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美国医疗与保健机器人技术路线图(上篇)

2016-06-22 08:31
络遇
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  在过去的几年中,使用机器人进行医疗活动的比例按每年40%多的速度增加。由于社会老龄化,预计在未来十五年,外科手术的数量会增长一倍。2013年,美国国家科学基金会颁布了一个为期十五年的制造业转型计划,其中医疗保障机器人发展规划作为其重要的一部分。了解美国医疗与保障机器人技术发展方向,有利于我国在相关领域的迅速发展。

  如今,医疗机器人已经在包括前列腺手术及心脏手术等外科手术领域获得了巨大的成功。同时,机器人还被用于外伤康复与智能义肢来帮助人们重获丧失的身体机能。远程医疗与辅助机器人医疗技术的出现让为某些难以进入的特殊区域提供医疗保障成为可能,如缺乏专业人员的偏远地区、灾害区域以及战区。社会辅助机器人正在向可负担的诊所和入户诊疗技术发展,它们在疾病预防、康复以及促进重新融入社会的认知以及身体体征监测、辅导以及激励实践中都发挥作用。随着人口老龄化趋势越来越明显,机器人技术还朝着促进原居安老(例如在家里)、推迟老年痴呆症的发生,通过陪护缓解老年人孤独的方向上进一步发展。此外,机器人传感以及活动建模方法可能在改善早期筛查、持续评估和个性化、有效的、可负担的干预及治疗中起到关键作用。上述所有的机器人发展方向,都会在维持及提高劳动生产率、增加劳动力数量以及逐渐增加残疾人重返工作岗位等方面发挥作用。今天,美国在特殊人群和老年人生活质量维持方面所需的机器人辅助手术与社会辅助机器人技术具有领先地位,但其他国家已经认识到此类技术的需求和前景,开始在相关领域迅速发展。

  为了能全面评估机器人技术在医疗与保健领域的应用潜力,由外科手术机器人、修复、移植和康复机器人领域的专家及行业代表参与的研讨会于2012年下半年在美国召开。所有的与会者都从专业角度出发,贡献了自己的意见与见解,并在许多共同利益和挑战上达成了共识,最终完成了路线图修订。

  机器人系统在医学与健康领域的应用

  目前,机器人已经是制造业和其它重复劳动中的标准配置。工业机器人最初针对的是既脏又枯燥并且危险的任务,而医疗和健康领域的机器人却是为完全不同的环境与工作设计的:比如外科手术室、康复中心以及家庭居室。这些环境通常是非结构化的,并且机器人经常需要直接与人类用户进行动态交流。

  机器人技术已经开始对医疗保健领域产生影响。远程机器人系统,例如已经用于实施外科手术的达芬奇外科手术系统,能够缩短患者的恢复时间且能保证更加可靠的医疗程序执行结果。机器人作为电脑集成式外科系统的一环,能够进行更加精确、更有针对性的医疗干预。有一种猜测认为,手术与介入性放射学在计算机与机器人整合的过程中所完成的转型,将会如同几十年前自动化技术在制造业中所发生的革命性改革。触觉式系统,作为机器人技术的一种,已被应用于医务人员的模拟培训。类似MIT-Manus的机器人系统也成功地进行了物理与职业治疗。康复机器人可以进行强度更大的治疗,以不断适应患者需要。尤其是在辅助导致美国人永久残疾主要原因—中风的康复上,康复机器人的使用已被证明比传统方法更加有效。机器人在疗养及康复领域上具有更大的潜力。实验表明,机器人系统能提供治疗监督、指导和激励服务,减少甚至摆脱治疗师对人体健康的监督,无论患者是在医院还是在家中进行慢性病的长期治疗。这类系统不仅能够对行动障碍进行治疗(如由中风、创伤性脑损伤及其它损伤引起的行动障碍),也能够作为社会与行为障碍的干预与治疗工具,包括自闭症类群、多动症以及其它目前相当普遍且数量不断上升的儿童行为障碍。

  机器人技术也将在人类健康领域的基础研究中发挥着作用。创建一个模拟生物的机器人系统是测试人类身体及脑部功能的重要途径。另外,机器人能以前所未有的精确度获取生物系统数据,让我们能够对身体与社会行为进行定量的理解。最后,社会交互机器人能被用于人类行为研究及行为障碍的诊断辅助中。

  机器人系统在医学与健康领域具有相当广泛的应用范围,比如应用环境(从手术台到家居室)、用户数量(从小孩到老人,从患者到健康用户以及在身体或认知上有障碍的人)以及交互模式(从常规手术到无需人员参与的康复训练)。机器人领域的技术进步在发明新的疾病与障碍的治疗方法、提高护理标准、拓宽服务途径以及优化患者的健康成果方面有着显著的潜能。

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