医用机器人标准
医用仿生机器人技术的研发及应用现状
医用仿生机器人技术的研发及应用现状人类历史上的大多数发明都是仿生学的产物，即模仿自然界的生物和生态系统，将它们的智慧、机制和优良特性应用于工程领域。
医用仿生机器人技术是仿生学与医疗技术相结合的产物，是一种将人工智能、计算机技术、传感技术、机械工程和生物学相结合的新兴技术。
医用仿生机器人主要指医用智能机器人，是一种能够在人体内执行医疗检查和疗法的机器人。
它的研制旨在提高医疗技术的准确性和安全性，缩短手术时间，降低手术风险，减轻医护人员的工作负担，提高医疗服务质量。
我国医用仿生机器人技术的研发起步较晚，但近年来在国内外的一系列疾病治疗及手术领域已得到广泛应用，尤其是在神经外科、泌尿外科、心脏外科、胃肠外科等领域。
下面将分别阐述医用仿生机器人技术在上述领域的研发和应用现状。
神经外科领域神经外科手术是最为艰难和复杂的手术之一，操作难度大、风险高。
普通手术需要切开颅骨腔进行人工手术，对病人损伤很大，而且手术风险大。
利用机器人手术技术能够大大提高手术精度和安全性，缩短手术时间，减少并发症。
目前在神经外科领域较为流行的是针型机器人手术系统，它采用微创技术，在人体内操作机械臂进行手术。
患者只需在手术部位有一小切口，不必进行颅骨切开手术。
传统手术需要在3-4个小时内完成，而针型机器人手术系统只需30分钟，且准确度高，安全性也得到大幅度提高。
泌尿外科领域泌尿系疾病是男性常见疾病，如前列腺增生、肾结石等病症。
传统的泌尿外科手术通常需要通过尿道或腹部切口进入手术部位，手术风险大，恢复时间长。
而采用机器人手术系统可以快速、精确、安全地进入手术部位进行治疗。
机器人手术系统可以实现更小的切口，进入患者体内时，机器人手术系统的镜头、光源、器械、控制器等部件皆经过微缩设计，进入体内的切口只有3-5毫米大小。
由于手术部位仅有小切口，术后创面小，不易感染，恢复时间短，而且完全不留疤痕。
心脏外科领域心脏外科是一项技术综合性强，难度极大的手术。
描写医用机器人的句子
描写医用机器人的句子1.医用机器人可以通过精准的操作，最大限度地减少手术创伤。
2.这些机器人还可以提供3D视觉，使医生能够更清晰地观察手术场景。
3.医用机器人配备了高精度传感器，可以实时获取患者的生理信息。
4.医用机器人可以准确测量血压、心率等重要生理指标。
5.他们还可以根据患者的需求，自动注射药物，确保准确剂量。
6.利用人工智能技术，医用机器人可以快速分析医学图像，识别潜在的疾病。
7.医用机器人的机械臂能够进行高度稳定的精确操作，能够执行微创手术。
8.通过远程操控，医用机器人可以克服地理限制，进行远程手术或会诊。
9.医用机器人具备自主导航功能，可以在医院内自由移动，为医生、护士提供帮助。
10.这些机器人还可以执行特定的任务，如搬运病人，送药物等。
11.除了手术和治疗，医用机器人还可以提供日常护理，如测量患者的体温、呼吸等。
12.医用机器人在高风险环境下表现出色，可以减少医务人员接触传染病的风险。
13.这些机器人还能够监测病房内的环境，及时发现问题并采取相应措施。
14.医用机器人可以随时记录患者的健康信息，并生成详细的报告供医生参考。
15.他们能够与医生和患者进行语音交互，解答问题，提供指导。
16.医用机器人具备自学习能力，能够根据医生的操作和反馈不断改进自己的技能。
17.这些机器人还可以与其他医疗设备和系统进行无缝连接，实现信息共享和互操作。
18.医用机器人可以帮助减轻医生和护士的工作负担，提高医疗效率。
19.他们还能够为医院节约成本，减少医疗资源的浪费。
20.医用机器人的不断发展和创新将进一步推动医疗领域的变革和提升。
21.应用于医疗研究和实验的医用机器人，可以提高实验的精确性和可重复性。
22.某些医用机器人可以通过操作体内微型器械进行微创手术，减少患者的疼痛和恢复时间。
23.具备智能导航功能的医用机器人可以自主导航到指定区域，为医生提供更好的操作环境。
