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    隔离病房巡诊机器人来了！清华人在逆行！2020年的春天，告急，所有的人停下出行的脚步，却有一群人逆风而行。他们穿上白衣，就像一束火焰，点燃自己，照亮人间的希望。他们是这个春天丽的身影，也是所有清华人的牵挂。“医生救人，工程师提供装备，医工结合力量大！”2月2日，清华大学航天航空学院教授郑钢铁在他的朋友圈里掷地有声地写道。行胜于言，上海的协作机器人医用仪器。他是这样说的，更是这样做的。2月24日，由他作为技术负责人的第二台多功能隔离病房巡诊机器人，走进北京地坛医院。从1月25日大年初一项目启动，到***6天投入临床试验，再到第30天奔赴抗击正式试用，他们“医工结合”发挥多方优势，科研备“战”，创造了“清华速度”！快，就是责任！当前，时间就是生命。“快，就是责任！”除夕夜，经过和清华大学精细医学研究院院长，上海的协作机器人医用仪器、北京清华长庚医院执行院长董家鸿的多次讨论，郑钢铁了解到前线隔离病房中的医护人员面临高风险。副校长尤政和长庚医院讨论项目身为航天工程方面的教授，郑钢铁和他的团队更善于系统设计和应急处理问题，上海的协作机器人医用仪器。作为临床医学院的教授，董家鸿对如何对抗和保护医生有丰富的经验，这为机器人的研制提供了充分的现实基础。“或许可以用机器人为医护人员隔离风险。

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正确定位骨科植入物的重要性在

这篇文章中，我想强调在手术过程中正确定位骨科植入物的重要性。以髋关节为例，因为它是我熟悉的。简化的髋关节生物力学髋关节中的旋转中心和杠杆臂髋关节是***的球窝关节，股骨头在骨盆的杯状髋臼中移动。髋部的几何形状允许以股骨头的中心为旋转中心在所有方向上进行旋转运动。这些运动是由于髋部肌肉作用于骨盆和股骨不同点的力引起的。有22块肌肉作用在髋关节上，不仅有助于稳定，而且还提供髋关节运动所需的力。由这些肌肉引起的所有力或力矩取决于髋部和/或杠杆臂的旋转中心的位置。图1：力矩，杠杆臂摘要：如果旋转中心和股骨杠杆臂不对称，则双髋肌肉的作用将不相似。髋关节的重要角度髋关节的几个角度很重要，以确保稳定性和运动范围。在骨盆侧，髋臼的方向因人而异。角度位置包括髋臼（或杯）的前倾角和倾斜角（外展角）。不同的研究侧重于定义前倾角和倾斜角的值，其中脱位风险小。外科医生将尝试通过尊重这些角度来植入杯子。图2：髋臼角度在股骨一侧，颈部相对于膝盖有一个角度。所谓的股骨版本，是有些人走路时脚趾内翻或外翻的原因之一。股骨前倾是股骨的自然旋转。颈部与膝盖（后髁轴）成15°角。由于附着在股骨上的肌肉。

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为什么光学系统的高速度和低延迟在机器人手术中如此重要？

光学系统是机器人的眼睛。可以说，如果你想要一个机器人快速准确地移动，你需要高效的眼睛！这部分是正确的。但是，您需要考虑其他元素才能拥有一个高效的系统。首先，让我们尝试类比人类抓握物体时的手眼协调。我们生活在一个三维的世界，但我们的视网膜只能在二维中捕捉它。立体视觉是一种大脑皮层过程，它在心理上重建了一个三维世界，这个三维世界通过视网膜从环境中捕获光而简化为二维世界。更正式地说，立体视觉是基于双目视差线索计算物体的立体感和深度。为了拿起一个物体，我们必须首先估计它的形状和它相对于我们身体的位置。立体视觉可以明确地确定这些属性，因为眼睛聚散度***了一个物体的以自我为中心的距离，而双眼视差决定了它的3D（3维）结构。LiesbethMazyn通过分析具有单眼、正常和弱立体视觉能力的受试者捕捉移动网球的效率，做了一个非常简单的心理物理实验。实验结果如下：事实证明，球越快，就越有必要拥有良好的立体视觉。无论是人还是机器人，立体视觉系统的质量都会影响完成移动任务的速度。实际上，机器人的眼睛需要良好的准确性（或真实性）。相反，机器人应该能够移动得足够快！

