69、计算机集成介入医学：机器人设备与人机交互的前沿进展

计算机集成介入医学：机器人设备与人机交互的前沿进展

1. 机器人设备的优势与发展

机器人设备在医疗领域展现出了巨大的潜力，能够在多个方面超越人类的局限，如几何精度、操作精准度、在狭小空间内操作工具的能力以及物理强度等。随着技术的不断进步，利用这些能力来改善患者护理的系统也在持续发展。

早期的应用主要侧重于几何精度。这些应用通常要求机器人与用于治疗前规划或术中系统控制的图像进行精确配准。最初的“医疗机器人”可以追溯到放射束治疗系统，并且这些系统至今仍被广泛应用。在外科手术方面，20世纪80年代末至90年代初，用于立体定向神经外科的机器人系统开始出现，用于定位针引导器。此后，许多用于图像引导针放置的机器人系统相继开发，这些系统能够在X射线、MRI或其他成像环境中工作。

除了神经外科，利用机器人设备几何精度的应用还包括关节重建手术、脊柱手术、颅面手术和耳鼻喉手术等。例如，在关节重建手术中，机器人可以更精确地执行手术操作，提高手术的成功率和患者的康复效果。

2. 机器人设备在微创手术中的应用

在介入应用中，机器人设备最成功的应用领域之一是微创手术（MIS）。早期的系统主要用于操纵腹腔镜摄像机，通常通过操纵杆、脚踏板或语音接口来控制摄像机的运动。一些早期的研究小组还探索了通过视频跟踪手术器械或解剖标志来控制内窥镜运动的可能性。

随后的系统实现了具有立体可视化的高灵巧性手术器械远程操作。其中，Intuitive Surgical da Vinci系统得到了广泛的应用，尽管市场上也有其他竞争系统，并且预计会有更多制造商进入该市场。这些系统为外科医生提供了“远程临场感”，即让外科医生感觉自己仿佛在患者体内进行手术，手术工具的运动跟随