医用机器人课件.ppt

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1、医用机器人,目录,医用机器人简介,应用前景,成功案例,脑洞大开,医用机器人,指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人。是一种智能型服务机器人，它能独自编制操作计划，依据实际情况确定动作程序，然后把动作变为操作机构的运动。分类:临床医疗用机器人、护理机器人、医用教学机器人和为残疾人服务机器人等,世界上九款医用机器人,案例,达芬奇手术机器人,“妙手S”手术机器人,利用机器人进行胆囊摘除手术,癫痫病治疗之机器人定向脑组织修复术,达芬奇机器人,达芬奇机器人(Leonardos robot)是由列奥纳多达芬奇大约于1495年所设计的仿人型机器人。达芬奇不仅是一位伟大的艺术家，也痴迷于机械和其他自然科学，

2、他的很多超越时代的观念改变了世界。在他那个时代，他“发明”出许多令人匪夷所思的“现代科技”，其中包括自行车、潜水呼吸器、悬挂式滑翔机、降落伞、潜水艇、军用坦克、飞行机器甚至机器人的模型。,达芬奇外科手术系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台 床旁机械臂系统 成像系统。,成功使用达芬奇机器人案例,2015年2月7日，手术机器人“达芬奇”在武汉协和医院完成湖北省首例机器人胆囊切除术。与传统手术相比，达芬奇机器人手术有三个明显优势：1.突破了人眼的局限，使手术视野放大20倍；2.突破人手的局限，7个维度操作，还可防止人

3、手可能出现的抖动现象；3.无需开腹，创口仅1厘米，出血少、恢复快，术后存活率和康复率大大提高。,此外，机器人手术通过三维成像，可以放大4至10倍，再小的血管、再细的纤维，均能看得清楚，可方便医生及时做出判断。它还有使用范围广、减少手术工作人员、节省医生体力、远程手术和方便教学等优点。约1小时后，患者胆囊被顺利切除。,利用机器人进行胆囊摘除手术,2001年9月7日，法国医生雅克马雷斯科领导的来自消化系统癌症研究学会的一个医疗小组在美国纽约为远在法国斯特拉斯堡的病人进行了胆囊摘除手术，这次被命名为“林白手术”的超远程（跨越6275公里）遥控手术由法国电信公司提供网络通讯支持，成功地将远程信号反馈的

4、时间降低为150毫秒（一般认为安全延时时间为330毫秒）雅克医生通过网络远程遥控在法国手术室中的“ZEUS”医用机器人首先把装有微型光纤摄像头的内窥镜导入病人的腹部，然后使用解剖刀和镊子摘除了可疑的胆囊组织，整个手术仅耗时54分钟，女病人在术后48小时恢复排液，而且没有发生任何的并发症，成功地实现了世界上首个跨洋手术。,“妙手S”系统较国外同类产品有三点技术优势：第一是运用了微创手术器械多自由度丝传动解耦设计技术，解决了运动耦合问题，固定、防滑、防松，更有利于精度保持。第二是实现了从操作手的可重构布局原理与实现技术，使机器人的“胳膊”更轻，更适应手术的需要。第三是运用系统异体同构控制模型构建技

5、术，解决了立体视觉环境下手-眼-器械运动的一致性。,天津大学微创手术机器人进入临床试验 已成功为3位患者实施手术,“妙手S”手术机器人突破了人手的极限，机械手臂可以360度自由旋转、摆动，活动的自由度远远超过人手，手术操作更为精细、准确。进入人体内部的探视镜头突破了人眼的极限，可以将手术视野放大数倍甚至数十倍，先进的三维成像技术使手术定位更为精确。机器手臂的虚拟力触觉反馈能力能够将手术过程中患者的触觉传递给操作医生，随时调整、制定精确的手术方案。医生只需要通过计算机遥控，就能进行需要多人才能完成的手术。,与第一代开腹开胸手术和第二代腔镜微创手术相比较，机器人手术可直视三维立体高清图像，使得手术

6、视野更加清晰；仿真手腕器械有7个自由度，可大大提高手术操作的精细和准确度；手术操作者可采用坐姿，利于完成长时间，复杂的手术。手术机器人外科手术将成为微创手术领域新的发展方向和外科手术治疗疾病的首选方法。,癫痫病治疗方法机器人定向脑组织修复术,18世纪 创立三维脑立体定向技术 Brown发明了用定位框架与CT扫描一起配准,1997年 机器人立体定向应用与临床研制了基于Puma262的脑外科机器人辅助定位系统,2003年9月10日上午10点，世界首例远程遥控立体定向神经外科手术联合全国知名专家正式推广该项技术为患者进行颅腔穿刺的机器人名叫“黎元”。,首先先将患者头部贴MARK点，然后进行CT/MR

7、I扫描，然后将CT/MRI数据输入计算器，勾画病灶轮廓，选取穿刺靶点，系统自动完成脑部和病灶的三维模型重建，术前规划确定最佳手术路径，操纵机械臂在手术空间域规划手术路径吻合，再以锁定的机械臂为手术平台，实施定向手术操作。,研究医用机器人的艰辛道路,虽然医用机器人的前期非常大，但这条路却走得很辛苦，主要是从机器人研发成功到正式能运用到病患身上，其过程是非常漫长。先不说研发的困难，技术上的攻克，研发人员就算单单想将这类机器人在动物上实验，也需要漫长的审批过程，甚至是审批不过。就算在漫长的动物实验上通过了，临床实验的申请则难上加难。在上面所说的胶囊内镜，目前也仅仅是处于临床试验的状态，一次费用大概要

