LabVIEW在机器手臂辅助式腹腔镜检查的应用

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LabVIEW在机器手臂辅助式腹腔镜检查的应用
    腹腔镜检查是一种使用长型仪器插入小切口的低侵入性手术。跟传统的剖腹手术相比，腹腔镜检查彻底颠覆了腹部病变的治疗方式，因为其恢复期较短、疼痛较少，而且沾黏减少，让术后的生活质量大为提高。然而，徒手进行腹腔镜检查也有几项限制，包含缺乏判别距离的能力、镜头控制不当、仪器头部的自由度受限，而且手部与仪器的动作是颠倒的。这些限制会导致不自然且费力的手术姿势，而产生手术疲劳。
    使用dVSS 进行的机器手臂辅助手术，让医生克服了徒手腹腔镜检查的某些限制。进行机器手臂辅助式腹腔镜检查时，医师坐在操纵台，透过手术机器人遥控内视镜仪器。3D 视觉仿真能判断距离，手腕式的仪器接合能减少震动、比例运动 (scaled motion) ，并增加动作范围，以提高医师的灵敏度。跟徒手腹腔镜检查相比，使用机器系统可以让手部与仪器的动作一致，减少腹腔镜医师的训练时间。目前dVSS 已经通过美国食品及药物管理局的核准，可用于胃肠、胸廓、泌尿、妇科与心脏手术。
训练医师操作使用 LabVIEW的dVSS
    虽然机器手臂辅助手术蔚为风行，但是训练计划的发展仍然有限，我们北京瀚文网星科技有限责任公司使用 LabVIEW 软件，开发了 2 座训练平台。第一座平台是用来监控并记录医师在训练计划中的表现，以确保手术的过程正确无误。以 LabVIEW 为架构的训练平台也会产生实时视觉回馈，让学员清楚他们在训练任务或活体组织上施展了多少力气。这种视觉回馈能协助学员在手术时减少对组织的伤害。我们也使用 LabVIEW 在虚拟现实中创造适合训练的工作环境。而第二座训练平台则给予我们进行调查所需的弹性，透过以太网络在虚拟仿真装置中收集数据并调整训练任务。虚拟机人手术训练可以让多名医师同时受训，并提供问题导向训练计划，供新手医师学习机器人辅助手术。
    透过 TCP/IP 連結 dVSS，以取得机器人手术系统的所有数据。我们也使用 NI USB-6009 数据撷取卡来链接肌电系统与电子量角器，以取得生理量测数据，如医师的肌肉活化与关节角度等。
    北京瀚文网星科技有限责任公司之所以使用 LabVIEW 软件与 NI 数据撷取硬件进行图形化系统设计，有几个原因： NI 提供的各式训练课程，让原本就容易操作的 LabVIEW 平台更能轻松上手，这点是其他的解决方案无法提供的。
有了这套系统，研究人员与医疗人员就能客观评估在参加机器人手术训练计划之后，手术的熟练度提高了多少。并因此减少手术疲劳并降低腹腔镜手术时的组织受损，这项应用可以协助训练医师，让医师与病人同时受惠。