作者：Edward O’Brien

　　自COVID-19 大流行 及其暴露的所有熟練勞動力短缺以來，人們對機器人技術(和工業采用)的興趣加速了。現在，機器人特別適用于所有類型的醫療應用。滿足這些用途的設計采用專業級自主地面車輛 (AGV)、自動測試站和患者支持系統的形式，以補充醫院和其他醫療環境中最復雜的手術機器人。滿足醫療應用的機器人設計也采用家用電器的形式，旨在改善那些盡管有醫療問題但仍希望通過原地養老方法保持活動能力和獨立性的人的生活質量。

　　圖 1：醫療機器人有多種形式。有些只是自動執行可能乏味或容易增加人為錯誤風險的任務。 (圖片來源：蓋蒂圖片社)

　　盡管超出了本文的重點，但值得注意的是，一些機器人設計正在適應家庭安全(包括視頻系統)和家用 HVAC 能源監控方面的許多技術進步，以用于擴展物聯網 (IoT) 的健康輔助機器人、家庭自動化和系統互操作性。例如，現在正在采用一些底層物聯網技術來幫助那些老齡化的人遵守(有時是復雜的)藥物治療計劃。

　　另一種新興的醫療機器人——外骨骼——已經代表了假肢、矯形器和可穿戴設備的融合，以幫助老年人以及倉庫和其他工廠人員避免在繁重的體力勞動中受傷。這里的許多技術借鑒了最初為軍事應用而追求的創新。幾乎所有都包括物聯網連接和用于反饋的傳感器陣列 。

　　圖 2：FSR 400 系列單區力敏電阻器是堅固的聚合物厚膜器件，隨著施加力的增加電阻會降低。靈敏度適用于人機界面、醫療系統和機器人技術。 (圖片來源：Interlink Electronics)

　　充滿活力的市場有望增長

　　在醫院和其他醫療機構中，機器人技術：

　　提高精細手術的可重復性——如微創手術 (MIS) 手術和其他機器人輔助手術

　　執行日常任務的時間超過醫務人員可接受的時間——例如在龐大的設施周圍穿梭運送床上用品和其他衣物的 AGV

　　協助看護人從事不安全的工作——例如病人升降機和機器人床，以幫助無法移動的人從床上移到椅子上，反之亦然

　　補充采用數據跟蹤的自動化系統。觀看在線視頻演示如何使用 RFID 提高患者安全并保護收入 以了解有關此主題的更多信息

　　獨立收集和交付藥物以及實驗室標本(利用安全的患者數據)

　　這些進步可以擴展護士、醫生和醫院清潔人員以及維護人員的能力。它們還提供了對可預測和可重復任務進行預編程以及利用來自各種醫院系統的信息的機會——以持續改善患者護理并支持醫學研究工作。

　　圖 3：電子換向或無刷直流 (BLDC) 電機用于一些醫療機器人，以幫助重新訓練和調節手臂活動障礙患者的手臂和手部運動。那是因為這種電機特別緊湊和高效。 (圖片：Portescap)

　　手術機器人技術繼續引領醫療領域自動化程度的提高——一如既往地協助外科醫生，并越來越多地利用人工智能和機器學習的優勢。Fortune Business Insights的一份報告預測，到 2026 年，手術機器人市場將達到近 $6.8B;這不足為奇，因為計算機輔助系統已被充分證明可以幫助外科醫生通過放大的圖像和不受疲勞、顫抖或分心影響的精確末端執行器運動來改善患者的治療效果。

　　圖 4：ND 系列將工作溫度從 -20°C 擴展到 +85°C，而壓力傳感器具有寬動態范圍，可以勝任六個具有更傳統設計的傳感器的工作。更具體地說，這些組件包括集成電子元件、高級壓阻元件、ADC、DSP 和數字接口，用于跟蹤從 0.25 in. H 2 O 到 5 psi的壓力，用于各種設計——包括自動眼科手術設備和自主汽車。 (圖片來源：Superior Sensor Technology Inc.)

