美國(guó)正在將機(jī)器人與醫(yī)學(xué)相結(jié)合來抗擊新型傳染病

美國(guó)衛(wèi)生機(jī)構(gòu)的高級(jí)官員警告說，美國(guó)爆發(fā)冠狀病毒（COVID-19）疫情只是時(shí)間早晚的問題，而只靠專門的口罩和呼吸器，或者罐頭食品以及高樂氏的清潔用具，不足以抗擊全球性疫情。像COVID-19這樣的病毒爆發(fā)突顯了新的醫(yī)療技術(shù)在抗擊新型傳染病傳播方面可以發(fā)揮的越來越大的作用，特別是來自機(jī)器人領(lǐng)域的想法。

美國(guó)德克薩斯農(nóng)工大學(xué)雷神計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院教授羅賓·墨菲博士（Robin Murphy）說：“極端情況讓我們重新思考如何做事?！?014年德克薩斯州的埃博拉疫情爆發(fā)是這種病毒在美國(guó)首次爆發(fā)，導(dǎo)致墨菲和其他人進(jìn)行了多年的應(yīng)急響應(yīng)研究，并將機(jī)器人技術(shù)與醫(yī)學(xué)相結(jié)合，以幫助限制這種高傳染性疾病的傳播途徑。

墨菲博士說，盡管如此，改變的還不夠多。來自機(jī)器人世界的瘋狂想法吸引了人們的注意，但像墨菲這樣的醫(yī)療專家專注于更基本的自動(dòng)化解決方案，比如在不影響人類就業(yè)情況下利用機(jī)器人為感染患者進(jìn)行常規(guī)醫(yī)療診斷和護(hù)理工作，以解放醫(yī)務(wù)人員，讓他們可以將更多時(shí)間花在直接護(hù)理上，同時(shí)降低感染風(fēng)險(xiǎn)。

使極端醫(yī)學(xué)成為常態(tài)

想想能夠幫助更換靜脈輸液袋或采集患者樣本的機(jī)器人，這需要精細(xì)的操作，而這些操作在沉重而炎熱的防護(hù)裝備下更難執(zhí)行。墨菲博士說：“僅僅更換靜脈注射袋就有感染的風(fēng)險(xiǎn)。有些工作已經(jīng)成為常態(tài)，我們認(rèn)為它們是理所當(dāng)然的，那我們?yōu)槭裁床话阉鼈冏詣?dòng)化呢？“

可以自動(dòng)循環(huán)執(zhí)行各種醫(yī)療操作的病床，可以執(zhí)行醫(yī)療保健專業(yè)人員在穿戴防護(hù)裝備并專注于更高優(yōu)先級(jí)項(xiàng)目時(shí)難以完成的工作。設(shè)計(jì)用于處理生物危險(xiǎn)廢物、凈化房間和救護(hù)車的機(jī)器人也是在應(yīng)對(duì)疫情風(fēng)險(xiǎn)經(jīng)驗(yàn)不斷增加的時(shí)代誕生的新想法。墨菲博士稱：“為什么要浪費(fèi)真人搬垃圾呢？為什么要派護(hù)士來?yè)Q床位呢？現(xiàn)在我們不認(rèn)為機(jī)器人是看起來像狗或人形的東西，病床本身就可以被打造為機(jī)器人?！?/p>

美國(guó)斯坦福醫(yī)療保健公司的首席醫(yī)療顧問愛德華·達(dá)姆羅斯博士(Edward Damrose)認(rèn)為，在某種程度上，機(jī)器人已經(jīng)存在，并在我們的醫(yī)療系統(tǒng)中發(fā)揮著作用，盡管許多人并不知道這一點(diǎn)。在斯坦福醫(yī)療保健公司經(jīng)營(yíng)的醫(yī)院，醫(yī)生的診斷和建議可以通過遠(yuǎn)程醫(yī)療完成，機(jī)器人正在將補(bǔ)給和亞麻布送到病房。

