【正文】 more work remains to be done. In particular, the development of more testbeds is required for different medical procedures so that more experience with the technology and how it can be integrated into clinical practice can be gained. The issues of cost, safety, and patient outes also need to be considered. While there have been some modestly successful mercial medical robots such as ROBODOC and da Vinci, they still are not pletely accepted by the medical munity. It may be that the full benefits of robots in medicine will not appear until more integrated systems are developed, in which the robots are linked to the imaging modalities or to the patient anatomy directly. This link will highlight the potential advantages of robots such as the ability to follow respiratory motion, and enable physicians to successfully plete procedures that can only be imagined today. Acknowledgements The authors would like to thank Sumiyo Onda for her assistance in gathering and reviewing materials for this manuscript. This work was funded in part by . Army grants DAMD179626004 and DAMD179919022. The content of this manuscript does not necessarily reflect the position or policy of the . Government. 。 也許直到完全兼容的系統(tǒng)被開發(fā)出來后，醫(yī)療機器人的優(yōu)勢才可以顯現(xiàn)出來，在現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里，機器人直接和想象模式聯(lián)系起來或者和病人的解剖聯(lián)系在一起，這些聯(lián)系將點明機器人潛在的優(yōu)點之所在，例如 可以跟隨呼吸器官的運動 ,，并且使醫(yī)生成功的完成手術(shù)，而這在今天只是一種想象。舉個例子，區(qū)域模式尤其適合切除手術(shù)，如全膝替換手術(shù)，在這個手術(shù)中，手術(shù)工具被預(yù)先安排在一個定義好的區(qū)域中。隨著等級向自動機器人的靠近，手術(shù)被控制的 也就越來越少，并且更依賴于機器人的機構(gòu)和系統(tǒng)軟件。 安全問題 安全是機器人醫(yī)療系統(tǒng)中最受關(guān)注的問題，這也是推動機器人發(fā)展必須被提及的一個領(lǐng)域，安全問題已經(jīng)被 Davies[47]、 Elder和 Knight [48]討論了，根據(jù) Davies的看法，和工業(yè)機器人比較，醫(yī)用機器人是完全不同的使用情況，因為醫(yī)療機器人必須與人協(xié)作才能完全發(fā)揮效用。 圖象接口系統(tǒng) 隨著圖象引導(dǎo)手段的逐漸流行，要求機器人在各種圖象 形式限制的范圍內(nèi)，例如： CT和 MRI， 能夠正常工作，而這些系統(tǒng)大部分在醫(yī)生的直接控制之下。 軟件設(shè)計 可能包括一個實時控制系統(tǒng)的用于醫(yī)療機器人的軟件環(huán)境的發(fā)展是一個重要的挑戰(zhàn)，許多開發(fā)醫(yī)用機器人系統(tǒng)的研究者市場上銷售的軟件包作為他們開發(fā)的軟件的基礎(chǔ)，這種做法也許并不適合醫(yī)療機器人的開發(fā)。