同济大学副教授自研智能采血机器人，欲加快产业化进程
采血是许多疾病诊断、治疗过程中，必不可少的环节。在临床上，静脉穿刺存在操作稳定性、交叉感染等问题，而在新冠疫情下，医护人员短缺、感染风险高的状况，使得静脉穿刺原有的痛点更加凸显。
基于此，同济大学副教授齐鹏，率领医学、计算机、软件、控制、机械、交互设计等多学科背景研究团队，开始研发静脉穿刺机器人。
“这款静脉穿刺机器人经由媒体报道后，引起各领域广泛关注，多家投资人找来，相关企业和地方产业园区也和我联系，进行了多次沟通。我们计划综合各方资源和力量，加快推进采血机器人落地进程。” 齐鹏说。
图 | 静脉采血机器人原型机（来源：受访者）
他补充道：“目前，该采血机器人已获得多项专利授权，还有数十项专利正在申请中。设计已更新到第二代，接下来将联合产业方进一步优化升级，根据场景中遇到的各种情况，将会逐渐解决并进一步拓展各项功能。”
齐鹏在英国伦敦国王学院获得机器人学博士学位，师从医疗机器人专家 Kaspar Althoefer 教授和机构学与机器人领域专家戴建生教授。他曾任新加坡国立大学先进机器人研究中心研究员、香港中文大学消化疾病研究所访问学者，有近十年从事医疗机器人的研究经历。
三大技术优势
穿刺机器人有很多细分的应用场景，静脉穿刺机器人只是其中一种，而静脉穿刺机器人可应用场景多达十几种，例如活检穿刺、采血 \ 注射、术前扎针等等。
图 | 静脉采血机器人样机（来源：受访者）
“静脉穿刺机器人技术门槛并不高，主要基于软件算法、识别技术、力反馈控制和人机交互设计等。我们团队主要优势有两点，一是我们的原始创新研发能力，可以支持机器人技术不断迭代；二是医工交叉合作，我们具有丰富的医疗资源的支持，能够切实推动医疗机器人的研发。另外，我们更多地考虑了具体应用场景中患者的心理接受度，将进行更优异的人机交互设计，从而推动产品落地。”
从前期研究情况看，静脉穿刺采血机器人有三大优势：“更快、更精准、更稳定”。
图丨同济大学静脉采血机器人设计原理（来源：受访者）
采血机器人能够准确识别皮下静脉的近红外摄像头，使机器人 “双眼” 看得更清晰，并通过机器学习算法迅速定位出适合的扎针点，提高静脉穿刺效率，实现扎针采血过程 “更快”。即使是肥胖、深色皮肤、休克病人、婴幼儿等肉眼难以被观察到皮下静脉的特殊群体，也能顺利完成扎针采血。
另外，机器人可以有效识别静脉深度的超声探头，使机器人扎得 “更精准”。通常在判断静脉血管的位置时，医护人员通过目测以及手感来 “推测”。结合近红外和超声成像，该机器人能够清晰辨识患者皮下浅静脉血管并识别血管深度。将血管的走向和深度转化为精准的 “坐标”。
最后，小型、灵巧机器人系统实现自动化扎针采血，标准化操作让扎针 “更稳定”。
同济大学这款静脉穿刺机器人通过自身精确运行的机械系统，在对血管进行精准成像的基础上，机器人可将穿刺针的针尖精准、稳定地送到血管腔的中央。
图丨多模态图像引导静脉穿刺机器人系统（来源受访者）
齐鹏介绍说，他们的实验包括两方面：一方面是针对普通人扎针采血的大范围实验测试，以确定它的准确率、效率。另一方面是针对特殊群体的扎针采血，包括肥胖、深色皮肤、休克病人、婴幼儿等患者。
他们计划在多个试验中心同步进行，根据实验结果反馈，机器人的软硬件将继续升级迭代，这项测试工作预计用时一到两年。
寻找合伙人
谈及项目落地，齐鹏告诉生辉：“医疗机器人本就是为了应用而研究，只有将其应用于临床，才能发挥出它的价值来。第三代的构思和设计，我们都在全面准备当中，等有了更多技术力量和经费支持，将做出一批样机，分到不同的医院开展全面的测试和实验。”
图丨齐鹏
谈及关于静脉采血机器人落地进程，齐鹏说：“静脉采血机器人的原型机做出来之后，多家相关媒体进行了报道，一时间，联系我的投资机构多达几十家，我个人也深刻感受到资本和政策支持将是项目落地的加速器。”
“目前静脉采血机器人团队需要资本加速，这样才能更快进行更新迭代并投入试验。我们也在摸索适合的合作模式，或者说我正在寻找一个合适的合伙人。” 齐鹏补充道。
作为科研人员，齐鹏与更多科学家一样，认为在市场化方面，某项技术 “创新 - 落地” 链条需要一个模型，一个有效而向善的模型。
图 | 静脉采血机器人项目团队（来源：受访者）
“比起合作模式未明朗等问题，静脉采血机器人落地路上，复合型人才团队非常关键。医疗机器人的功能日益复杂、性能持续优化，其研发过程涉及医学、机械制造、人工智能、大数据等相关学科知识，产业对具有多领域专业背景的复合型人才需求日益迫切。这是所有已进入赛道的企业所面临的问题，我们正在高校项目中组建人才梯队，着力培养和储备这方面的人才。” 齐鹏说。
静脉采血机器人市场，国内外并没有多少应用，市场还处于观望状态，人们对机器人采血的接受程度还较低。
现今，国内有两家专门从事静脉采血机器人的企业，一个是北京迈纳士手术机器人技术股份有限公司。“迈纳士” 专门研究的智能穿刺采血机器人，在 2020 年 1 月份获得三类医疗器械许可，正式开始生产销售。另一家是磅客策 (上海) 智能医疗科技有限公司，根据披露资料显示，“磅客策” 于今年 3 月份，获得两千万人民币天使轮融资。
据国际机器人联盟（IFR）统计数据测算，预计到 2025 年，中国智能医疗机器人市场规模将突破百亿元。其中，随着技术的成熟和医院认知的提升，采血机器人将进一步普及。另外，液体活检市场的不断壮大，也会给拓宽采血机器人的市场空间。
齐鹏认为，数字化、智能化成为医疗设备重要的发展方向，随着国内产学研合作的逐步深入，以及资本对产业热点的追逐，医疗机器人技术研发进展不断加快，产品将向更多应用场景延伸。
谈及未来，齐鹏告诉生辉：“我们会不断优化静脉采血机器人的技术，同时也着眼人机交互模式，给患者更好的体验。另外，我们也会尝试汇聚各方力量，例如投资机构、校方资本、地方资金以及相关产业方，加快机器人落地进程。”
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