醫(yī)用機(jī)器人ppt課件-wenkub
2023-01-20 07:57:07 本頁面
【正文】 集成系統(tǒng)。 ? (5) 友好的人機(jī)接口。 ? (3) 具有有效的任務(wù)劃分。 醫(yī)用機(jī)器人的控制 ? 醫(yī)用機(jī)器人控制系統(tǒng)應(yīng)該具有以下特點(diǎn)： ? (1) 具有開放式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以利于將來的發(fā)展需要對(duì)機(jī)器人控制系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充，并能與普通 PC機(jī)兼容以方便用戶使用。與其矛盾的是，醫(yī)療器械越先進(jìn)，器械操作的訓(xùn)練要求也就越高。醫(yī)學(xué)理論和臨床醫(yī)學(xué)證明，肢體損傷或偏癱患者除了早期的手術(shù)治療和必要的藥物治療外，正確、科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練對(duì)于肢體運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)和提高起到非常重要的作用。 3 醫(yī)用外科機(jī)器人的分類 分類方式 種 類 功 能 按應(yīng)用形態(tài)分類 導(dǎo)航機(jī)器人 手術(shù)器械等的輔助定位 治療機(jī)器人 主動(dòng)手術(shù)鉗 主從機(jī)械手 按產(chǎn)生的力分類 被動(dòng)型機(jī)器人 手術(shù)醫(yī)師動(dòng)作的約束 手術(shù)醫(yī)師操作的修正 主動(dòng)型機(jī)器人 產(chǎn)生自主力完成動(dòng)作 按控制方式分類 術(shù)前規(guī)劃固定作業(yè)型 由術(shù)前圖像構(gòu)成的三維位置數(shù)據(jù)確定病灶 ， 導(dǎo)引手術(shù)器械 ， 或者進(jìn)行切除作業(yè) 手術(shù)中柔性作業(yè)型 作為手術(shù)的輔助裝置 ， 使手術(shù)醫(yī)師的作業(yè)更為多樣化 4 醫(yī)用外科機(jī)器人系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ? 醫(yī)用外科機(jī)器人系統(tǒng)集中了多個(gè)領(lǐng)域的科學(xué)和工程技術(shù)，它既不同于工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)主要完成重復(fù)性操作，也不像智能機(jī)器人系統(tǒng)具有高度的自主性。由于手術(shù)醫(yī)師能夠自如地掌握操作部位及其周圍的三維結(jié)構(gòu)，因此可以提高手術(shù)的安全性、效率和有效性。所謂不在同一物理空間中并非指簡單的距離分隔，還包括醫(yī)師的手臂無法到達(dá)部位的作業(yè)。 ? 除了安全性之外，醫(yī)用機(jī)器人還具有定位準(zhǔn)確、狀態(tài)穩(wěn)定、可以實(shí)現(xiàn)手術(shù)微創(chuàng)、縮短醫(yī)療時(shí)間、降低醫(yī)療成本等特點(diǎn)，能大大的提高手術(shù)的質(zhì)量。 ? (2) 作業(yè)內(nèi)容變化無常。 ? (3) 不能發(fā)生誤動(dòng)作。 醫(yī)用機(jī)器人的分類 應(yīng)用領(lǐng)域 裝置示例 檢查 、 診斷 基于圖像診斷確定病灶位置的裝置 、 確定診斷探頭位置的裝置 、 生理檢查支援系統(tǒng) 治療 手術(shù)支援機(jī)器人 、 顯微外科支援機(jī)器人 、 放射線治療標(biāo)的定位裝置等 醫(yī)院內(nèi)部間接作業(yè) 檢驗(yàn)樣本輸送裝置 、 食物輸送機(jī)器人 、 藥品分發(fā)機(jī)器人 康復(fù)支援 步行訓(xùn)練支援 、 韌性訓(xùn)練支援 自立支援 步行支援 、 動(dòng)力裝置 、 飲食支援機(jī)器人 護(hù)理支援 轉(zhuǎn)移支援裝置 、 環(huán)境控制裝置 醫(yī)學(xué)教育培訓(xùn) 心肺移植仿真 、 內(nèi)窺鏡操作仿真 、 內(nèi)窺鏡下的手術(shù)仿真 生物科學(xué)支援 顯微受精支援系統(tǒng) 、 細(xì)胞操作 醫(yī)用外科機(jī)器人 1 計(jì)算機(jī)外科 ? 