來源丨21新健康（Healthnews21）原創作品
作者丨季媛媛
編輯丨徐旭
圖檔來源丨圖蟲
近日，國内首款智能無針注射疫苗機器人正式問世，由上海同濟大學聯合非夕科技及快舒爾醫療共同研發。
據科研人員向21世紀經濟報道記者介紹，此款機器人的核心靈感是快舒爾醫療無針注射技術優秀的寬容度和注射體驗，結合非夕自主研發的人體三維模型識别算法，能自動準确識别人身上指定的疫苗注射位置，在保證注射條件充分後，機械臂會對注射部位的接觸力及按壓力精準控制，瞬間推動藥液在0.3秒内分散到皮下，而在疫苗注射的高峰時段，有針注射即使在熟練護理人的手上也可能帶來斷針、劃傷等風險。
現場研究人員對21世紀經濟報道記者介紹，人工智能在醫療行業中最核心的環節是産出臨床級的産品，必須要嚴謹科學的臨床試驗去證明它的安全性和有效性方能用于臨床，進而更好的幫助醫護和患者。在大陸，智能機器人技術已趨于成熟，并且國内多家機構的研發能力均處于世界領先，但無針技術與智能機器人的結合在國内是首次嘗試，如何更好的結合并服務于臨床，這是需要多方需要共克的難題。
醫療機器人可結合無針注射
該機器人被命名為“後羿”，這也是大陸人工智能與無針注射技術首次結合的産物。
此外，基于世界領先的人體三維模型識别算法及自适應機器人技術，結合機電一體化無針注射器設計，聯合多家技術企業和中國心血管醫生創新俱樂部共同開發完成，是國内首次釋出此項完整技術驗證方案。
據同濟大學副教授齊鵬介紹，這一無針注射機器人之是以被命名為“後羿”，主要有兩方面的原因。“一方面，我們已經進入了後疫情時代，‘後羿’是‘後疫’的諧音，而疫苗是我們抵抗病毒的一大重要方式；另一方面，‘後羿’是我們傳統神話中的射日英雄，将無針注射機器人命名為後羿，也可以突顯出這一技術的有效性和準确性。”齊鵬稱。
根據現場示範，機器人注射過程大體分為三步。首先，自動疫苗注射機器人會通過一個簡單的三維點雲相機對人體進行拍攝，快速自動拟合人體對應部位的三維模型，準确識别疫苗注射部位及注射角度。其次，多自由度的機械臂自适應地完成柔性自動化操作。機械臂應用高精度力控貼合算法，能夠確定注射器末端垂直緊密貼合注射部位，提升注射效果，降低痛感體驗。
此外，機器人的無針注射部分能通過高壓的水柱，推動藥劑經過一個極細的噴嘴，形成射流，高速穿過皮膚直接進入到治療部位。藥管是無菌一次性使用，在藥液注射後丢棄，保證使用安全。由于水柱非常細，是以可以說是幾乎無痛，由于沒有針頭，也可以避免由于針頭所帶來的創傷和交叉感染。
醫療機器人屬于服務機器人中的特種服務機器人分類，是指應用于醫院、診所的醫療或輔助醫療的半自主或全自主工作的機器人，它能夠完成有益于人類健康的服務工作，但不包括從事生産活動的裝置。具體可分為手術機器人、康複機器人、輔助機器人以及醫療服務機器人四大類。
近年來大陸醫療機器人行業發展迅速，從相關招投标資料中可以看出行業逐漸火熱，并且細分市場呈現出“全面”發展。中國電子學會資料統計，這幾年大陸醫療機器人保持高速增長的态勢，2019年大陸醫療機器人市場規模為6.2億美元，較上年增長了34.8%。2020年，大陸醫療機器人市場規模有望達到8.6億美元。
此外，前瞻産業研究院分析，随着國内醫療機器人的研發不斷推進，中國醫療機器人開始進入自主研發創新階段，在2020年年初疫情的爆發下，醫療機器人在醫療系統的效力開始凸顯，越來越多的醫院開始采購醫療機器人。
實際上，在2021年11月底，全球首款智能注射疫苗機器人由加拿大初創公司Cobionix率先推出，負責人稱研制無針智能機器人旨在緩解醫療保健方面的勞動力短缺，但目前還隻是一個工作原型，可能需要兩年或更長時間才能上市。同年，由印度推出的全球首款DNA新冠疫苗“ZyCoV-D”選擇了無針注射方式，研發人員稱，相較有針注射，無針注射可以更有效地捕獲疫苗的DNA顆粒。
無針注射有什麼優勢？
