骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)課件

骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院數(shù)字骨科實(shí)驗(yàn)室劉大鵬骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)的現(xiàn)狀與未來(lái)新疆醫(yī)科大學(xué)第五附屬醫(yī)院機(jī)器人手術(shù)是天方夜譚嗎？機(jī)器人手術(shù)是天方夜譚嗎？精確性精確性靈巧性靈巧性安全性安全性智能智能ASIMO發(fā)展史ASIMO發(fā)展史ASIMO(AdvancedStepInnovativeMobility，高級(jí)步行創(chuàng)新移動(dòng)機(jī)器人)從2000年10月31日誕生，ASIMO的進(jìn)步可以用神速來(lái)形容，2012最新版的ASIMO，除具備了行走功能與各種人類(lèi)肢體動(dòng)作之外，更具備了人工智能，可以預(yù)先設(shè)定動(dòng)作，還能依據(jù)人類(lèi)的聲音、手勢(shì)等指令，來(lái)從事相應(yīng)動(dòng)作，此外，他還具備了基本的記憶與辨識(shí)能力。但他的始祖E0在1986年已經(jīng)誕生。ASIMO(AdvancedStepInnovativeASIMO的結(jié)構(gòu)視覺(jué)高速攝像機(jī)雙目視覺(jué)原理驅(qū)動(dòng)器

伺服電機(jī)+諧波減速器+驅(qū)動(dòng)單元控制裝置

電腦先進(jìn)的運(yùn)動(dòng)控制軟件和算法傳感器

腳部六軸向腳部方位傳感器

軀體陀螺儀和加速傳感器電源部分

38.4V/10AH(鎳鋅)ASIMO的結(jié)構(gòu)視覺(jué)高速攝像機(jī)雙目視覺(jué)機(jī)器人的發(fā)展歷史1920年，捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表了科幻劇本《羅薩姆的萬(wàn)能機(jī)器人》?？ㄅ蹇嗽趧”局邪呀菘苏Z(yǔ)“Robota”寫(xiě)成了“Robot”，引起了大家的廣泛關(guān)注，被當(dāng)成了機(jī)器人一詞的起源。

1947年美國(guó)阿爾貢實(shí)驗(yàn)室建成遙控主從機(jī)械手。

1949年美國(guó)MIT實(shí)驗(yàn)室研制出數(shù)控銑床。

1950年，美國(guó)作家埃薩克·阿西莫夫在他的科幻小說(shuō)《I，Robot》中首次使用了“Robotics”

，即“機(jī)器人學(xué)”。阿西莫夫提出了“機(jī)器人三原則”，阿西莫夫因此被稱(chēng)為“機(jī)器人學(xué)之父”。10

機(jī)器人的發(fā)展歷史1920年，捷克作家卡雷爾·卡佩克發(fā)表111954年，美國(guó)人GeorgeC.Devol提出了第一個(gè)工業(yè)機(jī)器人方案并在1956年獲得美國(guó)專(zhuān)利。

1960年，Conder公司購(gòu)買(mǎi)專(zhuān)利并制造了樣機(jī)。

1961年，Unimation公司（通用機(jī)械公司）成立，生產(chǎn)和銷(xiāo)售了第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人“Unimate”，即萬(wàn)能自動(dòng)之意。1962年，A.M.F.（機(jī)械與鑄造）公司，研制出一臺(tái)數(shù)控自動(dòng)通用機(jī)器人，取名“Versatran”，即多用途搬運(yùn)之意，并以“IndustrialRobot”為商品廣告投入市場(chǎng)。

111954年，美國(guó)人GeorgeC.Devol提121967年，Unimation公司第一臺(tái)噴涂用機(jī)器人出口到日本川崎重工業(yè)公司。1968年，第一臺(tái)智能機(jī)器人Shakey在斯坦福研究所誕生。

1972年，IBM公司開(kāi)發(fā)出直角坐標(biāo)機(jī)器人。

1973年，CincinnatiMilacron公司推出T3型機(jī)器人。

1978年，第一臺(tái)PUMA機(jī)器人在Unimation公司誕生。1982年，Westinghouse公司兼并Unimation公司，隨后又賣(mài)給了瑞士的Staubli公司。

