用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)穿刺輸液，“伏羲九針”要用人工

發(fā)表時(shí)間：2021-03-25 14:27

文章來(lái)源：騰訊新聞

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我國(guó)護(hù)士數(shù)量不足的問(wèn)題正日益凸顯，衛(wèi)健委數(shù)據(jù)顯示，截止2019年底，全國(guó)注冊(cè)護(hù)士總數(shù)達(dá)到445萬(wàn)，每千人口注冊(cè)護(hù)士達(dá)到3.18人。但與歐盟、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)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(wàn)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(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)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(dòng)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(jī)器人廠商「伏羲九針」，該公司自主研發(fā)了智能輸液機(jī)器人FUXI，目前已啟動(dòng)申請(qǐng)三類醫(yī)療器械注冊(cè)許可證。

護(hù)士需要協(xié)助醫(yī)生做好對(duì)病人及其家屬的咨詢、輔導(dǎo)、接診和治療工作，具體來(lái)說(shuō)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(yàn)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(shí)處理患者的各種問(wèn)題等。

其中穿刺輸液是護(hù)士日常最常見(jiàn)也是技術(shù)含量最高的工作，做起來(lái)并不容易，穿刺水平是衡量一個(gè)護(hù)士水平的重要技能，伏羲九針團(tuán)隊(duì)曾針對(duì)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(wú)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(duì)于新手護(hù)士“看不清、扎不準(zhǔn)、拿不穩(wěn)” 的情況時(shí)常發(fā)生，有時(shí)需要嘗試2-3次才能穿刺成功。對(duì)于經(jīng)驗(yàn)豐富的資深護(hù)士來(lái)說(shuō)，過(guò)多的輸液工作導(dǎo)致腰肌勞損、過(guò)度疲勞，并且嚴(yán)重?cái)D壓了他們進(jìn)行其他工作的時(shí)間。

“一方面護(hù)士希望自己能從相對(duì)機(jī)械和繁重的穿刺工作中解放出來(lái)，醫(yī)院希望護(hù)士能照顧更多的病人，盡可能補(bǔ)上護(hù)士短缺和流失的缺口；另一方面，穿刺失敗會(huì)增加患者靜脈炎、血栓和感染的可能性，還可能會(huì)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(guò)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(guò)程中，我們還發(fā)現(xiàn)，一方面機(jī)器的準(zhǔn)確率更高，另一方面患者對(duì)機(jī)器的容錯(cuò)度要高于對(duì)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(chǎng)合也有大量穿刺治療的需求，但卻沒(méi)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(jī)器人的開(kāi)發(fā)。”

智能輸液機(jī)器人FUXI原型圖

針對(duì)這些痛點(diǎn)，智能輸液機(jī)器人FUXI核心要做到兩點(diǎn)，即在任何情況下都能看用機(jī)器人實(shí)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(jiàn)，扎的準(zhǔn)。簡(jiǎn)單拆解機(jī)器人結(jié)構(gòu)，F(xiàn)UXI主要由血管紅外識(shí)別、超聲引導(dǎo)系統(tǒng)和穿刺行動(dòng)系統(tǒng)三大塊組成，首先通過(guò)紅外進(jìn)行清晰的血管影像呈現(xiàn)，機(jī)器人自動(dòng)進(jìn)行算法分析找到最佳穿刺點(diǎn)，再通過(guò)超聲圖像進(jìn)行引導(dǎo)，同時(shí)進(jìn)行力感應(yīng)隨動(dòng)穿刺工作，整個(gè)過(guò)程都實(shí)時(shí)精確控制，可以通過(guò)電腦顯示屏實(shí)時(shí)看到針管的穿刺角度和深度。

FUXI機(jī)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(jī)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(jī)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(wèn)題，同時(shí)提高了人員效率，也可以降低醫(yī)院科室人員經(jīng)費(fèi)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(jī)器人原型樣機(jī)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(dòng)物實(shí)驗(yàn)200例，完成人體實(shí)驗(yàn)百余例，目前成功率達(dá)到了96%以上。成功申請(qǐng)發(fā)明專利5個(gè)，實(shí)用新型專利1個(gè)，還有10余項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中。

能夠做到這樣的準(zhǔn)確率，離不開(kāi)機(jī)器人內(nèi)置的人工智能深度學(xué)習(xí)算法，智能穿刺機(jī)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(jì)算與大數(shù)據(jù)中心智能，其中包含實(shí)時(shí)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(jī)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(guó)家專利保護(hù)。

現(xiàn)有產(chǎn)品主要集中在單個(gè)部位穿刺靶點(diǎn)識(shí)別定位后做淺表血管穿刺。在應(yīng)用場(chǎng)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(cè)、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(chǎng)景都能使用。

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

伏羲九針智能機(jī)器人主要以下差異和特點(diǎn)

市場(chǎng)及商業(yè)模式方面，楊帆介紹，早期公司將以機(jī)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(fèi)方式，之后隨著機(jī)器人成本的降低，將會(huì)推出機(jī)器人免費(fèi)使用，通過(guò)耗材實(shí)現(xiàn)盈利。

此外，伏羲九針還對(duì)智能穿刺機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模進(jìn)行了估算，按照2019年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，全國(guó)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(gè)，每個(gè)科室平均購(gòu)買2臺(tái)（手術(shù)室、病房各一臺(tái)），普及率為70%，則購(gòu)買量為21,224臺(tái)，其它醫(yī)院平均每家購(gòu)買2臺(tái)，普及率為50%，則購(gòu)買量為32,838臺(tái)；社區(qū)衛(wèi)生服務(wù)中心（站）35,013個(gè)，鄉(xiāng)鎮(zhèn)衛(wèi)生院36,112個(gè)，平均每個(gè)機(jī)構(gòu)購(gòu)買1臺(tái)，普及率50%，則購(gòu)買量為35,562臺(tái)。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總量為89,624臺(tái),按照每臺(tái)售價(jià)50萬(wàn)元計(jì)算，智能穿刺機(jī)器人設(shè)備市場(chǎng)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(jī)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(tái)智能穿刺機(jī)器人平均每日穿刺量為10次，則耗材收益為143.5億元，總計(jì)耗材收益為210億-245億元左右。

“近幾年，中國(guó)醫(yī)療機(jī)器人產(chǎn)業(yè)規(guī)模保持了30%左右的增長(zhǎng)速度，隨著市場(chǎng)教育的推進(jìn)，相信這一市場(chǎng)還有機(jī)會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。”楊帆說(shuō)。

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

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

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

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