同濟大學齊鵬老師領銜的師生科研團隊，在醫工交叉領域設計研發了全自動近紅外靜脈采血機器人，為疫情防控增添了一項全新的科技利器。

傳統觀念認為，機器人進行血管穿刺危險大，容易損傷周圍組織。但記者看到，這款穿刺機器人有著“敏銳”的眼睛，通過近紅外光譜和多普勒血管超聲，能準確定位血管及走形；同時有著“聰明”的大腦，通過人工智能實時分析，準確控制進針角度及方向，使得血管穿刺安全可靠。

醫療離不開血液檢測和藥物注射這兩大基礎應用場景。在我國，78%的護理工作與靜脈輸液治療有關，90%以上的住院病人接受靜脈輸液治療。一線臨床醫護人員無時無刻不在經歷血管穿刺的考驗。其一，血管穿刺需求量大。無論化驗檢查還是治療注射，臨床診療都需要血管穿刺才能完成。而門診、入院、圍術期、出院前都需要血管穿刺來保證臨床工作的順利進行。由于病人基數龐大，如此大的操作量，這對一線的臨床醫護人員來說是一項不小的挑戰。其二，血管穿刺難度大。病人基礎情況復雜，遇到肥胖患者、老年人、休克病人等常見情況，難以在直視下順利進行穿刺。而多次穿刺容易引發靜脈炎等并發癥，影響臨床治療。其三，醫護人員在穿刺過程中不斷面臨著職業暴露。血管穿刺過程中醫護人員被利器劃傷屢見不鮮，而不少至醫院就醫的病人患有傳染性疾病，在診療過程中極易造成疾病傳播。持續的新冠疫情，使得病毒在包括血管穿刺在內的常規診療操作中傳播的風險大大增加，危害醫務人員及社會大眾的健康。

針對靜脈穿刺帶來的種種問題，同濟大學齊鵬師生團隊設計研發的這款基于深度學習的多模態圖像引導近紅外靜脈穿刺機器人系統，通過自動采血和放置外周血管導管來減少靜脈穿刺相關意外事故的發生。

設計完成這樣一款機器人系統，主要是要解決一下三個問題，這也是這臺機器人的三個最主要的組成部件：首先，如何比醫護人員的雙眼看的更清？近紅外成像攝像頭能夠準確地識別、還原隱藏在皮膚下的纖細靜脈。其次，如何比醫護人員的雙眼看得更深？超聲探頭可以準確地檢測人體內部的靜脈的深度和粗細。最后，機器人扎針如何扎得比醫護人員的雙手更準？該小型靈巧機器人系統能夠精準無誤地將針尖送入纖細的靜脈中，實現穿刺采血過程的自動化。在近紅外光下，即使是肥胖人群、深色皮膚的人群，其靜脈也能清晰可見；再如老年人和兒童，即使他們的靜脈較為細小，難以觀察，但他們的靜脈也能清楚地被攝像頭所捕捉。此外，靜脈本身也有復雜的結構，可能分叉為多條靜脈，也可能過渡漸變為毛細血管，這給扎針也帶來了不少難度，但是，只需要利用近紅外成像，就可以輕松地識別血管分布，獲取患者注射區域靜脈空間信息，這樣，機器人就打開一雙“天眼”。

在溫州舉辦的2020大學創業世界杯賽事中，該項目成功入圍全國15強，晉級全球總決賽，最終獲得中國賽區銀獎。2020年11月，上海市產業青年創新大賽歷經近五個月，齊鵬老師團隊研發的成果榮獲金獎。同時，“穿刺機器人”這一成果也參加了第三屆中國國際進口博覽會雙創成果展出。齊鵬告訴記者，2020年的新冠疫情導致了數以萬計醫護人員被感染，而醫患隔離、完全自動的醫療設備可以防止該現象的發生。期待這款靜脈采血機器人盡早從實驗室走向市場，代替醫護工作者與患者接觸，為最終的抗疫勝利做出貢獻。

原文標題：同濟大學研制近紅外靜脈采血機器人，深度學習助力科技抗疫

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責任編輯：haq