汪 靜

（湖北三峽職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，湖北 宜昌 443000）

當(dāng)前的時(shí)代背景下，互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了“萬物互聯(lián)”在這一過程中，“互聯(lián)網(wǎng)+人工智能”的浪潮席卷全球，滲透到了各個(gè)領(lǐng)域。在醫(yī)療領(lǐng)域中，以人工智能和互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的醫(yī)療機(jī)器人得到了廣泛的應(yīng)用。所謂的醫(yī)療機(jī)器人是指具有醫(yī)務(wù)人員救護(hù)的簡(jiǎn)單思維，能夠獨(dú)立自編制簡(jiǎn)單操作診斷計(jì)劃，依據(jù)實(shí)際情況確定診療救護(hù)程序，然后把動(dòng)作變?yōu)轭愃漆t(yī)務(wù)人員的操作行為，并廣泛用于醫(yī)院診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的智能型服務(wù)機(jī)器人。醫(yī)療機(jī)器人的出現(xiàn)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的以醫(yī)護(hù)人員為主，醫(yī)療儀器維護(hù)的診療模式。當(dāng)前醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展越發(fā)成熟，在診療領(lǐng)域逐漸發(fā)揮出了不可替代的作用，并且有著廣闊的發(fā)展前景。通過醫(yī)療機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析，以及醫(yī)療機(jī)器人在診療領(lǐng)域中的設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)用，能夠發(fā)揮醫(yī)療機(jī)器人的價(jià)值，更好地促進(jìn)醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，從而滿足當(dāng)前時(shí)代下人們對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的需要。

1 醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展歷程

從20世紀(jì)80年代開始，機(jī)器人領(lǐng)域就開始向醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)展，世界上第一臺(tái)由機(jī)器人完成的手術(shù)是1983年，加拿大，溫哥華開發(fā)和使用的Arthrobot機(jī)器人，這是一種髖關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人，在手術(shù)中取得了巨大的成功，由此拉開了機(jī)器人在醫(yī)療領(lǐng)域中應(yīng)用的序幕。2006年5月，意大利完成了第一臺(tái)無人操作的機(jī)器人手術(shù)；而在2008年6月，德國(guó)航空航天中心開發(fā)出了第一個(gè)擁有力反饋的微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)；2010年9月盧布爾雅那大學(xué)醫(yī)務(wù)中心進(jìn)行了一次股骨脈管系統(tǒng)機(jī)器人手術(shù)，這是第一次真正利用機(jī)器人獨(dú)立操作，在手術(shù)中沒有復(fù)刻人手的動(dòng)作，而是在按鈕按下之后自行操作完成手術(shù)。從美國(guó)的達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人獲得美國(guó)FDA認(rèn)證以來，全球手術(shù)機(jī)器人市場(chǎng)范圍內(nèi)處于壟斷地位，其開發(fā)的最新型號(hào)機(jī)器人在中國(guó)市場(chǎng)售價(jià)高達(dá)3，000萬元人民幣，并且每一年都要收取高昂的維護(hù)費(fèi)用，此外其耗材價(jià)格也居高不下。

