医疗机器人[精]课件.ppt

1、医疗机器人医疗机器人 1医疗机器人医疗机器人1 1、医疗机器人的定义。（什么是医疗机器人？）、医疗机器人的定义。（什么是医疗机器人？）2 2、医疗机器人的分类和作用、医疗机器人的分类和作用3 3、研究医疗机器人的意义、研究医疗机器人的意义4 4、医疗机器人的研究现状和进展情况、医疗机器人的研究现状和进展情况5 5、现代医疗机器人应用图片展（宙斯医疗机器人，达芬奇、现代医疗机器人应用图片展（宙斯医疗机器人，达芬奇 医疗机器人）医疗机器人）6 6、医疗机器人的研究难点及其克服、医疗机器人的研究难点及其克服7 7、未来发展趋势、未来发展趋势21 1、什么是医疗机器人？、什么是医疗机器人？3 机器人：

2、机器人：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有 可用电脑改变和可编程动作的专门系统。可用电脑改变和可编程动作的专门系统。”（美国（美国 机器人协会）机器人协会）医疗机器人：医疗机器人是多学科研究和发展的成果，是指医疗机器人：医疗机器人是多学科研究和发展的成果，是指 被应用在诊断、治疗、康复、护理和功能辅助被应用在诊断、治疗、康复、护理和功能辅助 等诸多医学领域的机器人，它具有机器人的一等诸多医学领域的机器人，它具有机器人的一 般特性和自我立即控制特性。般特性和自我

3、立即控制特性。4医疗机器人技术：医疗机器人技术：医疗机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分析、机器人等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，具有重要的研究价值，在军用和民用上有着广泛的应用前景，是目前机器人领域的一个研究热点。医疗机器人主要用于伤病员的手术、救援、转运和康复。52)2)：是扩展人类的能力，它可：是扩展人类的能力，它可以做人很难进行的高细微精以做人很难进行的高细微精密的作业，以及超高速作业密的作业，以及超高速作业等。等。8对于医疗机器人对于医疗机器人首先：它作为机器人的一种，他首先：它作为机器人的一种，他 同样具有上述特点（代人同样具

4、有上述特点（代人 劳动以及代替人进行一些劳动以及代替人进行一些 高精细或者强度大脏乱差高精细或者强度大脏乱差 的活动）。的活动）。9其次：但是在此之外医疗机器人其次：但是在此之外医疗机器人 他还有许多自身所特有的他还有许多自身所特有的 功能和特性。例如以下几功能和特性。例如以下几 点：点：101 1）医疗机器人起作用对象是人，）医疗机器人起作用对象是人，人体以及医疗器械，因此其人体以及医疗器械，因此其材材 料选择和结构设计必须以易料选择和结构设计必须以易消消 毒灭菌为前提，安全可靠无毒灭菌为前提，安全可靠无辐辐 射射，如这个如这个采血机器人采血机器人112 2）以为以人作为作业对象，性能必）以

5、为以人作为作业对象，性能必 须满足对情况变化的适应性，须满足对情况变化的适应性，以以 及机器人及机器人 自身作业自身作业 必须具有必须具有 柔性柔性123 3）医疗机器人自身应该具有扩展功）医疗机器人自身应该具有扩展功 能的接口，如其与其他医疗及其能的接口，如其与其他医疗及其 任何医疗器械的预留通用接口，任何医疗器械的预留通用接口，包括信息通讯接口，人际交流接包括信息通讯接口，人际交流接 口，临床口，临床 辅助器材辅助器材 接口等。接口等。13基于上述特点，医疗机器人可以进基于上述特点，医疗机器人可以进一步细分为：一步细分为：手术机器人手术机器人 康复机器人康复机器人 护理机器人护理机器人 救

6、援机器人救援机器人 转运机器人转运机器人14手术机器人手术机器人 特点及作用：特点及作用：自身选位准确，动作精细，避免病人自身选位准确，动作精细，避免病人感染，手术机器人可以有效地防止医生手术感染，手术机器人可以有效地防止医生手术时手部的抖动带来的危险，减少了手术者的时手部的抖动带来的危险，减少了手术者的疲劳，增加了精细操作的能力，从而提高了疲劳，增加了精细操作的能力，从而提高了手术的安全性，并且实现远程会诊和医疗。手术的安全性，并且实现远程会诊和医疗。15应用举例：应用举例：例如血管缝合手术中，人工很难实现例如血管缝合手术中，人工很难实现1mm1mm一下的血管缝合，但是如果使用手术一下的血管

7、缝合，但是如果使用手术机器人进行则可以达到小于机器人进行则可以达到小于0.1mm0.1mm的精度，的精度，手术机器人进行手术，避免了医生直接接手术机器人进行手术，避免了医生直接接触患者血液，大大的减少了医生及患者感触患者血液，大大的减少了医生及患者感染的危险。染的危险。并且手术机器人也有很早的发展历史，并且手术机器人也有很早的发展历史，19941994年第一台商业化手术机器人就在美国年第一台商业化手术机器人就在美国 诞生了。到目前手术机器人已经不仅可以诞生了。到目前手术机器人已经不仅可以用来完成普外科手术，还可以用来完成脑用来完成普外科手术，还可以用来完成脑神经外科，心脏修复，胆囊摘除以及泌尿

