由于機(jī)器人手術(shù)的高度精準(zhǔn)性，在外科微創(chuàng)手術(shù)中，醫(yī)生已經(jīng)廣泛認(rèn)可了這種手術(shù)方式。筆者主要通過本文與大家分享應(yīng)用在脊柱微創(chuàng)手術(shù)中使用的手術(shù)機(jī)器人的骨鉆部分的傳感器推薦。但其也存在一定的局限性，以脊柱微創(chuàng)手術(shù)為例，使用手術(shù)機(jī)器人進(jìn)行手術(shù)時(shí)，盡管目前的手術(shù)機(jī)器人都采用了視覺反饋系統(tǒng)，但醫(yī)生無法對病人進(jìn)行觸診，即缺少力觸反饋信息，從而增加了手術(shù)的不確定性風(fēng)險(xiǎn)，此外，視覺信息是可以提供部分觸覺信息的，但是醫(yī)生需要對視覺信息進(jìn)行分析，這無疑會延長手術(shù)時(shí)間，也會給醫(yī)生帶來不必要的干擾。

力觸覺反饋系統(tǒng)包括力反饋系統(tǒng)和觸覺反饋系統(tǒng)。力觸覺反饋在提供給機(jī)器人合適的力的同時(shí)還能給醫(yī)生提供實(shí)操的感覺，就像自己用手做手術(shù)一樣。這里，我們主要介紹脊柱微創(chuàng)手術(shù)，在進(jìn)行微創(chuàng)手術(shù)時(shí)，需要進(jìn)行骨磨鉆等操作，以便后續(xù)醫(yī)生進(jìn)行植釘?shù)纫幌盗泻罄m(xù)工作。由于脊柱中含有眾多神經(jīng)，如果不加力傳感器，極有可能傷到脊柱錐孔的神經(jīng)，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。因此，我們需要對骨鉆操作時(shí)加入力傳感器，采集力信號，以便醫(yī)生操作機(jī)械手臂時(shí)合理控制磨削的力度。這里我們需要一款高精度，小巧輕便的力傳感器。并且在設(shè)計(jì)力傳感器時(shí)還必須考慮到其設(shè)計(jì)成本，組織相容性以及可消毒性等特點(diǎn).

安費(fèi)諾推出的PS-CZ00001 Series Force Sensor 力傳感器采用了“硬幣”式設(shè)計(jì)，體型小巧且不容易形變，這一點(diǎn)對于脊柱微創(chuàng)手術(shù)十分重要，因?yàn)槭中g(shù)用到的鉆頭并不大，體型過大的力傳感器并不適合于此類手術(shù)，PS-CZ00001 Force Sensor 采用了安費(fèi)諾傳感器獨(dú)特的“高度可靠的玻璃微聚變”（HRGM）工藝，這是最初是為航空工業(yè)開發(fā)的?；?a href="http://www.www27dydycom.cn/v/tag/10980/" target="_blank">微機(jī)械壓阻應(yīng)變原理，將一種特殊的玻璃基硅應(yīng)變計(jì)在高溫下融合到不銹鋼隔膜片上。與傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂相比，HRGM工藝可以減少材料的滯后和蠕變，提高力傳感器的使用壽命，提高延長期限的穩(wěn)定性。PS-CZ00001是一種高靈敏度的力傳感器，具有優(yōu)異的高過載能力，在出現(xiàn)任何意外的力峰值時(shí)非常有用。

脊柱微創(chuàng)手術(shù)中所要測量的力大約在60-90N之間，PS-CZ00001 Force Sensor的量程范圍是0到445N，能夠充分滿足我們的需求，其激勵(lì)電源為5V，非線性的范圍為-1~1%FSO，最大過載可以達(dá)到250%FS。其磁滯現(xiàn)象在-0.8~+0.8%Span性能表現(xiàn)優(yōu)異，而且其操作溫度范圍在0到50°C，儲存溫度在-40°C到+85°C之間，便于保存。各種參數(shù)都比較適合用于手術(shù)操作。

圖2

圖2為PS-CZ00001 Force Sensor的設(shè)計(jì)圖，其設(shè)計(jì)的形狀與幾何大小適合放在機(jī)械臂安裝鉆頭的位置上，并且不會占用醫(yī)生的使用空間，這一點(diǎn)十分重要。而且PS-CZ00001 Force Sensor成本低，很適合用于批量生產(chǎn)，用于手術(shù)機(jī)器人中也能減少制作成本，所以不管是市場還是技術(shù)發(fā)展，對比同類型產(chǎn)品，PS-CZ00001 Force Sensor都是一個(gè)不錯(cuò)的選擇。

PS-CZ00001 Force Sensor的其他應(yīng)用：

?裝配的力測量

?物理治療設(shè)備

?病人稱重

?手動工具的力測量

?按摩和運(yùn)動器械

?消費(fèi)品監(jiān)測（復(fù)印設(shè)備/自動售貨系統(tǒng)）

?家電有效載荷監(jiān)測（洗衣機(jī)、烘干機(jī)）

?電器不平衡監(jiān)測