1990年，CincinnatiMilacron公司被瑞士ABB公司兼并。121967年，Unimation公司第一臺(tái)噴涂用機(jī)器日本、西歐各國(guó)、前蘇聯(lián)也相斷引進(jìn)或自行研制工業(yè)機(jī)器人。60～70年代是機(jī)器技術(shù)獲得巨大發(fā)展的階段。80年代，機(jī)器人在發(fā)達(dá)國(guó)家的工業(yè)中大量普及應(yīng)用，如焊接、噴漆、搬運(yùn)、裝配。并向各個(gè)領(lǐng)域拓展，如航天、水下、排險(xiǎn)、核工業(yè)等，機(jī)器人的感知技術(shù)得到相應(yīng)的發(fā)展，產(chǎn)生第二代機(jī)器人。90年代，機(jī)器人技術(shù)在發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)用更為廣泛，如軍用、醫(yī)療、服務(wù)、娛樂(lè)等領(lǐng)域，并開(kāi)始向智能型（第三代）機(jī)器人發(fā)展。

隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展形成了新學(xué)科—

機(jī)器人學(xué)。建立了相應(yīng)學(xué)術(shù)組織，定期舉辦學(xué)術(shù)活動(dòng)。國(guó)際會(huì)議：ISIP、IEEE——IROS、ICR&A等。國(guó)際雜志：《RobticsResearch》、《Robotica》、《RoboticsandAutomation》等。日本、西歐各國(guó)、前蘇聯(lián)也相斷引進(jìn)或自行研制工業(yè)機(jī)器人。60我國(guó)機(jī)器人技術(shù)起步較晚，70年代末，一些院校和企業(yè)，開(kāi)始研制專(zhuān)用機(jī)械手，80年代初，開(kāi)發(fā)小型的教育機(jī)器人。1985年哈工大研制出國(guó)內(nèi)第一臺(tái)弧焊機(jī)器人（華宇Ⅰ號(hào)）。

國(guó)家“863”計(jì)劃把機(jī)器人技術(shù)作為重點(diǎn)發(fā)展技術(shù)來(lái)支持。建立了“機(jī)器人示范工程中心”和機(jī)器人國(guó)家開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室（沈陽(yáng)自動(dòng)化所、哈工大、合肥機(jī)械所、上海交大、南開(kāi)大學(xué)）。

我國(guó)也建立了機(jī)器人學(xué)的學(xué)術(shù)組織，定期舉辦學(xué)術(shù)活動(dòng)。學(xué)術(shù)會(huì)議：每?jī)赡曜笥胰マk一次大型全國(guó)性會(huì)議。學(xué)術(shù)刊物：《機(jī)器人》、《機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用》等。我國(guó)機(jī)器人技術(shù)起步較晚，70年代末，一些院校和企業(yè)，開(kāi)始研機(jī)器人將會(huì)像個(gè)人電腦一樣走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)---家家都有機(jī)器人！---比爾蓋茨

新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院

12/10/2013機(jī)器人將會(huì)像個(gè)人電腦一樣走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)---家家都有機(jī)器人！-國(guó)外突破性發(fā)展1985年，出現(xiàn)了基于工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)的外科機(jī)器人。美國(guó)的KwohYS等采用Puma560工業(yè)機(jī)器人完成了腦組織活檢中探針的導(dǎo)向定位。1987年，美國(guó)ISS公司推出了NeumMate機(jī)器人系統(tǒng)，采用機(jī)械臂和立體定位架來(lái)完成神經(jīng)外科立體定向手術(shù)中的導(dǎo)向定位1989年，英國(guó)的皇家學(xué)院機(jī)器人技術(shù)中心利用改進(jìn)的6自由度Puma機(jī)器人，開(kāi)展了前列腺切除術(shù)，大大縮短了手術(shù)操作時(shí)間。

