“千针万确”！同济大学利用近红外成像技术研制静脉采血机器人

　　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。一线临床医护人员无时无刻不在经历血管穿刺的考验：血管穿刺需求量大、病人基础情况复杂导致血管穿刺难度大，以及穿刺过程中不断面临着职业暴露等。

　　针对静脉穿刺带来的种种问题，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近红外静脉采血机器人。据悉，该团队自主研发“千针万确”智能静脉穿刺采血机器人，在近期已经完成了第二代原型机设计。

　　该机器人采用了近红外光和超声双模态成像，在不同尺度上识别血管，其视野深度和精准度均强于肉眼，可以精准识别肥胖患者以及深色皮肤患者的血管，在智能算法的帮助下，机器人可以动态追踪穿刺针和血管的位置变化。此外，机器人采用高精度伺服电机控制穿刺动作，利用传感器进行实时反馈，动作的精准性和稳定性均超过人手。机器还集成自身消毒系统，保障机器系统的卫生条件，保证符合医疗标准的无菌环境。

　　项目负责人齐鹏告诉记者，智能静脉穿刺采血机器人能够解决静脉穿刺的三大痛点。“它可以自动完成消毒、穿刺操作，可以代替医护工作者与患者接触，同时配有自身消毒系统，最大限度避免交叉感染;机器人拥有比人类更强的成像能力、识别能力、操作稳定性以及流程化工作的执行效率，解决了静脉穿刺成功率低、事故率高的问题；此外，目前的自动血液分类技术和自动药品分拣技术已经非常成熟，但是血样采集和药品注射依然需要护士手动完成，静脉穿刺机器人打通了医院采血和注射自动化的‘最后一公里’。”

　　据介绍，设计完成这样一款机器人系统，主要是要解决三个问题，这也是这台机器人的三个最主要的组成部件：首先，如何比医护人员的双眼看的更清?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的深度和粗细。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”。