用機器人實現(xiàn)穿刺輸液，“伏羲九針”要用人工

發(fā)表時間：2021-03-25 14:27

文章來源：騰訊新聞

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我國護(hù)士數(shù)量不足的問題正日益凸顯，衛(wèi)健委數(shù)據(jù)顯示，截止2019年底，全國注冊護(hù)士總數(shù)達(dá)到445萬，每千人口注冊護(hù)士達(dá)到3.18人。但與歐盟、美國等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)每千人擁有護(hù)士數(shù)分別為8人、9.8人的水平仍有很大差距，缺口多達(dá)200-300萬名，并且現(xiàn)有護(hù)士多數(shù)集中在東部沿海地區(qū)和大城市醫(yī)院，西部欠發(fā)達(dá)地區(qū)及農(nóng)村醫(yī)院的護(hù)士缺口更為嚴(yán)峻。

如何解決護(hù)士短缺難題也成為社會關(guān)注的焦點問題之一，除了加大護(hù)士教育投入，培養(yǎng)更多護(hù)士之外，使用自動化設(shè)備等方案提升護(hù)士工作效率也是有效方式之一。最近，36氪就接觸到了一家醫(yī)療機器人廠商「伏羲九針」，該公司自主研發(fā)了智能輸液機器人FUXI，目前已啟動申請三類醫(yī)療器械注冊許可證。

護(hù)士需要協(xié)助醫(yī)生做好對病人及其家屬的咨詢、輔導(dǎo)、接診和治療工作，具體來說主要包括病人日常護(hù)理、執(zhí)行口服、注射、其它途徑給藥治療及采集檢驗標(biāo)本操作，協(xié)助新入、手術(shù)、急、危重病人的處理；關(guān)注患者的心理，及時處理患者的各種問題等。

其中穿刺輸液是護(hù)士日常最常見也是技術(shù)含量最高的工作，做起來并不容易，穿刺水平是衡量一個護(hù)士水平的重要技能，伏羲九針團(tuán)隊曾針對護(hù)士穿刺輸液工作進(jìn)行大樣本調(diào)查，其結(jié)果反映，在臨床中約有27％的患者靜脈不夠清晰，40％患者靜脈目視無法辨認(rèn)，而且，孩童、老年人、重癥患者的血管穿刺難度更高。對于新手護(hù)士“看不清、扎不準(zhǔn)、拿不穩(wěn)” 的情況時常發(fā)生，有時需要嘗試2-3次才能穿刺成功。對于經(jīng)驗豐富的資深護(hù)士來說，過多的輸液工作導(dǎo)致腰肌勞損、過度疲勞，并且嚴(yán)重擠壓了他們進(jìn)行其他工作的時間。

“一方面護(hù)士希望自己能從相對機械和繁重的穿刺工作中解放出來，醫(yī)院希望護(hù)士能照顧更多的病人，盡可能補上護(hù)士短缺和流失的缺口；另一方面，穿刺失敗會增加患者靜脈炎、血栓和感染的可能性，還可能會起引發(fā)醫(yī)患矛盾，并且每年約有20%的護(hù)士在血管穿刺中受到針刺傷害，易因穿刺過程導(dǎo)致‘醫(yī)患交叉感染’”。伏羲九針創(chuàng)始人楊帆告訴36氪，“在調(diào)研過程中，我們還發(fā)現(xiàn)，一方面機器的準(zhǔn)確率更高，另一方面患者對機器的容錯度要高于對人。而且在一些落后、邊遠(yuǎn)地區(qū)以及遠(yuǎn)航艦船、科考站、航天空間站等特殊場合也有大量穿刺治療的需求，但卻沒有護(hù)士進(jìn)行操作，患者的需求得不到滿足，這些都讓我們決定進(jìn)行智能輸液機器人的開發(fā)。”

智能輸液機器人FUXI原型圖

針對這些痛點，智能輸液機器人FUXI核心要做到兩點，即在任何情況下都能看用機器人實現(xiàn)穿刺輸液，伏羲九針要用人工智能提升護(hù)士工作效率得見，扎的準(zhǔn)。簡單拆解機器人結(jié)構(gòu)，F(xiàn)UXI主要由血管紅外識別、超聲引導(dǎo)系統(tǒng)和穿刺行動系統(tǒng)三大塊組成，首先通過紅外進(jìn)行清晰的血管影像呈現(xiàn)，機器人自動進(jìn)行算法分析找到最佳穿刺點，再通過超聲圖像進(jìn)行引導(dǎo)，同時進(jìn)行力感應(yīng)隨動穿刺工作，整個過程都實時精確控制，可以通過電腦顯示屏實時看到針管的穿刺角度和深度。