斯坦福醫(yī)療中心的靜脈注射袋是無線連接到網(wǎng)絡(luò)上的，可以遠(yuǎn)程編程，盡管該系統(tǒng)不包括墨菲博士設(shè)想的機(jī)器人換包設(shè)計(jì)。Leaf Healthcare公司開發(fā)的傳感器在斯坦福醫(yī)院被用來提示護(hù)理人員轉(zhuǎn)身或運(yùn)送病人。Xenex的UV消毒機(jī)器人用于高傳染性的感染室，那里存在著有毒的有機(jī)體。

達(dá)姆羅斯博士說：“我有一種預(yù)感，這些可能會(huì)成為新的醫(yī)療標(biāo)準(zhǔn)?？纯纯股匚C(jī)，看看這些生物是如何適應(yīng)消毒劑和抗生素的。用手打掃房間是沒有意義的，未來的病房可能都會(huì)有紫外線清潔機(jī)器人?！?/p>

但達(dá)姆羅斯博士表示，由于醫(yī)生沒有太多時(shí)間，護(hù)士仍然經(jīng)常執(zhí)行許多體力勞動(dòng)，以及接受培訓(xùn)的住院醫(yī)生有其他優(yōu)先事項(xiàng)，顯然醫(yī)院是尋找機(jī)器人替代品的絕佳地方。他還說，身穿防護(hù)服的人類將始終可用，并需要進(jìn)行救生或危重護(hù)理，但簡(jiǎn)單的護(hù)理可以由機(jī)器人處理，并降低“病毒感染和擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)”。

德克薩斯州農(nóng)工大學(xué)工程推廣服務(wù)緊急服務(wù)培訓(xùn)研究所(TEEX)的副主任杰森·莫茨博士（Jason Moats）表示，溢出事件的傳播風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生得越來越頻繁。TEEX是為急救人員、應(yīng)急管理人員和當(dāng)?shù)卣賳T提供的最大培訓(xùn)機(jī)構(gòu)之一。去年，這里培訓(xùn)了來自100多個(gè)國(guó)家的20多萬人。

莫茨博士說：“機(jī)器人完成的任務(wù)并不意味著不重要，比如四處轉(zhuǎn)移病人。它可能是個(gè)Roomba大小的小型機(jī)器人，掛在床上即可?！?0多年來，莫茨始終在為美國(guó)培訓(xùn)緊急事件的響應(yīng)人員和應(yīng)急管理人員，以應(yīng)對(duì)包括傳染病在內(nèi)的災(zāi)難。更具體地說，自2014-15年埃博拉疫情爆發(fā)以來，他一直在加強(qiáng)應(yīng)對(duì)技術(shù)。

他說：“我們?yōu)閼?yīng)對(duì)這些新的危機(jī)帶來了專門的設(shè)備，但如果我們有了專門設(shè)備，最好能把它整合到日常操作中去，然后它會(huì)變成制度化并被采納。如果我們能教機(jī)器人瞄準(zhǔn)武器，我們就能教它瞄準(zhǔn)一瓶消毒劑。”

美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程和急救醫(yī)學(xué)教授勞雷爾·里克博士(Laurel Riek)表示，在最近的埃博拉疫情爆發(fā)期間，醫(yī)護(hù)人員有時(shí)可能會(huì)花一個(gè)多小時(shí)穿上防護(hù)裝備。雖然這有助于提高安全性，但可能耽誤更多寶貴時(shí)間，使他們無法及時(shí)治療患者。即使有了嚴(yán)格的方案，也有些醫(yī)護(hù)人員被感染和死亡，這種情況在COVID-19疫情中反復(fù)出現(xiàn)。

里克博士稱，使臨床醫(yī)生能夠控制移動(dòng)機(jī)械手的系統(tǒng)，例如具有抓取和操作對(duì)象能力的移動(dòng)機(jī)器人，成本正越來越便宜。同時(shí)擔(dān)任加州大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)療機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室主任的里克還說：“設(shè)計(jì)良好的機(jī)器人可能有助于降低醫(yī)護(hù)人員的風(fēng)險(xiǎn)，他們已經(jīng)處于工作場(chǎng)所受傷的高風(fēng)險(xiǎn)之中?！睓C(jī)器人可以用來記錄生命體征，提供舒適的護(hù)理，并執(zhí)行一些送貨和清潔任務(wù)。但墨菲博士說，不要認(rèn)為很快就會(huì)有“機(jī)器人像抽血員那樣向靜脈注射針頭”。