相較于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的醫(yī)療機(jī)器人發(fā)展起步相對(duì)較晚，在醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展中也存在一系列問題。首先我國(guó)的醫(yī)療機(jī)器人整體發(fā)展水平較低，醫(yī)療機(jī)器人是當(dāng)下服務(wù)型機(jī)器人中較為尖端的領(lǐng)域之一，具備較強(qiáng)的技術(shù)性，而由于我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)發(fā)展起步較晚導(dǎo)致技術(shù)壁壘和資質(zhì)壁壘較高，加之醫(yī)療機(jī)器人技術(shù)主要集中在北美，我國(guó)市場(chǎng)上的主流機(jī)器人，幾乎全部由外國(guó)生產(chǎn)。這使得我國(guó)機(jī)器人的相關(guān)產(chǎn)業(yè)存在技術(shù)薄弱，與外國(guó)機(jī)器人發(fā)展存在較大差距。除此之外，我國(guó)的醫(yī)療機(jī)器人研究，主要集中在高?；蛞恍┽t(yī)療研究所，產(chǎn)學(xué)研脫節(jié)現(xiàn)象嚴(yán)重，科技成果很難轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。另一方面，政策的引導(dǎo)以及扶持力度的不完善，弱化了醫(yī)療機(jī)器人的進(jìn)一步應(yīng)用和研究。當(dāng)前在我國(guó)的醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方面尚缺乏完善統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在產(chǎn)業(yè)的準(zhǔn)入和監(jiān)管方面，對(duì)于醫(yī)療機(jī)器人的分類等級(jí)高，注冊(cè)審批的周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)長(zhǎng)于發(fā)達(dá)國(guó)家，總體上存在普及率低，應(yīng)用商業(yè)化不足等。

隨著我國(guó)對(duì)醫(yī)療機(jī)器人的研究與應(yīng)用不斷深化，當(dāng)前正值醫(yī)療機(jī)器人發(fā)展的黃金時(shí)期，國(guó)家在政策上積極進(jìn)行布局，加大支持力度，另一方面，醫(yī)院以及民眾對(duì)于機(jī)器人手術(shù)的認(rèn)可度越來越高。由于我國(guó)醫(yī)療市場(chǎng)潛力巨大，醫(yī)院需求缺口大，越來越多的醫(yī)療機(jī)構(gòu)和研究所以及高校對(duì)醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)表現(xiàn)出了濃厚的興趣，逐漸形成了良好的技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用氛圍。這些利好因素的出現(xiàn)，為推動(dòng)我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人在診療領(lǐng)域中的應(yīng)用與創(chuàng)新提供了良好的基礎(chǔ)。

2 醫(yī)療機(jī)器人的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

2.1 應(yīng)用醫(yī)療機(jī)器人有利于減少醫(yī)療事故的發(fā)生

根據(jù)約翰霍普金斯大學(xué)的研究表明，在醫(yī)療領(lǐng)域中，醫(yī)療事故是導(dǎo)致死亡的三大原因之一，并且僅次于癌癥和心臟病，每年約有25萬患者因各類醫(yī)療事故而失去生命。對(duì)于醫(yī)生來說，醫(yī)療過程中無論多么的仔細(xì)，無論多么的精確難免會(huì)存在錯(cuò)誤，尤其是長(zhǎng)時(shí)間手術(shù)時(shí)，醫(yī)生的腦力達(dá)到了極限，不可避免會(huì)產(chǎn)生疲勞，這更會(huì)加大犯錯(cuò)的概率，使得錯(cuò)誤不可避免?；谶@些因素，將機(jī)器人應(yīng)用于診療領(lǐng)域中能夠發(fā)揮機(jī)器人超人的視覺感知，以及機(jī)器人對(duì)于事物三維空間位置的感知，更好地發(fā)現(xiàn)病灶的所在，從而提高診療的質(zhì)量。不僅如此，醫(yī)療機(jī)器人應(yīng)用于治療的過程中還擁有人類手臂無法達(dá)到的控制能力，機(jī)器人可以將控制能力達(dá)到微妙級(jí)別，這是傷口保持條件允許下的最小范圍。與醫(yī)生長(zhǎng)時(shí)間工作容易產(chǎn)生疲勞的客觀情況不同的是，機(jī)器人不會(huì)疲勞，做完成千上萬次手術(shù)之后，仍然不需要時(shí)間來休息和睡覺，更能將每一次手術(shù)的過程記錄下來，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，使每一次的控制都更加精確，更能夠提高診療效率，從而在根本上避免醫(yī)療事故的發(fā)生，降低醫(yī)療事故發(fā)生的概率。

