美国正在将机器人与医学相结合来抗击新型传染病

美国卫生机构的高级官员警告说，美国爆发冠状病毒（COVID-19）疫情只是时间早晚的问题，而只靠专门的口罩和呼吸器，或者罐头食品以及高乐氏的清洁用具，不足以抗击全球性疫情。像COVID-19这样的病毒爆发突显了新的医疗技术在抗击新型传染病传播方面可以发挥的越来越大的作用，特别是来自机器人领域的想法。

美国德克萨斯农工大学雷神计算机科学与工程学院教授罗宾·墨菲博士（Robin Murphy）说：“极端情况让我们重新思考如何做事。”2014年德克萨斯州的埃博拉疫情爆发是这种病毒在美国首次爆发，导致墨菲和其他人进行了多年的应急响应研究，并将机器人技术与医学相结合，以帮助限制这种高传染性疾病的传播途径。

墨菲博士说，尽管如此，改变的还不够多。来自机器人世界的疯狂想法吸引了人们的注意，但像墨菲这样的医疗专家专注于更基本的自动化解决方案，比如在不影响人类就业情况下利用机器人为感染患者进行常规医疗诊断和护理工作，以解放医务人员，让他们可以将更多时间花在直接护理上，同时降低感染风险。

使极端医学成为常态

想想能够帮助更换静脉输液袋或采集患者样本的机器人，这需要精细的操作，而这些操作在沉重而炎热的防护装备下更难执行。墨菲博士说：“仅仅更换静脉注射袋就有感染的风险。有些工作已经成为常态，我们认为它们是理所当然的，那我们为什么不把它们自动化呢？“

可以自动循环执行各种医疗操作的病床，可以执行医疗保健专业人员在穿戴防护装备并专注于更高优先级项目时难以完成的工作。设计用于处理生物危险废物、净化房间和救护车的机器人也是在应对疫情风险经验不断增加的时代诞生的新想法。墨菲博士称：“为什么要浪费真人搬垃圾呢？为什么要派护士来换床位呢？现在我们不认为机器人是看起来像狗或人形的东西，病床本身就可以被打造为机器人。”

美国斯坦福医疗保健公司的首席医疗顾问爱德华·达姆罗斯博士(Edward Damrose)认为，在某种程度上，机器人已经存在，并在我们的医疗系统中发挥着作用，尽管许多人并不知道这一点。在斯坦福医疗保健公司经营的医院，医生的诊断和建议可以通过远程医疗完成，机器人正在将补给和亚麻布送到病房。

斯坦福医疗中心的静脉注射袋是无线连接到网络上的，可以远程编程，尽管该系统不包括墨菲博士设想的机器人换包设计。Leaf Healthcare公司开发的传感器在斯坦福医院被用来提示护理人员转身或运送病人。Xenex的UV消毒机器人用于高传染性的感染室，那里存在着有毒的有机体。

达姆罗斯博士说：“我有一种预感，这些可能会成为新的医疗标准。看看抗生素危机，看看这些生物是如何适应消毒剂和抗生素的。用手打扫房间是没有意义的，未来的病房可能都会有紫外线清洁机器人。”

但达姆罗斯博士表示，由于医生没有太多时间，护士仍然经常执行许多体力劳动，以及接受培训的住院医生有其他优先事项，显然医院是寻找机器人替代品的绝佳地方。他还说，身穿防护服的人类将始终可用，并需要进行救生或危重护理，但简单的护理可以由机器人处理，并降低“病毒感染和扩散风险”。

德克萨斯州农工大学工程推广服务紧急服务培训研究所(TEEX)的副主任杰森·莫茨博士（Jason Moats）表示，溢出事件的传播风险发生得越来越频繁。TEEX是为急救人员、应急管理人员和当地政府官员提供的最大培训机构之一。去年，这里培训了来自100多个国家的20多万人。