新疆大學(xué)電氣工程學(xué)院

12/10/2013國(guó)外突破性發(fā)展1985年，出現(xiàn)了基于工業(yè)機(jī)器人平臺(tái)的外科機(jī)1994年，美國(guó)ComputerMotion公司推出了第一種能夠用于微創(chuàng)手術(shù)的醫(yī)用機(jī)器人產(chǎn)品Aesop(伊索)機(jī)器人。Aesop具有7個(gè)自由度，能夠模仿人類(lèi)手臂的姿態(tài)和功能，有效輔助醫(yī)生抓持和操作內(nèi)窺鏡設(shè)備，在心臟、胸外、脊柱等多種外科領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。1995年，Zeus(宙斯)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了醫(yī)生遠(yuǎn)距離控制從端機(jī)器人進(jìn)行精細(xì)的手術(shù)操作和穩(wěn)定的器械抓持等動(dòng)作。Zeus系統(tǒng)采用純信號(hào)方式實(shí)現(xiàn)醫(yī)生操縱臺(tái)對(duì)機(jī)器臂的控制，在傳輸距離上不受視頻延遲的影響。1997年，國(guó)內(nèi)研制了基于Puma262的腦外科機(jī)器人輔助定位系統(tǒng)。1994年，美國(guó)ComputerMotion公司推出了第一1997年，美國(guó)IntuitiveSurgical公司推出了DaVinci(達(dá)芬奇)系統(tǒng)。2001年，以色列Mazor公司推出了小型并聯(lián)的脊柱外科機(jī)器人SpineAssist，高度不足70mm，質(zhì)量不過(guò)200g，可直接安裝在骨骼上，顯著提高了定位精度和穩(wěn)定性。1997年，美國(guó)IntuitiveSurgical公司推出國(guó)內(nèi)外主要骨科手術(shù)機(jī)器人項(xiàng)目一覽表

國(guó)外項(xiàng)目研發(fā)機(jī)構(gòu)機(jī)器人名稱(chēng)用途特點(diǎn)研發(fā)時(shí)間醫(yī)療器械注冊(cè)許可證美國(guó)lSS公司RoboDoc全髖置換術(shù)原型機(jī)采用了四軸直角坐標(biāo)工業(yè)機(jī)器人本體1992無(wú)德國(guó)OttoMaquet公司Caspar全髖、全膝關(guān)節(jié)置換，韌帶重建術(shù)采用StabuliRx90工業(yè)機(jī)器人，磨削精度0.1mm1999無(wú)美國(guó)匹茲堡大學(xué)Mars關(guān)節(jié)成形小型并聯(lián)機(jī)器人2005無(wú)法國(guó)PraximMedivision公司Praxiteles全膝置換的骨骼磨削2004無(wú)英國(guó)ImperialCollegeAcrobot膝關(guān)節(jié)單顆置換1997無(wú)以色列Mazor公司SpineAssist椎弓根螺釘內(nèi)固定、椎體成形術(shù)高度<70mm，質(zhì)量<200g2001有。已植入15000枚椎弓根螺釘，無(wú)并發(fā)癥。瑞典MedicalRobotics公司PinTrace長(zhǎng)骨、骨盆骨折二維透視導(dǎo)航1997無(wú)骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外主要骨科手術(shù)機(jī)器人項(xiàng)目一覽表國(guó)外國(guó)內(nèi)外主要骨科手術(shù)機(jī)器人項(xiàng)目一覽表

