天津的協(xié)作機(jī)器人儀器

來源: 發(fā)布時(shí)間:2022-02-14

    多重動(dòng)力傳輸機(jī)器人系統(tǒng),適用于MRI引導(dǎo)經(jīng)皮介入根據(jù)美國(guó)協(xié)會(huì)收集的數(shù)據(jù),前列腺是美多年來開發(fā)的國(guó)男性中常見的之一。據(jù)估計(jì),2016年將有180,890例新的前列腺病例,并因此導(dǎo)致26,120例死亡。大多數(shù)前列腺是在前列腺特異性抗原(PSA)篩查和/或直腸指檢(DRE)期間首先檢測(cè)到的。如果結(jié)果表明受試者可能患有前列腺,則通常在TransRectalUltraSound(TRUS)的指導(dǎo)下進(jìn)行手動(dòng)活檢。如果活檢結(jié)果為陽(yáng)性,則常見的方法是TRUS引導(dǎo)的近距離放射。不幸的是,TRUS提供低分辨率的圖像和較差的軟組織對(duì)比度,醫(yī)生既看不到惡性組織,也看不到圖像上的放射性種子,這破壞了活檢或近距離放射的性能。因此,磁共振成像(MRI)可以被認(rèn)為是一種有前途的替代方法,因?yàn)樗哂懈唧w積分辨率和出色的軟組織對(duì)比度。此外,研究人員還試圖應(yīng)用機(jī)器人系統(tǒng)來解決手動(dòng)執(zhí)行的經(jīng)皮干預(yù)缺乏準(zhǔn)確性和可重復(fù)性的問題。在微創(chuàng)前列腺經(jīng)皮介入中,磁共振成像(MRI)機(jī)器人輔助系統(tǒng)經(jīng)過多年的開發(fā),具備多個(gè)自由度(DOF)以完成復(fù)雜的外科手術(shù)任務(wù)。本文提出了一種與MRI兼容的變速箱的新穎設(shè)計(jì),該變速箱允許一個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)控制多路自由度機(jī)器人系統(tǒng)。


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    包含四個(gè)反射基準(zhǔn)點(diǎn)的被動(dòng)Navex標(biāo)記點(diǎn)。主動(dòng)標(biāo)記點(diǎn)通常用于探測(cè)解剖目標(biāo)點(diǎn),而Navex可以用作患者坐標(biāo)的參考,以檢測(cè)其解剖結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。從技術(shù)上講,紅外基準(zhǔn)在攝像機(jī)圖像中顯示為白色斑點(diǎn)(請(qǐng)參見下圖)。因此,可以使用標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)輕松對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)和分割。根據(jù)對(duì)極幾何和標(biāo)記點(diǎn)設(shè)計(jì)約束條件,確定一個(gè)點(diǎn)與其在另一臺(tái)照相機(jī)的圖像中對(duì)應(yīng)的點(diǎn)的匹配。此外,在匹配的點(diǎn)上執(zhí)行三角剖分,以找到它們各自的3D位置。如果對(duì)象由至少三個(gè)不對(duì)齊的固定基準(zhǔn)點(diǎn)(標(biāo)記點(diǎn))組成,則可以計(jì)算其位姿(對(duì)象的位置和姿態(tài))。FusionTrack250演示程序的界面。顯示由三個(gè)基準(zhǔn)組成的標(biāo)記點(diǎn)。左圖和右圖顯示了相機(jī)看到的各個(gè)點(diǎn)。在典型的設(shè)置中,將參考標(biāo)記物放置在患者身上,將另一個(gè)標(biāo)記物放置在手術(shù)工具上。在將身體患者的解剖結(jié)構(gòu)相對(duì)于某些術(shù)前數(shù)據(jù)集(例如CT、MRI)進(jìn)行對(duì)應(yīng)后,手術(shù)工具能夠以模擬方式放置于預(yù)定路徑內(nèi),就像GPS坐標(biāo)與數(shù)字地圖相結(jié)合可以為司機(jī)提供導(dǎo)航。由于此過程隱含著許多錯(cuò)誤源,因此了解其根本原因和影響至關(guān)重要。以下各章將嘗試將其分解。準(zhǔn)確性、精度和真實(shí)性精度和準(zhǔn)確性常常是混合的,但是是考慮誤差的兩種不同方法。

  

