遥操作机器人气管插管系统的关键技术研究

On-site first aid mode has played a key role in the disasters, wars and other mass casualties. Endotracheal intubation to maintain airway patency has a critical role in the emergency or first aid.In our previous work, we had gotten some results in 7 DOF teleoperation robotic arm platform design, medical test environment research, a new 3D controller making, UPG manipulator or virtual sensor design, the blood pneumothorax animal model establish,the video laryngoscopes and portable closed thoracic drainage package research and development. Taking these advantage, we try to design accurate fixtures of wounded body and head, flexible working robot arm,research and develop the robot for war wound endotracheal intubation and its materials, design the remote control system for intubation.We want to establish animal model for endotracheal intubation by robot-assisted flexible arm. Depend on our system work,we could help to improve the success rate of pre-hospital emergency intubation and make up the lack of emergency doctors and low intubation success in the disasters,wars and other mass casualties through the establishment of the machine robot-assisted endotracheal intubation and remote conntrol system. We try to provide an useful exploration in the prehospital treat and cure mode of disaster medicine.

灾害、战争等群体性伤亡现场急救模式一直是医学的难点和重点，利用气管插管保持呼吸道通畅在急救中有重要作用。我们依托前期工作中对包括7自由度遥操作机械臂平台、医疗试验环境、新型态的3D控制器、UPG机械臂、虚拟传感器、血气胸动物模型的建立，可视喉镜的研发、便携式胸腔闭式引流包的研发等优势，通过准确设计伤员身体、头颅固定装置、研发灵巧操作手臂，研发战创伤专用机器人气管插管材料，设计远程操控系统，并利用动物进行模拟实验，通过建立机器手臂辅助气管插管与远程遥控相结合系统，帮助提高院前紧急插管成功率，同时能在灾害、战争等群体性伤亡现场弥补急救医生不足，插管成功率低等问题，通过系统性研究远程遥控机器人辅助气管插管，为灾难医学的院前救治模式提供有益的探索，为进一步研制创伤急救机器人和远程手术打下基础。

本研究主要针对战地、海上、空间或地震等灾难现场中因为缺乏专业医务人员导致的救治成功率低的现状，研究灾难现场及战地遥操作气管插管机器人，实现远程操作的抢救工作，解决战地抢救工作中专家缺乏、无法随行的缺陷，从而提高抢救工作的成功率。在四年的项目执行期间内，设计并制作了3款气管插管机器人及其必要附属装置，建立了基于局域网的遥操作控制系统，完成了机器人可靠性改良工作，并完成了一系列动物实验，验证了整个遥操作气管插管机器人系统的可行性与可靠性。动物实验显示，与直接喉镜相比，气管插管机器人系统可以提高了参与人员（模拟的急救员）的一次插管成功率、总成功率的绝对数值，明显缩短急救员的操作时间，而不增加插管并发症和血流动力学波动。我们希望气管插管机器人系统能广泛应用于院前伤患的气管插管，对目前的院前急救模式的转变产生一定的影响。