莫茨博士说：“机器人完成的任务并不意味着不重要，比如四处转移病人。它可能是个Roomba大小的小型机器人，挂在床上即可。“20多年来，莫茨始终在为美国培训紧急事件的响应人员和应急管理人员，以应对包括传染病在内的灾难。更具体地说，自2014-15年埃博拉疫情爆发以来，他一直在加强应对技术。

他说：“我们为应对这些新的危机带来了专门的设备，但如果我们有了专门设备，最好能把它整合到日常操作中去，然后它会变成制度化并被采纳。如果我们能教机器人瞄准武器，我们就能教它瞄准一瓶消毒剂。”

美国加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程和急救医学教授劳雷尔·里克博士(Laurel Riek)表示，在最近的埃博拉疫情爆发期间，医护人员有时可能会花一个多小时穿上防护装备。虽然这有助于提高安全性，但可能耽误更多宝贵时间，使他们无法及时治疗患者。即使有了严格的方案，也有些医护人员被感染和死亡，这种情况在COVID-19疫情中反复出现。

里克博士称，使临床医生能够控制移动机械手的系统，例如具有抓取和操作对象能力的移动机器人，成本正越来越便宜。同时担任加州大学圣地亚哥分校医疗机器人实验室主任的里克还说：“设计良好的机器人可能有助于降低医护人员的风险，他们已经处于工作场所受伤的高风险之中。”机器人可以用来记录生命体征，提供舒适的护理，并执行一些送货和清洁任务。但墨菲博士说，不要认为很快就会有“机器人像抽血员那样向静脉注射针头”。

从埃博拉疫情中吸取经验

无国界医生组织的成员经常出现在全球病毒爆发的前线，他们始终在权衡如何将机器人技术应用到疫情护理中。参与西非埃博拉疫情的无国界医生组织公共卫生专家阿曼德·斯普雷彻博士(Armand Sprecher)说：“我们经常错失在疫情爆发期间进行创新的机会，因为那时候很难做到创新。机器人开发只是这方面的另一种形式，在疫情爆发之间保持研发势头(和资金)可能是一大挑战。”

斯普雷彻博士还说，无国界医生组织确实使用无人机执行某些运输任务，但它还没有在地面使用机器人技术，尽管它对这种潜力感兴趣。一个原因是：随着过去埃博拉疫情的扩散，需求超出了该组织的能力。他说：“这种未得到处理的痛苦令人痛心，也是一种挑战。机器人的价值似乎在于它们不会受到感染的风险，也不会受到热应激的限制(人类可能很难长时间穿防护服)。”

机器人还可以更安全的方式处理样本和执行诊断程序，而不必让人类冒着被感染的危险前往偏远地区，这些地区还没有达到现代实验室的技术水平。斯普雷彻说：“人类是导致实验室错误的一个重要因素，所以在可能的情况下把他们移走通常是个好主意。诊断需要精确度、对细节的关注和足够的耐心，以便每次都能以同样的方式做事情。机器人在这方面很在行。”

但为无国界医生组织自动化太多医疗任务会带来一系列特殊的风险，该机构雇佣了大量当地员工，作为在世界各地偏远地区建立社区信任的一部分。斯普雷彻博士说：“如果我们排斥他们而偏爱机器人，我们就剥夺了他们的某些自我效能感，也是社区通过参与来了解正在发生的事情的一个重要途径。”

斯普雷彻补充说：“新病原体的爆发导致外来者穿着奇怪的衣服出现，而许多人却在死去，这引发了一系列谣言，其中许多关于穿着滑稽衣服的邪恶分子到底在干什么的猜测。现在是引入新奇和创新工具的棘手时刻。这并不是说不能这样做，但这样做必须谨慎、透明，并就自己的所作所为进行沟通。”

