醫療行業(yè)中的嵌入式電機控制應用系統

　　在標準的腹腔鏡外科手術(shù)中，儀器的運動(dòng)是違反直覺(jué)的，就如同看著(zhù)一面鏡子在做手術(shù)。

　　機器人運動(dòng)控制器會(huì )在外科醫生手、腕的運動(dòng)和外科儀器間，保持著(zhù)一種相應的眼－手－儀器的順序。這樣就減少了醫生學(xué)習使用設備的負擔，減小了醫生的疲勞度，更有利于靈活精確的操作。只要外科醫生順時(shí)針扭動(dòng)調節裝置，機器手就會(huì )隨之順時(shí)針扭動(dòng)。同時(shí)，運動(dòng)控制器也會(huì )濾除醫生手的顫動(dòng)。

　　盡管壓電致動(dòng)器能夠提供十分微小的位移，但Intuitive Surgical的高級副主席Gary Guthart指出，直流伺服電機足夠簡(jiǎn)單，花費很值，而且能夠提供所必需的大驅動(dòng)力――手術(shù)刀尖幾磅的力量，以切開(kāi)組織。

　　由于手術(shù)中需要的亞毫米分辨率，機器人技術(shù)正在推動(dòng)著(zhù)直流伺服電機分辨率的提高。Intuitive的運動(dòng)控制系統使用一個(gè)1200Hz的控制回路來(lái)提供足夠的速度和精確性，從而使儀器運動(dòng)更快，更自然，以達到醫生的期望。

　　機器人外科助理裝置的另外一個(gè)控制回路為外科醫生提供了基礎的觸覺(jué)反饋。低摩擦的直流伺服電機足夠支持Intuitive Surgical機器人反饋系統。這個(gè)反饋系統給外科醫生提供了與病人的感覺(jué)交互。運動(dòng)控制器在和醫生的通信交互中構造出了觸覺(jué)的界限。除了這種環(huán)路感覺(jué)外，運動(dòng)控制系統還使用了硬件看門(mén)狗和軟件計算核對，同時(shí)使用邏輯一致性檢查以保證安全。系統只需要為錯誤檢查提供一些冗余的感測，并在發(fā)生錯誤時(shí)跳入安全模式和通知手術(shù)醫生或操作者即可。

　　以上這些基于運動(dòng)控制的系統，為系統設計者們提供了成功的先例，促進(jìn)了他們繼續尋找新的方式，把嵌入式電機控制應用到醫學(xué)研究和醫療過(guò)程之中。