手术制孔机器人研究进展

余淑荣， 王志文， 张来喜， 吴明亮

(兰州理工大学机电工程学院，兰州 730050)

传统外科手术都是依靠外科医生大量的临床经验与专业知识积累，对医生要求高，手术过程中任何一点偶发事故都可能对患者造成更大的伤害。外科手术机器人的出现大大降低了手术风险，也降低了对医生必须具备大量临床经验的要求。外科手术机器人是计算机、临床医学、机械电子、材料学以及机电一体化等多门学科交叉融合的新型医疗设备[1]。特定的手术机器人可以从视觉、触觉甚至听觉等方面辅助医生更好地完成手术操作[2]。手术机器人由于具备术前规划、术中干预、与术后评估等功能[3]，保证了手术的安全性与精确性。另一方面，手术机器人具有手术创伤小、出血量少、术后恢复快等优点，因此得到了广泛的应用。从临床医学角度可以将外科手术机器人分为骨外科手术机器人、腔镜类手术机器人、神经外科手术机器人、血管介入手术机器人以及支气管机器人等几大类[2]。本文以骨科制孔机器人为研究对象，按应用部位可分为关节机器人与脊柱机器人，按功能可分为主动、半主动与被动机器人。主动型机器人灵活性很高，能独立完成大量的手术操作，不需要外科医生干预。半主动型机器人系统基于触觉反馈系统，根据末端执行器的力反馈控制器辅助医生完成手术操作。被动型机器人是医生直接控制机械手等医疗设备进行手术，灵活性较差[4]。……