24.医用机器人可以通过激光或其他精准工具对肿瘤进行精确切除，提高癌症治疗的效果。
(医学课件)医疗机器人
04
医疗机器人技术的未来展望
技术发展趋势
人工智能
随着人工智能技术的发展，医疗机器人将能够更准确地识别病情、预测疾病进程，以及提 供个性化治疗方案。
感知与交互技术
增强现实虚拟现实和混合现实等技术将进一步提高医疗机器人的感知能力和交互体验， 实现更精准的手术操作和患者体验。
机器人操作系统
标准化和开源的机器人操作系统将进一步促进医疗机器人技术的发展，提高系统的可靠性 和安全性。
就业与失业问题
随着医疗机器人技术的发展，将导致部分医护人员失业，同时 也会催生新的就业机会。
隐私与安全
在医疗机器人应用过程中，如何保障患者隐私和数据安全将成 为一个重要问题。
伦理与法律
医疗机器人的应用涉及到许多伦理和法律问题，如责任归属、 道德判断以及临床试验的规范等。
05
我国医疗机器人发展现状与对策
分类
根据应用场景和功能，医疗机器人可分为外科手术机器人、 康复机器人、护理机器人、医疗服务机器人等多种类型。
发展历程与现状
发展历程
医疗机器人的发展经历了多个阶段，从最初的机械手臂操作，到现在的智能 化、精细化操作，医疗机器人的技术不断得到提升。
现状
目前，医疗机器人已经在全球范围内得到了广泛应用，并取得了良好的效果 。同时，医疗机器人技术也在不断升级和完善，为未来的医疗行业带来更多 的可能性。
02
医疗机器人的技术原理
基本组成与工作原理
硬件组成
医疗机器人通常由传感器、执行器、控制器和电源等组成，传感器用于获取患者 信息和医生的指令，执行器用于执行相关操作，控制器用于协调各个部件的工作 ，电源提供能量。
工作原理
医疗机器人通过传感器获取患者的生理信息、医生的指令和其他相关数据，控制 器对这些数据进行处理和分析，生成控制指令，执行器根据这些指令执行相关操 作，如手术、按摩、护理等。
医用服务型机器人
Vasteras Giraff
Vasteras Giraff相当于是一个移动通信工具，它有一个摄像头和屏 幕可以让病人和医生看到彼，它还拥有像Skype一样的双向视频通话功 能，并可以通过遥控器来控制。此外，这个机器人还可以连接到听诊器 、耳镜和超声波扫描仪，从而使医生可以最大限度地像亲临现场一样进 行诊疗，这样远程的诊断能够达到与面对面的听诊近乎一样的效果。 机器人患者能够让医学生们大胆地学以致用。利用机 器人来培训医生一直存在，而且随着时代的发展机器人 可做的也更多。这种机器人患者拥有跳动的心脏、转动 的眼睛，甚至还能呼吸，它能训练医学生们如何正确测 量血压和其他生命体征。 可以通过系统设定进行送餐、送药 、整理患者的床单和脏餐盘，收集医 院的废物等活动。利用医院的WiFi信 号与中央系统通信，TUG能躲避障碍， 乘坐电梯。Aethon TUG提高了医院的 工作效率。
机器人 患者
Aethon TUG
疾病诊断 机器人
疾病诊断是医疗实践中最核心的部分。但有时，在血检或胸透时， 可能存在医生没有察觉的细微情况。而这些机器人能提供更多特定的诊 断功能。 RP-VITA是由iRobot和InToch Heath公司联合研发的远程医 疗机器人。作为远程医疗助手，设计者希望医生们可以通过 它远程实时监控病人的情况。因此，包括B超和电子听诊器等 诊断设备均被内嵌在机器人上。RP-VITA通过iPad应用进行控 制。 机器人还能进行手术，因为它们的动作 更加精确，能降低手术风险。由于动作精 确，伤口的切口可以更小，从而降低感染 风险，加速康复进程。这样的机器人包括 NeuroArm和Heartlander等。
Baymax设计的科学依据
