醫療機器人技術
作者：姜金剛、張永德 編著 | |||
叢書名：“中國製造2025”出版工程 | |||
出版日期：2019年10月 | 書號：978-7-122-34156-3 | ||
開本：B5 710×1000 1/16 | 裝幀：平 | 版次：1版1次 | 頁數：339頁 |
本書講述醫療機器人的基本原理、基礎知識和行業套用。
主要內容包括: 醫療機器人的特點及分類、醫療機器人的關鍵技術、醫療機器人臨床套用的工程研究。從研究背景、研究意義、關鍵技術和典型實例幾方面對各類醫療機器人做了分析講解, 分析了醫療機器人的發展前景。
本書涉及的機器人包括: 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、正畸弓絲彎制機器人等。
主要內容包括: 醫療機器人的特點及分類、醫療機器人的關鍵技術、醫療機器人臨床套用的工程研究。從研究背景、研究意義、關鍵技術和典型實例幾方面對各類醫療機器人做了分析講解, 分析了醫療機器人的發展前景。
本書涉及的機器人包括: 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、正畸弓絲彎制機器人等。
第1 章 醫療機器人的特點及分類 / 1
1.1 醫療機器人的基本概念 / 1
1.2 醫療機器人的特點 / 2
1.2.1 概述 / 3
1.2.2 醫療機器人的套用優點 / 3
1.2.3 醫療機器人未來發展的趨勢 / 3
1.3 醫療機器人的結構 / 4
1.3.1 機器人系統的組成 / 4
1.3.2 醫療機器人的分類 / 5
參考文獻 / 21
第2 章 醫療機器人的關鍵技術 / 23
2.1 遠程手術技術 / 23
2.1.1 遠程手術技術的背景 / 23
2.1.2 遠程手術的基本定義 / 23
2.1.3 遠程手術的運用實例 / 24
2.2 手術導航技術 / 25
2.2.1 手術導航技術的背景 / 25
2.2.2 手術導航技術的基本定義 / 26
2.2.3 手術導航技術的運用實例 / 28
2.3 人機互動技術 / 28
2.3.1 人機互動技術的背景 / 28
2.3.2 人機互動的基本概念 / 30
2.3.3 人機互動的運用實例 / 31
2.4 輔助介入治療技術 / 33
2.4.1 輔助介入治療技術的背景 / 33
2.4.2 輔助介入治療技術的基本定義 / 34
2.4.3 輔助介入治療技術的套用實例 / 34
參考文獻 / 35
第3 章 醫院服務機器人 / 36
3.1 引言 / 36
3.1.1 醫院服務機器人的研究背景 / 36
3.1.2 醫院服務機器人的研究意義 / 37
3.2 醫院服務機器人的研究現狀 / 37
3.3 醫院服務機器人的關鍵技術分析 / 40
3.3.1 醫院服務機器人室內導航技術 / 40
3.3.2 醫院服務機器人的定位與避障技術 / 43
3.3.3 醫院服務機器人路徑規劃問題 / 47
3.4 醫院服務機器人的典型實例 / 50
3.4.1 移動式醫院服務機器人 / 50
3.4.2 自動化藥房 / 53
參考文獻 / 56
第4 章 神經外科機器人 / 58
4.1 引言 / 58
4.1.1 神經外科機器人的研究背景 / 58
4.1.2 神經外科機器人的研究意義 / 59
4.2 神經外科機器人的研究現狀 / 59
4.2.1 立體定向神經外科 / 59
4.2.2 功能性神經外科及癲癇病灶定位 / 62
4.2.3 內鏡腦外科 / 63
4.2.4 神經外科腫瘤學 / 65
4.2.5 周圍神經手術 / 65
4.2.6 其他神經外科套用 / 66
4.3 神經外科機器人的關鍵技術 / 66
4.3.1 神經外科導航系統與定位技術 / 66
4.3.2 神經外科機器人遠程互動技術 / 69
4.3.3 神經外科機器人精準定位技術 / 69
4.4 神經外科機器人實施實例 / 70
4.4.1 Neuroarm 手術系統 / 70
4.4.2 ROSA 機器人輔助系統 / 73
參考文獻 / 77
第5 章 血管介入機器人 / 80
5.1 引言 / 80
5.1.1 血管介入機器人的研究背景 / 80
5.1.2 血管介入機器人的研究意義 / 83
5.2 血管介入機器人的研究現狀 / 83
5.3 血管介入機器人的關鍵技術 / 93