特别是在目前的臨床診療行為中，醫療機器人已經得到廣泛應用。然而，抛開智能機器人先不談，無針注射真有這麼神奇？很多人都害怕打針，未來的疫苗接種能否實作無針注射？在國内，無針注射市場前景又如何？這一系列的問題也備受關注。
據現場研究人員介紹，目前，無針注射主要應用在内分泌科已經，已經進入到糖尿病、生長激素等臨床診療中多年，特别是在糖尿病領域應用最為廣泛。
中華護理學會糖尿病專委會趙芳主任介紹，胰島素注射技術使用無針注射器，通過高壓射流原理，能夠不借助任何其它物質，直接将胰島素通過微孔注射進患者的皮下。因為沒有了針頭，能夠完全解決胰島素注射臨床的針刺傷風險。無針注射又被稱為“溫柔注射”，多年前世界衛生組織已經開始在全球範圍推廣。
“無針注射器在沒有針頭，降低患者自我注射風險的同時，也杜絕了護理人員的針刺傷風險，甚至能夠間接降低醫患沖突的發生。”趙芳說。
針刺傷是醫務人員工作中最常見的職業性傷害之一，逾30種威脅生命的病原體可以通過針頭傳播。
據估計，每年全球300萬醫護人員受到由污染針頭引起的針刺傷害，進而導緻每年1000例HIV、66000 HBV和16000例HCV新發感染。中國是糖尿病大國，有着龐大的患者群和糖尿病藥物注射需求，如何保護高頻率執行注射操作的護理人員免受針刺傷的危害值得引起廣泛關注。
2016年9月-2017年9月，中華護理學會糖尿病專業委員會牽頭發起《中國糖尿病藥物注射相關針刺傷調查》，此次調查覆寫全國31個省、直轄市、自治區共339家醫院的調查共回收問卷10447份，其中有效問卷為9873份，有效率達94.5%。研究主要結果如下：39.1%參與研究的護士在注射胰島素時曾發生過針刺傷事件；受訪人群在過去一年中胰島素筆針頭相關針刺傷發生率為139.5次/1000人，每一例針刺傷的經濟成本在1884-2389元人民币之間。
另外，相關研究證明，無針注射DNA疫苗具有良好的耐受性，無針組ELISpot（酶聯免疫斑點檢測）反應的大小大約增加了3倍，Env特異性抗體滴度增加10倍。在一項評估小劑量脊髓灰質炎滅活疫苗無針注射器的可接受性實驗中，結果顯示，接種人員和護理人員對無針注射器的接受度為(578/592[97.6%]和4792/4813[99.6%])，表現出強烈的偏好，尤其在易用性、外觀和兒童對疫苗接種的反應。
根據無針注射研究人員、北京快舒爾醫療技術有限公司産品與設計負責人陳蘇甯對21世紀經濟報道記者介紹，無針注射器借助内部儲壓，在瞬時高壓狀态下，将藥液聚成一股極細的液體柱，從不足0.14mm的微孔依次穿透表皮,真皮到達皮下，在此期間，基于流體力學原理，藥液穿透力逐層遞減，最終以5cm的直徑彌散在人體脂肪顆粒間隙，吸收面積增大後，藥液吸收速度加快，血糖由此在更短時間内平穩，另外，注射全程無針頭參與，免去有針帶來的斷針感染或新發硬結的風險。
無針注射器可以使接受胰島素治療的糖尿病患者不再懼怕打針，從根本上提高胰島素治療的積極性，基于無針給藥技術的優勢，還可穩定血糖，減緩甚至避免并發症發生，進而節省患者個人和國家的醫療資源、緩解因糖尿病并發症帶來的一系列經濟問題。
針對無針注射器的有效性及安全性的探讨，由北京人民醫院内分泌主任紀立農教授領銜，全國10個三甲醫院為中心，427例患者入組，以國産“快舒爾”無針注射器為注射器具的無針注射胰島素“FREE研究”結果也已經在2019年ADA年會成功釋出。
研究結果顯示“與有針注射胰島素相比，無針注射HbA1c較基線變化非劣效于胰島素筆組，并且在具有統計學優效和臨床優效”的同時，“無針注射胰島素，與胰島素筆注射相比，胰島素使用劑量更少”。 “患者的治療依從性提高可以幫助臨床醫生加強對患者的管理。”紀立農教授認為。
據介紹，目前無針注射國内主要深耕企業為快舒爾醫療，覆寫全國數千餘家醫院，近百萬使用者受益，并在2021年底進入北京醫保甲類。