外科手术机器人的操作精品课件
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(医学课件)达芬奇手术机器人
技术要求高
操作达芬奇手术机器人需要经过专业培训的医生和护士团队， 而且需要高度配合才能发挥其优势。
学习和适应期
虽然达芬奇手术机器人具有很多优势，但是医生和护士需要经 过一定的学习和适应期才能充分发挥其潜力。
05
达芬奇手术机器人的未来 发展趋势和展望
技术创新和改进
精细化的手术操作
通过技术升级和改进，达芬奇手术机器人将能够更精准、更稳定地进行手术操作，减少手 术时间和术后并发症。
高患者生存率和生活质量。
脑血管疾病治疗
02
通过达芬奇手术机器人，脑血管疾病的治疗可以实现更精准、
微创的操作，提高治疗效果和患者生存率。
其他神经外科手术
03
如癫痫灶切除、脑积水等手术也可以通过达芬奇手术机器人实
现更精准、微创的操作。
达芬奇手术机器人的限制和挑战
高昂的成本
达芬奇手术机器人的制造和维护成本非常高，导致其使用成本 也相应较高。
2006年，FDA批准达芬奇手术机器人在 美国用于一般外科手术。
1999年，第一台达芬奇手术机器人系统 被商业化。
2000年，FDA批准达芬奇手术机器人在 美国用于成人心脏手术。
达芬奇手术机器人在医学领域的应用
心脏手术
达芬奇手术机器人能够提供更精确、更安 全的手术操作，减少并发症和恢复时间。
一般外科手术
定性和更精确的操作。
可转腕的手术器械
达芬奇手术机器人配备了可转腕 的手术器械，能够实现更加灵活 和精准的手术操作。
震颤过滤功能
达芬奇手术机器人采用了震颤过滤 技术，能够有效地减少手术过程中 由于医生手部震颤带来的影响，提 高手术的精度。
达芬奇手术机器人的操作特点
直观化的操作界面
操作达芬奇手术机器人需要经过专业培训的医生和护士团队， 而且需要高度配合才能发挥其优势。
学习和适应期
虽然达芬奇手术机器人具有很多优势，但是医生和护士需要经 过一定的学习和适应期才能充分发挥其潜力。
05
达芬奇手术机器人的未来 发展趋势和展望
技术创新和改进
精细化的手术操作
通过技术升级和改进，达芬奇手术机器人将能够更精准、更稳定地进行手术操作，减少手 术时间和术后并发症。
高患者生存率和生活质量。
脑血管疾病治疗
02
通过达芬奇手术机器人，脑血管疾病的治疗可以实现更精准、
微创的操作，提高治疗效果和患者生存率。
其他神经外科手术
03
如癫痫灶切除、脑积水等手术也可以通过达芬奇手术机器人实
现更精准、微创的操作。
达芬奇手术机器人的限制和挑战
高昂的成本
达芬奇手术机器人的制造和维护成本非常高，导致其使用成本 也相应较高。
2006年，FDA批准达芬奇手术机器人在 美国用于一般外科手术。
1999年，第一台达芬奇手术机器人系统 被商业化。
2000年，FDA批准达芬奇手术机器人在 美国用于成人心脏手术。
达芬奇手术机器人在医学领域的应用
心脏手术
达芬奇手术机器人能够提供更精确、更安 全的手术操作，减少并发症和恢复时间。
一般外科手术
定性和更精确的操作。
可转腕的手术器械
达芬奇手术机器人配备了可转腕 的手术器械，能够实现更加灵活 和精准的手术操作。
震颤过滤功能
达芬奇手术机器人采用了震颤过滤 技术，能够有效地减少手术过程中 由于医生手部震颤带来的影响，提 高手术的精度。
达芬奇手术机器人的操作特点
直观化的操作界面
达芬奇手术机器人课件
应用范围等。
Байду номын сангаас
实践课程
通过模拟训练和实际操作，培养医 生在手术中正确使用PPT手术机器 人的技能。
进修课程
针对已经具备一定基础的医生，提 供更高层次的培训，包括复杂手术 操作和高级技能培训。
教育资源与教材
教育资源
提供丰富的在线和离线教育资源 ，包括视频教程、操作演示、模 拟训练软件等。
教材
编写专业教材，系统介绍PPT手 术机器人的理论知识、操作技能 以及手术案例等。
对患者进行适当的疼痛治疗，减轻术后疼痛 。
并发症预防
采取有效措施预防术后并发症的产生。
康复训练
根据患者的恢复情况，制定个性化的康复训 练计划，促进术后恢复。
随访视察
定期对患者进行随访视察，评估手术效果和 患者的恢复情况。
04
PPT手术机器人典型案例 分析
案例一：心脏搭桥手术
总结词
复杂度高、技术要求高、手术难度大
