医疗机器人技术

本书讲述医疗机器人的基本原理、基础知识和行业应用。 主要内容包括: 医疗机器人的特点及分类、医疗机器人的关键技术、医疗机器人临床应用的工程研究。从研究背景、研究意义、关键技术和典型实例几方面对各类医疗机器人做了分析讲解, 分析了医疗机器人的发展前景。 本书涉及的机器人包括: 医院服务机器人、神经外科机器人、血管介入机器人、腹腔镜机器人、胶囊机器人、前列腺微创介入机器人、乳腺微创介入机器人、骨科机器人、康复机器人、全口义齿排牙机器人、正畸弓丝弯制机器人等。 本书内容清晰, 系统性强, 不仅可以作为医疗机器人技术的前沿参考书, 帮助医疗机器人和生物医学工程领域的研究人员、学生和技术人员巩固基本原理与基本知识, 了解业界前沿技术, 还适合临床医学领域的医生了解相关工程实践。

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第1 章　医疗机器人的特点及分类　/ 1 　1.1　医疗机器人的基本概念　/ 1 　1.2　医疗机器人的特点　/ 2 　　　1.2.1　概述　/ 3 　　　1.2.2　医疗机器人的应用优点　/ 3 　　　1.2.3　医疗机器人未来发展的趋势　/ 3 　1.3　医疗机器人的结构　/ 4 　　　1.3.1　机器人系统的组成　/ 4 　　　1.3.2　医疗机器人的分类　/ 5 　参考文献　/ 21 第2 章　医疗机器人的关键技术　/ 23 　 　2.1　远程手术技术　/ 23 　　　2.1.1　远程手术技术的背景　/ 23 　　　2.1.2　远程手术的基本定义　/ 23 　　　2.1.3　远程手术的运用实例　/ 24 　2.2　手术导航技术　/ 25 　　　2.2.1　手术导航技术的背景　/ 25 　　　2.2.2　手术导航技术的基本定义　/ 26 　　　2.2.3　手术导航技术的运用实例　/ 28 　2.3　人机交互技术　/ 28 　　　2.3.1　人机交互技术的背景　/ 28 　　　2.3.2　人机交互的基本概念　/ 30 　　　2.3.3　人机交互的运用实例　/ 31 　2.4　辅助介入治疗技术　/ 33 　　　2.4.1　辅助介入治疗技术的背景　/ 33 　　　2.4.2　辅助介入治疗技术的基本定义　/ 34 　　　2.4.3　辅助介入治疗技术的应用实例　/ 34 　参考文献　/ 35 第3 章　医院服务机器人　/ 36 　 　3.1　引言　/ 36 　　　3.1.1　医院服务机器人的研究背景　/ 36 　　　3.1.2　医院服务机器人的研究意义　/ 37 　3.2　医院服务机器人的研究现状　/ 37 　3.3　医院服务机器人的关键技术分析　/ 40 　　　3.3.1　医院服务机器人室内导航技术　/ 40 　　　3.3.2　医院服务机器人的定位与避障技术　/ 43 　　　3.3.3　医院服务机器人路径规划问题　/ 47 　3.4　医院服务机器人的典型实例　/ 50 　　　3.4.1　移动式医院服务机器人　/ 50 　　　3.4.2　自动化药房　/ 53 　参考文献　/ 56 第4 章　神经外科机器人　/ 58 　 　4.1　引言　/ 58 　　　4.1.1　神经外科机器人的研究背景　/ 58 　　　4.1.2　神经外科机器人的研究意义　/ 59 　4.2　神经外科机器人的研究现状　/ 59 　　　4.2.1　立体定向神经外科　/ 59 　　　4.2.2　功能性神经外科及癫痫病灶定位　/ 62 　　　4.2.3　内镜脑外科　/ 63 　　　4.2.4　神经外科肿瘤学　/ 65 　　　4.2.5　周围神经手术　/ 65 　　　4.2.6　其他神经外科应用　/ 66 　4.3　神经外科机器人的关键技术　/ 66 　　　4.3.1　神经外科导航系统与定位技术　/ 66 　　　4.3.2　神经外科机器人远程交互技术　/ 69 　　　4.3.3　神经外科机器人精准定位技术　/ 69 　4.4　神经外科机器人实施实例　/ 70 　　　4.4.1　Neuroarm 手术系统　/ 70 　　　4.4.2　ROSA 机器人辅助系统　/ 73 　参考文献　