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医护好助手

2020-04-17

发明与创新·中学生 2020年4期
关键词:辅助机器人康复

医疗机器人是指用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的机器人,是一种智能型服务机器人,它能独自编写操作计划,依据实际情况确定动作程序,然后把动作变为操作机构的运动。

医疗机器人主要涉及医学、生物力学、机械学、材料学、计算机视觉、数学分析等诸多学科,主要用于伤病员的手术、救援、转运和康复,分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人、服务机器人四大类。

手术机器人是一组器械的组合装置。它通常由一个内窥镜(探头)、刀剪等手术器械、微型摄像头和操纵杆等器件组装而成。国外目前使用的手术机器人的工作原理是通过无线操作进行外科手术,即医生坐在电脑显示屏前,通过显示屏和内窥镜仔细观察病人体内的病灶情况,然后通过机器人手中的手术刀将病灶精确切除(或修复)。

手术机器人最大的特点是它具有人不具备的灵巧性,比如震颤过滤系统能滤除外科医生手部的颤动,动作缩减系统能成比例缩减外科医生的动作幅度。但手术机器人也有它的局限性,比如触觉反馈(力反馈)缺少或不足、占用空间大、费用昂贵等,不过这些缺点正随着科技的进步得以消除。

康复机器人是辅助人体完成肢体动作,实现助残行走、康复治疗、负重行走、减轻劳动强度等功能的一种医用机器人。康复机器人可被认为是一种特殊环境下的 “可穿戴设备”。

作为医疗机器人的一个重要分支,康复机器人的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学、电子学、材料学、计算机科学以及机器人学等诸多领域,已经成为国际机器人领域的一个研究热点。目前,康复机器人已经被广泛地应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面。

康复机器人能有效促进精神系统的功能重组、代偿和再生,有效缓解肌肉萎缩和关节萎缩,优化了医护资源。

能对医学应用起到辅助作用的智能机器人统称为辅助机器人,包括辅助手术的机器人、输液药物配置机器人、胶囊机器人、虚拟助理、导诊机器人等。辅助机器人可以感知、处理感官信息并给予用户反馈操作,满足行动不便群体对医护的需求。

服务机器人主要包括帮助护士进行输液服务、配药服务、体检服务、情绪抚慰的企业和家庭看护、陪护机器人。常见的医疗服务机器人有医用运输机器人以及消毒和杀菌机器人,可帮助医护人员分担一些沉重、繁琐的运输工作,提高医护人员的工作效率。

康复机器人分类

端部结构康复机器人

特点:这类机器人通常是在某一点上与患者身体部位接触。其结构设计简单,方便不同患者使用,但功能较单一,早期研制的康复机器人大多采用这种结构形式。

外骨骼结构康复机器人

特点:外骨骼结构康复机器人多与患者身体部位直接接触,实现在患者身体的不同部位施加压力。它的不足之处在于对不同患者的适应性较差,需要针对个人进行专门的设计。

混合型结构康复机器人

特点:这类机器人综合了端部结构和外骨骼结构康复机器人的一些优点,既可对施加在患者身体不同部位的力矩进行独立控制,又可满足不同运动的需要。

辅助机器人

辅助机器人分类

辅助手术的机器人

特点:确保手术精准,比如新松机器人可以实现人体多位置、多角度的定位功能,并在磁定位传感器的导引下避让人体骨骼对进针的影响。

輸液药物配置机器人

特点:随着医疗技术的发展,静脉用危害药物调配模式已经逐步从普通治疗室调配模式发展到生物安全柜集中调配模式,再到目前自动化设备替代人工调配模式。

胶囊机器人

特点:安翰自主研发的磁控胶囊胃镜机器人对传统的胃镜检查术进行了革命性的“不插管”创新,受检者只需吞服一粒胶囊大小的胃镜机器人,即可在15分钟内完成无痛、无创、无交叉感染的胃镜检查,整个过程无需麻醉,检查完后胶囊机器人随消化道排出。

虚拟助理

特点:万物语联研发了具备自我认知学习能力、能像人脑一样理解复杂数据并形成结构化知识的SEMIOE生物元引擎等一套认知技术,创建了领先世界同行业的完整的人工智能系统,专注为医疗智能设备连接、个人数据集管理以及健康知识运营领域提供产品、服务和解决方案。

导诊机器人

特点:导诊机器人通过机器学习和训练,具有分诊的知识储备。当患者向其描述自己的病症时,机器人将根据学习的知识进行引导问答,为患者推荐合适的就诊科室,并向患者提供导向该科室的位置路线和地图。它还可以针对医院常规问题如就医流程、坐诊专家、电话号码问询等进行解答。

服务机器人

服务机器人分类

运送药品机器人

特点:运送药品机器人可代替护士送饭、送病例和化验单等,如美国TRC公司的help Mate机器人。

移动病人机器人

特点:移动病人机器人主要帮助护士移动或运送行动不便的病人,如英国的PAM机器人。

陪护机器人

特点:主要用于辅助老年人、儿童生活。具有服务、安全监护、人机交互以及多媒体娱乐四大功能。

特点:主要用于辅助老年人、儿童生活。具有服务、安全监护、人机交互以及多媒体娱乐四大功能。

特点:英国科学家正在研发一种护理机器人,能用它来分担护理人员繁琐的护理工作。新研制的护理机器人将帮助医护人员确认病人的身份,并准确无误地分发病人所需药品。将来,护理机器人还可以通过视频传输帮助医生及时了解病人病情。

医用教学机器人

特点:医用教学机器人是理想的教具。美国医护人员目前使用一种名为“诺埃尔”的教学机器人,它可以模拟即将生产的孕妇,甚至还可以说话和尖叫。通过模拟真实的接生过程,医用教学机器人有助于提高妇产科医护人员手术配合的默契和临场反应能力。

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