從埃博拉疫情中吸取經(jīng)驗(yàn)

無國(guó)界醫(yī)生組織的成員經(jīng)常出現(xiàn)在全球病毒爆發(fā)的前線，他們始終在權(quán)衡如何將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到疫情護(hù)理中。參與西非埃博拉疫情的無國(guó)界醫(yī)生組織公共衛(wèi)生專家阿曼德·斯普雷徹博士(Armand Sprecher)說：“我們經(jīng)常錯(cuò)失在疫情爆發(fā)期間進(jìn)行創(chuàng)新的機(jī)會(huì)，因?yàn)槟菚r(shí)候很難做到創(chuàng)新。機(jī)器人開發(fā)只是這方面的另一種形式，在疫情爆發(fā)之間保持研發(fā)勢(shì)頭(和資金)可能是一大挑戰(zhàn)?！?/p>

斯普雷徹博士還說，無國(guó)界醫(yī)生組織確實(shí)使用無人機(jī)執(zhí)行某些運(yùn)輸任務(wù)，但它還沒有在地面使用機(jī)器人技術(shù)，盡管它對(duì)這種潛力感興趣。一個(gè)原因是：隨著過去埃博拉疫情的擴(kuò)散，需求超出了該組織的能力。他說：“這種未得到處理的痛苦令人痛心，也是一種挑戰(zhàn)。機(jī)器人的價(jià)值似乎在于它們不會(huì)受到感染的風(fēng)險(xiǎn)，也不會(huì)受到熱應(yīng)激的限制(人類可能很難長(zhǎng)時(shí)間穿防護(hù)服)?！?/p>

機(jī)器人還可以更安全的方式處理樣本和執(zhí)行診斷程序，而不必讓人類冒著被感染的危險(xiǎn)前往偏遠(yuǎn)地區(qū)，這些地區(qū)還沒有達(dá)到現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)水平。斯普雷徹說：“人類是導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)室錯(cuò)誤的一個(gè)重要因素，所以在可能的情況下把他們移走通常是個(gè)好主意。診斷需要精確度、對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注和足夠的耐心，以便每次都能以同樣的方式做事情。機(jī)器人在這方面很在行?！?/p>

但為無國(guó)界醫(yī)生組織自動(dòng)化太多醫(yī)療任務(wù)會(huì)帶來一系列特殊的風(fēng)險(xiǎn)，該機(jī)構(gòu)雇傭了大量當(dāng)?shù)貑T工，作為在世界各地偏遠(yuǎn)地區(qū)建立社區(qū)信任的一部分。斯普雷徹博士說：“如果我們排斥他們而偏愛機(jī)器人，我們就剝奪了他們的某些自我效能感，也是社區(qū)通過參與來了解正在發(fā)生的事情的一個(gè)重要途徑。”

斯普雷徹補(bǔ)充說：“新病原體的爆發(fā)導(dǎo)致外來者穿著奇怪的衣服出現(xiàn)，而許多人卻在死去，這引發(fā)了一系列謠言，其中許多關(guān)于穿著滑稽衣服的邪惡分子到底在干什么的猜測(cè)?，F(xiàn)在是引入新奇和創(chuàng)新工具的棘手時(shí)刻。這并不是說不能這樣做，但這樣做必須謹(jǐn)慎、透明，并就自己的所作所為進(jìn)行溝通?！?/p>

遠(yuǎn)程醫(yī)療與傳染病

在美國(guó)華盛頓州埃弗雷特的普羅維登斯地區(qū)醫(yī)療中心，來自InTouch Health的名為Vici的遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人被用于護(hù)理美國(guó)首例COVID-19感染患者，InTouch Health是正在被Teladoc Health收購(gòu)的公司。這輛看起來簡(jiǎn)單、細(xì)長(zhǎng)的金屬手推車有一個(gè)鍵盤肚臍，一個(gè)平板電腦作為胸部，前額部位安裝有攝像頭，允許醫(yī)生與患者進(jìn)行隔離交流。