远程医疗与传染病

在美国华盛顿州埃弗雷特的普罗维登斯地区医疗中心，来自InTouch Health的名为Vici的远程医疗机器人被用于护理美国首例COVID-19感染患者，InTouch Health是正在被Teladoc Health收购的公司。这辆看起来简单、细长的金属手推车有一个键盘肚脐，一个平板电脑作为胸部，前额部位安装有摄像头，允许医生与患者进行隔离交流。

普罗维登斯圣约瑟夫健康公司(Providence St.Joseph Health)的首席医疗技术官托德·查尔托斯基(Todd Chaartoski)说：“你不会想让更多的人成为潜在的传染媒介。”该公司经营着包括埃弗雷特在内的51家医院，以及八个州总共120家医院的90多个临床项目。

三家初级保健服务提供商每天对COVID-19患者使用远程医疗机器人。查尔托斯基说：“这主要用于交流，与病人交谈，倾听他们的心肺，同时也与房间里的护理人员交流。这只会让人们不用进进出出病房。我们仍然不得不让护士穿上合适的设备，但机器人让我们更容易用数字听诊器听心肺，并与患者交谈，而不必每天多次穿上防护服。”

在对医疗系统能否有效应对COVID-19的担忧中，美国卫生与公众服务部部长亚历克斯·阿扎尔(Alex Azar)日前表示，美国有呼吸机和口罩库存，但不足以应对冠状病毒爆发，疾控中心概述了一旦爆发疫情，学校和企业关闭将是什么样子。而远程医疗技术是查尔托斯基认为可以迅速扩大规模的解决方案之一。

查尔托斯基说：“当疫情爆发时，我们也会陷入苦苦挣扎的境地。但目前看来，远程医疗不会成为最大的担忧。在家庭、ICU和其他地方，它被设计为可扩展的。它不像iPhone那样无处不在，但它们的理念是一样的，所以它有很多端点。如果我们被迫对远程医疗的巨大需求做出反应，我认为我们可以做到。”

在这几天道琼斯工业平均指数暴跌的情况下，Zoom Video Communications是为数不多的股市赢家之一。投资者押注，随着越来越多的企业会允许员工远程办公，这导致对其服务的需求将继续增长，不仅是在医疗领域，而是方方面面都是如此。

查尔托斯基认为，尽管该组织的初级保健医生团队在治疗目前的冠状病毒患者时依赖的是Vici机器人，但最终硬件并不是未来最重要的创新，最大的创新将是核心连接。查尔托斯基认为，InTouch TV将是最广泛采用的设备。他说：“这就是亚马逊的FiresTIck或谷歌Chromecast，这是一款插在棒子上的HDMI电脑，可以插到任何有HDMI端口的电视上。你可以装上变焦摄像头和麦克风，它就能把任何电视变成远程医疗门户。”

普罗维登斯圣约瑟夫健康公司目前在机器人手推车和电视之间部署了200个远程医疗端点，这是最具成本效益的举措，因为它们可以放在任何房间里，价格低廉。该公司经营的医院正在将整个重症监护病房转换为InTouch TV。无论是与InTouch还是其他供应商合作，这都是该领域的发展方向。查尔托斯基说：“在未来的任何地方，医院的病房里都会有虚拟访问。你可以用它与你所爱的人、不想暴露在危险中或在远方的家人交谈，同时为患者与医生之间建设置硬件连接。”

虚拟医疗访问正在快速增长

查尔托斯基是个训练有素的神经科医生，他最初开始在中风患者的诊断和治疗中使用远程医疗，这是远程医疗最好的早期使用案例之一。他说：“如果我看到有中风症状的人，我可以相当快地用摄像头检查他们，告诉他们是否有左侧无力和说话困难等症状，我可以查看CT扫描和实验室记录，然后与急诊室医生共同做出决定。”

在普罗维登斯医院，虚拟访问正在蓬勃发展。这个非营利性医疗系统在2019年完成了大约10万次虚拟访问。2012年，普罗维登斯每年进行数百次远程医疗访问，而且始终在快速增长，从2016年的1.2万人次增加到2018年的4.1万人次，去年超过10万人次。这一数字不包括在重症监护病房使用远程医疗的具体情况。