8、神经外科，心脏修复，胆囊摘除以及泌尿科和整形外科等方面的手术。科和整形外科等方面的手术。16康复机器人康复机器人 分辅助性分辅助性和和治疗康复型机器人治疗康复型机器人两种两种 辅助性康复机器人：辅助性康复机器人：用来帮助老人和残疾人更好的用来帮助老人和残疾人更好的 适应日常生活和工作，部分的补偿了他们的弱化适应日常生活和工作，部分的补偿了他们的弱化 的机体功能。的机体功能。按工作方式又可分为以下按工作方式又可分为以下4 4种：种：1.1.工作站型康复机器人工作站型康复机器人 2.2.移动护理类康复机器人移动护理类康复机器人 3.3.基于轮椅的康复机器人基于轮椅的康复机器人 4.4.增强肢体功能

9、的康复机器人增强肢体功能的康复机器人 治疗型康复机器人：治疗型康复机器人：用来帮助患者恢复机体功能用来帮助患者恢复机体功能17对于康复机器人的研究，目前主要集中对于康复机器人的研究，目前主要集中于康复机械手，智能轮椅，和医疗性于康复机械手，智能轮椅，和医疗性康复机器人等几个方面。康复机器人等几个方面。康复机械手主要按转载一个固定的控制康复机械手主要按转载一个固定的控制平台上，也可以安装在轮椅上，但是平台上，也可以安装在轮椅上，但是安装在后者上是会导致机械手刚性和安装在后者上是会导致机械手刚性和抓起精度的降低。这种机械手系统一抓起精度的降低。这种机械手系统一般由视觉，运动，传感，导航及系统般由视

10、觉，运动，传感，导航及系统控制组成。控制组成。18护理机器人护理机器人 作用：作用：护理机器人是一款用来辅助护护理机器人是一款用来辅助护 士完成护理工作，如病人翻身、更士完成护理工作，如病人翻身、更 换床单等护理，以及食物，药物，换床单等护理，以及食物，药物，医疗器械，病志的传送和投递，与医疗器械，病志的传送和投递，与 病人对话，提供数据和影像支持等病人对话，提供数据和影像支持等 工作的机器人。工作的机器人。19 护理机器人的特点：护理机器人的特点：人机接口的柔顺性以及端点阻抗的可控性要求人机接口的柔顺性以及端点阻抗的可控性要求比较高。这类机器人一般采用蓄电池供电，因此比较高。这类机器人一般采

11、用蓄电池供电，因此要不断的提高能量的利用率，以延长其工作时间，要不断的提高能量的利用率，以延长其工作时间，并且这类机器人行走和停靠要平稳，转向半径要并且这类机器人行走和停靠要平稳，转向半径要小，适合在狭窄的空间工作；其机械手要有力学小，适合在狭窄的空间工作；其机械手要有力学反馈，可用适度的力将物体抓起或托起，可以图反馈，可用适度的力将物体抓起或托起，可以图像识别，有自主导航和具有一定的判断能力让机像识别，有自主导航和具有一定的判断能力让机器人在一些无人条件下执行一些简单任务，还有器人在一些无人条件下执行一些简单任务，还有人机交互方面，让机器人有更人性化的操作界面，人机交互方面，让机器人有更人性

12、化的操作界面，能理解人的语言，手势和身体语言等从而能更好能理解人的语言，手势和身体语言等从而能更好的理解操作人员的意图的理解操作人员的意图20救援机器人救援机器人救援机器人主要担任危险救援机器人主要担任危险条件下的救援工作，在条件下的救援工作，在火灾，地震和战场等各火灾，地震和战场等各种场合下迅速安全的将种场合下迅速安全的将伤员救出。伤员救出。21救援机器人的特点：救援机器人的特点：救援机器人要救援机器人要工作与复杂的现场环境中，因此其结构要简工作与复杂的现场环境中，因此其结构要简单紧凑，运动要灵活还要有足够的动力足以单紧凑，运动要灵活还要有足够的动力足以克服障碍把伤病员移到安全的地带，动力来

13、克服障碍把伤病员移到安全的地带，动力来源与蓄电池的救援机器人，其设计要尽量减源与蓄电池的救援机器人，其设计要尽量减少不必要的功率损耗，救援机器人还必须要少不必要的功率损耗，救援机器人还必须要有规避障碍和导航的能力，在人不能为其提有规避障碍和导航的能力，在人不能为其提供指令和引导的恶劣环境下，能做出正确的供指令和引导的恶劣环境下，能做出正确的选择，这种机器人必定是集多种传感器于一选择，这种机器人必定是集多种传感器于一身，并且能对伤病员是否活着进行判断。这身，并且能对伤病员是否活着进行判断。这类机器人最好具有一定的应急能力，如供氧，类机器人最好具有一定的应急能力，如供氧，解毒和药物注射等。解毒和药