國(guó)外項(xiàng)目研發(fā)機(jī)構(gòu)機(jī)器人名稱(chēng)用途特點(diǎn)研發(fā)時(shí)間醫(yī)療器械注冊(cè)許可證哈爾濱工業(yè)大學(xué)骨折手術(shù)治療基于Motoman工業(yè)機(jī)器人2002無(wú)上海交通大學(xué)與上海第二醫(yī)科大學(xué)關(guān)節(jié)置換2004無(wú)。完成模擬測(cè)試實(shí)驗(yàn)。北京天智航技術(shù)有限公司雙平面骨科手術(shù)機(jī)器人長(zhǎng)骨、骨盆骨折小型并聯(lián)模塊化機(jī)器人2006有香港中文大學(xué)髓內(nèi)釘，骨盆骨折，脊柱2006無(wú)第三軍醫(yī)大學(xué)重慶新橋醫(yī)院與中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所脊柱微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人基于Motoman工業(yè)機(jī)器人2010無(wú)前期臨床試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外主要骨科手術(shù)機(jī)器人項(xiàng)目一覽表國(guó)外目前存在的問(wèn)題1.無(wú)法完成多種手術(shù)，使用范圍小。2.多由電機(jī)專(zhuān)家研究，沒(méi)有充分利用骨科醫(yī)生的優(yōu)秀臨床經(jīng)驗(yàn)。3.沒(méi)有集成導(dǎo)航系統(tǒng)。4.操作繁瑣，骨科醫(yī)生需要面對(duì)多種設(shè)備的多種操作接口。5.沒(méi)有采用開(kāi)源的基礎(chǔ)算法和通訊協(xié)議，標(biāo)準(zhǔn)化和推廣難度大。6.價(jià)格昂貴，維護(hù)成本高，醫(yī)院和患者無(wú)法承受。目前存在的問(wèn)題1.無(wú)法完成多種手術(shù)，使用范圍小。骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)ppt課件Robodoc手術(shù)系統(tǒng)德國(guó)CASPAR手術(shù)系統(tǒng)Robodoc手術(shù)系統(tǒng)德國(guó)CASPAR手術(shù)系統(tǒng)香港中文大學(xué)研發(fā)的6軸機(jī)器人香港中文大學(xué)研發(fā)的6軸機(jī)器人骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)ppt課件骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)ppt課件骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)ppt課件MedicalRoboticsECES690/490MitulShah11715595TheWorkstationMiniatureRobot DeviceTheT-FrameMedicalRoboticsECES690/MedicalRoboticsECES690/490MitulShah117155952004199519651850200yearsago:CUTandthenSEEMedicalRoboticsECES690/骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)ppt課件機(jī)器人的組成機(jī)器人大腦——主板機(jī)器人思想——程序機(jī)器人感知——傳感器機(jī)器人手腳——馬達(dá)機(jī)器人骨架——機(jī)械結(jié)構(gòu)機(jī)器人食物——電池機(jī)器人的組成機(jī)器人大腦——主板人機(jī)反饋規(guī)劃編程操作人驅(qū)動(dòng)控制機(jī)械本體作業(yè)環(huán)境人機(jī)交互位姿感知機(jī)電系統(tǒng)反饋

機(jī)器人體系基本結(jié)構(gòu)機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域人機(jī)規(guī)劃編程驅(qū)動(dòng)控制機(jī)械本體作業(yè)環(huán)境人機(jī)交互位姿感知機(jī)電系統(tǒng)

一、傳感器與感知系統(tǒng)：新型傳感器的開(kāi)發(fā)：視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器系統(tǒng)與傳感融合傳感數(shù)據(jù)集成主動(dòng)視覺(jué)與高速運(yùn)動(dòng)視覺(jué)傳感器硬件模塊化、傳感系統(tǒng)軟件惡劣工況下的傳感技術(shù)連續(xù)語(yǔ)音理解與處理虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域一、傳感器與感知系統(tǒng)：機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域

二、驅(qū)動(dòng)、建模與控制：超低慣性驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)與交流驅(qū)動(dòng)，伺服驅(qū)動(dòng)控制機(jī)理（理論）：分級(jí)遞階控制、專(zhuān)家控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、預(yù)測(cè)控制等控制系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)體系、控制器在線控制與實(shí)時(shí)控制視覺(jué)控制與聲音控制、語(yǔ)音控制等機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域二、驅(qū)動(dòng)、建模與控制：機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域