目前，PPT手术机器人已经发展到了 第四代，技术不断升级和完善，应用 范围也越来越广泛。
经过多年的研发和技术改进，第一台 PPT手术机器人于2000年获得美国食 品药品监督管理局（FDA）批准，并 开始应用于临床手术。
工作原理与技术特点
PPT手术机器人由医生控制台、床旁 机械臂系统和高清摄像系统三部分组 成。
未来的手术机器人将会更加重视人机 交互和智能化，提高手术的效率和治
疗效果。
拓展应用领域
随着技术的不断发展，PPT手术机器 人的应用领域将会不断拓展，包括更 多的手术类型和病种。
国际化推广
随着技术的不断完善和成本的降低， PPT手术机器人将会在国际上得到更 广泛的推广和应用。
03
Байду номын сангаас
实践课程
通过模拟训练和实际操作，培养医 生在手术中正确使用PPT手术机器 人的技能。
进修课程
针对已经具备一定基础的医生，提 供更高层次的培训，包括复杂手术 操作和高级技能培训。
教育资源与教材
教育资源
提供丰富的在线和离线教育资源 ，包括视频教程、操作演示、模 拟训练软件等。
教材
编写专业教材，系统介绍PPT手 术机器人的理论知识、操作技能 以及手术案例等。
对患者进行适当的疼痛治疗，减轻术后疼痛 。
并发症预防
采取有效措施预防术后并发症的产生。
康复训练
根据患者的恢复情况，制定个性化的康复训 练计划，促进术后恢复。
随访视察
定期对患者进行随访视察，评估手术效果和 患者的恢复情况。
04
PPT手术机器人典型案例 分析
案例一：心脏搭桥手术
总结词
复杂度高、技术要求高、手术难度大
目前，PPT手术机器人已经发展到了 第四代，技术不断升级和完善，应用 范围也越来越广泛。
经过多年的研发和技术改进，第一台 PPT手术机器人于2000年获得美国食 品药品监督管理局（FDA）批准，并 开始应用于临床手术。
工作原理与技术特点
PPT手术机器人由医生控制台、床旁 机械臂系统和高清摄像系统三部分组 成。
未来的手术机器人将会更加重视人机 交互和智能化，提高手术的效率和治
疗效果。
拓展应用领域
随着技术的不断发展，PPT手术机器 人的应用领域将会不断拓展，包括更 多的手术类型和病种。
国际化推广
随着技术的不断完善和成本的降低， PPT手术机器人将会在国际上得到更 广泛的推广和应用。
03
外科手术机器人ppt课件
谢谢观赏！
外科手术机器人
外科手术机器人简介
第一代手术机器人已经用于世界各地的许多手术室中。这些 机器人不是真正的自动化机器人，它们不能自已进行手术， 但是它们向手术提供了有用的机械化帮助。 主要部件： 1、外科医生控制台 2、床旁机械臂系统 3、成像系统
外科手术机器人-优点
1、手术机器人的机器手臂非常灵活，而且具有无法比拟的 稳定性及精确度，能够完成各类高难度的精细手术。 2、手术机器人拥有三维影像技术，可以向术者提供高清晰 的三维影像，使手术的效果更加精准。 3、治疗疾病创伤非常小，大大减少了患者的失血量及术后 疼痛，住院时间也明显缩短，有利于术后的康复。
外科手术机器人机械原理
一、传动原理
二、支承原理Hale Waihona Puke 三、连接原理传动原理
1、齿轮传动
2、摩擦传动
3、蜗杆传动
运动支承原理
1、支承
2、运动导轨
连接原理
外科手术机器人发展前景
1、外科手术机器人是目前国外机器人研究领域中最 活跃、投资最多的方向之一，其发展前景非常看好。 2、在发达国家已经出现医疗外科手术机器人市场化 产品，并在临床上开展了大量的病例应用研究。 3、随着科学技术的发展, 特别是计算机技术的发展, 医用机器人在临床中的作用越来越受到人们的重视。 4、现在, 它已经成功地应用到神经外科、整形外科、 泌尿科、脊椎、耳鼻喉科、眼科、膝关节切除以及 腹腔镜等众多领域中。 总之，外科手术机器人发展前景一片光明！
机器人在外科中的应用PPT课件
陈 秀, 韩 冰, 郭 巍, 等. 胸外科应用达芬奇手术机器人的体会. 临床外科杂志, 2011, 19 (5): 331-333. Lanfranco AR, Castellanos AE, Desai JP, et al. Robotic surgey: a current perspective. Ann Surg, 2004, 239(1): 14-21.
