什么是医疗机器人？有哪些？关键技术、发展前景分析

2022-03-23 16:45:53 作者：云闲 3753

一、什么是医疗机器人？

在人们对自身健康的需求之下，以计算机及先进制造技术的发展为条件，医疗机器人应运而生,被广泛应用于临床教学模拟、手术及护理等多个医疗环节中。

智能医疗机器人是基于人工智能技术，结合数字医疗所研发出的一种能够提供高质量医疗服务的机器人。

智能医疗机器人是人工智能在医疗领域的具体运用，它具有以下四个特点:

1、准确性

智能医疗机器人借助蚁群算法应用、模糊集合应用、粒子群优化算法等超级算法，使得医疗精准化。例如，谷歌机器人医生以对皮肤癌、肺癌、乳腺癌90% 的诊断正确率击败专业医生。

2、高效性

智能医疗机器人运用超级算法进行综合分析,可以极大地提升医疗效率。

3、自主性

智能医疗机器人内部存储了超级算法以及大数据,辅之以数据挖掘、案例分析、语义描述模型,具有自主决策的能力。

4、学习性

智能医疗机器人能够在现有医疗数据的基础上进行整合学习，不断提高自己的诊断能力。

1985年，机器人技术首次被应用到医疗外科手术中，用以辅助定位神经外科活检手术，这也是医疗机器人首次被应用在手术中；又经过了几十年的发展，医疗机器人的应用也越来越广泛且成熟。Reportlinker公司的分析显示，目前医疗机器人在全球范围内的市场总值正以超过10%的增长率飞速发展，市场广阔，未来不可预料。

全球医疗机器人领域产业图谱

什么是医疗机器人？有哪些？关键技术、发展前景分析

二、医疗机器人的分类

按照人工智能的不同阶段划分，智能医疗机器人可以分为弱人工智能、强人工智能与超人工智能。

1、弱人工智能阶段的智能医疗机器人是指以工具的形式而存在，为自然人或者法人所掌控的智能医疗机器人，并不拥有真正的智能。

2、强人工智能阶段的智能医疗机器人是指兼具思考与行为的自主性，但无法完全脱离人类而存在的智能医疗机器人，其具有自我意识和创新思维。

3、超人工智能阶段的智能医疗机器人是指具有完全自主性，并且能够完全脱离人类而存在的智能医疗机器人。超人工智能阶段的智能医疗机器人目前基本上属于想象。

三、医疗机器人有哪些？

1、手术机器人

手术机器人为辅助完成手术的机器人。目前,市面上使用最为广泛的手术机器人为达芬奇机器人系统。它是一种智能化的手术平台，具有高清晰的三维视频成像技术，直径8mm的机械臂进入人体体腔内进行手术，手术器械动作拥有7个自由度，同时滤除人手生理颤动；已被广泛应用于各个科室的微创手术，主要用于对肿瘤的切除；可由医生控制操作，完成对病人的治疗，而避免医生直接接触病患，可减少由于医生的不准确判断导致的失误，具有灵活度高、成像清晰、方便医生判断等特点。

截至2017年5月，全球已有接近3745台达芬奇手术机器人，我国已有65台；截至2015年,全球已完成手术近50万例，其中我国共使用达芬奇手术机器人完成手术11445例,且手术量正逐年飞速增长。我国正处于发展黄金期，随着手术机器人的推广使用，将造福越来越多的微创手术需求者,满足人们对微创手术的期望。

2、广义医用机器人

主要用于协助病人，以及搬运器械、病人等，如智能轮椅等，可用于完成一些无法简单得徒手完成的工作，帮助病人恢复一定的自理能力。广义的医用机器人可以节省人力、物力，提高工作效率,扩大作业范围，提高人们的生活质量。

目前我国正处于快速发展阶段﹐人口老龄化问题严峻,劳动力短缺,而灵活便利的机器人恰能帮助缓解部分问题。随着科技的发展,机器人技术日益成熟，数量也逐年呈增加趋势,也将给人类带来越来越多的便利。

3、仿真机器人

仿真机器人主要用于有针对性地进行急救医学教学。它可以通过模拟病人的异常体征，如模拟心脏、血管、脉搏、血.压等的异常，并根据模拟急救过程中实施的措施，判断正确与错误，以为医学生、青年医生等的临床诊断做准备，也更符合人类的真正性状,使医疗教学越来越真实生动。