2.2 醫(yī)療機(jī)器人能夠在工作中創(chuàng)造無菌環(huán)境

在醫(yī)療工作中無菌環(huán)境是對(duì)環(huán)境的基本要求。以往的醫(yī)療工作中對(duì)于無菌環(huán)境的創(chuàng)造條件較為苛刻，并且維護(hù)成本相對(duì)較高，而醫(yī)療機(jī)器人的出現(xiàn)可以更好地創(chuàng)造無菌環(huán)境。在工作中通過醫(yī)療機(jī)器人對(duì)任何空間都能夠進(jìn)行快速有效的系統(tǒng)化消毒，并且這一過程能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)。醫(yī)療機(jī)器人能夠通過超強(qiáng)的紫外線照射殺毒消滅環(huán)境中的微生物，相較于其他消毒設(shè)備，能夠更好地對(duì)微生物的細(xì)胞造成破壞，從而從根本上減少病菌的數(shù)量。在這一過程中，機(jī)器人依然不需要像人類那樣進(jìn)行間歇性的休息，極大提高了工作的效率。

2.3 機(jī)器人的應(yīng)用能夠極大提高醫(yī)院的工作效率

醫(yī)院工作繁復(fù)而雜亂，需要具備較高的系統(tǒng)整合能力。將機(jī)器人應(yīng)用于醫(yī)院的診療能夠在各個(gè)方面提高醫(yī)療的效率。具體來說，機(jī)器人的應(yīng)用能夠在醫(yī)院的分診、康復(fù)、搬運(yùn)、外科手術(shù)等各個(gè)方面發(fā)揮作用，從而提高效率。

在醫(yī)院的分診環(huán)節(jié)中，借助機(jī)器人的幫助能夠提高分診效率和分診的體驗(yàn)。以軟銀公司開發(fā)的“papper”機(jī)器人為例，該機(jī)器人內(nèi)置20種語言識(shí)別，除了能夠理解語言之外，配備機(jī)器人還能夠檢測(cè)診療的對(duì)象，無論是男性女性還是兒童，機(jī)器人都能夠根據(jù)其目標(biāo)的性別、年齡和訴求做出準(zhǔn)確的反饋，從而幫助患者走到正確的科室接受就診。這一過程中通過機(jī)器人的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了人群的分流，使得每一位患者都能夠準(zhǔn)確而快速的接受治療。另一方面應(yīng)用類似的機(jī)器人還可以幫助或輔助治療。例如對(duì)于兒童患者來說，兒童對(duì)于手術(shù)可能會(huì)存在不同程度的恐懼，而采用“陪伴機(jī)器人”，能夠在其幫助下克服兒童患者對(duì)手術(shù)的恐懼感，與此同時(shí)也能夠幫助人類從單調(diào)的重復(fù)工作中解放出來。

在醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，機(jī)器人也能夠發(fā)揮極大的作用。例如波士頓機(jī)器人公司與哈佛大學(xué)共同研究的“Rewalk”機(jī)器人，能夠幫助行動(dòng)不便或需要輪椅的患者實(shí)現(xiàn)直立和行走。這一套機(jī)器人系統(tǒng)為人們的日常使用和設(shè)計(jì)，同時(shí)還可以針對(duì)不同患者的情況進(jìn)行量身定制，與此同時(shí)Rewalk康復(fù)還專為臨床環(huán)境設(shè)計(jì)出了機(jī)器人。在使用的過程中機(jī)器人不僅可以幫助患者實(shí)現(xiàn)獨(dú)立行走，還能夠在每一次獨(dú)立行走的過程中記錄患者的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，醫(yī)生通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，了解患者康復(fù)的狀況，在此基礎(chǔ)上對(duì)患者的診療方案進(jìn)行調(diào)整，從而更好地加快患者的康復(fù)。