导演Don Hall透露，他们是在造访卡内 基梅隆大学时发现了一款可充气的机器人 手臂。这是一个原理非常简单的机器人设 计。在弹性体内形成充气槽，通过改变充 气槽中的气压，可以使弹性体发生形变； 而当弹性体的各侧壁选择不同形变系数的 材料时，可以控制形变发生的方向和幅度 。当把一系列这样的弹性体连接起来、再 配上一根连通充气槽的充气管时，就构成 了一个完整的功能模块。这个主要由硅胶 构成的功能模块就是Baymax的设计原型。 充气式机器人的优势是可以提供轻柔的操 作，适合对精细物品进行操作；而且可以 通过充放气来改变机器人的体积，适应不 同形状的工作环境。
医疗机器人
医扫 描仪相连接，还有一 个相机和一个屏幕， 使患者和远方的医生 都能看到对方，从而 使医生可以最大限度 地像亲临现场一样进 行诊疗。
医疗机器人
摄影机器人
在微创手术(即 “锁孔手术”)中， 摄影机器人 FreeHand可以让外 科医生运用头和脚来 控制腹腔镜相机。这 意味着他们可以腾出 手来做手术。
国内医疗机器人研究现状
在国内，由北京航空航天大学机器人研究所、清华大 学计算机图形图像中心和海军总医院共同开发的遥操作远 程医用机器人系统，该系统主要由影像获取传输、虚拟手 术规划、智能机械臂，病人头部（ 病灶） 固定装置等部 分组成，可以完成确定手术靶点，重建三维病灶轮廓、引 导定位器械、定向手术系统等多个复杂步骤，治疗脑部纵 深病变无需开颅，这一手术突破了传统脑外科手术的定式， 病人头上不必再戴厚重的金属框架以辅助定位，病人造成 的创伤面比传统手术小得多，定位也较传统手术精确。
医疗机器人
采血机器人
顾名思义，采血机器 人Bloodbot用于采集血样， 由英国伦敦大学帝国学院 的研究人员亚历克斯·奇 瓦诺维奇(Alex Zivanovic)和布赖恩·戴 维斯(Brian Davies)开发。 2009年12月23日，伦敦亨 特里恩博物馆(Hunterian Museum)将公开展出 Bloodbot及其它机器人。
机器人微创手术的优点
从患者角度： 手术操作更精确创伤更小使微创手术指征更广；减少术后疼痛； 缩短住院时间；减少失血量；减少术中的组织创伤和炎性反应导致的 术后粘连；增加美容效果；更快投入工作。术中对机体损伤大大减小。 从术者角度： 增加视野角度；减少手部颤动；机器人“内腕”较腹腔镜更为灵 活，能以不同角度在靶器官周围操作；较人手小，能够在有限狭窄空 间工作；使术者在轻松工作环境工作，减少疲劳更集中精力；减少参 加手术人员。
机器人标准——国家现行标准
机器⼈标准——国家现⾏标准⼀、国家现⾏标准：1、GB 11291.1-2011 ⼯业环境⽤机器⼈ 安全要求 第1部分：机器⼈2、GB 11291.2-2013 机器⼈与机器⼈装备 ⼯业机器⼈的安全要求 第2部分：机器⼈系统与集成3、GB/T 11631-1989 潜⽔器和⽔下装置耐压结构制造技术条件4、GB/T 11632-1989 潜⽔器和⽔下装置耐压结构材料技术条件5、GB/T 12642-2013 ⼯业机器⼈ 性能规范及其试验⽅法6、GB/T 12643-2013 机器⼈与机器⼈装备 词汇7、GB/T 12644-2001 ⼯业机器⼈ 特性表⽰8、GB/T 13407-1992 潜⽔器与⽔下装置术语9、GB/T 14283-2008 点焊机器⼈ 通⽤技术条件10、GB/T 14468.1-2006 ⼯业机器⼈ 机械接⼝ 第1部分：板类11、GB/T 14468.2-2006 ⼯业机器⼈ 机械接⼝ 第2部分：轴类12、GB/T 16720.3-1996 ⼯业⾃动化系统 制造报⽂规范 第3部分:机器⼈伴同标准13、GB/T 16977-2005⼯业机器⼈ 坐标系和运动命名原则14、GB/T 17887-1999 ⼯业机器⼈ 末端执⾏器⾃动更换系统 词汇和特性表⽰15、GB/T 19399-2003 ⼯业机器⼈ 编程和操作图形⽤户接⼝16、GB/T 19400-2003 ⼯业机器⼈ 抓握型夹持器物体搬运 词汇和特性表⽰17、GB/T 20721-2006 ⾃动导引车 通⽤技术条件18、GB/T 20722-2006 激光加⼯机器⼈ 通⽤技术条件19、GB/T 