　　其他醫療機器人設計注意事項

　　最好的醫療機器人設計是由經驗豐富的醫院人員以及其他醫療專業人員和看護人員提供的。這種輸入和對人體解剖學的透徹理解可以幫助機器人設計師提供足夠準確和可操作性的設計，無論是用于貨物運輸、護理、藥物輸送還是手術。在醫療機器人依賴物聯網數據系統獲取實時信息的地方，它們與現有醫院網絡的兼容性是關鍵。

　　圖 5：張力稱重傳感器等組件 可確保患者移位機正常運行并符合設計規范。 (圖片：Loadstar 傳感器)

　　醫療機器人供應商要求

　　醫療機器人工程師、軟件開發人員和供應商必須廣泛了解與機動化或自動化治療或程序相關的最佳實踐。還需要對行業的基本業務需求和可行的貨幣化方法有敏銳的理解。

　　任何與保留患者信息相關的系統都需要安全的數據管理。這適用于結構化數據(保存在數據庫中)和文本保留系統中的非結構化數據。出色的網絡集成和分析功能是證明具有預測性和自適應系統行為的額外數據管理設計工作合理性的核心。

　　醫療機器人數據注意事項

　　在全面采用之前，應評估醫療機器人如何影響患者安全、治療舒適度和結果。應研究先前實施的結果，以量化患者康復的改善和成本降低。還應該評估醫療機器人計劃如何釋放現有的醫院工作人員，讓他們將更多的注意力放在患者護理上——無論是面對面還是遠程。如果機器人技術被證明支持醫院系統與質量護理、患者滿意度和效率相關的核心任務，醫院高管應該參與向員工和當地社區傳達這些好處。

　　對員工進行醫療機器人功能培訓

　　采用醫療機器人的醫療保健組織應確保技術與看護人的專業知識保持一致;對于所有將與新機器人技術接口的醫院工作人員，應實施前期和持續培訓計劃。在這里，可能缺乏標準培訓標準，因此組織應尋求合作伙伴來根據需要推薦和制作培訓模塊。除了關于如何安全操作和維護機器人(如適用)的培訓外，此類指導還應包括保險文件和計費程序，并輔以易于訪問的手冊和醫院工作人員的數字復習模塊。

　　支持互聯運營的數據

　　數據可見性和人工智能可以優化對設備的控制，甚至可以深入了解各種機器人化程序。然后，跨網絡的設備連接可以讓醫院分析數據以評估機器人程序的有效性......這在醫院系統旨在擴展給定機器人程序的情況下特別有用。

　　圖6： USB 轉串行和網絡到串行 產品可以提供醫療機器人和最初不是為連接而設計的設備之間的接口。數據連接解決方案還可以監控必須嚴格控制的環境，并保持移動機器人安全可靠的連接。(圖片： 迪吉)

　　滿足法規要求的數據

　　有凝聚力的數據管理系統可以幫助多站點醫院網絡以及獨立醫院、診所和外科中心更有效地驗證政府和行業法規的滿意度。使用醫療機器人的站點更有可能擁有統一的網絡，或者至少是連接獨立系統的標準方法。為關鍵任務增加機器人設備也受益于大多數醫療機構已經擁有快速響應電源和數據備份系統的方式。

　　圖 7：醫療級隔離變壓器支持機器人和其他設備的無故障運行，具有連續的噪聲過濾和與輸入交流 100% 的隔離。帶有醫院級插頭和插座的 UL 60601-1 醫療級列表使變壓器適用于保護病人護理區的電子設備。 (圖片：Tripp Lite)

　　當然，醫療機器人技術需要嚴格的物理安全和網絡安全。這通常需要嚴格限制和監控對機器人執行器、控制器、網絡和數據存儲的訪問。必須嚴格遵守行業、供應商和政府法規并記錄在案。

　　結論

　　在美國，醫療行業對機器人技術的采用在過去十年中一直有增無減。隨著人口老齡化更加依賴該行業，這些投資可能會繼續——即使全國的醫院預算面臨嚴峻挑戰。畢竟，機器人技術可以為許多常規醫療保健功能提供長期的運營節省……更不用說最先進的手術和其他最精確和微創治療的選擇了。

　　這里需要注意的是，采用機器人技術需要明確醫院需求和合適的機器人解決方案;滿足異常嚴格的監管要求;從能夠提供長期設計支持的醫療供應商處采購。至少對于大多數大型醫院系統而言，機器人項目還需要具有自動化專業知識的專門聯絡員來協調持續改進工作。

　　最終，醫療機器人產品還應該通過患者安全和舒適度以及程序或治療效率和有效性的角度進行全面評估。