2003年， Intuitive Surgical 公司与Computer Motion公司合并，研制出目前应用最为广泛的第三代达芬 奇系统。
6
列奥纳多·迪·皮耶罗·达·芬奇 （Leonardo Di Serpiero Da Vinci）
意大利人，欧洲文艺复兴时期的天 才科学家、发明家、画家。现代学者称他 为“文艺复兴时期最完美的代表”，是人 类历史上绝无仅有的全才，他最大的成就 是绘画，同时他发明了世界上第一个机器
黄佳, 罗清泉, 方文涛, 等. 机器人辅助胸腔镜技术应用于胸外科初步经验. 中华腔镜外科杂 志（电子版）, 2012, 5（4）281-287.
12
上海胸科医院（2009.5-2010.5）
13
上海胸科医院（2009.5-2010.5）手术相关数据
黄佳, 罗清泉, 方文涛, 等. 机器人辅助胸腔镜技术应用于胸外科初步经验. 中华腔镜外科 杂志（电子版）, 2012, 5（4）281-287.
16
许世广, 童向东, 刘博 等. 机器人辅助胸腔镜下肺叶切除术16例报告[J]; 中国微创外科 杂志, 2013,13(9): 806-809.
15
达芬奇手术机器人增加视野角度;减少 手部颤动，机器人“内腕”较腔镜更为 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。
2003年， Intuitive Surgical 公司与Computer Motion公司合并，研制出目前应用最为广泛的第三代达芬 奇系统。
6
列奥纳多·迪·皮耶罗·达·芬奇 （Leonardo Di Serpiero Da Vinci）
意大利人，欧洲文艺复兴时期的天 才科学家、发明家、画家。现代学者称他 为“文艺复兴时期最完美的代表”，是人 类历史上绝无仅有的全才，他最大的成就 是绘画，同时他发明了世界上第一个机器
黄佳, 罗清泉, 方文涛, 等. 机器人辅助胸腔镜技术应用于胸外科初步经验. 中华腔镜外科杂 志（电子版）, 2012, 5（4）281-287.
12
上海胸科医院（2009.5-2010.5）
13
上海胸科医院（2009.5-2010.5）手术相关数据
黄佳, 罗清泉, 方文涛, 等. 机器人辅助胸腔镜技术应用于胸外科初步经验. 中华腔镜外科 杂志（电子版）, 2012, 5（4）281-287.
16
许世广, 童向东, 刘博 等. 机器人辅助胸腔镜下肺叶切除术16例报告[J]; 中国微创外科 杂志, 2013,13(9): 806-809.