20723-2006 弧焊机器⼈ 通⽤技术条件20、GB/T 20867-2007 ⼯业机器⼈ 安全实施规范21、GB/T 20868-2007 ⼯业机器⼈ 性能试验实施规范22、GB/T 21412.8-2010 ⽯油天然⽓⼯业 ⽔下⽣产系统的设计和操作 第8部分：⽔下⽣产系统的⽔下机器⼈（ROV）接⼝23、GB/T 26153.1-2010 离线编程式机器⼈柔性加⼯系统 第1部分：通⽤要求24、GB/T 26153.2-2010 离线编程式机器⼈柔性加⼯系统 第2部分：砂带磨削加⼯系统25、GB/T 26153.3-2015 离线编程式机器⼈柔性加⼯系统 第3部分：喷涂系统26、GB/T 26154-2010 装配机器⼈ 通⽤技术条件27、GB/T 29824-2013 ⼯业机器⼈ ⽤户编程指令28、GB/T 29825-2013 机器⼈通信总线协议29、GB/T 30029-2013 ⾃动导引车（AGV）设计通则30、GB/T 30030-2013 ⾃动导引车（AGV）术语31、GB/T 30819-2014 机器⼈⽤谐波齿轮减速器32、GB/T 31555-2015 铸造⽤机械⼿33、GB/T 32197-2015 机器⼈控制器开放式通信接⼝规范34、GB/Z 19397-2003 ⼯业机器⼈ 电磁兼容性试验⽅法和性能评估准则指南35、GB/Z 20869-2007 ⼯业机器⼈ ⽤于机器⼈的中间代码⼆、国家计划标准：36、20100950-T-604 服务机器⼈安全要求37、20100955-T-604 机器⼈模块化设计通⽤规范第1部分⼯业机器⼈38、20100956-T-604 机器⼈模块化设计通⽤规范第2部分服务机器⼈39、20120878-T-604 机器⼈仿真开发环境接⼝40、20120879-T-604 机器⼈模块化机构类功能构件通⽤规范41、20121857-T-607 家⽤⼲式清洁机器⼈性能测试⽅法42、20121863-T-607 家⽤和类似⽤途智能移动机器⼈平台性能评估⽅法43、20130872-T-604 机器⼈操作系统接⼝规范44、20130873-T-604 机器⼈⾼速通信总线RobNet45、20130874-T-604 机器⼈技术组件46、20132564-T-604 机器⼈设计平台集成数据交换规范47、20132565-T-604 机器⼈设计平台系统集成体系结构48、20140700-T-418 轻型有缆遥控⽔下机器⼈ 第1部分：总则49、20140701-T-418 轻型有缆遥控⽔下机器⼈ 第2部分：机械⼿与液压系统50、20141338-T-604 锄草机器⼈安全要求51、20141339-T-604 机器⼈与机器⼈装备 个⼈护理机器⼈的安全要求52、20142480-T-604 码垛机器⼈通⽤技术条件53、20142481-T-604 锄草机器⼈通⽤技术条件54、20142482-T-604 锄草机器⼈性能规范及其试验⽅法55、20150527-T-469 特种作业机器⼈分类、符号、标志56、20150578-T-469 特种作业机器⼈术语57、20120752-T-511 潜⽔器⾦属耐压壳外压强度和密封性能试验⽅法58、20120753-T-511潜⽔器框架试验⽅法59、20120754-T-511 潜⽔器实艇操纵性试验⽅法60、20130572-T-511 潜⽔器⽤Ti75合⾦棒材61、20130574-T-511 潜⽔器⽤钛合⾦焊丝62、20130570-T-511 潜⽔器钛合⾦对接焊缝超声波探伤⽅法及质量分级63、20130571-T-511 潜⽔器钛合⾦对接焊缝 X射线透照⽅法及质量分级64、20121623-T-511 潜⽔器框架试验⽅法65、20121622-T-511 潜⽔器⾦属耐压壳外压强度和密封性能试验⽅法66、20121624-T-511 载⼈潜⽔器载⼈舱内供氧及⼆氧化碳吸收67、20130573-T-511 潜⽔器⽤Ti80合⾦锻件68、20151375-T-511 潜⽔器母船升沉补偿系统通⽤要求69、20151967-T-522 船舶与海上技术船舶操纵性第5部分：潜⽔器特殊要求。
