应用领域：机器人无人机

方案类型：成果化方案

方案概述

脊柱机器人

脊柱手术机器人能够和现有红外跟踪定位设备完美融合，实现术中手术器械的精确实时定位。在脊柱手术机器人方面取得了以下优势技术指标和技术特点。

技术指标：

工作范围：400x200x400mm3;

介入力与力矩精度：0.02N，0.002Nm;

机器人末端承载：3kg;

机器人定位精度：±1mm;

机器人重量：<30kg;

技术特点：

1)多层次的过程安全控制技术;

2)柔顺的随动拖拽控制模式及主被动一体化的控制系统;

3)建立了精细的骨组织生物力学模型;

4)术中介入力感知与实时反馈技术;

5)无缝连接现有现有红外跟踪定位设备。

本项目脊柱手术机器人能够和现有红外定位跟踪设备完美结合起来，能够对手术中病人身上手术靶点和手术机器人操作器械进行实时跟踪与定位，利用术前影像进行手术规划和虚拟操作，可以应用到脊柱外科、腰椎、颈椎和整形外科。脊柱手术机器人能够开展复杂高精度的手术，保证手术可靠性，对提高手术成功率和病人术后康复有极大的帮助，发展拥有知识产权的民族自主手术机器人，打破国外垄断，具有很好的市场前景。

【相关阅读】

脊柱微创手术机器人

脊柱微创手术机器人是 我国自主研发的世界首台脊柱微创手术机器人，其可通过机械的精准定位提高手术的精准性，降低手术风险和减少术后并发症的发生率，同时还能降低对医生的放射损害，对于脊柱微创技术在临床的进一步推广运用具有十分重要的意义，填补了国内外相关领域空白。该系统由第三军医大学新桥医院与中科院沈阳自动化研究所联合研发，具有完全自主知识产权。

脊柱微创机器人

结构组成

这个“机器人”由机械臂和控制台两大系统组成。主体机械臂形如一只粗壮的人体手臂,包括“胳膊、前臂、手掌”三大部位。连接三大部位的各关节均可全方位转动,可轻松到达脊柱椎体和骨骼相关部位任何位置;“手掌”部分可根据手术需要安装骨钻、骨刀、椎弓根螺钉等多种手术器械,并附带有摄像头和照明光源,实时传输手术界面至控制台;控制台包含监视器、操作面板等部分,医生通过在控制台上的操控指挥机械臂完成相关手术动作。 在研究人员的操控下,“机器人”不到一分钟就轻松完成了对一块腰椎模型的两次定位、瞄准、钻孔操作,而且在两次对同一部位的重复操作中,几乎毫发不差、十分精准。

优点

与传统脊柱手术相比,脊柱微创手术具有创口小、术后恢复周期短等特点,患者术后效果更好、生活质量更 高,是目前脊柱外科领域的主要发展方向。但由于脊柱毗邻人体重要神经、血管,毫米误差就会带来灾难性的后果,因此在小切口的微创手术操作中要求技术更精细、精确,动作更稳定,以防止对病变周边健康组织的损伤。此外,由于脊柱微创手术需要反复通过术中X光或术中CT进行定位,医生容易受放射线损伤,影响身体健康,这也妨碍了脊柱微创手术的推广运用。

而脊柱微创手术机器人的诞生,可以通过机械的精准定位和替代医生在放射线下的手术操作,提高手术的精准性,降低手术风险和减少术后并发症的发生率,同时还能降低对医生的放射损害,对于脊柱微创技术在临床的进一步推广运用具有重要的意义。