医用机器人PPT_图文.ppt

应用范围等。
Байду номын сангаас
实践课程
通过模拟训练和实际操作，培养医 生在手术中正确使用PPT手术机器 人的技能。
进修课程
针对已经具备一定基础的医生，提 供更高层次的培训，包括复杂手术 操作和高级技能培训。
教育资源与教材
教育资源
提供丰富的在线和离线教育资源 ，包括视频教程、操作演示、模 拟训练软件等。
教材
编写专业教材，系统介绍PPT手 术机器人的理论知识、操作技能 以及手术案例等。
对患者进行适当的疼痛治疗，减轻术后疼痛 。
并发症预防
采取有效措施预防术后并发症的产生。
康复训练
根据患者的恢复情况，制定个性化的康复训 练计划，促进术后恢复。
随访视察
定期对患者进行随访视察，评估手术效果和 患者的恢复情况。
04
PPT手术机器人典型案例 分析
案例一：心脏搭桥手术
总结词
复杂度高、技术要求高、手术难度大
目前，PPT手术机器人已经发展到了 第四代，技术不断升级和完善，应用 范围也越来越广泛。
经过多年的研发和技术改进，第一台 PPT手术机器人于2000年获得美国食 品药品监督管理局（FDA）批准，并 开始应用于临床手术。
工作原理与技术特点
PPT手术机器人由医生控制台、床旁 机械臂系统和高清摄像系统三部分组 成。
未来的手术机器人将会更加重视人机 交互和智能化，提高手术的效率和治
疗效果。
拓展应用领域
随着技术的不断发展，PPT手术机器 人的应用领域将会不断拓展，包括更 多的手术类型和病种。
国际化推广
随着技术的不断完善和成本的降低， PPT手术机器人将会在国际上得到更 广泛的推广和应用。
03

谢谢观赏！
外科手术机器人
外科手术机器人简介
第一代手术机器人已经用于世界各地的许多手术室中。这些 机器人不是真正的自动化机器人，它们不能自已进行手术， 但是它们向手术提供了有用的机械化帮助。 主要部件： 1、外科医生控制台 2、床旁机械臂系统 3、成像系统
外科手术机器人-优点
1、手术机器人的机器手臂非常灵活，而且具有无法比拟的 稳定性及精确度，能够完成各类高难度的精细手术。 2、手术机器人拥有三维影像技术，可以向术者提供高清晰 的三维影像，使手术的效果更加精准。 3、治疗疾病创伤非常小，大大减少了患者的失血量及术后 疼痛，住院时间也明显缩短，有利于术后的康复。
外科手术机器人机械原理
一、传动原理
二、支承原理Hale Waihona Puke 三、连接原理传动原理
1、齿轮传动
2、摩擦传动
3、蜗杆传动
运动支承原理
1、支承
2、运动导轨
连接原理
外科手术机器人发展前景
1、外科手术机器人是目前国外机器人研究领域中最 活跃、投资最多的方向之一，其发展前景非常看好。 2、在发达国家已经出现医疗外科手术机器人市场化 产品，并在临床上开展了大量的病例应用研究。 3、随着科学技术的发展, 特别是计算机技术的发展, 医用机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。 4、现在, 它已经成功地应用到神经外科、整形外科、 泌尿科、脊椎、耳鼻喉科、眼科、膝关节切除以及 腹腔镜等众多领域中。 总之，外科手术机器人发展前景一片光明！

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➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 11.1.4 医疗机器人分类：
➢ 手术机器人 ➢ 康复机器人 ➢ 护理机器人 ➢ 救援机器人 ➢ 转运机器人
18
➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 1、手术机器人：
➢ 概念：
➢ 手术机器人是一组器械的组合装置。它通常由一个内 窥镜（探头）、刀剪等手术器械、微型摄像头和操纵杆等 器件组装而成。
➢ 医用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。
➢ 这里有个概念：
➢
医用：那就是用于医疗、看病、手术、护理等；
➢
机器人：能自动控制的机械装置。
➢
因此，它有广泛的感觉系统、智能、模拟装置（周围
情况及自身——机器人的意识和自我意识），从事医疗或
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➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 与其它机器人相比，医疗机器人还有以下 几个特点：
➢ ①作业环境一般在医院、街道社区、 家庭及非特定的多种场合。
➢ ②作业对象是人、人体信息及相关医 疗器械。
13
➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ ③ 材料选择和结构设计必须以易消 毒和灭菌为前提，安全可靠且无辐射。
8
➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 概念：
➢ 医疗机器人是多学科研究的和发展的成果，是 医学领域被应用在诊断、治疗、手术、康复、护理 和功能辅助恢复等多学科领域的机器人，它具有其 他机器人的一般特性和医用领域的特殊特性，医疗 机器人主要用于伤病员的手术、救援、转运和康复。
9
➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点
4
➢ 11.1 医疗机器人的定义及特点

