0.3秒精准接种！国产首款无针注射疫苗机器人面世

来源丨21新健康（Healthnews21）原创作品

作者丨季媛媛

编辑丨徐旭

图片来源丨图虫

近日，国内首款智能无针注射疫苗机器人正式问世，由上海同济大学联合非夕科技及快舒尔医疗共同研发。

据科研人员向21世纪经济报道记者介绍，此款机器人的核心灵感是快舒尔医疗无针注射技术优秀的宽容度和注射体验，结合非夕自主研发的人体三维模型识别算法，能自动准确识别人身上指定的疫苗注射位置，在保证注射条件充分后，机械臂会对注射部位的接触力及按压力精准控制，瞬间推动药液在0.3秒内分散到皮下，而在疫苗注射的高峰时段，有针注射即使在熟练护理人的手上也可能带来断针、划伤等风险。

现场研究人员对21世纪经济报道记者介绍，人工智能在医疗行业中最核心的环节是产出临床级的产品，必须要严谨科学的临床试验去证明它的安全性和有效性方能用于临床，从而更好的帮助医护和患者。在我国，智能机器人技术已趋于成熟，并且国内多家机构的研发能力均处于世界领先，但无针技术与智能机器人的结合在国内是首次尝试，如何更好的结合并服务于临床，这是需要多方需要共克的难题。

医疗机器人可结合无针注射

该机器人被命名为“后羿”，这也是我国人工智能与无针注射技术首次结合的产物。

此外，基于世界领先的人体三维模型识别算法及自适应机器人技术，结合机电一体化无针注射器设计，联合多家技术企业和中国心血管医生创新俱乐部共同开发完成，是国内首次发布此项完整技术验证方案。

据同济大学副教授齐鹏介绍，这一无针注射机器人之所以被命名为“后羿”，主要有两方面的原因。“一方面，我们已经进入了后疫情时代，‘后羿’是‘后疫’的谐音，而疫苗是我们抵抗病毒的一大重要方式；另一方面，‘后羿’是我们传统神话中的射日英雄，将无针注射机器人命名为后羿，也可以突显出这一技术的有效性和准确性。”齐鹏称。

根据现场演示，机器人注射过程大体分为三步。首先，自动疫苗注射机器人会通过一个简单的三维点云相机对人体进行拍摄，快速自动拟合人体对应部位的三维模型，准确识别疫苗注射部位及注射角度。其次，多自由度的机械臂自适应地完成柔性自动化操作。机械臂应用高精度力控贴合算法，能够确保注射器末端垂直紧密贴合注射部位，提升注射效果，降低痛感体验。

此外，机器人的无针注射部分能通过高压的水柱，推动药剂经过一个极细的喷嘴，形成射流，高速穿过皮肤直接进入到治疗部位。药管是无菌一次性使用，在药液注射后丢弃，保证使用安全。由于水柱非常细，因此可以说是几乎无痛，由于没有针头，也可以避免由于针头所带来的创伤和交叉感染。

医疗机器人属于服务机器人中的特种服务机器人分类，是指应用于医院、诊所的医疗或辅助医疗的半自主或全自主工作的机器人，它能够完成有益于人类健康的服务工作，但不包括从事生产活动的设备。具体可分为手术机器人、康复机器人、辅助机器人以及医疗服务机器人四大类。

近年来我国医疗机器人行业发展迅速，从相关招投标数据中可以看出行业逐渐火热，并且细分市场呈现出“全面”发展。中国电子学会数据统计，这几年我国医疗机器人保持高速增长的态势，2019年我国医疗机器人市场规模为6.2亿美元，较上年增长了34.8%。2020年，我国医疗机器人市场规模有望达到8.6亿美元。

此外，前瞻产业研究院分析，随着国内医疗机器人的研发不断推进，中国医疗机器人开始进入自主研发创新阶段，在2020年年初疫情的爆发下，医疗机器人在医疗系统的效力开始凸显，越来越多的医院开始采购医疗机器人。

实际上，在2021年11月底，全球首款智能注射疫苗机器人由加拿大初创公司Cobionix率先推出，负责人称研制无针智能机器人旨在缓解医疗保健方面的劳动力短缺，但目前还只是一个工作原型，可能需要两年或更长时间才能上市。同年，由印度推出的全球首款DNA新冠疫苗“ZyCoV-D”选择了无针注射方式，研发人员称，相较有针注射，无针注射可以更有效地捕获疫苗的DNA颗粒。