14、物注射等。22转运机器人转运机器人作用：作用：转运机器人主要用于危病重患者的特殊体检、转运机器人主要用于危病重患者的特殊体检、挪动、转床、手术和麻醉前后的接送和战场挪动、转床、手术和麻醉前后的接送和战场 伤伤 病员的后送，避免伤病员的再受伤。病员的后送，避免伤病员的再受伤。特点：特点：转运机器人在保证患者无痛转移的前提下，转运机器人在保证患者无痛转移的前提下，还要求已消毒灭菌，行走灵活，控制简单，还要求已消毒灭菌，行走灵活，控制简单，安全可靠，自动化程度好，并具有一定的智安全可靠，自动化程度好，并具有一定的智 能型。能型。233 3、研究医疗机器人的、研究医疗机器人的 意义意义24 基于以上介

15、绍的医疗机器人在基于以上介绍的医疗机器人在手术、医疗、护理、救援和转手术、医疗、护理、救援和转运等方面的众多特点和作用，运等方面的众多特点和作用，因此发展医疗机因此发展医疗机 器人对医疗的现器人对医疗的现 代化和科技化有代化和科技化有 着重要意义。着重要意义。25首先，机器人手术无疑是对传统外科手首先，机器人手术无疑是对传统外科手术的一个挑战，它标志着人类也许就术的一个挑战，它标志着人类也许就要跨进一个崭新的医学新时代，将要要跨进一个崭新的医学新时代，将要掀起继微创外科以来的又一次新技术掀起继微创外科以来的又一次新技术革命的浪潮。现代高科技的不断飞跃革命的浪潮。现代高科技的不断飞跃发展，计算机

16、技术、精密机械技术、发展，计算机技术、精密机械技术、远程通讯技术和现代医学知识的结合，远程通讯技术和现代医学知识的结合，将开创一个机器人医疗的新世纪。可将开创一个机器人医疗的新世纪。可以认为，它带来的不仅是医学外科技以认为，它带来的不仅是医学外科技术上的飞跃，而且是医学伦理学和人术上的飞跃，而且是医学伦理学和人类社会观念的巨变。类社会观念的巨变。26例如：例如：医疗机器人运用机器人能够医疗机器人运用机器人能够代替人类工作，代替人进行简单代替人类工作，代替人进行简单的重复劳动，和扩展人类的能力，的重复劳动，和扩展人类的能力，做人很难进行的高细微精密的作做人很难进行的高细微精密的作业，以及超高速作

17、业等。并且，业，以及超高速作业等。并且，还有其自身的选位准确、动作精还有其自身的选位准确、动作精细、避免病人感染等特点。带来细、避免病人感染等特点。带来医学领域的重大发展，譬如其在医学领域的重大发展，譬如其在血管缝合技术上的精细化发展。血管缝合技术上的精细化发展。27 还有，腔镜手术支援机器人可以保还有，腔镜手术支援机器人可以保证在不用剖腹的情况下，只要在患证在不用剖腹的情况下，只要在患者腹部开几个很小的伤口，插入腔者腹部开几个很小的伤口，插入腔镜和手术钳，边看腔镜的画面边做镜和手术钳，边看腔镜的画面边做腹内手术。这腹内手术。这 是一种低是一种低 侵袭侵袭 手术，对患者手术，对患者 来说这种手

18、术来说这种手术 具有刀口小，具有刀口小，恢复快、医疗恢复快、医疗 费低等特点。费低等特点。28再譬如：以实现低侵袭手术为目的，一些企再譬如：以实现低侵袭手术为目的，一些企业和研究机构开始合作研究机器人手术钳。业和研究机构开始合作研究机器人手术钳。这是一种应用遥控型机器人技术的高性能这是一种应用遥控型机器人技术的高性能的手术钳。为了实现手术钳灵巧而自由地的手术钳。为了实现手术钳灵巧而自由地改变作业方向，研究人员在手术上安装了改变作业方向，研究人员在手术上安装了多节机械关节，再通过操作系统和作业功多节机械关节，再通过操作系统和作业功能系统，把操作功能和作业功能合为一体。能系统，把操作功能和作业功能

19、合为一体。这种系统还可以和以往的手术机械并用，这种系统还可以和以往的手术机械并用，动作范围大、时间短的手术由外科医生直动作范围大、时间短的手术由外科医生直接做，而对动作范围狭窄而细微的作业，接做，而对动作范围狭窄而细微的作业，则用机器人手术钳去完成。则用机器人手术钳去完成。294 4、医疗机器人的研究、医疗机器人的研究 现状和进展情况现状和进展情况30 随着科技的不断进步，医疗领域的随着科技的不断进步，医疗领域的现代化步伐也在进一步的加大，机现代化步伐也在进一步的加大，机器人在医疗领域的应用更是进一步器人在医疗领域的应用更是进一步的得到了长足的发展，并且由于医的得到了长足的发展，并且由于医疗机