15
达芬奇手术机器人增加视野角度;减少 手部颤动，机器人“内腕”较腔镜更为 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。
医用机器人【PPT课件】
突破性发展
1994年，美国Computer Motion公司推出了第一种能够用 于微创手术的医用机器人产品Aesop(伊索)机器人。 Aesop具有7个自由度，能够模仿人类手臂的姿态和功能， 有效辅助医生抓持和操作内窥镜设备，在心脏、胸外、 脊柱等多种外科领域有广泛应用。
1995年，Zeus(宙斯)系统实现了医生远距离控制从端机 器人进行精细的手术操作和稳定的器械抓持等动作。 Zeus系统采用纯信号方式实现医生操纵台对机器臂的控 制，在传输距离上不受视频延迟的影响。
机器人在实施手术
主治医生与患者
突破性发展
2006 年 3 月，北京积水潭医院与北京航空航天大学合 作，利用小型模块化机器人，在北京和延安之间完成了 国内第一例长骨骨折髓内钉内固定远程遥操作手术，提 出并实现了基于窄带网络的远程规划理念，从而在一定 程度上降低了远程遥外科对网络配置的要求。
全球9款最先进的医用机器人
成像系统
成像系统(Video Cart)内装有外 科手术机器人的核心处理器以及 图象处理设备，在手术过程中位 于无菌区外，可由巡回护士操作， 并可放置各类辅助手术设备。外 科手术机器人的内窥镜为高分辨 率三维(3D)镜头，对手术视野具 有10倍以上的放大倍数，能为主 刀医生带来患者体腔内三维立体 高清影像，使主刀医生较普通腹 腔镜手术更能把握操作距离，更 能辨认解剖结构，提升了手术精 确度。
达芬奇机器人的组成
达芬奇机器人由三部分组成：外科医生控制台；床 旁机械臂系统；成像系统。
外科医生控制台
外科医生控制台是达芬奇机器 人系统的控制中心，由计算机 系统、监视器、控制手柄、脚 踏控制板及输出设备组成。外 科医生控制台的操作者坐在消 毒区域以外，通过使用控制手 柄来控制手术器械和立体腔镜。 术者通过双手动作传动手术台 车上仿真机械臂完成各种操作， 从而达到术者的手在患者体内 做手术的效果。同时可通过声 控、手控或踏板控制腹腔镜。 术者双脚置于脚踏控制板上配 合完成电切、电凝等相关操作。 达芬奇机器人系统让术者在微 创的环境里可以达到开放手术 的灵活性
医学课件：达芬奇手术机器人
目前全球范围内有多家知名的培训机 构提供达芬奇手术机器人的培训服务 ，如美国直觉外科公司（Intuitive Surgical）等。
05
达芬奇手术机器人的未来发展
技术创新与改进
机器人精准度提升
遥控操作
随着技术的不断进步，达芬奇手术机 器人将进一步提高其操作的精准度和 稳定性，减少手术创伤和并发症。
方案。
手术计划制定
根据评估结果，制定详细的手 术计划，包括手术入路、操作
步骤、预期效果等。
患者准备
指导患者进行术前准备，如禁 食、备皮、用药等，确保患者
身体状况符合手术要求。
手术器械准备
根据手术需要，准备相应的手 术器械和达芬奇手术机器人系
统。
手术过程
麻醉
根据患者的年龄、体重和手 术时间等因素，选择适当的 麻醉方式，确保患者在手术 过程中无痛、无意识。
适感。
康复指导
指导患者进行术后康复训练， 促进身体功能的恢复。
并发症预防
采取有效措施预防术后并发症 的发生，如感染、出血等。
随访观察
定期对患者进行随访观察，评 估手术效果和患者的恢复情况
。
04
达芬奇手术机器人的培训与认 证
培训课程与要求
理论课程
介绍达芬奇手术机器人的基本原理、系统构 成、操作流程以及手术应用范围等。
手术操作
医生在达芬奇手术机器人系 统的辅助下，进行精细的手 术操作，如切割、缝合、夹 持等。
术中监测
在手术过程中，实时监测患 者的生命体征和手术进展， 确保手术安全。
出血控制
通过精确的止血技术，控制 手术过程中的出血，减少失 血量。
术后恢复
术后护理
对患者进行全面的术后护理， 监测生命体征，处理疼痛和不
05
达芬奇手术机器人的未来发展
技术创新与改进
机器人精准度提升
遥控操作
随着技术的不断进步，达芬奇手术机 器人将进一步提高其操作的精准度和 稳定性，减少手术创伤和并发症。
方案。
手术计划制定
根据评估结果，制定详细的手 术计划，包括手术入路、操作
步骤、预期效果等。
患者准备
指导患者进行术前准备，如禁 食、备皮、用药等，确保患者
身体状况符合手术要求。
手术器械准备
根据手术需要，准备相应的手 术器械和达芬奇手术机器人系
统。
手术过程
麻醉
根据患者的年龄、体重和手 术时间等因素，选择适当的 麻醉方式，确保患者在手术 过程中无痛、无意识。
适感。
康复指导
指导患者进行术后康复训练， 促进身体功能的恢复。
