發布日期：2016-08-03

醫療服務機器人是指用于醫院、診所的醫療或輔助醫療以及健康服務等方面的機器人，主要用于患者的救援、醫療、康復或健康信息服務，是一種智能型服務機器人。隨著我國進入老齡化，醫療、護理和康復的需求不斷增加，同時由于人們對生活品質追求的提高，使得醫療不管在質上還是量上都要滿足更高水準的要求。另一方面，醫護人力相對缺乏，醫療及健康服務機器人具有巨大的發展潛力。

根據功能和用途的不同，本文著重從康復機器人、手術機器人和健康管理機器人三個方面進行綜述。

康復機器人

康復機器人是近年來興起的一種運動神經康復治療技術，屬于醫療機器人的一個重要分支?？祻蜋C器人不僅提供了有效的治療手段和完善的評估方案，而且為深入研究人體運動康復規律，以及大腦與肢體的控制、影響關系提供了另一種有效途徑。

使用機器人輔助治療可以提高效率和訓練強度，比常規的治療手段更有潛力。目前，國際上眾多的研究機構和康復機構都爭相在神經康復機器人方面進行開發和產品化研究。機器人輔助神經康復和運動訓練已經成為康復技術最主要的發展趨勢。

具有代表性的康復機器人有華盛頓大學開發的7個自由度的上肢康復機器人CADEN-7，可以實現肩部的伸/屈、旋內/外、大臂旋轉、肘屈/伸、前臂轉動、腕關節屈/伸、外展/內斂等?；趦戎玫臄祿旃芾恚x日常生活活動中上肢的運動學和動力學參數，通過工作空間分析、關節運動范圍，并結合考慮上肢的生理學和解剖學特點，實施康復訓練方案。

瑞士皇家理工學院與 Balgrist 大學附屬醫院合作開發的6個自由度上肢康復機器人ARMin，能夠實現整機的上下平動、肩旋內/外、大臂轉動、肘屈/伸、肩部屈/伸、前臂轉動等運動。隨后又與Ljubljana大學合作研制的ARMinII，增加了腕關節屈/伸運動，實現了7個自由度運動，并且為患者提供重力補償，協助肩關節和肘關節進行復合運動。

虛擬現實是康復機器人應用中的一項重要技術，利用物聯網搭建的虛擬環境，部分或全部去掉現實中的真實環境，利用傳感即運動跟蹤技術實現用戶與虛擬世界的交互。虛擬現實技術為康復治療提供了重復練習、成績反饋、維持動機三個關鍵環節的技術手段，設置合理的虛擬環境及有效的信息反饋，患者可以對自身狀況進行客觀評估，從而大大提高了康復訓練的效果。

為了實現感覺信息的神經反饋，康復機器人需要實時獲取接觸、握力、溫度等感覺信息，然后把這些信息通過適當的方式反饋給患者大腦，將患者的主觀運動意識與客觀獲取的感覺信息融合。如何實現感覺信息的精確神經反饋是康復機器人進一步研究亟需解決的問題。肢體運動神經分布重建是核心技術之一，將殘留的臂叢神經移植到人體肌肉（靶點肌肉）或者吻合到替代神經從而實現對缺失運動功能信號源的重建。

比如，對于肩部截肢者，將殘留臂叢神經移植到胸部肌肉，經過數月的生長，臂叢神經便會在胸部肌肉內重建。當截肢者通過“意識”做幻影手臂的某一動作時，運動指令會通過臂叢神經傳遞至胸部肌肉并引起胸部肌肉收縮。采集胸部肌肉的表面肌電信號并解碼分析，就可預測截肢者的手臂運動意圖，實現對多自由度假肢的神經控制。外骨骼機器人與穿戴者有著緊密聯系，機器人必須準確、快速地判斷穿戴者的運動意圖并做出決策。

手術機器人

手術機器人是一種智能化的手術平臺，已廣泛應用于臨床多個學科，典型的有泌尿外科，比如前列腺切除術、腎移植、輸尿管成形術等；婦產科，比如子宮切除術、輸卵管結扎術等；普通外科，比如膽囊切除術等。最具影響力的是達芬奇機器人，具有三維成像、觸覺反饋和寬帶遠距離控制等功能，被認為是手術機器人最成功的典范。上表以腹腔鏡手術為例，對手術機器人與傳統手術的技術和功能進行了比較。

達芬奇公司通過其手術機器人和3D模擬技術獲得最新的操作數據和反饋信息，通過改進和完善，不斷推出最新機型，讓后來者很難跟上其研發腳步。

達芬奇機器人功能較多，相應的售價也很貴，國內大概是 2000 多萬元人民幣，再加上昂貴的維護和售后服務等費用，讓國內中小型醫院和?？漆t院望而卻步。

未來的手術機器人可以從個性化功能需求出發，突出細分化領域應用。按照手術流程可大到機體外科手術、小到簡單傷口縫合，從功能和技術差異性角度突破達芬奇機器人的壟斷局面，比如手術定位和導航機器人，直到更強大的人工智能DIY 醫用機器人平臺和智能化 OR 系統。

健康管理機器人

受益于醫療應用在移動智能設備上的普及，移動醫療類健康管理產品迎來了一個重大契機?；谥形麽t理論的健康管理機器人受到了格外重視，以中醫為例，上海中醫藥大學和復旦大學聯合開發了中醫人工智能機器人，不僅將原本依賴于醫生主觀判斷的中醫面診、舌診和脈診技術精準化，還利用深度學習技術來分析名中醫積累的經驗信息，使中醫寶庫在高科技時代更好地傳承。

中醫智能機器人專注于中醫的“望、聞、問、切”，具有鮮明的中國特色，其主要功能為面診、舌診、問診及脈診。首先通過機器人的視覺采集人體的面像和舌像，通過機器手或手環采集人體的脈搏，利用先進的計算機視覺、機器學習、人工智能和深度學習算法，智能判讀人體的面像、舌像和脈搏數據，再結合問診信息，最后通過中醫醫理模型推斷人體的整體健康體質類型，并根據具體情況提供個性化的康復建議，包括保健原則、飲食藥膳、起居養生、穴位按壓、中醫功法和音樂療法等。

來源：復旦大學機器人智能實驗室