04
医疗机器人的发展趋势与 未来展望
技术创新与发展趋势
人工智能技术
随着人工智能技术的不断发展 ，医疗机器人将更加智能化， 能够更好地感知和理解患者病 情，提供更精准的诊断和治疗
方案。
机器人学习
机器人学习技术的发展将使得医 疗机器人能够从大量的病例数据 中学习，不断提高诊断和治疗的 效果。
自然语言处理
主要用于康复治疗，可以通过辅助运动等方 式加速康复进程，提高康复效果。
辅助机器人
服务机器人
主要用于辅助行动不便的患者，可以通过提 供支撑和助力等方式帮助患者实现自主行动 。
主要用于提供医疗服务，如导诊、护理、物 流等工作，可以通过自动化和智能化等方式 提高服务质量和效率。
02
医疗机器人的技术原理
机械结构与设计
医疗机器人
2023-11-05
目 录
• 医疗机器人概述 • 医疗机器人的技术原理 • 医疗机器人的优势与挑战 • 医疗机器人的发展趋势与未来展望 • 医疗机器人实例分析
01
医疗机器人概述
定义与分类
定义
医疗机器人是一种专门为医疗行业设计的机器人，具有自动化、精准度高、 可重复性强等特点，能够提高医疗效率和精度，降低医疗成本和风险。
要点二
自主导航技术
通过自主导航技术，医疗机器人可以在未知或复杂的环 境中自我导航，根据预设路径或目标自主行动。
03
医疗机器人的优势与挑战源自医疗机器人的优势提高效率和准确性
医疗机器人可以减少人为错误，提高手术 和其他医疗操作的效率和准确性。
远程医疗
医疗机器人可以实现远程医疗服务，为患 者提供更好的医疗资源。
定制化治疗
医疗机器人可以根据每个患者的特定需求 和情况进行定制化的治疗。

医用机器人的对象主要是病人，所关注的是人的生命，所以 对机器人的安全性方面有很高的要求。
除了安全性之外，医用机器人还具有定位准确、状态稳定、 可以实现手术微创、缩短医疗时间、降低医疗成本等特点， 能大大的提高手术的质量。
3
9.2 医用机器人的分类
应用领域
装置示例
检查、诊断
基于图像诊断确定病灶位置的装置、确定诊断探头位置的 装置、生理检查支援系统
手术导航位置测量系统除了对再现性和精度有要求之外，由于它 是在手术空间中使用的，所以有杀菌的要求。目前使用的三维位 置测量系统有：机械式、光学式和磁性式。
6
3 医用外科机器人的分类
分类方式 按应用形态分类
种类 导航机器人
治疗机器人
按产生的力分类
被动型机器人 主动型机器人
按控制方式分类
术前规划固定作业型 手术中柔性作业型
专家系统软件完成全口义齿人
工牙列的计算机辅助统计。另
外，发明和制作了单颗塑料人
工牙与最终要完成的人工牙列 之间的过渡转换装置——可调 节排牙器。利用机器人来代替
手工排牙，不但比口腔医疗专
家更精确地以数字的方式操作，
口腔修复机器人
同时还能避免专家因疲劳、情 绪、疏忽等原因造成的失误1。9
3 穿刺手术机器人
生物科学支援
显微受精支援系统、细胞操作
4
9.2.1 医用外科机器人
1 计算机外科
在术前利用X射线、MRI-CT等各种三维医用图像测量技术，获得器官
的三维构造信息，并据此建立对象的立体形状模型。另外，还可以 利用质子射线断层成像法（PET）、核磁共振图像（f-MRI）、脑磁场 测量（MEG）等检测方法把功能信息和解剖学信息综合起来建模， 再通过反复的外科手术仿真，建立手术综合规划。

