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物流機器人服務醫院 助護士時刻守護病人減少意外

2018年01月31日 10:36 | 作者:郭路瑤 | 來源:中國青年報
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在川流不息的手術區走廊里,一個白色箱狀機器正不疾不徐地來回穿梭。它熟練地拐彎,側身避開障礙物,向著發出配送申請的手術室前進。

“已到達43號手術室,請巡回護士取走耗材。”抵達手術室門外后,聲音從這臺米白色塑料外殼的機器中傳出。等待間隙,它哼起“一閃一閃亮晶晶”的小曲。護士開門、刷卡、以最快的速度取走盒裝耗材,幾乎沒正眼瞧它。機器稍作調整,扭過身子,啟動返程。

在華中科技大學同濟醫學院附屬協和醫院(以下簡稱“武漢協和醫院”),這臺物流機器人是手術區醫護人員的新同事。它已上崗一年多,完全包攬了從庫房向手術室配送高值耗材的任務。

工作人員給它取了個動畫片中醫療機器人的名字——“大白”。湊近看,它的長相卻樸實得讓人失望——身高1.25米,方方正正,分明像個呆頭呆腦的空氣凈化器,只不過會自個兒走路而已。

剛開始,許多外科大夫會好奇地打量這個“科技怪物”。戴著藍帽子、白口罩的醫生在走廊里停下來,摸摸它的腦殼,和它合影留念。有的大夫故意為難它,在它的面前晃來晃去,看它能否設法繞開。

這個家伙上崗一年多后,再也沒人覺得它有啥特別。來往的護士對它熟視無睹,“不過是個普通同事”。操作庫房系統的大哥嫌這位新人有點聒噪,將它的臺灣軟糯腔換成了公務腔,關掉了所有非必要的提示音。大家希望,這位工作伙伴少說多做,和人類同事一樣。

未來,在武漢協和醫院,它將學習上下電梯,進出電動門。不僅在手術室,甚至在門診科室和病房間穿梭。這家醫院計劃未來引入更多的大白機器人,將醫院里大部分需要日常搬運的活計,都托付給它們。

有人稱,數量多達900萬個的機器人,是地球上新崛起的“物種”,它們已從科幻片步入晝夜黑燈的工廠。但當它們出現在生活場景中,仍不夠實用。近幾年,在人來人往的醫院,它們終于找到了真正的用武之地。

同中國絕大多數繁忙的三甲醫院一樣,武漢協和醫院有著長長的手術患者等待名單。這里有兩層手術區、45間手術室,一年超過10萬臺手術依次在此進行。在手術室外淡綠色墻壁的走廊上,醫護人員總是步履匆匆,兩個大白機器人也不例外。它們不是在路上奔波,就是在庫房的充電端口隨時待命。

一旦有手術室發出配送申請,大白會快速移動至放置耗材的貨架前。工作人員掃描證件,打開大白的肚子,將耗材放入其中。刷臉和刷指紋也是可行的認證方式,但為了工作交接方便,大家選擇刷卡。

從庫房移動到指定手術室,大白平均需要1.75分鐘,比人類護士快了3分多鐘。它們每天往返庫房和手術室140趟,工作量相當于4個人類配送員。

據武漢協和醫院手術室總護士長高興蓮回憶,大白沒入駐前,領取高值耗材的任務,落在巡回護士身上。每臺手術配備兩名護士,一名負責給主刀醫生遞器械,一名負責看護病人,并處理術中雜務。理論上,巡回護士須在手術前備齊所有耗材,但實際上,醫生經常根據術中需要臨時調整手術方案,巡回護士不得不親自去庫房取回耗材。

一臺手術,巡回護士經常要跑兩趟。這意味著,他們每天平均要在手術室和庫房的路上浪費40~60分鐘。有人統計,一個巡回護士一天要走2萬步。

更讓高興蓮放心不下的是,護士短暫離開的時間里,病人有突發意外的可能。

三四年前,劉勝林就開始琢磨這個問題。他是武漢協和醫院生物醫學工程研究室的副主任,長期關注機器人領域,常在網上瀏覽國外機器人視頻。

他和同事了解到,國外已有醫院用機器人配送藥物,但國內還沒有這類嘗試。他和領導商量好,決定找一家國內公司,共同研發一款適合自家醫院的物流機器人。

這款想象中的機器人原理并不復雜,和自動駕駛技術沒什么兩樣。

大白初生,只花了幾個月。一家名叫鈦米機器人的創業公司,設計研發出這款外表傻萌的機器人。它的主體結構相當簡單,就是一個能塞下200公斤重物的大肚兜。

秘密藏在外殼之下。在機器的各個側面,40個先進的傳感器埋伏其中,包括激光雷達、紅外、超聲、加速度計和姿態傳感器等。它們是大白的五官,能讓它像人類一樣感知周圍環境。

說起來,讓這個家伙學會走路并不難:帶著它在手術區逛上一圈,環境地圖便自動掃入它的腦中。連上無線網絡,大白將自動定位。遇到障礙物后,它能通過遍布全身的傳感器,準確探測障礙物的距離,并估算其深度。