普羅維登斯圣約瑟夫健康公司(Providence St.Joseph Health)的首席醫(yī)療技術(shù)官托德·查爾托斯基(Todd Chaartoski)說：“你不會(huì)想讓更多的人成為潛在的傳染媒介。”該公司經(jīng)營(yíng)著包括埃弗雷特在內(nèi)的51家醫(yī)院，以及八個(gè)州總共120家醫(yī)院的90多個(gè)臨床項(xiàng)目。

三家初級(jí)保健服務(wù)提供商每天對(duì)COVID-19患者使用遠(yuǎn)程醫(yī)療機(jī)器人。查爾托斯基說：“這主要用于交流，與病人交談，傾聽他們的心肺，同時(shí)也與房間里的護(hù)理人員交流。這只會(huì)讓人們不用進(jìn)進(jìn)出出病房。我們?nèi)匀徊坏貌蛔屪o(hù)士穿上合適的設(shè)備，但機(jī)器人讓我們更容易用數(shù)字聽診器聽心肺，并與患者交談，而不必每天多次穿上防護(hù)服?！?/p>

在對(duì)醫(yī)療系統(tǒng)能否有效應(yīng)對(duì)COVID-19的擔(dān)憂中，美國(guó)衛(wèi)生與公眾服務(wù)部部長(zhǎng)亞歷克斯·阿扎爾(Alex Azar)日前表示，美國(guó)有呼吸機(jī)和口罩庫(kù)存，但不足以應(yīng)對(duì)冠狀病毒爆發(fā)，疾控中心概述了一旦爆發(fā)疫情，學(xué)校和企業(yè)關(guān)閉將是什么樣子。而遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)是查爾托斯基認(rèn)為可以迅速擴(kuò)大規(guī)模的解決方案之一。

查爾托斯基說：“當(dāng)疫情爆發(fā)時(shí)，我們也會(huì)陷入苦苦掙扎的境地。但目前看來，遠(yuǎn)程醫(yī)療不會(huì)成為最大的擔(dān)憂。在家庭、ICU和其他地方，它被設(shè)計(jì)為可擴(kuò)展的。它不像iPhone那樣無處不在，但它們的理念是一樣的，所以它有很多端點(diǎn)。如果我們被迫對(duì)遠(yuǎn)程醫(yī)療的巨大需求做出反應(yīng)，我認(rèn)為我們可以做到?！?/p>

在這幾天道瓊斯工業(yè)平均指數(shù)暴跌的情況下，Zoom Video Communications是為數(shù)不多的股市贏家之一。投資者押注，隨著越來越多的企業(yè)會(huì)允許員工遠(yuǎn)程辦公，這導(dǎo)致對(duì)其服務(wù)的需求將繼續(xù)增長(zhǎng)，不僅是在醫(yī)療領(lǐng)域，而是方方面面都是如此。

查爾托斯基認(rèn)為，盡管該組織的初級(jí)保健醫(yī)生團(tuán)隊(duì)在治療目前的冠狀病毒患者時(shí)依賴的是Vici機(jī)器人，但最終硬件并不是未來最重要的創(chuàng)新，最大的創(chuàng)新將是核心連接。查爾托斯基認(rèn)為，InTouch TV將是最廣泛采用的設(shè)備。他說：“這就是亞馬遜的FiresTIck或谷歌Chromecast，這是一款插在棒子上的HDMI電腦，可以插到任何有HDMI端口的電視上。你可以裝上變焦攝像頭和麥克風(fēng)，它就能把任何電視變成遠(yuǎn)程醫(yī)療門戶?！?/p>

