目前國際上有哪些醫療機器人,分別用於什麼手術或實現哪些功能?
前幾天剛好在整理這個圖,都是手術機器人。剛好最近在開世界機器人大會,信息量超大噢!
紅字的公司主營業務即機器人產品,標黃的則是通過收購來獲得機器人產品的大型綜合上市公司。
早期的醫療外科機器人系統大多採用工業機器人平台。1985 年出現了採用 Puma260 工業機器人來完成腦組織活檢中探針的導向定位。1989 年,英國的皇家學院機器人技術中心利用改進的 6 自由度 Puma 機器人,開展了前列腺切除術,大大縮短了手術操作時間。1999 年,德國 Orto Maquet 公司研製了 CASPAR 機器人系統,採用 Stabubli RX90 工業機器人,用於全髖或全膝關節置換術中的骨骼磨削,以及前交叉韌帶重建術的隧道入點定位,磨削精度達到了 0.10 mm。
在國內,1997 年北京航空航天大學和解放軍海軍總醫院聯合研製了基於 Puma262 的腦外科機器人輔助定位系統,並成功開展了臨床應用,填補了我國醫療外科機器人研究的空白。目前,該產品已完成 6 次產品迭代,最新版本正在由北京柏惠維康公司開展產業化工作。
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1985——Puma 260
1988——ProBot 來自倫敦帝國理學院,用於前列腺切除術
1992——RoBoDoC ISS推出的全球第一個骨科機器人,未獲得美國FDA許可
1994——AESOP 輔助醫生抓持和操作內窺鏡,獲FDA許可,用於心臟、胸外、脊柱外科
1997——MAKOplasty 膝關節置換術機器人,最新款是RIO膝、髖關節手術機器人,公司13年以16.5億美元Stryker收購
1999——NeuroMate ISS推出無框架版本神經外科機器人,現隸屬Renishaw公司
CASPAR 德國Orto Maquet公司研發,用於髖、膝關節置換術。
CyberKnife 用於放射外科的前列腺、肺、腦、脊柱等部位腫瘤放療,具備實時跟蹤功能。 http://www.cyberknife.com/uploadedFiles/CyberKnife_Overview/500929.A_CyberKnife_Patient_Brochure_FINAL.pdf
2000——Da Vinci Intuitive Surgical 推出的主從式機器人,適用普外、胸外科、泌尿外科、婦產科、頭頸外科以及心臟手術。
2001——ZEUS Computer Motion推出的主從式手術機器人,在AESOP基礎上開發而成,可完成輸卵管縫合、冠狀動脈搭橋、閉合胸腔活體心臟搭橋及著名的「林白手術」臨床實驗,2001年獲FDA運營許可。
Orthopilot 首個免CT導航系統,適用於膝、髖關節骨科手術整形外科和骨科。
SOCRATES Computer Motion 推出的遠程手術系統。
2002——EndoAssist 英國Prosurgics公司開發的腹腔鏡機器人,利用術者頭部的紅外線感測器指導鏡頭的運動。 腹腔鏡機器人持鏡手臂的虛擬模擬及詳細結構設計.pdf
2003——Naviot 日本九州大學和日立集團於1998年研製的腹腔鏡持鏡機器人。
2004——Raven I 華盛頓大學最早研發的主動型手術機器人,屬於NASA極端環境任務行動(NEEMO)。
2005——ENDOBOT 主要開發用於遠程微創手術。
2006——LapaRobot 由UCLA和高級手術介入技術中心共同研製的一款允許多操作者遠程配合的手術機器人。 http://www.maclab.seas.ucla.edu/laparobot.shtml
2007——M7 SRI研發中心98年開始研製的遠程手術機器人,隸屬第九個(NEEMO)未來應用在空間站的遠程治療領域。 M7 Surgical Robot
2008——SpineAssist 以色列Mazor公司開發的脊柱外科機器人。 Spine Brain Renaissance Guidance System Mazor Robotics
ViKY 法國EndoControl開發的即插即用型內窺鏡手術機器人,支持聲控。 How CorPath Works
PiGalileo SmithNephew旗下的整形外科導航機器人。
DLR MIRO 德國DLR適用於整形外科、骨科、配合內窺鏡使用的外科手術攜帶型機器人(&<10kg)曾獲2009紅點設計大獎。 http://www.dlr.de/rm/en/desktopdefault.aspx/tabid-3828/
