作脑外科手术的机器人

 据英《新科学家》2001年9月15日报道 :一种可以进行脑外科手术的机器人在英国诺丁汉女王医学中心大显身手。这个称为PathFinder的脑外科手术机器人看起来像一个只有一只手的工业机器人。它专门用来摘取脑肿瘤的活组织进行检查或植入电极用来控制帕金森氏病引起的动作震颤。外科医生首先用数字X射线仪标出病人头部的图像 ,指明需要取出检查的活组织位置和进行针刺的最佳点。然后机器人就能非常精确地移动外科手术器械到达正确部位。     

脑外科手术机器人的机构分析与研究

机器人通常由机构，驱动及控制系统，软件系统和辅助系统组成。文中就脑外科手术机器人的一种机构设计进行了分析，并就定位误差问题，着重探讨了构件杆长误差和转动副间隙对它的影响。为脑外科手术机器人的设计与研制提供了理论依据。     

最有前途的五种机器人

美国《福布斯》杂志最近评出最具人气的五种机器人。这五类机器人将对人类近期的生活产生重大影响。“达·芬奇外科系统”机器人“达·芬奇外科系统”机器人能够协助外科医生在任何距离上对病人实施手术,而医生只需要远程操作就可以完成各种复杂的工作。而且,不久前的一项研究表明,借助这一机器人接受过手术     

PID神经网络控制的手术机器人导管操作系统

在微创手术中外科医生长时间暴露于强辐射下,并且需要手动对导管进行灵巧和有效的操作,但这是不精确的.本文的目标是开发一种机器人导管操作系统,以高精度机械控制辅助外科医生进行介入手术.首先,根据PID和神经网络控制算法的特性进行分析.接着,针对经典PID和神经网络PID进行仿真性能分析.然后,在分析机器人导管操纵系统在两种控制算法下的实际性能对比.最后,根据纵向误差和同步操纵性方面进行综合对比.实验结果表明:机器人导管操纵系统的轴向误差小于1 mm.证明了控制方法的可行性和有效性.在远程操作过程中,PID神经网络控制器的同步操纵性能也远优于传统的PID控制器.基本满足机器人导管操作系统的稳定可靠、精度高、反应速度快等要求.     

中国：远程遥控机器人手术临床应用获突破

国家863计划专项课题“远程脑外科手术机器人系统的临床应用研究”和“远程骨科手术机器人系统的临床应用研究”日前通过验收。     

视觉定位脑外科手术机器人系统的坐标映射

详细阐述了基于视觉定位技术的脑外科手术机器人系统的构成与手术过程,探讨了系统四个坐标系之间的相互映射关系·利用计算机视觉、机器人和医学影像三维重建技术,辅助医生完成脑外科手术·系统采用标记点校准方法,用视觉定位代替人为机械臂定位方式,使系统在手术精度与智能化方面有了很大的改善·通过研究各个坐标系之间映射关系,完成手术校准与规划,引导机器人到达规划的位姿,为实际应用提供了理论基础·     

应用于机器人辅助微创外科手术的术前规划方法

机器人辅助微创外科手术(RMIS)技术可帮助外科医生有效克服传统微创外科技术的不足,提高外科医生对手术的执行能力,其所带来的良好的临床效果已被广泛接受.对于机器人来说,术前规划工作相对于传统微创外科手术更为复杂,合理的术前规划可以有效避免机器人末端执行器之间的相互干涉,提高机器人辅助微创外科手术的可操作性、可达性和可视性等,这对手术效果至关重要.本文将微创外科手术规划临床经验与机器人操作性能知识相结合,提出了一种基于多目标粒子群优化算法(MOPSO)的术前规划方法,从机器人有效工作空间、碰撞干涉检测、机械臂与器械末端运动灵活性及手眼协调性几个方面入手,对机器人进行综合性的定量评价,并以此为依据通过计算求解得出以合理的患者体表手术切口位置与机器人初始设置位置为主要目标的方案.为验证该方法的有效性,以机器人辅助腹腔镜胆囊切除术为实验范例,应用"MicroHandS"手术机器人系统为实验设备,针对同一名病患,将外科医生的经验方案和由算法计算得出的术前规划方案进行比较分析,其结果证明了该方法的优越性.实验结果表明,由优化算法得到的术前规划方法优势明显,有效地解决了以往仅依靠临床经验进行机器人辅助微创外科手术术前规划所带来的问题,提高了手术的安全性和效率.     

