醫(yī)療行業(yè)中的嵌入式電機(jī)控制應(yīng)用系統(tǒng)

　　在標(biāo)準(zhǔn)的腹腔鏡外科手術(shù)中，儀器的運(yùn)動(dòng)是違反直覺的，就如同看著一面鏡子在做手術(shù)。

　　機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制器會(huì)在外科醫(yī)生手、腕的運(yùn)動(dòng)和外科儀器間，保持著一種相應(yīng)的眼－手－儀器的順序。這樣就減少了醫(yī)生學(xué)習(xí)使用設(shè)備的負(fù)擔(dān)，減小了醫(yī)生的疲勞度，更有利于靈活精確的操作。只要外科醫(yī)生順時(shí)針扭動(dòng)調(diào)節(jié)裝置，機(jī)器手就會(huì)隨之順時(shí)針扭動(dòng)。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)控制器也會(huì)濾除醫(yī)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I(xiàn)ntuitive Surgical的高級副主席Gary Guthart指出，直流伺服電機(jī)足夠簡單，花費(fèi)很值，而且能夠提供所必需的大驅(qū)動(dòng)力――手術(shù)刀尖幾磅的力量，以切開組織。

　　由于手術(shù)中需要的亞毫米分辨率，機(jī)器人技術(shù)正在推動(dòng)著直流伺服電機(jī)分辨率的提高。Intuitive的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)使用一個(gè)1200Hz的控制回路來提供足夠的速度和精確性，從而使儀器運(yùn)動(dòng)更快，更自然，以達(dá)到醫(yī)生的期望。

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

　　以上這些基于運(yùn)動(dòng)控制的系統(tǒng)，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)者們提供了成功的先例，促進(jìn)了他們繼續(xù)尋找新的方式，把嵌入式電機(jī)控制應(yīng)用到醫(yī)學(xué)研究和醫(yī)療過程之中。