【医院案例】手术机器人

以达芬奇手术机器人为例

  • 教学目标
    • 了解达芬奇机器人的应用领域以及其和传统相比所拥有的优势,具体理解、感受其运用到的计算思维中的人机协作的原理,由案例引导,更深层次的认识这些方法。

  • 计算思维概念与教学难点
    • 计算思维概念
      • 人机协作:机器能够直接和人类员工一起并肩工作而无需使用安全围栏进行隔离,人提供知识、经验和技术,机器提供人达不到的准确,安全、清晰、放大等作用,两者结合,达到效率和作用最大化。
    • 教学难点
      • 对计算思维清晰的认识和能够发现生活中的计算思维、学以致用;对达芬奇外科手术机器人的理解和认识。
    • 教学方法
      • 视频讲解与数字化案例法相结合。
      • 教学过程与设计
  1. 前面最开始的时候我们讲过了计算思维,虽然计算思维无处不在,但是这个词很抽象,仅仅通过那一节课飞快的理论讲解并不能很好的理解计算思维,更别说怎样去运用计算思维。从这节课开始,我们将通过一个个的案例来生动的讲解,到底什么是计算思维。
  2. 想到健康首先想到的就是医院,我们就先从医院开始。医院大家都不陌生,尤其在患上重病的时候。而且往往会用到各种医疗器械。
  3. 这些大部分属于简单机器人的范畴。
  4. 说起机器人,大家应该都认得这个吧——大白,这是一款超先进的医疗护理机器人,它很厉害,可是有一点:它只是一款护理型机器人,并不能做手术,然而我们今天要讲到的达芬奇外科手术机器人确是现有科技下微创外科手术方面的知名度较高的设备之一。
  5. 现在无论任何领域,最重要的一项就是技术,那么达芬奇外科手术机器人又凭什么会成为新一代外科手术的宠儿:
  6. 我们将从达芬奇手术机器人应用最广的手术领域讲起,来为大家形象展现它的鲜明特点
    • 泌尿外科
      • 泌尿外科手术中越来越多的手术在腹腔镜技术的支持下完成,如输尿管切开、前列腺肿瘤切除等。泌尿系统在解剖学上存在特殊性,限制了腹腔镜技术的普及和推广,一些复杂的手术往往难以掌握,而且手术并发症发生率较高。
      • 而手术机器人独特的深部操作和精细操作的技术优势广泛应用于各种泌尿外科手术,包括前列腺癌根治、输精管吻合等。其中,前列腺癌根治术是最能体现其技术优势的手术,手术机器人提供宽阔视野和准确、灵活的控制能力,清楚呈现出了组织、器官的解剖构造和神经血管束的走行,分离精细、缝合准确目前,在北欧国家超过一半以上的前列腺癌根治手术由手术机器人完成,而在美国,这一比例更是高达90%,已成为前列腺癌根治手术的“金标准”。
    • 上面这些例子充分展现了达芬奇手术机器人相对于以前的手术方式的优势和特点,而成就

达芬奇外科手术机器人的,是其独特的系统和设计方式:

  • 达芬奇手术机器人的制造背景(没有找到)
  • 达芬奇手术机器人展现出了出色的人机交互的特点
    • 达芬奇系统由外科医生的控制台和patient-side车两部分组成。车上的手臂可以当作手术中的各项工具使用。外科医生使用控制台来控制patient-side推车机械手臂。仪器的jointed-wrist设计使仪器超过平常的人手作用的范围;作用范围的扩展和颤动的减少进一步解释和完善外科医生手的作用。
    • Intuitive控制技术是达芬奇机器人独有的计算机辅助控制技术,计算机可自动分析医师手部动作幅度,调整术者手指的运动行程与机械手的运动行程 比例,将手术者某些大幅度的动作自动缩小,该技术使手术操作更加稳定精细。新一代达芬奇机器人还更新了人机互动操作系统,控制面板改为多点触屏式,手术操作更方便。
  • 然而不管任何机器,都会有一定的缺陷,不可能是完美的,达芬奇手术机器人也不例外,这几个缺点甚至可以说是阻碍推广的几个重要条件:
    • 达芬奇机器人最主要的技术缺陷在于无触觉反馈,因术者双手不直接接触手术部位,无触觉感知,无法判断组织的质地、弹性、有元搏动等性质。
    • 另外,达芬奇机器人的价格昂贵,国际版的系统除了每年几十万元的维护费用外,还有略低于2000000美元的平均成本,且部分器械属手术耗材。
    • 此外,机器人体积庞大,需要配置专门的手术室及维护人员,术前安装时间较长。
  • 上面我们首先以达芬奇机器人为例,介绍了在现代化技术、以及计算思维下的各种公用,初次之外有些手术机器人以更超前的模式,实现了远程医疗
    • 2001,IRCAD 的Marescaux博士使用平均延时高速光纤和宙斯遥控装置能成功地完成第一条横跨大西洋的外科手术,从纽约到斯特拉斯堡。该事件被认为是全球远程手术的一个里程碑,并被称为“林德伯格行动”。图片1
序号 分镜名称起止时间 包含元素 设计目的 镜头表现 具体元素内容
1 开场 主持人开场 点题、引导 过渡桥段,斛兵塘<空镜头> 文字1
2 简短承接1 转场镜头画外音 承接下面话题 全景特写 文字2、3+典型医疗器械图片
3 简短承接2 文字视频 为承接下面话题 全景特写 文字4+超能陆战队小段视频(将话题引入对达芬奇机器人的介绍)
4 案例 图片 对比 图片解说 将三种手术的两种方式分别进行对比,突出达芬奇机器人的优势(6)
5 案例 图片或视频 介绍 全景特写视频播放 介绍达芬奇手术机器人独特的地方
6 承接 视频 医学方面的介绍 视频播放 对老师进行采访的视频
7 结尾 主持人结尾or画外音结尾 总结or抛出问题 中景、部分近景切换 or全景特写 总结 or 抛出问题

http://baike.baidu.com/link?url=PnLGQ28XQvuwZacrRWF1fWiW7KcKcbTlxVKKJ9fquIB1EXXS3yTbG5_n0Lv5qRWfizOFYl-uQqC5dQwGDxcrra

  • 《达芬奇外科手术机器人系统的技术应用与管理建议》 李杨
  • 《达芬奇手术机器人系统介绍及应用进展》 杜祥明
  • 《达芬奇手术机器人系统分析》 杜志江

 

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