醫療機器人技術

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姜金剛
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具体描述

  本書講述醫療機器人的基本原理、基礎知識和行業應用。

  主要内容包括:醫療機器人的特點及分類、醫療機器人的關鍵技術、醫療機器人臨床應用的工程研究。從研究背景、研究意義、關鍵技術和典型實例幾方面對各類醫療機器人做了分析講解,分析了醫療機器人的發展前景。

  本書涉及的機器人包括:醫院服務機器人、神經外科機器人、血管介入機器人、腹腔鏡機器人、膠囊機器人、前列腺微創介入機器人、乳腺微創介入機器人、骨科機器人、康復機器人、全口義齒排牙機器人、正畸弓絲彎制機器人等。

  本書内容清晰,系統性強,不僅可以作爲醫療機器人技術的尖端參考書,助醫療機器人和生物醫學工程領域的研究人員、學生和技術人員鞏固基本原理與基本知識,了解業界尖端技術,還適合臨床醫學領域的醫生了解相關工程實踐。
 
基因编辑的伦理困境与未来展望 图书名称: 基因编辑的伦理困境与未来展望 内容简介: 本书深入探讨了当前生命科学领域最具争议性、也最具革命性的技术之一——基因编辑技术,特别是CRISPR-Cas9系统的发展及其引发的深刻伦理、社会和法律挑战。我们并非聚焦于技术操作的细节,而是将重点放在这项技术对人类未来图景的重塑能力及其随之而来的责任重担上。 第一部分:技术的崛起与科学的边界 本部分首先追溯了基因编辑技术从早期同源重组到锌指核酸酶(ZFNs)、TALENs,最终聚焦于颠覆性的CRISPR-Cas9系统的演进历程。我们详细阐述了CRISPR系统如何因其高效性、便捷性和相对低廉的成本,迅速成为全球生物医学研究的基石。然而,本书的视角是批判性的,我们不沉溺于技术的优越性,而是审视其在基础研究中的应用如何一步步触及“生命设计”的门槛。 我们探讨了体细胞编辑(Somatic Cell Editing)与生殖系编辑(Germline Editing)之间的本质区别及其社会影响力的巨大差异。体细胞编辑,例如用于治疗镰状细胞贫血或某些癌症,主要影响个体患者,其伦理争议主要集中于风险评估和知情同意。而生殖系编辑,即对精子、卵子或早期胚胎的基因进行修改,其改动将世代相传,这构成了对人类“自然演化路径”的首次系统性干预。书中详细分析了对“脱靶效应”(Off-target effects)的恐惧,以及即使在技术完全成熟后,我们也必须面对的“不可逆性”问题。 第二部分:伦理的迷宫:从治疗到增强的滑坡 本书的核心在于剖析基因编辑技术带来的多层次伦理困境。我们首先构建了一个清晰的框架,区分“治疗性使用”(Therapeutic Use)与“增强性使用”(Enhancement Use)。 治疗性使用,旨在修复已知的致病基因缺陷,恢复“正常”功能,这在医学界获得了广泛的同情和支持。然而,即使在这里,我们也必须警惕“完美主义陷阱”——即对“正常”的定义本身可能带有社会偏见。例如,对轻度听力障碍的基因干预,是否仅仅因为社会环境对“完全听力”的过度推崇? 增强性使用则将我们带入了更深的伦理泥潭。当技术不再是修复缺陷,而是旨在提升认知能力、运动潜能或寿命时,我们触及了“人类本质”的哲学议题。书中引用了大量关于“天赋公平性”(Fairness of Talent)的讨论。如果只有富裕阶层能够负担得起基因增强,这将不可避免地加剧社会不平等,创造出一个生物学上优越的“基因贵族阶层”(Genetically Enriched Class)。这种“遗传优势”的固化,比单纯的经济不平等更难通过社会政策来弥补。 我们还深入探讨了“未来儿童的权利”这一前沿议题。一个未经其同意就被编辑了基因的孩子,是否拥有对自身基因组的“开放未来权”?父母的“最大利益原则”是否可以无限延伸到对孩子基因蓝图的永久性修改? 第三部分:全球治理与法律的滞后 基因编辑技术的全球化特性,使得任何单一国家的监管都显得力不从心。本书对当前国际社会在治理这一技术上的反应进行了细致的考察。 我们分析了不同司法管辖区的截然不同的立场:一些国家采取了严格的禁令,尤其针对生殖系编辑;而另一些国家则因科研压力或缺乏明确法律框架而处于灰色地带。书中以“贺建奎事件”为关键案例,详细剖析了在监管真空下,个人科学家突破既定伦理红线的巨大风险。这一事件揭示了科学的“自我约束机制”在面对突破性技术诱惑时的脆弱性。 法律层面上,现有的人类权利法案和医疗事故法律体系,在应对可遗传的、跨越世代的基因修改后果时,显得力不从心。本书提出了对现有法律框架进行重大修正的必要性,特别是关于“谁对基因编辑的长期后果负责”以及“如何界定和赔偿尚未出生的个体的损害”的问题。 第四部分:社会想象与人类的未来图景 最后一部分将目光投向更广阔的未来图景。基因编辑技术不仅是一个科学问题,更是一个文化和哲学问题。我们探讨了科幻小说和公众舆论如何塑造我们对这项技术的认知。 书中讨论了“物种的自然性”概念正在如何被动摇。如果人类可以系统性地消除所有遗传疾病,我们是否也同时消除了那些看似“缺陷”但可能带来独特人类体验的特质?基因编辑是否会加速人类“去自然化”的进程,使我们越来越像技术控制下的产物,而非自然选择的结果? 本书呼吁,在技术发展速度远超伦理讨论速度的今天,科学界、政策制定者、哲学家和公众必须建立一个持续、深入且具有全球共识的对话机制。我们不是要阻止进步,而是要确保这项强大的工具能够被用来服务于全人类的福祉,而不是成为加剧分裂或带来未知灾难的潘多拉魔盒。基因编辑的未来,不仅是实验室里的序列改变,更是我们作为人类将如何定义自身的深刻抉择。

