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抗疫新武器:静脉采血机器人看得清扎得准

抗疫新武器:静脉采血机器人看得清扎得准
2021年01月22日 12:03 新浪网 作者 新民晚报新民网

  拥有“敏锐”的眼睛,通过近红外光谱和多普勒血管超声,能准确定位血管及走形;还有着“聪明”的大脑,通过人工智能实时分析,准确控制进针角度及方向,使得血管穿刺安全可靠……同济大学齐鹏老师领衔的师生科研团队,在医工交叉领域设计研发了全自动静脉采血机器人,为疫情防控增添了一项全新的科技利器。

  医疗离不开血液检测和药物注射这两大基础应用场景。在我国,78%的护理工作与静脉输液治疗有关,90%以上的住院病人接受静脉输液治疗。血管穿刺难度大,病人基础情况复杂,遇到肥胖患者、老年人、休克病人等常见情况,难以在直视下顺利进行穿刺。而多次穿刺容易引发静脉炎等并发症,影响临床治疗。同时,医护人员在穿刺过程中不断面临着职业暴露,而持续的新冠疫情,使得病毒在包括血管穿刺在内的常规诊疗操作中传播的风险大大增加,危害医务人员及社会大众的健康。

  针对静脉穿刺带来的种种问题,同济大学齐鹏师生团队设计研发的这款基于深度学习的多模态图像引导静脉穿刺机器人系统,通过自动采血和放置外周血管导管来减少静脉穿刺相关意外事故的发生。

  这台机器人有三个最主要的组成部件:首先,如何比医护人员的双眼看得更清?近红外成像摄像头能够准确地识别、还原隐藏在皮肤下的纤细静脉。其次,如何比医护人员的双眼看得更深?超声探头可以准确地检测人体内部的静脉深度和粗细。最后,机器人扎针如何扎得比医护人员的双手更准?该小型灵巧机器人系统能够精准无误地将针尖送入纤细的静脉中,实现穿刺采血过程的自动化。

  在近红外光下,即使是肥胖人群、深色皮肤的人群,其静脉也能清晰可见;再如老年人和儿童,即使他们的静脉较为细小,难以观察,但他们的静脉也能清楚地被摄像头所捕捉。此外,静脉本身也有复杂的结构,可能分叉为多条静脉,也可能过渡渐变为毛细血管,这给扎针也带来了不少难度,但是,只需要利用近红外成像,就可以轻松地识别血管分布,获取患者注射区域静脉空间信息,这样,机器人就打开一双“天眼”。

  在2020大学创业世界杯赛事中,该项目成功入围全国15强,晋级全球总决赛,最终获得中国赛区银奖。2020年11月,上海市产业青年创新大赛历经近五个月,齐鹏老师团队研发的成果荣获金奖。同时,“穿刺机器人”这一成果也参加了第三届中国国际进口博览会双创成果展出。

  齐鹏告诉记者,医患隔离、完全自动的医疗设备可以防止医护人员被感染现象的发生,期待这款静脉采血机器人尽早从实验室走向市场,为抗疫最终胜利做出贡献。 

  新民晚报记者 张炯强

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