FUXI機器人支持多種針頭，操作中，病人只需把手放到指定位置，只需要護(hù)工/護(hù)士更換一次性針頭，只需10秒-20秒，機器人就能完成穿刺工作。

如此，護(hù)士的穿刺、輸液工作可以被“護(hù)工+智能輸液機器人”所替代，這一定程度上可以解決護(hù)士資源不匹配的問題，同時提高了人員效率，也可以降低醫(yī)院科室人員經(jīng)費和衛(wèi)生材料的成本支出。

據(jù)介紹，目前伏羲九針FUXI智能穿刺機器人原型樣機研發(fā)已經(jīng)完成，并采集了多樣人群手背血管超聲圖像20000余張，完成兩類動物實驗200例，完成人體實驗百余例，目前成功率達(dá)到了96%以上。成功申請發(fā)明專利5個，實用新型專利1個，還有10余項專利正在申請中。

能夠做到這樣的準(zhǔn)確率，離不開機器人內(nèi)置的人工智能深度學(xué)習(xí)算法，智能穿刺機器人結(jié)合了臨床穿刺規(guī)則與基于深度學(xué)習(xí)的方法，邊緣計算與大數(shù)據(jù)中心智能，其中包含實時超聲影像引導(dǎo)的穿刺路徑導(dǎo)航技術(shù)、建立血管組織力學(xué)特性數(shù)學(xué)描述模型、多模信息感知下的高約束條件穿刺行為控制、血管穿刺精準(zhǔn)安全操控機制等諸多模型與技術(shù)環(huán)節(jié)，這些核心技術(shù)都已受到國家專利保護(hù)。

現(xiàn)有產(chǎn)品主要集中在單個部位穿刺靶點識別定位后做淺表血管穿刺。在應(yīng)用場景上，包括穿刺與穿刺針留置操作，輸液、輸血通道建立，生命體征監(jiān)測、術(shù)前區(qū)域麻醉等，不僅是在大型醫(yī)院社區(qū)醫(yī)院的輸液室、感染病房及醫(yī)護(hù)人員稀缺的其他場景都能使用。

楊帆還介紹國內(nèi)外其他同類產(chǎn)品主要是采血功能，用于血液檢驗，主要面向醫(yī)療機構(gòu)常規(guī)檢驗，解決簡單而重復(fù)率高的護(hù)士替代問題。與它們相比，伏羲九針智能機器人主要以下差異和特點：

伏羲九針智能機器人主要以下差異和特點

市場及商業(yè)模式方面，楊帆介紹，早期公司將以機器人向三甲醫(yī)院、社區(qū)醫(yī)院、養(yǎng)老院出售或出租為主要收費方式，之后隨著機器人成本的降低，將會推出機器人免費使用，通過耗材實現(xiàn)盈利。

此外，伏羲九針還對智能穿刺機器人市場規(guī)模進(jìn)行了估算，按照2019年統(tǒng)計數(shù)據(jù)，全國34,354家醫(yī)院，其中三甲醫(yī)院1,516家，每家醫(yī)院有手術(shù)的科室平均10個，每個科室平均購買2臺（手術(shù)室、病房各一臺），普及率為70%，則購買量為21,224臺，其它醫(yī)院平均每家購買2臺，普及率為50%，則購買量為32,838臺；社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心（站）35,013個，鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院36,112個，平均每個機構(gòu)購買1臺，普及率50%，則購買量為35,562臺。國內(nèi)市場總量為89,624臺,按照每臺售價50萬元計算，智能穿刺機器人設(shè)備市場規(guī)模約為450億元。

耗材方面，若按三甲醫(yī)院平均每天穿刺量在500-800次，智能穿刺機器人穿刺比例為60%，收益為67億-105億/每年；其他醫(yī)院、社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心（站）、鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院的每臺智能穿刺機器人平均每日穿刺量為10次，則耗材收益為143.5億元，總計耗材收益為210億-245億元左右。

“近幾年，中國醫(yī)療機器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持了30%左右的增長速度，隨著市場教育的推進(jìn)，相信這一市場還有機會進(jìn)一步擴大?！睏罘f。

目前，伏羲九針智能穿刺機器人正在多家醫(yī)院的多個科室進(jìn)行人體試驗和數(shù)據(jù)采集等工作，同時也正在研發(fā)神經(jīng)阻滯（麻醉）穿刺機器人、腫瘤消融穿刺機器人和中醫(yī)針灸機器人。

團(tuán)隊方面，伏羲九針團(tuán)隊涵蓋醫(yī)療、人工智能、機械、材料、大數(shù)據(jù)等多學(xué)科交叉人員，醫(yī)療團(tuán)隊與技術(shù)團(tuán)隊全程聯(lián)合研發(fā)攻關(guān)，在保證研發(fā)效率的同時，也兼顧產(chǎn)品與需求之間的契合度及實用性、安全性。

據(jù)悉，為了加速產(chǎn)品持續(xù)研發(fā)升級，伏羲九針正在進(jìn)行新一輪融資。

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