20、器人的不断广发应用，也进一疗机器人的不断广发应用，也进一步促进了医疗事业的更快的发展步促进了医疗事业的更快的发展。31 早在早在19721972年就有人提出开发医疗用年就有人提出开发医疗用遥控机器人的设想，但在当时人们遥控机器人的设想，但在当时人们普遍认为这是个相对遥远的问题。普遍认为这是个相对遥远的问题。然而，随着原子能领域、宇宙开发然而，随着原子能领域、宇宙开发领域的遥控机器人技术的发展以及领域的遥控机器人技术的发展以及虚拟现实技术的出现，医疗领域也虚拟现实技术的出现，医疗领域也出现了开发医用机器人的热潮出现了开发医用机器人的热潮。32 在在19941994年时就出现了第一台商业化年时就出

21、现了第一台商业化的手术机器人，它是由美国的手术机器人，它是由美国computer motioncomputer motion公司研究的一台声公司研究的一台声控腹腔镜自动控腹腔镜自动“扶手扶手”AESOP(AESOP(伊索伊索机器人机器人)，并于，并于19971997年年3 3月在比利时月在比利时布鲁塞尔的一家医院完成了第一例布鲁塞尔的一家医院完成了第一例腹腔镜手术腹腔镜手术胆囊切除。胆囊切除。33 1998 1998年，年，computer motioncomputer motion公司研公司研制的制的ZeusZeus（宙斯机器人）系统，（宙斯机器人）系统，intuitive surgical

22、intuitive surgical公司研制的公司研制的da da VinciVinci（达芬奇机器人）和（达芬奇机器人）和endoviaendovia公司研制的公司研制的laproteklaprotek系统系统分别获得成功。分别获得成功。3420012001年年9 9月，月，ZeusZeus（宙斯机器人）（宙斯机器人）跨过大西洋，从美国纽约到法跨过大西洋，从美国纽约到法国斯特拉斯堡，首次成功实现国斯特拉斯堡，首次成功实现了机器人腹腔镜胆囊切除手术。了机器人腹腔镜胆囊切除手术。目前手术机器人不仅完成了普外目前手术机器人不仅完成了普外科，还有脑神经外科，心脏修科，还有脑神经外科，心脏修复，胆囊摘

23、除，人工关节置换复，胆囊摘除，人工关节置换手术，泌尿科和整形外科等方手术，泌尿科和整形外科等方面的手术。面的手术。35近些年，心脏手术机器人、腔近些年，心脏手术机器人、腔镜手术支援机器人和机器人镜手术支援机器人和机器人手术钳的开发已经到了成熟手术钳的开发已经到了成熟阶段，它们的应用也颇受人阶段，它们的应用也颇受人们的关注。们的关注。心脏手术机器人属于遥控型机心脏手术机器人属于遥控型机器人的一种。器人的一种。36最早的遥控型机器人出现于最早的遥控型机器人出现于19481948年的年的美国，是用来处理放射性物质而开美国，是用来处理放射性物质而开发的，后来被广泛应用于原子能工发的，后来被广泛应用于原

24、子能工业。目前，在一些重点的核电站都业。目前，在一些重点的核电站都装备了遥控操作的防灾机器人。装备了遥控操作的防灾机器人。后来在后来在19721972年就有人提出把这种遥控年就有人提出把这种遥控机器人应用于医疗领域了。机器人应用于医疗领域了。37在咱们国内，海军总医院和北航机器人在咱们国内，海军总医院和北航机器人研究所已经共同开发出了智能化远程研究所已经共同开发出了智能化远程外科手术系统，被称为外科手术系统，被称为“遥控操作远遥控操作远程机器人程机器人”，并且这种机器人已经于，并且这种机器人已经于20022002年在海军总医院首次成功的给一年在海军总医院首次成功的给一位脑肿瘤患者做了立体定向活

25、检手术，位脑肿瘤患者做了立体定向活检手术，专家通过电脑网络接收病人信息，分专家通过电脑网络接收病人信息，分析病人析病人CTCT影像，从而进行手术规划，影像，从而进行手术规划，然后遥控操作手术室内的机器人开始然后遥控操作手术室内的机器人开始手术，机器人分析专家的指令，自动手术，机器人分析专家的指令，自动搜索手术位置，并需素锁定立体穿刺搜索手术位置，并需素锁定立体穿刺的路径。手术只进行了的路径。手术只进行了2020分钟就成功分钟就成功结束了。结束了。38关于康复机器人最早也是出现在关于康复机器人最早也是出现在2020世纪世纪6060年年代的欧洲。代的欧洲。有早期法国有早期法国CEACEA公司开发的