2009——ROSA 法國 MedTech 推出的針對神經外科和脊柱外科的導航手術機器人,適用於腫瘤切除、立體定向手術、以及配合內窺鏡使用的微創手術。 http://medtech.fr/en/rosa1
FreeHand 原 Endoassist 團隊開發的更精簡緊湊的內窺鏡機器人產品,於2011年被ORP收購。 Product History
Renaissance Mazor Robotics 推出的適用於脊柱外科和神經外科手術機器人,附帶操作平台。 Spine Brain Renaissance Guidance System Mazor Robotics
2010——RoSS Robotic Surgery Simulator,基於虛擬現實的機器人手術模擬設備,內置不同等級的手術模擬課程供醫生練習,包括縫針、打結、切割、抓握等。 What is RoSS? Simulated Surgical Systems
2011——SPIDER TransEnterix 推出的手術器械傳輸通道(IDTs),可與傳統器械配合使用。公司目前在研製新產品內窺鏡系統SurgiBot,SPIDER已停止售賣。 SPIDER Surgery
2012——NeuroArm 加拿大的Garnette Sutherland帶領團隊研發的主從式神經外科機器人,可配合 3.0T MRI 移動核磁使用,顯示實時影像,他也帶領研發了世界上第一台移動核磁項目iMRI(後衍生上市公司IMRIS,現已停牌)。 NeuroArm
NavioPFS:適用於膝關節置換術的手持型實時定位機器人,2012年 BlueBelt 為此機器人收購了 CE Mark,前者2015年11月被SmithNephew』s收購。 http://bluebelttech.com/site/wp-content/uploads/2015/08/600010.pdf
Raven II:Raven I 的二代產品,相較一代更小巧靈敏,配備了可裝配手術工具的操作平台。同時開發者開源ROS(Robot Operating System)系統的軟體。 How Raven, the Smart Robotic Helper, is Changing Surgery
Magellan:Hansen Medical 推出的適用於各類末梢血管手術的主從式導航機器人,便於醫生遠離輻射操作。 http://www.hansenmedical.com/us/en/vascular/magellan-robotic-system/product-overview
CorPath:Corindus 推出適用於血管成形術或PCI(經皮冠狀動脈介入治療)的手術機器人。 How CorPath Works
2013——CardioArm:卡內基梅隆大學研發的主從式蛇形機器人,適用於微創型心臟外科手術,直徑12mm,由102個關節組成(席大大在倫敦帝國理工參觀的就有它)。
StealthStation:整合多種移動影像設備(如iMRI/iCT/C-arms等)圖像,在手術過程中自動生成三維導航圖像,應用於神經外科、脊柱外科、整形科和耳鼻喉等,被美敦力收購。
Artis zeego:配合可調節手術床使用的C型臂醫學影像設備,可廣泛應用於心臟外科、血管介入、整形外科、胸外科、脊柱外科和神經外科手術。該品牌已被西門子收購。
2014——Sensei X:配合可調節手術床使用的C型臂醫學影像設備,可廣泛應用於心臟外科、血管介入、整形外科、胸外科、脊柱外科和神經外科手術。該品牌已被西門子收購。
2015——ViRob:直徑1mm、長14mm的以色列Technion大學研製的微型機器人,針對肺癌,可將藥物輸送至靶點。
SirgiBot:TransEnterix正在研發尚未獲FDA認證的手持型腹腔鏡微創手術系統。 SurgiBot Patient-side Robotic Surgery
ProPep:實時神經檢測系統,為脊柱、頜面和各種矯形外科手術提供實時的神經的位置、功能檢測信息,防止手術操作造成神經損傷。http://www.propepsurgical.com/products.html
參考文獻:
王田苗, 胡磊, 劉達. 醫療外科機器人[M]. 北京: 科學出版社.
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格式比較隨意,很多是我在網上查到然後自己翻譯的,如果有不準確的地方,希望大牛指正喲~
感謝閱讀,再安利一次我們的公眾號吧,搜索 Remebot 即可,希望和大家多多交流~~再附兩個央視新聞的最新視頻。
【央視報道】Remebot 亮相世界機器人大會CCTV-13 神經外科臨床治療進入機器人時代
