医用整骨机器人软件系统的分析与开发

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1、哈尔浜理工大学工程硕士学位论文造成闭经。智能整骨机器人是在现代中西医结合的骨科创伤医学理论的基础上，结合生物力学，影像技术和骨折复位技术，利用计算机，融合了现代控制理论，小波分析与变换理论，人工智能，人工神经网络，模式识别，专家系统等众多领域的知识，实现人体下肢骨折的自动诊断和自动整复的医用机器入。临床上骨折的整复原则是以骨折的远端对近端。下面将从不同的角度阐述该智能整骨机器人研究的目的和意义。智能整骨机器人将整复室(患者所在的x线区)与遥控室(医生所在的非x线区)严格分开，避免了医生因x线照射剂量过大而造成的自血球减少或者灼伤等损害，同时医生不但可以通过计算机显示器显示

2、的x线图像和相关数据监控全部整复进程，并可通过铅玻璃直视机器人的操作过程，并且由于该机器人是代替医生，模拟医生的手法实施整复动作，降低了医生的劳动强度。由于该机器人利用计算机实现了对骨折x线图像的采集，图像的处理，模式的识别，神经网络的诊断和整复步骤的自动编排，对骨的再生条件不会造成破坏，使整复操作具有无刨，准确，高效和快捷，复位良好的特点，不但缩短了手术的时问，减少了患者90％的“吃线(X射线)量”，而且由于对骨折恢复时间短，大大降低了慢性水肿、软组织萎缩和局部骨质疏松等骨折病的发病率，不需二次手术，输血，使用大量的抗菌素，同时由于恢复快，住院时间短，减少了患者50％的

3、医疗费用，降低了护士的工作强度。该机器人总结了沿袭千年的骨折徒手整复原理，使骨折整复不用开刀，患者痛苦小，不但发扬了中华民族的传统骨科复位学，而且引进了西医中AO组织对骨折类型的分类方法，使用计算机实现骨折的自动诊断和自动整复成为可能，开创了骨折诊断和整复技术的新纪元。由于普通的x光机在我国各大、中、小医院都非常普及，而我国卫生部和各级卫生厅局属医院5290所，各部署及厂矿医院1230所，重点骨科及专科医院800所，它们担负着骨伤病人的救治工作。该机器人是建立在现有的C型臂x光机基础上，符合我国的国情，利于该机器人的推广和应用。按全国需求量1000台计算，每台整骨机价格为

4、30万元，市场潜力很大，将获得可观的经济效益。并且在如前苏联和欧美等外固定技术普及的国家和地区，也有一定的市场。中医骨科是中医药学宝库中的一颗疆星，徒手整复是治疗骨折的基本方法，中医对骨折的治疗已经形成了完整的治疗体系，并且积累了丰富的临床经验。但传统的中医骨科依赖人固有的感觉，其经验和理论多属于定性描述，缺乏贤达科学的渗透，影响了自身的发展和国际间的交流。该整骨机器人的全部技术哈尔滨理工大学工程硕士学位论文完全属于我国自有技术，该机器入的成功研制标志着我国在整骨领域走在世界的前列，具有很好的社会效益。徒手手法整复通常是在电视X线下进行，医生常时间在x线照射下。在徒手整复

5、时，只可估计两个轴线，在调整另～个轴线时，必然要影响到另一个轴线，造成临床上反复整复，给病人增加痛苦。并且徒手整复一般是在多人协调下瞬间完成，协调性差。很难达到理想效果，特别在对下肢进行整复时，牵引力往往无法满足要求，并且不能维持稳定的牵引。病历信息管理系统的建立，实现了对患者的情况和临床的整复数据的综合管理，不但利于患者的病历查询，同时也为医院管理的无纸化办公奠定了一定的基础。1．2机器人的国内外发展情况在概述医用机器人的发展历程之前，首先要了解一下机器人的定义和机器入的发展历程。机器人虽然已经问世几十年，但各国对机器人的定义却仍未达成一致的意见。美国国家标准局的定义是

6、：一种机械装置，在对其编程以后，可以完成某些依自动控制命令进行的制造工作和搬运工作。前苏联准化组织的定义是：一种可编程序的多功能执行机构，它被使用于通过各种经编程才能完成的动作，来搬运金属部件，工具或特殊装胃完成各种任务【211[”J。日本科学家用十个特性来描述机器人的形象：自动性，智能性，个体性，半机械半人性，作业性，通用性，信息性，柔性，有限性，移动性【孙l。中国科学家的定义是：机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力，规划能力，动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器ⅢJ【”j。虽然对机器人的定义各国的科学

7、家各持已见，但这并不阻碍各国政府对机器人研究和应用的重视㈨【27J【2”。作为机器人诞生地的美国，由“美国机器人的元老”恩格尔伯格在1959年研制出了世界上第一台工业机器人“尤尼梅特(意思是万能自动)“。进入八十年代后，美国政府更是鼓励工业界发展和应用机器人，并提高投资，增加机器人研究的经费，使美国的机器人迅速发展。特别是在高智能，高难度的军用机器人和太空机器人研究方面，其机器人的先进性，适应性，可靠性居国际领先地位，并已有很多机器人用于扫雷，布霄，侦察，站岗，以及太空探测等领域。号称“机器人王国”的日本，机器人的产量和安装台