《醫(yī)療機(jī)器人》課件

醫(yī)療機(jī)器人

醫(yī)療機(jī)器人1醫(yī)療機(jī)器人1、醫(yī)療機(jī)器人的定義?！彩裁词轻t(yī)療機(jī)器人？〕2、醫(yī)療機(jī)器人的分類和作用3、研究醫(yī)療機(jī)器人的意義4、醫(yī)療機(jī)器人的研究現(xiàn)狀和進(jìn)展情況5、現(xiàn)代醫(yī)療機(jī)器人應(yīng)用圖片展〔宙斯醫(yī)療機(jī)器人，達(dá)芬奇醫(yī)療機(jī)器人〕6、醫(yī)療機(jī)器人的研究難點(diǎn)及其克服7、未來開展趨勢(shì)醫(yī)療機(jī)器人退出21、什么是醫(yī)療機(jī)器人？醫(yī)療機(jī)器人3

機(jī)器人：“一種可編程和多功能的，用來搬運(yùn)材料、零件、工具的操作機(jī)；或是為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可用電腦改變和可編程動(dòng)作的專門系統(tǒng)。〞〔美國(guó)機(jī)器人協(xié)會(huì)〕醫(yī)療機(jī)器人：醫(yī)療機(jī)器人是多學(xué)科研究和開展的成果，是指被應(yīng)用在診斷、治療、康復(fù)、護(hù)理和功能輔助等諸多醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的機(jī)器人，它具有機(jī)器人的一般特性和自我立即控制特性。醫(yī)療機(jī)器人退出4醫(yī)療機(jī)器人退出5

2、醫(yī)療機(jī)器人的分類作用醫(yī)療機(jī)器人退出6機(jī)器人在應(yīng)用上有兩個(gè)突出的特點(diǎn)：1〕：它能夠代替人類工作，代替人進(jìn)行簡(jiǎn)單的重復(fù)勞動(dòng)，代替人在臟亂環(huán)境和危險(xiǎn)環(huán)境下工作，或者代替人進(jìn)行勞動(dòng)強(qiáng)度極大的工種作業(yè)醫(yī)療機(jī)器人退出72)：是擴(kuò)展人類的能力，它可以做人很難進(jìn)行的高細(xì)微精密的作業(yè)，以及超高速作業(yè)等。醫(yī)療機(jī)器人退出8對(duì)于醫(yī)療機(jī)器人首先：它作為機(jī)器人的一種，他同樣具有上述特點(diǎn)〔代人勞動(dòng)以及代替人進(jìn)行一些高精細(xì)或者強(qiáng)度大臟亂差的活動(dòng)〕。醫(yī)療機(jī)器人退出9其次：但是在此之外醫(yī)療機(jī)器人

他還有許多自身所特有的

功能和特性。例如以下幾

點(diǎn)：醫(yī)療機(jī)器人退出101〕醫(yī)療機(jī)器人起作用對(duì)象是人，人體以及醫(yī)療器械，因此其材料選擇和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須以易消毒滅菌為前提，平安可靠無輻射，如這個(gè)醫(yī)療機(jī)器人退出采血機(jī)器人112〕以為以人作為作業(yè)對(duì)象，性能必須滿足對(duì)情況變化的適應(yīng)性，以及機(jī)器人自身作業(yè)必須具有柔性醫(yī)療機(jī)器人退出123〕醫(yī)療機(jī)器人自身應(yīng)該具有擴(kuò)展功能的接口，如其與其他醫(yī)療及其任何醫(yī)療器械的預(yù)留通用接口，包括信息通訊接口，人際交流接口，臨床輔助器材接口等。醫(yī)療機(jī)器人退出13醫(yī)療機(jī)器人退出14醫(yī)療機(jī)器人退出15醫(yī)療機(jī)器人退出16康復(fù)機(jī)器人分輔助性和治療康復(fù)型機(jī)器人兩種輔助性康復(fù)機(jī)器人：用來幫助老人和殘疾人更好的適應(yīng)日常生活和工作，局部的補(bǔ)償了他們的弱化的機(jī)體功能。按工作方式又可分為以下4種：1.工作站型康復(fù)機(jī)器人2.移動(dòng)護(hù)理類康復(fù)機(jī)器人3.基于輪椅的康復(fù)機(jī)器人4.增強(qiáng)肢體功能的康復(fù)機(jī)器人治療型康復(fù)機(jī)器人：用來幫助患者恢復(fù)機(jī)體功能醫(yī)療機(jī)器人退出17對(duì)于康復(fù)機(jī)器人的研究，目前主要集中于康復(fù)機(jī)械手，智能輪椅，和醫(yī)療性康復(fù)機(jī)器人等幾個(gè)方面?？祻?fù)機(jī)械手主要按轉(zhuǎn)載一個(gè)固定的控制平臺(tái)上，也可以安裝在輪椅上，但是安裝在后者上是會(huì)導(dǎo)致機(jī)械手剛性和抓起精度的降低。這種機(jī)械手系統(tǒng)一般由視覺，運(yùn)動(dòng)，傳感，導(dǎo)航及系統(tǒng)控制組成。醫(yī)療機(jī)器人退出18護(hù)理機(jī)器人