5.3.1 血管介入機器人機械結構 / 93
5.3.2 血管介入機器人導航技術 / 94
5.3.3 血管介入機器人的安全 / 95
5.3.4 基於虛擬技術的手術模擬 / 96
5.4 套用實例 / 100
參考文獻 / 104
第6 章 腹腔鏡機器人 / 107
6.1 引言 / 107
6.1.1 腹腔鏡機器人的研究背景 / 107
6.1.2 腹腔鏡機器人的研究意義 / 108
6.2 腹腔鏡機器人的研究現狀 / 109
6.2.1 腹腔鏡機器人的國外研究現狀 / 109
6.2.2 腹腔鏡機器人的國內研究現狀 / 115
6.3 腹腔鏡機器人的關鍵技術 / 117
6.3.1 腹腔鏡機器人持鏡手臂設計 / 117
6.3.2 腹腔鏡機器人的運動規劃及控制技術 / 118
6.3.3 腹腔鏡機器人的自動導航方法 / 119
6.3.4 腹腔鏡機器人的空間位置確定 / 121
6.3.5 腹腔鏡機器人的虛擬現實技術 / 122
6.4 腹腔鏡機器人的介入實例 / 123
6.4.1 da Vinci 系統 / 123
6.4.2 “妙手” 系統 / 126
6.5 未來展望 / 128
參考文獻 / 130
第7 章 膠囊機器人134
7.1 引言 / 134
7.1.1 膠囊機器人的研究背景 / 134
7.1.2 膠囊機器人的研究意義 / 135
7.2 膠囊機器人的研究現狀 / 136
7.2.1 被動式膠囊機器人 / 136
7.2.2 主動式膠囊機器人 / 138
7.3 膠囊機器人的關鍵技術 / 142
7.3.1 膠囊機器人的微型化技術 / 142
7.3.2 膠囊機器人的密封技術 / 142
7.3.3 膠囊機器人的能源供給技術 / 143
7.3.4 膠囊機器人的驅動技術 / 146
7.3.5 膠囊機器人的定位與智慧型控制 / 149
7.4 膠囊內鏡機器人實施實例 / 150
7.4.1 PillCam 膠囊機器人 / 150
7.4.2 OMOM 膠囊內鏡機器人 / 153
參考文獻 / 156
第8 章 前列腺微創介入機器人 / 160
8.1 引言 / 160
8.1.1 前列腺微創介入機器人的研究背景 / 160
8.1.2 前列腺微創介入機器人的研究意義 / 162
8.2 前列腺微創介入機器人的研究現狀 / 162
8.3 前列腺微創介入機器人的關鍵技術 / 168
8.3.1 前列腺MRI 圖像的輪廓分割 / 168
8.3.2 前列腺微創介入機器人構型 / 171
8.3.3 前列腺微創介入機器人穿刺特性 / 175
8.3.4 前列腺微創介入機器人運動規劃 / 176
8.3.5 前列腺微創介入機器人的精確控制 / 180
8.4 前列腺微創介入機器人介入實例 / 187
參考文獻 / 192
1.1 醫療機器人的基本概念 / 1
1.2 醫療機器人的特點 / 2
1.2.1 概述 / 3
1.2.2 醫療機器人的套用優點 / 3
1.2.3 醫療機器人未來發展的趨勢 / 3
1.3 醫療機器人的結構 / 4
1.3.1 機器人系統的組成 / 4
1.3.2 醫療機器人的分類 / 5
參考文獻 / 21
第2 章 醫療機器人的關鍵技術 / 23
2.1 遠程手術技術 / 23
2.1.1 遠程手術技術的背景 / 23
2.1.2 遠程手術的基本定義 / 23
2.1.3 遠程手術的運用實例 / 24
2.2 手術導航技術 / 25
2.2.1 手術導航技術的背景 / 25
2.2.2 手術導航技術的基本定義 / 26
2.2.3 手術導航技術的運用實例 / 28
2.3 人機互動技術 / 28
2.3.1 人機互動技術的背景 / 28
2.3.2 人機互動的基本概念 / 30
2.3.3 人機互動的運用實例 / 31
2.4 輔助介入治療技術 / 33
2.4.1 輔助介入治療技術的背景 / 33
2.4.2 輔助介入治療技術的基本定義 / 34
2.4.3 輔助介入治療技術的套用實例 / 34
參考文獻 / 35
第3 章 醫院服務機器人 / 36
3.1 引言 / 36
3.1.1 醫院服務機器人的研究背景 / 36
3.1.2 醫院服務機器人的研究意義 / 37
3.2 醫院服務機器人的研究現狀 / 37
3.3 醫院服務機器人的關鍵技術分析 / 40
