机器人系统控制COVID-19患者呼吸机

机器人系统可以帮助医院保存防护装备，限制工作人员接触COVID-19，并为临床工作提供更多时间。

资料来源:威尔·柯克，约翰·霍普金斯大学

该系统由约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University)和医学研究人员的一个团队开发，目前仍在测试中，但初步试验已经证明，该系统可以帮助医院保存防护装备，限制工作人员接触COVID-19，并为临床工作提供更多时间。

自今年3月以来，这项发明的迅速发展是来自惠廷工程学院(Whiting School of Engineering)的机器人研究人员和约翰·霍普金斯医学院(Johns Hopkins Medicine)呼吸系统临床工作人员合作的结果，他们共同努力，解决疫情期间出现的最棘手的治疗问题之一。机器人学教授拉塞尔·泰勒(Russell Taylor)说:“当危机开始变得非常严重时，我们开始考虑我们可以做些什么来帮助他们。”泰勒专门研究计算机集成介入医学，并监督了这项工作。“非常明显的需求之一是，在重症监护病房用呼吸机为患者提供护理是一项挑战。”

约翰·霍普金斯医院(Johns Hopkins Hospital)成人呼吸疗法主任赛义德·h·曼佐尔(Sajid H. Manzoor)亲眼目睹了这些挑战。曼佐尔说:“在COVID-19疫情高峰期，我们面临的两个最严峻的挑战是人员配备和个人防护装备。

在大流行早期，在与约翰·霍普金斯大学和马里兰大学的机器人研究人员和医务人员举行的头脑风暴会议上，就发现了这种需求。与会者指出，在提供可能受益于机器人解决方案的护理方面存在几个瓶颈，包括检测病人、消毒和清洁以及操作ICU呼吸器。

这次大流行引发了高传染性、需要呼吸机、输液泵和其他辅助设备的重症监护患者的大规模激增。对他们的治疗要求医院工作人员每次进入病房时都要更换防护装备，即使是对机器进行微小的调整。

这一过程消耗了有限的个人防护装备，浪费了医务人员的宝贵时间。此外，由于保安程序要求增加一名人员协助更换防护服、手套、口罩和其他装备，因此工作人员人手不足。“这种远程控制系统将成为我们一线临床医生的力量倍增器，”协助该项目的呼吸治疗师Jonathan Cope说。“能够节省时间，为更多的患者提供更多的护理，将在我们面临大流行期间患者大量增加的情况下带来巨大的回报。”

在3月的一次头脑风暴会议上，霍普金斯大学和密歇根大学的研究人员和临床医生采纳了马里兰大学休克创伤中心的萨拉·穆尔蒂提出的远程控制的想法。密歇根大学学生Misha Khrenov——在机械工程教授Axel Krieger的指导下工作，他于7月加入霍普金斯大学——和约翰霍普金斯大学LCSR研究的科学家Balázs P. Vágvölgyi建造了工作原型。

机器人装置被固定在通风机的触摸屏上，顶部边缘有一个固定的水平杆。杆作为一个固定的轨道，两个连接的垂直杆来回移动，延伸到屏幕的全部高度。当垂直条在屏幕上扫过时，它们携带的触控笔会根据指令上下移动，类似于蚀刻草图(Etch a Sketch)沿着X-Y轴移动绘图工具。连接顶部栏的摄像头将屏幕图像发送到房间外操作员的平板电脑上。

在约翰·霍普金斯医院生物隔离病房最近的一次测试中，Cope用这种药片改变了连接在隔壁房间的人体模型上的呼吸机所输送的氧气百分比和容量。他说:“无论是Covid还是下一次大流行，永远都需要这样做。”“未来几年，它肯定会被送进重症监护室。”