作用：護(hù)理機(jī)器人是一款用來輔助護(hù)

士完成護(hù)理工作，如病人翻身、更

換床單等護(hù)理，以及食物，藥物，

醫(yī)療器械，病志的傳送和投遞，與

病人對(duì)話，提供數(shù)據(jù)和影像支持等

工作的機(jī)器人。醫(yī)療機(jī)器人退出19護(hù)理機(jī)器人的特點(diǎn)：人機(jī)接口的柔順性以及端點(diǎn)阻抗的可控性要求比較高。這類機(jī)器人一般采用蓄電池供電，因此要不斷的提高能量的利用率，以延長(zhǎng)其工作時(shí)間，并且這類機(jī)器人行走和?？恳椒€(wěn)，轉(zhuǎn)向半徑要小，適合在狹窄的空間工作；其機(jī)械手要有力學(xué)反響，可用適度的力將物體抓起或托起，可以圖像識(shí)別，有自主導(dǎo)航和具有一定的判斷能力讓機(jī)器人在一些無人條件下執(zhí)行一些簡(jiǎn)單任務(wù)，還有人機(jī)交互方面，讓機(jī)器人有更人性化的操作界面，能理解人的語言，手勢(shì)和身體語言等從而能更好的理解操作人員的意圖醫(yī)療機(jī)器人退出20醫(yī)療機(jī)器人退出21救援機(jī)器人的特點(diǎn)：救援機(jī)器人要工作與復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境中，因此其結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單緊湊，運(yùn)動(dòng)要靈活還要有足夠的動(dòng)力足以克服障礙把傷病員移到平安的地帶，動(dòng)力來源與蓄電池的救援機(jī)器人，其設(shè)計(jì)要盡量減少不必要的功率損耗，救援機(jī)器人還必須要有躲避障礙和導(dǎo)航的能力，在人不能為其提供指令和引導(dǎo)的惡劣環(huán)境下，能做出正確的選擇，這種機(jī)器人必定是集多種傳感器于一身，并且能對(duì)傷病員是否活著進(jìn)行判斷。這類機(jī)器人最好具有一定的應(yīng)急能力，如供氧，解毒和藥物注射等。醫(yī)療機(jī)器人退出22醫(yī)療機(jī)器人退出233、研究醫(yī)療機(jī)器人的

意義醫(yī)療機(jī)器人退出24醫(yī)療機(jī)器人退出25醫(yī)療機(jī)器人退出26醫(yī)療機(jī)器人退出27醫(yī)療機(jī)器人退出28醫(yī)療機(jī)器人退出294、醫(yī)療機(jī)器人的研究