26、公司开发的MASTERMASTER系统，系统，美国美国Tolfa CorporationTolfa Corporation公司开发的公司开发的DEVARDEVAR系统，英国系统，英国Oxiford Intelligent MachinesOxiford Intelligent Machines开开发的发的RAIDRAID系统，但是他们的机械手都安系统，但是他们的机械手都安装在一个彻底固化的控制平台上，仅仅只装在一个彻底固化的控制平台上，仅仅只能在固定的空间内操作。能在固定的空间内操作。后来美国一家公司的后来美国一家公司的MOVARMOVAR系统和意大利系统和意大利的的URMADURMAD系统的

27、机械手是安装在轮椅上，系统的机械手是安装在轮椅上，因轮椅的移动而扩大了机械手的操作范围，因轮椅的移动而扩大了机械手的操作范围，但是却降低了机械手的刚性和抓取精度。但是却降低了机械手的刚性和抓取精度。39关于康复机器人的进展，日本东关于康复机器人的进展，日本东京大学的京大学的S.TachiS.Tachi教授在教授在MITMIT日本日本实验室开发了一个移动康复式实验室开发了一个移动康复式机器人机器人MEILDOGMEILDOG，而后欧洲，而后欧洲Scoula SuperloreS.AnnmScoula SuperloreS.Annm实验室的实验室的一个开发小组，在一个开发小组，在URMADURMA

28、D系统系统的基础之上开发了的基础之上开发了MOVAIDMOVAID系系统，此系统具有自由避障功能，统，此系统具有自由避障功能，操作者还可以随时实时监控和操作者还可以随时实时监控和干预机器人的动作，此机器人干预机器人的动作，此机器人可以帮助病人完成食物加热，可以帮助病人完成食物加热，厨房打扫，床铺整理等工作。厨房打扫，床铺整理等工作。40 在欧洲在欧洲(目前致力于开发具有部分自主行目前致力于开发具有部分自主行为的轮椅为的轮椅(意大利的意大利的TGRS.R.LTGRS.R.L公司生产了一公司生产了一种结合轮椅与小车结构的智能轮椅叫种结合轮椅与小车结构的智能轮椅叫Explorer(Explorer(

29、在欧洲在欧洲SPRINT-IMMEDIATESPRINT-IMMEDIATE计划计划中修改为中修改为MANUS),MANUS),它不仅能在规则的地形它不仅能在规则的地形下行走下行走(而且可以上下楼梯而且可以上下楼梯.关于此方面机器人发展的最新方向的是美关于此方面机器人发展的最新方向的是美国费城国费城PennsylvaniaPennsylvania大学的大学的P.WellmanP.Wellman等人设等人设计的智能轮椅计的智能轮椅,在这个设计里在这个设计里,一个移动的车一个移动的车辆上还包含了两个可以作为手和臂工作的辆上还包含了两个可以作为手和臂工作的机械手机械手41智能轮椅此项设计将智能机器人

30、的技术智能轮椅此项设计将智能机器人的技术应用于电动轮椅上，融合了传应用于电动轮椅上，融合了传 感技术，机器视觉，机感技术，机器视觉，机 器人导航定位，模式识器人导航定位，模式识 别，及人机交互等先进别，及人机交互等先进 的技术，强调人机互动的技术，强调人机互动 和接口的自适应性。和接口的自适应性。42 日本机械工程研究所开发的日本机械工程研究所开发的“MELKONGMELKONG”护护理机器人，专门用来照顾那些不便走动的病人，理机器人，专门用来照顾那些不便走动的病人，该机器人可以轻松而平稳地将人从病床上托起该机器人可以轻松而平稳地将人从病床上托起 。并将其送往卫并将其送往卫 生间，浴室或生间，

31、浴室或 餐厅，白天该餐厅，白天该 机器人有护士机器人有护士 操纵，在夜间，操纵，在夜间，病人可以通过病人可以通过 操纵手中的手柄操纵手中的手柄 进行控制。进行控制。后来日本三菱公后来日本三菱公司还推出了一项在司还推出了一项在“MELKONGMELKONG”基础上改进的传基础上改进的传输车辆。输车辆。43 由于腿式轮椅先天具有全方向运动的能由于腿式轮椅先天具有全方向运动的能力力,在不同的地形或恶劣的环境下都能工作在不同的地形或恶劣的环境下都能工作而允许重构（在静止时，一个腿可以作为而允许重构（在静止时，一个腿可以作为操作手来用）完成简单的接取物体或开门操作手来用）完成简单的接取物体或开门等动作，

32、也得到了一定的发展，最具有创等动作，也得到了一定的发展，最具有创意的是法国意的是法国Pievve RabiscchongPievve Rabiscchong教授和他领导教授和他领导的研究小组开发的的研究小组开发的Active OrthesisActive Orthesis系统系统,在下在下肢肌肉中植入电极肢肌肉中植入电极,增加自然状态行走时的增加自然状态行走时的生理模式刺激生理模式刺激,以实现残疾人自然行走的梦以实现残疾人自然行走的梦想想.44 对于救援机器人的发展最早是在对于救援机器人的发展最早是在20032003年年，当时国际救援系统研究所在日本政府的，当时国际救援系统研究所在日本政府的资