/ 77 第5 章　血管介入机器人　/ 80 　5.1　引言　/ 80 　　　5.1.1　血管介入机器人的研究背景　/ 80 　　　5.1.2　血管介入机器人的研究意义　/ 83 　5.2　血管介入机器人的研究现状　/ 83 　5.3　血管介入机器人的关键技术　/ 93 　　　5.3.1　血管介入机器人机械结构　/ 93 　　　5.3.2　血管介入机器人导航技术　/ 94 　　　5.3.3　血管介入机器人的安全　/ 95 　　　5.3.4　基于虚拟技术的手术模拟　/ 96 　5.4　应用实例　/ 100 　参考文献　/ 104 第6 章　腹腔镜机器人　/ 107 　 　6.1　引言　/ 107 　　　6.1.1　腹腔镜机器人的研究背景　/ 107 　　　6.1.2　腹腔镜机器人的研究意义　/ 108 　6.2　腹腔镜机器人的研究现状　/ 109 　　　6.2.1　腹腔镜机器人的国外研究现状　/ 109 　　　6.2.2　腹腔镜机器人的国内研究现状　/ 115 　6.3　腹腔镜机器人的关键技术　/ 117 　　　6.3.1　腹腔镜机器人持镜手臂设计　/ 117 　　　6.3.2　腹腔镜机器人的运动规划及控制技术　/ 118 　　　6.3.3　腹腔镜机器人的自动导航方法　/ 119 　　　6.3.4　腹腔镜机器人的空间位置确定　/ 121 　　　6.3.5　腹腔镜机器人的虚拟现实技术　/ 122 　6.4　腹腔镜机器人的介入实例　/ 123 　　　6.4.1　da Vinci 系统　/ 123 　　　6.4.2　“妙手” 系统　/ 126 　6.5　未来展望　/ 128 　参考文献　/ 130 第7 章　胶囊机器人134 　 　7.1　引言　/ 134 　　　7.1.1　胶囊机器人的研究背景　/ 134 　　　7.1.2　胶囊机器人的研究意义　/ 135 　7.2　胶囊机器人的研究现状　/ 136 　　　7.2.1　被动式胶囊机器人　/ 136 　　　7.2.2　主动式胶囊机器人　/ 138 　7.3　胶囊机器人的关键技术　/ 142 　　　7.3.1　胶囊机器人的微型化技术　/ 142 　　　7.3.2　胶囊机器人的密封技术　/ 142 　　　7.3.3　胶囊机器人的能源供给技术　/ 143 　　　7.3.4　胶囊机器人的驱动技术　/ 146 　　　7.3.5　胶囊机器人的定位与智能控制　/ 149 　7.4　胶囊内镜机器人实施实例　/ 150 　　　7.4.1　PillCam 胶囊机器人　/ 150 　　　7.4.2　OMOM 胶囊内镜机器人　/ 153 　参考文献　/ 156 第8 章　前列腺微创介入机器人　/ 160　 　8.1　引言　/ 160 　　　8.1.1　前列腺微创介入机器人的研究背景　/ 160 　　　8.1.2　前列腺微创介入机器人的研究意义　/ 162 　8.2　前列腺微创介入机器人的研究现状　/ 162 　8.3　前列腺微创介入机器人的关键技术　/ 168 　　　8.3.1　前列腺MRI 图像的轮廓分割　/ 168 　　　8.3.2　前列腺微创介入机器人构型　/ 171 　　　8.3.3　前列腺微创介入机器人穿刺特性　/ 175 　　　8.3.4　前列腺微创介入机器人运动规划　/ 176 　　　8.3.5　前列腺微创介入机器人的精确控制　/ 180 　8.4　前列腺微创介入机器人介入实例　/ 187 　参考文献　/ 192 第9 章　乳腺微创介入机器人　/ 196 　9.1　引言　/ 196 　　　9.1.1　乳腺微创介入机器人的研究背景　/ 196 　　　9.1.2　乳腺微创介入机器人的研究意义　/ 197 　9.2　乳腺微创介入机器人的研究现状　/ 197 　9.3　乳腺微创介入机器人的关键技术　/ 200 　　　9.3.1　乳腺微创介入机器人的兼容性　/ 200 　　　9.3.2　乳腺微创介入机器人构型　/ 204 　　　9.3.3　乳腺微创介入机器人穿刺针—组织作用机理　/ 206 　　　9.3.4　乳腺微创介入机器人路径规划　/ 211 　　　9.3.5　乳腺微创介入机器人的精确控制　/ 211 　