医疗机器人发展概况综述

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1、第卷第期机器,年月人,一一一文章编号医疗机器人发展概况综述杜志江孙立宁富历新哈尔滨工业大学机器人研究所哈尔滨,、、摘要近年来医疗机器人成为机器人领域研究热点之一本文详细介绍了外科手术机器人康复机器人医院服,务机器人等在国内外的研究及应用现状并探讨了今后的发展方向关键词外科手术机器人康复机器人医院服务机器人生物机器人纳米机器人中图分类号文献标识码﹃一一一。,,舒,月“,去,,。,,,一,一引言经在美国加州与意大利米兰之间进行了这方面的试医疗机器人技术是集医学、生物力学、机械学、验欧共体技术专家在,,机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学期刊中表示欧共体正在制定一项新的计划其中将

2、、机器人辅助外科手术及虚拟医疗技术仿真作为重点分析机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领,研究发展计划之一日本也制定国家计划开展高技域已经成为国际机器人领域的一个研究热点目,,、术医疗器械研究发展许多著名的国际会议象前先进机器人技术在医疗外科手术规划模拟微损,伤精确定位操作、无损伤诊断与检测、新型手术医学,,,治疗方法等方面得到了广泛的应用这不仅促进了,、等都将医用机器人与计算机辅助外传统医学的革命也带动了新技术新理论的发,、、,科单独列为一个专题在欧洲美国日本等国多次〔,“」展召,开国际会议年机器人工业协会将本文详细介绍了国内外有关医疗机器人的开发,,最高荣誉奖授予了和博及应用现状并

3、探讨了今后的发展方向,士表彰他们在医用机器人技术临床研究方面的贡国内外研究现状献仁‘·目前,医疗机器人的研制主要集中在外科手术、近,康复和医院服务机器人系统等几个方面年来西方许多先进国家都进行专门立项投,外科手术机器人研究现状资积极开展医用机器人方面的研究如美国国防部,瑞士洛桑大学研制出一种脑外科手术机器人开展了临场感手术技术研,,、,手术时患者的头部被固定在一个钢制框架内医生究用于战场模拟手术培训和解剖教学已基金项目项目资助一收稿日期。。一。一第卷第期杜志江等医疗机器人发展概况综述,通过观察病人颅内情况并将有关的手术数据输为外科手术机器人人到控制机器人的计算机中计算机自动识别脑中,,

4、的病灶并规划出通往病灶的途径根据医生的指令,完成病人头部的皮肤切开、在头盖骨上钻孔、刺,穿脑膜等工作微型仪器从毫米粗的导管中伸人到病变部位进行手术这台机器人系统能切除脑肿瘤、能用放射性光束杀死脑中的癌细胞,还能用导管,破坏帕金森病患者脑中的有病细胞从而制止病人的颤抖川年,美国的研究中心和加利福尼亚大学的研究人员开始合作开发一,以便种创新的系统进行髓骨整体置换手术在此基,础上年成立了公图外科手术机器人司,并推出了机器人系统它是在传统工,业机器人技术基础上开发而成的可以完成全骸骨,替换,髓年初公司利用研制骨置换及修复和膝关节置换等手术相应,,系列机器人积累的在计算机和机器人方面的该公司还开

5、发了图像处理系统根,,,的关键技术开发出功能强大的视觉系统推出了据图片进行建模和手术规划为手术提供所,,机器人外科手术系统用于微创伤手术困这有需要的数据帮助医生完成监控和虚拟手术该系,,个系统让外科医生突破了传统微创伤手术的界限统已经通过美国食品与药品检验局认证在,美国、欧洲、中东、亚洲等地得到应用图为将手术精度和水平提高到新的高度大大降低了病人的痛苦、手术创伤和手术费用,缩短了康复时间,和机器人系统同时也减轻了医生的疲劳强度系统采用主从,,一遥操作技术分为两个子系统盯系统和一,一系统系统由一对主手和,医生可,监视器构成在此以坐着操纵主手手柄并通过控制台上的显示器观看由内窥镜拍摄的患者

6、体一内情况由用于定位的两个机器人手臂,和一个控制内窥镜位置的机器人手臂组成整个系统如图所示图和系统,年美国公司研制成功一〕型手术机器人系统延承了介人手术减轻患者痛苦和损伤、康复快和花销低的,,特点模仿人手臂的功能并取消了对辅助人员手动控制内窥镜的需要,提供比人为控制更精确、更一致图外科手术机器人的镜头运动,为医生提供直接、稳定的手术视野在,,此基础上公司分别于年,月和年月研制成功世界上第一台用语音控制从手的每个手臂具有个自由度其中个一,的型外科手术机器人和第一台具有用于姿态调整另外一个用于位置优化在个姿态一,,个自由度的型外科手术机器人图控制自由度中个由电机驱动另外两个无动力通机器人年

7、月,医生可以在舒适的工作环境下操纵,过系统率节约费用,主手动作并通过监视器实时监视手术的过程在手术,地点从手忠实地模拟并按比例缩放医生用主手,“”操作的动作完成手术著名的林白手术就是通过系统完成的年月,日美国公司成功开发出达·芬奇外科手术机器人系,统它是目前为数不多的商品化的使用技术之一它包括一个医生控制平台、多功能手术床、各种手术器械和图像处理设备手术医生在控制台上通过主手,图被动式外科手术机器人复制医生的运动操作机器人动作通过脚踏板来控制高