人工智能在智能醫(yī)療機(jī)器人設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究

李貝貝

摘要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展帶動(dòng)我國醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)展迅速。傳統(tǒng)的醫(yī)療器械智能化水平低，主要依靠人力進(jìn)行操控，耗費(fèi)大量的人力，而且功能較為簡單。隨著人工智能和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了人工智能與醫(yī)療器械研發(fā)的結(jié)合，這是人工智能發(fā)展的重要產(chǎn)物。

關(guān)鍵詞：人工智能;智能醫(yī)療機(jī)器人設(shè)計(jì);應(yīng)用

引言

我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使我國快速進(jìn)入科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展階段。人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究、開發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門新技術(shù)科學(xué)，研究內(nèi)容主要包括問題求解、專家系統(tǒng)、語言及圖像識(shí)別、機(jī)器人和自然語言處理等。

1人工智能在美國藥學(xué)服務(wù)領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀

美國高度重視人工智能的發(fā)展，根據(jù)《美國醫(yī)療領(lǐng)域人工智能應(yīng)用行業(yè)報(bào)告》，僅2017年第一、二季度，美國風(fēng)險(xiǎn)投資（VentureCapital，VC）投資人工智能及深度學(xué)習(xí)領(lǐng)域的資本已達(dá)36億美元，超過2016年全年的投資總額。其中，醫(yī)藥領(lǐng)域人工智能應(yīng)用增長率最高。在藥學(xué)服務(wù)領(lǐng)域，IBM的人工智能系統(tǒng)Watson與美國CVS藥房合作，由CVS藥房向Watson開放包括臨床、購藥和保險(xiǎn)數(shù)據(jù)在內(nèi)的患者行為信息，Watson可對相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析，提前預(yù)知患者病情并提供相應(yīng)的藥學(xué)服務(wù)，在慢性病預(yù)測和健康管理方面優(yōu)勢顯著。同時(shí)，人工智能亦可檢測慢性病并發(fā)癥，如糖尿病患者長期血糖偏高，存在失明等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，運(yùn)用人工智能深度學(xué)習(xí)算法，可篩查糖尿病患者的視網(wǎng)膜病變情況。此外，美國加州大學(xué)舊金山分校醫(yī)學(xué)中心近年來一直開展自動(dòng)化“機(jī)器人藥店”實(shí)踐，醫(yī)生開好藥方并輸入電腦后，機(jī)器人會(huì)按藥方取藥、打包并分配好，再將病人需要在12小時(shí)內(nèi)服用的藥物放在貼好二維碼的塑料盒中，以便病人服用;若藥品為住院病人使用，則會(huì)被交給自主移動(dòng)機(jī)器人，機(jī)器人可在醫(yī)院不同樓層之間轉(zhuǎn)動(dòng)，將貼有標(biāo)簽的藥品放在每一層的護(hù)士站?！皺C(jī)器人藥店”實(shí)踐便捷快速，且穩(wěn)定可靠，連續(xù)5年準(zhǔn)確度高達(dá)100%。

2醫(yī)療機(jī)器人

不同于機(jī)器學(xué)習(xí)的專家系統(tǒng)程序，用于醫(yī)療機(jī)器人的AI系統(tǒng)核心是實(shí)體設(shè)備。已應(yīng)用于臨床的醫(yī)療機(jī)器人包含多種類型，如護(hù)理機(jī)器人、交流機(jī)器人（用于自閉癥兒童的輔助治療）、手術(shù)機(jī)器人。其中，手術(shù)機(jī)器人目前已在臨床上大顯身手，相當(dāng)成熟的技術(shù)使其得到了廣泛普及，最著名當(dāng)屬外科手術(shù)系統(tǒng)“達(dá)芬奇”。尤其是在面臨泌尿系統(tǒng)特殊的結(jié)構(gòu)時(shí)，手術(shù)機(jī)器人精準(zhǔn)的控制能力解決了以往腹腔鏡手術(shù)的操作難、創(chuàng)傷大、并發(fā)癥多的問題，顯著改善了患者預(yù)后。目前，手術(shù)機(jī)器人還用于心胸外科、婦科等領(lǐng)域，有的機(jī)器人甚至可以獨(dú)立完成手術(shù)。當(dāng)前已有多種新型手術(shù)機(jī)器人正在開發(fā)，以實(shí)現(xiàn)雙人操作、全景視野、指控操作等。并且隨著5G時(shí)代的到來，遠(yuǎn)程手術(shù)將迅速發(fā)展，結(jié)合了手術(shù)機(jī)器人的遠(yuǎn)程操作可進(jìn)一步提高手術(shù)的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，消除因距離而導(dǎo)致的醫(yī)療水平隔閡，讓AI受益于更多患者。

