上科大生医工学术讲座实录——医疗机器人的三十年回顾与展望

发布时间:2022-05-17浏览次数:10

2022年4月28日,受上海科技大学生物医学工程学院 (上科大生医工学院) 沈定刚教授的邀请,美国国家工程院院士、美国约翰霍普金斯大学计算机科学、机械工程、放射学与外科冠名杰出教授 Russell H. Taylor 做客上科大生医工学术讲座,分享了题为 “A Thirty-Year Perspective on Medical Robotics and Computer-Integrated Interventional Medicine: Yesterday, Today, and Tomorrow” 的学术讲座。此次讲座由上科大生医工学院曹国华副教授主持。


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Taylor 教授是医疗机器人和计算机辅助手术系统领域的奠基人,被誉为“医疗机器人之父”。Taylor 教授主持研发了世界上首台骨科手术机器人 ROBDOC,并编撰了第一本计算机辅助手术方面的著作,共发表了超过450篇学术论文和81项技术专利。同时,Taylor 教授是 IEEE Fellow、AIMBE Fellow、MICCAI Fellow,并荣获了多个重要学术奖项,包括莫里斯·穆勒计算机辅助骨科手术杰出奖、IEEE 机器人学会先驱奖、IEEE EMBS 技术奖等


在讲座中,Taylor 教授首先总结了医疗机器人以及计算机辅助手术研究的三大要素:医生、信息和技术。Taylor 教授特别提到信息可以更好地支持医生和机器人的交互,实现患者的个性化治疗。


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医疗机器人和计算机辅助介入的三大要素:医师、技术和信息


随后,Taylor 教授介绍了其在20世纪90年代开展的首个医疗机器人研究,基于机器人技术的髋骨和膝盖的置换。该机器人系统可以将 CT 图像、手术规划方案以及手术中的人体结合,实现高效精确的骨骼切削。其研发的髋骨和膝盖置换机器人目前仍在临床中广泛应用。在骨骼手术研究方面,Taylor 教授先后介绍了股骨头弯曲钻孔技术,局部骨骼的 2D-3D 的配准研究以及气管的三维重建研究


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Taylor 教授研发的首台髋骨和膝盖置换机器人系统


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采用机器人技术进行髋骨和膝盖置换的过程


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股骨头弯曲钻孔技术


随后,Taylor 教授回顾了其从20世纪90年代以来所研发的主要机器人技术。这些机器人技术包括了远程运动中心 (Remote Center of Motion, RCM)、提高手部稳定的操作器以及虚拟约束技术等。Taylor 教授详细介绍了其团队在这些计算机辅助手术领域的相关研究成果,深入浅出,十分精彩。


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辅助手部稳定的操作装置


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基于机器人技术的超声波成像


在 Covid-19 大流行中,为了减少医生在病毒中的暴露,Taylor 教授及其团队还研发了智能 ICU 辅助系统。该系统可以让医生在 ICU 室外对新冠感染者实施诊断和治疗


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智能 ICU 辅助系统


在讲座最后,Taylor 教授还对磁共振影像的发展方向进行了展望,并就报告内容和观众们进行了充分的互动。本次线上学术讲座吸引了近百名 Zoom 会议的参与者并在直播间达到了共计上千人次的点击率。


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技术的最终落脚点是提升针对患者救治护理水平


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