机器人手术模拟训练平台在泌尿外科住院医师微创技术培训中的应用

达芬奇手术机器人因在腹膜后、耻骨后等狭窄区域的手术中具有更高的灵巧性,受到了泌尿外科医师的青睐。但由于手术机器人的价格昂贵和临床工作安排紧凑,对住培医师进行达芬奇手术机器人的操作培训难以实现。通过模拟医学的方法,让住培医师熟悉机器人的构造和操作流程,提高其手术技巧,是目前机器人手术操作培训最为可行的方法。

泌尿外科机器人手术模拟训练平台的应用进展

随着泌尿外科机器人手术技术的发展,模拟训练平台在泌尿外科医生培训的作用也越来越重要。目前用于泌尿外科机器人手术训练的模拟平台有VR模拟器、AR模拟器等虚拟模拟器和dry-lab、wet-lab等物理机械模拟器。各种类型的模拟平台都已被多项研究在不同程度上进行了现实性和有效性的验证,对泌尿外科医生机器人手术技能的训练和提高有重要作用,但也需进一步研究开发更为有效精确的操作模块,整合多种模拟平台的优势,设置更为合理的学习曲线。

达芬奇手术机器人患者手术平台组成原理及故障检修案例分析

随着“精准医疗”理念的推广,达芬奇手术机器人在外科手术中的应用日益受到重视,该机器人系统由医生控制平台、影像处理平台和患者手术平台组成,能够实现高精度、微创的外科手术。患者手术平台是其核心部分,包含多条机械臂和舵柄,舵柄具有快速定位、灵活性和精确控制等功能,确保手术的顺利进行。尽管达芬奇手术机器人在技术上具有显著优势,但其高昂的费用和复杂的维护需求使得医院面临挑战。为提升医院自身的维修维护能力,重点分析达芬奇手术机器人患者手术平台的组成原理,尤其是舵柄的构造与工作原理,并通过对患者手术平台具体的故障案例分析,探讨常见故障的检修方法,以期为医院提供有效的维护策略,降低运营成本,提升医疗效益。

基于眼科手术机器人的计算机控制系统教学实验设计

数字PID控制、最小拍控制和大林控制是计算机控制系统中的核心教学内容。目前仅有针对数字PID开展教学实验的先例,缺乏基于实际工程问题、适合最小拍控制和大林控制的实验平台。针对这一问题,提出基于眼科手术机器人的计算机控制系统实验平台,结合精准控制“机器人-视网膜”接触力这一工程背景,设计接触模型辨识、数字PID控制、最小拍控制和大林控制实验,引导学生将计算机控制系统的相关知识与工程实践相结合,提升解决实际问题的能力。

机器人辅助下联合球囊复位与经皮栅栏螺钉固定治疗AO/OTA41B2型胫骨平台骨折的近期疗效观察

目的探讨机器人辅助下联合球囊复位与经皮“栅栏”螺钉固定治疗AO/OTA41B2型胫骨平台骨折的近期疗效观察。方法回顾性分析2019年9月至2022年9月期间我院创伤骨科收治的29例AO/OTA41B2型闭合性骨折病人。其中男14例,女15例;年龄为(44.17±9.53)岁(26~62岁),受伤至手术时间为(6.48±4.08)天(2~20天)。手术方式均采用骨科手术机器人辅助下间接复位后“栅栏”螺钉技术微创内固定治疗。拍摄膝关节标准的正侧位片,按Rasmussen放射学评分标准评价骨折复位情况,采用美国特种外科医院(Hospital for Special Surgery,HSS)评分评价膝关节功能。比较手术前后骨折区塌陷体积、胫骨平台外侧角(lateral proximal tibial angle,LPTA)、外侧胫骨平台后倾角(lateral posterior proximal tibial angle,LPPTA),基于CT比较术前规划与术中实际定位位置差异。结果29例病人均获得完整随访,随访时间为(15.10±6.13)个月(10~24个月),骨折愈合时间为(9.52±1.66)周(8~12周)。病人术后6个月膝关节Rasmussen评分为(17.34±1.04)分(14~18分),优18例,良11例;HSS评分为(93.83±2.22)分(89~97分),优29例。术后骨折区塌陷体积为(0.07±0.20)cm^(3)(0~0.77 cm^(3))、LPTA为91.75°±0.62°(90°~92°)、LPPTA为7.45°±1.97°(0°~10°),与术前比较[(3.27±2.14)cm^(3)(0.89~10.16 cm^(3))、84.81°±6.08°(70°~92°)、11.89°±14.16°(-20°~26.8°)],差异有统计学意义(t=8.193,P<0.001;t=-6.172,P<0.001;t=1.854,P=0.037)。术后CT验证实际球囊扩张冠状位与矢状位位置参数:(1.56±0.31)cm(1.11~2.28 cm)、(1.52±0.44)cm(0.94~2.10 cm),与术前规划比较[(1.56±0.32)cm(1.11~2.28 cm)、(1.52±0.44)cm(0.96~2.09cm)],差异无统计学意义(t=-0.256,P=0.400;t=-0.779,P=0.221)。末次随访时,未发生腓总神经损伤、腘血管损伤、术后感染、内固定失效等严重并发症。结论机器人辅助下联合球囊复位与经皮“栅栏”螺钉固定治疗AO/OTA41B2型胫骨平台骨折近期临床疗效满意。