三、自動(dòng)規(guī)劃與調(diào)度：環(huán)境模型的描述任務(wù)規(guī)劃與路徑規(guī)劃協(xié)調(diào)操作與運(yùn)動(dòng)規(guī)劃任務(wù)協(xié)商與調(diào)度制造（加工）系統(tǒng)中的機(jī)器人調(diào)度機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域三、自動(dòng)規(guī)劃與調(diào)度：機(jī)器人學(xué)的研究領(lǐng)域骨科手術(shù)機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀和未來(lái)ppt課件機(jī)器人的分類(lèi)串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人機(jī)器人的分類(lèi)串聯(lián)機(jī)器人20公斤的ABB6軸機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人20公斤的ABB6軸機(jī)器人串聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人并聯(lián)機(jī)器人機(jī)器人的分類(lèi)---并聯(lián)機(jī)器人setwart并聯(lián)機(jī)器人Delta并聯(lián)機(jī)器人機(jī)器人的分類(lèi)---并聯(lián)機(jī)器人setwart并聯(lián)機(jī)器人Delt地震仿真模擬平臺(tái)地震仿真模擬平臺(tái)Delta型并聯(lián)手術(shù)機(jī)器人Delta型并聯(lián)手術(shù)機(jī)器人德國(guó)柏林洪堡并聯(lián)手術(shù)機(jī)器人德國(guó)柏林洪堡并聯(lián)手術(shù)機(jī)器人44

交流伺服電機(jī)

目前在機(jī)器人系統(tǒng)中，90%的系統(tǒng)采用交流伺服電動(dòng)機(jī)。交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)放大器44交流伺服電機(jī)交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)放大器

增量式光電編碼器增量式光電編碼器HD諧波齒輪HD諧波齒輪骨科手術(shù)的基本操作鉆孔切割

---------適于機(jī)器人操作。骨科手術(shù)的基本操作鉆孔骨科手術(shù)類(lèi)似于雕刻骨科手術(shù)類(lèi)似于雕刻CAOS系統(tǒng)CAOS的組成1.計(jì)算機(jī)輔助骨科手術(shù)主處理系統(tǒng)。2.成像設(shè)備系統(tǒng)：用來(lái)提供人體組織器官的解剖結(jié)構(gòu)信息和功能信息。3.立體定位系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)人體組織器官、機(jī)器人和手術(shù)器械進(jìn)行定位。4.手術(shù)機(jī)器人：用來(lái)進(jìn)行術(shù)中立體定位和手術(shù)干預(yù)。CAOS系統(tǒng)CAOS的組成

對(duì)于CAOS系統(tǒng)的主要組成部分——手術(shù)機(jī)器人，y一般有以下要求：

1.選擇合適的機(jī)構(gòu)構(gòu)型：串聯(lián)機(jī)構(gòu)由于運(yùn)動(dòng)范圍大、動(dòng)作靈巧，適合于胸腔手術(shù)、腹腔手術(shù)等場(chǎng)合應(yīng)用，用于操持內(nèi)窺鏡或下場(chǎng)的手術(shù)器械；并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于結(jié)構(gòu)緊湊、剛性好、精度高、運(yùn)動(dòng)范圍小，適合于骨科等要求移動(dòng)量較小、出力大的場(chǎng)合。將串并兩結(jié)合，發(fā)揮二者的優(yōu)點(diǎn)，是未來(lái)醫(yī)用機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)；

2.小型化，結(jié)構(gòu)緊湊，便于安裝和維修；

3.符合醫(yī)生習(xí)慣，設(shè)計(jì)前應(yīng)充分了解手術(shù)過(guò)程，個(gè)機(jī)構(gòu)適合手術(shù)的特點(diǎn)，便于操作；

4.方便消毒，保證系統(tǒng)的安全性；對(duì)于CAOS系統(tǒng)的主要組成部分——手術(shù)機(jī)器人，y一般骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)組成骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)組成技術(shù)指標(biāo)

術(shù)前規(guī)劃功能。導(dǎo)航精度將達(dá)到1mm。具有6個(gè)以上自由度。操作精度達(dá)到0.1mm。能夠快速而高質(zhì)量完成脛骨、股骨骨折髓內(nèi)釘手術(shù)、股骨頸空心釘手術(shù)和骶髂關(guān)節(jié)螺釘手術(shù)。技術(shù)指標(biāo)

術(shù)前規(guī)劃功能。關(guān)鍵技術(shù)1.導(dǎo)航技術(shù)

光學(xué)定位跟蹤技術(shù)

