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近日，國(guó)內(nèi)首款智能無針注射疫苗機(jī)器人正式問世，由上海同濟(jì)大學(xué)聯(lián)合非夕科技及快舒爾醫(yī)療共同研發(fā)。

據(jù)科研人員向21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者介紹，此款機(jī)器人的核心靈感是快舒爾醫(yī)療無針注射技術(shù)優(yōu)秀的寬容度和注射體驗(yàn)，結(jié)合非夕自主研發(fā)的人體三維模型識(shí)別算法，能自動(dòng)準(zhǔn)確識(shí)別人身上指定的疫苗注射位置，在保證注射條件充分后，機(jī)械臂會(huì)對(duì)注射部位的接觸力及按壓力精準(zhǔn)控制，瞬間推動(dòng)藥液在0.3秒內(nèi)分散到皮下，而在疫苗注射的高峰時(shí)段，有針注射即使在熟練護(hù)理人的手上也可能帶來斷針、劃傷等風(fēng)險(xiǎn)。 

現(xiàn)場(chǎng)研究人員對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者介紹，人工智能在醫(yī)療行業(yè)中最核心的環(huán)節(jié)是產(chǎn)出臨床級(jí)的產(chǎn)品，必須要嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的臨床試驗(yàn)去證明它的安全性和有效性方能用于臨床，從而更好的幫助醫(yī)護(hù)和患者。在我國(guó)，智能機(jī)器人技術(shù)已趨于成熟，并且國(guó)內(nèi)多家機(jī)構(gòu)的研發(fā)能力均處于世界領(lǐng)先，但無針技術(shù)與智能機(jī)器人的結(jié)合在國(guó)內(nèi)是首次嘗試，如何更好的結(jié)合并服務(wù)于臨床，這是需要多方需要共克的難題。

醫(yī)療機(jī)器人可結(jié)合無針注射

該機(jī)器人被命名為“后羿”，這也是我國(guó)人工智能與無針注射技術(shù)首次結(jié)合的產(chǎn)物。 

此外，基于世界領(lǐng)先的人體三維模型識(shí)別算法及自適應(yīng)機(jī)器人技術(shù)，結(jié)合機(jī)電一體化無針注射器設(shè)計(jì)，聯(lián)合多家技術(shù)企業(yè)和中國(guó)心血管醫(yī)生創(chuàng)新俱樂部共同開發(fā)完成，是國(guó)內(nèi)首次發(fā)布此項(xiàng)完整技術(shù)驗(yàn)證方案。

據(jù)同濟(jì)大學(xué)副教授齊鵬介紹，這一無針注射機(jī)器人之所以被命名為“后羿”，主要有兩方面的原因。“一方面，我們已經(jīng)進(jìn)入了后疫情時(shí)代，‘后羿’是‘后疫’的諧音，而疫苗是我們抵抗病毒的一大重要方式；另一方面，‘后羿’是我們傳統(tǒng)神話中的射日英雄，將無針注射機(jī)器人命名為后羿，也可以突顯出這一技術(shù)的有效性和準(zhǔn)確性。”齊鵬稱。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)演示，機(jī)器人注射過程大體分為三步。首先，自動(dòng)疫苗注射機(jī)器人會(huì)通過一個(gè)簡(jiǎn)單的三維點(diǎn)云相機(jī)對(duì)人體進(jìn)行拍攝，快速自動(dòng)擬合人體對(duì)應(yīng)部位的三維模型，準(zhǔn)確識(shí)別疫苗注射部位及注射角度。其次，多自由度的機(jī)械臂自適應(yīng)地完成柔性自動(dòng)化操作。機(jī)械臂應(yīng)用高精度力控貼合算法，能夠確保注射器末端垂直緊密貼合注射部位，提升注射效果，降低痛感體驗(yàn)。

此外，機(jī)器人的無針注射部分能通過高壓的水柱，推動(dòng)藥劑經(jīng)過一個(gè)極細(xì)的噴嘴，形成射流，高速穿過皮膚直接進(jìn)入到治療部位。藥管是無菌一次性使用，在藥液注射后丟棄，保證使用安全。由于水柱非常細(xì)，因此可以說是幾乎無痛，由于沒有針頭，也可以避免由于針頭所帶來的創(chuàng)傷和交叉感染。

