醫療機器人是指用于醫院、診所的醫療或輔助醫療的機器人,是一種智能型服務機器人,它能獨自編寫操作計劃,依據實際情況確定動作程序,然后把動作變為操作機構的運動。
醫療機器人主要涉及醫學、生物力學、機械學、材料學、計算機視覺、數學分析等諸多學科,主要用于傷病員的手術、救援、轉運和康復,分為手術機器人、康復機器人、輔助機器人、服務機器人四大類。
手術機器人是一組器械的組合裝置。它通常由一個內窺鏡(探頭)、刀剪等手術器械、微型攝像頭和操縱桿等器件組裝而成。國外目前使用的手術機器人的工作原理是通過無線操作進行外科手術,即醫生坐在電腦顯示屏前,通過顯示屏和內窺鏡仔細觀察病人體內的病灶情況,然后通過機器人手中的手術刀將病灶精確切除(或修復)。
手術機器人最大的特點是它具有人不具備的靈巧性,比如震顫過濾系統能濾除外科醫生手部的顫動,動作縮減系統能成比例縮減外科醫生的動作幅度。但手術機器人也有它的局限性,比如觸覺反饋(力反饋)缺少或不足、占用空間大、費用昂貴等,不過這些缺點正隨著科技的進步得以消除。
康復機器人是輔助人體完成肢體動作,實現助殘行走、康復治療、負重行走、減輕勞動強度等功能的一種醫用機器人。康復機器人可被認為是一種特殊環境下的 “可穿戴設備”。
作為醫療機器人的一個重要分支,康復機器人的研究貫穿了康復醫學、生物力學、機械學、機械力學、電子學、材料學、計算機科學以及機器人學等諸多領域,已經成為國際機器人領域的一個研究熱點。目前,康復機器人已經被廣泛地應用到康復護理、假肢和康復治療等方面。
康復機器人能有效促進精神系統的功能重組、代償和再生,有效緩解肌肉萎縮和關節萎縮,優化了醫護資源。
能對醫學應用起到輔助作用的智能機器人統稱為輔助機器人,包括輔助手術的機器人、輸液藥物配置機器人、膠囊機器人、虛擬助理、導診機器人等。輔助機器人可以感知、處理感官信息并給予用戶反饋操作,滿足行動不便群體對醫護的需求。
服務機器人主要包括幫助護士進行輸液服務、配藥服務、體檢服務、情緒撫慰的企業和家庭看護、陪護機器人。常見的醫療服務機器人有醫用運輸機器人以及消毒和殺菌機器人,可幫助醫護人員分擔一些沉重、繁瑣的運輸工作,提高醫護人員的工作效率。
康復機器人分類
端部結構康復機器人
特點:這類機器人通常是在某一點上與患者身體部位接觸。其結構設計簡單,方便不同患者使用,但功能較單一,早期研制的康復機器人大多采用這種結構形式。
外骨骼結構康復機器人
特點:外骨骼結構康復機器人多與患者身體部位直接接觸,實現在患者身體的不同部位施加壓力。它的不足之處在于對不同患者的適應性較差,需要針對個人進行專門的設計。
混合型結構康復機器人
特點:這類機器人綜合了端部結構和外骨骼結構康復機器人的一些優點,既可對施加在患者身體不同部位的力矩進行獨立控制,又可滿足不同運動的需要。
輔助機器人
輔助機器人分類
輔助手術的機器人
特點:確保手術精準,比如新松機器人可以實現人體多位置、多角度的定位功能,并在磁定位傳感器的導引下避讓人體骨骼對進針的影響。
輸液藥物配置機器人
特點:隨著醫療技術的發展,靜脈用危害藥物調配模式已經逐步從普通治療室調配模式發展到生物安全柜集中調配模式,再到目前自動化設備替代人工調配模式。
膠囊機器人
特點:安翰自主研發的磁控膠囊胃鏡機器人對傳統的胃鏡檢查術進行了革命性的“不插管”創新,受檢者只需吞服一粒膠囊大小的胃鏡機器人,即可在15分鐘內完成無痛、無創、無交叉感染的胃鏡檢查,整個過程無需麻醉,檢查完后膠囊機器人隨消化道排出。
虛擬助理
特點:萬物語聯研發了具備自我認知學習能力、能像人腦一樣理解復雜數據并形成結構化知識的SEMIOE生物元引擎等一套認知技術,創建了領先世界同行業的完整的人工智能系統,專注為醫療智能設備連接、個人數據集管理以及健康知識運營領域提供產品、服務和解決方案。
導診機器人
特點:導診機器人通過機器學習和訓練,具有分診的知識儲備。當患者向其描述自己的病癥時,機器人將根據學習的知識進行引導問答,為患者推薦合適的就診科室,并向患者提供導向該科室的位置路線和地圖。它還可以針對醫院常規問題如就醫流程、坐診專家、電話號碼問詢等進行解答。
服務機器人
服務機器人分類
運送藥品機器人
特點:運送藥品機器人可代替護士送飯、送病例和化驗單等,如美國TRC公司的help Mate機器人。
移動病人機器人
特點:移動病人機器人主要幫助護士移動或運送行動不便的病人,如英國的PAM機器人。
陪護機器人
特點:主要用于輔助老年人、兒童生活。具有服務、安全監護、人機交互以及多媒體娛樂四大功能。
特點:主要用于輔助老年人、兒童生活。具有服務、安全監護、人機交互以及多媒體娛樂四大功能。
特點:英國科學家正在研發一種護理機器人,能用它來分擔護理人員繁瑣的護理工作。新研制的護理機器人將幫助醫護人員確認病人的身份,并準確無誤地分發病人所需藥品。將來,護理機器人還可以通過視頻傳輸幫助醫生及時了解病人病情。
醫用教學機器人
特點:醫用教學機器人是理想的教具。美國醫護人員目前使用一種名為“諾埃爾”的教學機器人,它可以模擬即將生產的孕婦,甚至還可以說話和尖叫。通過模擬真實的接生過程,醫用教學機器人有助于提高婦產科醫護人員手術配合的默契和臨場反應能力。