醫(yī)療機器人的背景?
人類能夠執(zhí)行外科手術曾經(jīng)被認為是一種奇跡。外科作為科學自身有一部輝煌的發(fā)展史,撇開手術的難度,從切口來看曾經(jīng)歷了兩個時代:開放式手術和小切口手術。過去做腎臟手術需要很長地切口,甚至還要去掉肋骨,而腹腔鏡小切口手術只需要幾厘米,這無疑是很大的進步。但是它們的共同點是必須要有外科醫(yī)生親手握手術刀做手術。信息科學的進步使外科手術進人第三代,手術可由機器人執(zhí)行手術,醫(yī)生做手術的手被具有觸覺功能、可操作的機械臂取代。醫(yī)生在計算機終端前操作,計算機將醫(yī)生的手在病人體外的活動轉(zhuǎn)化成儀器在體內(nèi)微小的精確運動,曾經(jīng)是科學幻想的機器人手術終于變成了現(xiàn)實。
機器人進人外科手術領域是緣于其無與倫比的控制性和微創(chuàng)手術操作的精細性。外科機器人技術與系統(tǒng),是機器人技術、計算機控制技術、數(shù)字圖像處理技術、微機電系統(tǒng)、傳感器技術、生物制造與臨床醫(yī)學技術相結合的新興多學科交叉技術,可以有效輔助醫(yī)生進行手術定位和手術操作,提高臨床手術的精確性、靈活性和穩(wěn)定性,實現(xiàn)微創(chuàng)手術和數(shù)字化手術。隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會進步,我們可以期待,有一天,機器人輔助內(nèi)鏡手術可能會取代人工內(nèi)鏡手術,成為外科微創(chuàng)治療的最佳選擇。
15世紀末達芬奇遺留下來的手稿中有關于機器人的設計,據(jù)說后來的研究者依照達芬奇的原始設計重新生產(chǎn)出來了能進行復雜功能的機器人。
一、高級外科醫(yī)院(MASH)與戰(zhàn)地外科車
在1980年代中期,美國宇航局(NASA)研究虛擬現(xiàn)實的團隊中加入了費歇爾博士(S. Fisher)與羅森(J. Rosen)醫(yī)生,他們設想利用虛擬現(xiàn)實的技術創(chuàng)造一種遠程機器人手術,并邀請斯坦福研究中心的格林(P. Green)博士的生物機械團隊嘗試設計一個用于手外科手術的遠程高精縫合血管與神經(jīng)的裝置。由于1980年代后期內(nèi)窺鏡手術進入了跟開放性外科手術競爭的時代,腹腔鏡手術當時面臨的挑戰(zhàn)是缺乏手感、缺乏三維視野與操作困難,外科醫(yī)生需要大量的訓練才能基本掌握該技術。意識到格林等人的系統(tǒng)可以解決腹腔鏡手術的困境,沙塔瓦(R. Satava)醫(yī)生建議格林把研究方向轉(zhuǎn)移到了內(nèi)窺鏡手術。沙塔瓦與格林的研究后來引起了陸軍外科總管拉婁(A. LaNoue)的注意,在他的支持下,沙塔瓦被調(diào)進了五角大樓的高級研究項目所(ARPA),主持發(fā)展遠程手術。對于軍隊來說,遠程手術可以讓醫(yī)生遠離戰(zhàn)場操作在戰(zhàn)場中的機器人進行急救
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