• 机器人21日xx

导航:EXPO21XX>机器人21 xx>H26:医疗机器人伦敦帝国理工学院
  • 提供配置文件
  • 机电一体化医学实验室正在开发一些机器人和机电一体化系统,以帮助医疗和外科任务。此外,该小组还参与了控制、手术计划和主动约束等方面的基础研究,以使这些机器人成为现实。
产品组合
  • 外科手术技术

  • MIM目前的研究重点之一是发展先进的外科手术技术。该小组特别感兴趣的是计算机和机器人辅助矫形外科(CAOS)和显微神经外科,这两者都受益于该领域20多年的开创性研究。(费迪南多·罗德里格斯博士)
  • 培训系统

  • 膝关节镜训练系统

  • 一种专有的触觉系统被开发出来,在虚拟现实模拟膝关节镜手术中给外科医生触觉。在真正的诊断性膝关节镜检查中,外科医生用长工具(一个内窥镜和一个钩状探针)穿过皮肤上的小孔在膝关节内部进行操作。外科医生使用视觉和触觉反馈来诊断膝关节的问题。
    在虚拟现实仿真中,用触觉装置代替真实的钩形探头。当触觉装置移动时,钩状探针的虚拟模型也随之移动。当钩状探针的虚拟模型与虚拟骨模型接触时,触觉装置通过电机转矩在物理上产生反作用力。该系统允许外科医生在检查真正的病人之前,在一个真实的虚拟病人身上练习诊断任务。
    我们开发了自己的触觉设备,基于在真正的膝关节镜检查中观察和测量的规格。此外,我们开发了一种特殊目的的触觉渲染算法,以忠实地重建从接触的触觉感觉沿虚拟模型的钩探针。例如,这允许用户在模拟中钩住和拉住虚拟表面。
    • 标准膝关节镜检查训练
    • 正力触觉装置
  • 以计算机为基础的计划

  • 骨科规划与评估

  • 计算机辅助骨折复位规划
    骨折可能需要手术治疗。特定类型的骨折,特别是髋臼骨折,由于对受伤骨头的接触非常有限,给外科医生带来了技术上的挑战。我们正在研究微创手术的方法,它具有减少失血量、降低感染风险和缩短住院时间的优点。

    我们目前的重点是这些行动的术前规划。我们正在开发利用统计形状模型计划减少的技术。
    • 常规髋臼骨折复位术
    • 常规髋臼骨折复位术
    • 髋臼骨折复位使用统计形状模型
    • 术后评估

      • 关节置换植入术质量的评估。
      • 与新的机器人和导航技术相比,传统方法表现不佳
    • 解剖登记
  • 微创神经外科路线规划

  • 大脑路径规划器在2007年获得了概念证明奖,有助于利用软组织导航和灵活的探针进行微创神经外科手术,从而以最小的风险为患者实现最佳的放置精度。它生成一条通过数字大脑图谱的路径,其中包括详细的大脑解剖结构和一个风险映射数据库。通过提供以下参数,可以创建一个优化的手术方案:进入部位、穿过路径、目标位置和由所使用神经探针的几何特征给出的约束。

    风险相关的脑结构是通过考虑特定区域健康受试者的神经功能和与潜在局部损伤相关的功能障碍的严重程度来开发的。根据植入损伤后可能引起的神经预后,将大脑“区域”分为6组,从“可接近”到“避免”,再到“常见”、“小心”、“警告”和“危险”。

  • 机器人协助手术

  • 神经外科用仿生柔性可操纵探针

  • 医疗动机
    当前的医疗干预趋势倾向于一种创伤性较小的方法,倾向于局部治疗。现代临床实践中采用的常见程序包括经皮穿刺穿刺和导管进行活检和药物输送、血液/液体采样、导管插入、低温或电解消融、近距离放射治疗、深部脑刺激、诊断成像和一些微创手术程序

    生物灵感
    大自然往往是高要求工程任务的灵感来源,特别是一种新型智能驱动器的灵感来自于产卵的黄蜂的渗透策略:这些昆虫可以穿透不同的组织(木材、树叶、宿主幼虫)产卵。例如,木蜂(Sirex noctilio)的产卵器的主要功能是通过沿着其长度的空心管产卵。它的尖端直径约为0.2~0.3毫米,可以钻到树的边缘深度达20毫米。木蜂解剖结构的适用性在于钻孔机制,不需要旋转运动或撞击。
    产卵器是由两个相互锁紧的半部分(或“阀门”)组成的,就像“拉链锁”聚乙烯袋上的拉链一样,它们彼此相对滑动。向后指向的齿(编号在图1b中)固定在基板上,抵抗拉力。对其中一个阀门的拉力可以沿着产卵器的长度提供稳定,以防止屈曲,这样另一个阀门就可以以相等的反方向的力推动,产生接近零的净力。两个阀门的往复运动驱动着产卵器的穿透,因为其中一个阀门被推入更深的木材,另一个阀门产生的张力稳定下来。由于产卵器组件中没有净力,所以不存在稳定性问题,也没有理论上的长度限制。
    J. F. V.文森特和J.金。木蜂产卵器钻孔的机理。生物模拟,3(4):187-201,1995。

