手術一直都是病人相當關心的問題，他們擔心手術成功率、術後疼痛及冗長的恢復時間。與此同時，在有限的醫療資源下，對於手術的效率也有更高的需求。為了應對這些挑戰，越來越多醫生與外科醫師開始採用手術機器人。透過先進技術的加持，手術機器人可提升精準度，減少手術創傷，改善手術成功率，同時縮短手術與恢復時間。根據 Markets & Markets 預測，全球手術機器人市場預計將從 2024 年的 111 億美元成長至 2029 年的 237 億美元，年均複合成長率（CAGR）達 16.5%。
產業：醫療保健
應用領域：手術機器人
解決方案：DFI EC511-ADS 無風扇嵌入式電腦
傳統手術高度依賴外科醫生的技術與經驗，儘管這些技術和經多年來已被證實有效，但也存在某些限制。手動操作通常會有些風險，例如手術時間較長、人為錯誤的可能性較高。相較之下，機器人手術提供了更無可比擬的精準度，是手動操作無法達到的。
膝關節置換手術就是一個很好的例子。在手術前，醫生會先將患者的膝關節 CT 或 MRI 影像上傳至系統，透過演算法生成 3D 解剖模型。這個模型可以精確計算人工膝關節的最佳尺寸與位置，提升關節與植入物的契合度。這個系統也可以協助醫生制定最佳的手術計畫，將手術的侵入性降至最低、避開高風險區域，並選擇最安全的手術方式。
在手術過程中，機器手臂會透過光學導航技術執行精確且穩定的操作，持續追蹤並調整機器手臂的位置。這可避免傷害周圍組織與韌帶，同時保留健康的軟骨。這不僅縮短了手術時間、縮小傷口，也減少出血量與手術風險，提高患者安全性、降低不適感，也加速康復。
目前手術機器人已廣泛應用於心臟、結直腸、婦科、頭頸、胸腔、泌尿、肺部、膝蓋與一般手術等多個專科領域。這些系統通常由以下三個主要元件組成：
配備機械手臂作為執刀醫師雙手的延伸，在手術過程中提供更高的精準度。患者端手術車整合了感應器、致動器、馬達、驅動器、幫浦與比例閥，以實現機械手臂流暢而精確的運操作。
作為執刀醫師與機器人系統的操作介面，配有手動控制裝置及高解析度螢幕，以進行精確的操作。
作為執刀醫師的眼睛，提供高解析度影像與先進光學追蹤技術，達到超越肉眼辨識能力的影像清晰度與精準度。
在機器人輔助手術中，患者端手術車、醫師控制台與視覺系統之間的無縫溝通，對於確保即時、同步的效能與手術的精準度至關重要。
客戶原先的控制系統存在散熱與效能瓶頸，導致運算中出現延遲與中斷。此外，系統還需符合印度標準局 (BIS) 嚴格的設備認證要求。
驅動醫療邊緣控制的精巧型無風扇嵌入式系統 - EC511-ADS
DFI 的無風扇工業電腦 EC511-ADS 成為手術機器人醫療邊緣 IoT 控制系統的理想解決方案。其優異的邊緣 AI 運算能力、即時效能、低延遲、廣泛的連接性與卓越的可靠性，使其能作為手術機器人複雜邊緣運算架構強大、高效的 AI 引擎。
EC511-ADS 配有 PCIe 擴充槽，可搭配 GPU 卡處理大量數據與即時影像分析，能毫不費力地滿足如 3D 成像與 AI 影像建模推論等高精度手術的運算需求。EC511-ADS 搭載第 12 代 Intel® Core™ 處理器，其高效 P-core 與節能 E-core 可根據工作負載動態調整，為即時應用提供強大的運算能。從精確的手術方式規劃到辨識、追蹤和流程執行，EC511-ADS 都能即時快速的處理回應，執行無縫、高效的手術操作。
EC511-ADS 提供豐富的 I/O 與擴充介面選擇，可實現視覺系統、醫師控制台與患者端手術車之間資料傳輸的無縫連接。其卓越的擴充性簡化了伺服馬達、即時影像擷取卡（vudei capture cards）及影像擷取卡（frame grabber cards）等重要元件的整合，確保訊號快速傳輸與流暢的系統協作。EC511-ADS 作為中央控制樞紐，讓手術機器人和視覺系統完美同步運作。
DFI 專注於設計高效能無風扇工業電腦，在系統散熱設計上十分專業。EC511-ADS 的無風扇、高效的散熱設計，在確保最佳效能的同時，還能將噪音維持至最低，以符合醫療認證的要求。此外，DFI 的生產線維持低於 1000 DPPM 的不良率，遠遠超越業界標準，確保醫療應用所需優異的可靠性。
DFI 在整個銷售與開發過程中，為客戶提供即時、可靠的支援，包括解決技術問題、部分產品客製化，以及支援符合印度標準局 (BIS) 的要求。為確保順利合作，DFI 在概念驗證 (PoC) 階段時特別與客戶安排定期的實體會議，使手術機器人系統得以成功導入。
藉由導入 EC511-ADS 嵌入式解決方案，我們的客戶能夠簡化手術機器人系統的開發流程。 EC511-ADS 強大的 AI 運算能力、豐富的 I/O 和擴充介面，不僅使系統整合更加簡化順暢，還確保了設備的即時溝通與穩定運作。其高效的散熱設計與卓越的產品品質，有效避免了因過熱導致的效能下降，確保運作的最佳效能。此外，在 DFI 專業的技術支援與彈性的客製化服務下，客戶順利取得了 EC511-ADS 在印度標準局 BIS 的認證，確保其手術機器人符合當地醫療設備的高標準規範，並成功推向市場。總括而言，DFI 的 EC511-ADS 無風扇工業電腦已被證明是 AI 驅動微創手術的理想醫療邊緣 IoT 控制器。憑藉傑出的運算能力、即時溝通與連接能力和無與倫比的技術支援，DFI 不僅協助客戶克服了重重技術挑戰，更幫助客戶在手術機器人市場中穩固領先的地位。