医用机器人PPTppt课件
“妙手S”手术机器人 癫痫病治疗 之机器人定向脑组织修复术
达芬奇机器人
达芬奇机器人 (Leonardo's robot)是由列奥纳多·达芬奇大约于1495年所设计的 仿人型机器人。
达·芬奇不仅是一位伟大的艺术家，也痴迷于机械和其他自然科学，他的很多 超越时代的观念改变了世界 。
与第一代开腹开胸手术和第二代腔镜微创手术相比较，机器人手术 可直视三维立体高清图像，使得手术视野更加清晰；仿真手腕器械有 7个自由度，可大大提高手术操作的精细和准确度；手术操作者可采 用坐姿，利于完成长时间，复杂的手术。手术机器人外科手术将成为 微创手术领域新的发展方向和外科手术治疗疾病的首选方法。
此外，机器人手术通过三维 成像，可以放大4至10倍，再小 的血管、再细的纤维，均能看 得清楚，可方便医生及时做出 判断。它还有使用范围广、减 少手术工作人员、节省医生体 力、远程手术和方便教学等优 点。约1小时后，患者胆囊被顺 利切除。
2001年9月7日，法国医生雅克•马雷斯科 领导的来自消化系统癌症研究学会的一个医 疗小组在美国纽约为远在法国斯特拉斯堡的 病人进行了胆囊摘除手术，这次被命名为 “林白手术”的超远程（跨越6275公里）遥 控手术由法国电信公司提供网络通讯支持， 成功地将远程信号反馈的时间降低为150毫秒 （一般认为安全延时时间为330毫秒）
“妙手S”系统较国外同类产品 有三点技术优势：
第一是运用了微创手术器械 多自由度丝传动解耦设计技术， 解决了运动耦合问题，固定、 防滑、防松，更有利于精度保 持。
第二是实现了从操作手的可 重构布局原理与实现技术，使 机器人的“胳膊”更轻，更适 应手术的需要。
第三是运用系统异体同构控 制模型构建技术，解决了立体 视觉环境下手-眼-器械运动的一 致性。
《医疗机器人》PPT课件
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2、医疗机器人的分类作用
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机器人在应用上有两个突出的特 点：
1）：它能够代替人类工作，代替
人进行简单的重复劳动，代替人 在脏乱环境和危险环境下工作， 或者代替人进行劳动强度极大的 工种作业
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2)：是扩展人类的能力，它可 以做人很难进行的高细微精 密的作业，以及超高速作业 等。
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对于康复机器人的研究，目前主要集中 于康复机械手，智能轮椅，和医疗性 康复机器人等几个方面。
康复机械手主要按转载一个固定的控制 平台上，也可以安装在轮椅上，但是 安装在后者上是会导致机械手刚性和 抓起精度的降低。这种机械手系统一 般由视觉，运动，传感，导航及系统 控制组成。
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• 护理机器人
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例如：医疗机器人运用机器人能够 代替人类工作，代替人进行简单 的重复劳动，和扩展人类的能力， 做人很难进行的高细微精密的作 业，以及超高速作业等。并且， 还有其自身的选位准确、动作精 细、避免病人感染等特点。带来 医学领域的重大发展，譬如其在 血管缝合技术上的精细化发展。