8、八千到一万左右，而普通的胃镜检查只需两千到三千。外科机器人和内科机器人比康复机器人和医院服务机器人要难很多，最主要是外科机器人和内科机器人在出了差错的情况下，是需要负全责的。一个不小心，可能影响病患者一辈子，甚至是死亡。因此，其严谨性非常高。几乎不允许出现一丁点的差错。,微创外科手术机器人的不足,1.触觉反馈缺乏手术医生只能通过视觉信息反馈弥补触觉反馈的不足，这就要求是竖着必须经过专业培训和操作工程2.设备体积庞大 因为设备体积庞大，系统安装，调试复杂，如果在使用过程中发生各种可能的机电故障，则需及时改成常规手术继续进行。3.术前准备及术中更换器械操作时间较长，需要机器人手术医疗小组与机器人长

9、期磨合,对未来医用机器人的展望,医学实验室的专家们也预测：人类与机器人之间的界限是很模糊的。未来，实验的对象可能涉及可摄入或可注射的纳米机器人，该技术或许可以实现“显微”治疗或直接定向给病人的患病细胞递送药物。30年后，移植的前提将不再是器官捐赠，受电子控制的人造器官将为越来越多的病患提供第二次生命。另一方面，假体将更为便捷的为人所用，医务人员将通过传感器传递重要数据，人们的健康可以受到实时监控。也正是因技术的不断发展和提升，卡巴斯基做出推断，2045年人类寿命将显著增加。,伦敦皇家学院泌尿外科医生贾斯廷韦尔认为，如今机器人已成为日常医疗工作的组成部分，随着机器人的价格越来越低、体形越来越小，

10、它们定会成为常规医疗手段。,外科手术机器人的发展趋势,1.单孔腹腔镜手术机器人系统2微型外科手术机器人系统3可视化触觉传感技术4.影像引导与机器人技术的结合5远程外科手术机器人6机器人虚拟仿真模拟培训系统7手术机器人的智能化,脑洞大开未来的体内纳米机器医生,你持续发烧，但医生既没有给你开药，也没有打针，而是提供了一种特别的医疗方式往血液里植入一种微小的机器人。这种机器人探测到发烧原因，摇曳着一对尾巴状的附加物，游过了动脉和静脉，运行到适当的系统，直接对感染部位进行治疗,脑洞大开未来的体内纳米机器医生,纳米机器人的研制。第一代纳米机器人是生物系统和机械系统的有机结合体，这种纳米机器人可注入人体血

11、管内，进行健康检查和疾病治疗。还可以用来进行人体器官的修复工作、作整容手术、从基因中除去有害的DNA，或把正常的DNA安装在基因中，使机体正常运行。第二代纳米机器人是直接从原子或分子装配成具有特定功能的纳米尺度的分子装置.第三代纳米机器人将包含有纳米计算机，是一种可以进行人机对话的装置。,体内纳米机器医生的问题,挑战是艰巨的。人类的血液循环系统由静脉和动脉构成，极端复杂，一个可行的纳米机器人必须又小又灵活，才能在里面畅通无阻。同时，还要携带药物治疗或微型工具。假设纳米机器人并非永远留在病人体内，它还必须找到出口。,体内纳米机器医生的问题,怎么导航?一个带有化学传感器的纳米机器人可以探测并根据特

12、定的化学品追踪，找到正确的位置；而带有光谱传感器的纳米机器人则能够从周围的组织上采样，对样本进行分析，找到正确组合化学品的方法。,引擎何来？纳米机器人可以直接从血流获取能量一个配有电极的纳米机器人利用血液中的电解液就可以变身为一节电池。此外还可以通过化学物和血液的燃烧反应产生能量。纳米机器人可以携带少量化学物，这些化学物与血液结合，就能变成一种燃料。,未来纳米机器人的应用,纳米机器人的应用有着无限潜力而其中最有可能的包括：治疗动脉粥样硬化、抗癌、去除血块、清洁伤口、帮助凝血、祛除寄生虫、治疗痛风和粉碎肾结石。以治疗肾结石为例，纳米机器人可以携带小型超声波信号发生器，通过直接发射频率粉碎肾结石。

13、未来会出现一种半自动的纳米机器人，通过植入人体，定期为人检查身体，以应对一些突发疾病。和此前那些应急治疗不同，这种机器人将永远留在病人体内。它可以再造人类的身体，使其百病不侵，增强人类体能，甚至提高人类的智商。医用纳米机器人将来把人脑和云脑连接起来，届时就可以提高人类智力和延长人类寿命,崔亮，高江平 微创外科手术机器人现状与发展趋势期刊论文-机器人技术与应用 2011（4）,参考文献,林良民 机器人辅助微创外科手术的发展期刊论文-中国医疗器械信息 2003（2）,郭策，戴振东，孙久荣 生物机器人的研究现状及其未来发展,李宁，黎介寿，我国机器人手术开展的现状与前景展望期刊论文-腹腔镜外科杂志2011（2）,D4VE,爱迪生的夏娃：探求机械生命的魔术史,超级智能：路径、危害、策略,机器人未来,人工认知系统：入门,如果这样，会怎样？：胡思乱想的搞怪趣问，正经认真的科学妙答,生长型机器人：从婴儿到机器人,威胁矢量,我，机器人,我们，机器人：天行者的手，刀片亚军，钢铁侠，Slutbots，小说如何变成现实,新酷：一个有远见的老师，他的第一个机器人团队，和智慧的终极决战,遥控战争:机器人革命和21世纪的冲突,机器人创世纪,好书,推荐,Thanks,