并发症预防
采取有效措施预防术后并发症 的发生，如感染、出血等。
随访观察
定期对患者进行随访观察，评 估手术效果和患者的恢复情况
。
04
达芬奇手术机器人的培训与认 证
培训课程与要求
理论课程
介绍达芬奇手术机器人的基本原理、系统构 成、操作流程以及手术应用范围等。
手术操作
医生在达芬奇手术机器人系 统的辅助下，进行精细的手 术操作，如切割、缝合、夹 持等。
术中监测
在手术过程中，实时监测患 者的生命体征和手术进展， 确保手术安全。
出血控制
通过精确的止血技术，控制 手术过程中的出血，减少失 血量。
术后恢复
术后护理
对患者进行全面的术后护理， 监测生命体征，处理疼痛和不
《医用机器人》课件
机器人外骨骼
机器人外骨骼是一种可穿戴式机器人装置， 用于帮助肢体受损患者进行康复训练。
机器人导引系统
机器人导引系统用于辅助医生进行手术操作， 提供实时、精确的导引和影像指引。
医用机器人的技术和原理
人工智能技术
医用机器人利用人 工智能技术实现智 能决策和自主控制， 提高手术的精度和 安全性。
机器视觉技术
5 康复治疗
6 其他领域
医用机器人可以帮助患者进行康复治疗， 恢复身体功能。
医用机器人还可以应用于其他领域，如实 时监测和远程诊断等。
医用机器人的分类
机器人手臂
机器人手臂是医用机器人的一种，可模拟人 类手臂的运动，用于辅助手术和治疗。
机器人智能轮椅
机器人智能轮椅是一种可智能导航的轮椅， 可帮助行动不便的人移动。
医用机器人在中国的发展始于20世纪80年代，目前正迅速发展壮大。
2
医用机器人在中国的应用现状
在中国，医用机器人已经广泛应用于各个领域，如外科手术、康复治疗和癌症治 疗等。
3
医用机器人未来的发展趋势
未来，医用机器人将更加智能化和个性化，为医疗行业带来更多创新和突破。
医用机器人的风险和挑战
1 安全方面的考虑
医用机器人的安全性需要得到保障，防止意外事故和医疗纠纷的发生。
2 人机交互方面的挑战
医用机器人需要能够与医生和患者进行良好的人机交互，提高沟通效果和治疗效果。
3 道德和伦理问题的思考
医用机器人的广泛应用引发了一系列道德和伦理问题，需要深入思考和讨论。
《医用机器人》PPT课件
医用机器人是指应用机器人技术和人工智能在医疗领域中进行辅助治疗、手 术操作以及康复治疗等工作的机器人系统。
机器人外科手术医疗黑科技PPT课件
从医生角度： 达芬奇手术机器人增加视野角度;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。 医生有利之处归根到底还是为患者。例如，机器人提高精确度，便能 节省出手术时间从而减少术者疲劳，这样可以进一步防止术者手部颤 动使术者精力更集中，使手术更完美。
12
手术方法 达芬奇组: 肾癌根治术与肾盂输尿管成形术Trocar 布置与传统腹腔镜相同。 患者脐旁切口，放置 12 mmTrocar，双孔内镜经此通道插入，双侧髂前上 棘至脐连线与腹直肌外缘的交点处放置两个直径 8 mm 的 Trocar，3 个 Trocar 呈三角形放置。右下腹再放置一个辅助 Trocar，用于助手帮助牵拉 组织、吸引渗血和递送缝针。放入机器内镜系统进行 手术。 腹腔镜组: 肾癌根治术与肾盂输尿管形术 Trocar 布置相同，患侧腋中线上 方 2．0 cm 切开 1． 5 cm 切口，置入 10 mm Trocar，借助腹腔镜直视 作在腋前线、腋后线十二肋缘下置入辅助 Trocar。前列腺癌根治术与膀胱 癌根治术Trocar 布置同机器人组放置三角形 Trocar 布置后可根据情况决定 是否放置第 5 个辅助 Trocar。
通常是手术室的控制台上，观测和指
导机械臂工作就行了。据悉，该技术
可让医生在地球的一端对另一端的患
者实施手术。
骨折复位机器人
2
达芬奇的构成
达
外科医生控制台
床旁机械臂系统
成像系统
3
达芬奇手术机器人的具体优势
从患者角度： (1)手术操作更精确，与腹腔镜(二维视觉)相比，因三维视觉可放大1015倍，使手术精确度大大增加，术后恢复快，愈合好。 (2)曲线较腹腔镜短。 (3)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。
12
