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股骨干骨折复位机器人主从控制系统的设计
目的 研究设计复位力量大、操作精度高、数字化主从控制的股骨干骨折复位机器人,降低医务人员手术强度和辐射风险、提高复位精度和稳定性.方法 分析骨折治疗的方法及流程,设计骨折复位机器人的工作流程,以嵌入式微控制器LPC1788为核心,选用微控制器的串行通信引脚接收复位指令,分析处理完成后通过微控制器的PWM引脚输出控制信号,信号经差分变换后传输给从机械臂的伺服驱动系统,精确控制操作杆执行复位指令,引入反馈监测和童锁功能,增强了系统可靠性.结果 在软硬件联合调试过程中,控制系统在正常操作和模拟各种异常或错误操作的情况下,全程无任何错误输出.结论 股骨干骨折复位机器人的主从控制系统运行安全稳定,能有效滤除各种错误,输出准确、操作性强,具有重要的临床意义.
关键词: 骨折复位 主从控制 医用机器人 医学数字化 股骨干骨折复位机器人 -
CHINAPLAS盛大回归医疗将成亮点
医疗行业政策放开,前景无限好2015年10月3日,《中国制造2025重点领域技术路线图》将生物医药、高性能医疗器械列为医疗领域的先进制造的两个方向,提出“提高医疗器械的创新能力和产业化水平,重点发展影像设备、医用机器人等高性能诊疗设备,全降解血管支架等高值医用耗材,可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品。”并且2014年出台的行业母法《医疗器械监督管理条例》明确提出,国家鼓励医疗器械的研究与创新,促进医疗器械新技术的推广和应用,推动医疗器械产业的发展。这一系列政策推出,不仅对医疗终端企业提出了行业规范要求,对上游供应版块同时也提出了更大挑战及机遇。
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2016 Medtec医疗设计与技术展推动医疗器械产业发展顺势前行--借力“中国制造2025”的东风
随着2016年的到来,《中国制造2025》,这个作为我国实施制造强国战略第一个十年的行动纲领,已迈开前进的脚步,走入其战略发展的第一年。其行动计划中的高性能医疗器械,也作为行动纲领中大力推动重点突破发展的领域之一,重点包括发展影像设备、医用机器人等高性能诊疗设备,全降解血管支架等高值医用耗材,可穿戴、远程诊疗等移动医疗产品。实现生物3D打印、诱导多能干细胞等新技术的突破和应用。
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医用机器人与计算机辅助手术MRCAS进展
综述了医用机器人与计算机辅助手术(MRCAs)技术在计算机辅助手术、医用机器人和遥操作手术三个方面的发展历程.首先,根据图像模式的不同.总结了计算机辅助手术在CT/MRI导航、透视导航、无图像导航以及其他一些导航手术中的研究进展.然后,按照医用机器人的发展历史,阐述了基于工业机器人平台的外科机器人、专用外科机器人和小型模块化机器人三个发展阶段.接着,根据临床应用特点,介绍了遥操作手术在本地遥外科和远程遥外科中的应用.后,讨论了MRCAS的未来发展趋势.
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康复机器人研究现状
机器人是可以重复编程、基于传感器的机械电子系统,可以完成对人类活动有益的一些工作.近年来,世界机器人技术领域出现了重大的调整,其重心从制造业向非制造业、从第二产业向第一产业和第三产业转移,尤其是在医疗领域得到了飞速的发展,医用机器人已经成为国际机器人领域的一个前沿研究热点.
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6分量应变式力传感器弹性体
多分量力传感器是人体生物力学参数测试的重要工具之一,现在已经广泛地应用于生物医学工程研究.近年来应用比较广泛的步态分析系统中的测力平台就是利用多分量力传感器检测三个方向的地面反力和力矩[1],分析人体在行走过程中的受力规律,进行运动功能康复诊断与评定;王广志和张力群利用6分量力传感器检测敲击髌韧带时膝关节的反射力矩[2];哈尔滨工业大学研制的航天服关节阻尼力矩的机器人测试系统采用的也是6分量力传感器[3],此外6分量力传感器还广泛用于医用机器人力的感知和反馈控制[4].