中国机器人施行脑手术成功

我国第一个用于脑外科手术的医用机器人研制成功,截止6月2日,田增民教授运用这套系统在海军总医院已成功地为72位患者施行手术,成功率100％。医生用鼠标操纵着电脑,指挥着机器人对人体最复杂的部位——大脑施行手术,6月2日上午11时至下午2时20分,记者在海军总医院神经外科手术室,目睹田     

位姿闭环控制的高精度脑外科机器人

为解决现有脑外科机器人存在的绝对定位精度难于满足精细手术应用的问题,提出一种视觉伺服的系统方案,引入高精度光学跟踪手段,对机器人的末端位姿进行实时测量并反馈。采用一种基于关节空间控制和位姿空间动态补偿综合的机器人视觉闭环控制方法,并设计了动态校正控制算法。仿真结果表明:动态位姿闭环可以有效克服各种参数误差因素的影响,对机器人的绝对定位和跟踪误差具有校正作用,明显改善了轨迹跟踪精度,同时提高了鲁棒性能。绝对定位达到神经外科手术±1mm的精度要求,实际运用取得了令人满意的结果。     

机器人做手术

德国麦魁特公司研制了一个医用机器人 ,其“手指”动作不仅灵活 ,而且异常准确——即使给鸡蛋剥壳 ,也不会损坏蛋壳下面的壳膜。这个机器人名叫嘉士伯。它能帮助外科医生修复病人的髋关节 ,让病人重新站起和行走。在开始手术之前 ,嘉士伯用三维 X射线检查病人关节的缺陷 ,然后根据植入关节的尺寸大小设计出手术的切口。经过它的精确计算和准确操作 ,关节的植入体正好承接在骨臼之中 ,如同一把钥匙插进其锁孔一样严密。植入体与骨臼的牢固结合 ,可以让病人在手术后的 2 4 h内重新站起和行走 ,病人的髋关节完全能承受身体的重量。机器人做手…     

机器人外科医生

在医学界，外科医生的地位无与伦比。每天，成千上万的病人把自己的生命交付给他们。他们接受了几十年严格的训练，妙手回春的医术，使病人起死回生。然而，随着手术机器人的出现，外科医生这个职业正在发生着巨大的变化。     

多孔生物玻璃

德国蔡司公司实验室人工合成出一种用于骨缺陷代用品的多孔玻璃。该玻璃很容易处理,因此外科医生可以直接在手术中按需要植入部位进行切割或锉削坯料。充满大量直径为0.15~0.4毫米的孔隙能使生物组织在修补物上继续生长,而且不会产生排斥反应。     

世界上第一例机器人遥控手术

英国的一个机器人在1997年12月中旬实施了世界上第一例机器人遥控手术。病人在葡萄牙的里斯本,医生在意大利。 这台耗资10万英镑的机器人手臂由英国人研制成功。取名为“探路者”的机器手与人的手臂外形和功能很相似。它有一个肩膀、一个肘和一个腕关节,可向6个角度运动,其中的一个角度能把针刺进入体内,抽取组织检查。机器人手臂有一     

换头术将成可能

英国每日邮报报道,一名首席外科医生近日表示,科学家很快将能够进行完整的人体头部移植,这过去仅存于科幻小说和恐怖电影的情节将很快变为现实。这一程序之前在猴子身上进行了,但近期科技的突破性进展使得重新连接骨髓变为可能,这使得这项手术能够在人体身上进行。都灵高级神经调节小组的神经外科医生塞尔吉奥·卡纳维洛认为,这一移植手术需要100名外科医生持续进行36     

