手術(shù)機(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)

人才背景

結(jié)合獵聘網(wǎng)提供的2018~2021年“手術(shù)治療”領(lǐng)域企業(yè)發(fā)布職位情況，如“應(yīng)往屆”、“專業(yè)”等數(shù)據(jù)，綜合分析招聘端需求和求職端人物畫像。往屆求職者比例超過90%，明顯大于應(yīng)屆求職者，側(cè)面反應(yīng)出此行業(yè)求職者多為有經(jīng)驗(yàn)者或轉(zhuǎn)行人員。

手術(shù)機(jī)器人是一個多學(xué)科交叉的領(lǐng)域，跨專業(yè)培養(yǎng)難度極大，且現(xiàn)處于行業(yè)發(fā)展初期，學(xué)校對這方面的課程及相應(yīng)教學(xué)設(shè)施不齊全，導(dǎo)致“老人”不斷跳槽，尋求更高的發(fā)展。

手術(shù)機(jī)器人醫(yī)療裝備領(lǐng)域短缺人才數(shù)量，基于灰色預(yù)測模型及獵聘網(wǎng)提供的2018~2021年崗位數(shù)，預(yù)測未來4年的需求走勢，截至2025年約有6萬人才需求，尤其需要臨床醫(yī)學(xué)、算法、控制、機(jī)械等高端研發(fā)人才。

手術(shù)機(jī)器人特點(diǎn)

手術(shù)機(jī)器人，具有微創(chuàng)操作、靈活度高、三維高清成像、濾震、學(xué)習(xí)周期短、減少輻射等優(yōu)點(diǎn)。集成醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、自動控制學(xué)、數(shù)字圖像處理學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)器人學(xué)等諸多學(xué)科為一體的新型交叉科學(xué)。是最近幾年科研和投資的熱點(diǎn)，受到越來越多投資人和創(chuàng)業(yè)者的青睞。

美國、歐洲的手術(shù)機(jī)器人臨床應(yīng)用已較為成熟，國內(nèi)由于起步晚、周期較長等原因，目前進(jìn)入臨床應(yīng)用的產(chǎn)品還不多且市占率較低。但在政策導(dǎo)向+醫(yī)保加持+產(chǎn)品力提升+5G遠(yuǎn)程創(chuàng)新術(shù)式的加持下，不少研究團(tuán)隊(duì)已進(jìn)入這個賽道，在骨科手術(shù)、神經(jīng)外科、腫瘤消融、其它微創(chuàng)手術(shù)、整形外科、牙科、植發(fā)、按摩、針灸等領(lǐng)域進(jìn)行創(chuàng)新，未來國產(chǎn)手術(shù)機(jī)器人定百花齊放，欣欣向榮。

艾目易簡介

廣州艾目易科技有限公司成立于2017年，是全球少數(shù)幾家具備高精度機(jī)器人軟件系統(tǒng)能力的企業(yè)，是全球領(lǐng)先的手術(shù)導(dǎo)航與機(jī)器人定位系統(tǒng)提供商，為企業(yè)提供手術(shù)機(jī)器人的整體解決方案、技術(shù)服務(wù)。 艾目易由廣東省醫(yī)療機(jī)器人和人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)軍專家、廣州市“珠江科技新星”（2014）、中國科學(xué)人（2015）年度人物楊榮騫博士創(chuàng)辦，從創(chuàng)辦起就瞄準(zhǔn)全球具備超級難度的手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域核心技術(shù)，于2019年研制出目前國內(nèi)唯一的近紅外光學(xué)定位系統(tǒng)。 基于艾目易強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)，目前已成功支持開發(fā)了手術(shù)導(dǎo)航定位儀、牙科機(jī)器人等均為全球領(lǐng)先、填補(bǔ)國內(nèi)空白的高端智能設(shè)備，是上海聯(lián)影等領(lǐng)軍醫(yī)療裝備企業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)供應(yīng)商與合作伙伴，同時開始應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，支撐國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)品升級，目前已成為新松等領(lǐng)軍機(jī)器人企業(yè)的產(chǎn)品、技術(shù)供應(yīng)商與合作伙伴。 艾目易自創(chuàng)辦以來，依托全球領(lǐng)先的技術(shù)和先進(jìn)產(chǎn)品，先后獲得番禺區(qū) “青藍(lán)計(jì)劃”創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎、廣州青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽生物醫(yī)藥領(lǐng)域最具市場潛力獎，并通過全國科技型中小企業(yè)、知識產(chǎn)權(quán)管理體系等相關(guān)認(rèn)證。艾目易目前已獲發(fā)明專利7項(xiàng)，實(shí)用新型專利10項(xiàng)，外觀專利2項(xiàng)、軟件著作權(quán)3項(xiàng)。