實踐起來,讓一臺機器在手術區里自由穿梭,絕非易事。

手術區環境尤為復雜。它是醫院的“心臟”。醫護人員、金屬推車和醫療儀器,在狹長的走廊里涌進涌出,就像血管中擠搡著前進的細胞。

這里還有著極其嚴格的標準化要求。走廊墻壁由鋁板構成,無線信號不易穿透。改變任何環境設置都需嚴謹論證,不能像工廠一樣,在墻壁或地面設置標記,幫助機器定位。

更大的挑戰在于規劃路徑。大白要根據傳感器傳回的環境數據,實時建立模型,計算出避障的最優路徑。對人類來說,這無非是輕輕瞟了一眼后,神經元間激蕩出的直覺反應。

高興蓮記得,大白剛來工作時,遠不如現在機敏。在迷宮般的手術區,它常常走著走著就迷糊了。遇到人或手術車攔在面前,它茫然地左右打轉,找不到方向。有時,它干脆停下來,愣在原地。

這源于人類對無人駕駛機器的設定。遇到障礙物或稍微有點棘手的情境,它們都會用剎車停下來處理。大白身上能感知撞擊的傳感器數據顯示:在上崗的一年多里,它被撞過9次,但它一次也沒撞過別人。

為了讓大白可靠地完成配送任務,研發公司想了很多辦法。他們的核心團隊長期駐扎在武漢協和醫院,反復對機器和算法進行調整。

公司CEO潘晶告訴中國青年報·中青在線記者,遇到某些障礙時,大白受算法影響,感知的空間范圍有限,“還以為無路可走”。有時它停下來,已和障礙物挨得太近,對機器人來說,這情況不好處理。

經過多次大幅度調整算法,潘晶和團隊終于打開了大白的視野。前方有障礙物駛來時,它會預判對方的前進方向,然后主動側身,避免狹路相逢。

許多細微處也做了改進。手術室門打開的瞬間,大白曾被里面沖出的推車撞上。手術室護士建議給大白加上一段輕快的背景音樂,提醒緊張工作的人們——“我來啦”。

“從工程師的角度,一開始我們不能想象為什么要弄個背景音樂。”潘晶說。經過研發團隊和醫護人員反復磨合,新一代大白誕生。它能在手術區自由行走,輕巧避開各種障礙物。

隨著大白變得靠譜,人類同事對它的關注度急劇下降。當它在走廊中漫步時,壓根兒沒人會回頭。

高興蓮更看重的是,巡回護士可以時刻守在病人身邊了。這消除了他們離開時病人發生意外的風險。

大白替代人工配送后,耗材管理也更加精準。巡回護士刷卡取出高值耗材的瞬間,系統會自動記錄它的運輸和使用情況,并且同步到病人的賬目系統上。庫房人員不再需要耗費大量時間在貨架上清點耗材。

如果耗材過期,大白則會在掃描時發出警告,拒絕配送。過去,這完全依賴于巡回護士的人工檢查——拆封時,他們得在手術室內向主刀醫生高聲朗讀藥品名和失效日期。

未來,在武漢協和醫院,大白們還將走出手術區。

它們可能會奔走在消毒供應室與手術室之間,在它們的抽屜或拖車里,將塞著手術器械包、醫用被服或藥品。條件允許的話,它們還會走進科室,幫護士配送靜脈用藥。高興蓮期待,它們走進環境最為復雜的病房,直接為病人服務。

在美國多家醫院,這已成現實。硅谷一家有著300張病床的公立醫院,讓機器人承擔了80%的日常配送工作。它們在不同的樓層間游走,有的負責去病房派送食物和藥品,有的身后拖著橘黃色的醫用垃圾桶。

要實現這一目標,得讓大白學會使用電梯。在潘晶看來,在技術上這一點也不難,機器人搭乘電梯比人類還輕松。它們壓根兒不需要踮腳、費勁地按下金屬按鈕,或發出任何語音指示。

唯一要做的,是讓機器人和電梯的信號系統相連。一個暗號,就懂了彼此。用行話說,這叫“握手”。

有了醫療機器人,并不意味著醫生護士即將下崗。

在現階段,對醫院管理者來說,人手緊缺是更現實的問題。為了緩解護士的工作壓力,高興蓮每年“強迫”他們休年假。但幾乎每個工作日,他們都忙得團團轉,“雙腳難得同時落地”。

一臺達芬奇手術機器人,3年前在武漢協和醫院上崗。醫生坐在操作臺中,通過極其精細的機械臂,讓手術器械尖端與雙手同步。它為每臺手術節省了至少兩名醫護人員。在上海交通大學醫學院附屬仁濟醫院,機器人走進了被隔離的核醫學科病房,它能為接受了放射性療法的患者量體溫、測血壓,詢問病情。

更多功能的醫療機器人尚在路上。盡管隨著人工智能技術的發展,“機器人”成了越來越火的概念,但在潘晶看來,機器人至少要能移動、能改變物理環境。不少醫院大廳中機器人外形的導醫系統,在他眼中不算真正的機器人。

能給病人端茶送水、背他們上樓梯的服務機器人,還停在研究者的實驗室中。真正讓它們進入日常場景,還有很長的路要走。外界環境復雜的場景和差異化的需求,是制約它們的關鍵因素。

好消息是,一家研究機構預計,到2020年,全球約四分之一的醫院將部署機器人。

高興蓮一直在推動手術室智能化。不過,在她看來,機器人不可能完全取代醫護人員。

“病人特別需要人,那種人與人交流的感覺,一個眼神一個動作,機器取代不了。”高興蓮舉例說,進手術室前,很多病人會緊張。在她管理的手術室,護士會握一握病人的手,摸一摸他們的額頭,在術中為他們保暖。

在高興蓮看來,人類護士給予同類的這種溫度,機器人可能永遠模擬不出。

編輯:趙彥

關鍵詞:物流機器人 服務醫院 護士 守護病人

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