利用达芬奇机器人手术模拟训练器开展临床技能培训的探讨

目的运用多个指标评价达芬奇机器人手术模拟训练系统在外科医师技能培训中发挥的作用。方法随机选取达芬奇外科医师中12例研究对象作为观察组(副高以上,临床工作中均接触达芬奇手术者),随机抽取12例在香港威尔士亲王医院微创医疗技术资质考核培训中心(MISSC)参加达芬奇机器人手术培训课程,获得"达芬奇主刀医师操作证"的专家教授作为对照组(副高以上,长期做达芬奇机器人手术,完成临床达芬奇机器人手术300例以上)按照研究对象划分,分为观察组(n=12)及对照组(n=12),在培训前、培训10天和培训20天(每天8个学时,每个学时45分钟)后对其进行达芬奇模拟训练考核评估。运用统计学方法,对观察组和对照组进行培训前、培训后上机成绩对照研究。结果观察组与对照组在培训前、培训10天操作成绩具有统计学意义,在培训20天后操作成绩无明显差异,统计学无意义。培训20天结束后,12例观察组在完成操作时间、经济效益、器械碰撞、超出视野范围、出血量、脏器损伤等多个评价指标操作结果显示中与对照组比较,无统计学差异。结论经过20天的虚拟培训,观察组的达芬奇虚拟训练水平显著提高,并能独立完成,与对照组的操作成绩并无明显差异,后期也可独立完成临床达芬奇手术操作。

达芬奇机器人手术系统模拟训练器在肝胆外科教学中的应用研究

目的:探讨达芬奇机器人手术系统模拟训练器在肝胆外科临床教学中的应用。方法:将来自重庆医科大学2019级临床医学专业的76名学生分为试验组和对照组。理论知识方面,两组采用相同的教学方法;实践操作方面,试验组采用达芬奇机器人手术系统模拟训练器(da Vinci robot surgical system simulation trainer,DVST)进行训练,对照组采用腹腔镜模拟训练器(laparoscopic simulation trainer,LST)进行训练。3个月后考核微创手术的两种基本技能:夹豆和缝合打结。采用SPSS 23.0进行独立样本t检验。结果:使用DVST考核,试验组拣豆(个/min)结果为(16.92±2.81),对照组为(11.68±3.31);试验组缝合打结(次/10 min)结果为(12.02±2.04),对照组为(7.79±1.89),试验组得分优于对照组(P<0.05)。使用LST考核时,试验组与对照组结果差异无统计学意义。问卷调查显示,试验组在提升对肝胆外科知识的学习兴趣、提升对肝胆外科手术系统的认识等5项问题的得分高于对照组(P<0.05)。结论:DVST运用于肝胆外科临床教学能显著提高学生微创手术技能,其仿真场景有助于激发学生自发进行训练的热情,有助于提高学生的临床思维能力。同时,在培养学生技能迁移能力方面,DVST明显优于LST。因此,DVST具有良好的教学应用价值,值得推广。