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计算机辅助骨科手术的临床医学评价方法
随着计算机技术和精密机械自动控制技术的日益成熟,医学影像设备成像质量的不断提高,把计算机医学图像处理及三维可视化、医用机器人、空间三维定位导航系统和临床手术结合起来,研制开发计算机辅助手术导航系统(computer assisted surgery,CAS),正逐步被医生和工程人员所接受.由于骨科手术所涉及的骨骼、关节及其周围软组织容易被X线、计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、超声成像(US)等医学影像设备清晰地反映,因此CAS在骨科手术领域应用为广泛和活跃,计算机辅助骨科手术(computer assisted orthopaedics surgery,CAOS)将有可能成为未来骨科手术的首选标准方案[1,2].
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面向21世纪——胸外科的机遇与挑点
当代科学技术的高速发展体现在多门学科的交叉和渗透。19世纪末随着麻醉、显微镜和新医学材料等一系列革命性技术的出现,使现代外科产生了一次巨大的变革。20世纪,信息技术已经渗透到了医学的各个领域,引起了一场更伟大的革命。21世纪,医学科学将发生难以置信的革命性巨大变化,信息技术、基因技术、芯片技术及航天航海技术等将更广泛地应用到生命科学,更具特性而又前途无量的交叉学科如医用机器人、计算机辅助外科、组织工程学、纳米技术以及转基因技术等等将以崭新的姿态展现在我们面前。 同其它学科一样,胸外科的发展和成熟也是伴随着人类医学发展的脚步前进的,特别是近二三十年来,新的诊治方法和手段不断出现,使以往认为是高难度的手术成为普通常规手术,很多禁区已被打破。然而,21世纪高新技术的迅猛发展,无疑将对胸外科拓展产生不可估量的影响,我们面临着历史性的机遇和挑战。 一、外科机器人(robotic surgery) 近年来,先进的医用机器人技术已渗透到外科领域。这项技术在外科领域中的应用不仅为手术精确定位、手术小损伤及手术质量等方面将带来一系列的变革,而且将改变传统外科的许多概念,对新一代机器人化的手术设备开发与制造、医学教学与研究,对临床或家庭护理及康复工程等方面都有十分重要的意义。 美国已研制成功医用机器人内窥镜定位系统,它是具有7个自由度的机器人手臂,可模拟人手的形状和功能,并由外科医师预先将语音指令录入语音卡,术前将此卡置入操纵器,术中机器人装置即能按照语音指令操纵仪器进行胸部内窥镜手术;外科医师亦可在控制台通过监视器观看手术部位、操纵手柄、对高度敏感的运动传感器进行触发,这些数据被计算机处理并传输到外科操纵器中,于胸腔内实施相同的运动。在这种智能化手术室里,人和机器人装置共同进行手术,提高了外科医师的技能。日趋先进的微创外科方法,需要更加精确和稳定的动作,计算机化的外科方法系统能适应此要求。美国、加拿大以及西欧等国已成功地应用医用机器人设备施行了数百例微创二尖瓣外科手术和微创冠状动脉旁路移植手术。我国的北京和上海也成功地开展了医用机器人辅助的胸外科手术。
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海军总医院开发研究的第二代医用机器人已成功实施45例无框架脑立体定向手术
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计算机辅助微创骨科手术临床应用的相关问题和对策
骨骼和其周围的肌肉等软组织构成了人体重要和复杂的运动系统.在手术中,如何避开错综复杂的神经血管结构,以小的手术侵袭,准确地固定和修复骨骼,一直是骨科医生的梦想和面临的挑战.计算机辅助骨科手术的出现,使这种梦想变为可能.计算机辅助外科手术(computer-assisted surgery,CAS)是一种基于计算机对大量数据信息的高速处理及控制能力,通过虚拟手术环境为外科医生从技术上提供支援,使手术更安全、更准确的一门新技术[1].CAS在骨科手术中的具体应用称为计算机辅助骨科手术(computer-assisted orthopedic surgery,CAOS).它综合了当今医学领域的先进设备:计算机断层扫描(CT)、磁共振成像(MRI)、正电子发射断层扫描(PET)、数字血管减影(DSA)、超声成像(US)以及医用机器人(MR).利用CT、MRI、PET、DSA等的图像信息并结合立体定位系统(stereotactic localizationsystem),可对人体肌肉骨骼解剖结构进行显示和定位,在骨科手术中利用计算机和医用机器人进行手术干预[2].CAOS为骨科医生提供了强有力的工具和方法,在提高手术定位精度,减少手术损伤,实施复杂骨科手术,提高手术成功率方面有卓越的表现,虽应用时间较短,但应用日益广泛,受到各国骨科医生的高度重视.
