齊鵬團隊研究圖像處理算法。
很多人害怕扎針，因為疼。數(shù)據(jù)顯示，56%的成年人和82%的兒童有注射恐懼癥（暈針癥）的苦惱。如果讓機器人代替護士來扎針，你敢嘗試嗎？精準的醫(yī)療器械，在緩解患者就診困境中究竟能做多少？近日，一款由同濟大學(xué)科研團隊自主研發(fā)的全自動靜脈采血機器人，點燃了大眾的好奇心。
這一項目由同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)、計算機、軟件、控制、機械、交互設(shè)計等多學(xué)科團隊研發(fā)。讓記者印象深刻的，是這個醫(yī)工交叉研發(fā)團隊的一番感言：從技術(shù)上講，項目并不難，真正點燃團隊成員研發(fā)熱情的是在醫(yī)工交叉、產(chǎn)學(xué)合作領(lǐng)域的諸多“未知”：瞄準臨床需求而研發(fā)的產(chǎn)品，到底能否走通轉(zhuǎn)化道路？要真正為臨床所接受，需要跨越哪些門檻？
近年來，中國醫(yī)療器械行業(yè)整體技術(shù)水平和市場供應(yīng)能力正不斷提高，醫(yī)療器械市場規(guī)模年均增長約15%至20%。業(yè)內(nèi)認為，這與多學(xué)科間的交叉融合和相互合作不無關(guān)系。但若想推動創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈三鏈深度融合，依舊任重道遠。
千“針”萬確其實不難，難在讓大眾接受
血液檢測和藥物注射，是醫(yī)療領(lǐng)域的兩大基礎(chǔ)應(yīng)用場景。
2020年新冠疫情期間，同濟大學(xué)電子與信息工程學(xué)院副教授齊鵬注意到一個細節(jié)：不少護士因穿戴防護服等防護用品，進針精準度受到干擾。另外，為患者采血時，護士若與患者近距離接觸，可能增加感染風(fēng)險。基于這一臨床痛點，齊鵬想到一個點子：或許，可以打造一款“無接觸、易采血”的機器人。
“目前，自動血液分類、自動藥品分揀等技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但血樣采集和藥品注射仍需護士手動完成，‘扎針機器人’有望打通醫(yī)院采血與注射自動化的‘最后一公里’。”齊鵬介紹，這款機器人有著“敏銳的眼睛”，采用近紅外光和超聲雙模態(tài)成像，可精準識別不同人群的血管，在算法的幫助下，機器人可以動態(tài)追蹤穿刺針和血管的位置變化。
眼下，齊鵬團隊的全自動靜脈采血機器人已迭代研發(fā)出多款原型機，正準備與各合作醫(yī)院開展聯(lián)合實驗。“就測試情況看來，要做到千‘針’萬確其實不難，難的是如何讓大眾接受。”每款醫(yī)療器械在優(yōu)化的道路上，所要攻克的難點不盡相同。針對“扎針機器人”，難點在于如何讓大眾更好地接受“機器人扎針”。目前，團隊正與同濟大學(xué)設(shè)計與創(chuàng)意藝術(shù)學(xué)院就交互設(shè)計進行合作，致力于將機器人的外觀設(shè)計得更加美觀和人性化。
拿捏好需求與技術(shù)的平衡，醫(yī)工交叉才有意義
從2020年3月項目啟動，到初代樣機問世，短時間出成果，固然離不開團隊的齊心協(xié)力，但最根本的原因是，這項技術(shù)并不難。對于這位有著近十年醫(yī)療機器人血管介入穿刺研究經(jīng)歷的教授而言，發(fā)明“扎針機器人”，從某種程度上說是技術(shù)降級。但為什么去做？齊鵬說，實際上是找到了一種平衡。
