醫護機器人在重大疫情中的應用探索

王一凡

【摘 要】當前，抗擊新型冠狀病毒肺炎疫情的過程中醫護力量不足的問題暴露無遺，在疫區超負荷工作的醫護人員感染甚至犧牲的消息更加讓人悲痛。這些問題都進一步放大了對疫情防治中醫護機器人的需求。文章簡要梳理了醫護機器人在重大疫情防治中的應用現狀，分析研究了醫護機器人在重大疫情防治中的優勢，并結合現狀對其發展趨勢做了初步探討。

【關鍵詞】醫護機器人;重大疫情;應用

新型冠狀病毒出現以來，在全國范圍內迅速傳播，給國民健康安全帶來了巨大的挑戰，而世界各地新型冠狀病毒肺炎確診病例仍在不斷增加，面對來勢洶洶的新型冠狀病毒肺炎疫情，面對這場全民“戰疫”中醫護力量不足的現狀，面對“戰疫”前線醫護人員超負荷的工作和被感染的高度危險性，我們迫切需要不怕感染的鋼鐵之軀——醫護機器人。

1 新型冠狀病毒肺炎“戰疫”呼喚醫護機器人

2020年2月17日，中國疾控中心新型冠狀病毒肺炎應急響應機制流行病學組公布的一份調查結果顯示，截至2020年2月11日，共有3 019名醫務人員感染新型冠狀病毒（包括確診病例、疑似病例、臨床診斷病例及無癥狀感染者），其中確診病例有1 716名，占全國確診病例的3.8%，已有6名醫務人員倒在了抗擊新型冠狀病毒肺炎“戰疫”的前線。截至2月16日，由國家、地方、部隊等各級各類醫院共派出208支醫療隊、25 972名醫療隊員義無反顧地馳援湖北，但卻依然面臨醫護人員匱乏的境況。疫情當前，工業和信息化部向機器人發出了抗疫“召集令”，消毒機器人、護理機器人、問診機器人、運輸機器人等大批機器人臨危受命，戰斗在抗疫前線，成為醫護人員的好幫手。

2 醫護機器人在重大疫情防治中的應用現狀

2.1 國外應用現狀

早在20世紀80年代，美國TRC公司設計了一款移動式護理機器人HelpMate。該機器人集成多種傳感器，擁有避障和自主導航等功能，能有效地完成醫用物品等運送任務。第一臺原型HelpMate機器人于1989年在美國一家醫院安裝使用[1]，負責將餐盤從餐廳送到護理站，并于1998年在美國70多家醫院推廣應用。此類機器人的出現，使疫情期間降低隔離病區內醫護人員的勞作強度和感染風險具備了實現條件。

2015年抗擊埃博拉病毒時，美國謝尼克斯消毒服務公司生產了一種輔助消毒的四輪機器人（如圖1所示），可以通過發射氙氣制造的紫外線脈沖殺滅病原體，保護處在“戰疫”一線的醫護人員。一款叫Baxter的機器人（如圖2所示）能夠幫助研究人員脫去外層防護服，減少直接接觸病毒的概率;同時，可以檢測防護服是否有破損、是否穿戴正確，最大限度地保護醫務人員的生命安全。

據雷鋒網2020年1月25日的報道，美國首例新型冠狀病毒肺炎確診患者正是在華盛頓埃弗里特市一家醫院的特殊病原體病房里由醫生通過機器人進行治療的。被放置在隔離病房的機器人配有攝像頭、麥克風和聽診器等設備，醫生負責在隔離窗外操作機器人進行診斷和治療。

2.2 國內應用現狀

我國雖在醫護機器人領域起步較晚，但經過多年的研究和探索，已經達到了比較先進的水平，制造出了很多性能優異的醫護機器人。

早在2003年抗擊“非典”時，哈爾濱工程大學就曾研制出“隔離病區服務機器人”，又稱“護士助手機器人”[2]，中國科學院自動化研究所也開發出“非典助手機器人”，用于運送醫療器械、實驗樣品，為病人運送藥品、食物，處理隔離區垃圾等，可以有效地減少醫護人員與病人的直接接觸。

據中國新聞網2020年2月7日的報道，有2臺AirFace人工智能醫護服務機器人已投入到新冠肺炎的治療中。這兩臺醫療服務機器人被昵稱為“小白”[3]，由上海交通大學醫學院吳韜團隊自主研制，具有人臉識別、自然語音交互、遠程協作等多種功能，能夠完成日常巡房、送藥等任務，有效降低了醫患交叉感染的概率和醫護人員的勞動強度。

另據新華社2020年1月27日的報道，深圳市普渡科技有限公司的“歡樂送”智能配送機器人、擎朗智能公司的“花生”配送機器人等已在杭州、深圳等多地的隔離點投入使用。創澤智能機器人集團股份有限公司的創澤全自動智能消毒殺菌機器人在山東省日照市人民醫院重點針對患者、醫護、醫廢的高頻活動區域進行沿路徑自動高水平消毒。在全國各地，不同類型的醫護機器人活躍在抗疫一線的各個領域，解放了人們的雙手，也保護了人們的安全。

3 醫護機器人在疫情防治中的優勢

3.1 降低醫護人員感染風險

傳染病的特點是有病原體，具有傳染性和流行性，而重大疫情一般都具有很高的傳染性，醫護人員由于工作原因需要置身隔離區內與患者（傳染源）直接接觸并為其實行體格檢查、手術、護理等，由此無論是空氣傳染、飛沫傳染、接觸傳染還是糞口傳染等，都會直接危及醫護人員，雖然采取了必要的防護措施，但是依然使得他們的感染概率遠高于普通人。