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还有，腔镜手术支援机器人可以保 证在不用剖腹的情况下，只要在患 者腹部开几个很小的伤口，插入腔 镜和手术钳，边看腔镜的画面边做 腹内手术。这 是一种低 侵袭 手术，对患者 来说这种手术 具有刀口小， 恢复快、医疗 费低等特点。
后来美国一家公司的MOVAR系统和意大利 的URMAD系统的机械手是安装在轮椅上， 因轮椅的移动而扩大了机械手的操作范围， 但是却降低了机械手的刚性和抓取精度。
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关于康复机器人的进展，日本东 京大学的S.Tachi教授在MIT日本 实验室开发了一个移动康复式 机器人MEILDOG，而后欧洲 Scoula SuperloreS.Annm实验室的 一个开发小组，在URMAD系统 的基础之上开发了MOVAID系 统，此系统具有自由避障功能， 操作者还可以随时实时监控和 干预机器人的动作，此机器人 可以帮助病人完成食物加热， 厨房打扫，床铺整理等工作。
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医用机器人标准
医用机器人是医疗领域中具有重要应用的机器人系统，其标准对于确保医疗安全和质量具有至关重要的作用。
本文主要介绍了医用机器人的安全性、性能标准、可靠性、易用性、维护性、环境适应性、电磁兼容性、软件安全性、可追溯性和临床实用性等方面的标准。
1.机器人安全性
医用机器人的安全性是首要考虑的因素。
安全性标准应涵盖机器人的机械安全、电气安全、辐射安全和软件安全等方面。
机器人应具有防止意外启动、停止、操作和故障的功能，以确保医生和患者在使用过程中不会受到伤害。
2.机器人性能标准
医用机器人的性能标准应包括定位精度、运动范围、速度和加速度等方面的要求。
此外，还应考虑机器人的传感器性能、执行器能力和人机交互性能等。
这些性能指标将直接影响机器人在手术、护理和治疗过程中的效果。
3.机器人可靠性
医用机器人的可靠性是至关重要的，因为它需要在长时间内保持高度的可靠性和稳定性。
可靠性标准应包括机器人的硬件和软件可靠性、稳定性和耐用性等方面的要求。
4.机器人易用性
医用机器人的易用性也是重要的标准之一。
机器人应易于操作和理解，以便医生和护士可以轻松地使用它。
易用性标准应包括用户界面的友好性、操作简便性和培训要求等方面的要求。
5.机器人维护性
医用机器人的维护性对于确保机器人的可靠性和安全性至关重要。
维护性标准应包括机器人的定期维护、保养和维修等方面的要求。
此外，还应考虑机器人是否具有自诊断和故障排除功能，以减少维护时间和成本。
6.机器人环境适应性
医用机器人需要适应医院的各种环境因素，如温度、湿度、压力和辐射等。
环境适应性标准应包括机器人在不同环境条件下的稳定性和可靠性等方面的要求。
7.机器人电磁兼容性
医用机器人应具有良好的电磁兼容性，以确保不会对医疗设备产生干扰。
电磁兼容性标准应包括机器人在电磁干扰环境下的稳定性和安全性等方面的要求。
8.机器人软件安全性
医用机器人的软件安全性是至关重要的，因为它涉及到医生和患者的数据隐私和安全。
软件安全性标准应包括对机器人软件的设计、开发、测试和维护等方面的要求，以确保软件具有高度的安全性和可靠性。
9.机器人可追溯性
医用机器人的可追溯性对于确保医疗安全和质量至关重要。
可追溯性标准应包括机器人的生产、使用、维修和报废等方面的记录，以便在出现问题时可以迅速追溯并采取相应的措施。
10.机器人临床实用性
医用机器人的临床实用性是评估其是否能够满足医生和患者需求的关键因素。
临床实用性标准应包括机器人在临床应用中的效果、效率和满意度等方面的评估，以便不断改进和优化机器人的设计和功能。
总之，医用机器人标准是确保医疗安全和质量的重要保障。
通过制定和完善相关标准，可以不断提高医用机器人的性能和质量水平，为医生和患者提供更好的服务和治疗体验。