Ｒ ｅｗ 缘述 机器人技术在中医领域中的应用 潘礼庆’沈晓冬 （１、浙江中医药大学信息技术学院杭州３１００５３ ２．杭州立鑫医疗器械有限公司杭州３１００２３） 摘要：机器人技术在医学领域的应用越来越得到人们的关注，针对我国目前中医诊疗仪器的发展和应用情况，应 用机器人技术来提升和创新中医诊疗仪器研究和开发，推动中医理论的研究和中医诊疗技术的发展，使传统中医 药为提高广大人民的生活质量和健康发挥重要的作用。 关键词：中医，医疗仪器，机器人，智能化 机器人诞生的历史不长，但发展却很快。近年来， 随着机器人的应用研究和发展，医用机器人的研究获 得了重大的突破，世界机器人技术领域出现了重大的 调整，其重心从制造业向非制造业、从第二产业向第 产业和第三产业转移，尤其是在医疗领域得到了飞 一器人提出来更高层次的要求。 医用机器人与传统机器人区别主要表现在系统 结构、实际应用、安全性和机器人操作精度方面。在 系统结构上工业机器人一般采用要求有较强的通用 性，即通过编程和末端工具的更换可以完成不同的操 作，而医用机器人一般强调针对性，即一个系统只针 对某一个特定手术。在实际应用上工业机器人一般采 用示教的方式，即一次示教重复操作，而在医用机器 人应用中，没有示教的过程，也没有再现的过程，每 一速的发展。医用机器人已经成为国际机器人领域的一 个前沿研究热点。 １．机器人技术与医用机器人 机器人技术是集医学、生物力学、机械学、机械 力学、材料学、计算机图形学、计算机视觉、数学分 析等诸多学科为一体的新型交叉研究领域，已经成为 国际机器人领域的一个研究热点。人们一般的理解， 机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置或 者叫自动化装置，它仍然是个机器。它有几个特点： 一次手术对机器人而言都是全新的，没有什么重复性 而言。由于各种操作采用计算机数字化处理和自动控 制，因此控制精确并且安全可靠。医用机器人的结构 与形式是各式各样，干变万化。目前，先进机器人技 术在医疗外科手术规划模拟、微损伤精确定位操作、 无损伤诊断与检测、新型手术医学治疗方法等方面得 个是有类人的功能，比如说作业功能、感知功能、 到了广泛的应用，这不仅促进了传统医学的，也 带动了新技术、新理论的发展。 行走功能，还能完成各种动作，还有一个特点是根据 人的编程能自动的工作，就是它可以编程，改变它的 工作、动作、工作的对象和工作的一些要求。机器人 是人造的机器或机械电子装置，所以这个机器人仍然 ２．机器人技术在中医诊疗仪器中的应用 机器人技术其实在中国古代医学中已有应用，特 是个机器。但是目前还没有一个统一的有关机器人定 义，一般来说我们认为机器人是计算机控制的可以编 程的能够完成某种工作或可以移动的自动化机械，这 是美国工程师协会定的一个定义，但日本和其他国家 对机器人有不同的看法，他们认为从完整的更为深远 的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以又 提出机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情 感和对外界具有逻辑判断思维的机器。那么这就给机 别是针灸，如古代的医生认为用针来刺身体上不同的 穴位可以治疗不同的病症，但针灸在治疗病症的过程 中需要遵循人体正确的经穴规范。为了避免在针灸在 治疗中因失去了标准，出现大量的误诊病例及针灸医 疗事故，御医们制作了一个标示着穴位的针灸铜人。 铜人的表面铸有经络走向及穴位位置，并在穴位钻有 用针深浅尺度的孔。在进行针灸医学考试时，向铜人 体内灌满水，再在铜人表面涂上一层黄蜡，这样铜人 作者简介：潘礼庆，副教授，主要研究方向：医学计算机应用、自动控制 ２８《机器人技术与应用》双月刊１期 外表的经脉穴位就被封得严严实实，学医者无法辨认 穴位，只能凭着经验下针。如果扎对穴位，水就会由 孔流出，否则无水流出。因此这种对针刺能作出反映 的模型也可以称为早期的中医针灸仿真机器人的。 目前中医诊疗设备在临床应用中主要集中在物 理治疗及保健、康复等治疗设备，中医诊断仪器则少 之又少。典型的有针灸治疗仪、脉象仪等，由于采用 的技术落后，自动化程度低等缺点，中医诊疗设备的 功能较为简单和局限，使用上不方便、治疗效果不明 显。比如针灸治疗仪只能完成简单的电刺激，脉象仪 使用时要不断地调节传感器压力和位置等等。