著者信息

图书目录

第1章 醫療機器人的特點及分類
1.1 醫療機器人的基本概念
1.2 醫療機器人的特點
1.2.1 概述
1.2.2 醫療機器人的應用優點
1.2.3 醫療機器人未來發展的趨勢
1.3 醫療機器人的結構
1.3.1 機器人系統的組成
1.3.2 醫療機器人的分類
參考文獻

第2章 醫療機器人的關鍵技術
2.1 遠端手術技術
2.1.1 遠端手術技術的背景
2.1.2 遠端手術的基本定義
2.1.3 遠端手術的運用實例
2.2 手術導航技術
2.2.1 手術導航技術的背景
2.2.2 手術導航技術的基本定義
2.2.3 手術導航技術的運用實例
2.3 人機互動技術
2.3.1 人機互動技術的背景
2.3.2 人機互動的基本概念
2.3.3 人機互動的運用實例
2.4 輔助介入治療技術
2.4.1 輔助介入治療技術的背景
2.4.2 輔助介入治療技術的基本定義
2.4.3 輔助介入治療技術的應用實例
參考文獻

第3章 醫院服務機器人
3.1 引言
3.1.1 醫院服務機器人的研究背景
3.1.2 醫院服務機器人的研究意義
3.2 醫院服務機器人的研究現狀
3.3 醫院服務機器人的關鍵技術分析
3.3.1 醫院服務機器人室內導航技術
3.3.2 醫院服務機器人的定位與避障技術
3.3.3 醫院服務機器人路徑規劃問題
3.4 醫院服務機器人的典型實例
3.4.1 移動式醫院服務機器人
3.4.2 自動化藥房
參考文獻

第4章 神經外科機器人
4.1 引言
4.1.1 神經外科機器人的研究背景
4.1.2 神經外科機器人的研究意義
4.2 神經外科機器人的研究現狀
4.2.1 立體定向神經外科
4.2.2 功能性神經外科及癲癇病灶定位
4.2.3 內鏡腦外科
4.2.4 神經外科腫瘤學
4.2.5 周圍神經手術
4.2.6 其他神經外科應用
4.3 神經外科機器人的關鍵技術
4.3.1 神經外科導航系統與定位技術
4.3.2 神經外科機器人遠端互動技術
4.3.3 神經外科機器人精準定位技術
4.4 神經外科機器人實施實例
4.4.1 Neuroarm 手術系統
4.4.2 ROSA 機器人輔助系統
參考文獻

第5章 血管介入機器人
5.1 引言
5.1.1 血管介入機器人的研究背景
5.1.2 血管介入機器人的研究意義
5.2 血管介入機器人的研究現狀
5.3 血管介入機器人的關鍵技術
5.3.1 血管介入機器人機械結構
5.3.2 血管介入機器人導航技術
5.3.3 血管介入機器人的安全
5.3.4 基於虛擬技術的手術模擬
5.4 應用實例
參考文獻