在搬運(yùn)效率方面，醫(yī)療機(jī)器人還可以用于醫(yī)院的后勤保障工作。以“Aethon TUG”機(jī)器人為例，該機(jī)器人不僅能夠承擔(dān)醫(yī)院的日常后勤保障工作，同時(shí)也能夠充當(dāng)醫(yī)院的后勤搬運(yùn)工。該機(jī)器人每次能夠攜帶多達(dá)453公斤的醫(yī)療藥品也可以搬運(yùn)醫(yī)療廢物和垃圾箱等等，同時(shí)還可以充當(dāng)醫(yī)院的移動(dòng)藥房和移動(dòng)設(shè)備間。如此，高效率的搬運(yùn)工作，極大減輕了人類的負(fù)擔(dān)。與此同時(shí)，醫(yī)療機(jī)器人在這一過程中可以全天候24小時(shí)的工作，減輕了夜班醫(yī)務(wù)人員的負(fù)擔(dān)，也可以使醫(yī)務(wù)人員有更多的時(shí)間陪伴患者，而不是用來運(yùn)輸醫(yī)療用品。醫(yī)療衛(wèi)生藥品以及后勤保障的效率提高了，能夠給患者提供更好的醫(yī)療服務(wù)。

在外科手術(shù)方面機(jī)器人也發(fā)揮著重要的作用，以達(dá)芬奇外科手術(shù)機(jī)器人為例，這是當(dāng)下醫(yī)療市場(chǎng)上的知名手術(shù)機(jī)器人，被廣泛地應(yīng)用于各種微創(chuàng)手術(shù)中。這種類型機(jī)器人結(jié)合了機(jī)器人技術(shù)、3D視覺技術(shù)以及人機(jī)交互控制系統(tǒng)在醫(yī)療手術(shù)和診療領(lǐng)域中成為醫(yī)生的得力助手。當(dāng)前達(dá)芬奇機(jī)器人手術(shù)系統(tǒng)被應(yīng)用于前列腺癌和腎癌手術(shù)、腫瘤切除手術(shù)，甲狀腺和肝部手術(shù)等等。當(dāng)前，全球已經(jīng)有4500多個(gè)達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)用于各種微創(chuàng)手術(shù)的臨床中。在手術(shù)進(jìn)行過程當(dāng)中，醫(yī)生通過攝像頭來控制機(jī)器人，這樣的方式能夠?qū)⒉≡罘糯蟊堵?，能夠看清增加大小的區(qū)域，同時(shí)更為直觀的手部控制動(dòng)作，能夠使醫(yī)生以更好的彎曲度和旋轉(zhuǎn)度來提高控制的精準(zhǔn)度和靈巧性。通過達(dá)芬奇機(jī)器人系統(tǒng)在外科手術(shù)領(lǐng)域中的應(yīng)用，極大地避免了傳統(tǒng)醫(yī)療中的弊端，同時(shí)也能在手術(shù)的過程中記錄數(shù)據(jù)，為手術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支持，從而更好地改進(jìn)技術(shù)提高治療的效率和質(zhì)量。

3 醫(yī)療機(jī)器人在診療領(lǐng)域的設(shè)計(jì)創(chuàng)新應(yīng)用

3.1 醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人

醫(yī)療領(lǐng)域中的診療環(huán)節(jié)是一個(gè)復(fù)雜的過程，不僅僅需要對(duì)患者的病情進(jìn)行診斷，與此同時(shí)還需要一系列的服務(wù)與輔助工作。例如在進(jìn)行醫(yī)療診斷的過程中，需要一些較為專業(yè)且復(fù)雜的設(shè)備來輔助支持，在這一過程中醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人的作用。具體來說機(jī)器人主要發(fā)揮著搬運(yùn)以及服務(wù)等各類重復(fù)而沉重的工作，并在這一過程中提高效率。在醫(yī)療工作開展的過程中，醫(yī)療機(jī)器人可以輔助護(hù)士來完成醫(yī)療器械的搬運(yùn)以及投遞工作，在這一過程中醫(yī)療機(jī)器人能夠有較強(qiáng)的負(fù)重能力，并且在長(zhǎng)時(shí)間工作之后也不需要休息。從而為醫(yī)生的診斷工作提供必要的支持。

