您的位置:首页 >智能机器人 >

护士数量不足 用机器人实现穿刺输液

2021-03-25 15:58:05    来源: 36氪

我国护士数量不足的问题正日益凸显,卫健委数据显示,截至2019年底,全国注册护士总数达到445万,每千人口注册护士达到3.18人。但与欧盟、美国等发达国家和地区每千人拥有护士数分别为8人、9.8人的水平仍有很大差距,缺口多达200-300万名,并且现有护士多数集中在东部沿海地区和大城市医院,西部欠发达地区及农村医院的护士缺口更为严峻。

如何解决护士短缺难题也成为社会关注的焦点问题之一,除了加大护士教育投入,培养更多护士之外,使用自动化设备等方案提升护士工作效率也是有效方式之一。最近,36氪就接触到了一家医疗机器人厂商「伏羲九针」,该公司自主研发了智能输液机器人FUXI,目前已启动申请三类医疗器械注册许可证。

护士需要协助医生做好对病人及其家属的咨询、辅导、接诊和治疗工作,具体来说主要包括病人日常护理、执行口服、注射、其它途径给药治疗及采集检验标本操作,协助新入、手术、急、危重病人的处理;关注患者的心理,及时处理患者的各种问题等。

其中穿刺输液是护士日常最常见也是技术含量最高的工作,做起来并不容易,穿刺水平是衡量一个护士水平的重要技能,伏羲九针团队曾针对护士穿刺输液工作进行大样本调查,其结果反映,在临床中约有27%的患者静脉不够清晰,40%患者静脉目视无法辨认,而且,孩童、老年人、重症患者的血管穿刺难度更高。对于新手护士“看不清、扎不准、拿不稳” 的情况时常发生,有时需要尝试2-3次才能穿刺成功。对于经验丰富的资深护士来说,过多的输液工作导致腰肌劳损、过度疲劳,并且严重挤压了他们进行其他工作的时间。

“一方面护士希望自己能从相对机械和繁重的穿刺工作中解放出来,医院希望护士能照顾更多的病人,尽可能补上护士短缺和流失的缺口;另一方面,穿刺失败会增加患者静脉炎、血栓和感染的可能性,还可能会起引发医患矛盾,并且每年约有20%的护士在血管穿刺中受到针刺伤害,易因穿刺过程导致‘医患交叉感染’”。伏羲九针创始人杨帆告诉36氪,“在调研过程中,我们还发现,一方面机器的准确率更高,另一方面患者对机器的容错度要高于对人。而且在一些落后、边远地区以及远航舰船、科考站、航天空间站等特殊场合也有大量穿刺治疗的需求,但却没有护士进行操作,患者的需求得不到满足,这些都让我们决定进行智能输液机器人的开发。”

针对这些痛点,智能输液机器人FUXI核心要做到两点,即在任何情况下都能看用机器人实现穿刺输液,伏羲九针要用人工智能提升护士工作效率得见,扎的准。简单拆解机器人结构,FUXI主要由血管红外识别、超声引导系统和穿刺行动系统三大块组成,首先通过红外进行清晰的血管影像呈现,机器人自动进行算法分析找到最佳穿刺点,再通过超声图像进行引导,同时进行力感应随动穿刺工作,整个过程都实时精确控制,可以通过电脑显示屏实时看到针管的穿刺角度和深度。

FUXI机器人支持多种针头,操作中,病人只需把手放到指定位置,只需要护工/护士更换一次性针头,只需10秒-20秒,机器人就能完成穿刺工作。

如此,护士的穿刺、输液工作可以被“护工+智能输液机器人”所替代,这一定程度上可以解决护士资源不匹配的问题,同时提高了人员效率,也可以降低医院科室人员经费和卫生材料的成本支出。

据介绍,目前伏羲九针FUXI智能穿刺机器人原型样机研发已经完成,并采集了多样人群手臂血管超声图像20000余张,完成两类动物实验200例,完成人体实验百余例,目前成功率达到了96%以上。成功申请发明专利5个,实用新型专利1个,还有10余项专利正在申请中。

能够做到这样的准确率,离不开机器人内置的人工智能深度学习算法,智能穿刺机器人结合了临床穿刺规则与基于深度学习的方法,边缘计算与大数据中心智能,其中包含实时超声影像引导的穿刺路径导航技术、建立血管组织力学特性数学描述模型、多模信息感知下的高约束条件穿刺行为控制、血管穿刺精准安全操控机制等诸多模型与技术环节,这些核心技术都已受到国家专利保护。

现有产品主要集中在单个部位穿刺靶点识别定位后做浅表血管穿刺。在应用场景上,包括穿刺与穿刺针留置操作,输液、输血通道建立,生命体征监测、术前区域麻醉等,不仅是在大型医院社区医院的输液室、感染病房及医护人员稀缺的其他场景都能使用。

杨帆还介绍国内外其他同类产品主要是采血功能,用于血液检验,主要面向医疗机构常规检验,解决简单而重复率高的护士替代问题。与它们相比,伏羲九针智能机器人主要以下差异和特点:

伏羲九针智能机器人主要以下差异和特点

市场及商业模式方面,杨帆介绍,早期公司将以机器人向三甲医院、社区医院、养老院出售或出租为主要收费方式,之后随着机器人成本的降低,将会推出机器人免费使用,通过耗材实现盈利。

此外,伏羲九针还对智能穿刺机器人市场规模进行了估算,按照2019年统计数据,全国34,354家医院,其中三甲医院1,516家,每家医院有手术的科室平均10个,每个科室平均购买2台(手术室、病房各一台),普及率为70%,则购买量为21,224台,其它医院平均每家购买2台,普及率为50%,则购买量为32,838台;社区卫生服务中心(站)35,013个,乡镇卫生院36,112个,平均每个机构购买1台,普及率50%,则购买量为35,562台。国内市场总量为89,624台,按照每台售价50万元计算,智能穿刺机器人设备市场规模约为450亿元。

耗材方面,若按三甲医院平均每天穿刺量在500-800次,智能穿刺机器人穿刺比例为60%,收益为67亿-105亿/每年;其他医院、社区卫生服务中心(站)、乡镇卫生院的每台智能穿刺机器人平均每日穿刺量为10次,则耗材收益为143.5亿元,总计耗材收益为210亿-245亿元左右。

“近几年,中国医疗机器人产业规模保持了30%左右的增长速度,随着市场教育的推进,相信这一市场还有机会进一步扩大。”杨帆说。

目前,伏羲九针智能穿刺机器人正在多家医院的多个科室进行人体试验和数据采集等工作,同时也正在研发神经阻滞(麻醉)穿刺机器人、肿瘤消融穿刺机器人和中医针灸机器人。

团队方面,伏羲九针团队涵盖医疗、人工智能、机械、材料、大数据等多学科交叉人员,医疗团队与技术团队全程联合研发攻关,在保证研发效率的同时,也兼顾产品与需求之间的契合度及实用性、安全性。

据悉,为了加速产品持续研发升级,伏羲九针正在进行新一轮融资。

相关阅读