“放眼當(dāng)下，也許鮮有人‘冒險’讓機器人扎針，但如果換個語境，設(shè)想一下：在疫情中，你是否愿意為了減少交叉感染，選擇讓機器人代替護士扎針？”齊鵬說，當(dāng)“疫情”“扎針”“感染”幾個關(guān)鍵詞相互疊加時，全自動靜脈采血機器人就有了其存在的意義。
“東西能否做出來是一方面，臨床醫(yī)生是否需要又是一方面，只有把握好兩方平衡，才能真正推動醫(yī)工交叉。”談及這一項目研發(fā)時，齊鵬順帶提及，此前就有一家國外公司研發(fā)出了一款心臟介入機器人，但醫(yī)生們并不接受，原因很簡單，因為他們覺得臨床上用不著。“醫(yī)療器械行業(yè)的創(chuàng)新，應(yīng)當(dāng)以醫(yī)學(xué)的臨床創(chuàng)意為源泉，臨床需求為導(dǎo)向，工學(xué)的技術(shù)創(chuàng)新和工程為手段與橋梁。”
這一點在業(yè)界正逐漸形成共識。類似的嘗試，滬上其他高校也有試水。2019年，上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院與上海理工大學(xué)共同發(fā)起建立“醫(yī)工交叉創(chuàng)新研究院”和“醫(yī)工交叉研究生院”，由上海交大醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)專家提出改進診療手段和醫(yī)療服務(wù)的關(guān)鍵問題，由上理工科研團隊集體攻關(guān)。據(jù)上海理工大學(xué)跨學(xué)科創(chuàng)新研究院辦公室主任沈悅介紹，目前，雙方以需求為導(dǎo)向，已正式啟動134項醫(yī)工交叉合作項目，還有60多個項目正在立項中。隨著一項項醫(yī)工交叉新技術(shù)步入臨床應(yīng)用，將形成健康可持續(xù)發(fā)展的項目序列。
工程師進駐醫(yī)院，為三鏈融合探路
近年來，“醫(yī)”“工”專家攜手，集中會診臨床需求難題，已成為越來越多高校科研工作者的選擇。
令齊鵬欣喜的是，全自動靜脈采血機器人推出后，很多醫(yī)生邀請他到手術(shù)室中親自看一看，看看臨床真正的痛點在哪兒，畢竟從“扎針”延伸開去能做的還有很多。“這是典型的‘平臺型’技術(shù)，扎針穿刺技術(shù)是相通的，心胸外科、泌尿科、神經(jīng)外科等科室都有大量的自動化介入穿刺活檢需求，甚至連中醫(yī)針灸領(lǐng)域也可涉及。”但要實現(xiàn)技術(shù)的突破，光靠簡單的“跨界攜手”顯然不夠。
齊鵬曾就讀于英國倫敦國王學(xué)院機器人專業(yè)，校區(qū)毗鄰英國知名醫(yī)院。“學(xué)院的部分實驗室直接設(shè)在醫(yī)院。”當(dāng)時還是學(xué)生的他，就跟著一起進駐醫(yī)院，工程師與醫(yī)生深度合作，這在許多歐美國家已成常態(tài)。從需求到研發(fā)，從研發(fā)到制造，從制造到產(chǎn)品——這是創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、價值鏈三鏈融合的系統(tǒng)工程。要真正實現(xiàn)“融合”，需要推進的工作還有很多。
2016年，齊鵬回國后進入同濟大學(xué)工作，不久便加入中國科學(xué)院院士葛均波發(fā)起的中國心血管醫(yī)生創(chuàng)新俱樂部，其中匯聚了醫(yī)生、工程師、政策管理者、創(chuàng)投人等多方人士，大家志同道合，為打通三鏈融合而探路。
齊鵬相信，只要研發(fā)出的產(chǎn)品是好的、有用的，在成果轉(zhuǎn)化階段總會遇到“伯樂”。因為，不光中國市場需要，國際市場同樣也期待更多中國“智”造。
作者：李晨琰
