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迈纳士:“AI+医疗”打造出的全自动智能采血MagicNurse  

发布时间: 2021-03-26 15:04     来源: 机器人产业杂志

  

  相信大家都有这样的体验,随着医疗卫生事业的发展和进步,血液采集正成为就医时的一个重要环节。但不可否认,进行抽血化验是一项非常复杂的工作。对于医护人员来说,需要进行重复、机械的劳动;对于患者来说,需要在冗长的队伍中漫长等待。

  如今,人工智能技术在各行各业广泛应用,是不是能够有一种机器人可以胜任采血工作,将护士从繁琐、重复的机械性工作中解放出来?

  在迈纳士机器人创始人刘子忠看来,这完全是可以实现的。迈纳士,英文名MagicNurse,在做的就是这样一件事情。

图1:迈纳士机器人创始人刘子忠

  找准痛点,进入赛道

  在创立迈纳士之前,刘子忠曾于2006年创立了烟台艾德康生物科技有限公司,组织研发了国内第一台全自动酶联免疫分析仪,获得山东省科技发明一等奖,被科技部认证为“国家科技新产品”,被国内协和、天坛等大医院广泛采用,并出口德国、土耳其等国家。

  早在这个时期,刘子忠就已经把视线转向了医疗机器人领域。他发现实验中所使用的产品样本往往存在很大的质量问题,血量不够、贴错标签、部分样本溶血、该凝固却未凝固等,这些都会对实验结果分析造成非常大的误差。因此,刘子忠就在思考这样一个问题:“实验室里面的设备可以全部自动化,为什么前端主要还是依靠人工去做,这样很难进行统一标准化的管理,所以就存在各种各样的问题。”

  另一方面,对于护士来说,在采血环节,往往做着简单、重复性的机械工作,且面临着很大的心理压力,以及近距离接触带来的感染风险。“采血工作简单且重复率高,据统计,每年有20%以上的护士在采血工作中受到针刺伤害。我们觉得完全可以用机器代替护士进行这项工作。”

  在刘子忠看来,这是一个很大的社会痛点。“虽然医疗机器人在不断发展,但在采血这个环节很少有人能看见,或者说,即使很多医疗人士能够看得见,但没有这个知识、技术来解决这个问题。”

  基于自身在医疗行业二十多年的理解和经验,直觉告诉他,用机器人去替代简单且重复率高的劳动是未来的一个发展趋势,方向不会错。

  于是,2014年11月,迈纳士成立,致力于研发智能采血机器人。

  从无到有、世界首款全自动智能穿刺采血机器人

  想法很美好,但在进行市场初步调研时,现实却给刘子忠泼了一盆冷水。

  2014年,那时距离AlphaGo战胜李世石引起世界对AI的热烈关注还有近两年时间,人工智能概念更多只是存在于高端学术层面,距离落地还很遥远。另外,全自动智能采血机器人作为一个全新的科研项目,虽然以前也有一些专家学者和研究院校进行过探索,但都没有做成产品,国内没有,国外也没有。

  没有可以供参考的企业和产品,甚至在向一些专家表述的时候,都不知道该如何表达,“市场上没有这个产品,谁也不知道这是个什么东西。”刘子忠在回忆那段艰难时期时表示,当时对于这个未知的产品,很多投资人也是持质疑的态度:外国技术那么先进都没有造出来,你怎么能造得出来?

  怎么办?没有路,那就自己摸索。于是,刘子忠带领迈纳士科研团队进行了“从无到有”的全新探索。

  在采血过程中,要让采血机器人精准地完成识别静脉血管、定位穿刺点、定量采血等工作,仅仅依靠医学知识是远远不够的,还需要结合图像识别+人工智能+自动化技术。通过红外或者超声波技术进行血管识别,再由AI算法根据获得的影像,智能精准地判断扎针位置、扎针角度、扎针力度,从而真正实现采血环节的标准化、自动化、信息化。

  因此,从采血流程制定,到算法编写、外观设计,再到技术改进、完善提升,团队在采集了20多万条血管成像数据,进行了一次又一次的尝试与实验后,2019年,迈纳士全自动智能穿刺采血机器人成功面世。同时,这也是全球首台可实现静脉采血全链条自动化的智能穿刺采血机器人。

  “我们做到了,这是具有革命性意义的产品。”对于这一填补该领域国内、国际空白,具有完全的自主知识产权,且已获得授权专利十三项的智能采血机器人,刘子忠充满了自豪。

图2:迈纳士全自动智能穿刺采血机器人

  采血过程全自动

  在谈到迈纳士智能采血机器人的核心优势时,刘子忠表示,人工智能+自动化技术的结合,使得机器可以在采血过程自主全自动操作。

  刘子忠介绍,每个患者的血管都是不一样的,有的深、有的浅、有的细、有的粗。在操作过程中,机器人会针对患者各异的血管状态,自行判断并执行下针的方向、位置和角度。而对于现有的手术机器人包括达芬奇手术机器人、骨科机器人等来说,在进行手术时,机器人的穿刺路径或是动刀位置都是由医生决定的,机器人更多是执行操作。“而采血机器人的动作完全是由机器自主决策的,所以就人工智能技术而言,目前从产品级角度来讲,我们认为这是全世界第一台通过官方审核获得上市许可的人工智能医疗设备。”

