ROBOT INDUSTRY
穿刺作为临床诊疗中不可或缺的重要手段，其应用场景广泛、使用频次高。随着人口老龄化的加剧，年轻护理人员的数量正在逐渐减少，将导致一线临床医护人员面临更大的工作负担。
根据国家卫健委公布的最新数据，全国注册护士总量达到563万人，每千人口注册护士数达到4人。东部沿海地区与大城市的护士数量相对充足，而西部地区及农村医院则面临严重短缺。除了增加对护士培训的投入，采用机器人和自动化设备来提高工作效率，成为关键措施之一。
伏羲九针智能科技（北京）有限公司（以下简称“伏羲九针”）成立于2020年，专注研发智能输液机器人、静脉智能辅助穿刺机器人、全景VR医疗穿刺训练系统等产品，建成全国最大的手背静脉血管数据库。目前，伏羲九针产品已在国内多家大型医院、社区医院和养老院进行测试应用。
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场景难题驱动行业前进
护士在协助医生进行病人及其家属的咨询、辅导、接诊和治疗工作中扮演着至关重要的角色。他们的工作涵盖病人的日常护理、口服药物、注射及其他途径给药治疗，以及采集检验标本等操作。特别是穿刺抽血和输液，是护士日常工作中最常见且技术要求较高的任务。
在日常诊疗护理中，抽血和输液环节占据着基础性的地位。并且，由于患者情况的差异，护士在穿刺过程中会体验到不同程度的紧张情绪。在临床实践中，约有27%的患者手背静脉不够明显，而40%的患者静脉甚至无法通过肉眼辨识，尤其是在孩童、老年人和重症患者中，血管的辨识难度更大，这不仅增加了护士的工作难度，也提高了穿刺失败的风险，进而可能引发医患矛盾。
图1 FUXI系列输液机器人
伏羲九针总裁柳絮指出，一方面，护士们渴望从相对机械和繁重的穿刺工作中解脱出来，以便照顾更多的病人；另一方面，穿刺失败会增加患者静脉炎、血栓和感染的风险，这极易引发医患之间的矛盾，这是伏羲九针智能穿刺设备想要解决的痛点问题。
相较于护士，机器人的精确度、稳定性更高，同时患者对机器人的接受度也高于人工护理。特别是在一些偏远的山区、边防哨所、远航舰船、科考站，以及航天空间站等特殊环境中，存在大量穿刺治疗的需求，却缺乏护士进行操作。而机器人由于其便携性和操作简便性，能够实现快速部署，符合这些特殊场景的实际需求。
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技术实现重大突破
智能输液机器人FUXI（以下简称“FUXI机器人”）凭借其精准、快速、便携的特点，实现了自动静脉穿刺功能。在手背区域血管增强及穿刺靶点推荐方面，静脉智能辅助穿刺机器人取得了重大突破，利用多模态融合技术成功攻克了手背静脉穿刺靶点自动寻找的技术难题。
伏羲九针致力于实现两个核心目标：在任何情况下都能使用机器人完成穿刺输液，并通过人工智能技术提升护士的工作效率。其自主研发的FUXI机器人主要由血管红外识别、超声引导系统和穿刺行动系统三大核心部件构成。
通过红外技术呈现清晰的血管影像，机器人自动进行算法分析以确定最佳穿刺点。随后，利用超声图像进行引导，并结合力感应随动技术进行穿刺，实现了实时精确控制。此外，通过电脑显示屏，可以实时观察到针管的穿刺角度和深度。
FUXI机器人支持多种针头，病人仅需将手放置在指定位置，护工或护士更换一次性针头后，机器人仅需一分钟即可完成整个穿刺工作。通过这种方式，护士的穿刺和输液工作可以被“护工+智能输液机器人”的组合所替代，一定程度上缓解护士资源短缺问题，同时降低医院科室的成本支出。
图2 全景VR医疗穿刺训练系统
此外，伏羲九针研发的全景VR医疗穿刺训练系统，结合虚拟现实技术，为医护人员提供了一个逼真的输液穿刺训练环境，显著缩短了学习周期并提升操作技能。伏羲九针还与中国电子学会、中日友好医院、北京航空航天大学等多家单位合作，共同制定了穿刺机器人标准《采用机器人技术的人体穿刺设备通用技术要求与试验方法》。
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实现更广应用
柳絮指出，伏羲九针目前的产品线主要集中在针对特定部位的穿刺靶点识别与定位，进而进行浅表血管穿刺。在应用领域上，涵盖了穿刺操作、穿刺针留置、输液输血通道的建立、生命体征监测，以及术前区域麻醉等。这些产品不仅适用于大型医院，同样适用于社区医院的输液室、感染病房，以及其他医护人员相对缺乏的场合。
图 3 机器人进行手背静脉穿刺人体试验
当前市场上，大多数产品通常限于前臂静脉血管的单一角度穿刺，这是因为前臂血管较粗、直且形态简单，血管充盈度高、弹性好、易于固定和识别，穿刺难度较低。这些产品主要依赖红外和压力检测等传统控制技术，但其安全性并不理想。FUXI机器人专门用于手背、手腕、肘部等多部位的动静脉血管的穿刺。
未来，穿刺部位将进一步延伸至腿部、中心静脉以及动脉，智能穿刺技术也将逐步应用于神经阻滞以及肿瘤消融等。由于涉及多部位不同结构的穿刺，穿刺难度显著增加。
图4 伏羲九针亮相2024世界机器人大会
当前，市场上大多数产品主要针对采血应用，功能相对单一。而FUXI机器人具备输液、采血等多种功能，能够全面满足临床需求。目前，伏羲九针智能穿刺机器人正在多家医院的多个科室进行人体试验和数据采集工作。伏羲九针结合临床穿刺规则与深度学习技术、边缘智能与数据中心智能，构建血管组织力学特性数学模型、高约束穿刺行为控制机制等，确保穿刺机器人操作的精度、安全性和可靠性。
柳絮表示，“近年来，中国医疗机器人产业规模保持约30%的增长速度，随着市场教育的推进，我们相信这一市场还有进一步的扩展潜力。”
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