无针注射有什么优势？

特别是在当前的临床诊疗行为中，医疗机器人已经得到广泛应用。然而，抛开智能机器人先不谈，无针注射真有这么神奇？很多人都害怕打针，未来的疫苗接种能否实现无针注射？在国内，无针注射市场前景又如何？这一系列的问题也备受关注。

据现场研究人员介绍，目前，无针注射主要应用在内分泌科已经，已经进入到糖尿病、生长激素等临床诊疗中多年，特别是在糖尿病领域应用最为广泛。

中华护理学会糖尿病专委会赵芳主任介绍，胰岛素注射技术使用无针注射器，通过高压射流原理，能够不借助任何其它物质，直接将胰岛素通过微孔注射进患者的皮下。因为没有了针头，能够完全解决胰岛素注射临床的针刺伤风险。无针注射又被称为“温柔注射”，多年前世界卫生组织已经开始在全球范围推广。

“无针注射器在没有针头，降低患者自我注射风险的同时，也杜绝了护理人员的针刺伤风险，甚至能够间接降低医患矛盾的发生。”赵芳说。

针刺伤是医务人员工作中最常见的职业性伤害之一，逾30种威胁生命的病原体可以通过针头传播。

据估计，每年全球300万医护人员受到由污染针头引起的针刺伤害，从而导致每年1000例HIV、66000 HBV和16000例HCV新发感染。中国是糖尿病大国，有着庞大的患者群和糖尿病药物注射需求，如何保护高频率执行注射操作的护理人员免受针刺伤的危害值得引起广泛关注。

2016年9月-2017年9月，中华护理学会糖尿病专业委员会牵头发起《中国糖尿病药物注射相关针刺伤调查》，此次调查覆盖全国31个省、直辖市、自治区共339家医院的调查共回收问卷10447份，其中有效问卷为9873份，有效率达94.5%。研究主要结果如下：39.1%参与研究的护士在注射胰岛素时曾发生过针刺伤事件；受访人群在过去一年中胰岛素笔针头相关针刺伤发生率为139.5次/1000人，每一例针刺伤的经济成本在1884-2389元人民币之间。

另外，相关研究证实，无针注射DNA疫苗具有良好的耐受性，无针组ELISpot（酶联免疫斑点检测）反应的大小大约增加了3倍，Env特异性抗体滴度增加10倍。在一项评估小剂量脊髓灰质炎灭活疫苗无针注射器的可接受性实验中，结果显示，接种人员和护理人员对无针注射器的接受度为(578/592[97.6%]和4792/4813[99.6%])，表现出强烈的偏好，尤其在易用性、外观和儿童对疫苗接种的反应。

根据无针注射研究人员、北京快舒尔医疗技术有限公司产品与设计负责人陈苏宁对21世纪经济报道记者介绍，无针注射器借助内部储压，在瞬时高压状态下，将药液聚成一股极细的液体柱，从不足0.14mm的微孔依次穿透表皮,真皮到达皮下，在此期间，基于流体力学原理，药液穿透力逐层递减，最终以5cm的直径弥散在人体脂肪颗粒间隙，吸收面积增大后，药液吸收速度加快，血糖由此在更短时间内平稳，另外，注射全程无针头参与，免去有针带来的断针感染或新发硬结的风险。

无针注射器可以使接受胰岛素治疗的糖尿病患者不再惧怕打针，从根本上提高胰岛素治疗的积极性，基于无针给药技术的优势，还可稳定血糖，减缓甚至避免并发症发生，进而节省患者个人和国家的医疗资源、缓解因糖尿病并发症带来的一系列经济问题。

针对无针注射器的有效性及安全性的探讨，由北京人民医院内分泌主任纪立农教授领衔，全国10个三甲医院为中心，427例患者入组，以国产“快舒尔”无针注射器为注射器具的无针注射胰岛素“FREE研究”结果也已经在2019年ADA年会成功发布。

研究结果显示“与有针注射胰岛素相比，无针注射HbA1c较基线变化非劣效于胰岛素笔组，并且在具有统计学优效和临床优效”的同时，“无针注射胰岛素，与胰岛素笔注射相比，胰岛素使用剂量更少”。 “患者的治疗依从性提高可以帮助临床医生加强对患者的管理。”纪立农教授认为。

据介绍，目前无针注射国内主要深耕企业为快舒尔医疗，覆盖全国数千余家医院，近百万用户受益，并在2021年底进入北京医保甲类。

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