在術(shù)前利用 X射線、 MRICT等各種三維醫(yī)用圖像測量技術(shù)，獲得器官的三維構(gòu)造信息，并據(jù)此建立對(duì)象的立體形狀模型。手術(shù)支援機(jī)器人就是這樣一種高性能的手術(shù)器械，它相當(dāng)于外科醫(yī)師的一只“新手”。目前有人正在研究一種更高級(jí)的手術(shù)導(dǎo)航技術(shù)，即不僅僅在畫面上提供上述信息，而且把醫(yī)師觀察到的實(shí)際空間與虛擬空間信息正確地重疊在一起，以構(gòu)建用于手術(shù)空間導(dǎo)航信息提示的超現(xiàn)實(shí)感環(huán)境。由于外科手術(shù)比較復(fù)雜，外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)工作過程一般可以分為數(shù)據(jù)獲取、術(shù)前處理和術(shù)中處理三大階段 。 ? 康復(fù)機(jī)器人由計(jì)算機(jī)控制，并配以相應(yīng)的傳感器和安全系統(tǒng)，康復(fù)訓(xùn)練在設(shè)定的程序下自動(dòng)進(jìn)行，可以自動(dòng)評(píng)價(jià)康復(fù)訓(xùn)練效果，根據(jù)患者的實(shí)際情況調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最佳訓(xùn)練。實(shí)際上，人們開發(fā)了各種手術(shù)訓(xùn)練的仿真器，如心肺移植手術(shù)訓(xùn)練仿真器等。 ? (2) 要有合理的模塊化設(shè)計(jì)。不同的子任務(wù)由不同的功能模塊來實(shí)現(xiàn)，這樣有利于修改、 添加和配置系統(tǒng)的功能。形象直觀的人機(jī)接口可以方便操作人員對(duì)機(jī)器人進(jìn)行操作，友好的人機(jī)界面是醫(yī)用機(jī)器人系統(tǒng)不可缺少的一部分。 1 內(nèi)窺鏡操作手 ? 在腹腔鏡手術(shù)中，主刀醫(yī)師在內(nèi)窺鏡的視野范圍內(nèi)實(shí)施各種外科處置，操作內(nèi)窺鏡的任務(wù)通常交給助手完成。該系統(tǒng)考慮了安全、洗凈、消毒和操作性等多個(gè)因素。 2 整形外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng) ? 在整形外科中，術(shù)前診斷可以獲得對(duì)象部位的三維位置和形狀測量結(jié)構(gòu)，再借助于術(shù)前規(guī)劃手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)，就可以在手術(shù)中將它穩(wěn)定地再現(xiàn)出來。他們還開發(fā)了多種適合于機(jī)器人末端夾持的手術(shù)工具。 口腔修復(fù)機(jī)器人 該系統(tǒng)利用圖像、圖形技術(shù)來獲取生成無牙頜患者的口腔軟硬組織計(jì)算機(jī)模型，利用自行研制的非接觸式三維激光掃描測量系統(tǒng)來獲取患者無 牙頜骨形態(tài)的幾何參數(shù)，采用專家系統(tǒng)軟件完成全口義齒人工牙列的計(jì)算機(jī)輔助統(tǒng)計(jì)。例如，整形外科的神經(jīng)根傳導(dǎo)阻滯法、椎體成形手術(shù)、腦神經(jīng)外科的淤血抽吸、肝臟外科的無線電波燒灼手術(shù)等，都用到穿刺手術(shù)。顯然電磁式電機(jī)不適合做它的驅(qū)動(dòng)器，應(yīng)該改成超聲波電機(jī)或水壓驅(qū)動(dòng)馬達(dá)等。斯坦福研究所經(jīng)過多年的努力，終于研制出了臨場感遠(yuǎn)程外科手術(shù)系統(tǒng)。與此同時(shí)，外科醫(yī)生的兩手手指分別勾住操縱臺(tái)下兩臺(tái)儀器上的控制環(huán)。機(jī)械手還會(huì)通過傳感器把手術(shù)時(shí)的所有感覺反饋給外科醫(yī)生。 ? 微創(chuàng)外科手術(shù)可以分為內(nèi)窺鏡引導(dǎo)的微創(chuàng)手術(shù)和體外圖像引導(dǎo)的
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