只有很少一些商業(yè)公司存在，而且醫(yī)療機器人每年的銷售數(shù)字還比較少，部份的理由是醫(yī)學(xué)的環(huán)境是非常復(fù)雜的和新技術(shù)的介紹很困難。它的代表是 ROBODOC系統(tǒng)。這個階段有三個有代表性的機器人系統(tǒng)： 1. 瑞士 Lausanne大學(xué)的 Minerva系統(tǒng) 2. 美國集成醫(yī)療系統(tǒng)的 NeuroMate系統(tǒng) 2. 日本的 Dohi和同事開發(fā)的 MRI并立機器人系統(tǒng) Minerva 醫(yī)用外科機器人 Minerva 系統(tǒng)是為實現(xiàn)精確的探針定位而研制的最早的機器人系統(tǒng)之一，它是為了立體的腦組織手術(shù)而進行設(shè)計的，它被限于 CT 掃描時工作，它被設(shè)計的目的是保證 在連續(xù)的 CT 掃描時外科醫(yī)生能夠跟蹤工具的位置。在歐洲，倫敦 Imperial學(xué)院 的一個研究小組在 Davies的指導(dǎo) 下開始開發(fā)在前列腺方面的機器人 [8]， 法國的 Grenoble大學(xué)的醫(yī)院的 Benabid, Lavallee和他們的同事也開始在神經(jīng)外科手術(shù)，例如活體檢視方面的研究，在亞洲，東京大學(xué)的 Dohi發(fā)展了一個 CT引導(dǎo)的探針插入操作者的原型 [10].在美國，泰勒和在 IBM的同事也開始開發(fā)后來名為 ROBODOC的系統(tǒng) [11]。 關(guān)于醫(yī)用機器人手術(shù)過程的其他幾篇文章也已經(jīng)被完成了，如： Davies[2]講述了醫(yī)療機器人的發(fā)展史并對研究者研究出的機器人按類型進行了分類， Taylor[3]分析了醫(yī)療機器人的分類方法并發(fā)表了自己的分類方法， Troccaz[4]講述了機器人的發(fā)展史，描述了被動的、半自動的、全自動的機器人系統(tǒng)， Howe[5]介紹了在整形外科、神經(jīng)外科和其他手術(shù)中圖像處理的運用，特殊的觀點也是存在的，例如 Caddedu[6]的泌尿科機器人。通過各個關(guān)節(jié)交替連接，機器人構(gòu)成了一個緊密聯(lián)系的鏈，這使機器人能夠從一環(huán)到另一環(huán)完成各種相關(guān)的運動 [1]。然而，可以堅信，醫(yī)用機器人的在醫(yī)療領(lǐng)域的優(yōu)勢將明顯顯現(xiàn)出來，這將使它在醫(yī)療上的使用持續(xù)增加。在這個調(diào)查報告中，我們以對醫(yī)用機器人的發(fā)展史的簡要回顧為開端，接下來是對機器人在臨床使用情況的一個概述，然后是對于臨床應(yīng)用的討論，這里包括了 神經(jīng)外科，整形外科，泌尿科，面部整形外科 ,放射外科，眼科和心臟外科手術(shù)。達到教學(xué)要求。 指導(dǎo)教師評語： 翻譯基本正確，中文敘述通順。而醫(yī)用 機器人還沒有出現(xiàn)大規(guī)模使用的情況，盡管在提高醫(yī)用能力和手術(shù)精度方面還有很大的潛力，但臨床使用的機器人還比較少。不象工業(yè)機器人領(lǐng)域，在 70年代到 80年代增長迅速，醫(yī)用機器人還沒有達到大的使用規(guī)模。 ” 一說到機器人我們也許會聯(lián)想到電影“星球大戰(zhàn)”中的 R2D2，在這篇論文中我們將要遵守上面的定義。這篇文章并不是包羅萬象的，而是對于這個領(lǐng)域作了一個概述，而將論述重點放在醫(yī)療機器人的歷史的發(fā)展和現(xiàn)代工作上。 不久之后，歐洲、亞洲、美國的研究小組也開始對機器人在醫(yī)療方面的應(yīng)用進行調(diào)查。 表 1：臨床領(lǐng)域的應(yīng)用有代表性的機器人開發(fā) 應(yīng)用領(lǐng)域 國家 機構(gòu) /公司 系統(tǒng)名稱 研究對象 參考文獻 神經(jīng)外科 瑞士 Univ. of Lausanne Minerva 人 [1 13] 神經(jīng)外科 美國 Integrated Surgical /Grenoble Univ. Hospital NeuroMate 人 [14] 神經(jīng)外科 日本 Univ. of Tokyo MRI patible 組織樣本 [15] 整形外科 美國 Integrated Surgical ROBODOC 人 [11] 整形外科 美國 Georgetown/Hopkins PAKY/RCM 尸體 [1 17] 整形外科 美國 Univ. of Tokyo/Hopkins PAKY/RCM 影象 該課題 整形外科 美國 Marconi Kawasaki 豬 