天天看點

一套手術機器人系統主要由哪些部分組成?

手術機器人,或者輔助手術機器人,是最近幾年科研和投資的熱點,受到越來越多投資人和創業者的青睐。目前的新冠疫情進一步讓大家意識到了醫療行業機器換人的潛在價值。

美國、歐洲、日本的手術機器人臨床應用已較為成熟,國内受制于技術起步晚、醫療認證周期較長等原因,目前進入臨床應用的還不多。不過已有不少科研團隊已經進入這個賽道,走在融資、研發、拿證的路上。應用場景涵蓋多個領域,包括:骨科手術、神經外科、惡性良性腫瘤消融、其它微創手術、整形外科、牙科、植發、按摩、針灸、減肥等。

如何研發一套完整的手術機器人?創業團隊需要掌握哪些關鍵技術?

手術機器人的價值在于它的精準性和穩定性。因為人的眼睛誤差遠大于精密光學儀器,人的手也會抖動或疲勞而機械臂不會。是以,一套手術機器人首先需要一個機械臂來替代醫生的手,或幫助醫生進行手術器械的輔助定位。如下圖:

一套手術機器人系統主要由哪些部分組成?

其次,手術機器人隻有手是不行的,它還需要一雙眼睛。因為有了視覺,才可以保證手臂能夠按照醫生的手術規劃進行精确的移動或旋轉(六自由度移動)。這就需要一套三維空間定位系統,根據技術原理不同一般分為兩種類型:紅外光學定位系統、電磁定位系統。如下圖所示:

一套手術機器人系統主要由哪些部分組成?
一套手術機器人系統主要由哪些部分組成?

好了,有了機器人的手臂和眼睛這些必備的硬體外,其餘就需要科研團隊的軟體能力了,也就是手術機器人的大腦。這些大腦功能大緻包括:DICOM醫學影像三維重建、圖像分割、坐标系配準、影像分析、多模态融合、手術前規劃、術中器械實時導航、術後評估等功能。當然除此以外,系統還需要把各個硬體系統內建起來以實作實時通信,并反複調試,以確定整套系統的穩定性和安全性。

一套手術機器人系統主要由哪些部分組成?
一套手術機器人系統主要由哪些部分組成?

以上大緻可以實作一個手術機器人的基本功能,如果要實作一些複雜的進階功能則遠遠不夠。比如AI醫療,這需要軟體算法具備三維圖像自動分割、自動配準、圖像識别等進階功能,對研發團隊的技術實力要求很高。如果需要實作遠端醫療,即機器人遙操作,則除了以上提到的硬體外,還需要配備一台力回報裝置。

(機器人遠端醫療)

總體來說,手術機器人技術方興未艾,以上所提到的僅僅是現有階段的情況描述,随着技術的發展和越來越多科研團隊的介入,相信進入臨床輔助醫生、造福患者已不再遙遠。

舜若科技原創,轉載請注明出處

繼續閱讀