    3D融合成像可改善冠状动脉疾病的诊断根据《放射学》杂志上2020年发表的一项新研究，结合计算机断层扫描（CT）和磁共振成像MRI的一项新技术可以增强冠状动脉疾病的诊断，并帮助为患有该疾病的患者确定合适的***方法：心胸成像。研究的图4。一个65岁男子的照片（患者6）。（a）心脏MRI灌注显示左/前降支动脉/左回旋支动脉（*）引起的前/前外侧壁灌注不足。（b）CT冠状动脉造影。（c）冠状动脉造影，左前斜投影，尾角成角。（d）三维图像融合有助于完善诊断：灌注缺陷（*）可能是由狭窄的对角分支及其条带支架的侧分支引起的。研究的图4。一个65岁男子的照片（患者6）。（a）心脏MRI灌注显示左/前降支动脉/左回旋支动脉（*）引起的前/前侧壁血流灌注不足。（b）CT冠状动脉造影。（c）冠状动脉造影，左前斜投影，尾角成角。（d）三维图像融合有助于完善诊断：灌注缺陷（*）可能是由狭窄的对角分支及其条带支架的侧分支（箭头）引起的。回顾性地，也可以在CT冠状动脉造影和冠状动脉造影（分别为b和c的箭头）中发现***的病变。CTFFR=CT衍生的部分流量储备，LGE=enhancement晚期增强。图片由RSNA，放射学提供。根据疾病控制与预防中心（CDC）的资料。

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    冠状动脉疾病是常见的心脏病类型。在美国，约有1820万成年人患有冠状动脉疾病。CT和MRI是无创心脏成像和评估冠状动脉疾病的既定方法。CT对于冠状动脉解剖的高分辨率图像特别有用，而心脏MRI可以在不使患者暴露于电离辐射的情况下提供有关心肌血供的信息。尽管具有互补的优势，但CT和MRI的检查结果通常会分别进行分析，从而限制了充分利用这两种方法的优势的能力。研究主要作者Jochenvon说：“根据这种经验，提出了将疾病的不同病理方面的信息融合在一起并将其组合到单个3D图像中的想法，该图像可以以非常快速但高度准确的方式进行解释。”Spiczak医学博士，瑞士苏黎世大学医院诊断与介入放射学研究所放射学家和计算机科学家。结合CT和MRI的现有方法存在局限性，因为它们关注冠状动脉疾病许多方面的有限子集。vonSpiczakak博士及其同事通过开发一种方法来克服这些限制，该方法可以在一幅3D图像中描绘出CT和心脏MRI的所有可用信息。他们将他们的方法与17位因怀疑或已知冠状动脉疾病进行了心脏CT和心脏MRI检查的患者的常规2D读数进行了比较。常规的2D图像读取导致8例结果不确定。新方法帮助解决了其中六个案例的不同发现。

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    让医护人员的常规检查环节更加安全。”经过讨论，几位老师决定用科学在医护人员与冠状病毒之间筑出一道“高墙”。于是，隔离病房巡诊机器人的应急课题应运而生。根据设想和前线医生的实地反馈，巡诊机器人具备的主要功能包括测量体温、听诊、超声和咽拭子采样。从而，一位医生可以远程控制多台巡诊机器人，达到节约人力、降低风险的目的。听诊测量温度咽拭子操作想法一经确定，团队便立即展开项目工作，讨论方案、确定方案、组建团队，迅速投入研制工作中。巡诊机器人早投入使用，就可能保护更多的医生与患者。但是，在机器人开发现场的工程团队成员并不多，航院博士生陈煜、航院硕士生李奇钟、电机系本科生刘寒玉三名同学在现场研究，航院博士生祝世杰在家远程工作，主要负责写控制程序，提供远程支持。除此之外，清华校友帮助解决测温仪改装成遥控的问题，计算机系师生帮助解决机械手操作软件兼容的问题，机械系老师帮忙解决诊断器械夹具设计加工问题，车辆学院校友帮助解决机器人移动底盘的问题，医生们提供需要的专业知识和设计建议要求。此外，重要物料的缺失是团队成员们面对的另一个大难题。“刚开始的时候，我们除了机械臂，什么原料都没有，物资非常缺乏。”陈煜说。

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