Robot bruger kunstig intelligens og billeddannelse til at trække blod

Rutgers ingeniører har skabt en bordplade enhed, der kombinerer en robot, kunstig intelligens og nær-infrarød og ultralydsbilleddannelse til at trække blod eller indsætte katetre for at levere væsker og lægemidler.

Deres seneste forskningsresultater, offentliggjort i tidsskriftet Nature Machine Intelligence , tyder på, at autonome systemer som den billedstyrede robotenhed kunne overgå mennesker på nogle komplekse medicinske opgaver.

Medicinske robotter kunne reducere skader og forbedre effektiviteten og resultaterne af procedurer, samt udføre opgaver med minimalt tilsyn, når ressourcerne er begrænsede. Dette ville give sundhedspersonale mulighed for at fokusere mere på andre kritiske aspekter af medicinsk behandling og gøre det muligt for akutmedicinske udbydere at bringe avancerede interventioner og genoplivningsindsatser til fjerntliggende og ressourcebegrænsede områder.

"Ved at bruge frivillige, modeller og dyr, vores team viste, at enheden nøjagtigt kan lokalisere blodkar, forbedring af succesrater og proceduretider sammenlignet med ekspert sundhedspersonale, især med svært tilgængelige blodkar, " sagde seniorforfatter Martin L. Yarmus, Paul &Mary Monroe Chair &Distinguished Professor i Department of Biomedical Engineering i School of Engineering ved Rutgers University-New Brunswick.

At få adgang til vener, arterier og andre blodkar er et kritisk første skridt i mange diagnostiske og terapeutiske procedurer. De inkluderer at tage blod, administration af væsker og medicin, introduktion af enheder såsom stents og overvågning af sundhed. Rettidigheden af ​​procedurer kan være kritisk, men det kan være ret udfordrende at få adgang til blodkar hos mange mennesker.

Fejl forekommer i anslået 20 procent af procedurerne, og vanskelighederne øges hos mennesker med små, snoet, rullende eller kollapsede blodkar, som er almindelige i pædiatrien, ældre, kronisk syge og traumepatienter, siger undersøgelsen. I disse grupper, den første stiks nøjagtighed er under 50 procent, og mindst fem forsøg er ofte nødvendige, fører til forsinkelser i behandlingen. Blødningskomplikationer kan opstå, når større tilstødende arterier, nerver eller indre organer er punkteret, og risikoen for komplikationer stiger markant med flere forsøg. Når nærliggende blodkar er utilgængelige, mere invasive tilgange såsom central venøs eller arteriel adgang er ofte påkrævet.

Robotenheden kan præcist styre nåle og katetre ind i små blodkar med minimal overvågning. Den kombinerer kunstig intelligens med nær-infrarød og ultralydsbilleddannelse for at udføre komplekse visuelle opgaver, herunder at identificere blodkarrene fra det omgivende væv, at klassificere dem og vurdere deres dybde, efterfulgt af bevægelsessporing. I andre offentliggjorte værker, forfatterne har vist, at enheden kan tjene som en platform til at fusionere automatiseret blodudtagning og nedstrømsanalyse af blod.

Næste trin omfatter mere forskning om enheden i en bredere vifte af mennesker, inklusive dem med normale og svære blodkar at få adgang til.

"Ikke kun kan enheden bruges til patienter, men det kan også modificeres til at trække blod i gnavere, en procedure, der er ekstremt vigtig for lægemiddelforsøg på dyr i medicinal- og bioteknologiindustrien, " sagde Yarmus.