在當(dāng)前的冠狀病毒大流行期間，醫(yī)護(hù)人員工作中最危險(xiǎn)的部分之一就是評(píng)估患有Covid-19癥狀的人。麻省理工學(xué)院和百靈醫(yī)院的研究人員希望通過(guò)使用機(jī)器人遠(yuǎn)程測(cè)量患者的生命體征來(lái)降低這種風(fēng)險(xiǎn)。下面跟托普仕Alice老師一起來(lái)看下吧~
由手持設(shè)備控制的機(jī)器人還可以攜帶平板電腦，使醫(yī)生無(wú)需在同一房間就可以向患者詢問(wèn)自己的癥狀。
“在機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，我們的目標(biāo)之一是使用自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)將人們從危險(xiǎn)的工作中解救出來(lái)，”麻省理工學(xué)院的博士后Henwei Huang說(shuō)?！拔覀冋J(rèn)為我們應(yīng)該有可能使用機(jī)器人將醫(yī)護(hù)人員從直接暴露給患者的風(fēng)險(xiǎn)中移除?！?/p>
研究人員使用四臺(tái)安裝在由波士頓動(dòng)力公司開發(fā)的類似狗的機(jī)器人上的攝像機(jī)，表明他們可以在2米的距離內(nèi)測(cè)量健康患者的皮膚溫度，呼吸頻率，脈搏頻率和血氧飽和度。他們現(xiàn)在正在計(jì)劃對(duì)有Covid-19癥狀的患者進(jìn)行測(cè)試。
麻省理工學(xué)院機(jī)械工程助理教授，胃腸病學(xué)專家喬凡尼·特拉沃索說(shuō)：“我們很高興建立這種行業(yè)與學(xué)術(shù)界的合作伙伴關(guān)系，在這種合作關(guān)系中，具有工程和機(jī)器人技術(shù)專長(zhǎng)的科學(xué)家與醫(yī)院的臨床團(tuán)隊(duì)合作，將先進(jìn)技術(shù)帶到了床邊。在布萊根婦女醫(yī)院任職，也是該研究的資深作者。
研究人員已經(jīng)在預(yù)打印服務(wù)器techRxiv上的系統(tǒng)上發(fā)表了一篇論文，并將其提交給了同行評(píng)審期刊。Huang是該研究的主要作者之一，還有布萊根婦女醫(yī)院的急診醫(yī)學(xué)助理教授Peter Chai和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的訪問(wèn)學(xué)者Claas Ehmke。
測(cè)量生命體征
當(dāng)Covid-19病例三月份在波士頓開始流行時(shí)，包括百翰和婦女醫(yī)院在內(nèi)的許多醫(yī)院都在急診室外建立了分診帳篷，以評(píng)估Covid-19癥狀的患者。這項(xiàng)初始評(píng)估的主要組成部分是測(cè)量生命體征，包括體溫。
麻省理工學(xué)院和BWH研究人員提出了使用機(jī)器人技術(shù)實(shí)現(xiàn)生命體征非接觸式監(jiān)測(cè)的想法，從而使醫(yī)護(hù)人員能夠最大程度地減少對(duì)潛在傳染病患者的接觸。他們決定使用現(xiàn)有的計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)來(lái)測(cè)量溫度，呼吸頻率，脈搏和血氧飽和度，并努力使它們移動(dòng)。
為此，他們使用了稱為Spot的機(jī)器人，該機(jī)器人可以像狗一樣四腳走路。醫(yī)護(hù)人員可以使用手持控制器將機(jī)器人操縱到患者坐著的任何地方。研究人員在機(jī)器人上安裝了四個(gè)不同的攝像頭-一個(gè)紅外攝像頭和三個(gè)可過(guò)濾不同波長(zhǎng)光的單色攝像頭。
研究人員開發(fā)了算法，使他們能夠使用紅外攝像機(jī)測(cè)量升高的皮膚溫度和呼吸頻率。對(duì)于體溫，相機(jī)會(huì)測(cè)量面部皮膚溫度，并且算法會(huì)將溫度與核心體溫關(guān)聯(lián)起來(lái)。該算法還考慮了環(huán)境溫度以及照相機(jī)與患者之間的距離，因此可以在不同的天氣條件下從不同的距離進(jìn)行測(cè)量，并且仍然是準(zhǔn)確的。
紅外攝像機(jī)的測(cè)量結(jié)果也可以用于計(jì)算患者的呼吸頻率。當(dāng)患者戴著口罩呼入呼出時(shí)，他們的呼吸會(huì)改變口罩的溫度。通過(guò)測(cè)量溫度變化，研究人員可以計(jì)算出患者呼吸的速度。
三個(gè)單色相機(jī)分別過(guò)濾不同波長(zhǎng)的光-670、810和880納米。這些波長(zhǎng)允許研究人員測(cè)量血細(xì)胞中的血紅蛋白與氧氣結(jié)合并流過(guò)血管時(shí)產(chǎn)生的輕微顏色變化。研究人員的算法使用這些測(cè)量值來(lái)計(jì)算脈搏率和血氧飽和度。
Huang說(shuō)：“我們并沒(méi)有真正開發(fā)出可以進(jìn)行測(cè)量的新技術(shù)?！? “我們所做的就是將它們非常專門地集成到Covid應(yīng)用程序中，以同時(shí)分析不同的生命體征?！?/p>
持續(xù)監(jiān)控
在這項(xiàng)研究中，研究人員對(duì)健康的志愿者進(jìn)行了測(cè)量，他們現(xiàn)在正在計(jì)劃在醫(yī)院急診室中針對(duì)表現(xiàn)出Covid-19癥狀的人測(cè)試他們的機(jī)器人方法。
在短期內(nèi)，研究人員計(jì)劃將重點(diǎn)放在分診應(yīng)用上，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，他們?cè)O(shè)想可以將機(jī)器人部署在患者的病房中。這將使機(jī)器人可以連續(xù)監(jiān)視患者，也可以讓醫(yī)生通過(guò)平板電腦對(duì)患者進(jìn)行檢查，而不必進(jìn)入房間。兩種申請(qǐng)都需要獲得美國(guó)食品和藥物管理局的批準(zhǔn)。
該研究由麻省理工學(xué)院機(jī)械工程系和卡爾·范·塔塞爾(Karl van Tassel，1925年)職業(yè)發(fā)展教授基金資助。
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