9.4　乳腺微创介入机器人介入实例　/ 213 　参考文献　/ 218 第10 章　骨科机器人　/ 220 　 　10.1　引言　/ 220 　　　10.1.1　骨科机器人的研究背景　/ 220 　　　10.1.2　骨科机器人的研究意义　/ 221 　10.2　骨科机器人的研究现状　/ 222 　　　10.2.1　关节外科骨科机器人　/ 222 　　　10.2.2　整骨骨科机器人　/ 223 　　　10.2.3　脊柱外科骨科机器人　/ 224 　　　10.2.4　创伤骨科机器人　/ 226 　10.3　骨科机器人的关键技术　/ 227 　　　10.3.1　骨科机器人的机械系统　/ 227 　　　10.3.2　骨科机器人的计算机辅助导航系统　/ 228 　　　10.3.3　骨科机器人的人机协同系统　/ 232 　10.4　骨科机器人实施实例　/ 235 　参考文献　/ 239 第11 章　康复机器人　/ 242 　 　11.1　引言　/ 242 　　　11.1.1　康复机器人的研究背景　/ 242 　　　11.1.2　康复机器人的研究意义　/ 243 　11.2　康复机器人的研究现状　/ 243 　　　11.2.1　上肢康复机器人研究现状　/ 243 　　　11.2.2　下肢康复机器人发展状况　/ 246 　　　11.2.3　我国康复机器人发展状况　/ 248 　11.3　康复机器人关键技术　/ 251 　　　11.3.1　康复机器人系统设计分析　/ 251 　　　11.3.2　康复机器人控制策略　/ 253 　　　11.3.3　康复机器人运动轨迹规划方法　/ 257 　11.4　康复机器人的典型实例　/ 259 　参考文献　/ 261 第12 章　全口义齿排牙机器人　/ 264 　 　12.1　引言　/ 264 　　　12.1.1　全口义齿排牙机器人的研究背景　/ 264 　　　12.1.2　全口义齿排牙机器人的研究意义　/ 265 　12.2　全口义齿排牙机器人的研究现状　/ 265 　　　12.2.1　全口义齿排牙机器人的国外研究现状　/ 265 　　　12.2.2　全口义齿排牙机器人的国内研究现状　/ 267 　12.3　全口义齿排牙机器人关键技术　/ 268 　　　12.3.1　义齿模型的三维重建　/ 268 　　　12.3.2　全口义齿排牙规则的数字化表达　/ 271 　　　12.3.3　全口义齿牙弓曲线　/ 276 　　　12.3.4　全口义齿排牙机器人机械结构　/ 279 　　　12.3.5　全口义齿排牙机器人的精确运动控制　/ 281 　12.4　全口义齿排牙机器人排牙实例　/ 284 　　　12.4.1　单操作机全口义齿排牙机器人　/ 286 　　　12.4.2　多操作机全口义齿排牙机器人　/ 287 　参考文献　/ 288 第13 章　正畸弓丝弯制机器人　/ 292 　 　13.1　引言　/ 292 　　　13.1.1　正畸弓丝弯制机器人的研究背景　/ 292 　　　13.1.2　正畸弓丝弯制机器人的研究意义　/ 293 　13.2　正畸弓丝弯制机器人的研究现状　/ 294 　13.3　正畸弓丝弯制机器人的关键技术　/ 296 　　　13.3.1　正畸弓丝的数字化表达　/ 296 　　　13.3.2　正畸弓丝弯制机器人结构　/ 299 　　　13.3.3　正畸弓丝翘曲回弹机理　/ 301 　　　13.3.4　正畸弓丝弯制机器人控制规划　/ 308 　　　13.3.5　机器人正畸弓丝弯制程序生成方法　/ 314 　13.4　正畸弓丝弯制机器人的典型实例　/ 318 　　　13.4.1　弓丝弯制机器人实验系统　/ 318 　　　13.4.2　实验用例的选择　/ 320 　　　13.4.3　澳丝弯制实验结果　/ 320 　参考文献　/ 321 第14 章　医疗机器人的发展　/ 324 　 　14.1　政策法规分析　/ 324 　14.2　市场分析　/ 325 　14.3　产业链结构分析　/ 328 　14.4　技术分析　/ 331 　14.5　未来发展方向　/ 333 　参考文献　/ 335 索引　/ 337