醫(yī)療機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展

1、醫(yī)療機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展醫(yī)療機(jī)器人的應(yīng)用與發(fā)展12機(jī)制2班黃谞2012509071【摘要摘要】醫(yī)用機(jī)器人，是指用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的機(jī)器人。是一種智能型服務(wù)機(jī)器人，它能獨(dú)自編制操作計(jì)劃，依據(jù)實(shí)際情況確定動(dòng)作程序，然后把動(dòng)作變?yōu)椴僮鳈C(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。重點(diǎn)介紹了手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人、醫(yī)院服務(wù)機(jī)器人、醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人等。【關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞】手術(shù)機(jī)器人；康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人；醫(yī)院服務(wù)機(jī)器人；醫(yī)用教學(xué)機(jī)器人；醫(yī)用機(jī)器人是機(jī)器人技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)

2、、數(shù)字圖像處理技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和醫(yī)療外科技術(shù)的結(jié)合，用于實(shí)現(xiàn)機(jī)器人輔助外科手術(shù)、康復(fù)醫(yī)療和醫(yī)院服務(wù)等功能。醫(yī)用機(jī)器人是目前國(guó)內(nèi)外機(jī)器人研究領(lǐng)域中最活躍、投資最多的方向之一，其發(fā)展前景非常看好，美、法、德、意、日等國(guó)家學(xué)術(shù)界對(duì)此給予了極大關(guān)注，研究工作蓬勃發(fā)展[1]。從二十世紀(jì)九十年代起，國(guó)際先進(jìn)機(jī)器人計(jì)劃(IARP)已召開(kāi)過(guò)多屆醫(yī)用機(jī)器人研討會(huì)，美國(guó)國(guó)防部高等研究計(jì)劃局(DARPA)立項(xiàng)開(kāi)展基于遙控操作機(jī)器人的研究，用于戰(zhàn)傷模擬手術(shù)、

3、手術(shù)培訓(xùn)、解剖教學(xué)。歐盟、法國(guó)國(guó)家科學(xué)研究中心也將機(jī)器人輔助外科手術(shù)及虛擬外科手術(shù)仿真系統(tǒng)作為重點(diǎn)研究發(fā)展的項(xiàng)目之一。中國(guó)人口眾多，隨著人們生活水平的提高和人口老齡化進(jìn)程的加劇，我國(guó)正在成為高新技術(shù)醫(yī)療器械生產(chǎn)和使用大國(guó)，然而由于中國(guó)相關(guān)科技研究落后，醫(yī)用機(jī)器人大量依賴(lài)進(jìn)口，從而造成醫(yī)療費(fèi)用增長(zhǎng)，加重了病人負(fù)擔(dān)。目前，醫(yī)用機(jī)器人的研制主要集中在微創(chuàng)外科手術(shù)、康復(fù)和服務(wù)機(jī)器人系統(tǒng)等幾個(gè)方面，本文詳細(xì)介紹了國(guó)內(nèi)外有關(guān)醫(yī)用機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)及其

4、研究現(xiàn)狀，并探討了今后的發(fā)展方向。1、手術(shù)機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人近年來(lái)，各種醫(yī)用機(jī)器人的概念和模型被提出和研發(fā)；而在眾多的醫(yī)用機(jī)器人研究中，手術(shù)機(jī)器人得到了相關(guān)研發(fā)人員的重視。手術(shù)機(jī)器人最早源于美軍機(jī)器人手術(shù)和遠(yuǎn)程外科計(jì)劃。1994年，由美國(guó)國(guó)防部下屬的機(jī)組織起來(lái)，使最終系統(tǒng)的性能獲得最佳。（6）操作界面研究：以進(jìn)一步提高醫(yī)療外科機(jī)器人系統(tǒng)的可操作性。為了醫(yī)生和醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)自如的交互，系統(tǒng)應(yīng)盡可能為醫(yī)生提供直觀的交互平臺(tái)。（7）仿射變換研

5、究：建立病人的某種圖像信息與人體標(biāo)準(zhǔn)圖譜的關(guān)系，以較低的成本和較高的速度獲得用于規(guī)劃、導(dǎo)航和仿真系統(tǒng)的病人三維立體模型。應(yīng)用外科輔助醫(yī)療機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)，可以極大的提高手術(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性，它的出現(xiàn)將對(duì)現(xiàn)代醫(yī)學(xué)工程的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響，在醫(yī)療手術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。外科輔助醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)將在應(yīng)用中不斷得到完善，并將改變外科醫(yī)生處理患者的方法。它不僅會(huì)對(duì)常規(guī)醫(yī)療帶來(lái)一系列的技術(shù)變革，而且對(duì)臨床護(hù)理及康復(fù)工程等的發(fā)展都將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。2

6、、康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人、康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人機(jī)器人用于康復(fù)領(lǐng)域包括助殘和老人看護(hù)等方面，研究領(lǐng)域包括康復(fù)機(jī)械手、智能輪椅，以及家庭和單位之間的交互設(shè)備及智能控制界面。康復(fù)機(jī)械手的目的是通過(guò)機(jī)器人手臂完成殘疾人的手臂功能。機(jī)械手必須具有足夠的自由度以滿(mǎn)足每個(gè)用戶(hù)的需要，根據(jù)機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展水平，一般具有以下三種結(jié)構(gòu)。第一種是結(jié)構(gòu)化控制臺(tái)，類(lèi)似于桌面工作臺(tái)，將機(jī)械手安裝在固定的控制平臺(tái)上，完成在固定工作平臺(tái)內(nèi)的操作，如早期CEA公司開(kāi)發(fā)的MASTER系

7、統(tǒng)，美國(guó)TolfaCpation開(kāi)發(fā)的DEVAR系統(tǒng)，以及英國(guó)OxfdIntelligentMachines開(kāi)發(fā)的RAID系統(tǒng)等。第二種結(jié)構(gòu)是將機(jī)械手安裝在輪椅上，這樣可以在任何地域使用，如美國(guó)的MOVAR系統(tǒng)和意大利的URMAD系統(tǒng)。但這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致機(jī)械手剛性下降，抓取的精度達(dá)不到要求。輪椅式下肢殘疾是失去行走能力的老年人的主要交通工具。目前，各類(lèi)傳感器和高效的信息處理及控制技術(shù)在輪椅上的應(yīng)用，使輪椅成為高度自動(dòng)化的智能移動(dòng)機(jī)器人。意大

8、利的TGRS.R.L公司開(kāi)發(fā)了一種結(jié)合輪椅與小車(chē)結(jié)構(gòu)的智能輪椅，它不僅能在規(guī)則的地上行走，還可以上下樓梯。日本東京大學(xué)的S.Tachi教授開(kāi)發(fā)了一個(gè)移動(dòng)式康復(fù)機(jī)器人MELDOG作為“導(dǎo)盲犬”。歐洲ScuolaSuperieS.Anna實(shí)驗(yàn)室在URMAD系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了MOVAID系統(tǒng)，該系統(tǒng)由若干個(gè)固定的位于室內(nèi)主要工作區(qū)域（如廚房和臥室）的工作站和一個(gè)可以在室內(nèi)自由避障的移動(dòng)機(jī)器人組成，操作者可以通過(guò)工作站的實(shí)時(shí)圖形界面監(jiān)控和干預(yù)機(jī)