普羅維登斯圣約瑟夫健康公司目前在機(jī)器人手推車和電視之間部署了200個(gè)遠(yuǎn)程醫(yī)療端點(diǎn)，這是最具成本效益的舉措，因?yàn)樗鼈兛梢苑旁谌魏畏块g里，價(jià)格低廉。該公司經(jīng)營(yíng)的醫(yī)院正在將整個(gè)重癥監(jiān)護(hù)病房轉(zhuǎn)換為InTouch TV。無論是與InTouch還是其他供應(yīng)商合作，這都是該領(lǐng)域的發(fā)展方向。查爾托斯基說：“在未來的任何地方，醫(yī)院的病房里都會(huì)有虛擬訪問。你可以用它與你所愛的人、不想暴露在危險(xiǎn)中或在遠(yuǎn)方的家人交談，同時(shí)為患者與醫(yī)生之間建設(shè)置硬件連接。”

虛擬醫(yī)療訪問正在快速增長(zhǎng)

查爾托斯基是個(gè)訓(xùn)練有素的神經(jīng)科醫(yī)生，他最初開始在中風(fēng)患者的診斷和治療中使用遠(yuǎn)程醫(yī)療，這是遠(yuǎn)程醫(yī)療最好的早期使用案例之一。他說：“如果我看到有中風(fēng)癥狀的人，我可以相當(dāng)快地用攝像頭檢查他們，告訴他們是否有左側(cè)無力和說話困難等癥狀，我可以查看CT掃描和實(shí)驗(yàn)室記錄，然后與急診室醫(yī)生共同做出決定?！?/p>

在普羅維登斯醫(yī)院，虛擬訪問正在蓬勃發(fā)展。這個(gè)非營(yíng)利性醫(yī)療系統(tǒng)在2019年完成了大約10萬次虛擬訪問。2012年，普羅維登斯每年進(jìn)行數(shù)百次遠(yuǎn)程醫(yī)療訪問，而且始終在快速增長(zhǎng)，從2016年的1.2萬人次增加到2018年的4.1萬人次，去年超過10萬人次。這一數(shù)字不包括在重癥監(jiān)護(hù)病房使用遠(yuǎn)程醫(yī)療的具體情況。

雖然去年記錄的10萬次虛擬訪問僅占普羅維登斯系統(tǒng)1000萬年訪問量的1%，但查爾托斯基表示，他關(guān)注的是快速增長(zhǎng)率。該組織預(yù)測(cè)，在未來三到五年內(nèi)，至少有10%的就診將使用遠(yuǎn)程醫(yī)療進(jìn)行，這一增長(zhǎng)可能高達(dá)就診總量的20%。查爾托斯基說：“幾年前，我們?cè)O(shè)定了年度增長(zhǎng)目標(biāo)，但我們每年都在超越這些目標(biāo)。生活中的一切都與智能設(shè)備捆綁在一起，除了醫(yī)療保健，這是我們需要努力的方向。”

達(dá)姆羅斯說，斯坦福大學(xué)初級(jí)保健部門的遠(yuǎn)程醫(yī)療就診人數(shù)也有所增加。 貝恩公司(Bain&Company)最近進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查預(yù)計(jì)，在接下來的兩年里，使用某種形式遠(yuǎn)程醫(yī)療的醫(yī)生將增加40%(從17%增加到57%)。在這一點(diǎn)上，遠(yuǎn)程醫(yī)療可以取代辦公室就診，因?yàn)樵S多常規(guī)的傳染病、高血壓、糖尿病和中風(fēng)診斷都在健康問題之列。

醫(yī)療保健創(chuàng)新進(jìn)展緩慢

貝恩全球醫(yī)療主管蒂姆·范·比森(TIm Van Biesen)表示，與消費(fèi)或零售等行業(yè)相比，醫(yī)療行業(yè)采用新技術(shù)的速度是出了名的慢，而且往往有很好的借口。存在監(jiān)管障礙，補(bǔ)償可能被濫用，這使得保險(xiǎn)公司在覆蓋新程序時(shí)猶豫不決。比森稱：“但它不會(huì)無限期地抵制在線滲透渠道?！?/p>

