本書以臨床需求為導向，主要介紹多種醫療機器人的研究現狀、關鍵技術、典型應用和發展前景，具體包括醫療機器人的定義和分類、基本原理和關鍵技術、工程研究和臨床應用等。書中介紹的典型醫療機器人包括血管介入手術機器人、膠囊機器人、上肢康復機器人、腹腔鏡手術機器人、骨科手術機器人、神經外科手術機器人等。
本書可作為生物醫學工程專業、醫療和機器人等相關專業的研究生教材，也可為從事醫療機器人研究的專業技術人員、臨床醫學領域的醫生提供一定的理論與工程實踐參考。
第1章 醫療機器人概述 001
1.1 醫療機器人的發展機遇 001
1.2 醫療機器人的歷史變革 002
1.3 醫療機器人的分類 003
1.4 醫療機器人未來發展趨勢 006
第2章 血管介入手術機器人 007
2.1 概述 007
2.2 國內外研究現狀 008
2.2.1 國外研究現狀 008
2.2.2 國內研究現狀 016
2.2.3 國內外發展趨勢 019
2.3 血管介入手術機器人需求分析 020
2.3.1 血管介入手術流程 021
2.3.2 血管介入手術醫生操作流程 021
2.3.3 機器人應用需求 023
2.4 機器人系統設計 024
2.4.1 系統功能分析 024
2.4.2 系統構成 025
2.5 機器人系統結構 026
2.5.1 結構總覽 026
2.5.2 主端控制裝置 027
2.5.3 從端操作裝置 031
2.6 機器人控制策略 036
2.6.1 系統辨識 036
2.6.2 基于模糊PID的機器人系統控制方法 036
2.7 控制方法特性評價 042
2.7.1 控制精度評價 042
2.7.2 操作功能評價 044
2.8 介入手術機器人主端控制器 046
2.8.1 非接觸式主端控制器設計 046
2.8.2 雙滑塊式主端控制器設計 050
2.8.3 主端控制器優化反饋策略 053
2.8.4 主端控制器優化操作評價 056
2.9 本章小結 060
第3章 膠囊機器人 061
3.1 概述 061
3.2 膠囊機器人國內外研究現狀 063
3.2.1 膠囊內窺鏡研究現狀 063
3.2.2 螺旋推進微型膠囊機器人研究現狀 066
3.2.3 模塊化膠囊機器人國內外研究現狀 069
3.3 模塊化微型膠囊機器人系統設計 070
3.3.1 模塊化微型膠囊機器人系統概念及總體設計方案 071
3.3.2 驅動平臺設計及仿真 073
3.3.3 微型膠囊機器人旋轉運動機理研究 079
3.3.4 模塊化微型膠囊機器人結構設計及加工 079
3.4 模塊化微型膠囊機器人模態分析及動力學模型建立 082
3.4.1 模塊化微型膠囊機器人模態及靜力學分析 083
3.4.2 模塊化微型膠囊機器人流體環境分析 086
3.4.3 模塊化微型膠囊機器人動力學模型建立 087
3.5 模塊化微型膠囊機器人系統臨界頻率模型及控制策略研究 093
3.5.1 臨界頻率模型建立 093
3.5.2 模塊化微型膠囊機器人系統控制策略 095
3.6 模塊化微型膠囊機器人系統特性評價 099
3.6.1 模塊化微型膠囊機器人運動平臺搭建及機器人結構參數 100
3.6.2 模塊化微型膠囊機器人系統運動特性評價 102
3.7 本章小結 107
第4章 上肢康復機器人 108
4.1 概述 108
4.2 康復訓練研究背景 109
4.3 上肢康復機器人研究背景 110
4.3.1 末端執行器型上肢康復機器人 111
4.3.2 外骨骼上肢康復機器人 111
4.4 肌電信號 112
4.5 康復效果定量評價 113
4.5.1 基于肌力的內部評價 113
4.5.2 基于肢體動作的外部評價 113
4.6 外骨骼上肢康復機器人系統設計 114
4.6.1 人體上肢解剖學分析 114
4.6.2 外骨骼上肢康復機器人整體設計 115
4.6.3 肘部關節雙邊康復訓練 117
4.6.4 實驗所需設備 117
4.6.5 運動控制解決方案 119
4.6.6 實驗驗證 125
4.7 基于肌電信號的肘部運動識別與控制 128
4.7.1 肌電信號采集 129
4.7.2 肌電信號處理算法 130
4.7.3 實驗驗證 133
4.8 基于Kinect的視覺傳感及自動打分評價 136
4.8.1 Fugl-Meyer評價準則 137
4.8.2 Kinect開發系統 138
4.8.3 實驗驗證 139
4.9 本章小結 142
第5章 腹腔鏡手術機器人 144
5.1 概述 144
5.2 腹腔鏡手術機器人國內外研究現狀 145
5.2.1 國外研究現狀 145
5.2.2 國內研究現狀 150
5.3 腹腔鏡手術機器人技術分析 152
5.4 本章小結 152
第6章 骨科手術機器人 153
6.1 概述 153
6.2 脊柱外科手術機器人國內外研究現狀 154
6.3 關節外科手術機器人國內外研究現狀 156
6.4 創傷骨科手術機器人國內外研究現狀 158
6.5 本章小結 159
第7章 神經外科手術機器人 160
7.1 概述 160
7.2 神經外科手術機器人國內外研究現狀 161
7.2.1 國外研究現狀 161
7.2.2 國內研究現狀 164
7.3 本章小結 166
第8章 其他手術機器人 167
8.1 概述 167
8.2 種植牙手術機器人 167
8.3 眼科手術機器人 169
8.4 人工耳蝸植入手術機器人 170
8.5 本章小結 171
參考文獻 172
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