广医在线讯 针对新冠肺炎患者生物样本采集交叉感染风险,以及采样质量的差异对病情判断的问题,钟南山院士团队与中科院沈阳自动化研究所联合提出了智能化机器人咽拭子采样的解决方案。近日,该项目取得阶段性进展,机器人系统于广州医科大学附属第一医院开始了受试者的检测,至今已开展首期20例受试者的临床试验,采集样本80份。细胞学检测结果显示机器人咽拭子采样可以达到较高的质量,一次成功率大于95%。
机器人系统能够利用低于医务人员平均操作力量而实现有效采样,采样力度均匀,受试者咽部均无红肿、出血等不良反应。
该项研究聚焦于与人体组织直接接触的操作型机器人,可避免医务人员感染、提升生物样本采集的规范性、保证标本质量。新型智能化咽拭子采样机器人系统由蛇形机械臂、双目内窥镜、无线传输设备和人机交互终端构成。蛇形机械臂具备灵巧精确的作业能力,并且具备与咽部组织接触力感知能力,双目内窥镜提供高清的3D解剖场景,WIA-FA工业无线网络保障了控制指令的实时可靠传输,力反馈的人机交互终端提供操作沉浸感。机器人以远程人机协作的方式,可以轻柔、快速地完成咽部组织采样任务。
核酸检测是目前新冠病毒感染的主要检测手段,而咽拭子是目前核酸检测最主要的采样方法。一方面,其操作过程中医务人员须与患者近距离接触,患者咳嗽、用力呼吸等可产生大量飞沫或气溶胶,具有较高交叉感染的风险。另一方面,由于医务人员水平差异、采集操作不规范等因素,容易造成采样质量的差异,从而有可能导致“假阴性”,影响对病情的判断。新冠肺炎的确诊需要2次阳性检测结果,而患者康复出院的标准之一则是3次阴性检测结果,期间还需要多次例行的生物样本检测。样本采集的必要性、困难程度及医务人员的保护需求,亟待遥控生物样本采集机器人的研发与推广应用。
为此,钟南山院士团队与中科院沈阳自动化研究所联合提出了智能化机器人咽拭子采样的解决方案。除夕过后,广州医科大学附属第一医院广州呼吸健康研究院立即启动防疫应急研发项目,成立由李时悦教授牵头,李少强、郭文亮为主要成员的科研小组,充分调配呼研院科研力量和资源,联合沈阳自动化所刘浩教授团队以及有关企业,合作紧急研发咽拭子采样机器人。
春节期间,团队日以继夜地进行研发工作,团队成员充当人体受试者,开展人体试验研究。从初期的机器人图纸构建,机器人定型组件制造、系统构建、初步组装等,到中期通过广医一院中心科研伦理审查,再到后期组装和第一阶段测试的顺利完成——这一系列进展,标志着新型智能化咽拭子采样机器人系统联合研发完成。这与广州呼吸健康研究院提供的咽拭子采集的标准流程以及沈阳自动化科研团队提供的技术支持密不可分。