現(xiàn)狀和進(jìn)展情況醫(yī)療機(jī)器人退出30隨著科技的不斷進(jìn)步，醫(yī)療領(lǐng)域的現(xiàn)代化步伐也在進(jìn)一步的加大，機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用更是進(jìn)一步的得到了長(zhǎng)足的開展，并且由于醫(yī)療機(jī)器人的不斷廣發(fā)應(yīng)用，也進(jìn)一步促進(jìn)了醫(yī)療事業(yè)的更快的開展。醫(yī)療機(jī)器人退出3132醫(yī)療機(jī)器人醫(yī)療機(jī)器人退出331998年，computermotion公司研制的Zeus〔宙斯機(jī)器人〕系統(tǒng)，intuitivesurgical公司研制的daVinci〔達(dá)芬奇機(jī)器人〕和endovia公司研制的laprotek系統(tǒng)分別獲得成功。醫(yī)療機(jī)器人退出34醫(yī)療機(jī)器人退出35醫(yī)療機(jī)器人退出36最早的遙控型機(jī)器人出現(xiàn)于1948年的美國(guó)，是用來處理放射性物質(zhì)而開發(fā)的，后來被廣泛應(yīng)用于原子能工業(yè)。目前，在一些重點(diǎn)的核電站都裝備了遙控操作的防災(zāi)機(jī)器人。后來在1972年就有人提出把這種遙控機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域了。醫(yī)療機(jī)器人退出37醫(yī)療機(jī)器人退出38關(guān)于康復(fù)機(jī)器人最早也是出現(xiàn)在20世紀(jì)60年代的歐洲。有早期法國(guó)CEA公司開發(fā)的MASTER系統(tǒng)，美國(guó)TolfaCorporation公司開發(fā)的DEVAR系統(tǒng)，英國(guó)OxifordIntelligentMachines開發(fā)的RAID系統(tǒng)，但是他們的機(jī)械手都安裝在一個(gè)徹底固化的控制平臺(tái)上，僅僅只能在固定的空間內(nèi)操作。后來美國(guó)一家公司的MOVAR系統(tǒng)和意大利的URMAD系統(tǒng)的機(jī)械手是安裝在輪椅上，因輪椅的移動(dòng)而擴(kuò)大了機(jī)械手的操作范圍，但是卻降低了機(jī)械手的剛性和抓取精度。醫(yī)療機(jī)器人退出39關(guān)于康復(fù)機(jī)器人的進(jìn)展，日本東京大學(xué)的S.Tachi教授在MIT日本實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了一個(gè)移動(dòng)康復(fù)式機(jī)器人MEILDOG，而后歐洲ScoulaSuperloreS.Annm實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)開發(fā)小組，在URMAD系統(tǒng)的根底之上開發(fā)了MOVAID系統(tǒng)，此系統(tǒng)具有自由避障功能，操作者還可以隨時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)控和干預(yù)機(jī)器人的動(dòng)作，此機(jī)器人可以幫助病人完成食物加熱，廚房清掃，床鋪整理等工作。醫(yī)療機(jī)器人退出40在歐洲(目前致力于開發(fā)具有局部自主行為的輪椅(意大利的公司生產(chǎn)了一種結(jié)合輪椅與小車結(jié)構(gòu)的智能輪椅叫Explorer(在歐洲SPRINT-IMMEDIATE方案中修改為MANUS),它不僅能在規(guī)那么的地形下行走(而且可以上下樓梯.關(guān)于此方面機(jī)器人開展的最新方向的是美國(guó)費(fèi)城Pennsylvania大學(xué)的P.Wellman等人設(shè)計(jì)的智能輪椅,在這個(gè)設(shè)計(jì)里,一個(gè)移動(dòng)的車輛上還包含了兩個(gè)可以作為手和臂工作的機(jī)械手41醫(yī)療機(jī)器人退出醫(yī)療機(jī)器人退出42日本機(jī)械工程研究所開發(fā)的“MELKONG〞護(hù)理機(jī)器人，專門用來照顧那些不便走動(dòng)的病人，該機(jī)器人可以輕松而平穩(wěn)地將人從病床上托起。并將其送往衛(wèi)生間，浴室或餐廳，白天該機(jī)器人有護(hù)士操縱，在夜間，病人可以通過操縱手中的手柄進(jìn)行控制。后來日本三菱公司還推出了一項(xiàng)在“MELKONG〞根底上改進(jìn)的傳輸車輛。醫(yī)療機(jī)器人退出43由于腿式輪椅先天具有全方向運(yùn)動(dòng)的能力,在不同的地形或惡劣的環(huán)境下都能工作而允許重構(gòu)〔在靜止時(shí)，一個(gè)腿可以作為操作手來用〕完成簡(jiǎn)單的接取物體或開門等動(dòng)作，也得到了一定的開展，最具有創(chuàng)意的是法國(guó)PievveRabiscchong教授和他領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)的ActiveOrthesis系統(tǒng),在下肢肌肉中植入電極,增加自然狀態(tài)行走時(shí)的生理模式刺激,以實(shí)現(xiàn)殘疾人自然行走的夢(mèng)想.44醫(yī)療機(jī)器人退出對(duì)于救援機(jī)器人的開展最早是在2003年，當(dāng)時(shí)國(guó)際救援系統(tǒng)研究所在日本政府的資助下開發(fā)出了一批可以在廢墟上爬行，飛行，和跳躍的救援機(jī)器人，但是僅僅是些體積較小的機(jī)器人，這些機(jī)器人一般裝備有短波攝像頭及感應(yīng)器。在2004年國(guó)際救援系統(tǒng)研究所研制出了大型救援機(jī)器人“T-52Enryu〞能輕松的挪開變形的汽車和坍塌的建筑物等障礙。醫(yī)療機(jī)器人退出452007年，美國(guó)Vecna公司研發(fā)除了戰(zhàn)場(chǎng)救援機(jī)器人“VECNA’SBEAR〞，這個(gè)機(jī)器人身上采用液壓伸縮裝置，底部采用履帶式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，裝備了測(cè)速儀和螺旋儀，來監(jiān)控身體一動(dòng)，并探測(cè)身體是否失去平衡；電腦控制發(fā)動(dòng)機(jī)能夠隨時(shí)調(diào)整下肢動(dòng)作，從而有效地防止了他的摔倒。“VECNA'sBEAR〞的雙腿和雙腳都裝有履帶，從而能在崎嶇道路或樓梯上自如行駛。它的臀部、膝蓋和腳部還有輪子，在平滑地面上，它可以轉(zhuǎn)換到兩個(gè)輪子的行駛模式，行動(dòng)更加快捷。它還能靈活地轉(zhuǎn)換多種姿勢(shì)，以適應(yīng)不同路況。VECNA'sBEAR身手敏捷，能夠擔(dān)負(fù)普通人無法擔(dān)負(fù)的任務(wù)，可以抱起受傷士兵送往前方平安地帶，其行走時(shí)間長(zhǎng)達(dá)50min。醫(yī)療機(jī)器人退出46醫(yī)療機(jī)器人退出47醫(yī)療機(jī)器人退出48醫(yī)療機(jī)器人退出4950醫(yī)療機(jī)器人退出51醫(yī)療機(jī)器人退出52退出醫(yī)療機(jī)器人53醫(yī)療機(jī)器人退出54醫(yī)療機(jī)器人退出醫(yī)療機(jī)器人退出555、醫(yī)療機(jī)器人應(yīng)用圖

