的康复。

机器人的应用有着广泛的前景,外科医生为何选择手术机器人?

几乎每一种手术机器人都可以让手术操作更细致精密手术机器人,手术流程更为规范化精密手术机器人,最后提升手术质量从而提升疗效。以腹腔镜手术机器人为例子,它精密手术机器人的几个优势如下所述精密手术机器人

第一,可以实现身体腹腔内部合乎主观运动的六自由度器材操控,相较于传统腹腔镜手术器材的四个自在度,可以实现更细致更便捷的手术操作;

第二,可以提供缩放比例运动,可以把人手的运动按一定比例减小后,将运动命令献给操控机器人,逐步实现更精密的操控;

第三,可以提供3D立体视觉,更进一步确保医生操控的准确度;其他一些优势还包含可以请医生坐姿进行手术,记录操作过程用作复盘与学习等等。

利用持续不断的支持,手术机器人自主开发和产业化条件得到精密手术机器人了较好的提升,得到了出色的成果,比如天津大学的“圣手”手术机器人和上海微创医疗机器人企业的“图迈”手术机器人早已经得到了审批,已经能够在医院中看见它们治病救人的影子。

另外,近些年,救火任务中慢慢出现了愈来愈多消防机器人的影子,使我们消防人员勇士在救火时愈来愈安全。消防机器人是机器人群体中的“特种兵”,有灭火机器人、防爆机器人、救援机器人、排烟机器人、及其消防无人机等。

众所周知,在火灾现场是相当危险的,熊熊烈火当中,人类消防人员终归是血肉之躯,火灾时的爆炸、烟雾、有毒气体等会给消防人员造成生命危险。消防机器人的应用能够很好地解决这些问题。不要看它们身型小小的,全身上下可都是由防爆型材质构成,可以代替消防人员进入高温、易爆物、有害、缺氧的高危环境中。

精密手术机器人,医疗手术机器人 AGV移动机器人

有哪些设计巧妙、有意思的医用小器材?

我在医院打针的时候,就特别喜欢看护士给我打针时,先给我把手用压脉带绑起来,这样好找血管,我就很喜欢那个压脉带,感觉很有意思,这样能够帮助护士找血管,是个很有用处的医用小器材呢。

机器人怎样在医用领域实际操作的?

1、 外科手术机器人

外科手术机器人的应用领域主要分为微创外科手术机器人和手术中影像引导医用机器人。

1.1微创外科手术机器人

微创外科手术(微创手术)即医用内窥镜手术,符合当今国际生物医学工程领域提出的少创和无创手术的发展趋势,得到了很大的发展。特别是近年来,微型机械电子系统(MEMS)研究的开展和深入,使得微小技术、微型系统获得迅速的发展,从而极大地促进了医疗用机器人的微型化、微观化,为研制进入人体内的医疗用微型机器人创造了条件。日本东北大学目前正在研究制作一种机器人驱动内窥镜系统,他们利用微细加工技术,采用形状记忆合金驱动,研制适合于人体肠道或血管环境下动作的驱动装置。微小型驱动机器人携带光学成像、体内照明、前端物镜粘附物清除装置自动进入人体完成体内观察和治疗。他们还将进一步研制和开发体内自主行走式诊断治疗、体内微细手术、体内药物直接投放等功能。

上海交通大学仪器工程系目前在国家八六三高技术基金资助下研究全方向蠕动式机器人驱动内窥镜系统,通过电磁驱动方式由驱动源携带全套光学检测系统、钦激光手术等装置进入人体肠道,取代当前传统的医学内窥镜,适应无创和少创外科手术的发展趋势。

据最近的文献报道,虽然这项外科手术的革命一医学内窥镜技术革命已取得了不少成果,在各方面也已有很多突破,但目前还处于实验研究阶段,没有能够进入人体进行实用性诊疗,这主要是驱动器及可靠性方面的技术课题还没有得到很好的解决。日本医学机器人研究的一个重要目标是开发能在血管中进行诊断、监测和治疗作业的医用机器人系统。此微型机器人是另一意义上的医用内窥镜,该系统与人体体外是无线连接,而由医生用注射器将其推入人体内部,然后由该系统所携带的微生物传感器对人体各组织进行检测,并把信号输入到系统信息处理中心进行分析处理,当发现有病变的组织时,该微型机器人系统的控制中心就发出信号,自动释放出其系统内所携带的微型手术机器人,对病变组织细胞进行直接手术治疗或注射药物。由于该微型机电系统要求很高,需要在仅有不到一毫米的空间内装入微驱动器、微传感器及信号处理器等,而且无线传输目前还不能达到充足的能量,所以该系统还有待于进一步完善,需要解决微型器件的加工制造、装配及无线通信和遥控技术、无线能量传输等关键技术难点。

