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揭秘手术机器人的触觉奥秘

发布时间：

2024-09-24 17:42

来源：

华力创科学

手术机器人的发展历史

手术操作的发展距今已经有200年历史，整体经历了从传统开放手术、微创手术向机器人辅助手术演变的阶段。1985年，洛杉矶医院的医生利用工业机械臂Puma560完成了神经外科脑补活检手术，被认为是机器人辅助外科手术的开端。

 

手术机器人先驱达芬奇

 

如今，手术机器人已作为微创手术更好的辅助工具，自达芬奇第五代上市，标志着手术机器人开启了新纪元。这次，达芬奇5引入了力反馈技术，部分可选器械能让系统测量手术过程中施加在人体组织上的微小力，这将在一定程度上提升医生手术过程中的安全性。

 

手术机器人中的力传感器

 

01手术机器人中力反馈的作用？

 

在临床前研究中，不同程度经验的外科医生使用了力反馈技术，结果表面施加在组织上的力减少了高达43%，这可能意味着对组织的创伤更小。收集手术中力反馈的数值，未来能够在人工智能的支持下，通过分析数据对手术操作过程进行优化。

 

02 如何实现力反馈？

 

手术机器人由信息接收系统、中枢处理系统和操作执行系统三大部分组成。其中信息接收系统通过智能感知图像、力、空间等分别行程视觉、触觉、位置觉等，形成3D影响平台为医生提供具有沉浸感且清晰细致的解剖组织结构图像。沉浸式的手感就来自于执行器末端的六维力传感器收集的力觉信息反馈。

 

 

03 六维力传感器应用在哪里呢？

六维力传感器应用于夹具与执行末端之间。而一些执行末端的直径不到10mm，因此对其中的六维力传感器直径的要求也很高，不能超过8mm。下图分别是腔镜手术机器人执行末端和应用于执行末端的力传感器。

手术机器人末端

 

末端的力传感器

 

华力创科学力传感器的参数

 

随着科技与时代的发展，手术机器人的应用也将越来越普遍。而六维力传感器的应用也将助力手术机器人更智能发展，助力医生更流畅地完成手术过程，同时也可减少患者在手术过程中的创伤。

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