研华嵌入式无风扇工控机ARK-3532 在骨科手术机器人中的应用

2023/5/22

随着国内近几年来经济的火速发展，在市场上出现越来越多智能化、科技化的产品，手术机器人是比较代表的产品，。机器人手术具有精度高、稳定性强、可进行复杂操作等优势，将引领外科手术变革。随着人口老龄化加剧，高质量医疗的需求持续提升，帮助医疗服务提高工作的效率。预计全球手术机器人市场将以26.2%的年复合增长率增长至2026年的336亿美元。受国产产品上市、配置证放开、纳入医保等因素催化，我国手术机器人市场有望快速增长，2026年有望达到30亿美元以上，2020-2026年复合增速为44.3%。

骨科机器人让骨科手术更精准和更高效，是全球手术机器人市场中第二大细分领域，全球骨科手术机器人的市场规模从2015年的1.4亿美金增长到2020年的13.9亿美金。

骨科手术机器人的主要组件

骨科手术机器人的主要组件包括光学定位系统、手术台车系统及配件。

光学定位系统由光学导航设备、显示器及导航软件构成，可辅助定位标志并将其与术前规划确定的标志进行配对，从而能够追踪放置的靶标，让医生精准的操作；
手术台车系统由机械臂和操作台组成，机械臂移动至术前规划中设计的目标位置，医生再根据定位指引，对目标位置进行切割；
配件包括无菌罩、固定器、靶标套件和显示器，分别用于制造无菌区、稳定骨、追踪解剖标志及监控移；

客户应用需求

除3C认证外，考虑到出口，需具备完善的全球认证体系，能够通过医疗认证
具有4个独立网口、用来连接外围设备及扩展，支持独立三显
整机能够抗振、抗冲击，宽温设计，用于医疗应用需要产品生命周期长

研华解决方案

从骨科机器人组成部分来分析，骨科手术机器人的组成大致上可分为控制系统、定位导航装置、机械臂装置以及配套的工具集。控制系统是骨科机器人的核心，研华提供ARK-3532系列产品运行图像处理软件模块、手术规划软件模块、机械臂控制模块等，定位导航系统能够根据术前导入的影像形成三维模型，把三维模型与患者的实际体位、空间中手术器械的实时位置统一在同一坐标系下，利用三维定位系统，对手术器械在空间中的位置实时采集并显示，医生通过观察三维模型中手术器械与病变部位的相对位置关系，对病人进行导航手术治疗。通过三维重建、手术规划，能有效提高手术精准度，缩小创伤面积，减轻病人疼痛以及延长植入假体的使用寿命，同时可由医生远程操作，极大地提高医疗资源利用效率。

研华产品方案

ARK-3532支持使用4 x USB 3.2、4 x USB 3.0、6 x COM、4 x GbE、VGA、音频、16bits GPIO、4K HDMI 1.4和可选DVI/HDMI/DP模块，能提供23个I/O接口连接外部设备。此外，ARK-3532支持Intel RAID最多可容纳4 x 2.5“SATA III硬盘。可适用于视觉检测、运动控制、影像运算等场景需求。