陳 杰，魏 強

（南京市急救中心，江蘇 南京 210003）

0 引言

智能人工技術(shù)近年來發(fā)展迅猛，人工智能具有自主學(xué)習(xí)和自動控制功能。此外，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高水平的人機、腦機相互協(xié)同和融合成為智能人工技術(shù)重要功能的開發(fā)方向，由此產(chǎn)生了應(yīng)用廣泛的多功能人工智能機器人。這類智能機器人不同于以往的自動化設(shè)備，而是作為具有互動功能的輔助設(shè)備介入各項領(lǐng)域的。本文側(cè)重從醫(yī)療領(lǐng)域來闡述人工智能機器人的導(dǎo)診、醫(yī)療、手術(shù)、護(hù)理、康復(fù)功能，期望能從具體的技術(shù)應(yīng)用中預(yù)測人工智能的發(fā)展前景，為后續(xù)研究提供佐證。

1 機器人在我國醫(yī)療行業(yè)中的應(yīng)用分析

與其他行業(yè)的機器人相比，醫(yī)療行業(yè)對于機器人的專業(yè)性要求更高。從其應(yīng)用場景及功能上看，醫(yī)療機器人是指用于醫(yī)院輔助醫(yī)護(hù)人員開展相關(guān)診療工作的輔助型機器人。醫(yī)療機器人是基于大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)的產(chǎn)物。它通過深度學(xué)習(xí)，可以實現(xiàn)獨立的操作計劃編排，在實際運用的過程中，醫(yī)療機器人可根據(jù)實際情況對其執(zhí)行動作做出指引，最終完成相關(guān)工作。在醫(yī)療行為中，機器人根據(jù)其用途的不同可以分為醫(yī)療輔助機器人、遠(yuǎn)程醫(yī)療機器人、手術(shù)機器人、康復(fù)機器人、物流機器人、護(hù)理機器人、排查防控機器人、消毒機器人等［1］。

醫(yī)療機器人目前正處于高速發(fā)展的階段，我國智能感知、多模態(tài)人機交互、云計算等智能化技術(shù)不斷成熟，在人工智能技術(shù)方面與全球基本處于同一起跑線，特別是在圖像識別、語音識別、語義識別等多模態(tài)人機交互技術(shù)領(lǐng)域，部分已接近和達(dá)到全球領(lǐng)先水平，而人工智能與醫(yī)療業(yè)務(wù)深度融合的產(chǎn)品，近幾年更是層出不窮［2］。如醫(yī)療服務(wù)類機器人，醫(yī)院物流、患者服務(wù)、消毒感控等業(yè)務(wù)場景的機器人早已走向一線，其應(yīng)用效果、用戶滿意度較高，正為傳統(tǒng)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)向智慧化醫(yī)療的轉(zhuǎn)型助力。

2 醫(yī)療機器人在傳統(tǒng)醫(yī)療活動中的應(yīng)用分析

2.1 遠(yuǎn)程醫(yī)療導(dǎo)診機器人

遠(yuǎn)程醫(yī)療機器人的智能導(dǎo)診系統(tǒng)通過電子病歷獲取患者的基本信息，包括性別、年齡、病史等［3］。遠(yuǎn)程醫(yī)療機器人通過與患者的互動獲取患者的診療訴求及基本健康信息，結(jié)合其在院的歷史相關(guān)診療數(shù)據(jù)，為患者本次就診提供參考建議?；颊吲c遠(yuǎn)程醫(yī)療導(dǎo)診機器人的互動方法可以通過語音式交互來進(jìn)行，也可以通過患者主動輸入相關(guān)信息來進(jìn)行。在機器人的操作系統(tǒng)中，開發(fā)者會提前內(nèi)嵌類別頻數(shù)集、類別先驗概率集、特征屬性頻數(shù)集、特征屬性條件概率集等判斷方法，然后通過相關(guān)算法及知識庫來綜合判斷患者病情，同時為其提供治療方案，如果有需要，遠(yuǎn)程醫(yī)療導(dǎo)診機器人還可以為患者提供遠(yuǎn)程咨詢服務(wù)。遠(yuǎn)程醫(yī)療機器人的工作邏輯流程，如圖1所示。

圖1 遠(yuǎn)程醫(yī)療機器人的工作邏輯流程

2.2 手術(shù)醫(yī)療機器人

手術(shù)機器人是一種結(jié)合了醫(yī)學(xué)、力學(xué)、生物力學(xué)和信息學(xué)等多個學(xué)科的醫(yī)療設(shè)備［4］(見圖2）。利用計算機技術(shù)及大數(shù)據(jù)分析技術(shù)、人工智能技術(shù)集成的外科系統(tǒng)和醫(yī)療類機器人控制系統(tǒng)是組裝一套完整手術(shù)機器人的基礎(chǔ)要素。手術(shù)機器人用于輔助醫(yī)生在某些感官層面進(jìn)行外科手術(shù)，如在手術(shù)過程中涉及的視覺、聽覺、觸覺等方面。由機器人介入來協(xié)助醫(yī)生共同完成手術(shù)，會使手術(shù)的成功率更高，使手術(shù)對患者所造成的損害更低。