目前，仿真机器人技术尚未十分成熟，应用量较小,这也是目前急需解决的问题。仿真机器人需应用多种高精尖技术，发展潜力巨大，未来可期,市场十分广阔。若实现仿真机器人的普及,将大幅度提升我国医疗教学水平。

4、康复机器人

康复机器人通常以假肢、机器辅助等形式,帮助残疾人及康复中的正常人恢复自理能力,如帮助站立、行走，加速患者的恢复。机器人通过接收医生发布的指令,有序进行对患者的康复训练。

目前，我国由于人口数量多，劳动力不足，难以支撑广大待康复人群的基本生活，康复机器人在帮助的基础上更能帮助康复的。然而,由于我国现阶段科技尚未发展到较高水平，可提供康复服务的机构较少。在未来，将有越来越多的康复机器人被应用到患者的康复治疗中。

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四、医疗机器人的关键技术

1、优化设计及系统集成

机械系统,由传动、导向、执行三部分组成,每个部分都有特定的作用,对应着不同的使用对象,因此要使设计的结构与功能相适应,使设计进一步优化到满足功能的需求;而当将部件集成为机器时,需面对具体要求,作出具体方案，才能使机器人的治疗更有针对性。这是一种新的设计思路,优化设计及系统集成技术将越来越成熟,将朝着精确、高效、专业的方向发展,医疗机器人的治疗也将越来越有的放矢。

2、远程技术

“远程医疗”,即通过网络通讯技术来扩充就医途径和医疗信息来改善患者的治愈效果,远程医疗本质上是通过网络通讯技术对优势医疗资源尤其是智力资源的共享，其对手术机器人有很高的要求,机器人必须以极小的误差执行医生发出的远程指令，才能对患者进行有效的治疗;同时,其对互联网的要求也极高，需要数据提供者通过互联网向数据需求者提供详尽的医疗资料，才能使医疗资料发挥其最大的价值。

对医生来说,机器人的精准度往往较高,可以准确迅速地完成手术;对地区来说,远程技术可以有效缓解地区医疗资源分配不均的问题,使偏远地区也可以足不出户享受优质医疗。

3、手术导航技术

手术导航,指将成像机器人伸入患者体内，对治疗部位进行追踪定位，全过程无需专人操作,由机器人自主完成。由于微创手术具有恢复快、创口小等特点，其应用也就日益广泛，手术导航技术成为了其中关键的一环。手术导航设备能够辅助医生确定关键部位或结构的空间位置，准确了解解剖结构信息,进而保证手术精度与安全，目前在微创手术中具有重要的作用。

4、柔性技术

柔性技术，即使软体机器人可以进行形变的技术。在医疗过程中，医生常遇到肉眼难以观察的患病区域,难以准确地做出判断。软体机器人具有无限个自由度，可以随意、灵活地改变方向，因此可以在已有空间内自由地改变方向，帮助医生判断病情。柔性结构分为串行结构和并行结构，串行结构简单可控，仅有一根导轨连接,简单易控制；并行结构有多条导轨，每条导轨共同影响机器人的动作,可以减少误差的积累，结构更加紧凑，刚度更高，受力易集中。

5、应用大数据

医疗与互联网大数据技术，即运用互联网，将同一患者的所有数据综合，使某一所有就诊数据可以被所有医生利用，机器人再通过数据对医生的判断做出判定，判定判断是否出现失误，是否与以往的判断有较大差别，以减少手术风险。由于世界上现有的人口基数大，所以数据量极其大，运算也相当有难度，且需要各个领域的密切配合，如运用计算机来获取、传递大数据，运用数学知识来处理大数据等。目前，由于一些技术尚未成型，大数据尚未被广泛应用。

五、医疗机器人最新研究进展及发展前景

随着医疗事业的发展，将有越来越多的医疗机器人投入应用，其中微型手术机器人无疑是非常热门的一种。微型机器人具有微型、灵巧、精确等特点，材料与人体组织接近，用于深入人体内部进行肿瘤切除，清除腹腔积液等，主要用于接近肿瘤﹑伸入并疏导血管等。此外，微型机器人由于体积极小，可以直接进人血管并参与血液循环，在循环过程中对患病区域疏导、治疗。

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