手术方法 达芬奇组: 肾癌根治术与肾盂输尿管成形术Trocar 布置与传统腹腔镜相同。 患者脐旁切口，放置 12 mmTrocar，双孔内镜经此通道插入，双侧髂前上 棘至脐连线与腹直肌外缘的交点处放置两个直径 8 mm 的 Trocar，3 个 Trocar 呈三角形放置。右下腹再放置一个辅助 Trocar，用于助手帮助牵拉 组织、吸引渗血和递送缝针。放入机器内镜系统进行 手术。 腹腔镜组: 肾癌根治术与肾盂输尿管形术 Trocar 布置相同，患侧腋中线上 方 2．0 cm 切开 1． 5 cm 切口，置入 10 mm Trocar，借助腹腔镜直视 作在腋前线、腋后线十二肋缘下置入辅助 Trocar。前列腺癌根治术与膀胱 癌根治术Trocar 布置同机器人组放置三角形 Trocar 布置后可根据情况决定 是否放置第 5 个辅助 Trocar。
通常是手术室的控制台上，观测和指
导机械臂工作就行了。据悉，该技术
可让医生在地球的一端对另一端的患
者实施手术。
骨折复位机器人
2
达芬奇的构成
达
外科医生控制台
床旁机械臂系统
成像系统
3
达芬奇手术机器人的具体优势
从患者角度： (1)手术操作更精确，与腹腔镜(二维视觉)相比，因三维视觉可放大1015倍，使手术精确度大大增加，术后恢复快，愈合好。 (2)曲线较腹腔镜短。 (3)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。
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21
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机器人结构及控制系统
Omega 7 的操作演示
16
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机器人结构及控制系统
主从控制系统
手术机器人主从控制结构
17
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机器人结构及控制系统
控制系统硬件结构
手术机器人控制系统硬件结构
18
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机器人结构及控制系统
等效微分变换法的主从控制：
操作臂的运动方程表示为
（1）
式中q为关节角度，x为操作臂末端在笛卡尔空间的坐标。
3. 主从控制中，经过运动学反解得到从手关节轨迹速度和加速 度不连续，导致机器人运动不平稳，为避免此问题，需要在关节 空间内规划机器人运动轨迹，得到连续平滑的轨迹。
14
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机器人结构及控制系统
基于腹腔微创手术的主从手关节结构配置方案
15
编辑版ppt
主手控制系统
Force Dimension Omega 7
9
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成像系统
成像系统(Video Cart)内装有外 科手术机器人的核心处理器以及 图象处理设备，在手术过程中位 于无菌区外，可由巡回护士操作， 并可放置各类辅助手术设备。外 科手术机器人的内窥镜为高分辨 率三维(3D)镜头，对手术视野具 有10倍以上的放大倍数，能为主 刀医生带来患者体腔内三维立体 高清影像，使主刀医生较普通腹 腔镜手术更能把握操作距离，更 能辨认解剖结构，提升了手术精 确度。
取操作臂工作空间中任意一点为中心(定点(-2.66mm,-15.08mm,765.7mm))， 在其周围2mm*2mm范围内计算跟随误差，结果如图5。
20
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机器人结构及控制系统
轨迹规划
本文选择在关节空间内规划机器人的运动轨迹，得到连续平 滑的轨迹。对通过运动学反解得到的每两个关节路径点实时 进行一次插值运算，三次样条函数具有速度、加速度连续， 计算量小和易于实现等优点，被选作插补函数．其具体算法 如下所述．
基于外科手术的 机器人控制
1
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目录
机器人外科手术简介
1. 研究意义 2. 发展状况
机器人结构及控制系统
1. 总体结构 2. 主从控制系统 3. 力反馈系统
2
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机器人外科手术简介
传统外科手术 定位精度不高 术者疲劳、动作颤抖 受空间及环境约束大 缺乏三维医学图像导航 手术器械操作局限性 位姿受手术环境影响
8
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床旁机械臂系统