基于院前住院管理平台的预康复理念在机器人辅助腹腔镜肾肿瘤手术中的应用

目的探讨基于院前住院管理平台的预康复理念在机器人辅助肾肿瘤手术中的应用价值。方法选择我院2020年10月~2021年6月机器人辅助腹腔镜肾肿瘤手术182例,按入院顺序单双号分为预康复组与对照组各91例。2组年龄、性别、ASA分级、BMI、肿瘤部位、合并癌栓情况差异均无统计学意义(P>0.05)。预康复组入院前经住院管理平台接受心理、营养和运动能力评估和干预,对照组围术期接受传统泌尿外科护理。比较2组术后首次下地时间、排气时间、术后住院时间、患者住院满意度。结果预康复组预康复干预时间6~20 d,(10.1±3.2)d,干预后心理状况和下肢活动能力明显改善(P<0.05)。预康复组首次下地早[(15.5±3.0)h vs.(17.2±3.8)h,t=-3.468,P=0.001],排气早[(26.0±6.7)h vs.(28.9±8.2)h,t=-2.624,P=0.009],术后住院时间短[(4.7±0.9)d vs.(5.5±1.0)d,t=-5.537,P=0.000],患者满意度评分高[(9.99±0.03)分vs.(9.95±0.09)分,t=3.673,P=0.000]。结论基于院前住院管理平台的预康复理念干预对机器人辅助腹腔镜肾肿瘤手术康复效果良好,促进患者术后快速恢复,缩短术后住院时间。

模拟训练在机器人胰腺手术教学中的重要性及发展现状

机器人手术具有高精确性、微创和快速康复等优势,在临床实践中得到了广泛应用。在胰腺外科领域,机器人手术已成为绝大部分良性或低度恶性肿瘤的首选治疗方式,然而,由于胰腺手术的复杂性和学习曲线的陡峭,机器人胰腺手术的发展和推广依然面临挑战。模拟训练是外科医师手术教学中一种有效的培训方式。在机器人胰腺手术教学中,模拟训练不仅能够系统地回顾和分析手术过程的基本原理、技术操作、具体步骤,还可以进一步提供个性化的指导和支持,协助受训者提高机器人胰腺手术的操作能力和熟练程度,从而达到降低手术风险、保障医疗安全和改善治疗结果的目的。医学院校应重视推广和普及模拟训练在机器人辅助胰腺手术教学中的应用,为胰腺外科医师的操作训练提供一种培训模式。

一种用于高强度聚焦超声手术的八自由度机器人手术平台

机器人手术是未来外科手术的发展方向,高强度聚焦超声(Highintensityfocusedultrasound,HIFU)手术是一种崭新的无副作用癌症治疗方法。本文介绍了机器人集成超声手术系统、流程,并详细介绍了可以解决术中定位这一关键问题的八自由度机器人手术平台的设计、结构特征、运动机理。分别给出了C形臂和治疗床、C形臂和治疗头两个五维合成运动的可达工作空间分析。相对于已有的手术平台,该平台定位准确、便捷,可治疗的人体区域也更大,从而使治疗方案的设计更具灵活性。

微信平台在达芬奇机器人手术器械交接回收中的应用效果

目的 基于微信平台降低达芬奇机器人手术器械交接回收过程中的缺陷率,提高手-供双方工作效率,提升满意度。方法选取消毒供应中心2021年3月至2021年5月回收达芬奇机器人器械45套共计295件器械为A组,2021年6月至2021年9月共计回收达芬奇器械60套共计301件器械为B组。分别采取常规现场交接回收、建立微信平台交接回收,对比两组使用微信平台前接收缺陷率、回收时长(效率)、手术室满意度。结果 B组通过微信平台建立在达芬奇机器人手术器械交接回收中缺陷率、回收时长(效率)、手术室满意度分别为6.64%、1 463 min、93.33%,均优于A组9.15%、2 950 min、80%,比较差异均有统计学意义(P <0.05)。结论 达芬奇机器人手术器械交接回收过程中,通过微信平台手-供双方人员无须双方人员到达现场,就可以实现面对面交接目的。所有专科小组成员均可随时了解器械存在的问题及动态,便于提高手-供双方护理人员工作效率,有利于构建友好和谐的工作氛围,提高满意度。

基于LabVIEW的手术机器人虚拟仿真平台设计

为了清晰地观察手术机器人的运动状态,文中提出了一种基于LabVIEW的3D虚拟仿真平台构建方法。该方法将图形化编程软件LabVIEW作为构建平台,结合SolidWorks机械建模、LabVIEW的GUI前面板、三维显示控件以及LabVIEW Robotics工具包搭建了可视化程度高、模型效果逼真的手术机器人3D虚拟仿真平台。针对文中设计里自主构建的从手机械臂和主手操作台,详细讲述了虚拟仿真平台的构建过程,并且使用算法实现了手术机器人在主从控制系统中的实时参数控制。最后结合MATLAB对手术机器人末端位置运动进行测试对比。测试结果表明轨迹路径一致,可以通过该方法实现对手术机器人的虚拟仿真平台构建。

机器人辅助远程手术的研究

介绍了一套自行开发的机器人辅助远程手术平台系统。在阐述平台系统的总体结构基础上 ,对于医疗图像的压缩和传输、机器人命令传输协议的设计、远程图像的实时传输和播放这三个关键技术进行了探讨。