3點(diǎn)滴助手智能醫(yī)療機(jī)器人系統(tǒng)組成

將人工智能技術(shù)、MPS移動(dòng)定位系統(tǒng)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等應(yīng)用于點(diǎn)滴助手智能醫(yī)療機(jī)器人的設(shè)計(jì)中。該點(diǎn)滴助手智能醫(yī)療機(jī)器人具有如下功能系統(tǒng)：（1）NFC無線支付系統(tǒng)：通過二維碼掃碼進(jìn)入系統(tǒng)，首先輸入身份證號(hào)碼或手機(jī)驗(yàn)證碼，保證身份的識(shí)別和存儲(chǔ)。從掃碼時(shí)刻起開始計(jì)費(fèi)，直到使用結(jié)束時(shí)付費(fèi)成功后結(jié)束。除移動(dòng)支付外，還具有常規(guī)的銀行卡或紙幣或硬幣支付平臺(tái)。若患者輸液結(jié)束后不執(zhí)行支付操作，系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警，并將該人信息拉入黑名單，并計(jì)入誠信檔案。（2）智能輸液監(jiān)控及報(bào)警系統(tǒng)：通過智能監(jiān)測，可以自動(dòng)監(jiān)控藥液流速、液位，若監(jiān)測流速有異常，則自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，而且可以根據(jù)液位與手的相對位置自動(dòng)調(diào)整智能調(diào)節(jié)桿的高度，防止回血;若監(jiān)測藥液已輸完，則自動(dòng)執(zhí)行換藥操作或提示輸液結(jié)束。若藥液輸即將完，報(bào)警電路向醫(yī)務(wù)工作站發(fā)送報(bào)警提示信號(hào)，通知醫(yī)務(wù)人員及時(shí)到現(xiàn)場進(jìn)行處理。若輸液過程中出現(xiàn)輸液和換藥故障，系統(tǒng)自動(dòng)阻斷輸液，保證輸液安全，并且機(jī)器人向監(jiān)控后臺(tái)發(fā)送報(bào)警信號(hào)，24小時(shí)監(jiān)控室會(huì)馬上派出醫(yī)務(wù)人員和工作人員及時(shí)趕到現(xiàn)場進(jìn)行處理。（3）移動(dòng)定位系統(tǒng)：通過MPS移動(dòng)定位技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)位置追蹤，機(jī)器人會(huì)追蹤患者的移動(dòng)軌跡進(jìn)行移動(dòng)，保證機(jī)器人與患者的相對位置在滿足正常輸液的范圍。（4）智能座椅系統(tǒng)：切換該功能按鈕，實(shí)現(xiàn)座椅收放，供患者使用。（5）智能電腦系統(tǒng)：患者可以對電腦進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)所需功能。例如聽音樂、看視頻、看電影、瀏覽網(wǎng)頁、聊天、辦公等功能。（6）無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)：可以為機(jī)器人各功能系統(tǒng)進(jìn)行無線組網(wǎng)，并為患者提供無線WiFi。

4發(fā)揮人工智能協(xié)作作用

人工智能作為時(shí)代快速發(fā)展的產(chǎn)物，可部分替代藥師的傳統(tǒng)職能，在某種程度上或會(huì)造成部分藥師的失業(yè)，但從長遠(yuǎn)角度來看，人工智能對藥師行業(yè)而言，既是挑戰(zhàn)也是機(jī)遇，可促使藥師不斷提高自身綜合能力，加速藥師行業(yè)轉(zhuǎn)型。且我國藥學(xué)服務(wù)目前尚處于初級階段，基于人工智能的機(jī)器人藥師符合智慧醫(yī)療的發(fā)展方向，有利于促進(jìn)健康中國的發(fā)展。面對人工智能，藥師無需驚慌、不必排斥，應(yīng)充分發(fā)揮人工智能在藥學(xué)服務(wù)領(lǐng)域的協(xié)作作用，如傳統(tǒng)意義的處方審核、配藥發(fā)藥等簡單重復(fù)性工作可交由人工智能操作，騰出足夠的時(shí)間和精力不斷提升自己，努力成為不可替代的高素質(zhì)藥師，提供人性化、個(gè)體化的高端藥學(xué)服務(wù)，如老年人的居家醫(yī)療健康管理等，從而促進(jìn)藥師行業(yè)的轉(zhuǎn)型，優(yōu)化藥師職能，為患者提供更優(yōu)質(zhì)藥學(xué)服務(wù)，提升我國藥學(xué)服務(wù)水平。

結(jié)語

人工智能應(yīng)用于醫(yī)療機(jī)器人的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)與醫(yī)療技術(shù)相關(guān)功能的研究還甚少。醫(yī)療器械機(jī)器人不僅僅完成常規(guī)的與醫(yī)療技術(shù)無關(guān)的簡單工作，它可以完成具有智慧性的醫(yī)療工作，智能醫(yī)療機(jī)器人的推廣應(yīng)用，將對人工智能在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用有深入的推動(dòng)作用。

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