    这个项目
    伦敦帝国理工学院目前正在开发一种仿生柔性可操纵探针:目的是以最小的损伤进入大脑深部区域,以便准确地放置微创仪器(导管,用于大脑深部刺激的电极),进行临床分析和诊断(活检,取样),局部给药和微神经外科手术。

    FP7 ROBOCAST,欧洲项目
    ROBOCAST是一个为期3年的欧洲项目(框架7资助),旨在开发综合神经外科套件。机器人辅助、智能传感器、增强现实和智能用户界面都是该项目的交付成果。帝国理工公司参与ROBOCAST的项目涉及如上所述的用于大脑干预的生物启发柔性探针的开发。访问www.robocast.eu获取更多信息。

    项目联盟:
    米兰理工大学(意大利,协调员),Azienda Ospedaliera di Verona(意大利),Università di Siena(意大利),帝国理工学院(英国),Prosurgics有限公司(英国),耶路撒冷希伯来大学(以色列),Technion -以色列理工学院(以色列),Mazor外科技术有限公司(以色列),Technische Universität Müchen(德国),Universität Karlsruhe (TH)(德国),CF咨询S.r.l(意大利)

  • 过去项目的选择

  • 的Acrobot

  • 膝关节置换手术要求用假体置换膝关节处的骨头,因为假体的每个部分都必须与骨头和彼此良好地配合。Acrobot为外科医生提供了这种准确性。当普通机器人接替外科医生的工作时,Acrobot与他一起工作,允许他在力量控制下移动切割器。机器人还能约束外科医生在安全区域内切割,防止周围组织受损。
    这个项目导致了Acrobot有限公司的成立,这是一个将研究商业化的衍生公司。

    膝关节置换手术要求用假体置换膝关节处的骨头,因为假体的每个部分都必须与骨头和彼此良好地配合。Acrobot为外科医生提供了这种准确性。当普通机器人接替外科医生的工作时,Acrobot与他一起工作,允许他在力量控制下移动切割器。机器人还能约束外科医生在安全区域内切割,防止周围组织受损。
    这个项目导致了Acrobot有限公司的成立,这是一个将研究商业化的衍生公司。

    • 在手术室里使用的Acrobot
    • Acrobot系统从左至右显示Acrobot机器人、被动定位器和控制计算机
    • Acrobot机器人安装在被动定位器的摇篮上的视图
  • 高强度聚焦超声

  • 强超声波可用于治疗体内深处的肿瘤(例如,深部脑瘤)。超声波的作用是将组织头部加热到可以杀死它的温度,之后死亡的组织会逐渐被人体重新吸收,并通过自然过程去除。

    为了有效地进行肿瘤治疗,来自换能器的超声波必须聚焦到肿瘤内的一个小区域。这要求换能器经过精心设计,以产生适当的光束轮廓,从而形成一个紧密的焦点,并且换能器的正确定位和对齐使焦点位于肿瘤内部。

    为了实现换能器的校准,采用了一种机器人方法,将换能器安装在机器人上,换能器和大脑之间有一个可变尺寸的接口匹配包,以允许调整大脑内的焦点深度,并提供阻抗匹配,使能量更好地转移到大脑。进行了一个评估机器人可行性的项目-下面的动画展示了机器人在三个位置的设计。塞尔万·帕瑟(Selvan Pather)正在研发一种更适用于外科手术的机器人。

    强超声波可用于治疗体内深处的肿瘤(例如,深部脑瘤)。超声波的作用是将组织头部加热到可以杀死它的温度,之后死亡的组织会逐渐被人体重新吸收,并通过自然过程去除。

    为了有效地进行肿瘤治疗,来自换能器的超声波必须聚焦到肿瘤内的一个小区域。这要求换能器经过精心设计,以产生适当的光束轮廓,从而形成一个紧密的焦点,并且换能器的正确定位和对齐使焦点位于肿瘤内部。

    为了实现换能器的校准,采用了一种机器人方法,将换能器安装在机器人上,换能器和大脑之间有一个可变尺寸的接口匹配包,以允许调整大脑内的焦点深度,并提供阻抗匹配,使能量更好地转移到大脑。进行了一个评估机器人可行性的项目-下面的动画展示了机器人在三个位置的设计。塞尔万·帕瑟(Selvan Pather)正在研发一种更适用于外科手术的机器人。