片展56醫(yī)療機(jī)器人退出1.爬行攝像膠囊按照設(shè)計(jì)，這個(gè)機(jī)器人可攜帶攝像機(jī)，通過有彈性的“腿〞爬進(jìn)患者的消化道，替代傳統(tǒng)內(nèi)窺鏡進(jìn)行檢查。它可用來檢查食管、胃和十二指腸內(nèi)部的損傷或潰瘍情況，由意大利圣安娜高等學(xué)校的CRIM實(shí)驗(yàn)室開發(fā)。

醫(yī)療機(jī)器人退出572.游動(dòng)攝像膠囊這款攝像膠囊由微型螺旋槳驅(qū)動(dòng)，也設(shè)計(jì)用于檢查人體消化系統(tǒng)。在被患者從嘴里吞服下以后，它會(huì)“游動(dòng)〞檢查醫(yī)生所疑心的區(qū)域。醫(yī)療機(jī)器人退出583.遠(yuǎn)程診斷醫(yī)生正通過RP-7醫(yī)療機(jī)器人向護(hù)士詢問患者病情。這款機(jī)器人與聽診器、耳鏡和超聲掃描儀相連接，還有一個(gè)相機(jī)和一個(gè)屏幕，使患者和遠(yuǎn)方的醫(yī)生都能看到對(duì)方，從而使醫(yī)生可以最大限度地像親臨現(xiàn)場(chǎng)一樣進(jìn)行診療。醫(yī)療機(jī)器人退出594.肌肉機(jī)器人RI-MAN機(jī)器人是由日本名古屋理研生物模擬控制研究中心開發(fā)的醫(yī)用搬運(yùn)工模型。它不僅有柔軟、平安的外型，手臂和軀體上還有觸覺感受器，使它能小心翼翼地抱起或搬動(dòng)患者。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，RI-MAN機(jī)器人能取代護(hù)工去照顧老人或體弱多病者。

醫(yī)療機(jī)器人退出60醫(yī)療機(jī)器人退出61醫(yī)療機(jī)器人退出627.結(jié)腸診療機(jī)器人Endotics結(jié)腸診療機(jī)器人利用鉗子和擴(kuò)充器自行拉動(dòng)在腸道內(nèi)移動(dòng)，而不需要像常規(guī)結(jié)腸鏡那樣由醫(yī)生將其推入患者體內(nèi)。Endotics機(jī)器人對(duì)腸壁施加的壓力更小，從而減輕了患者的不適感。機(jī)器人的移動(dòng)方式是受尺蠖毛蟲的啟發(fā)。醫(yī)療機(jī)器人退出63醫(yī)療機(jī)器人退出64退出醫(yī)療機(jī)器人65退出醫(yī)療機(jī)器人66退出醫(yī)療機(jī)器人67醫(yī)療機(jī)器人退出68這是達(dá)芬奇機(jī)器人的正面圖片：醫(yī)療機(jī)器人退出69退出