第6章 腹腔鏡機器人
6.1 引言
6.1.1 腹腔鏡機器人的研究背景
6.1.2 腹腔鏡機器人的研究意義
6.2 腹腔鏡機器人的研究現狀
6.2.1 腹腔鏡機器人的海外研究現狀
6.2.2 腹腔鏡機器人的中國研究現狀
6.3 腹腔鏡機器人的關鍵技術
6.3.1 腹腔鏡機器人持鏡手臂設計
6.3.2 腹腔鏡機器人的運動規劃及控制技術
6.3.3 腹腔鏡機器人的自動導航方法
6.3.4 腹腔鏡機器人的空間位置確定
6.3.5 腹腔鏡機器人的虛擬實境技術
6.4 腹腔鏡機器人的介入實例
6.4.1 da Vinci 系統
6.4.2 「妙手」系統
6.5 未來展望
參考文獻

第7章 膠囊機器人
7.1 引言
7.1.1 膠囊機器人的研究背景
7.1.2 膠囊機器人的研究意義
7.2 膠囊機器人的研究現狀
7.2.1 被動式膠囊機器人
7.2.2 主動式膠囊機器人
7.3 膠囊機器人的關鍵技術
7.3.1 膠囊機器人的微型化技術
7.3.2 膠囊機器人的密封技術
7.3.3 膠囊機器人的能源供給技術
7.3.4 膠囊機器人的驅動技術
7.3.5 膠囊機器人的定位與智慧控制
7.4 膠囊內鏡機器人實施實例
7.4.1 PillCam 膠囊機器人
7.4.2 OMOM 膠囊內鏡機器人
參考文獻

第8章 前列腺微創介入機器人
8.1 引言
8.1.1 前列腺微創介入機器人的研究背景
8.1.2 前列腺微創介入機器人的研究意義
8.2 前列腺微創介入機器人的研究現狀
8.3 前列腺微創介入機器人的關鍵技術
8.3.1 前列腺MRI 圖像的輪廓分割
8.3.2 前列腺微創介入機器人構型
8.3.3 前列腺微創介入機器人穿刺特性
8.3.4 前列腺微創介入機器人運動規劃
8.3.5 前列腺微創介入機器人的精確控制
8.4 前列腺微創介入機器人介入實例
參考文獻

第9章 乳腺微創介入機器人
9.1 引言
9.1.1 乳腺微創介入機器人的研究背景
9.1.2 乳腺微創介入機器人的研究意義
9.2 乳腺微創介入機器人的研究現狀
9.3 乳腺微創介入機器人的關鍵技術
9.3.1 乳腺微創介入機器人的兼容性
9.3.2 乳腺微創介入機器人構型
9.3.3 乳腺微創介入機器人穿刺針—組織作用機理
9.3.4 乳腺微創介入機器人路徑規劃
9.3.5 乳腺微創介入機器人的精確控制
9.4 乳腺微創介入機器人介入實例
參考文獻

第10章 骨科機器人
10.1 引言
10.1.1 骨科機器人的研究背景
10.1.2 骨科機器人的研究意義
10.2 骨科機器人的研究現狀
10.2.1 關節外科骨科機器人
10.2.2 整骨骨科機器人
10.2.3 脊柱外科骨科機器人
10.2.4 創傷骨科機器人
10.3 骨科機器人的關鍵技術
10.3.1 骨科機器人的機械系統
10.3.2 骨科機器人的電腦輔助導航系統
10.3.3 骨科機器人的人機共同系統
10.4 骨科機器人實施實例
參考文獻

第11章 康復機器人
11.1 引言
11.1.1 康復機器人的研究背景
11.1.2 康復機器人的研究意義
11.2 康復機器人的研究現狀
11.2.1 上肢康復機器人研究現狀
11.2.2 下肢康復機器人發展狀況
11.2.3 中國康復機器人發展狀況
11.3 康復機器人關鍵技術
11.3.1 康復機器人系統設計分析
11.3.2 康復機器人控制策略
11.3.3 康復機器人運動軌跡規劃方法
11.4 康復機器人的典型實例
參考文獻

第12章 全口義齒排牙機器人
12.1 引言
12.1.1 全口義齒排牙機器人的研究背景
12.1.2 全口義齒排牙機器人的研究意義
12.2 全口義齒排牙機器人的研究現狀
12.2.1 全口義齒排牙機器人的海外研究現狀
12.2.2 全口義齒排牙機器人的中國研究現狀
12.3 全口義齒排牙機器人關鍵技術
12.3.1 義齒模型的三維重建
12.3.2 全口義齒排牙規則的數位化表達
12.3.3 全口義齒牙弓曲線
12.3.4 全口義齒排牙機器人機械結構
12.3.5 全口義齒排牙機器人的精確運動控制
12.4 全口義齒排牙機器人排牙實例
12.4.1 單操作機全口義齒排牙機器人
12.4.2 多操作機全口義齒排牙機器人
參考文獻