醫(yī)療機(jī)器人屬于服務(wù)機(jī)器人中的特種服務(wù)機(jī)器人分類，是指應(yīng)用于醫(yī)院、診所的醫(yī)療或輔助醫(yī)療的半自主或全自主工作的機(jī)器人，它能夠完成有益于人類健康的服務(wù)工作，但不包括從事生產(chǎn)活動(dòng)的設(shè)備。具體可分為手術(shù)機(jī)器人、康復(fù)機(jī)器人、輔助機(jī)器人以及醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人四大類。 

近年來我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人行業(yè)發(fā)展迅速，從相關(guān)招投標(biāo)數(shù)據(jù)中可以看出行業(yè)逐漸火熱，并且細(xì)分市場(chǎng)呈現(xiàn)出“全面”發(fā)展。中國(guó)電子學(xué)會(huì)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，這幾年我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，2019年我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模為6.2億美元，較上年增長(zhǎng)了34.8%。2020年，我國(guó)醫(yī)療機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模有望達(dá)到8.6億美元。 

此外，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院分析，隨著國(guó)內(nèi)醫(yī)療機(jī)器人的研發(fā)不斷推進(jìn)，中國(guó)醫(yī)療機(jī)器人開始進(jìn)入自主研發(fā)創(chuàng)新階段，在2020年年初疫情的爆發(fā)下，醫(yī)療機(jī)器人在醫(yī)療系統(tǒng)的效力開始凸顯，越來越多的醫(yī)院開始采購(gòu)醫(yī)療機(jī)器人。 

實(shí)際上，在2021年11月底，全球首款智能注射疫苗機(jī)器人由加拿大初創(chuàng)公司Cobionix率先推出，負(fù)責(zé)人稱研制無針智能機(jī)器人旨在緩解醫(yī)療保健方面的勞動(dòng)力短缺，但目前還只是一個(gè)工作原型，可能需要兩年或更長(zhǎng)時(shí)間才能上市。同年，由印度推出的全球首款DNA新冠疫苗“ZyCoV-D”選擇了無針注射方式，研發(fā)人員稱，相較有針注射，無針注射可以更有效地捕獲疫苗的DNA顆粒。 

無針注射有什么優(yōu)勢(shì)？

特別是在當(dāng)前的臨床診療行為中，醫(yī)療機(jī)器人已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。然而，拋開智能機(jī)器人先不談，無針注射真有這么神奇？很多人都害怕打針，未來的疫苗接種能否實(shí)現(xiàn)無針注射？在國(guó)內(nèi)，無針注射市場(chǎng)前景又如何？這一系列的問題也備受關(guān)注。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)研究人員介紹，目前，無針注射主要應(yīng)用在內(nèi)分泌科已經(jīng)，已經(jīng)進(jìn)入到糖尿病、生長(zhǎng)激素等臨床診療中多年，特別是在糖尿病領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛。 

中華護(hù)理學(xué)會(huì)糖尿病專委會(huì)趙芳主任介紹，胰島素注射技術(shù)使用無針注射器，通過高壓射流原理，能夠不借助任何其它物質(zhì)，直接將胰島素通過微孔注射進(jìn)患者的皮下。因?yàn)闆]有了針頭，能夠完全解決胰島素注射臨床的針刺傷風(fēng)險(xiǎn)。無針注射又被稱為“溫柔注射”，多年前世界衛(wèi)生組織已經(jīng)開始在全球范圍推廣。 

“無針注射器在沒有針頭，降低患者自我注射風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)，也杜絕了護(hù)理人員的針刺傷風(fēng)險(xiǎn)，甚至能夠間接降低醫(yī)患矛盾的發(fā)生。”趙芳說。 

針刺傷是醫(yī)務(wù)人員工作中最常見的職業(yè)性傷害之一，逾30種威脅生命的病原體可以通過針頭傳播。

據(jù)估計(jì)，每年全球300萬(wàn)醫(yī)護(hù)人員受到由污染針頭引起的針刺傷害，從而導(dǎo)致每年1000例HIV、66000 HBV和16000例HCV新發(fā)感染。中國(guó)是糖尿病大國(guó)，有著龐大的患者群和糖尿病藥物注射需求，如何保護(hù)高頻率執(zhí)行注射操作的護(hù)理人員免受針刺傷的危害值得引起廣泛關(guān)注。 