圖2 手術(shù)醫(yī)療機器人

2.3 護(hù)理醫(yī)療機器人

護(hù)理類智能醫(yī)療機器人具有視覺、聽覺、病癥記錄、遠(yuǎn)程傳輸數(shù)據(jù)等功能，并且護(hù)理機器人不需要休息，在工作過程中能夠長時間的持續(xù)監(jiān)護(hù)，通過自身的傳感器等進(jìn)行監(jiān)視，觀察監(jiān)護(hù)病人的生理特征信息，便于以后的針對性治療與分析［5］。護(hù)理機器人還可以在一些突發(fā)事件中擔(dān)當(dāng)緊急救護(hù)的任務(wù)。

2.4 康復(fù)醫(yī)療機器人

康復(fù)機器人技術(shù)致力于通過應(yīng)用機器人設(shè)備來了解和加快患者病情康復(fù)情況的一項技術(shù)?？祻?fù)機器人包括為協(xié)助不同的感覺運動功能而量身定制的機器人設(shè)備，例如手臂、手掌、腿、腳踝。當(dāng)前，行業(yè)內(nèi)開發(fā)了多種輔助治療訓(xùn)練的方案和評估患者的感覺運動表現(xiàn)(運動能力）系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)和方案中，機器人主要是作為輔助治療工具。經(jīng)研究，患者通常能較好地使用機器人進(jìn)行康復(fù)，并且研究發(fā)現(xiàn)其對于治療患有運動障礙(尤其是中風(fēng)）的患者而言是有效的輔助手段。

3 醫(yī)療機器人在疫情等突發(fā)公衛(wèi)事件中的應(yīng)用分析

近年來，各種突發(fā)疫情在全球范圍都時有發(fā)生，而每當(dāng)這些突發(fā)疫情發(fā)生的時候，人民群眾的生命財產(chǎn)安全及正常的社會秩序和經(jīng)濟(jì)發(fā)展都會受到較大的影響。就目前而言，在這些突發(fā)的公共衛(wèi)生事件面前，如何快速有效地做出響應(yīng)，對其進(jìn)行控制，是世界各國都面臨的一個重要問題。隨著機器人和人工智能技術(shù)的發(fā)展，復(fù)雜場景下的多類型應(yīng)急防控智能機器人應(yīng)運而生，在疾病防控、排查診斷、環(huán)境消殺、物資運送、醫(yī)療救治等環(huán)節(jié)中扮演著至關(guān)重要的角色［6］。在疫情防控工作中，物資匱乏、環(huán)境復(fù)雜、醫(yī)護(hù)人員不足是每次疫情防控面臨的最大難點，而機器人利用其機器特性可有效解決這些問題。在疫情防控的工作中，人們可以利用物資搬運機器人、消毒機器人、醫(yī)療輔助機器人來協(xié)助醫(yī)護(hù)工作人員開展疫情防控工作(見圖3）。而醫(yī)療機器人在疫情防控工作中的應(yīng)用可大大減輕醫(yī)護(hù)工作人員的工作壓力，緩解醫(yī)護(hù)人員不足的情況，降低醫(yī)護(hù)工作人員的感染率，提高疫情防控的工作效率。

圖3 多場景疫情應(yīng)急防控機器人及其應(yīng)用

3.1 醫(yī)療物資搬運機器人

以此次新冠肺炎為例，武漢乃至全國都面臨的首要問題是應(yīng)急醫(yī)療物資短缺和醫(yī)療物資閉環(huán)配送［7］。在防控區(qū)域醫(yī)療應(yīng)急物資的運送，采用傳統(tǒng)的人工運送方式有極大的局限性。而醫(yī)療物資搬運機器人有著更多的優(yōu)勢。

(1）超高運力。醫(yī)療物資搬運機器人運載量大，單次配送量可達(dá)上百公斤，大大減少了因多次運輸而耽誤的時間。

(2）靈活調(diào)度。醫(yī)療物資搬運機器人無需休息，全天工作，隨叫隨到，對于夜間物資配送也展現(xiàn)極高的配合度，契合院感防控的工作模式。

(3）避免交叉感染。后疫情時代，作為長期與病毒戰(zhàn)斗的一線醫(yī)院，醫(yī)療物資搬運機器人可有效降低因人工物資配送而產(chǎn)生的交叉感染風(fēng)險，保護(hù)醫(yī)護(hù)人員生命健康。

