手术机器人发展概况.ppt

手术机器人的发展概况,肝胆外科 金 法,瓦特机械化 危险操作领域机械臂,Figure 1. The Argonne National Laboratory dexterous manipulator - (from Johnson and Corliss, Archives of Argonne National Laboratory, 1967),Figure 2.MIT-Utah dexterous hand. (Courtesy Stephen Jacobsen ）,一、手术机器人的产生,Figure 3. Scott Fisher wearing one of the first head mounted displays at the NASA Ames Research Center virtual reality laboratory - ca 1985.,Figure 4. Earliest concept of telepresence surgery from drawings by Drs. Joseph Rosen, MD and Scott Fisher, PhD - ca 1986,Figure 5. Initial telepresence surgery workstation showing intuitive interface - ca 1987.,远程控制血管及神经吻合,Figure 6. RoboDoc - the first robotic surgical system - used to core the femoral shaft in total hip replacement - ca 1986,RoboDoc （Sacramento CA联合手术设备有限公司发明）：髋关节置换术中精确的调整股骨，精确度达 96%, 而当时手工精确度只有75%。 第一个被FDA 通过的手术机器人。,Yulun Wang PhD：美国加州Computer Motion 公司, 军方提供风险基金研究，内镜自动定位系统伊索(AESOP) 一种能由手术医师声控的“扶镜”电子机械手。,Wang, Y. and Sackier, J. Robotically Enhanced Surgery: From concept to development. Surg Endosc. 8:63-66, 1994,Figure 7. Phantom haptics input device. (Courtesy Marc Raibert, PhD, Boston Dynamics Inc., Cambridge, MA, 1995),Phantom ：虚拟触觉输入系统，成为手术机器人的组件之一。,二、腹腔镜技术为代表的微创外科,结合自动机械技术、远程通讯和计算机技术开创一个机器人外科的新时代。,三、手术机器人商业化时代,腹腔镜手术中使用的手术机器人系统： （1） “达芬奇”(da Vinci) ： Intuitive Surgical 公司制造，1999 年1 月获得欧洲CE 市场认证， 2000 年7 月11 日通过美国FDA 市场认证 （2） “宙斯”(Zeus) ： Computer Motion公司制造， 1999 年2 月获得欧洲CE 市场认证,达芬奇系统( da Vinci） (1)手术医师操作的主控台; 一个视觉平台和三维摄像头组成; (2) 有两个机械臂和一个摄像臂的移动平台。,Figure8,9 Robotic surgery in gynecologic oncology:evolution of a new surgical paradigm. John F. Boggess. J Robotic Surg (2007) 1:3137,宙斯系统（Zeus） （1）手术医师控制台 （2）两个操作臂，一个声控内镜自动定位系统手术医师声控的“扶镜”电子机械手（伊索系统）,Figure10,11 Zeus system,Figure14 New York,Figure15 Strasbourg,2001年9月7日，法国Jacques Marescaux教授成功完成了人类历史上第一例跨大西洋手术。患者为一68岁老年女性，患有胆囊结石，手术室在法国的Strasbourg医院，而外科医生在纽约曼哈顿的一座大楼里实施胆囊切除手术。手术持续45分钟，有40多位专家参与了手术，包括医护团体、法国电信的工程师及Computer Motion公司的机器人专家。,Operation Lindbergh,Figure12 2001.9.7 New York Strasbourg,Operation Lindbergh的成功引起世界性的轰动，并将远程手术推向一个新的里程碑。,目前已开展的机器人手术：,涉及普外、胸外、泌尿外科及妇科等腔镜手术。,Figure17-20 Robotic surgery,Figure 16. Robot Assisted MicroSurgery (RAMS) for 10 micron accuracy in laser retinal surgery.,手术机器人的优点： 手术医师舒适、图像三维、能通过软件处理消除手术医师手部的震颤、精细操作。 手术机器人的缺点： 适应症有限、费用昂贵，设备兼容性差、培训要求高,四、未来的手术机器人系统,Figure21-23 Future robotic surgery,Figure25 EndoWrist robotic instrument,Figure 24. A small, autonomous biomimetic robot constructed from MEMS