2016年9月-2017年9月，中華護(hù)理學(xué)會(huì)糖尿病專業(yè)委員會(huì)牽頭發(fā)起《中國(guó)糖尿病藥物注射相關(guān)針刺傷調(diào)查》，此次調(diào)查覆蓋全國(guó)31個(gè)省、直轄市、自治區(qū)共339家醫(yī)院的調(diào)查共回收問卷10447份，其中有效問卷為9873份，有效率達(dá)94.5%。研究主要結(jié)果如下：39.1%參與研究的護(hù)士在注射胰島素時(shí)曾發(fā)生過針刺傷事件；受訪人群在過去一年中胰島素筆針頭相關(guān)針刺傷發(fā)生率為139.5次/1000人，每一例針刺傷的經(jīng)濟(jì)成本在1884-2389元人民幣之間。 

另外，相關(guān)研究證實(shí)，無針注射DNA疫苗具有良好的耐受性，無針組ELISpot（酶聯(lián)免疫斑點(diǎn)檢測(cè)）反應(yīng)的大小大約增加了3倍，Env特異性抗體滴度增加10倍。在一項(xiàng)評(píng)估小劑量脊髓灰質(zhì)炎滅活疫苗無針注射器的可接受性實(shí)驗(yàn)中，結(jié)果顯示，接種人員和護(hù)理人員對(duì)無針注射器的接受度為(578/592[97.6%]和4792/4813[99.6%])，表現(xiàn)出強(qiáng)烈的偏好，尤其在易用性、外觀和兒童對(duì)疫苗接種的反應(yīng)。

根據(jù)無針注射研究人員、北京快舒爾醫(yī)療技術(shù)有限公司產(chǎn)品與設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人陳蘇寧對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者介紹，無針注射器借助內(nèi)部?jī)?chǔ)壓，在瞬時(shí)高壓狀態(tài)下，將藥液聚成一股極細(xì)的液體柱，從不足0.14mm的微孔依次穿透表皮,真皮到達(dá)皮下，在此期間，基于流體力學(xué)原理，藥液穿透力逐層遞減，最終以5cm的直徑彌散在人體脂肪顆粒間隙，吸收面積增大后，藥液吸收速度加快，血糖由此在更短時(shí)間內(nèi)平穩(wěn)，另外，注射全程無針頭參與，免去有針帶來的斷針感染或新發(fā)硬結(jié)的風(fēng)險(xiǎn)。

無針注射器可以使接受胰島素治療的糖尿病患者不再懼怕打針，從根本上提高胰島素治療的積極性，基于無針給藥技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，還可穩(wěn)定血糖，減緩甚至避免并發(fā)癥發(fā)生，進(jìn)而節(jié)省患者個(gè)人和國(guó)家的醫(yī)療資源、緩解因糖尿病并發(fā)癥帶來的一系列經(jīng)濟(jì)問題。 

針對(duì)無針注射器的有效性及安全性的探討，由北京人民醫(yī)院內(nèi)分泌主任紀(jì)立農(nóng)教授領(lǐng)銜，全國(guó)10個(gè)三甲醫(yī)院為中心，427例患者入組，以國(guó)產(chǎn)“快舒爾”無針注射器為注射器具的無針注射胰島素“FREE研究”結(jié)果也已經(jīng)在2019年ADA年會(huì)成功發(fā)布。

研究結(jié)果顯示“與有針注射胰島素相比，無針注射HbA1c較基線變化非劣效于胰島素筆組，并且在具有統(tǒng)計(jì)學(xué)優(yōu)效和臨床優(yōu)效”的同時(shí)，“無針注射胰島素，與胰島素筆注射相比，胰島素使用劑量更少”。 “患者的治療依從性提高可以幫助臨床醫(yī)生加強(qiáng)對(duì)患者的管理。”紀(jì)立農(nóng)教授認(rèn)為。

據(jù)介紹，目前無針注射國(guó)內(nèi)主要深耕企業(yè)為快舒爾醫(yī)療，覆蓋全國(guó)數(shù)千余家醫(yī)院，近百萬(wàn)用戶受益，并在2021年底進(jìn)入北京醫(yī)保甲類。