 

教學(xué)系統(tǒng)的意義及原理

手術(shù)機(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)主要由艾目易自研的光學(xué)定位系統(tǒng)Aimposition和教學(xué)軟件，搭配機(jī)械臂、教學(xué)配套計(jì)算機(jī)與教學(xué)臺共同組成，利用近紅外光定位術(shù)、圖像處理、空間配準(zhǔn)、虛擬現(xiàn)實(shí)等核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了三維可視化、圖像分割、空間配準(zhǔn)、精準(zhǔn)定位、實(shí)時導(dǎo)航、機(jī)械臂操控等功能。系統(tǒng)按照教學(xué)“由淺入深”的原則，科學(xué)設(shè)置了醫(yī)學(xué)影像處理、光學(xué)定位系統(tǒng)操作、機(jī)器人運(yùn)動控制、機(jī)器人通信與遠(yuǎn)程控制、機(jī)器人示教、手術(shù)導(dǎo)航操作、神外穿刺手術(shù)實(shí)施、膝關(guān)節(jié)截骨手術(shù)實(shí)施和混合現(xiàn)實(shí)操作共九個實(shí)驗(yàn)，同時配套教學(xué)實(shí)驗(yàn)手冊，以“理論+實(shí)操”一體化教學(xué)模式，以實(shí)驗(yàn)案例驅(qū)動教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，加強(qiáng)專業(yè)技能培養(yǎng)，使學(xué)生系統(tǒng)掌握Aimposition光學(xué)定位系統(tǒng)、機(jī)械臂、手術(shù)機(jī)器人教學(xué)系統(tǒng)軟件、Hololens設(shè)備的基本操作，以及手術(shù)機(jī)器人的整體操作流程。

適用的專業(yè)及研究領(lǐng)域

手術(shù)導(dǎo)航手術(shù)機(jī)器人是集成醫(yī)學(xué)、材料學(xué)、自動控制學(xué)、數(shù)字圖像處理學(xué)、生物力學(xué)、機(jī)器人學(xué)等諸多學(xué)科為一體的新型交叉科學(xué)。那么研究其中任何環(huán)節(jié)的學(xué)科都是潛在的客戶群體。

列舉一些常見的專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程、影像醫(yī)學(xué)、機(jī)械工程、控制科學(xué)、機(jī)電工程、機(jī)器人工程、智能制造、軟件控制、電子信息等。

像醫(yī)學(xué)圖像處理（超聲、CT、MR等）、智能手術(shù)機(jī)器人、智能外科輔助、機(jī)器人控制、智能導(dǎo)航、人體姿態(tài)估計(jì)、步態(tài)分析等。骨科機(jī)器人、牙科機(jī)器人、穿刺介入機(jī)器人、放射治療機(jī)器人、經(jīng)顱磁刺激機(jī)器人、手術(shù)導(dǎo)航等

動作捕捉、步態(tài)分析、精密焊接、精準(zhǔn)對接，軌道偏移。

手術(shù)機(jī)器人科研系統(tǒng)

手術(shù)機(jī)器人科研系統(tǒng)主要由艾目易公司自研的光學(xué)定位系統(tǒng)和手術(shù)機(jī)器人SDK，搭配機(jī)械臂共同構(gòu)成，開發(fā)人員可基于手術(shù)機(jī)器人SDK進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)的開發(fā)。

一、硬件部分

控制系統(tǒng)（硬件）主要包括主機(jī)、屏幕和操作臺面。其中主機(jī)包括UPS不間斷電源、隔離變壓器、濾波器、高性能工控機(jī)等。

機(jī)械臂支撐系統(tǒng)主要由UPS不間斷電源、隔離變壓器、濾波器、電動升降支撐與控制器、開關(guān)電源、以及機(jī)械臂控制箱等組成。

光學(xué)定位系統(tǒng)可選AP-LIT-100、AP-STD-200+光學(xué)定位系統(tǒng)臺車。

機(jī)械臂可選擇UR\大族\思靈\遨博\珞石等機(jī)械臂

耗材與定位工具主要包括剛體工具、探針工具、AAK精度驗(yàn)證工具、注冊版工具及反光小球。

二、軟件部分

主要為手術(shù)機(jī)器人SDK，手術(shù)機(jī)器人SDK的開發(fā)環(huán)境為“windows+VS2017以上+QT5.12”，開發(fā)語言為C++，同時為用戶提供示例工程與API文檔,示例工程可實(shí)現(xiàn)從“影像導(dǎo)入-三維可視化-手術(shù)路徑規(guī)劃-空間注冊-機(jī)器人標(biāo)定-機(jī)器人導(dǎo)