    所以這不是語(yǔ)音位置。”在復(fù)制木乃伊的聲道時(shí),研究人員首先對(duì)Nesyamun的身體進(jìn)行了的CT掃描。通過掃描,研究人員使用醫(yī)學(xué)成像建模軟件創(chuàng)建了聲帶的數(shù)字模型,然后使用三維打印技術(shù)合成了一個(gè)物理模型。為了從3D打印的聲道中聽到聲音,需要類似于人類喉部的輸入聲音。這是基于現(xiàn)代語(yǔ)音合成技術(shù)的計(jì)算機(jī)合成。Photos:DavidHoward3D-printedvocaltractofthemummifiedbodyofNesyamun.在3D打印聲帶和電子喉頭上使用塑料,可以讓Nesyamun的聲音從墳?zāi)估锇l(fā)出嗡嗡的聲音。但是Howard說他有信心這聲音對(duì)木乃伊來說是真實(shí)的。作為證據(jù),Howard指出,他和他的同事已經(jīng)制作了男性聲帶的3D打印復(fù)制品,并將聲音與男性真實(shí)的聲音進(jìn)行了比較。Howard說:“我們?cè)?D聲帶方面做了大量工作。我可以重建我的聲道,然后你聽到后告訴我是否相似,答案是肯定的。我們正利用這一事實(shí),將這段歷史轉(zhuǎn)換回3000年前,并說我們有像Nesyamun那樣的聲音?!彼麄兂晒Φ年P(guān)鍵是Nesyamun的軟組織,除了舌頭,在木乃伊化過程中保存得非常完好。Howard說,當(dāng)然,聲道已經(jīng)干涸了,但這對(duì)這個(gè)項(xiàng)目的目的沒有多大影響。歷史學(xué)家認(rèn)為,Nesyamun是一位埃及牧師,曾在底比斯古城(現(xiàn)代盧克索)的卡納克神廟工作。

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    身前,人們好奇地圍觀著這長(zhǎng)著機(jī)械手臂的機(jī)器人。針對(duì)正在優(yōu)化測(cè)試中的兩臺(tái)設(shè)備,項(xiàng)目組計(jì)劃下一步將對(duì)在地壇醫(yī)院測(cè)試的機(jī)器人遠(yuǎn)程進(jìn)行軟件上的優(yōu)化,并繼續(xù)進(jìn)行功能的測(cè)試;另一臺(tái)將結(jié)合在地壇測(cè)試的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行完善,送往武漢。醫(yī)學(xué)研究生和工科研究生討論設(shè)計(jì)改由于批量生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室科研差異較大,機(jī)器人地投產(chǎn)還要經(jīng)歷一個(gè)重新設(shè)計(jì)、產(chǎn)品測(cè)評(píng)的流程。同時(shí),作為一種醫(yī)療器械,還需通過醫(yī)療倫理審查、相關(guān)部門認(rèn)證等步驟,目前各個(gè)環(huán)節(jié)都在加急審批,爭(zhēng)取盡快實(shí)施。對(duì)于未來,鄭鋼鐵說,“巡診機(jī)器人項(xiàng)目本就是為大規(guī)模傳染病爆發(fā)設(shè)計(jì)的,平日使用機(jī)會(huì)不多,但其中許多技術(shù)會(huì)從中輻射到別的行業(yè),帶動(dòng)整體的技術(shù)發(fā)展,巡診機(jī)器人其中的技術(shù)既可以作為未來的儲(chǔ)備,也有可能引發(fā)別的技術(shù)進(jìn)步?!焙蠓降哪嫘姓摺跋M约耗茏鳛榍迦A的一員,在危難關(guān)頭挺身而出,結(jié)合自己的專業(yè)知識(shí)和能力特點(diǎn),勇于承擔(dān)相應(yīng)的社會(huì)責(zé)任?!编嶄撹F說。鄭鋼鐵也常告訴學(xué)生,做事情前“首先要問問自己能為國(guó)家做點(diǎn)什么”,這次,他將自己的學(xué)生評(píng)價(jià)為“后方的逆行者”。團(tuán)隊(duì)成員在測(cè)試巡診機(jī)器人團(tuán)隊(duì)成員祝世杰雖然在家,但他依然和同學(xué)們一起并肩戰(zhàn)斗著。


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   來自3D融合圖像的信息有助于將特定的狹窄或冠狀動(dòng)脈狹窄區(qū)域及其嚴(yán)重程度與可能的心臟組織和局部缺血相關(guān)聯(lián)(在這種情況下,心肌的某些部位無法獲得足夠的血液)。這可以用來幫助指導(dǎo)介入或外科血管重建手術(shù),例如支架或搭橋手術(shù),以改善心臟的血液供應(yīng)。馮·斯皮恰克(vonSpiczak)說:“該技術(shù)可以使可能容易受益于血運(yùn)重建的患者和冠狀動(dòng)脈狹窄更容易,更準(zhǔn)確地識(shí)別?!薄安捎卯?dāng)今的臨床2D標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致我們的研究中出現(xiàn)了許多不確定的發(fā)現(xiàn),而當(dāng)包含來自CT的血流估計(jì)信息和3D圖像融合的其他信息時(shí),大多數(shù)這些不同的發(fā)現(xiàn)可以解決。”這項(xiàng)研究指出了融合方法在復(fù)雜情況下的作用,這些復(fù)雜情況在次測(cè)試中無法確定結(jié)果,例如,當(dāng)CT和MRI結(jié)果不一致或什至矛盾時(shí)。馮·斯皮卡克(vonSpiczak)表示,其實(shí)現(xiàn)的障礙包括更高的成本和復(fù)雜性,可以通過軟件的進(jìn)步緩解這些問題。天津的協(xié)作機(jī)器人儀器