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机器人技术在临床医学中的研究与应用
机器人是由计算机编排程序控制,靠自身动力和控制能力实现各种功能的一种机器,广泛应用于工业、农业、军事、医学等领域.简要介绍了机器人的发展经历、基本概念、定义和种类,系统地综述了国内外机器人技术在临床医疗、科研、教学、康复中的研究与应用现状,以及机器人在临床医学中应用的类型、原理、适应症、效果等.
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骨科手术机器人临床应用的优势和局限
1910年,捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中,根据Robota (捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik (波兰文,原意为“工人”),创造出Robot “机器人”这个词。Robot本意为奴隶,即人类的仆人。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人的定义:一种可编程和多功能的操作机;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,它能为人类带来许多方便之处。机器人应用于外科手术始于20世纪80年代,机器人应用于骨科手术始于1992年。经过近20余年的发展,医用机器人在骨科手术中已经崭露头角,机器人手术的适应证不断扩展,临床手术效果短期表现优异,但骨科手术种类繁多、操作复杂,大多需要术中影像引导及内置物置入,手术机器人在骨科手术中的使用必须考虑上述特点,目前还存在技术和使用方式方面的很多问题,亟待在临床研发和应用中不断解决。
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英国参与试用"机器人医生"
医用机器人已被安排于近日开始在圣玛丽医院进行查房并在英国帝国理工学院进行展示.美国InTouch Health公司研制的伴侣医用机器人可让医学专家对世界任何地方的病人进行直观的检查和交谈.它们也能用于外科手术教学和视频会议.
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微创机器人心脏手术在中国
随着微创外科技术的发展,传统的开胸心脏直视手术会变得越来越少,从而被各种微创术式所替代.医用机器人"达芬奇"(da Vinci)手术系统的问世,使外科医师能在不开胸的条件下精确完成复杂的心脏直视手术,成为心血管微创外科的典型代表和发展方向之一.
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医用机器人描绘外科手术美好未来
关键词: 医用机器人 -
医疗机器人的治愈时代
《超能陆战队》的上映成为了舆论的热点话题,片中的主角“大白”,一个治愈系温暖型智能医疗机器人也成功满足了观众们对于未来智能医疗机器人的幻想.其实在医疗领域机器人的需求是非常大的,机器人对于医疗保健行业并不陌生.我们知道,已经有大量的机器人被用于各种物理治疗中,还有一些机器人被用于帮助训练医生进行一系列治疗和手术.下面我们一起来看看世界各国的机器人,它们是当前实用的医用机器人,它们有潜力为医疗产业带来革命.
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微型压电蠕动医用机器人系统模型
提出一种压电驱动微型医用机器人系统模型,机器人采用基于惯性-摩擦理论的新型压电驱动器,每个压电驱动器由两个压电陶瓷元件构成,通过交替的顺序变形来实现微位移驱动.机器人依靠机构内部的摩擦力和惯性力驱动,因此将能够介入人体肠道实现体内"少创和无创"诊疗,亦可深入其它领域的微小空间,微小管道完成实时探测和维护.
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射波刀的临床优势
射波刀设计独特,是利用灵活的机械臂操控的直线加速器,在影像定位系统引导下实现无框架立体定位放射外科治疗.同步呼吸跟踪系统在放射治疗过程中动态补偿呼吸运动,使运动器官的肿瘤也能得到放射外科治疗.文中结合射波刀的组成和特点,综述射波刀在立体定位放射外科中的临床优势.
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纤维内镜机器人手术系统设计与人体模型实验研究
目的机器人辅助内镜手术操作系统应用于内镜外科手术,通过医生和机器人系统的合理分工和有机配合,可以提高手术质量、改善医生工作条件、实现远程及超远程手术等,研究并开发此系统对于发展微创医学有重要意义.本研究的目的在于以操作纤维内镜为研究对象,开发出计算机辅助纤维内镜手术系统.方法就机器人系统的研制背景、总体设计、内镜操作器子系统原型样机设计及实验,并结合系统开发对内镜外科机器人的人机交互接口、安全性等问题进行了系统探索和研究.结果根据系统总体设计,研制出计算机辅助内镜操作器模型机和一种内镜器械操作器物理样机;使用内镜操作器样机,通过远距离(5m外)操作计算机顺利完成临床人体模型乙状结肠镜检查试验.结论机器人辅助纤维内镜系统的概念设计是可行和实用的、系统样机的设计是合理的、样机的基本功能达到了设计要求、人体模型应用实验证实和验证了采用机器人辅助操作纤维内镜是可行的.