骨科手术机器人可应用于膝关节手术和髋关节手术和脊柱外科手术中。传统的骨科手术存在
手术风险高、定位困难、植入精度低、复杂术式难普及、智能设备匮乏、手术创伤大、并发
症多等问题。而骨科手术机器人可利用术前的三维CT影像对病灶进行准确测量,根据病灶大
小及植入假体形状进行术中组织的精确判断和操作。
从关键组成部件上看,主要包括机械系统、影像系统和计算机系统。其中,机械系统中的机
械臂是手术的核心执行模块,末端的反馈结构具有视觉、力觉、触觉等模态。影像系统能够
给施术医生提供更加清晰的影像资料,帮助患处定位和导航。计算机系统是骨科机器人的中
枢,主要辅助医生进行手术方案设计和实现路径规划,帮助医生进行手术,此外还能对手术
设备进行管理,包括对机械系统各部位的损耗情况进行自检和智能评估。
(3)神经外科手术机器人
神经外科手术主要指针对脑部、脊髓和神经的手术,在操作上具有手术空间小、定位困难等
难点。神经外科手术机器人主要通过对脑部病灶位置精确的空间定位,辅助医生夹持和固定
手术器械等,并完成如活检手术、深脑刺激、经颅磁刺激、立体定向脑电图、神经内窥手术
等的神经外科手术。
从关键组成部件上看,主要包括术前规划软件、导航定向系统、机器人辅助器械定位和操作
系统。其中,手术规划软件是神经外科手术机器人的核心技术,帮助医生进行手术方案的规
划,在手术前获得患者病灶处的图像,结合医生的解剖学和病理学知识,进行包括手术方
法,手术流程,手术切口与路径等方面的规划。导航定向系统是通过以CT/MRI等影像设备
扫描图像建立的三维模型作为参考,对手术进行规划与虚拟仿真操作。机器人机械结构系统
是机器人系统的执行和操作单元,要求机器人末端的误差尽可能小,同时确保各个关节能够
按照规划的轨迹进行运动。
从适应症上看,神经外科手术机器人可应用于包括中枢神经系统炎症疾病、帕金森病和癫痫
病在内的神经系统疾病、脑血管病和脑梗死,应用市场广阔。
(4)血管介入手术机器人
血管介入机器人主要是在血管介入手术(主要是心血管介入手术)中实施导管的推进和导
航,在术前和术中依据影像数据构建病患血管的三维形态图和分析血管交叉口、弯道、弹
性、斑块的特征,从而实现在手术过程中对手术器械的跟踪和定位,有助于大幅提升手术的
精准度,同时降低医务人员的劳动强度,也在一定程度上减少了手术对于医生个人技术熟练
度的依赖。
从关键组成部件上看,主要包括图像导航系统、机械装置与控制系统和力反馈系统等。其
中,图像导航系统能够集成显示导丝和血管,并通过三维血管模型构建确保手术安全性。机
械装置与控制系统负责导管的推进与旋转运动,由主刀医生操作和操控。力反馈系统可以准
确地感受到导丝在血管中的受力情况,确保在引导图像不够直观的情况下也可以保证导丝的
安全介入。
(5)口腔手术机器人
机器人的智能化、高精准度等特点,使其在口腔医学领域的应用具有更加独特优势,目前机
器人在口腔医学应用的领域主要包括以下几个:
口腔颌面外科学领域:微创,降低手术偏差,增强手术安全性,提高效率;
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