該課題 整形外科 英國 Imperical College Acrobot 人 該課題 泌 尿科 美國 Imperical College Probot 人 [18] 泌尿科 美國 Hopkins PAKY/RCM 人 該課題 Maxillofacial 德國 Charite SurgiScope 豬 [19] Maxillofacial 德國 Karlscuhe/Heidelberg RX 90 豬 [20] 放射科 美國 Accuracy CyberKnife 人 [21] opthamology 美國 Hopkins SteadyHand 在發(fā)展 [22] 心臟外科 美國 Intuitive Surgical ds Vinic 人 [23] 心臟外科 美國 Computer Motion Zeus 人 [24] 心臟外科 法國 Grenoble PADyC 在發(fā)展 該課題 神經(jīng)外科 在歷史回顧中，這部分已經(jīng)被講述過，神經(jīng)外科是機器人最先應(yīng)得到臨床應(yīng)用的，仍然是當今比較令人感興趣的科研課題，神經(jīng)外科立體手術(shù)機器人的應(yīng)用需要空間位置正確率和精確度，以保證使不必要傷害減少到最低的情況下，達到手術(shù)的目的。 3 整形外科 整形外科也較早的使用了機器人，在 1992年它最先被用于臀部的修復(fù)手術(shù)。（ 注：由于本文過長，所以我將與課題無緊密聯(lián)系的幾種機器人的介紹和所有的圖片信息刪去了，特此說明 ） 技術(shù)挑戰(zhàn) /研究領(lǐng)域 雖然許多的不同臨床的領(lǐng)域正在被探究如第 3 節(jié)所記錄 ,那醫(yī)療機器人領(lǐng)域的研究還在它的幼年時期，而且我們剛好在這一個時代的開始。 系統(tǒng)的構(gòu)建 隨著醫(yī)用機器人這個領(lǐng)域的不斷發(fā)展，隨著開發(fā)原形系統(tǒng)的費用和困難的降低，構(gòu)建一個機器人系統(tǒng)是一個可行的步驟 ，正如 Taylor在 SteadyHand機器人的設(shè)計中所強調(diào)的那樣， 系統(tǒng)構(gòu)建應(yīng)該強調(diào)模塊化，尤其是機械設(shè)計，電控系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)的模塊化，模塊化的設(shè)計方法在 Stoianovici[37]的泌尿科機器人實驗室也被提出過，在這里為了一些精密的手術(shù)，許多機械模塊被開發(fā)。尤其是，這些設(shè)計應(yīng)是更安全的，因為它是為醫(yī)療環(huán)境專門設(shè)計并且滿足不同醫(yī)療手術(shù)的需要，在本文中新穎的機構(gòu)設(shè)計的代表包括 Probot [18]和 SteadyHand robot [22]，然而我們也應(yīng)該承認，專用機構(gòu)的設(shè)計將不會達到通用機構(gòu)那樣的經(jīng)濟效益，另一個解決方法是設(shè)計具有專用末端執(zhí)行器通用機構(gòu)。 操作界面 一個在所有的醫(yī)用機器人系統(tǒng)的發(fā)展中發(fā)生的問題就是操作界面的問題 ， 作為醫(yī)用機器人什么樣的操作界面是合適的呢 ？ 機器人是應(yīng)該被給一個程序命令還是一個聲音然后才執(zhí)行它的任務(wù)呢 ？ 用手柄或用鍵盤作為媒介哪個合適？或者醫(yī)生直接操作機器人工具更合適嗎？力的反 饋需要高精度的操作界面嗎？這就是機器人組織未來需要調(diào)查的所有問題，根據(jù)機器人設(shè)計所要求完成的任務(wù)不同，答案也會有所差別，如果醫(yī)生認為手術(shù)是在控制之中，至少最初看起來醫(yī)療機器人是可以被醫(yī)生更多的接受的。（ 2/24/2020 機器人調(diào)查 : Cleary/Nguyen 第 23頁） Davies提出了一個等級制度為外科手術(shù)工具的使用者，從手持工具到全自動機器人，他把工具進行了排序。為了有效限制可能的活動范圍 [4, 46]，四種模式可以被采用， 自由模式 ,位置模式，軌道模式和區(qū)域模式。 我們僅僅處于醫(yī)療機器人應(yīng)用的初級階段，很多工作還等待我們?nèi)プ?，尤其是為了滿足不同醫(yī)療手術(shù)的需要更多的測試平臺等待開發(fā)，以便于獲得技術(shù)經(jīng)驗和它怎樣融入臨床實踐的經(jīng)驗，費用、安全性和病人的反應(yīng)也是需要考慮的，盡管已經(jīng)有了一些在市場上取得成功的醫(yī)療機器人，如 ROBODOC 和 da Vinci，但它們還沒有完全被醫(yī) 學(xué)界