微创外科手术机器人的另外一个应用领域是对一些医院临床中使用的医疗器械进行改进使其精确度、自动化程度更高。由于近年来机械电子技术及其它各项技术的发展使该领域也得到了很大的发展。随着普通医疗器械的精度和可操作程度的提高,外科手术的成功性同时加大,从另一方面体现了微创外科手术的要求。

1.2影像引导外科手术

影像引导外科手术主要包括矫形外科手术、脊柱外科手术、神经外科手术等。其最典型的影像引导机器人外科手术是耽关节修复手术的自动植入手术,手术所用的就是人工关节置换手术机器人。还有一个典型应用例子是脑神经外科中穿刺插管的诱导手术,由脑手术穿刺机器人来进行穿刺手术,用机器人控制中心借助于X一CT计算出实验数据,然后由穿刺机器人执行穿刺手术。影像引导机器人外科手术的发展关键是机构的控制,虚拟现实环境和先进人机交换技术的发展。

2、 医疗康复机器人

从八十年代开始,医疗康复机器人有了很大发展,其应用范围已扩展到人们生活的各个领域,如机器人动作执行系统(机械手)、智能型轮椅、家庭日常生活和职业用生活护助及作业辅助型机器人等。

2.1机械手

医疗康复领域的一个重要应用场合就是恢复四肢残废者手和腿实现象正常人一样的功能,即在残废者和周围环境间安装上一机械假肢作为媒介,使前者能象正常人一样用意识控制手足活动,执行各种任务。机械手包括手足型和搬运及移动型。手足型机械手包括肌电控制前臂假手、能步行及上下楼梯的动力假腿和具有知觉的能动假手等。搬运及移动型机器人包括患者升降机、抱起机器人、输送及转送机器人和移动升降器等。随着人们生活水平的提高,人类的平均寿命持续增长,人类社会向老龄化社会发展,与此相适应的康复机器人的应用领域也逐渐向为老年人服务而倾斜,其应用前景十分广阔。

2.2智能轮椅

智能轮椅作为下肢残废者和失去行走能力的老年人的主要交通机械,近年来发展非常迅速。轮椅已由过去的单纯依靠人力操作发展到现在的智能轮椅。智能轮椅运用了各项先进技术,从机械学领域的机构设计、各类传感器技术的应用、信息处理中心的高效控制到人机技术等方面充分考虑到使用者的方便和需要。因此,轮椅已变成了一种高度自动化的移动机器人。日本东京大学为了帮助失去行走能力的老年人而开发了一种自动操作的智能轮椅。该系统适合于在室内环境下工作,由天花板上的灯光标识器来实现系统的引导(灯光标识器的位置按一定的要求布置),轮椅的顶部装有CCD摄像机(通过一大视角的透镜),由CCD摄像机对天花板上灯光标识器位置的检测来控制驱动轮椅的运动。为了检测前进道路上的障碍物,轮椅前端装有超声波检测器。如在行进过程中超声波检测器检测到有障碍物时,控制中心会立即发出相应转变或停止的控制信号。实验结果表明该智能轮倚系统能改善老年人的生活质量,减少看护者的负担。

2.3医院机器人系统

医院机器人系统主要是医院内部搬运机器人,其主要功能是运送食物、药品及一些医疗器械、病人病历档案等,它不同于一般的位置固定的生产装配场合中应用的工业机器人。国外研究的一种叫“HelpMater”的机器人已经在医院内使用,它能够24小时高效工作。医院工作人员能把医院内走廊,电梯的几何和断层图象信息输入到该机器人的控制系统内使其能自动工作。另外日本的机械工程实验室已在研究一种能提升病人的机器人,该机器人能够将病人从病床上提升起来并把其运送到医院卫生间、食堂等其它地方。但是该系统所需的各项技术如能量供应、人机交互系统等还有待于进一步解决和完善。

3、讨论与展望

国外关于医学机器人的研究虽然已取得了不少成就,但离生物机器人还有相当的距离,因此还有很多工作要做。国内关于这方面的研究较少,主要是集中在假肢领域,希望能对医学机器人领域加强研究。这一领域需要机械、电子等各方面知识,所以应集中集团力量,赶上发达国家水平,研制出医学领域的各种机器人,从而研究生物机器人。

4、总结

机器人技术被列为863计划发展的主题之一,著名的自动控制专家宋健在2(XX)年国际自控联世界大会上的致辞中说:“机器人学的进步和应用是2O世纪自动控制最有说服力的成就,是当代最高意义上的自动化。”微操作机器人系统作为一项典型的多学科交叉的成果,为机器人技术开拓了新的应用领域。它的成功使生物医学工程实验摆脱了对培养特殊操作人员的依赖,实现了高效率、高成功率、高难度的操作,可以说是生物医学工程实验手段的一次革命性变革。同时,此项操作在疾病的诊断与治疗、新药物的研究与制造、器官移植、功能基因研究等方面都将有广泛而重要的应用,对基因工程的发展产生重要的影响,在后人类基因组计划中发挥很大的作用,可以为制药等新兴产业带来巨大的经济效益。

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