資訊
頻道
當(dāng)前位置:首頁(yè) > 醫(yī)療器械資訊 > 技術(shù)前沿 > 醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人現(xiàn)狀與展望

醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人現(xiàn)狀與展望

文章來(lái)源:科訊醫(yī)學(xué)網(wǎng)發(fā)布日期:2016-08-03瀏覽次數(shù):242

++++       +醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人是指用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療以及健康服務(wù)等方面的機(jī)器人,主要用于患者的救援、醫(yī)療、康復(fù)或健康信息服務(wù),是一種智能型服務(wù)機(jī)器人。隨著我國(guó)進(jìn)入老齡化,醫(yī)療、護(hù)理和康復(fù)的需求不斷增加,同時(shí)由于人們對(duì)生活品質(zhì)追求的提高,使得醫(yī)療不管在質(zhì)上還是量上都要滿足更高水準(zhǔn)的要求。另一方面,醫(yī)護(hù)人力相對(duì)缺乏,醫(yī)療及健康服務(wù)機(jī)器人具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?        根據(jù)功能和用途的不同,本文著重從康復(fù)機(jī)器人、手術(shù)機(jī)器人和健康管理機(jī)器人三個(gè)方面進(jìn)行綜述。+        康復(fù)機(jī)器人+        康復(fù)機(jī)器人是近年來(lái)興起的一種運(yùn)動(dòng)神經(jīng)康復(fù)治療技術(shù),屬于醫(yī)療機(jī)器人的一個(gè)重要分支。康復(fù)機(jī)器人不僅提供了有效的治療手段和完善的評(píng)估方案,而且為深入研究人體運(yùn)動(dòng)康復(fù)規(guī)律,以及大腦與肢體的控制、影響關(guān)系提供了另一種有效途徑。+        使用機(jī)器人輔助治療可以提高效率和訓(xùn)練強(qiáng)度,比常規(guī)的治療手段更有潛力。目前,國(guó)際上眾多的研究機(jī)構(gòu)和康復(fù)機(jī)構(gòu)都爭(zhēng)相在神經(jīng)康復(fù)機(jī)器人方面進(jìn)行開(kāi)發(fā)和產(chǎn)品化研究。機(jī)器人輔助神經(jīng)康復(fù)和運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練已經(jīng)成為康復(fù)技術(shù)主要的發(fā)展趨勢(shì)。+        具有代表性的康復(fù)機(jī)器人有華盛頓大學(xué)開(kāi)發(fā)的7個(gè)自由度的上肢康復(fù)機(jī)器人CADEN-7,可以實(shí)現(xiàn)肩部的伸/屈、旋內(nèi)/外、大臂旋轉(zhuǎn)、肘屈/伸、前臂轉(zhuǎn)動(dòng)、腕關(guān)節(jié)屈/伸、外展/內(nèi)斂等?;趦?nèi)置的數(shù)據(jù)庫(kù)管理,定義日常生活活動(dòng)中上肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)參數(shù),通過(guò)工作空間分析、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍,并結(jié)合考慮上肢的生理學(xué)和解剖學(xué)特點(diǎn),實(shí)施康復(fù)訓(xùn)練方案。+ 瑞士皇家理工學(xué)院與+Balgrist+大學(xué)附屬醫(yī)院合作開(kāi)發(fā)的6個(gè)自由度上肢康復(fù)機(jī)器人ARMin,能夠?qū)崿F(xiàn)整機(jī)的上下平動(dòng)、肩旋內(nèi)/外、大臂轉(zhuǎn)動(dòng)、肘屈/伸、肩部屈/伸、前臂轉(zhuǎn)動(dòng)等運(yùn)動(dòng)。隨后又與Ljubljana大學(xué)合作研制的ARMinII,增加了腕關(guān)節(jié)屈/伸運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了7個(gè)自由度運(yùn)動(dòng),并且為患者提供重力補(bǔ)償,協(xié)助肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)進(jìn)行復(fù)合運(yùn)動(dòng)。+        虛擬現(xiàn)實(shí)是康復(fù)機(jī)器人應(yīng)用中的一項(xiàng)重要技術(shù),利用物聯(lián)網(wǎng)搭建的虛擬環(huán)境,部分或全部去掉現(xiàn)實(shí)中的真實(shí)環(huán)境,利用傳感即運(yùn)動(dòng)跟蹤技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬世界的交互。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為康復(fù)治療提供了重復(fù)練習(xí)、成績(jī)反饋、維持動(dòng)機(jī)三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)手段,設(shè)置合理的虛擬環(huán)境及有效的信息反饋,患者可以對(duì)自身狀況進(jìn)行客觀評(píng)估,從而大大提高了康復(fù)訓(xùn)練的效果。