航”全過程。

01 影像管理模塊

該模塊提供的接口包括：文件加載、文件信息獲取、文件信息設(shè)置、文件輸出、文件關(guān)閉，能處理CT/MRI/CBCT等醫(yī)學(xué)影像DICOM數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)影像數(shù)據(jù)解析與加載。開發(fā)人員可以基于該模塊獲取到的影像數(shù)據(jù)，自行進(jìn)行圖像分割、圖像融合等二次開發(fā)。

02 手術(shù)規(guī)劃模塊

該模塊主要包含二三維影像顯示、選點(diǎn)與交互的相關(guān)接口，可以實(shí)現(xiàn)三維可視化、二三維界面的交互以及二維面上點(diǎn)的選?。ㄟx取的點(diǎn)可以是手動選取或數(shù)據(jù)自動生成），開發(fā)人員可根據(jù)需求實(shí)現(xiàn)路徑規(guī)劃的二次開發(fā)。

03 手術(shù)導(dǎo)航模塊

該模塊提供的接口包括：定位儀控制的相關(guān)接口、標(biāo)記球提取、空間注冊、工具注冊和工具信息讀取等，實(shí)現(xiàn)圖像空間與實(shí)際空間的配準(zhǔn)、手術(shù)工具末端信息獲取以及導(dǎo)航功能。

04 機(jī)械臂控制模塊

當(dāng)前支持UR\大族\思靈\遨博\珞石等機(jī)械臂，該模塊提供的接口包括：機(jī)械臂控制、機(jī)械臂標(biāo)定、機(jī)械臂導(dǎo)航、定位儀與機(jī)械臂的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、以及VTK三維坐標(biāo)與定位儀坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂導(dǎo)航功能。

三、艾目易科技介紹

艾目易科技有限公司成立于2017年，是一家集研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高科技公司，公司定位于智能手術(shù)一體化解決方案提供商，長期專注于光學(xué)定位系統(tǒng)與手術(shù)機(jī)器人的研發(fā)與應(yīng)用，致力于為手術(shù)機(jī)器人廠商、醫(yī)院和科研院所提供個體化與定制化的智能手術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)。 艾目易于2019年成功研制出國內(nèi)唯一的

近紅外光學(xué)定位系統(tǒng)，目前已廣泛應(yīng)用于手術(shù)導(dǎo)航、手術(shù)機(jī)器人及其他以“精準(zhǔn)定位”為主導(dǎo)的醫(yī)療場景。公司已完成“AI+手術(shù)機(jī)器人”的智能化手術(shù)產(chǎn)品線布局，打造了覆蓋手術(shù)全流程的閉環(huán)產(chǎn)品矩陣，包含光學(xué)定位系統(tǒng)、手術(shù)機(jī)器人、光學(xué)定位耗材、配套定位工具等系列產(chǎn)品，逐步形成覆蓋骨科、神經(jīng)外科、牙科

等多個專業(yè)領(lǐng)域的智能手術(shù)整體解決方案，已為國內(nèi)手術(shù)機(jī)器人相關(guān)廠商提供光學(xué)定位解決方案，有效解決國產(chǎn)替代問題。同時逐步拓展工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，支撐國內(nèi)機(jī)器人產(chǎn)品升級，為工業(yè)領(lǐng)域客戶創(chuàng)造更多智能化場景。艾目易已通過國家高新技術(shù)企業(yè)、全國科技型中小企業(yè)、廣東省創(chuàng)新型中小企業(yè)、廣東省名優(yōu)高新技術(shù)產(chǎn)品、廣州市科技小巨人、雙軟企業(yè)等相關(guān)認(rèn)證，已獲授權(quán)專利28項(xiàng)，曾獲得2022年“創(chuàng)客中國”中小型企業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國500強(qiáng)。