醫療機器人技術 (電子書)

第1章 醫療機器人的特點及分類
1.1 醫療機器人的基本概念
1.2 醫療機器人的特點
1.2.1 概述
1.2.2 醫療機器人的應用優點
1.2.3 醫療機器人未來發展的趨勢
1.3 醫療機器人的結構
1.3.1 機器人系統的組成
1.3.2 醫療機器人的分類
參考文獻

第2章 醫療機器人的關鍵技術
2.1 遠端手術技術
2.1.1 遠端手術技術的背景
2.1.2 遠端手術的基本定義
2.1.3 遠端手術的運用實例
2.2 手術導航技術
2.2.1 手術導航技術的背景
2.2.2 手術導航技術的基本定義
2.2.3 手術導航技術的運用實例
2.3 人機互動技術
2.3.1 人機互動技術的背景
2.3.2 人機互動的基本概念
2.3.3 人機互動的運用實例
2.4 輔助介入治療技術
2.4.1 輔助介入治療技術的背景
2.4.2 輔助介入治療技術的基本定義
2.4.3 輔助介入治療技術的應用實例
參考文獻

第3章 醫院服務機器人
3.1 引言
3.1.1 醫院服務機器人的研究背景
3.1.2 醫院服務機器人的研究意義
3.2 醫院服務機器人的研究現狀
3.3 醫院服務機器人的關鍵技術分析
3.3.1 醫院服務機器人室內導航技術
3.3.2 醫院服務機器人的定位與避障技術
3.3.3 醫院服務機器人路徑規劃問題
3.4 醫院服務機器人的典型實例
3.4.1 移動式醫院服務機器人
3.4.2 自動化藥房
參考文獻

第4章 神經外科機器人
4.1 引言
4.1.1 神經外科機器人的研究背景
4.1.2 神經外科機器人的研究意義
4.2 神經外科機器人的研究現狀
4.2.1 立體定向神經外科
4.2.2 功能性神經外科及癲癇病灶定位
4.2.3 內鏡腦外科
4.2.4 神經外科腫瘤學
4.2.5 周圍神經手術
4.2.6 其他神經外科應用
4.3 神經外科機器人的關鍵技術
4.3.1 神經外科導航系統與定位技術
4.3.2 神經外科機器人遠端互動技術
4.3.3 神經外科機器人精準定位技術
4.4 神經外科機器人實施實例
4.4.1 Neuroarm 手術系統
4.4.2 ROSA 機器人輔助系統
參考文獻

第5章 血管介入機器人
5.1 引言
5.1.1 血管介入機器人的研究背景
5.1.2 血管介入機器人的研究意義
5.2 血管介入機器人的研究現狀
5.3 血管介入機器人的關鍵技術
5.3.1 血管介入機器人機械結構
5.3.2 血管介入機器人導航技術
5.3.3 血管介入機器人的安全
5.3.4 基於虛擬技術的手術模擬
5.4 應用實例
參考文獻

第6章 腹腔鏡機器人
6.1 引言
6.1.1 腹腔鏡機器人的研究背景
6.1.2 腹腔鏡機器人的研究意義
6.2 腹腔鏡機器人的研究現狀
6.2.1 腹腔鏡機器人的海外研究現狀
6.2.2 腹腔鏡機器人的中國研究現狀
6.3 腹腔鏡機器人的關鍵技術
6.3.1 腹腔鏡機器人持鏡手臂設計
6.3.2 腹腔鏡機器人的運動規劃及控制技術
6.3.3 腹腔鏡機器人的自動導航方法
6.3.4 腹腔鏡機器人的空間位置確定
6.3.5 腹腔鏡機器人的虛擬實境技術
6.4 腹腔鏡機器人的介入實例
6.4.1 da Vinci 系統
6.4.2 「妙手」系統
6.5 未來展望
參考文獻

第7章 膠囊機器人
7.1 引言
7.1.1 膠囊機器人的研究背景
7.1.2 膠囊機器人的研究意義
7.2 膠囊機器人的研究現狀
7.2.1 被動式膠囊機器人
7.2.2 主動式膠囊機器人
7.3 膠囊機器人的關鍵技術
7.3.1 膠囊機器人的微型化技術
7.3.2 膠囊機器人的密封技術
7.3.3 膠囊機器人的能源供給技術
7.3.4 膠囊機器人的驅動技術
7.3.5 膠囊機器人的定位與智慧控制
7.4 膠囊內鏡機器人實施實例
7.4.1 PillCam 膠囊機器人
7.4.2 OMOM 膠囊內鏡機器人
參考文獻

第8章 前列腺微創介入機器人
8.1 引言
8.1.1 前列腺微創介入機器人的研究背景
8.1.2 前列腺微創介入機器人的研究意義
8.2 前列腺微創介入機器人的研究現狀
8.3 前列腺微創介入機器人的關鍵技術
8.3.1 前列腺MRI 圖像的輪廓分割
8.3.2 前列腺微創介入機器人構型
8.3.3 前列腺微創介入機器人穿刺特性
8.3.4 前列腺微創介入機器人運動規劃
8.3.5 前列腺微創介入機器人的精確控制
8.4 前列腺微創介入機器人介入實例
參考文獻