基于椎板减压手术机器人的信息交互界面评价

为提升手术机器人的安全性及操作绩效,以椎板减压手术机器人为研究对象,对其交互界面进行用户评价。采用层次分析法计算各维度评价指标权重,并对骨外科医生展开问卷调研,收集界面内操作按键、实时磨削信息和机器人运行信息的有用性、易学习性、易理解性、平衡度及整体度评分。通过加权求和,得出界面内各按键及信息的加权评分。结果表明,操作按键、实时磨削信息的易学习性和平衡度评分及机器人运行信息的平衡度评分较低;界面内操作按键的加权评分高于均值,但实时磨削、机器人运行信息的加权评分低于均值。可见未来设计手术机器人界面时,需注重界面内按键及信息的辨识度,避免出现易混淆的按键或信息。统一界面语言、使用医用专业领域词汇、添加界面操作提示或功能说明是提升手术机器人安全性及操作绩效的必要设计。     

机器人在理疗、捕鱼中 的新用途

最近,日本正在研制一种机器人,它可以为那些需要活动肌肉或关节的康复病人提供适当的练习,完成康复治疗。这种机器人可用来帮助练习肩膀、手、膝盖、肘、股和腿的活动,而病人则仍然保持在水平姿势。机器人的负载转矩可以在很大范围内变化,这样,体力虚弱的病人就能根据自己的需要完成等张练习。     

全球首个拥有生物脑机器人问世

英国科学家日前研发出世界上第一个由活大脑组织控制的机器人,这个机器人名为“米特·戈登”。     

分布式多机器人协作研究与仿真

描述了一个分布式多机器人完成推箱子或其他任务的协作仿真平台．仿真系统可以用来试验机器人队伍的控制决策、团队组织原则．机器人可以通过环境进行协商，以简单的消息互相通讯．机器人通过传感器信息感知世界，并根据感知序列确定机器人行动．三维视图实时显示了机器人的运动状态，小地图显示了机器人的路径．     

基于虚拟夹具的微创外科手术机器人运动约束研究

机器人辅助微创外科手术(RMIS)技术能够显著提高外科医生对手术的执行能力.然而,现有的机器人主从遥操作模式下所存在的不足之处(如手眼协调性差、可视空间狭窄、力反馈信息的缺失等)容易导致医生产生过度操作而引起机器人执行机构的碰撞干涉(包括机械臂之间的碰撞干涉及内窥镜杆与手术器械杆的碰撞干涉)和手术器械末端脱离手术视野,由此带来的安全性问题不容忽视.本文提出了一种基于虚拟夹具的微创外科手术机器人空间运动约束方法,以"MicroHand S"机器人系统作为应用平台,在进行机械臂构型及运动学分析的基础上,针对上述问题展开研究,通过构建碰撞干涉检测模型实时监测机器人执行机构之间及机器人与环境物体之间的相对距离,并设置相应的安全预警区域,采用人工势场与虚拟代理点相结合的方式对机器人执行机构的运动空间加以限制,从而达到对医生的操作动作进行合理的引导与约束,提高手术效率与操作安全性的目的.该方法无需构建复杂的几何模型,虚拟夹具的定义方便快捷,对于其他主从操作模式下的微创外科手术机器人系统及类似的人机交互环境具有普适意义.最终的虚拟仿真实验结果表明,在有、无虚拟夹具两种操作环境下,实验参与人员的表现有着明显的差异,从而验证了所提出方法的有效性.     

我校研制激光手术器取得新成果

同济医院著名脑外科专家李龄教授,运用特殊的激光手术器,6月3日成功地完成了国内首例脑干肿瘤切除术.这种今年4月已在顽固性癫痫治疗中发挥了神奇功效的YAG激光手术器的研制者,便是我校激光设备厂的李正佳教授等.在人脑干上做手术,这在医学界一直被视为一大禁区,因为脑干是神经集中之处,稍有损伤,便可能致人残废甚至死亡.为了使此次手术获得成功,李正佳教授等根据手术的特殊要求,专门研制了用于切除脑深部肿瘤的特殊刀头.这种刀头能将激光限束,使激光有效地照射在肿瘤部位,而对其周围部位组织进行保护,从而减小组织损伤.同时激光能量将肿瘤汽化,并达到止血效果.接受这次手术治疗的患者是武汉卷烟厂职工龚腊梅.她今年38岁,手术前被医生断言只能再活两个月,对于她这样患“桥脑非外生长型