突破性发展
1994年，美国Computer Motion公司推出了第一种能够用 于微创手术的医用机器人产品Aesop(伊索)机器人。 Aesop具有7个自由度，能够模仿人类手臂的姿态和功能， 有效辅助医生抓持和操作内窥镜设备，在心脏、胸外、 脊柱等多种外科领域有广泛应用。
1995年，Zeus(宙斯)系统实现了医生远距离控制从端机 器人进行精细的手术操作和稳定的器械抓持等动作。 Zeus系统采用纯信号方式实现医生操纵台对机器臂的控 制，在传输距离上不受视频延迟的影响。
机器人在实施手术
主治医生与患者
突破性发展
2006 年 3 月，北京积水潭医院与北京航空航天大学合 作，利用小型模块化机器人，在北京和延安之间完成了 国内第一例长骨骨折髓内钉内固定远程遥操作手术，提 出并实现了基于窄带网络的远程规划理念，从而在一定 程度上降低了远程遥外科对网络配置的要求。
全球9款最先进的医用机器人
成像系统
成像系统(Video Cart)内装有外 科手术机器人的核心处理器以及 图象处理设备，在手术过程中位 于无菌区外，可由巡回护士操作， 并可放置各类辅助手术设备。外 科手术机器人的内窥镜为高分辨 率三维(3D)镜头，对手术视野具 有10倍以上的放大倍数，能为主 刀医生带来患者体腔内三维立体 高清影像，使主刀医生较普通腹 腔镜手术更能把握操作距离，更 能辨认解剖结构，提升了手术精 确度。
达芬奇机器人的组成
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。
外科医生控制台
外科医生控制台是达芬奇机器 人系统的控制中心，由计算机 系统、监视器、控制手柄、脚 踏控制板及输出设备组成。外 科医生控制台的操作者坐在消 毒区域以外，通过使用控制手 柄来控制手术器械和立体腔镜。 术者通过双手动作传动手术台 车上仿真机械臂完成各种操作， 从而达到术者的手在患者体内 做手术的效果。同时可通过声 控、手控或踏板控制腹腔镜。 术者双脚置于脚踏控制板上配 合完成电切、电凝等相关操作。 达芬奇机器人系统让术者在微 创的环境里可以达到开放手术 的灵活性

04
医疗机器人的典型案例分 析
外骨骼机器人
01
02
03
辅助运动
外骨骼机器人是一种能够 提供额外力量的可穿戴设 备，可辅助人体进行运动 ，提高人体运动能力。
康复治疗
外骨骼机器人还可以用于 物理治疗和康复训练，帮 助患者逐步恢复行走和其 他运动功能。
军事应用
在军事领域，外骨骼机器 人可用于增强士兵的力量 和耐力，提高作战能力。
医疗机器人的应用领域
手术辅助
医疗机器人在手术中具有重 要的作用。它们可以通过精 确的机械臂和视觉系统辅助 外科医生进行手术，提高手 术效率和精度。
康复治疗
康复机器人可以帮助患者进 行术后康复和物理治疗。这 些机器人通常具有先进的运 动分析和反馈系统，可以根 据患者的需要进行定制化的 康复训练。
护理服务
第二代医疗机器人
随着技术的不断发展，第二代医疗机器人出现在20世纪90年代，它们具有更高级的功能 和更高的精度。这些机器人通常具有三维视觉系统和先进的手术器械，可以更好地辅助外 科医生进行手术。
第三代医疗机器人
第三代医疗机器人是现在最先进的医疗机器人，它们具有人工智能和机器学习功能，可以 自动进行手术操作。这些机器人的代表包括达芬奇手术系统和骨科手术机器人等。
未来发展趋势与展望
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技术创新
随着技术的不断发展，医疗机器人的功能和应 用范围将不断扩大，实现更加智能化、自主化 的操作。
普及和推广
随着技术成本的降低和普及程度的提高，医疗 机器人在医疗领域的应用将更加广泛，成为医 疗行业的重要工具。
人机协作
未来医疗机器人将更加注重人机协作，发挥机 器人的优势，提高手术效率和治疗效果。
02

。2001年美国开发的DaVinci外科手术机器人系统，该系统是目前少数能商 品化的外科手术机器人系统，具有医师控制平台和各种手术器械、多功能 手术床与图像处理设备。
2001 年，以色列Mazor 公司推出了小型并联的脊柱 外科机器人SpineAssist，高度不足70mm，质量不过 200 g，可直接安装在骨骼上，显著提高了定位精度 和稳定性。
使用外科手术机器人的优点
Robotic surgery
1．准确定位、微创操作：机器人的震颤过滤系统及 动作缩减系统可将手术精度提高到亚毫米级。 2．减轻医师疲劳：避免人为因素带来的意外损伤， 大大提高手术安全性。 3．增强灵巧性：多自由度的机械手增强医师操作的 灵巧性。 4．直观：机器人监视系统传出的三维图给术者带来 更直观的信息反馈。 5．术前准备充分：可进行术前快速手术设计、仿真， 实时地模拟手术过程，对术者进行手术技能培训。
妙手机器人
厦门大学 Artis Zeeg妙手机器人血管造影系统
1994年，美国Computer Motion公司推出了AESOP机器 人，它具有一个七自由度机械臂，可以模仿人手臂的动 作，用于夹持直径一般小于10mm的内窥镜，提供了比 人夹持内窥镜更精确、更稳定的手术视界。1996年，在 AESOP的基础上，ComputerMotion公司又推出了ZEUS机 器人。 ZEUS机器人和Da Vinci机器人是迄今为止在微创手术 领域发展最为成熟、技术最为复杂的商业化机器人。 ZEUS机器人主要用于微创胸腹腔手术。是主从式遥操作 手术机器人，由操纵台和手术机器人本体两部分组成， 有两个手术机械臂和一个夹持内窥镜的机械臂。在手术 时，医生坐在操纵台前，通过脚踏板(早期的ZEUS系统) 或声音(后期的ZEUS系统)控制夹持内窥镜的机械臂运动 ，由内窥镜采集的图像经数据线传输到监视器，这样， 医生就可以获取手术区域的3D图像信息。医生通过控 制操纵台上的一对主手来控制手术平台中的一对手术机 械臂，也即从手进行手术。在手术过程中，ZEUS系统可 以将医生手的颤抖过滤，并可对医生手的运动进行一定 比例放大。