第13章 矯正線彎折機器人
13.1 引言
13.1.1 矯正線彎折機器人的研究背景
13.1.2 矯正線彎折機器人的研究意義
13.2 矯正線彎折機器人的研究現狀
13.3 矯正線彎折機器人的關鍵技術
13.3.1 矯正線的數位化表達
13.3.2 矯正線彎折機器人結構
13.3.3 矯正線翹曲回彈機理
13.3.4 矯正線彎折機器人控制規劃
13.3.5 機器人矯正線彎折程序生成方法
13.4 矯正線彎折機器人的典型實例
13.4.1 弓絲彎折機器人實驗系統
13.4.2 實驗用例的選擇
13.4.3 澳絲彎折實驗結果
參考文獻

第14章 醫療機器人的發展
14.1 政策法規分析
14.2 市場分析
14.3 產業鏈結構分析
14.4 技術分析
14.5 未來發展方向
參考文獻

 

图书序言

  • ISBN:9786263321687
  • 規格:平裝 / 350頁 / 17 x 23 x 1.75 cm / 普通級 / 單色印刷 / 初版
  • 出版地:台灣

图书试读



  1980年代,機器人被首次引入醫療行業。經過40餘年的發展,機器人被廣泛應用於神經外科、血管、腹腔、前列腺、乳腺和骨科手術,康復與護理,口腔診療等多個領域。醫療機器人技術是集醫學、生物力學、機械學、機械力學、材料學、電腦圖形學、電腦視覺、數學分析、機器人等諸多學科為一體的新型交叉研究領域。醫療機器人不僅促進了傳統醫學的革命,也帶動了新技術、新理論的發展。作為一種新興的技術應用,機器人的應用將對整個醫療行業產生深遠影響。

  編著者從事醫療機器人研究多年,深感醫療機器人在醫工結合、臨床應用和關鍵技術等方面的研究存在諸多的難點,於是希望對現有醫療機器人研究進行歸類分析,將醫療機器人領域研究的最新進展介紹給機器人領域和醫學領域的專家和學者,以及投資者和決策者,故編著了本書。

  本書共分14章。第1章醫療機器人的特點及分類,主要對醫療機器人的概念、分類、組成、特點、應用優點和未來發展趨勢進行概要介紹。第2章醫療機器人的關鍵技術,主要從背景、基本定義和運用實例等方面對遠端手術技術、手術導航技術、人機互動技術、輔助介入治療技術等醫療機器人關鍵技術進行綜述分析。第3~13章從研究背景、研究意義、關鍵技術和典型實例幾方面對醫院服務機器人、神經外科機器人、血管介入機器人、腹腔鏡機器人、膠囊機器人、前列腺微創介入機器人、乳腺微創介入機器人、骨科機器人、康復機器人、全口義齒排牙機器人、矯正線彎折機器人等醫療機器人進行了重點講述。第14章醫療機器人的發展分析,從政策法規、市場、產業鏈結構和技術等角度對醫療機器人的發展做了分析。

  本書由哈爾濱理工大學姜金剛、張永德編著。第1、8、9、14章由張永德編著,第2~7章、第10~13章由姜金剛編著,全書由姜金剛統稿定稿。研究生王開瑞、馬雪峰、張貫一、路明月、代雪松、黄致遠、秦培旺、楊智康、劉博健、赫天華、霍彪等參與了本書的文稿處理工作,在此表示由衷的感謝!
 

用户评价

评分

說實話,我對那些只是把各種機器人產品名稱列出來的書比較不感興趣。我更想透過《醫療機器人技術》了解的是「未來學」的面向,也就是當人工智慧(AI)深度融合進機器人系統後,醫學影像判讀、術中導航、甚至術後復健計劃的制定,會發生怎樣的革命性轉變。機器人不僅是工具,它更是具備學習能力的智慧體。我期待看到書中深入討論機器學習在優化手術路徑規劃中的應用,以及如何利用大數據訓練出比資深醫師更穩定的預測模型。此外,針對「人機協作」的未來情境,作者有什麼大膽的預測?例如,是否有一天,機器人會具備足夠的自主性,在遠端專家的監控下獨立完成標準化手術的某些階段?探討這些超越現有技術邊界的內容,才是真正令人興奮之處。這本書如果能拋出一些顛覆性的觀點,引發我們對未來醫療樣貌的深度思考,那麼它就成功地超越了單純的技術說明範疇。