3.2 醫(yī)療手術(shù)機(jī)器人

外科手術(shù)是手術(shù)機(jī)器人應(yīng)用的重要場(chǎng)所，根據(jù)不同的手術(shù)需要選擇相應(yīng)的手術(shù)機(jī)器人，能夠更好地提高醫(yī)療的效果。例如在肝臟腫瘤診斷以及治療的過程中，可以用肝臟腫瘤微波消融機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)診斷和治療。該種類型的機(jī)器人安裝在具有輪子和支撐臺(tái)的操作臺(tái)上，整個(gè)機(jī)器人的控制系統(tǒng)安裝在操作系統(tǒng)的內(nèi)部，機(jī)器人的5個(gè)自由度有飼服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支撐角的運(yùn)動(dòng)利用直線步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)。在控制的過程中，通過基于PLC的分散控制，由操作盒單片機(jī)、PLC、工程機(jī)、PMAC的運(yùn)動(dòng)控制卡組成。在完成手術(shù)的過程中，醫(yī)療機(jī)器人整體運(yùn)行更為穩(wěn)定可靠，功能也更加強(qiáng)大，與此同時(shí)在系統(tǒng)中加入抗干擾處理，例如采用雙電池原模進(jìn)行供電，根據(jù)被控對(duì)象的動(dòng)作編寫相應(yīng)的程序，使得機(jī)器人能夠在更小的精度上實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，從而提高像素的效果。

3.3 醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人

醫(yī)療康復(fù)機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域，主要是外骨骼康復(fù)機(jī)器人。一些腦損傷引起的偏癱或運(yùn)動(dòng)功能障礙的患者，給家庭和社會(huì)帶來了沉重的負(fù)擔(dān)，在幫助患者康復(fù)的過程中，正確且科學(xué)地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，能夠使患者起到很好的恢復(fù)和提高作用。但神經(jīng)康復(fù)治療過程艱巨且復(fù)雜，目前主要依靠康復(fù)醫(yī)師對(duì)患者進(jìn)行一對(duì)一的手工操作和主觀臨床經(jīng)驗(yàn)，對(duì)患者的肢體活動(dòng)進(jìn)行評(píng)估，這在一定程度上限制了患者康復(fù)水平的提升。而康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人在這一領(lǐng)域中的應(yīng)用為康復(fù)技術(shù)的開辟提出了新的途徑?？祻?fù)機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)于肢體運(yùn)動(dòng)障礙的患者提供了各種訓(xùn)練方式及訓(xùn)練，主要分為主動(dòng)運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)運(yùn)動(dòng)和輔助運(yùn)動(dòng)等。通過機(jī)器人的輔助運(yùn)動(dòng)，能夠使患者依靠自身的肌肉力量實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)關(guān)節(jié)的活動(dòng)與控制。在這一過程中，機(jī)器人還可以記錄患者每一次運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)和各項(xiàng)關(guān)鍵的數(shù)據(jù)，然后為醫(yī)師的治療提供必要的數(shù)據(jù)支持，使醫(yī)師對(duì)患者的評(píng)估更加合理，提出更為科學(xué)的康復(fù)診療方案，這一過程也充分發(fā)揮了機(jī)器人在診療中的輔助作用。

4 結(jié)語

綜上所述，隨著工業(yè)技術(shù)以及人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，在信息化時(shí)代，醫(yī)療機(jī)器人在診療領(lǐng)域發(fā)揮出了重要作用。在診療領(lǐng)域中具有極強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，通過對(duì)其優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析以及醫(yī)療機(jī)器人的診療應(yīng)用，探討能夠更好地發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，從而不斷提高診療的質(zhì)量和效率，提高醫(yī)療效果從而滿足人們對(duì)醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的需求。