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看到有評論提到了天智航,再詳細說幾個國內的產品(當然包括我們哈哈)~
1997:神經外科,Remebot
神經外科手術一直存在手術空間小、定位困難等痛點。立體定向儀的發明是為了輔助醫生準確定位患者頭部病灶,同時充當手術操作平台。醫生用四顆螺釘將框架固定在患者頭部,通過空間坐標換算出病灶位置,手術器械則裝載於框架結構上。
該技術已被廣泛應用於腦腫瘤、膿腫和血腫的手術治療中,由於手術創傷較開顱手術而言小一些,患者多數願意接受這種治療方法。
神經外科手術機器人 Remebot 是基於立體定向的思路,手術中機器人的計算機軟體系統、機械臂和攝像頭分別充當「腦」、「手」、「眼」,協作實現兩個核心功能:
- 一是將醫學影像三維呈現,輔助醫生更加清晰全面地觀察病灶,完成手術規劃;
- 二是按命令軌跡運動將安裝在其末端的手術器械準確送達患者頭部病灶點;
- 三是按指令軌跡帶動手術器械運動完成輔助操作任務。 通過機器人自動定位,無需再使用框架定位,減輕患者痛苦,提高手術精準度。
目前,Remebot 已成功應用於臨床,搭載不同的手術器械可進行活檢、抽吸、毀損、移植、放療等操作,適用於12類近百種神經外科疾病,涵蓋腦出血、腦囊腫、帕金森病、癲癇、三叉神經痛等。
2005:雙平面骨科機器人,天智航
雙平面骨科機器人是由北京航空航天大學和北京積水潭醫院合作研發的機器人系統, 主要適用於股骨頸空心釘內固定術,骨盆骶髂關節螺釘內固定術等骨科手術,解決傳統手術中需要反覆X射線透視、定位困難和操作缺乏穩定性等問題。
在針對骨盆骨折、長骨骨折等複雜部位骨折患者的螺釘固定術中,機器人可以在髓內釘插入長骨髓腔之後, 輔助確定遠端螺孔的位置和方向,進而提高手術精度。術中引入 C 臂實時 X 線圖像,再結合光電、電磁、機器人等不同的定位系統確定髓內釘遠端孔的位置,有效降低術中輻射。
2015年11月19日,北京天智航醫療科技股份有限公司在全國中小企業股份轉讓系統(新三板)掛牌。股票名稱「天智航」,股票代碼834360,成為國內首家在新三板掛牌的醫療機器人企業。
2014,腔鏡機器人,妙手
「妙手」是類似於達芬奇的主從式腔鏡手術機器人,隸屬國家 863 計劃資助項目,主要研發團隊來自天津大學。該系統包含主操作手 (左手和右手)、從操作手 (左手和右手)、圖像系統、控制系統、各種手術器械和其他輔助器械,可以在醫生控制下完成切割、分離、剝離、縫合、打結等手術操作,科研階段已成功地對兔子頸部和腿部動脈進行了血管吻合手術。
該系統於2014年進入臨床試驗階段,最早由中南大學湘雅三醫院採用新一代「妙手S」機器人,分別為3位患者進行了胃穿孔修補和闌尾切除手術。如下圖所示,醫生通過操縱桿控制伸入患者體內的機械臂,利用末端多樣的手術器械和靈活的腕部轉動完成不同動作。
與達芬奇類似,這類主從式手術機器人對醫生而言主要有以下幾方面的價值:
- 手術舒適度提高,醫生可以坐姿執行腹腔鏡手術,手臂處有充分支撐,且手部抖動也會被適當減弱,避免疲勞;
- 成像效果好,相較傳統的腹腔鏡手術需根據視野內物體形變判斷距離,機械臂末端的攝像頭帶來的直視效果更為準確;
- 機械臂靈活,反饋率高,延遲微弱,可以完成各種複雜的動作,且活動範圍所受的限制小於人手。
根據天津大學機械學院院長王樹新的介紹,妙手在三個方面實現了重要突破:
- 一是運用了微創手術器械多自由度絲傳動解耦設計技術,解決了運動耦合問題,固定、防滑、防松,更有利於精度保持;
- 二是實現了從操作手的可重構布局原理與實現技術,使機器人的「胳膊」更輕,更適應手術的需要;
- 三是運用系統異體同構控制模型構建技術,解決了立體視覺環境下手-眼-器械運動的一致性。進入人體內部的探視鏡頭突破了人眼的極限,可以將手術視野放大數倍甚至數十倍。醫生只需通過計算機遙控,就能進行需要往常多人才能完成的手術。
就目前而言,國外醫療機器人產品也在積極拓展中國市場,如妙手的直接競爭對手達芬奇在中國的擴張速度極快,截至2015年11月,大陸和香港地區共引入了 46 台,2015年第三季度手術量實現同比 15% 的增長。
綜合來看,國內的醫療機器人產品普遍進入了高校科研和臨床試驗向產業化過渡的重要時期。以上四個產品商業化相對較快,已經稱得上業內的佼佼者。國內還有一些科研成果正在轉化,如哈爾濱工業大學研製的微創外科手術機器人系統、瀋陽自動化研究所研製的脊柱外科機器人系統等。
這個話題私信的人太多,在知乎開個Live。
Live 入口為:醫療機器人那些事兒
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目前名氣比較大的就是達芬奇,屬於通用型手術機器人,臨床上使用的最多。