+        為了實(shí)現(xiàn)感覺(jué)信息的神經(jīng)反饋,康復(fù)機(jī)器人需要實(shí)時(shí)獲取接觸、握力、溫度等感覺(jué)信息,然后把這些信息通過(guò)適當(dāng)?shù)姆绞椒答伣o患者大腦,將患者的主觀運(yùn)動(dòng)意識(shí)與客觀獲取的感覺(jué)信息融合。如何實(shí)現(xiàn)感覺(jué)信息的精確神經(jīng)反饋是康復(fù)機(jī)器人進(jìn)一步研究亟需解決的問(wèn)題。肢體運(yùn)動(dòng)神經(jīng)分布重建是核心技術(shù)之一,將殘留的臂叢神經(jīng)移植到人體肌肉(靶點(diǎn)肌肉)或者吻合到替代神經(jīng)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)缺失運(yùn)動(dòng)功能信號(hào)源的重建。+        比如,對(duì)于肩部截肢者,將殘留臂叢神經(jīng)移植到胸部肌肉,經(jīng)過(guò)數(shù)月的生長(zhǎng),臂叢神經(jīng)便會(huì)在胸部肌肉內(nèi)重建。當(dāng)截肢者通過(guò)“意識(shí)”做幻影手臂的某一動(dòng)作時(shí),運(yùn)動(dòng)指令會(huì)通過(guò)臂叢神經(jīng)傳遞至胸部肌肉并引起胸部肌肉收縮。采集胸部肌肉的表面肌電信號(hào)并解碼分析,就可預(yù)測(cè)截肢者的手臂運(yùn)動(dòng)意圖,實(shí)現(xiàn)對(duì)多自由度假肢的神經(jīng)控制。外骨骼機(jī)器人與穿戴者有著緊密聯(lián)系,機(jī)器人必須準(zhǔn)確、快速地判斷穿戴者的運(yùn)動(dòng)意圖并做出決策。+ 手術(shù)機(jī)器人+        手術(shù)機(jī)器人是一種智能化的手術(shù)平臺(tái),已廣泛應(yīng)用于臨床多個(gè)學(xué)科,典型的有泌尿外科,比如前列腺切除術(shù)、腎移植、輸尿管成形術(shù)等;婦產(chǎn)科,比如子宮切除術(shù)、輸卵管結(jié)扎術(shù)等;普通外科,比如膽囊切除術(shù)等。具影響力的是達(dá)芬奇機(jī)器人,具有三維成像、觸覺(jué)反饋和寬帶遠(yuǎn)距離控制等功能,被認(rèn)為是手術(shù)機(jī)器人成功的典范。上表以腹腔鏡手術(shù)為例,對(duì)手術(shù)機(jī)器人與傳統(tǒng)手術(shù)的技術(shù)和功能進(jìn)行了比較。+        達(dá)芬奇公司通過(guò)其手術(shù)機(jī)器人和3D模擬技術(shù)獲得新的操作數(shù)據(jù)和反饋信息,通過(guò)改進(jìn)和完善,不斷推出新機(jī)型,讓后來(lái)者很難跟上其研發(fā)腳步。+        達(dá)芬奇機(jī)器人功能較多,相應(yīng)的售價(jià)也很貴,國(guó)內(nèi)大概是+2000+多萬(wàn)元人民幣,再加上昂貴的維護(hù)和售后服務(wù)等費(fèi)用,讓國(guó)內(nèi)中小型醫(yī)院和??漆t(yī)院望而卻步。+        未來(lái)的手術(shù)機(jī)器人可以從個(gè)性化功能需求出發(fā),突出細(xì)分化領(lǐng)域應(yīng)用。按照手術(shù)流程可大到機(jī)體外科手術(shù)、小到簡(jiǎn)單傷口縫合,從功能和技術(shù)差異性角度突破達(dá)芬奇機(jī)器人的壟斷局面,比如手術(shù)定位和導(dǎo)航機(jī)器人,直到更強(qiáng)大的人工智能DIY+ 醫(yī)用機(jī)器人平臺(tái)和智能化+OR+系統(tǒng)。+        健康管理機(jī)器人+        受益于醫(yī)療應(yīng)用在移動(dòng)智能設(shè)備上的普及,移動(dòng)醫(yī)療類健康管理產(chǎn)品迎來(lái)了一個(gè)重大契機(jī)?;谥形麽t(yī)理論的健康管理機(jī)器人受到了格外重視,以中醫(yī)為例,上海中醫(yī)藥大學(xué)和復(fù)旦大學(xué)聯(lián)合開(kāi)發(fā)了中醫(yī)人工智能機(jī)器人,不僅將原本依賴于醫(yī)生主觀判斷的中醫(yī)面診、舌診和脈診技術(shù)化,還利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)來(lái)分析名中醫(yī)積累的經(jīng)驗(yàn)信息,使中醫(yī)寶庫(kù)在高科技時(shí)代更好地傳承。+        中醫(yī)智能機(jī)器人專注于中醫(yī)的“望、聞、問(wèn)、切”,具有鮮明的中國(guó)特色,其主要功能為面診、舌診、問(wèn)診及脈診。首先通過(guò)機(jī)器人的視覺(jué)采集人體的面像和舌像,通過(guò)機(jī)器手或手環(huán)采集人體的脈搏,利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)、機(jī)器學(xué)習(xí)、人工智能和深度學(xué)習(xí)算法,智能判讀人體的面像、舌像和脈搏數(shù)據(jù),再結(jié)合問(wèn)診信息,后通過(guò)中醫(yī)醫(yī)理模型推斷人體的整體健康體質(zhì)類型,并根據(jù)具體情況提供個(gè)性化的康復(fù)建議,包括保健原則、飲食藥膳、起居養(yǎng)生、穴位按壓、中醫(yī)功法和音樂(lè)療法等。