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用于全流程自动化采血与穿刺的机器人技术

成果类型:: 发明专利,商标权,外观设计

发布时间: 2022-11-13 20:40:06

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 王子强 | 2022-11-13 20:40:06

迈纳士经过多年的研发积累沉淀,在血管图像智能自动定位穿刺技术方面已处于行业领先地位。公司研发的世界首台智能穿刺采血机器人,于2019年9月获批NMPA国家III类医疗器械产品上市许可,也是目前全球唯一通过产品注册审批的采血机器人项目,该项目属产品级创新,填补该领域国内、国际空白。设备采用人工智能机器视觉、生物信息识别、AI智能以及智能交互技术,能够全面对接HIS\LIS系统,与被采血者在采血环节能够流畅交互,机器各模块运行状态可实时监控;应用图像导航控制技术,基于生物识别技术的智能导航控制技术,可对走向各异的血管进行规划智能导航穿刺路径。设备可应用于医院自助采血中心、发热门诊自助采血、移动采血方舱、5G+联合采血机制等场景。公司研发的静脉穿刺采血机器人是目前全球唯一实现静脉采血全流程自动化智能化的设备,实现了从人工盲刺转变为精准可视自动穿刺。

1、独特的红外静脉成像技术手臂静脉图像采集模块涉及到近红外镜头、近红外相机、经红外光源以及滤光片等。针对肘窝静脉成像还要设计特有的成像系统,包括多波段成像技术、镜面消光技术、图像融合技术等等,可以解决部分白胳膊成像问题,同时有效消除镜面反射的影响。2、高效准确的静脉血管识别算法深度学习算法已经成为血管识别技术的主流技术。但是还远远不能满足自动识别的需要。此算法具有速度快、准确度高、鲁棒性能好、部署简单等优点,可以充分保障血管识别与穿刺成功率。3、静脉血管评价算法现有技术将根据每条血管的粗细、颜色深浅(图像中的灰度值)、位置、方向、机械结构运动限制等信息进行多信息融合,形成独有的静脉穿刺优先级评价算法。如果此技术开发完成,通过实验验证并实际应用后,此技术将成为智能采血机器人的核心技术之一,也是真正应用在采血领域的世界首创的技术。4、精准快速的机器人随动技术机器人随动技术综合了机器人导航技术、机器人控制系统、机械设计、软硬件结合等,其技术复杂程度较高。此系统将极大地提高采血机器人的灵活性、精准性和快速性,最大限度的保障了穿刺过程的安全性。

采血机器人的研究大部分还停留在实验室阶段,还未进入到临床阶段,距离形成产品还有很长的路要走。同时,国内外的研究机构或是公司研究的采血机器人基本都是半自动的,并没有涉及到采血全流程的自动化,仅仅是采血流程中部分操作的自动化,其有部分只起到了穿刺等辅助功能,依然需要人工操作。而且其并没有进行或是完成临床试验,具体效果待定。

基于上述痛点,北京迈纳士投入巨资,组建专业研发团队历时4年刻苦攻关生物识别技术、图像导航技术、智能交互技术和自动穿刺技术,在国际上率先实现了采血全流程自动化、标准化、信息化,采血机器人已经完实现人工静脉采血向机器自动采血的转变。目前迈纳士已掌握图像识别的关键技术,具备完善的生产工艺流程,正在逐步推广应用,获得客户对设备未来的全面普及有着较高、积极的期望。目前的使用情况来说,北京迈纳士的智能采血机器人已经解决应用层面的核心问题以及大多数已知问题,但仍有提升空间,如地域与人种不同,还需做进一步优化。

刘子忠 中共党员,南开大学经济学硕士。现任中关村品牌协会副会长、中国医疗机器人联盟理事、北京迈纳士手术机器人技术股份有限公司董事长。致力于推动中国原始创新领域20余年,2006年发明了中国第一台全自动酶免工作站,获得科技部“国家重点新产品”称号和山东省科技进步一等奖;产品年销售额过亿元,拥有包括北京协和医院、天坛医院、佑安医院、朝阳医院、北京药检院等在内的国内大型医疗机构客户,开创国产大型医学检验设备卖入三甲医院先河,产品出口德国、土耳其等国家。2014年发明国际首台智能穿刺采血机器人,获得国家食品药品监督管理局三类医疗器械产品注册证,以及2020年中国医疗器械创新创业大赛第一名。中央电视台、人民日报、新华社等多家主流媒体相继采访报道。

自动采血机拥有中国完全自主知识产权,是目前全球唯一实现静脉采血全流程自动化智能化的产品,包括自动完成扎压力带、喷消毒液、装载采血针、装载采血管、识别静脉血管、精确穿刺,采血量控制、血液混匀等全链条血液样本采集工作,是中国制造到中国智造的代表性产品,实现静脉采血的智能化、标准化、信息化。

核心技术应用:人工智能机器视觉技术, 采用生物信息识别、机器视觉、AI 智能等先进技术;智能交互技术,可全面对接 HIS\LIS,被采血者与设备交互流畅,机器各模块运行状态可实时监控;应用图像导航控制技术 ,基于生物识别技术的智能导航控制技术,可对走向各异的血管进行规划智能导航穿刺路径;多自由度自动穿刺技术 ,拥有高精度 5大机械手 、自动供采血针装置 、自动供采血管装置,可实现对不同深度的血管精准穿刺采血。

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