貝恩的調(diào)查表明，未來兩年將有更多的醫(yī)生使用遠(yuǎn)程醫(yī)療，但這并不意味著他們會(huì)在大多數(shù)患者身上使用遠(yuǎn)程醫(yī)療，比森預(yù)計(jì)遠(yuǎn)程醫(yī)療在患者中所占比例不會(huì)超過10%。但最終有很多理由讓患者使用這些服務(wù)，特別是后續(xù)預(yù)約中。比森指出：“人們從工作中抽出時(shí)間去等待45分鐘，這對(duì)日常生活造成了破壞，這就是為什么低收入社區(qū)的合規(guī)性特別難以維持的原因。即使它成本高昂，也意味著在患者參與方面向前邁出的一大步?！?/p>

大型醫(yī)療保健系統(tǒng)有動(dòng)力繼續(xù)朝著這個(gè)方向前進(jìn)，因?yàn)檫@意味著他們的資產(chǎn)(包括醫(yī)生)的利用率更高，這可以轉(zhuǎn)化為更好的財(cái)務(wù)業(yè)績(jī)。查爾托斯基說：“想一想傳統(tǒng)的醫(yī)院，在那里你付錢給神經(jīng)科醫(yī)生，讓他隨叫隨到。我們把這個(gè)概念放到云端。我們?yōu)槟銈兲峁┨摂M咨詢服務(wù)，而不是付錢給中風(fēng)醫(yī)生，讓他們?nèi)旌虼！被谠朴?jì)算的臨床服務(wù)（InTouch Health托管自己的私有云網(wǎng)絡(luò)），還可以幫助醫(yī)療系統(tǒng)解決美國(guó)醫(yī)生短缺的問題。預(yù)計(jì)到2032年，美國(guó)的醫(yī)生短缺將高達(dá)12.2萬名。

里克說：“在這個(gè)國(guó)家，我們面臨著醫(yī)療荒漠，每天都有成千上萬的人因?yàn)榈貌坏结t(yī)療服務(wù)而死亡。”遠(yuǎn)程操縱器還沒有準(zhǔn)備好用于臨床醫(yī)生需要完成的任務(wù)類型，但有理由相信成本可以降低，在普通遠(yuǎn)程醫(yī)療得到更廣泛采用的時(shí)候，這些設(shè)備的能力和可用性會(huì)上升。他還稱：“傳染病預(yù)防可能不是衛(wèi)生系統(tǒng)的財(cái)政激勵(lì)因素，但遠(yuǎn)程醫(yī)療和農(nóng)村衛(wèi)生絕對(duì)可以?！?/p>

這就是目前COVID-19爆發(fā)的誘因，接下來是新的傳染?。撼菍?duì)更廣泛的使用案例進(jìn)行研究和測(cè)試，否則抗擊疫情所需的技術(shù)可能不會(huì)廣泛普及。無國(guó)界醫(yī)生組織的斯普雷徹說，他的組織用來應(yīng)對(duì)疫情的大部分東西并不是專門針對(duì)它們的。

目前每個(gè)人都佩戴的醫(yī)用口罩供不應(yīng)求，但它并不是為在冠狀病毒爆發(fā)時(shí)保護(hù)呼吸系統(tǒng)而設(shè)計(jì)的。豐田1978年款Land Cruiser“或許是應(yīng)對(duì)埃博拉疫情最重要的移動(dòng)部件”，但這款車型仍在年復(fù)一年地生產(chǎn)，因?yàn)樗谡麄€(gè)發(fā)展中國(guó)家都被用來應(yīng)對(duì)欠發(fā)達(dá)的道路基礎(chǔ)設(shè)施。無國(guó)界醫(yī)生組織也開始使用無人機(jī)運(yùn)輸醫(yī)學(xué)標(biāo)本，這種無人機(jī)最初是為其他用途而開發(fā)的。斯普雷徹表示：“我想這些機(jī)器人也會(huì)經(jīng)歷同樣的路徑，經(jīng)過調(diào)整或定制以用于應(yīng)對(duì)疫情?！?（選自：