本書以臨床需求為導(dǎo)向，主要介紹多種醫(yī)療機(jī)器人的研究現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)、典型應(yīng)用和發(fā)展前景，具體包括醫(yī)療機(jī)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(yīng)用等。書中介紹的典型醫(yī)療機(jī)器人包括血管介入手術(shù)機(jī)器人、膠囊機(jī)器人、上肢康復(fù)機(jī)器人、腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人、骨科手術(shù)機(jī)器人、神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)器人等。
本書可作為生物醫(yī)學(xué)工程專業(yè)、醫(yī)療和機(jī)器人等相關(guān)專業(yè)的研究生教材，也可為從事醫(yī)療機(jī)器人研究的專業(yè)技術(shù)人員、臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的醫(yī)生提供一定的理論與工程實(shí)踐參考。
第1章 醫(yī)療機(jī)器人概述 001
1.1 醫(yī)療機(jī)器人的發(fā)展機(jī)遇 001
1.2 醫(yī)療機(jī)器人的歷史變革 002
1.3 醫(yī)療機(jī)器人的分類 003
1.4 醫(yī)療機(jī)器人未來發(fā)展趨勢 006
第2章 血管介入手術(shù)機(jī)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(jī)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(jī)器人應(yīng)用需求 023
2.4 機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 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(jī)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(jī)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(jī)器人系統(tǒng)控制方法 036
2.7 控制方法特性評價(jià) 042
2.7.1 控制精度評價(jià) 042
2.7.2 操作功能評價(jià) 044
2.8 介入手術(shù)機(jī)器人主端控制器 046
2.8.1 非接觸式主端控制器設(shè)計(jì) 046
2.8.2 雙滑塊式主端控制器設(shè)計(jì) 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(jià) 056
2.9 本章小結(jié) 060
第3章 膠囊機(jī)器人 061
3.1 概述 061
3.2 膠囊機(jī)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(jìn)微型膠囊機(jī)器人研究現(xiàn)狀 066
3.2.3 模塊化膠囊機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 069
3.3 模塊化微型膠囊機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 070
3.3.1 模塊化微型膠囊機(jī)器人系統(tǒng)概念及總體設(shè)計(jì)方案 071
3.3.2 驅(qū)動(dòng)平臺設(shè)計(jì)及仿真 073
3.3.3 微型膠囊機(jī)器人旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)理研究 079
3.3.4 模塊化微型膠囊機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及加工 079
3.4 模塊化微型膠囊機(jī)器人模態(tài)分析及動(dòng)力學(xué)模型建立 082
3.4.1 模塊化微型膠囊機(jī)器人模態(tài)及靜力學(xué)分析 083
3.4.2 模塊化微型膠囊機(jī)器人流體環(huán)境分析 086
3.4.3 模塊化微型膠囊機(jī)器人動(dòng)力學(xué)模型建立 087
3.5 模塊化微型膠囊機(jī)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(jī)器人系統(tǒng)控制策略 095
3.6 模塊化微型膠囊機(jī)器人系統(tǒng)特性評價(jià) 099
3.6.1 模塊化微型膠囊機(jī)器人運(yùn)動(dòng)平臺搭建及機(jī)器人結(jié)構(gòu)參數(shù) 100
3.6.2 模塊化微型膠囊機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)特性評價(jià) 102
3.7 本章小結(jié) 107
第4章 上肢康復(fù)機(jī)器人 108
4.1 概述 108
4.2 康復(fù)訓(xùn)練研究背景 109
4.3 上肢康復(fù)機(jī)器人研究背景 110
4.3.1 末端執(zhí)行器型上肢康復(fù)機(jī)器人 111
4.3.2 外骨骼上肢康復(fù)機(jī)器人 111
4.4 肌電信號 112
4.5 康復(fù)效果定量評價(jià) 113
4.5.1 基于肌力的內(nèi)部評價(jià) 113
4.5.2 基于肢體動(dòng)作的外部評價(jià) 113
4.6 外骨骼上肢康復(fù)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì) 114
4.6.1 人體上肢解剖學(xué)分析 114
4.6.2 外骨骼上肢康復(fù)機(jī)器人整體設(shè)計(jì) 115
4.6.3 肘部關(guān)節(jié)雙邊康復(fù)訓(xùn)練 117
4.6.4 實(shí)驗(yàn)所需設(shè)備 117
4.6.5 運(yùn)動(dòng)控制解決方案 119
4.6.6 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 125
4.7 基于肌電信號的肘部運(yùn)動(dòng)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 133
4.8 基于Kinect的視覺傳感及自動(dòng)打分評價(jià) 136
4.8.1 Fugl-Meyer評價(jià)準(zhǔn)則 137
4.8.2 Kinect開發(fā)系統(tǒng) 138
4.8.3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 139
4.9 本章小結(jié) 142
第5章 腹腔鏡手術(shù)機(jī)器人 144
5.1 概述 144
5.2 腹腔鏡手術(shù)機(jī)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(jī)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(jī)器人 153
6.1 概述 153
6.2 脊柱外科手術(shù)機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 154
6.3 關(guān)節(jié)外科手術(shù)機(jī)器人國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 156
6.4 創(chuàng)傷骨科手術(shù)機(jī)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(jī)器人 160
7.1 概述 160
7.2 神經(jīng)外科手術(shù)機(jī)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(jī)器人 167
8.1 概述 167
8.2 種植牙手術(shù)機(jī)器人 167
8.3 眼科手術(shù)機(jī)器人 169
8.4 人工耳蝸植入手術(shù)機(jī)器人 170
8.5 本章小結(jié) 171
參考文獻(xiàn) 172
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