第9章 乳腺微創介入機器人
9.1 引言
9.1.1 乳腺微創介入機器人的研究背景
9.1.2 乳腺微創介入機器人的研究意義
9.2 乳腺微創介入機器人的研究現狀
9.3 乳腺微創介入機器人的關鍵技術
9.3.1 乳腺微創介入機器人的兼容性
9.3.2 乳腺微創介入機器人構型
9.3.3 乳腺微創介入機器人穿刺針—組織作用機理
9.3.4 乳腺微創介入機器人路徑規劃
9.3.5 乳腺微創介入機器人的精確控制
9.4 乳腺微創介入機器人介入實例
參考文獻

第10章 骨科機器人
10.1 引言
10.1.1 骨科機器人的研究背景
10.1.2 骨科機器人的研究意義
10.2 骨科機器人的研究現狀
10.2.1 關節外科骨科機器人
10.2.2 整骨骨科機器人
10.2.3 脊柱外科骨科機器人
10.2.4 創傷骨科機器人
10.3 骨科機器人的關鍵技術
10.3.1 骨科機器人的機械系統
10.3.2 骨科機器人的電腦輔助導航系統
10.3.3 骨科機器人的人機共同系統
10.4 骨科機器人實施實例
參考文獻

第11章 康復機器人
11.1 引言
11.1.1 康復機器人的研究背景
11.1.2 康復機器人的研究意義
11.2 康復機器人的研究現狀
11.2.1 上肢康復機器人研究現狀
11.2.2 下肢康復機器人發展狀況
11.2.3 中國康復機器人發展狀況
11.3 康復機器人關鍵技術
11.3.1 康復機器人系統設計分析
11.3.2 康復機器人控制策略
11.3.3 康復機器人運動軌跡規劃方法
11.4 康復機器人的典型實例
參考文獻

第12章 全口義齒排牙機器人
12.1 引言
12.1.1 全口義齒排牙機器人的研究背景
12.1.2 全口義齒排牙機器人的研究意義
12.2 全口義齒排牙機器人的研究現狀
12.2.1 全口義齒排牙機器人的海外研究現狀
12.2.2 全口義齒排牙機器人的中國研究現狀
12.3 全口義齒排牙機器人關鍵技術
12.3.1 義齒模型的三維重建
12.3.2 全口義齒排牙規則的數位化表達
12.3.3 全口義齒牙弓曲線
12.3.4 全口義齒排牙機器人機械結構
12.3.5 全口義齒排牙機器人的精確運動控制
12.4 全口義齒排牙機器人排牙實例
12.4.1 單操作機全口義齒排牙機器人
12.4.2 多操作機全口義齒排牙機器人
參考文獻

第13章 矯正線彎折機器人
13.1 引言
13.1.1 矯正線彎折機器人的研究背景
13.1.2 矯正線彎折機器人的研究意義
13.2 矯正線彎折機器人的研究現狀
13.3 矯正線彎折機器人的關鍵技術
13.3.1 矯正線的數位化表達
13.3.2 矯正線彎折機器人結構
13.3.3 矯正線翹曲回彈機理
13.3.4 矯正線彎折機器人控制規劃
13.3.5 機器人矯正線彎折程序生成方法
13.4 矯正線彎折機器人的典型實例
13.4.1 弓絲彎折機器人實驗系統
13.4.2 實驗用例的選擇
13.4.3 澳絲彎折實驗結果
參考文獻

第14章 醫療機器人的發展
14.1 政策法規分析
14.2 市場分析
14.3 產業鏈結構分析
14.4 技術分析
14.5 未來發展方向
參考文獻

 

序

　　1980年代，機器人被首次引入醫療行業。經過40餘年的發展，機器人被廣泛應用於神經外科、血管、腹腔、前列腺、乳腺和骨科手術，康復與護理，口腔診療等多個領域。醫療機器人技術是集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、電腦圖形學、電腦視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域。醫療機器人不僅促進了傳統醫學的革命，也帶動了新技術、新理論的發展。作為一種新興的技術應用，機器人的應用將對整個醫療行業產生深遠影響。

　　編著者從事醫療機器人研究多年，深感醫療機器人在醫工結合、臨床應用和關鍵技術等方面的研究存在諸多的難點，於是希望對現有醫療機器人研究進行歸類分析，將醫療機器人領域研究的最新進展介紹給機器人領域和醫學領域的專家和學者，以及投資者和決策者，故編著了本書。

　　本書共分14章。第1章醫療機器人的特點及分類，主要對醫療機器人的概念、分類、組成、特點、應用優點和未來發展趨勢進行概要介紹。第2章醫療機器人的關鍵技術，主要從背景、基本定義和運用實例等方面對遠端手術技術、手術導航技術、人機互動技術、輔助介入治療技術等醫療機器人關鍵技術進行綜述分析。第3～13章從研究背景、研究意義、關鍵技術和典型實例幾方面對醫院服務機器人、神經外科機器人、血管介入機器人、腹腔鏡機器人、膠囊機器人、前列腺微創介入機器人、乳腺微創介入機器人、骨科機器人、康復機器人、全口義齒排牙機器人、矯正線彎折機器人等醫療機器人進行了重點講述。第14章醫療機器人的發展分析，從政策法規、市場、產業鏈結構和技術等角度對醫療機器人的發展做了分析。

　　本書由哈爾濱理工大學姜金剛、張永德編著。第1、8、9、14章由張永德編著，第2～7章、第10～13章由姜金剛編著，全書由姜金剛統稿定稿。研究生王開瑞、馬雪峰、張貫一、路明月、代雪松、黄致遠、秦培旺、楊智康、劉博健、赫天華、霍彪等參與了本書的文稿處理工作，在此表示由衷的感謝！