3.3.1 醫院服務機器人室內導航技術 / 40
3.3.2 醫院服務機器人的定位與避障技術 / 43
3.3.3 醫院服務機器人路徑規劃問題 / 47
3.4 醫院服務機器人的典型實例 / 50
3.4.1 移動式醫院服務機器人 / 50
3.4.2 自動化藥房 / 53
參考文獻 / 56
第4 章 神經外科機器人 / 58
4.1 引言 / 58
4.1.1 神經外科機器人的研究背景 / 58
4.1.2 神經外科機器人的研究意義 / 59
4.2 神經外科機器人的研究現狀 / 59
4.2.1 立體定向神經外科 / 59
4.2.2 功能性神經外科及癲癇病灶定位 / 62
4.2.3 內鏡腦外科 / 63
4.2.4 神經外科腫瘤學 / 65
4.2.5 周圍神經手術 / 65
4.2.6 其他神經外科套用 / 66
4.3 神經外科機器人的關鍵技術 / 66
4.3.1 神經外科導航系統與定位技術 / 66
4.3.2 神經外科機器人遠程互動技術 / 69
4.3.3 神經外科機器人精準定位技術 / 69
4.4 神經外科機器人實施實例 / 70
4.4.1 Neuroarm 手術系統 / 70
4.4.2 ROSA 機器人輔助系統 / 73
參考文獻 / 77
第5 章 血管介入機器人 / 80
5.1 引言 / 80
5.1.1 血管介入機器人的研究背景 / 80
5.1.2 血管介入機器人的研究意義 / 83
5.2 血管介入機器人的研究現狀 / 83
5.3 血管介入機器人的關鍵技術 / 93
5.3.1 血管介入機器人機械結構 / 93
5.3.2 血管介入機器人導航技術 / 94
5.3.3 血管介入機器人的安全 / 95
5.3.4 基於虛擬技術的手術模擬 / 96
5.4 套用實例 / 100
參考文獻 / 104
第6 章 腹腔鏡機器人 / 107
6.1 引言 / 107
6.1.1 腹腔鏡機器人的研究背景 / 107
6.1.2 腹腔鏡機器人的研究意義 / 108
6.2 腹腔鏡機器人的研究現狀 / 109
6.2.1 腹腔鏡機器人的國外研究現狀 / 109
6.2.2 腹腔鏡機器人的國內研究現狀 / 115
6.3 腹腔鏡機器人的關鍵技術 / 117
6.3.1 腹腔鏡機器人持鏡手臂設計 / 117
6.3.2 腹腔鏡機器人的運動規劃及控制技術 / 118
6.3.3 腹腔鏡機器人的自動導航方法 / 119
6.3.4 腹腔鏡機器人的空間位置確定 / 121
6.3.5 腹腔鏡機器人的虛擬現實技術 / 122
6.4 腹腔鏡機器人的介入實例 / 123
6.4.1 da Vinci 系統 / 123
6.4.2 “妙手” 系統 / 126
6.5 未來展望 / 128
參考文獻 / 130
第7 章 膠囊機器人134
7.1 引言 / 134
7.1.1 膠囊機器人的研究背景 / 134
7.1.2 膠囊機器人的研究意義 / 135
7.2 膠囊機器人的研究現狀 / 136
7.2.1 被動式膠囊機器人 / 136
7.2.2 主動式膠囊機器人 / 138
7.3 膠囊機器人的關鍵技術 / 142
7.3.1 膠囊機器人的微型化技術 / 142
7.3.2 膠囊機器人的密封技術 / 142
7.3.3 膠囊機器人的能源供給技術 / 143
7.3.4 膠囊機器人的驅動技術 / 146
7.3.5 膠囊機器人的定位與智慧型控制 / 149
7.4 膠囊內鏡機器人實施實例 / 150
7.4.1 PillCam 膠囊機器人 / 150
7.4.2 OMOM 膠囊內鏡機器人 / 153
參考文獻 / 156
第8 章 前列腺微創介入機器人 / 160
8.1 引言 / 160
8.1.1 前列腺微創介入機器人的研究背景 / 160
8.1.2 前列腺微創介入機器人的研究意義 / 162
8.2 前列腺微創介入機器人的研究現狀 / 162
8.3 前列腺微創介入機器人的關鍵技術 / 168
8.3.1 前列腺MRI 圖像的輪廓分割 / 168
8.3.2 前列腺微創介入機器人構型 / 171
8.3.3 前列腺微創介入機器人穿刺特性 / 175
8.3.4 前列腺微創介入機器人運動規劃 / 176
8.3.5 前列腺微創介入機器人的精確控制 / 180
8.4 前列腺微創介入機器人介入實例 / 187
參考文獻 / 192
