本書以臨床需求為導向，主要介紹多種醫(yī)療機器人的研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)、典型應用和發(fā)展前景，具體包括醫(yī)療機器人的定義和分類、基本原理和關(guān)鍵技術(shù)、工程研究和臨床應用等。書中介紹的典型醫(yī)療機器人包括血管介入手術(shù)機器人、膠囊機器人、上肢康復機器人、腹腔鏡手術(shù)機器人、骨科手術(shù)機器人、神經(jīng)外科手術(shù)機器人等。
本書可作為生物醫(yī)學工程專業(yè)、醫(yī)療和機器人等相關(guān)專業(yè)的研究生教材，也可為從事醫(yī)療機器人研究的專業(yè)技術(shù)人員、臨床醫(yī)學領域的醫(yī)生提供一定的理論與工程實踐參考。
第1章 醫(yī)療機器人概述 001
1.1 醫(yī)療機器人的發(fā)展機遇 001
1.2 醫(yī)療機器人的歷史變革 002
1.3 醫(yī)療機器人的分類 003
1.4 醫(yī)療機器人未來發(fā)展趨勢 006
第2章 血管介入手術(shù)機器人 007
2.1 概述 007
2.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 008
2.2.1 國外研究現(xiàn)狀 008
2.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 016
2.2.3 國內(nèi)外發(fā)展趨勢 019
2.3 血管介入手術(shù)機器人需求分析 020
2.3.1 血管介入手術(shù)流程 021
2.3.2 血管介入手術(shù)醫(yī)生操作流程 021
2.3.3 機器人應用需求 023
2.4 機器人系統(tǒng)設計 024
2.4.1 系統(tǒng)功能分析 024
2.4.2 系統(tǒng)構(gòu)成 025
2.5 機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 026
2.5.1 結(jié)構(gòu)總覽 026
2.5.2 主端控制裝置 027
2.5.3 從端操作裝置 031
2.6 機器人控制策略 036
2.6.1 系統(tǒng)辨識 036
2.6.2 基于模糊PID的機器人系統(tǒng)控制方法 036
2.7 控制方法特性評價 042
2.7.1 控制精度評價 042
2.7.2 操作功能評價 044
2.8 介入手術(shù)機器人主端控制器 046
2.8.1 非接觸式主端控制器設計 046
2.8.2 雙滑塊式主端控制器設計 050
2.8.3 主端控制器優(yōu)化反饋策略 053
2.8.4 主端控制器優(yōu)化操作評價 056
2.9 本章小結(jié) 060
第3章 膠囊機器人 061
3.1 概述 061
3.2 膠囊機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 063
3.2.1 膠囊內(nèi)窺鏡研究現(xiàn)狀 063
3.2.2 螺旋推進微型膠囊機器人研究現(xiàn)狀 066
3.2.3 模塊化膠囊機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 069
3.3 模塊化微型膠囊機器人系統(tǒng)設計 070
3.3.1 模塊化微型膠囊機器人系統(tǒng)概念及總體設計方案 071
3.3.2 驅(qū)動平臺設計及仿真 073
3.3.3 微型膠囊機器人旋轉(zhuǎn)運動機理研究 079
3.3.4 模塊化微型膠囊機器人結(jié)構(gòu)設計及加工 079
3.4 模塊化微型膠囊機器人模態(tài)分析及動力學模型建立 082
3.4.1 模塊化微型膠囊機器人模態(tài)及靜力學分析 083
3.4.2 模塊化微型膠囊機器人流體環(huán)境分析 086
3.4.3 模塊化微型膠囊機器人動力學模型建立 087
3.5 模塊化微型膠囊機器人系統(tǒng)臨界頻率模型及控制策略研究 093
3.5.1 臨界頻率模型建立 093
3.5.2 模塊化微型膠囊機器人系統(tǒng)控制策略 095
3.6 模塊化微型膠囊機器人系統(tǒng)特性評價 099
3.6.1 模塊化微型膠囊機器人運動平臺搭建及機器人結(jié)構(gòu)參數(shù) 100
3.6.2 模塊化微型膠囊機器人系統(tǒng)運動特性評價 102
3.7 本章小結(jié) 107
第4章 上肢康復機器人 108
4.1 概述 108
4.2 康復訓練研究背景 109
4.3 上肢康復機器人研究背景 110
4.3.1 末端執(zhí)行器型上肢康復機器人 111
4.3.2 外骨骼上肢康復機器人 111
4.4 肌電信號 112
4.5 康復效果定量評價 113
4.5.1 基于肌力的內(nèi)部評價 113
4.5.2 基于肢體動作的外部評價 113
4.6 外骨骼上肢康復機器人系統(tǒng)設計 114
4.6.1 人體上肢解剖學分析 114
4.6.2 外骨骼上肢康復機器人整體設計 115
4.6.3 肘部關(guān)節(jié)雙邊康復訓練 117
4.6.4 實驗所需設備 117
4.6.5 運動控制解決方案 119
4.6.6 實驗驗證 125
4.7 基于肌電信號的肘部運動識別與控制 128
4.7.1 肌電信號采集 129
4.7.2 肌電信號處理算法 130
4.7.3 實驗驗證 133
4.8 基于Kinect的視覺傳感及自動打分評價 136
4.8.1 Fugl-Meyer評價準則 137
4.8.2 Kinect開發(fā)系統(tǒng) 138
4.8.3 實驗驗證 139
4.9 本章小結(jié) 142
第5章 腹腔鏡手術(shù)機器人 144
5.1 概述 144
5.2 腹腔鏡手術(shù)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 145
5.2.1 國外研究現(xiàn)狀 145
5.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 150
5.3 腹腔鏡手術(shù)機器人技術(shù)分析 152
5.4 本章小結(jié) 152
第6章 骨科手術(shù)機器人 153
6.1 概述 153
6.2 脊柱外科手術(shù)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 154
6.3 關(guān)節(jié)外科手術(shù)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 156
6.4 創(chuàng)傷骨科手術(shù)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 158
6.5 本章小結(jié) 159
第7章 神經(jīng)外科手術(shù)機器人 160
7.1 概述 160
7.2 神經(jīng)外科手術(shù)機器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 161
7.2.1 國外研究現(xiàn)狀 161
7.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 164
7.3 本章小結(jié) 166
第8章 其他手術(shù)機器人 167
8.1 概述 167
8.2 種植牙手術(shù)機器人 167
8.3 眼科手術(shù)機器人 169
8.4 人工耳蝸植入手術(shù)機器人 170
8.5 本章小結(jié) 171
參考文獻 172
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