在仪器 的生产过程中缺乏规范和标准，如传感器和仪器设备 的参数没有标准，使用和操作没有标准、规范，这些 因素都影响了中医诊疗设备的生产和使用。 采用机器人技术可推动对传统的医疗仪器向自 动化、智能化、标准化方向发展，可按照指令要求准 确地进行各种自动控制，完成精确、复杂的动作，实 现中医诊断仪器的规范化和客观化，使许多传统医疗 仪器或工作都可以向机器人方向发展，开发出更多功 能强大、方便、安全、高智能的中医诊疗仪器和医学 机．器人。 ３．机器人在中医领域的开发和应用 随着机器人技术的发展和人们对中医诊疗仪器 的需求，机器人也开始在中医领域进行研究和应用， 通过联合从事中医诊疗设备研究开发的科研院所、企 业进行多学科的合作，结合中医理论和现代技术来开 发具有创新性的中医诊疗设备，推动中医诊疗技术的 发展。 ３．１中医诊断机器人 近年来，中医脉象、舌象的仪器开发了不少，包 括最近研制的四诊合参仪等，为推动中医的客观化起 到了重要的作用，但用于实际临床和门诊还有许多的 问题。如何在此基础上研制采用机器人技术用于中医 临床实际应用和门诊的中医四诊机器人，这将大大推 动中医诊断的客观化和标准化，服务于中医的远程诊 断，充分利用大城市专家的技术来提高农村医疗水平 提供了技术支撑。为缺医少药的边远地区人解决就医 难等问题。 中医四诊机器人研制的关键技术主要有传感器 参数标准和中医诊断标准的制定，以及机器人的自动 化程度。中医四诊机器人主要是解决中医临床四诊的 客观化和标准化，以及实现远程诊断时的四诊信息采 集。因此在设计中要考虑使用的方便和快捷，整个操 作过程由机器人自动完成，比如脉诊和望诊的自动准 确定位，而不需要医生人为的操作，切诊过程能模拟 医生的手法，望诊时通过摄像头完成视觉数据采集和 图像识别，获取我们需要的望诊数据，能与病人进行 自动问诊和对话，记录病人的声音，通过嗅觉传感器 获取有关病人的气味，如果是基于计算机的机器人即 可连上网络进行远程控制实现中医远程诊断。随着对 中医的深入研究和人工智能技术的发展，将来中医诊 断机器人也可以承担起中医专家的诊断工作。 ３．３中医治疗机器人 机器人在中医治疗方面目前已有研究和应用，如 推拿按摩机器人，它在混合型五自由度并联机器人机 构的基础上，机器人的手采用陶瓷、硅和木材等原 料，加上传感器控制即可保证手臂用力恰到好处，不 伤接触部位，实现中医推拿中滚法、按揉法及单指按 揉法的推拿手法。该机器人可代替有经验的中医师用 人工推拿的各种手法对病人进行治疗，使医生从长时 间的重复、繁重的工作中解脱出来。依据中医正骨理 论，结合计算机图像系统和传统技术等现代高科技手 段研发而成了用于骨折治疗的“正骨机器人”，对骨 折患者进行了治疗，骨折整复过程安全，对位准确快 捷，不用开刀，不影响新骨生成条件，较传统手术治 疗有利康复，缩短疗程。 ３．３中医药服务机器人的开发 中医药服务机器主要针对目前的中药配方和汤 剂的煎制，随着中药事业的发展，人们生活节奏的加 快，出现了许多新的情况，如医生的开处方采用计算 机输入，收费采用计算机联网管理，中药的煎制有了 煎药机，因此中药饮片厂开始承担为一些大医院的病 人中医煎药，但中药煎制工序复杂，大量工作需要人 工去完成，而采用人工作业，加上环境杂乱很容易出 错，卫生条件差也不便于对煎药的质量检查与管理， 也不适应大批量的规模加工。因此可以开发煎药流水 线，由抓药机器人完成处方的配药，由流水线上的机 器人来完成每帖药的煎制任务，包括浸泡、装入煎药 机、先下、后下、头煎、二煎、灌装等等，这种生产 方式更符合中药生产的ＧＭＰ要求。 ３．４中医教学仿真机器人 中医临床实习教学是学生见习的一个重要阶段， 学生们要到医院接触各种病人。但目前一般院校由于 学生人数多，都达不到上述要求，使得出现刚毕业的 中医专业学生不会把脉，针灸专业不会用针灸治病， 骨伤专业学生不会正骨。中医教学仿真机器人主要解 决中医诊断治疗过程中的一些实际环境与操作问题， 弥补仅通过课堂教学的不足。 在这方面现在相似的设备已有不少，如中医正骨 仿真机器人，学生可以在机器人身上实施各种正骨手 法，通过机器人身上的多种传感器，可以显示你操作 和用力是否正确，用力的大小，尤其是一些像颈椎、 腰椎等人体危险部位的正骨操作，可为学生解决训练 操作的临床实践困难问题。其它如中医脉象手、中医 针灸模型，它们可以仿真病人的脉象、人体的各个部 位的穴位，但要成为仿真机器人在设计的功能和技术 ２０１０年１月３０日 《机器人技术与应用》２９