Google将与强生公司合作开发机器人辅助手术平台

据强生公司网站发布的公告，Google将会在2015年第二季度完成与其旗下子公司爱惜康（Ethicon）的战略合作，研发一种“更精确、更具成本效益、且治疗效果更好”的新技术——机器人辅助手术平台。 机器人辅助手术属于微创外科手术的一种，它在在手术过程中通过技术赋予外科医生更大的控制和精确度，病人将因为创伤和疤痕的最小化促进了术后康复而受益。

腹腔镜微创外科手术主从式机器人从手结构设计

腹腔镜微创外科手术作为微创手术的代表,是对传统开放性手术的一次重大变革;文章结合腹腔镜微创外科手术的特点和技术要点,对微创外科手术机器人的从手进行了结构设计。其中为实现U轴、V轴‘定点’摆动,采用了平行四杆机构;Z轴平移采用了滚动丝杠机构,这样使得机构整体的重量小,刚度和精度都得到了保证。另外,所设计的机器人具有对称的双4自由度,操作灵活,能完全达到或超过医生直接操作所能达到的水平。为了方便手术时从手的定位和调节,设计了一个可调节的从手手术平台。

机器人泌尿男科手术标准化培训与教育

机器人手术系统是当今最先进的腹腔镜手术技术,对泌尿外科优势明显。机器人手术系统的教育与培训是未来外科手术技术的关键部分,应结合我国国情,取百家之长,建立起我国机器人泌尿男科手术标准化培训方案,形成广泛的学科共识。本文就国内外机器人手术发展现状、机器人手术培训规范、培训项目与评价工具进行归纳总结,填补培训项目空白和展望培训前景,为制定国内机器人泌尿男科手术操作标准培训体系进行探讨。

“达·芬奇”机器人抵渝三头四臂能做手术

2月2日，“达·芬奇手术机器人”从美国漂洋过海抵达重庆市西南医院，2月9日机器人将做抵渝后第一台手术。 “达·芬奇手术机器人”拥有3个操作平台及4只机器手臂。据了解，3个平台就是：手术医师操作的主控台；4只操作臂和手术器械组成的移动平台；三维成像视频影像平台。3个看似独立的平台在为病人实施手术时各有分工，却相辅相成。在工作时，主控台靠墙，是手术医师操作平台，医师通过主控台观察并发出指令；移动平台在病人身边，机器人伸出4个操作臂，与病人身体接触。虽然机器人的4条机械手臂很庞大，却可将患者体内绿豆大小的胆结石精确地取出。

HedraMedical医疗编程仿真系统在机器人放疗领域的应用

本文提出了一种基于三角网格编程仿真系统框架(Hedra CAM),并介绍了该系统框架在机器人手术平台的实际应用。在实际应用中,该系统首先对数模网格化并导入,再对三角网格数模进行运动建模,搭建整个应用布局,然后对布局中目标数模进行拓扑分析,构造出运动点位信息,再交由应用布局实验与分析。实践表明,本编程仿真系统框架成功应用于机器人手术平台,并可辅助机器人手术平台的开发和应用。在具体应用中,系统包括离线模块和在线模块两部分,其中离线模块提供安全区域和治疗计划,在线模块实时显示和处理实际机器人手术平台工作场景数据。

工业机器人获取开源支持

正致力于实现RavenⅡ开源外科手术机器人研究平台的同类开发软件已经进行了调整，可以将开源开发引进到工业机器人上。目前，ROS工业项目正在拓展机器人操作系统（ROS）平台，以开发功能强大，可靠性高的软件，来满足制造业和工业应用的需求。

六维微型力/力矩传感器静态标定平台的设计

在使用腔镜手术机器人手术过程中,在手术器械钳端及腕部之间放置六维微型力/力矩传感器能够将手术器械与组织间的交互作用力反馈给医生,但目前缺少针对六维微型力/力矩传感器的静态标定平台。为满足六维微型力/力矩传感器的静态标定要求,设计了一种基于砝码施力的六维微型力/力矩传感器静态标定平台并制作原理样机。给出了结构设计、规划了6个方向上的加载方式并分析了一类误差和二类误差,分析结果表明:六维微型力/力矩静态标定平台能够分别对传感器6个方向稳定施加最大10 N及150 N·mm的力/力矩,Ⅰ类误差不大于1.307%、Ⅱ类误差不大于1.85%,满足六维微型力/力矩传感器静态标定的要求。