圖像配準(zhǔn)技術(shù)

2.軟件系統(tǒng)3.骨科手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器關(guān)鍵技術(shù)1.導(dǎo)航技術(shù)光學(xué)定位跟蹤技術(shù)

主要解決光學(xué)定位系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)圖像的空間坐標(biāo)配準(zhǔn)問(wèn)題------需要通過(guò)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。光學(xué)定位跟蹤技術(shù)主要解決光學(xué)定位系統(tǒng)和醫(yī)學(xué)圖像的空?qǐng)D像配準(zhǔn)工作基礎(chǔ)、可行性圖像配準(zhǔn)工作基礎(chǔ)、可行性2.軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的構(gòu)成

1.系統(tǒng)軟件的開(kāi)發(fā)建立圖像處理（分割，配準(zhǔn)，建模）平臺(tái)，提供用戶(hù)接口，虛擬手術(shù)，發(fā)出控制命令。

2.通信子程序

解決不同設(shè)備系統(tǒng)之間的通訊連接問(wèn)題。

3.運(yùn)動(dòng)規(guī)劃子程序

接受導(dǎo)航系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)控制命令，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出每個(gè)關(guān)節(jié)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)量，傳送到多軸運(yùn)動(dòng)控制模塊。2.軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)的構(gòu)成基于MITK開(kāi)發(fā)圖像處理軟件MITK(MedicalImagingInteractionToolkit)是一款開(kāi)源的交互式醫(yī)學(xué)圖像處理軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)。目前已能實(shí)現(xiàn)圖像的分割，三維建模，圖像的配準(zhǔn)功能，虛擬手術(shù)和手術(shù)器械路徑規(guī)劃功能正在開(kāi)發(fā)中。工作基礎(chǔ)、可行性基于MITK開(kāi)發(fā)圖像處理軟件MITK(Medi三維重建三維重建3.骨科手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器解決機(jī)器人的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題。研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線3.骨科手術(shù)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器研究?jī)?nèi)容、技術(shù)路線CAOS系統(tǒng)的一般工作步驟1.術(shù)前規(guī)劃(1)獲取患者損傷部位相關(guān)醫(yī)學(xué)圖像；(2)圖像處理及骨骼的三維建模；(3)建立假體的三維模型；(4)將假體三維模型與骨骼三維模型進(jìn)行配準(zhǔn)；(5)位置調(diào)整與優(yōu)化；(6)確定手術(shù)方案。CAOS系統(tǒng)的一般工作步驟2.術(shù)中干預(yù)(1)把患者固定在手術(shù)臺(tái)上并定位；(2)將切割三維模型輸入機(jī)器人控制器；(3)確定機(jī)器人和患者的基準(zhǔn)點(diǎn)；(4)機(jī)器人或醫(yī)生執(zhí)行手術(shù)動(dòng)作；(5)整個(gè)手術(shù)過(guò)程嚴(yán)格監(jiān)視患者的移動(dòng)。2.術(shù)中干預(yù)3.術(shù)后評(píng)價(jià)(1)把機(jī)器人移離患者，松開(kāi)患者；(2)檢查手術(shù)效果，是否需再次手術(shù)；(3)后續(xù)觀察是否有手術(shù)后遺癥或不良反應(yīng)；(4)根據(jù)各次臨床反應(yīng)來(lái)優(yōu)化機(jī)器人設(shè)計(jì)。3.術(shù)后評(píng)價(jià)骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)工作流程骨科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)工作流程CAOS系統(tǒng)存在的缺陷（1）觸覺(jué)反饋體系的缺失（2）手術(shù)機(jī)器人的器械臂固定以后,其操作范圍受限；（3）整套設(shè)備的體積過(guò)于龐大,安裝、調(diào)試比較復(fù)雜；（4）系統(tǒng)的技術(shù)復(fù)雜,在使用過(guò)程中可能發(fā)生各種機(jī)械故障；（5）手術(shù)前的準(zhǔn)備及手術(shù)中更換器械操作耗時(shí)較長(zhǎng)；（6）安全性問(wèn)題較為復(fù)雜