同濟(jì)大學(xué)齊鵬老師領(lǐng)銜的師生科研團(tuán)隊(duì)，在醫(yī)工交叉領(lǐng)域設(shè)計(jì)研發(fā)了全自動(dòng)近紅外靜脈采血機(jī)器人，為疫情防控增添了一項(xiàng)全新的科技利器。

傳統(tǒng)觀念認(rèn)為，機(jī)器人進(jìn)行血管穿刺危險(xiǎn)大，容易損傷周?chē)M織。但記者看到，這款穿刺機(jī)器人有著“敏銳”的眼睛，通過(guò)近紅外光譜和多普勒血管超聲，能準(zhǔn)確定位血管及走形；同時(shí)有著“聰明”的大腦，通過(guò)人工智能實(shí)時(shí)分析，準(zhǔn)確控制進(jìn)針角度及方向，使得血管穿刺安全可靠。

醫(yī)療離不開(kāi)血液檢測(cè)和藥物注射這兩大基礎(chǔ)應(yīng)用場(chǎng)景。在我國(guó)，78%的護(hù)理工作與靜脈輸液治療有關(guān)，90%以上的住院病人接受靜脈輸液治療。一線臨床醫(yī)護(hù)人員無(wú)時(shí)無(wú)刻不在經(jīng)歷血管穿刺的考驗(yàn)。其一，血管穿刺需求量大。無(wú)論化驗(yàn)檢查還是治療注射，臨床診療都需要血管穿刺才能完成。而門(mén)診、入院、圍術(shù)期、出院前都需要血管穿刺來(lái)保證臨床工作的順利進(jìn)行。由于病人基數(shù)龐大，如此大的操作量，這對(duì)一線的臨床醫(yī)護(hù)人員來(lái)說(shuō)是一項(xiàng)不小的挑戰(zhàn)。其二，血管穿刺難度大。病人基礎(chǔ)情況復(fù)雜，遇到肥胖患者、老年人、休克病人等常見(jiàn)情況，難以在直視下順利進(jìn)行穿刺。而多次穿刺容易引發(fā)靜脈炎等并發(fā)癥，影響臨床治療。其三，醫(yī)護(hù)人員在穿刺過(guò)程中不斷面臨著職業(yè)暴露。血管穿刺過(guò)程中醫(yī)護(hù)人員被利器劃傷屢見(jiàn)不鮮，而不少至醫(yī)院就醫(yī)的病人患有傳染性疾病，在診療過(guò)程中極易造成疾病傳播。持續(xù)的新冠疫情，使得病毒在包括血管穿刺在內(nèi)的常規(guī)診療操作中傳播的風(fēng)險(xiǎn)大大增加，危害醫(yī)務(wù)人員及社會(huì)大眾的健康。

針對(duì)靜脈穿刺帶來(lái)的種種問(wèn)題，同濟(jì)大學(xué)齊鵬師生團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)研發(fā)的這款基于深度學(xué)習(xí)的多模態(tài)圖像引導(dǎo)近紅外靜脈穿刺機(jī)器人系統(tǒng)，通過(guò)自動(dòng)采血和放置外周血管導(dǎo)管來(lái)減少靜脈穿刺相關(guān)意外事故的發(fā)生。

設(shè)計(jì)完成這樣一款機(jī)器人系統(tǒng)，主要是要解決一下三個(gè)問(wèn)題，這也是這臺(tái)機(jī)器人的三個(gè)最主要的組成部件：首先，如何比醫(yī)護(hù)人員的雙眼看的更清？近紅外成像攝像頭能夠準(zhǔn)確地識(shí)別、還原隱藏在皮膚下的纖細(xì)靜脈。其次，如何比醫(yī)護(hù)人員的雙眼看得更深？超聲探頭可以準(zhǔn)確地檢測(cè)人體內(nèi)部的靜脈的深度和粗細(xì)。最后，機(jī)器人扎針如何扎得比醫(yī)護(hù)人員的雙手更準(zhǔn)？該小型靈巧機(jī)器人系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)無(wú)誤地將針尖送入纖細(xì)的靜脈中，實(shí)現(xiàn)穿刺采血過(guò)程的自動(dòng)化。在近紅外光下，即使是肥胖人群、深色皮膚的人群，其靜脈也能清晰可見(jiàn)；再如老年人和兒童，即使他們的靜脈較為細(xì)小，難以觀察，但他們的靜脈也能清楚地被攝像頭所捕捉。此外，靜脈本身也有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可能分叉為多條靜脈，也可能過(guò)渡漸變?yōu)槊?xì)血管，這給扎針也帶來(lái)了不少難度，但是，只需要利用近紅外成像，就可以輕松地識(shí)別血管分布，獲取患者注射區(qū)域靜脈空間信息，這樣，機(jī)器人就打開(kāi)一雙“天眼”。

在溫州舉辦的2020大學(xué)創(chuàng)業(yè)世界杯賽事中，該項(xiàng)目成功入圍全國(guó)15強(qiáng)，晉級(jí)全球總決賽，最終獲得中國(guó)賽區(qū)銀獎(jiǎng)。2020年11月，上海市產(chǎn)業(yè)青年創(chuàng)新大賽歷經(jīng)近五個(gè)月，齊鵬老師團(tuán)隊(duì)研發(fā)的成果榮獲金獎(jiǎng)。同時(shí)，“穿刺機(jī)器人”這一成果也參加了第三屆中國(guó)國(guó)際進(jìn)口博覽會(huì)雙創(chuàng)成果展出。齊鵬告訴記者，2020年的新冠疫情導(dǎo)致了數(shù)以萬(wàn)計(jì)醫(yī)護(hù)人員被感染，而醫(yī)患隔離、完全自動(dòng)的醫(yī)療設(shè)備可以防止該現(xiàn)象的發(fā)生。期待這款靜脈采血機(jī)器人盡早從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)，代替醫(yī)護(hù)工作者與患者接觸，為最終的抗疫勝利做出貢獻(xiàn)。

原文標(biāo)題：同濟(jì)大學(xué)研制近紅外靜脈采血機(jī)器人，深度學(xué)習(xí)助力科技抗疫

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