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中科院沈阳自动化所跨界联合钟南山团队研发医用机器人

---- 全国科技工作者日 中科院沈阳自动化所 钟南山团队 医用机器人 辽宁省科协


发布时间:2020-05-18


今年的5月30日,我们将迎来第四个全国科技工作者日。在这个属于全体科技工作者的五月,辽宁省科协联合网易辽宁,连续30天推出“科技为民 奋斗有我”系列报道,致敬你我身边的辽宁科技人!

在这场抗疫斗争中,中科院沈阳自动化所研究员刘浩联合钟南山团队,研发新型智能化咽拭子采样机器人,在保护采样人员的同时也让采样过程更具规范性,为打赢疫情防控阻击战提供强大科技支撑。




疫情中怎样才能更好地保护医生?

大年初一,中科院沈阳自动化所研究员刘浩给自己的医生朋友打了一圈电话,问了同一个问题:应对疫情,你们需要什么样的机器人?

刘浩于2010年至今任职于沈阳自动化研究所,机器人学国家重点实验室。2014年-2015年在美国约翰霍普金斯大学计算感知与机器人实验室(LCSR)从事研究工作。长期致力于医疗机器人及相关技术研究,主要研究方向为医疗机器人、机器人控制、手术导航、灵巧型器械、医用传感,主持国家自然科学基金2项、国家科技支撑计划课题2项、中科院先导专项子课题等。

过去15年里,刘浩一直在研究医疗机器人,希望终有一天世界上再没有难做的手术。“也许因为研究这个方向,当时第一个念头,就是在这次疫情中,怎样才能更好地保护医生。”

我们需要一个能做咽拭子采样的机器人

几乎在同一时间,远在广州的钟南山团队提了一个具体需求:“我们需要一个能做咽拭子采样的机器人。”

核酸检查是新冠病毒感染的主要检测手段,而咽拭子是目前诊断新冠病毒感染中最主要的采样方法。然而,咽拭子操作过程中医务人员须与患者近距离接触,患者咳嗽、用力呼吸等可产生大量飞沫或气溶胶,具有较高交叉感染的风险。而且,采集咽拭子过程因不同级别的医务人员水平的差异、心理的畏惧、咽拭子采集操作的不规范致拭子质量的差异容易出现假阴性,影响对病情的判断。

针对这一问题,钟南山院士团队提出如何解决新冠病毒患者生物样本采集交叉感染、保证采样质量的方案,与中科院沈阳自动化研究所联合提出了智能化机器人咽拭子采样的解决方案。

用雪糕棒和棉签对着自己的鼻咽做测试

临床一线的需求就是科技攻关的方向!除夕过后,广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院马上启动防疫应急研发项目,联合沈阳自动化所刘浩教授团队、沈阳术驰医疗科技有限公司合作紧急研发咽拭子采样机器人。

咽拭子采样要求动作轻柔,对机器人的力度和精度有特殊要求,需要专门设计。春节假期,买不到采样工具,刘浩就用雪糕棒和棉签对着自己的鼻咽做测试。

把一个月当两个月用,高强度推进下,机器人做出来了。新型智能化咽拭子采样机器人系统由蛇形机械臂、双目内窥镜、无线传输设备和人机交互终端构成。蛇形机械臂具备灵巧精确的作业能力,并且具备与咽部组织接触力感知能力,双目内窥镜提供高清的3D解剖场景,WIA-FA工业无线网络保障了控制指令的实时可靠传输,力反馈的人机交互终端提供操作沉浸感。机器人以远程人机协作的方式,可以轻柔、快速的完成咽部组织采样任务。

机器人咽拭子采样一次成功率大于95%

“能不能到医院来调试?”医生询问。

“有过犹豫,怕家里人担心。”刘浩坦承,但他还是答应下来,“既然做了,就要让一线的医生能用好”。2月24日,刘浩和同事从沈阳飞往广州,2月28日正式开始受试者的检测。一周后,临床试验显示,机器人咽拭子采样一次成功率大于95%,能够利用低于医务人员平均操作力量实现有效的采样且采样力度均匀,受试者咽部均无红肿、出血等不良反应。

3月9日广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院公众号“南山呼吸”发布该消息,该机器人系统被认为可避免医务人员感染、提升生物样本采集的规范性、保证标本质量。 在广东省人民政府新闻办公室举行的新闻发布会上,钟南山院士介绍说:相比常规人工采样,使用机器人采样可以保护采样人员,采样更具规范性。

辽宁科技人用科技守护一线医护人员,为打赢疫情防控这场硬仗提供了有力的科技支撑。 向所有科技工作者致敬!
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