  具体来说,迈纳士的智能采血机器人的操作流程是这样的:当医生给患者开完需要抽血化验的单子后,患者拿着病历卡来到采血窗口,将病历卡在机器身上扫描一下,机器就会知晓患者的详细信息,包括抽什么类型的血、抽几管等。当患者把胳膊放进机器中,机器会自动将胳膊固定住,然后开始自动扫描,扫描完成后会对患者情况进行判断:是否适合采血,哪个地方穿刺最安全、最可靠。评价结果是不适合对这个胳膊进行穿刺,那么机器就会将患者胳膊推出去,并进行语音提示,让患者去咨询护士;如果评价结果是可以进行穿刺,那么机器就开始对扎针位置进行定位,拿取一次性的针头,以设定的某种姿态、方式、角度扎到患者血管里,而针的另一端连接到盛放血液的试管中,并自主根据需要抽取的管数更换试管,直到抽血过程结束。拔针后,机器会自动给患者贴上一个止血片。在整个过程中,机器会自动对设备进行消毒。

  整个操作全程仅需几十秒,却包含了复杂的AI+机器自动化技术。基于生物识别技术的图像导航控制技术可以对不同患者走向各异的血管进行智能导航穿刺路径规划;多自由度自动穿刺技术可以实现对不同深度的血管进行精准穿刺采血;智能交互技术则为患者和采血机器人提供流畅的交流与沟通。

图3:迈纳士智能采血机器人的操作展示

  争做“AI+医疗”诊断领域的世界级领军企业

  “从无到有”,这看似简单的一小步,迈纳士走了5年的时间。在刘子忠看来,这是一个革命性的变化。“我们真正创立了一个由机器人进行智能化采血的领域行业,可以称得上是领头羊。”当初,大家不相信我们可以把机器造出来,现在造出来了,不仅如此,我们还于2019年10月获批了NMPA(国家药品监督管理局)三类医疗器械产品上市许可,成为全球唯一一家通过产品注册审批的采血机器人项目。刘子忠表示,在医疗领域,三类医疗器械生产许可证的含金量是毋庸置疑的,这是对迈纳士产品的一种认可,也让迈纳士对于接下来的发展道路充满了信心。

  目前,迈纳士智能穿刺采血机器人样机已进行了超过4000例真人智能穿刺采血试验,首次穿刺准确率接近95%。已经在北京积水潭医院、首都医科大附属佑安医院等完成临床试验。此外,中国人民解放军总医院(301医院)、中国人民解放军302医院等几十家三甲医院也与迈纳士商讨了合作意向。

  随着技术的不断发展与进步,需求的不断扩大,从整个医疗机器人发展趋势来看,采血机器人前景广阔,市场容量不断随之扩大,越来越多的企业开始致力于研发智能采血机器人,这条赛道似乎变得越来越热闹了。

  对此,刘子忠表示,对于任何一个行业来说,只有一家企业是不可能把市场做大的。有越来越多的人或是企业开始关注智能采血机器人是一个好事情。更多的人关注这个领域,就更有可能通过AI技术实现我们的使命:用AI技术服务人类健康。这将对社会做出非常大的贡献。另一方面,越来越多的企业进入赛道,有利于一起培育市场,对我们来说也是一件好事情,竞争对手会从外界逼着我们去成长、发展、强大。

  “不过,我们更看重自己,希望自己做自己的竞争对手,不是很看重其他对手。”

  迈纳士机器人的英文名称是MagicNurse,刘子忠把它解释为魔幻的护士、神奇的护士。寓意是希望通过“AI+医疗”,将护士从繁琐、复杂的劳动中解放出来,去做更加具有创造性的工作。“护士的工作绝不仅仅是扎针,最重要的是对患者进行人文关怀和护理,这是机器不可替代的。”

  通过人工智能技术,将护士从高频率、高难度、低临床价值的采血工作当中解放出来,实现采血自动化、智能化。在刘子忠看来,虽然目前整个医疗机器人行业都还处于初步探索阶段,但这个方向是对的。未来,随着产品真正地投放到医院里中长时间运行,会不断发现更为具体的问题,产生新的需求,通过不断对其性能、质量进行完善、提升,采血机器人会变得越来越智能、便捷。

  “迈纳士的愿景是做“人工智能+医疗”诊断领域的世界级领军企业。”在谈到迈纳士未来的发展目标时,刘子忠充满了期待,“5年,给我们5年的时间,你们可以看看5年后的迈纳士是什么样子。”

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