醫療行業(yè)中的嵌入式電機控制應用系統

　　從藥品研發(fā)實(shí)驗室、放射科，到手術(shù)室，機器人應用中的嵌入式電機控制技術(shù)正改變著(zhù)醫學(xué)研究與醫療過(guò)程。

　　通過(guò)穩定、可靠和可重復地控制高流量的液體分注儀（liquid-handling system）、分析儀（detection reader）、培養皿以及大量的試管和藥瓶，機器人技術(shù)已經(jīng)深深地影響了新藥品研發(fā)的效率。一個(gè)線(xiàn)性的電機，實(shí)際上被稱(chēng)作“直”的電機，它帶有一個(gè)扁平的定子，能夠產(chǎn)生線(xiàn)性運動(dòng)而非旋轉運動(dòng)。這種電機對于精確地調配各種液體很有幫助。除了精確配置各種液體的次微升（sub-microliter）量，這些系統還能一次同時(shí)精確地操作和安置大量的試管和藥瓶。伺服電機能足夠精準地旋轉、驅動(dòng)和放置大量的試管。

　　當醫生在機器人技術(shù)協(xié)助下，對于病患進(jìn)行醫學(xué)診斷的時(shí)候，對定位和運動(dòng)精確性的要求便大大增加了。比如，磁共振成像（MRI）的質(zhì)量，就很大程度上取決于對MRI機架臺上病患者的適當定位。不良的定位會(huì )造成最終圖像的傾斜以及數據判讀的復雜化。運動(dòng)控制系統可以使用多種技術(shù)，例如通過(guò)分析電機電流偏移和使用位置譯碼器 ，來(lái)探測出機器是否接觸到了病人，從而可以避免對病人潛在的傷害。

　　激光眼科手術(shù)則更能顯現出一點(diǎn)，即如果沒(méi)有高精確度的機器的協(xié)助，這一醫學(xué)過(guò)程便不可能存在。這個(gè)過(guò)程完全依靠精確的運動(dòng)控制，同時(shí)外加間歇性的不同強度的激光脈沖。在進(jìn)行激光眼科手術(shù)時(shí)，激光系統必須實(shí)時(shí)追蹤患者持續運動(dòng)的眼球，而眼球的運動(dòng)速度可能會(huì )達到每秒100次。跟蹤系統必須能夠跟上眼球無(wú)意的快速運動(dòng)，以確保它能指引激光束精確定位到需要改造的角膜部位。

　　近幾年，機器人外科助理裝置已經(jīng)有了很大的發(fā)展?，F如今這些裝置甚至能夠支持創(chuàng )口僅為1厘米的心臟穿刺手術(shù)。腹腔鏡外科助理機器人技術(shù)，例如Intuitive Surgical的一些裝置，它們并不是讓外科手術(shù)自動(dòng)化，而是在手術(shù)時(shí)有限的外部環(huán)境下，增加了外科醫生精確操作、解剖以及縫合患者生理組織的能力。該公司的Endowrist儀器，每種都支持一種特定的手術(shù)任務(wù)，例如通過(guò)提供七種自由度的運動(dòng)來(lái)模仿人的手和手腕的靈活性，來(lái)實(shí)現夾住和縫合的動(dòng)作。

Intuitive Surgical 的腹腔鏡機器人系統模仿人的手和手腕靈活性.