33、助下开发出了一批可以在废墟上爬行，资助下开发出了一批可以在废墟上爬行，飞行，和跳跃的救援机器人，但是仅仅是飞行，和跳跃的救援机器人，但是仅仅是些体积较小的机器人，这些机器人一般装些体积较小的机器人，这些机器人一般装备有短波摄像头及感应器。备有短波摄像头及感应器。在在20042004年国际救援系统研究所研制出了大年国际救援系统研究所研制出了大型救援机器人型救援机器人“T-52En ryuT-52En ryu”能轻松的挪开能轻松的挪开变形的汽车和坍塌的建筑物等障碍。变形的汽车和坍塌的建筑物等障碍。45 2007 2007年，美国年，美国VecnaVecna公司研发除了战场救援机器人公司研发除了战场

34、救援机器人“VECNAS BEARVECNAS BEAR”，这个机器人身上采用液压，这个机器人身上采用液压伸缩装置，底部采用履带式驱动系统，装备了测速伸缩装置，底部采用履带式驱动系统，装备了测速仪和螺旋仪，来监控身体一动，并探测身体是否失仪和螺旋仪，来监控身体一动，并探测身体是否失去平衡；电脑控制发动机能够随时调整下肢动作，去平衡；电脑控制发动机能够随时调整下肢动作，从而有效地防止了他的摔倒。从而有效地防止了他的摔倒。“VECNAs BEAR”“VECNAs BEAR”的双腿和双脚都装有履带，从的双腿和双脚都装有履带，从而能在崎岖道路或楼梯上自如行驶。它的臀部、膝而能在崎岖道路或楼梯上自如行驶

35、。它的臀部、膝盖和脚部还有轮子，在平滑地面上，它可以转换到盖和脚部还有轮子，在平滑地面上，它可以转换到两个轮子的行驶模式，行动更加快捷。它还能灵活两个轮子的行驶模式，行动更加快捷。它还能灵活地转换多种姿势，以适应不同路况。地转换多种姿势，以适应不同路况。VECNAsBEAR VECNAsBEAR身手敏捷，能够担负普通人无法身手敏捷，能够担负普通人无法担负的任务，可以抱起受伤士兵送往后方安全地带担负的任务，可以抱起受伤士兵送往后方安全地带，其行走时间长达，其行走时间长达50 min50 min。46同时也在同时也在2 0 0 72 0 0 7年，燕山大学王洪波教授和日本年，燕山大学王洪波教授和日

36、本F u F u m i o Kasagamim i o Kasagami教授共同研制出教授共同研制出“C-Pam”C-Pam”转运机转运机器人，采用接触点相对静止技术，整个床板分为器人，采用接触点相对静止技术，整个床板分为四个独立的部分，控制四个部分不同的运动速度四个独立的部分，控制四个部分不同的运动速度可以在一定的范围内调节床板的角度，每个部分可以在一定的范围内调节床板的角度，每个部分又分为上下两层，每层由金属板支撑，金属板上又分为上下两层，每层由金属板支撑，金属板上又被特殊材料做成的环形带包裹着，每层都有一又被特殊材料做成的环形带包裹着，每层都有一个电机，电机带动环形带旋转，通过控制上下

37、两个电机，电机带动环形带旋转，通过控制上下两层电机的运动方向和速度，就可以实现床板的行层电机的运动方向和速度，就可以实现床板的行走，而且，只要与患者身体接触了的部分就会处走，而且，只要与患者身体接触了的部分就会处于相对静止的状态，不需移动患者身体的任何部于相对静止的状态，不需移动患者身体的任何部分，患者就会被移动到床板上分，患者就会被移动到床板上47 瑞士洛桑大学研制出一种脑外科手术机瑞士洛桑大学研制出一种脑外科手术机器人器人.手术时患者的头部被固定在一个钢制手术时患者的头部被固定在一个钢制框架内框架内.医生通过医生通过CTCT观察病人颅内情况观察病人颅内情况,并将并将有关的手术数据输入到控制

38、机器人的计算有关的手术数据输入到控制机器人的计算机中机中,计算机自动识别脑中的病变，并规划计算机自动识别脑中的病变，并规划出通往病灶的途径，根据医生的指令，完出通往病灶的途径，根据医生的指令，完成病人头部的皮肤切开、在头盖骨上钻孔、成病人头部的皮肤切开、在头盖骨上钻孔、刺穿脑膜等工作。微型仪器从刺穿脑膜等工作。微型仪器从2 2毫米粗的导毫米粗的导管中伸入到病变部位进行手术，这台机器管中伸入到病变部位进行手术，这台机器人系统能切除脑肿瘤、能用放射性光束杀人系统能切除脑肿瘤、能用放射性光束杀死脑中的癌细胞，还能用导管破坏帕金森死脑中的癌细胞，还能用导管破坏帕金森病患者脑中的有病细胞病患者脑中的有病