其他都是一些專科型醫療機器人,名氣小很多,裝機量也小很多。
廣州一康醫療設備實業有限公司
一家集自主研發、生產、經營為一體的專業康復醫療公司,智能康復機器人系列在行內一直處於領先地位,不僅是國內第一家提出智能康復機器人概念的廠家,亦是國內第一家康復機器人自主研發生產的先驅。
A1下肢智能反饋訓練系統
主要針對早期或卧床期(軟癱期患者也適合使用)患者的下肢運動功能訓練以及對患者足底本體感覺輸入,讓患者在非懸吊式的減重狀態下體位改變(卧位-站位),進行下肢的踏步訓練,增加患者下肢肌力,通過早期的訓練和足底本體感覺輸入,模擬正常人的行走步態訓練,預防患者行走代償姿勢、誘發下肢分離運動。
A2上肢智能反饋訓練系統
適用於中早期患者上肢功能訓練使用,既可作運動控制訓練也適用於認知功能訓練,通過模擬情景互動,結合視覺反饋、對上肢分離運動控制進行訓練。
設備遵循評估——治療方案——治療——評估——調整方案——治療……的順序進行臨床治療。
A3步態分析與評估系統
臨床上稱之為下肢康復機器人,主要通過對神經康復患者的運動通路重建,使患者重新獲得行走能力,機器人通過幫助患者在直立的狀態下,用正常的步態進行行走訓練。
A5手功能主被動訓練與評估系統
訓練方式上屬於意念控制訓練,訓練方式採用表面肌電信號反饋帶動手指及手腕訓練。
手指動作指令的發出時大腦,通過中樞系統的通路傳導將指令帶到相應的終端,信號到達肌肉處會使動能會轉化為電信號反饋在皮膚表面,電信號貼通過採集患者皮膚表面殘存的肌電信號,反饋到機械手中,帶動患者患肢訓練相應的動作。
A6上肢訓練與評估系統
上肢訓練與評估系統A6基於神經可塑性原理為基礎理論,通過運動再學習方式引導患者進行上肢運動功能訓練。
機器兼有被動、助動、主動訓練方式為一體,解決了患者在治療初期不具有主動訓練能力,導致上肢訓練進度被耽誤的問題。
除了手術機器人另外一塊是康復機器人也是現在一大熱門。
國外目前做的最大的是hocoma,。
國內這塊有璟和,傅利葉智能。http://www.ithome.com/html/discovery/130368.htm
可以參考。手術機器人國外普遍的就是達芬奇藥品配置的機器人,把藥品和輸液袋裝進去機器配好給你遞出來,尤其針對毒性比較大的化療藥品,能替代手工,保護護士和藥師的安全。http://www.aesynt.com/iv-solutions
似乎是在不知不覺之間,我從北京歸來已經快四年了。這幾年來我一直深醉於對北京往事的回憶之中,因此,我才寫了那麼多的文章,這些文章中所寫的感情更是無比真摯的,絕無一字虛假可言。也許,最真實的文字正是很多人不愛看的,其實,我對北京的感覺永遠是愛、恨交加的記憶,以至於現在的我,只要看到「北京」二字,都會感覺特別的親切。說到恨,倒不是因為我手術失敗,而是上天又一次讓我見證了一個所謂現代醫學神話的快速。文章中,僅僅「北京回憶」系列我就寫了近百篇。雖然,我的文學功底很低,文章也寫得很不好,但是,這些文章中所寫的事實都是真實的,是可以接受任質詢的。說到愛,北京吸引我的並不是「千年古都、文化名城」。而是這個城市的這家醫院,有我一生都難忘的、我最相信的人。我深知,我是沒有一點話語權的,就是寫出這些神話內幕、就是發表在自己博客上也是豪無用處的。但是,我必須寫下去,讓事實的大白於天下。這幾年來,我每一次外出看病都是在我一再堅持下才得以成行的,可如今我卻全然沒有這樣堅定的信心,我們的解放軍武警部隊和央視都不能確切告訴全國的患者們實情,好讓他們少走一點彎路。同時,我也想讓那些沒有人性的醫生們知道,不要輕視任何弱勢群體的力量,總有一天國家法律會找到你們的。
除開以上答主們說的那些手術類機器人之外,還有一種機器人也在為醫療行業開始服務著,那就是——導醫台機器人。
首先來說一下導醫台是幹嘛的,導醫台的5大服務有 迎賓、禮儀、諮詢、導診、分診 。
導醫台機器人所要實現的功能就是,替代導醫台的護士完成所有工作,並且把挂號的功能加入,這樣子就可以實現導醫+挂號一體化功能。
流程大概如下所述(以下對話不具有任何醫學參考價值)
"我最近右邊臉上長了一顆痘,很癢,我撓時候很疼,兩天了,痘痘越來越大"
「請問您的痘痘里有白色的膿狀物嗎」
「有」
「好的,初步判斷您這是青春痘,85%推薦您掛皮膚科,15%掛內分泌科」
下方出現選項窗口
皮膚科 內分泌科
選擇完之後就能拿到一張印著二維碼的票,上面顯示你前邊還有多少人,輪到你大概幾點。
這樣子你去醫院從導醫到挂號就很流暢了。
對了,我司做出來了。
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