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核酸检测，可以用机器人做了？


导读：核酸检测操作需要检测者与被检测者近距离接触，这样会有交叉感染的风险。怎样解决这个问题呢？咽拭子自主采集机器人的应用会是个好办法。

作者：方斌

来源：CAAI认知系统与信息处理专委会

新冠肺炎的三项检测包括核酸检测、血常规和胸部CT。其中最常用的是核酸检测，而咽拭子是最主要采样方法。

咽拭子采样操作过程中医务人员须与患者近距离接触，患者咳嗽、用力呼吸等可产生大量飞沫或气溶胶，具有较高交叉感染的风险，因此医务人员在采集咽拭子时需要穿防护服。

夏季北京的高温，医护人员穿着密不透风的防护服为大家采集咽拭子样本，又晒又热又闷，工作强度非常大，因此亟需改善医护人员的工作方式。疫情爆发以来，机器人领域的研究人员逐渐投入研发咽拭子自主采集机器人。

核酸检测，可以用机器人做了？_第1张图片

机器人完成咽拭子自主采集需要考虑三个方面问题：

  1. 如何准确识别定位咽拭子采集部位；

  2. 如何实现安全有效的接触力控制；

  3. 如何做好机器人消毒防护以避免交叉感染。

清华大学计算机系孙富春教授团队，结合自主研制的柔性触觉传感器及视触觉多模态感知方法的研究基础，设计开发了一套咽拭子自主采样的机器人原型系统，并申请了两项发明专利[1][2]。

目前该系统在模拟人体口腔模型上完成了测试，并在志愿者上进行了初步采样测试，未来期待和医院开展深入合作，推动咽拭子自主采集机器人系统尽快服务社会。同时团队也创办了抗疫机器人专刊，呼吁科研技术人员为抗击疫情贡献技术力量。

国内前期中科院沈自所和钟南山团队合作开发了咽拭子采样机器人系统，由蛇形机械臂、双目内窥镜、无线传输设备和人机交互终端构成。这款机器人可以远程人机协作的方式，轻柔、快速完成咽部组织采样任务。

根据广州医科大学附属第一医院细胞学检测的结果显示，这款机器人采集咽拭子样本质量较高，单次成功率大于95%，能够利用低于医务人员平均操作力量实现有效采样，且采样力度均匀。

从受试者角度看，咽部均无红肿、出血等不良反应，初步实现了既避免医务人员感染又提升生物样本采集质量的目的。

核酸检测，可以用机器人做了？_第2张图片

最近媒体还报道了南丹麦大学研究人员研制的全自动咽拭子采样机器人。机器人可以将一次性拭子伸到接受检测者咽部，刮取咽部分泌物样本，再把样本放入器皿，拧紧器皿盖，然后换上新拭子，为下一个人提取样本。

这种机器人不仅可以检测新冠病毒，还可以检测其他病毒。目前机器人还处于实验室样机阶段。


随着新冠肺炎疫情的常态化，咽拭子采集将会是未来检测中必不可少的环节。通过研发咽拭子自主采集机器人来减轻医务人员的工作强度，保障医务人员的安全，也是我们的初心和愿望。

参考文献：

1. 孙富春，方斌，刘华平等，发明专利：一种咽拭子自动采样系统，申请号：2020104527550。

2. 方斌，孙富春，刘华平等，发明专利：一种咽拭子自动采样装置，申请号：2020104531414。

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