发展历程与现状
发展历程
医疗机器人的发展历程可以追溯到上世纪末，经历了从单一功能到多功能的 发展
现状
目前，医疗机器人在全球范围内得到了广泛应用，并且市场规模逐年增长
应用领域与功能
应用领域
医疗机器人的应用领域包括手术室、康复中心、医院病房、家庭护理等多个领域
功能
医疗机器人具有多种功能，如手术操作、辅助诊断、康复训练、护理服务等，能 够大大提高医疗效率和患者生活质量
02
医疗机器人的技术原理
基本组成与工作原理
硬件架构
医疗机器人通常由传感器、执行器、控制器和电源等组成， 通过精密的机械系统和控制系统实现各种复杂的人体手术操 作。
软件系统
医疗机器人的软件系统包括运动规划、控制算法、感知与决 策等模块，通过高精度传感器和算法实现机器人与人体交互 的智能控制。
关键技术与实现方法
《医学课件》医疗机器人
xx年xx月xx日
目录
• 医疗机器人简介 • 医疗机器人的技术原理 • 医疗机器人在医学领域的应用 • 医疗机器人技术的未来展望 • 医疗机器人技术的挑战与机遇 • 结论与展望
01
医疗机器人简介
定义与分类
定义
医疗机器人是一种辅助、康复、手术等多种功能的机器人
分类
根据应用领域和功能，医疗机器人可分为手术机器人、康复 机器人、辅助机器人等
趋势
未来医疗机器人的发展趋势将包括以下几个方面。首 先，医疗机器人的精度和稳定性将不断提高，能够更 好地满足手术等高难度医疗操作的需求。其次，医疗 机器人将更加注重人机交互和用户体验，提高医疗服 务的舒适度和安全性。再次，医疗机器人将更加智能 化和自主化，能够自主完成更多的医疗任务和决策

Artificial Intelligence and Robotics
山东大学创新教育通识核心课程
人工智能与机器人
山东大学
1
Artificial Intelligence and Robotics
第 十一章 医疗机器人
2
Artificial Intelligence and Robotics
第 十一章 医 疗 机 器 人
的危险，
➢
减少手术疲劳，提高安全性，
➢
易实现远程治疗和会诊。
21
11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 2、康复机器人
➢ 概念：
➢
康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支,康复医学、
生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科
学以及机器人学等诸多领域,已经成为了国际机器人领域的一
个研究热点。
➢ 康复的含义是在受创伤或得病后恢复患者肢体或器官的 正常的形状或功能。康复工程就是致力于为患者提供此类辅 助装置。把先进的机器人技术引入到康复工程中的康复机器 人,体现了康复医学和机器人技术的完美结合。
Computer Motion公司研制，实质上是一种声控腹腔镜自
动“扶镜手”。
➢ 能进行微创手术的“扶镜手”系统是第一个获得FDA 许可的产品，允许临床使用。它的速度控制直到现在仍然 是最直观的操作概念。
➢
医疗机器人的概念是从1996年确立的，早期大多数
流行的医疗机器人都是美国研究生产的。
28
11.2 医疗机器人技术的发展
17
11.1 医疗机器人的定义及特点
➢ 3、它是在计算机层面扫描图像或核磁共振图像基础
上构成的三维医疗模型，用于医疗外科手术规划和虚拟 操作，以期最终实现多传感器机器人的辅助手术定位和操 作。 ➢ 4、医用机器人和计算机辅助定位导航系统。可以满 足胫骨骨折闭合复位带锁髓内钉内固定在临床应用中骨 折复位和远端锁钉置入，减少了术中X射线透视时间，远 程遥控操作可靠方便，系统结构简单，易于掌握。