虽然去年记录的10万次虚拟访问仅占普罗维登斯系统1000万年访问量的1%，但查尔托斯基表示，他关注的是快速增长率。该组织预测，在未来三到五年内，至少有10%的就诊将使用远程医疗进行，这一增长可能高达就诊总量的20%。查尔托斯基说：“几年前，我们设定了年度增长目标，但我们每年都在超越这些目标。生活中的一切都与智能设备捆绑在一起，除了医疗保健，这是我们需要努力的方向。”

达姆罗斯说，斯坦福大学初级保健部门的远程医疗就诊人数也有所增加。 贝恩公司(Bain&Company)最近进行的一项调查预计，在接下来的两年里，使用某种形式远程医疗的医生将增加40%(从17%增加到57%)。在这一点上，远程医疗可以取代办公室就诊，因为许多常规的传染病、高血压、糖尿病和中风诊断都在健康问题之列。

医疗保健创新进展缓慢

贝恩全球医疗主管蒂姆·范·比森(TIm Van Biesen)表示，与消费或零售等行业相比，医疗行业采用新技术的速度是出了名的慢，而且往往有很好的借口。存在监管障碍，补偿可能被滥用，这使得保险公司在覆盖新程序时犹豫不决。比森称：“但它不会无限期地抵制在线渗透渠道。”

贝恩的调查表明，未来两年将有更多的医生使用远程医疗，但这并不意味着他们会在大多数患者身上使用远程医疗，比森预计远程医疗在患者中所占比例不会超过10%。但最终有很多理由让患者使用这些服务，特别是后续预约中。比森指出：“人们从工作中抽出时间去等待45分钟，这对日常生活造成了破坏，这就是为什么低收入社区的合规性特别难以维持的原因。即使它成本高昂，也意味着在患者参与方面向前迈出的一大步。”

大型医疗保健系统有动力继续朝着这个方向前进，因为这意味着他们的资产(包括医生)的利用率更高，这可以转化为更好的财务业绩。查尔托斯基说：“想一想传统的医院，在那里你付钱给神经科医生，让他随叫随到。我们把这个概念放到云端。我们为你们提供虚拟咨询服务，而不是付钱给中风医生，让他们全天候待命。”基于云计算的临床服务（InTouch Health托管自己的私有云网络），还可以帮助医疗系统解决美国医生短缺的问题。预计到2032年，美国的医生短缺将高达12.2万名。

里克说：“在这个国家，我们面临着医疗荒漠，每天都有成千上万的人因为得不到医疗服务而死亡。”远程操纵器还没有准备好用于临床医生需要完成的任务类型，但有理由相信成本可以降低，在普通远程医疗得到更广泛采用的时候，这些设备的能力和可用性会上升。他还称：“传染病预防可能不是卫生系统的财政激励因素，但远程医疗和农村卫生绝对可以。”

这就是目前COVID-19爆发的诱因，接下来是新的传染病：除非对更广泛的使用案例进行研究和测试，否则抗击疫情所需的技术可能不会广泛普及。无国界医生组织的斯普雷彻说，他的组织用来应对疫情的大部分东西并不是专门针对它们的。

目前每个人都佩戴的医用口罩供不应求，但它并不是为在冠状病毒爆发时保护呼吸系统而设计的。丰田1978年款Land Cruiser“或许是应对埃博拉疫情最重要的移动部件”，但这款车型仍在年复一年地生产，因为它在整个发展中国家都被用来应对欠发达的道路基础设施。无国界医生组织也开始使用无人机运输医学标本，这种无人机最初是为其他用途而开发的。斯普雷彻表示：“我想这些机器人也会经历同样的路径，经过调整或定制以用于应对疫情。” （选自：