  • 内镜软组织手术的TURP-TM训练系统

  • 该项目通过跟踪工具和组织来处理训练和监测微创内窥镜软组织手术的一般问题。

    经尿道前列腺切除术(TURP)的训练系统被开发为一个特定的概念演示器(因此被命名为TURP -教练员/监视器)。

    这个项目的目标是:
    • 确定体外和体内计算机内镜手术训练辅助的通用标准#
    • 目的:建立一种基于摄像机的固定前列腺模型跟踪系统,作为体外前列腺切除术计算机辅助训练工具
    • 提供跟踪系统和超声测量设备,作为基于计算机的活体前列腺切除术训练辅助。
    • TURP培训器概述
    • 计算机辅助TURP训练器的使用
    • 切除镜,可以跟踪其位置,方向和刀具延伸
  • 的Bloodbot

  • 该项目旨在调查在医疗过程中获得的力信息如何被机电一体化装置使用。所选择的特殊程序是从前臂采集血液样本,因为这一程序依赖于感觉静脉的存在和感觉针刺入静脉的瞬间。手工取样的一个问题是针头过冲,导致针头刺穿两侧静脉,造成挫伤。机器人可以通过触摸找到静脉,并在插入针头时监测插入力,并根据血管的弹性特性做出反应,以防止超冲。

    该项目旨在调查在医疗过程中获得的力信息如何被机电一体化装置使用。所选择的特殊程序是从前臂采集血液样本,因为这一程序依赖于感觉静脉的存在和感觉针刺入静脉的瞬间。手工取样的一个问题是针头过冲,导致针头刺穿两侧静脉,造成挫伤。机器人可以通过触摸找到静脉,并在插入针头时监测插入力,并根据血管的弹性特性做出反应,以防止超冲。

  • 的Probot

  • 经尿道前列腺切除术机器人。PROBOT是一种用于前列腺切除术的主动机器人。它被设计成允许外科医生指定前列腺内要切除的体积,然后自动切除,无需外科医生进一步干预。超声图像用于计划手术过程。

    经尿道前列腺切除术机器人。PROBOT是一种用于前列腺切除术的主动机器人。它被设计成允许外科医生指定前列腺内要切除的体积,然后自动切除,无需外科医生进一步干预。超声图像用于计划手术过程。

      • 标题

      • 描述
  • Roboscope

  • 深部脑肿瘤的切除需要内窥镜手术和高精度。作为一个欧洲多国项目的一部分,一种机器人正在被开发,它拥有一个内窥镜,可以让外科医生在大脑中操作它。机器人利用主动约束原理将运动约束到特定区域。该项目是一个多学科的项目,涉及MRI处理、超声引导、机器人和可视化。

    深部脑肿瘤的切除需要内窥镜手术和高精度。作为一个欧洲多国项目的一部分,一种机器人正在被开发,它拥有一个内窥镜,可以让外科医生在大脑中操作它。机器人利用主动约束原理将运动约束到特定区域。该项目是一个多学科的项目,涉及MRI处理、超声引导、机器人和可视化。

    • 这里有一个关于最终界面出现方式的预告片…
    • 这是HexaPod -一个类似的机器人....
  • 核磁共振引导经直肠前列腺活检

  • MRI可以产生人体解剖的高分辨率3D图像,在疾病诊断方面是无与伦比的。机器人工具可以使用核磁共振成像作为指导,瞄准体内的结构。

    诊断前列腺癌
    在英国,每年有超过1万人死于前列腺癌。目前的诊断程序包括使用超声(US)图像引导的前列腺活检。美国导致20%的假阴性。MRI可以有效地解决这一问题。

    前列腺活检机器人
    来自核磁共振扫描仪的图像允许外科医生跟踪针头,并引导针头进入前列腺的目标。通过使用我们的前列腺活检机器人,外科医生可以“远程”控制机器人,从而提高安全性和准确性。该机器人可以从2毫米以内的前列腺中提取细胞。
    • 机器人控制站
  • 用于肌腱疾病诊断的MRI兼容“魔角”装置

  • 肌腱疾病诊断
    • 运动员容易发生肌腱疾病
    • MRI为早期诊断疾病提供了理想的成像环境
    • 我们的机器人系统可以自主移动扫描仪内的肌腱,可以根据需要定制检查
  • 触觉内窥镜

  • 为了克服微创手术(MIS)固有的问题,如抑制手工灵活性、减少视觉信息和缺乏直接的触摸反馈,使外科医生更容易操作,医疗技术得到了显著的发展。一种结合触觉反馈的微创工具正在开发中,通过提供力反馈来提高诊断程序的有效性。磁共振成像(MRI)指导可以允许工具定位,但是这产生了对设备的磁共振兼容性的要求。