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對於我們這些關心社會公平性的讀者來說,購買《醫療機器人技術》的另一個動機,是想了解這項昂貴的技術將如何普及到台灣的各個角落,而不僅僅集中在都會區的大型醫學中心。機器人手術設備動輒上億台幣,如果無法有效降低成本、提高可負擔性,那它對偏鄉民眾的醫療資源改善助益有限。我非常想知道,書中是否有探討如何透過軟體優化、模組化設計,或者開發更平價的輔助系統來降低進入門檻?例如,是否可以設計出輕量化、易於運輸的移動式機器人,讓它們能夠「搭高鐵」到中南部或東部的小型醫院,提供專家遠端指導下的手術支援?這不僅僅是技術問題,更牽涉到健保給付制度的設計和醫療產業鏈的重塑。如果作者能從產業經濟學的角度切入,分析機器人技術的規模化生產效益,並提出台灣在政策上可以如何引導這項技術向下紮根,那這本書的價值就不僅僅是一本技術手冊,更是一份推動醫療平權的行動指南。

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老實講,對於理工背景沒那麼深厚的讀者,我比較在乎的是這本《醫療機器人技術》在「人機介面」和「使用者體驗」上的著墨深不深入。畢竟,再高深的技術,如果前線的醫護人員用起來卡卡的、不順手,那也只是放在實驗室裡積灰塵的擺飾。我猜想,這本書應該會花不少篇幅介紹如何設計出直覺、反應快速的操控系統,讓醫師在緊急狀況下,不需要經過繁瑣的訓練就能迅速上手。台灣的醫療人力長期處於緊繃狀態,機器人理應是減輕負擔的幫手,而不是增加學習曲線的負擔。我特別想知道,書中是否有分析不同類型機器人(像是手術輔助型、照護陪伴型、復健訓練型)在實際操作介面上的差異化設計。例如,照護型機器人,它的語音辨識和情感回饋功能是否足夠細膩,能真正撫慰年長者的心靈,而不是讓他們感覺像是在跟一台冰冷的機器互動?這種「溫度」的呈現,往往是衡量科技是否真正「落地」的關鍵指標,希望作者沒有忽略這層軟性的需求。

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這本《醫療機器人技術》的書名聽起來就很有未來感,對於像我這樣對科技發展很有興趣的台灣讀者來說,光是看到書名就忍不住想翻閱。我特別期待書中能深入探討機器人在手術室裡的精準操作,像是達文西手臂這類的系統,它如何協助醫師克服生理極限,達到過去難以想像的微創手術效果。台灣的醫療水準在亞洲是數一數二的,如果能將最尖端的機器人技術融入臨床實踐,絕對能讓病患得到更好的照護。我希望書中不只是空泛地談論技術原理,而是能多舉一些實際案例,說明機器人如何改變病患的預後、縮短住院時間,甚至降低併發症的風險。另外,對於醫療倫理和法規的探討,也是我非常關注的一塊。當機器人開始承擔越來越多的決策權重時,責任歸屬該如何界定?這牽涉到整個醫療體系的信任基礎,希望作者能提供一些前瞻性的見解,讓讀者不只看到技術的炫目,也能思考背後的社會意義。總之,這本書如果能結合台灣現有的醫療環境,提出具體的應用藍圖,那對我來說就絕對是本值得收藏的寶典。

评分

最近大家都在談智慧醫療,但很多書籍都流於概念性討論,我買這本《醫療機器人技術》是希望能看到「硬核」的材料科學和控制演算法的深度分析。畢竟,機器人的穩定性和精確性是建立在材料的耐用性、感測器的靈敏度以及控制迴路的即時性之上。我期盼作者能像拆解精密儀器一樣,詳細說明用於體內或體外手術的機器人手臂,其關節結構如何模擬人體的自由度,同時又要克服生物組織的複雜性和濕滑性。例如,對於「力回饋」的技術討論,這是決定手術力道能否恰到好處的關鍵。如果書中能提供一些不同世代機器人技術的比較,剖析材料如何從傳統金屬轉向生物相容性高分子,或者微機電系統(MEMS)如何在微創手術中發揮作用,那就太棒了。我不怕看到複雜的公式或圖表,因為那代表著扎實的研究基礎,這才是判斷一本專業書籍水準高低的試金石。

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