由中國(guó)高科技行業(yè)門(mén)戶OFweek維科網(wǎng)主辦的“OFweek 2020中國(guó)醫(yī)療科技在線論壇”于4月21日在線上正式舉辦。

本次論壇全面探討了機(jī)器人、AI、5G、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術(shù)與醫(yī)療產(chǎn)業(yè)的深度融合，并對(duì)醫(yī)療科技產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展前景做出了前瞻性展望。讓在線觀眾足不出戶即可透視醫(yī)療行業(yè)尖端現(xiàn)狀，把握醫(yī)療產(chǎn)業(yè)發(fā)展動(dòng)向。

上海交大生物醫(yī)學(xué)制造與生命質(zhì)量工程研究所所長(zhǎng)曹其新教授在線上分享了《遙操作技術(shù)在手術(shù)機(jī)器人中應(yīng)用研究》的主題演講。下面就帶大家一起了解遙操作技術(shù)如何在手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域大放光彩。

（圖片來(lái)自O(shè)Fweek維科網(wǎng)，下同）

要了解要操作技術(shù)的應(yīng)用首先需要理清機(jī)器人的發(fā)展歷程。機(jī)器人最早產(chǎn)生于1959年，由約瑟夫?恩格爾伯格開(kāi)發(fā)而成。此后，豐田將機(jī)器人技術(shù)帶入日本，不斷發(fā)展，成為了全球排名第一的機(jī)器人生產(chǎn)廠商。曹其新教授表示，五年前，機(jī)器人在中國(guó)的銷(xiāo)量已達(dá)到全球第一。目前，機(jī)器人已經(jīng)成為了人們社會(huì)生活的重要部分。

隨著機(jī)器人在醫(yī)療手術(shù)應(yīng)用上不斷加深，曹其新教授表示，與人工手術(shù)相比，目前手術(shù)機(jī)器人具有一些特殊優(yōu)勢(shì)。最早的手術(shù)機(jī)器人誕生于1985年的美國(guó)，適用于腦組織活檢。自此之后，手術(shù)機(jī)器人迅速火爆，全球各地開(kāi)啟了對(duì)各式各樣的手術(shù)機(jī)器人開(kāi)發(fā)工作。

手術(shù)機(jī)器人開(kāi)發(fā)市場(chǎng)廣闊，而達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)極具代表性，曹其新教授分析道，該系統(tǒng)充分結(jié)合了美國(guó)航天航空局和眾多研究機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的先進(jìn)技術(shù)，是當(dāng)今世界較好的外科手術(shù)機(jī)器人。

隨著機(jī)器人在醫(yī)療手術(shù)應(yīng)用上不斷加深，曹其新教授表示，與人工手術(shù)相比，目前手術(shù)機(jī)器人的特殊優(yōu)勢(shì)在于：它對(duì)患處的操作更為精確，能夠減少患者痛楚；能夠減輕醫(yī)生負(fù)擔(dān)，降低手術(shù)人員需求；操作靈活，不用實(shí)地接觸就能夠進(jìn)行手術(shù)，可以將醫(yī)生的作用放大。在新冠肺炎疫情期間，手術(shù)機(jī)器人若能夠應(yīng)用到實(shí)際手術(shù)，就能解決醫(yī)生因穿戴防護(hù)服而無(wú)法操作手術(shù)的窘境。

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和醫(yī)療事業(yè)對(duì)手術(shù)技術(shù)要求的不斷提高，原本在深空探索、深海探測(cè)、核電站維護(hù)和排除爆炸物等極端危險(xiǎn)生產(chǎn)環(huán)境使用的遙操作技術(shù)也被應(yīng)用到手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)當(dāng)中，并成為了相輔相成的存在。遙操作技術(shù)應(yīng)用于手術(shù)機(jī)器人可以作為醫(yī)生的輔助，提高其手術(shù)質(zhì)量，減輕其工作強(qiáng)度。

曹其新教授進(jìn)一步提到，目前遙操作機(jī)器人技術(shù)共有三種：一是主從同構(gòu)遙操作位姿控制；二是主從異構(gòu)遙操作位姿控制；三是主從異構(gòu)遙操作力覺(jué)控制。現(xiàn)今市面上大多數(shù)遙操作機(jī)器人都沒(méi)有力覺(jué)控制的設(shè)計(jì)，亟待開(kāi)發(fā)研制。

除此之外，還需要掌握遙操作控制的三大要素：第一，主從遙操作控制算法，將主操作手的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為從端手術(shù)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)；第二，主從延遲和主從控制精度，主從延遲影響控制手感控制精度決定能否勝任精細(xì)任務(wù)；第三，主從力反饋算法，力反饋增強(qiáng)醫(yī)生實(shí)際操作感。

作為當(dāng)今時(shí)代醫(yī)療科技開(kāi)發(fā)工作者，擁有充足的原理基礎(chǔ)便能夠進(jìn)行遙操作機(jī)器人開(kāi)發(fā)工作，醫(yī)療器械的開(kāi)發(fā)基本上分為四個(gè)階段：一，理論知識(shí)儲(chǔ)備，即基礎(chǔ)研究階段；二，面向?qū)嵱没�和�?yīng)用化的研究，即制品開(kāi)發(fā)，研制出樣品；三，非臨床的驗(yàn)證階段，即進(jìn)行各種性能試驗(yàn)，保證產(chǎn)品功能；最后，臨床研究階段，產(chǎn)品應(yīng)用于人身，作為醫(yī)生的輔助工具治療病患。

遙操作技術(shù)歸根結(jié)底是一種以醫(yī)生為中心，以機(jī)器人為輔助的流程。關(guān)于遙操作技術(shù)在我國(guó)的實(shí)踐，曹教授也帶來(lái)了他們珍貴的研究成果，如：脊柱鉆孔機(jī)器人系統(tǒng)、脊柱精皮穿刺手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)、機(jī)械臂輔助髖關(guān)節(jié)鏡手術(shù)系統(tǒng)、“蛟龍”多孔微創(chuàng)腔鏡手術(shù)機(jī)器人、“蛟龍”單孔手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)、氣管插管手術(shù)與取痰機(jī)器人等等。

總之，隨著機(jī)器人從工廠進(jìn)入社會(huì)，特別是老齡化、社會(huì)5.0時(shí)代的到來(lái)，社會(huì)對(duì)服務(wù)機(jī)器人需求大幅上升。醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)將成為一個(gè)藍(lán)海，手術(shù)機(jī)器人將成為引領(lǐng)。特別是疫情之后對(duì)醫(yī)療設(shè)備的大量剛需，尤其需要操作技術(shù)和人機(jī)融合，更是給基于遙操作技術(shù)的手術(shù)機(jī)器人提供了絕佳的發(fā)展機(jī)遇。

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