3.2 多場景下消毒機器人

在重大疫情的防治過程中，最重要的環(huán)節(jié)便是針對各種公共場所的消毒，以便于切斷傳染途徑。一般說來，消毒主要分為疫源地消毒和預(yù)防性消毒。疫源地消毒是指對有傳染源存在的隔離病房進(jìn)行消毒，以免病原體外傳；預(yù)防性消毒是指在未發(fā)現(xiàn)傳染源情況下，對可能被病原體污染的物品、公共場所和人體進(jìn)行消毒［8］。清潔消毒類機器人主要有兩大功能：一是通過路徑規(guī)劃自動巡航洗地消毒，不必驅(qū)散人群；二是通過紫外線與霧氣自動消毒，不但能在醫(yī)院的隔離病房、手術(shù)室、發(fā)熱門診等院內(nèi)消毒，還可廣泛應(yīng)用于地鐵站、機場、碼頭、道路、商場、人群密集地等公共場所消毒。針對不同場所的消毒要求不同，提供相應(yīng)的消毒力度。

3.3 醫(yī)護(hù)輔助機器人

醫(yī)療本身具有極高的衛(wèi)生等級和安全要求，尤其是在疫情防控這種特殊時期。機器人技術(shù)的發(fā)展，可以讓醫(yī)護(hù)人員的部分工作由機器人代替，從源頭上減輕醫(yī)護(hù)人員的感染風(fēng)險，并且，機器人代替醫(yī)護(hù)人員，也可以減少防護(hù)物資的消耗［9］。醫(yī)護(hù)輔助機器人的應(yīng)用使醫(yī)護(hù)人員短缺的情況得到很大程度的改善。通過醫(yī)護(hù)輔助機器人，可以使一些非必須人工參與的醫(yī)護(hù)場景交由機器人來處理，醫(yī)護(hù)輔助機器人可利用其強大的知識庫及算法為醫(yī)護(hù)工作人員提供相關(guān)幫助，比如：病人分診、引導(dǎo)、基本的血壓、脈搏、體溫測量等，甚至遠(yuǎn)程問診和病人病情的數(shù)據(jù)監(jiān)測等。

3.4 排查防控機器人

重大疫情來臨時，人員流調(diào)、風(fēng)險排查的任務(wù)都將耗費大量的人力物力。由于風(fēng)險區(qū)域的人員流動較大，涉及范圍較廣，對封控區(qū)、管控區(qū)、密接、次密接的人員的排查防控是一項非常重的任務(wù)，疫情的潛伏期長短和傳染性強度也直接關(guān)系著排查防控工作的效率。排查防控機器人可以幫助工作人員進(jìn)行防疫宣傳、外來人員登記、排查、巡邏、巡檢，對人員進(jìn)出來往進(jìn)行監(jiān)控，有異常信息及時上報。

南京市急救中心在疫情防控期間建設(shè)的洗消中心率先投入了洗消機器人和醫(yī)療物資搬運機器人，不但減輕了洗消中心監(jiān)督員的消殺工作，并且從轉(zhuǎn)運車輛進(jìn)入消殺區(qū)到安全區(qū)實現(xiàn)了全閉環(huán)操作和管理。

4 結(jié)語

這次疫情給全社會做了一次深刻的公共衛(wèi)生安全教育，更多人意識到，機器人除了能應(yīng)對招人難、招人貴等問題，還具備解決公共衛(wèi)生安全問題的能力。人工智能、5G、大數(shù)據(jù)等新基建技術(shù)在醫(yī)療行為中的應(yīng)用越來越廣泛，醫(yī)療機器人與傳統(tǒng)的醫(yī)護(hù)人員之間既各司其職，又相輔相成。疫情之下，為避免人與人之間的近距離接觸感染，提高防疫效率，各類服務(wù)機器人扮演著不同的角色，尤其是在體感檢測、配送、送餐、消毒殺菌、手術(shù)等場景中，機器人可以有效地替代人員進(jìn)行作業(yè)，減少和降低不必要的風(fēng)險［10］。

在疫情面前，迅速開展救治與防護(hù)是積極的應(yīng)對手段。每個人都應(yīng)該盡自己所能為國家做貢獻(xiàn)，大至一線人員的日夜奮戰(zhàn)，小至個人自主居家隔離。如今，醫(yī)療技術(shù)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的攻關(guān)進(jìn)步，人工智能的出現(xiàn)及應(yīng)用，都將為國家打贏疫情防控阻擊戰(zhàn)提供助力。相信未來機器人的應(yīng)用深度和廣度遠(yuǎn)不止于此，將會朝著更智能、更多元化的場景創(chuàng)新迭代，實現(xiàn)整體任務(wù)自動化、柔性化、萬物互聯(lián)化、應(yīng)用精細(xì)化發(fā)展。

（編輯 李春燕）