39、细胞48 目前，医疗机器人的实际应用主要集中在外科手术领目前，医疗机器人的实际应用主要集中在外科手术领域域 机器人做手术十分精确机器人做手术十分精确,一个神经外科大夫的误差精度一个神经外科大夫的误差精度能达到能达到2 2毫米毫米,而机器人的精度可以很容易的达到微米级而机器人的精度可以很容易的达到微米级,在在追求精确和安全的今天，其好处是不言而喻的，因此得到追求精确和安全的今天，其好处是不言而喻的，因此得到了广泛的研究和应用了广泛的研究和应用 目前已经商品化的产品包括前面提到的目前已经商品化的产品包括前面提到的TOBODOCTOBODOC、AESOPAESOP、ZEUSZEUS和和Da vinc

40、iDa vinci等系统，在各种外科手术中得等系统，在各种外科手术中得到了广泛的应用。如到了广泛的应用。如TOBODOCTOBODOC辅助外科手术系统在德国辅助外科手术系统在德国、澳大利亚、西班牙、法国、英国、瑞士、中东、日本、澳大利亚、西班牙、法国、英国、瑞士、中东、日本、韩国、印度等多个国家和地区都有应用，在日本大学和医韩国、印度等多个国家和地区都有应用，在日本大学和医院里就有院里就有7 7台，而在世界范围内有近台，而在世界范围内有近500500台台AESOPAESOP机器人在机器人在MISMIS中得到应用，每年完成数万例手术，中得到应用，每年完成数万例手术，ZEUSZEUS系统在美国系统

41、在美国和欧洲的应用也十分广泛和欧洲的应用也十分广泛49 随着技术的发展随着技术的发展!机器人将向医疗的各机器人将向医疗的各个领域渗透个领域渗透!将涵盖包括外科手术、医院服将涵盖包括外科手术、医院服务、助残、家庭看护和康复等的所有层面务、助残、家庭看护和康复等的所有层面，开创临床医学的新天地，开创临床医学的新天地 各种新型医用机器人机构、新型手术各种新型医用机器人机构、新型手术工具、医学图像采集和处理技术、远程信工具、医学图像采集和处理技术、远程信息传输技术、智能传感器、智能轮椅、智息传输技术、智能传感器、智能轮椅、智能康复设备及其它相关技术等仍是研究热能康复设备及其它相关技术等仍是研究热点。点

42、。50 此外，用于人体可视化建模和仿真，提此外，用于人体可视化建模和仿真，提供更好的了解人体生理组织和结构的生物供更好的了解人体生理组织和结构的生物机器人（机器人（BioroboticsBiorobotics）将得到更深入的发展）将得到更深入的发展 值得注意的是，随着微型机电技术值得注意的是，随着微型机电技术MEMSMEMS的不断深入发展的不断深入发展!研究微小型机器人研究微小型机器人甚至纳米机器人已经不再是梦想，并具有甚至纳米机器人已经不再是梦想，并具有很好的发展前景，它可以直接进入人体器很好的发展前景，它可以直接进入人体器官内部进行工作，完成组织取样、疏通血官内部进行工作，完成组织取样、疏

43、通血管、药物放置、细胞操作等普通医疗技术管、药物放置、细胞操作等普通医疗技术和手段无法完成的工作和手段无法完成的工作51 国外目前正在研制和开发体内自主行国外目前正在研制和开发体内自主行走式诊断治疗、体内微细手术、体内药物走式诊断治疗、体内微细手术、体内药物直接投放微形外科手术机器人，这种机器直接投放微形外科手术机器人，这种机器人由医生用注射器将其推入人体内部人由医生用注射器将其推入人体内部!然后然后由该系统所携带的微生物传感器对人体组由该系统所携带的微生物传感器对人体组织进行检测，并把信号传送到系统信息处织进行检测，并把信号传送到系统信息处理中心进行分析处理，当发现有病变组织理中心进行分析处

44、理，当发现有病变组织时，控制中心即发出信号，由微型手术机时，控制中心即发出信号，由微型手术机器人对病变组织进行直接手术治疗和药物器人对病变组织进行直接手术治疗和药物注射治疗注射治疗52 瑞典科学家研制的一种由多层聚合物和瑞典科学家研制的一种由多层聚合物和黄金制成的微型机器人，只有黄金制成的微型机器人，只有0.5mm0.5mm长，长，0.25mm0.25mm宽，外形类似人的手臂，其肘部和宽，外形类似人的手臂，其肘部和腕部很灵活，有腕部很灵活，有2424个指，这种微型机器人个指，这种微型机器人能拿起肉眼看不见的玻璃球能拿起肉眼看不见的玻璃球!并能移动单个并能移动单个细胞或捕捉细菌细胞或捕捉细菌 科