床旁机械臂系统(Patient Cart)是外科手术机器人的操 作部件，其主要功能是为器械 臂和摄像臂提供支撑。助手医 生在无菌区内的床旁机械臂系 统边工作，负责更换器械和内 窥镜，协助主刀医生完成手术。 为了确保患者安全，助手医生 比主刀医生对于床旁机械臂系 统的运动具有更高优先控制权
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机器人外科手术简介
达芬奇(Da Vinci)手术机器人视频演示
以下画面可能会引起不适 请谨慎观看
12
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机器人结构及控制系统
主从控制系统总体结构
主从式医疗机器人由早期的主从同构 方式发展成为现在的主从异构方式。 异构机器人的实时主从控制必须在很 短时间内完成运动求解、轨迹规划、 抖动消除等计算。
4
出血少等优点
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机器人外科手术简介
发展历史
1985年，美国，自主定位的立体定向装置完成脑组织活检 1989年，英国，6自由度Puma机器人，开展前列腺手术切除术 1994年，Computer motion公司于研发了内镜光学定位外科机器人系统 “AESOP” 1999年初，由两家美国公司(Computer Motion和Intuitive Surgical)先后独立 研制的宙斯(Zeus)和达芬奇(Da Vinci)两套手术机器人系统 2001年，法国远程Zeus机器人开创了远程手术的先河
3
外科手术机器人 准确定位 动作灵巧、稳定 减轻术者疲劳 信息反馈直观（三维图） 术前快速手术设计 避免辐射、感染的影响 灭菌简单
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为什么需要手术机器人：
1.微创手术和传统手术伤口的比较
2.手术机器人比人工手术更加精细化
所以采用机器人手术具有创口小，疤痕小、疼痛轻、恢复快、出院时间短，
13
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手术机器人主从控制系统的三个主要问题 ：
1. 从手需要快速准确地跟踪主手运动，并将在手术区域所接受 到的一些信息( 如视频图像信息)通过通讯环节反馈给操作医生。
2. 手术过程中，主操作手上的医生会不可避免地产生手部抖动， 这些无关抖动会造成手术器械末端的抖动，从而影响精度，所以 必须消除抖动。
5
编辑版ppt
机器人外科手术简介
至今为止，达芬奇 (Da Vinci)手术机器 人不断的更新换代 仍是世界手术机器 人最高水平的代表
6
达芬奇机器人器件
达芬奇机器人系统
编辑版ppt
机器人外科手术简介
达芬奇机器人手术系统的构成 ：
医生操控台 旁床机械臂 3D成像系统
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外科医生控制台
外科医生控制台是达芬奇机器人系 统的控制中心，由计算机系统、监 视器、控制手柄、脚踏控制板及输 出设备组成。外科医生控制台的操 作者坐在消毒区域以外，通过使用 控制手柄来控制手术器械和立体腔 镜。术者通过双手动作传动手术台 车上仿真机械臂完成各种操作，从 而达到术者的手在患者体内做手术 的效果。同时可通过声控、手控或 踏板控制腹腔镜。术者双脚置于脚 踏控制板上配合完成电切、电凝等 相关操作。达芬奇机器人系统让术 者在微创的环境里可以达到开放手 术的灵活性
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机器人外科手术简介
中国发展状况
1997年，研制了基于Puma262的脑外 科机器人辅助定位系统，填补了国内 医用机器人研究的空白 2000年，海军总医院研制了计算机辅 助立体定位神经外科手术系统 2010年，由天津大学、南开大学和天 津医科大学总医院联合研制的“妙手 Ａ”系统
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图1 妙手A
对式(1)在定点处进行泰勒展开得到
ห้องสมุดไป่ตู้
∆x和工作空间的角度增量∆q的关系为：
对式（3）两边同时左乘逆雅克比矩阵J（q），得逆运动求解公式：
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机器人结构及控制系统
根据式(4)，可以计算出工具坐标系发生差分变化所需要的机械手关节的差分 变化。但是，等效微分变换法求解逆运动学时因为忽略了高阶误差，而将误 差带入到了控制系统，由(3)式可得：