機器人即使在疫區內，也百毒不侵，絕對不會被感染。目前，已有的護理機器人如Helpmate、Aethon TUG[4]（如圖3所示）、HOSPI[5]、我國的“隔離病區服務機器人”“非典助手機器人”已具有送餐送藥、收集廢棄物、傳遞實驗樣本和藥品、整理患者床單甚至進行隔離區消毒等功能。將這些機器人應用于防疫中將大大減少醫護人員與患者的直接接觸，減少醫護人員交叉感染，有力提升防控能力。

3.2 減輕醫護人員的勞動強度

抗擊新型冠狀病毒肺炎“戰疫”初期，湖北抗疫一線面臨著醫護人員嚴重不足、工作超負荷的緊急狀況。多家媒體報道醫護人員身穿防護服進入隔離區后用超常的毅力和敬業奉獻精神守護著患者的生命安全，堅持長時間不喝水、不排泄，很多醫護人員在工作之后則直接臥地而眠，連續超負荷工作已經使他們到達生理極限。

機器人可以輕松突破人的生理極限，長時間進行繁重的重復性工作。目前，護理機器人已經可以實現行動不便患者的轉運，如日本RIKEN和Sumitomo Riko公司研發的機器人Robear[6]、日本名古屋理研生物模擬控制研究中心開發的機器人Robotic Nursing Assistant（Ro-NA）[7]、RI-MAN及他的二代升級版本機器人RIBA[8]、日本大阪綜合醫療中心使用的機器人Careful-Patient Mover[9]等。仁濟醫院曾引入靜脈藥物配置智能機器人用于化療藥物的配置[10]，該種機器人可以更加潔凈、精準、高效地完成藥物配置并貼好相應的患者信息、藥物名稱和用法用量。在疫情防治中使用此類醫護機器人替代醫護人員進行部分工作，既可以減輕醫護人員的勞動強度，節省有限的醫護力量，又可以精準地提供高質量的護理服務。

3.3 避免心理因素的制約和影響

醫護人員面臨著極高的感染風險，長期與患者接觸會造成巨大的心理壓力，再加上人員短缺，工作忙碌且繁重，長期在疲憊狀態下工作及巨大的心理壓力使醫護人員容易產生焦慮、恐懼等情緒，從而導致內分泌失調，機體免疫力下降，這使本就在危險工作環境中的醫護人員更容易被感染[11]。

機器人卻可以“鋼鐵無情”，輕松突破人的心理極限，不會受到任何情緒的影響，可以更加高效地完成護理任務。不僅如此，像2020年2月在北京地壇醫院火線上崗為患者提供非接觸式的24 h咨詢導診服務機器人還可以唱歌、嘮嗑逗人開心，舒緩患者的緊張情緒。

4 醫護機器人發展展望

《中國改革報》2020年2月4日訊，全國首個測溫5G警用巡邏機器人在廣州黃埔誕生，它可實現全景無死角巡邏，擁有移動式紅外測溫篩查、循環播報提醒等功能，可實現快速記錄人員異動蹤跡，一旦溫度超過設定值或發現有行人不戴口罩可在第一時間啟動報警系統。該款機器人是高新興集團自主研發且于2016年投入市場的。新型冠狀病毒肺炎疫情發生后，高新興集團不計成本迅速升級此款機器人的功能，開發了體溫檢測、人臉口罩識別功能。由此可見，這場舉國的“抗疫戰”，必然會促進國內醫護機器人的發展，同時對未來醫護機器人提出了更高的要求。

4.1 未來醫護機器人需要完善功能

體溫測量是診斷SARS、禽流感、甲型H1N1型流感等具有發熱這一首發癥狀病例的最初環節[12]，體溫檢測功能將是未來醫護機器人的基礎功能。現代技術的進步發展已經可以使醫護機器人整合人體非接觸式測溫技術、紅外熱成像技術、圖像處理技術、深度學習技術等，再輔之以大數據應用，未來的醫護機器人將可以實現測量患者體溫等指標并綜合實時記錄的各項指標與經驗數據進行對比分析，提供詳盡的患者信息乃至初步診療結果，幫助醫護人員完成最終的診療，最終實現功能的完善。

4.2 未來醫護機器人需要交互人性化

當前，普遍存在的一種觀點認為使用醫護機器人代替醫護人員的工作可能造成對患者人文關懷的缺失[13]。使人機交互更具現實感和真實感是未來醫護機器人發展的主要趨勢之一[14]。隨著人工智能和人機交互技術的不斷發展，北京地壇醫院導診服務機器人、一沙云科技心理疏導機器人amp等已經可以通過語音交流等多種方式與患者人機交互，而未來醫護機器人必然會得益于人工智能和人機交互技術的飛躍，可以更好地捕捉和識別患者的語音信息、手勢信息、身體姿態信息、表情信息等并予以人性化的反饋，使人機交互無限趨近于我們人和人之間的交流，既自然又方便，實現交互人性化。

4.3 未來醫護機器人需要大腦5G化

5G時代的到來，使醫護機器人可以擁有更大的存儲空間和更強的運算分析能力及無限知識共享，將最大限度地拓展醫護機器人的應用范圍。當前，多地依托5G網絡建成的遠程會診系統已經在疫情防控過程中得到了實戰應用;未來，即使遠在不同的地區，醫護人員也可以非常迅捷地遙控大腦5G化的醫護機器人對隔離區內的患者進行各種指標測定、分析會診、醫護處理等。同時，如何使醫護機器人避免計算機病毒的侵害、如何保護醫護機器人的隱私數據、醫護機器人的標準制定等諸多問題同樣等待著進一步的研究與探討。

參 考 文 獻

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