醫療機器人技術

《醫療機器人技術》，姜金剛 著，出版社： 化學工業出版社。

化學工業出版社（簡稱化工社）組建於1953年1月，經過近60年的發展，化工社現已成為專業特色突出、品牌優勢明顯、圖書市場占有率較高、有良好知名度和信譽度的中央級綜合科技出版社。

目錄

內容簡介

本書講述醫療機器人的基本原理、基礎知識和行業應用。

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、醫療機器人臨床應用的工程研究。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。

本書內容清晰, 系統性強, 不僅可以作為醫療機器人技術的前沿參考書, 幫助醫療機器人和生物醫學工程領域的研究人員、學生和技術人員鞏固基本原理與基本知識, 了解業界前沿技術, 還適合臨床醫學領域的醫生了解相關工程實踐。

目錄

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　醫療機器人的應用優點　/ 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　人機交互技術　/ 28

2.3.1　人機交互技術的背景　/ 28

2.3.2　人機交互的基本概念　/ 30

2.3.3　人機交互的運用實例　/ 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應用實例　/ 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　其他神經外科應用　/ 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交互技術　/ 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　應用實例　/ 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能控制　/ 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

第9 章　乳腺微創介入機器人　/ 196

9.1　引言　/ 196

9.1.1　乳腺微創介入機器人的研究背景　/ 196

9.1.2　乳腺微創介入機器人的研究意義　/ 197

9.2　乳腺微創介入機器人的研究現狀　/ 197

9.3　乳腺微創介入機器人的關鍵技術　/ 200

9.3.1　乳腺微創介入機器人的兼容性　/ 200

9.3.2　乳腺微創介入機器人構型　/ 204

9.3.3　乳腺微創介入機器人穿刺針—組織作用機理　/ 206

9.3.4　乳腺微創介入機器人路徑規劃　/ 211

9.3.5　乳腺微創介入機器人的精確控制　/ 211

9.4　乳腺微創介入機器人介入實例　/ 213

參考文獻　/ 218

第10 章　骨科機器人　/ 220 　

10.1　引言　/ 220

10.1.1　骨科機器人的研究背景　/ 220

10.1.2　骨科機器人的研究意義　/ 221

10.2　骨科機器人的研究現狀　/ 222

10.2.1　關節外科骨科機器人　/ 222

10.2.2　整骨骨科機器人　/ 223

10.2.3　脊柱外科骨科機器人　/ 224

10.2.4　創傷骨科機器人　/ 226

10.3　骨科機器人的關鍵技術　/ 227

10.3.1　骨科機器人的機械系統　/ 227

10.3.2　骨科機器人的計算機輔助導航系統　/ 228

10.3.3　骨科機器人的人機協同系統　/ 232

10.4　骨科機器人實施實例　/ 235

參考文獻　/ 239

第11 章　康復機器人　/ 242 　

11.1　引言　/ 242

11.1.1　康復機器人的研究背景　/ 242

11.1.2　康復機器人的研究意義　/ 243

11.2　康復機器人的研究現狀　/ 243

11.2.1　上肢康復機器人研究現狀　/ 243

11.2.2　下肢康復機器人發展狀況　/ 246

11.2.3　我國康復機器人發展狀況　/ 248

11.3　康復機器人關鍵技術　/ 251

11.3.1　康復機器人系統設計分析　/ 251

11.3.2　康復機器人控制策略　/ 253

11.3.3　康復機器人運動軌跡規劃方法　/ 257

11.4　康復機器人的典型實例　/ 259

參考文獻　/ 261

第12 章　全口義齒排牙機器人　/ 264 　

12.1　引言　/ 264

12.1.1　全口義齒排牙機器人的研究背景　/ 264

12.1.2　全口義齒排牙機器人的研究意義　/ 265

12.2　全口義齒排牙機器人的研究現狀　/ 265

12.2.1　全口義齒排牙機器人的國外研究現狀　/ 265

12.2.2　全口義齒排牙機器人的國內研究現狀　/ 267

12.3　全口義齒排牙機器人關鍵技術　/ 268

12.3.1　義齒模型的三維重建　/ 268

12.3.2　全口義齒排牙規則的數字化表達　/ 271

12.3.3　全口義齒牙弓曲線　/ 276

12.3.4　全口義齒排牙機器人機械結構　/ 279

12.3.5　全口義齒排牙機器人的精確運動控制　/ 281

12.4　全口義齒排牙機器人排牙實例　/ 284

12.4.1　單操作機全口義齒排牙機器人　/ 286

12.4.2　多操作機全口義齒排牙機器人　/ 287

參考文獻　/ 288

第13 章　正畸弓絲彎制機器人　/ 292 　

13.1　引言　/ 292

13.1.1　正畸弓絲彎制機器人的研究背景　/ 292

13.1.2　正畸弓絲彎制機器人的研究意義　/ 293

13.2　正畸弓絲彎制機器人的研究現狀　/ 294

13.3　正畸弓絲彎制機器人的關鍵技術　/ 296

13.3.1　正畸弓絲的數字化表達　/ 296

13.3.2　正畸弓絲彎制機器人結構　/ 299

13.3.3　正畸弓絲翹曲回彈機理　/ 301

13.3.4　正畸弓絲彎制機器人控制規劃　/ 308

13.3.5　機器人正畸弓絲彎製程序生成方法　/ 314

13.4　正畸弓絲彎制機器人的典型實例　/ 318

13.4.1　弓絲彎制機器人實驗系統　/ 318

13.4.2　實驗用例的選擇　/ 320

13.4.3　澳絲彎制實驗結果　/ 320

參考文獻　/ 321

第14 章　醫療機器人的發展　/ 324 　

14.1　政策法規分析　/ 324

14.2　市場分析　/ 325

14.3　產業鏈結構分析　/ 328

14.4　技術分析　/ 331

14.5　未來發展方向　/ 333

參考文獻　/ 335

索引　/ 337