很多人害怕扎針,因為疼。數(shù)據(jù)顯示,56%的成年人和82%的兒童有注射恐懼癥(暈針癥)的苦惱。如果讓機器人代替護士來扎針,你敢嘗試嗎?精準的醫(yī)療器械,在緩解患者就診困境中究竟能做多少?近日,一款由同濟大學科研團隊自主研發(fā)的全自動靜脈采血機器人,點燃了大眾的好奇心。
這一項目由同濟大學醫(yī)學、計算機、軟件、控制、機械、交互設計等多學科團隊研發(fā)。讓記者印象深刻的,是這個醫(yī)工交叉研發(fā)團隊的一番感言:從技術(shù)上講,項目并不難,真正點燃團隊成員研發(fā)熱情的是在醫(yī)工交叉、產(chǎn)學合作領(lǐng)域的諸多“未知”:瞄準臨床需求而研發(fā)的產(chǎn)品,到底能否走通轉(zhuǎn)化道路?要真正為臨床所接受,需要跨越哪些門檻?
近年來,中國醫(yī)療器械行業(yè)整體技術(shù)水平和市場供應能力正不斷提高,醫(yī)療器械市場規(guī)模年均增長約15%至20%。業(yè)內(nèi)認為,這與多學科間的交叉融合和相互合作不無關(guān)系。但若想推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈三鏈深度融合,依舊任重道遠。
千“針”萬確其實不難,難在讓大眾接受
血液檢測和藥物注射,是醫(yī)療領(lǐng)域的兩大基礎應用場景。
2020年新冠疫情期間,同濟大學電子與信息工程學院副教授齊鵬注意到一個細節(jié):不少護士因穿戴防護服等防護用品,進針精準度受到干擾。另外,為患者采血時,護士若與患者近距離接觸,可能增加感染風險?;谶@一臨床痛點,齊鵬想到一個點子:或許,可以打造一款“無接觸、易采血”的機器人。
“目前,自動血液分類、自動藥品分揀等技術(shù)已經(jīng)非常成熟,但血樣采集和藥品注射仍需護士手動完成,‘扎針機器人’有望打通醫(yī)院采血與注射自動化的‘最后一公里’?!饼R鵬介紹,這款機器人有著“敏銳的眼睛”,采用近紅外光和超聲雙模態(tài)成像,可精準識別不同人群的血管,在算法的幫助下,機器人可以動態(tài)追蹤穿刺針和血管的位置變化。
眼下,齊鵬團隊的全自動靜脈采血機器人已迭代研發(fā)出多款原型機,正準備與各合作醫(yī)院開展聯(lián)合實驗。“就測試情況看來,要做到千‘針’萬確其實不難,難的是如何讓大眾接受?!泵靠钺t(yī)療器械在優(yōu)化的道路上,所要攻克的難點不盡相同。針對“扎針機器人”,難點在于如何讓大眾更好地接受“機器人扎針”。目前,團隊正與同濟大學設計與創(chuàng)意藝術(shù)學院就交互設計進行合作,致力于將機器人的外觀設計得更加美觀和人性化。
拿捏好需求與技術(shù)的平衡,醫(yī)工交叉才有意義
從2020年3月項目啟動,到初代樣機問世,短時間出成果,固然離不開團隊的齊心協(xié)力,但最根本的原因是,這項技術(shù)并不難。對于這位有著近十年醫(yī)療機器人血管介入穿刺研究經(jīng)歷的教授而言,發(fā)明“扎針機器人”,從某種程度上說是技術(shù)降級。但為什么去做?齊鵬說,實際上是找到了一種平衡。
“放眼當下,也許鮮有人‘冒險’讓機器人扎針,但如果換個語境,設想一下:在疫情中,你是否愿意為了減少交叉感染,選擇讓機器人代替護士扎針?”齊鵬說,當“疫情”“扎針”“感染”幾個關(guān)鍵詞相互疊加時,全自動靜脈采血機器人就有了其存在的意義。
“東西能否做出來是一方面,臨床醫(yī)生是否需要又是一方面,只有把握好兩方平衡,才能真正推動醫(yī)工交叉?!闭劶斑@一項目研發(fā)時,齊鵬順帶提及,此前就有一家國外公司研發(fā)出了一款心臟介入機器人,但醫(yī)生們并不接受,原因很簡單,因為他們覺得臨床上用不著?!搬t(yī)療器械行業(yè)的創(chuàng)新,應當以醫(yī)學的臨床創(chuàng)意為源泉,臨床需求為導向,工學的技術(shù)創(chuàng)新和工程為手段與橋梁?!?/p>
這一點在業(yè)界正逐漸形成共識。類似的嘗試,滬上其他高校也有試水。2019年,上海交通大學醫(yī)學院與上海理工大學共同發(fā)起建立“醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院”和“醫(yī)工交叉研究生院”,由上海交大醫(yī)學院醫(yī)學專家提出改進診療手段和醫(yī)療服務的關(guān)鍵問題,由上理工科研團隊集體攻關(guān)。據(jù)上海理工大學跨學科創(chuàng)新研究院辦公室主任沈悅介紹,目前,雙方以需求為導向,已正式啟動134項醫(yī)工交叉合作項目,還有60多個項目正在立項中。隨著一項項醫(yī)工交叉新技術(shù)步入臨床應用,將形成健康可持續(xù)發(fā)展的項目序列。
工程師進駐醫(yī)院,為三鏈融合探路
近年來,“醫(yī)”“工”專家攜手,集中會診臨床需求難題,已成為越來越多高校科研工作者的選擇。
令齊鵬欣喜的是,全自動靜脈采血機器人推出后,很多醫(yī)生邀請他到手術(shù)室中親自看一看,看看臨床真正的痛點在哪兒,畢竟從“扎針”延伸開去能做的還有很多。“這是典型的‘平臺型’技術(shù),扎針穿刺技術(shù)是相通的,心胸外科、泌尿科、神經(jīng)外科等科室都有大量的自動化介入穿刺活檢需求,甚至連中醫(yī)針灸領(lǐng)域也可涉及。”但要實現(xiàn)技術(shù)的突破,光靠簡單的“跨界攜手”顯然不夠。
齊鵬曾就讀于英國倫敦國王學院機器人專業(yè),校區(qū)毗鄰英國知名醫(yī)院。“學院的部分實驗室直接設在醫(yī)院?!碑敃r還是學生的他,就跟著一起進駐醫(yī)院,工程師與醫(yī)生深度合作,這在許多歐美國家已成常態(tài)。從需求到研發(fā),從研發(fā)到制造,從制造到產(chǎn)品——這是創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈三鏈融合的系統(tǒng)工程。要真正實現(xiàn)“融合”,需要推進的工作還有很多。
2016年,齊鵬回國后進入同濟大學工作,不久便加入中國科學院院士葛均波發(fā)起的中國心血管醫(yī)生創(chuàng)新俱樂部,其中匯聚了醫(yī)生、工程師、政策管理者、創(chuàng)投人等多方人士,大家志同道合,為打通三鏈融合而探路。
齊鵬相信,只要研發(fā)出的產(chǎn)品是好的、有用的,在成果轉(zhuǎn)化階段總會遇到“伯樂”。因為,不光中國市場需要,國際市場同樣也期待更多中國“智”造。
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原文標題:“扎針機器人”何以點燃科研團隊巨大熱情?
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