45、学家希望这种微型医用机器人能在血科学家希望这种微型医用机器人能在血液、尿液和细胞介质中工作，捕捉和移动液、尿液和细胞介质中工作，捕捉和移动单个细胞，并成为微型手术器械单个细胞，并成为微型手术器械53 哈尔滨工业大学机器人研究所研制成功纳哈尔滨工业大学机器人研究所研制成功纳米级精密定位系统，在这个系统支持下的纳米级米级精密定位系统，在这个系统支持下的纳米级高精密微驱动机器人，能对细胞和染色体进行高精密微驱动机器人，能对细胞和染色体进行“显微手术显微手术”并能在微电子、精密加工、光学微调并能在微电子、精密加工、光学微调整、通讯光纤对接等精度要求较高的领域一显身整、通讯光纤对接等精度要求较高的领域一

46、显身手。手。纽约大学的一个实验室也制造出一个纳米级纽约大学的一个实验室也制造出一个纳米级机器人。研究人员认为：将来，纳米级机器人可机器人。研究人员认为：将来，纳米级机器人可在人体微观世界行走，随时清除人体中的一切有在人体微观世界行走，随时清除人体中的一切有害物质，修复损坏的基因，激活细胞能量，使人害物质，修复损坏的基因，激活细胞能量，使人不仅仅保持健康，而且延长寿命，可以说，微小不仅仅保持健康，而且延长寿命，可以说，微小型和纳米机器人的发展前景是无可限量的型和纳米机器人的发展前景是无可限量的54 据日本据日本药事工业生产动态统计年报药事工业生产动态统计年报统计，统计，19981998年日本国内

47、医疗器械生产额约为年日本国内医疗器械生产额约为1500015000亿日元，其中计算亿日元，其中计算机体层扫描、核磁共振和超声波诊断装置等图像诊断设备机体层扫描、核磁共振和超声波诊断装置等图像诊断设备占首位，约达占首位，约达30003000亿日元（含进口部分达亿日元（含进口部分达38003800亿日元），亿日元），腔镜等诊断器械占第腔镜等诊断器械占第7 7位，约达位，约达900900亿日元（含进口部分达亿日元（含进口部分达950950亿日元），而高频手术刀等手术用器械占第亿日元），而高频手术刀等手术用器械占第1616位，约位，约达达180180亿日元（含进口部分达亿日元（含进口部分达430430

48、亿日元）。从上述数据可亿日元）。从上述数据可以看出，在日本国内能够代替医生眼睛进行诊断的医疗装以看出，在日本国内能够代替医生眼睛进行诊断的医疗装置发展速度较快，而能够代替医生手臂进行医疗的器械发置发展速度较快，而能够代替医生手臂进行医疗的器械发展相对落后。所以，发展和应用医疗机器人势在必行。展相对落后。所以，发展和应用医疗机器人势在必行。据日本机器人工业会对机器人产业的市据日本机器人工业会对机器人产业的市场预测表明，今后医疗与社会福利领域作场预测表明，今后医疗与社会福利领域作为应用机器人的五大重要领域之一将倍受为应用机器人的五大重要领域之一将倍受重视。另据日本科学技术政策研究所预测，重视。另据

49、日本科学技术政策研究所预测，到到20172017年在医疗领域使用微型机器和机器人年在医疗领域使用微型机器和机器人的手术将超过全部医疗手术的一半。的手术将超过全部医疗手术的一半。555 5、医疗机器人应用图、医疗机器人应用图 片展片展561.1.爬行摄像胶囊爬行摄像胶囊按照设计，这个机器按照设计，这个机器人可携带摄像机，人可携带摄像机，通过有弹性的通过有弹性的“腿腿”爬进患者的消化爬进患者的消化道，替代传统内窥道，替代传统内窥镜进行检查。它可镜进行检查。它可用来检查食管、胃用来检查食管、胃和十二指肠内部的和十二指肠内部的损伤或溃疡情况，损伤或溃疡情况，由意大利圣安娜高由意大利圣安娜高等学校的等学

50、校的CRIMCRIM实实验室开发。验室开发。572.2.游动摄像胶囊游动摄像胶囊这款摄像胶囊由这款摄像胶囊由微型螺旋桨驱微型螺旋桨驱动，也设计用动，也设计用于检查人体消于检查人体消化系统。在被化系统。在被患者从嘴里吞患者从嘴里吞服下以后，它服下以后，它会会“游动游动”检检查医生所怀疑查医生所怀疑的区域。的区域。583.3.远程诊断远程诊断医生正通过医生正通过RP-7RP-7医疗医疗机器人向护士询问机器人向护士询问患者病情。这款机患者病情。这款机器人与听诊器、耳器人与听诊器、耳镜和超声扫描仪相镜和超声扫描仪相连接，还有一个相连接，还有一个相机和一个屏幕，使机和一个屏幕，使患者和远方的医生患者和远