重症监护病房呼吸机的遥机器人操作
机器人学
2020-10-13 v1
摘要
自 2019 年 12 月首次报告新型冠状病毒（SARS-CoV-2）以来，全球已有超过 3300 万人感染，约 100 万人死于该病毒所致疾病 COVID-19。仅美国就有约 700 万例病例和超过 20 万例死亡。此次疫情给医疗系统及工作人员带来了巨大压力。重症病例需要医院救治，且 8.5\% 的患者需在重症监护病房（ICU）接受机械通气。一大挑战是临床护理人员必须穿戴和脱下笨重的个人防护装备（PPE）才能进入 ICU 对呼吸机设置进行简单调整。尽管未来的呼吸机及其他 ICU 设备可能可通过计算机网络远程控制，但现存海量的现有呼吸机并不具备此能力。本文报道了一种简单、低成本的遥机器人系统的开发，该系统允许在 ICU 外调整呼吸机设置。系统由一个小型笛卡尔机器人组成，能够通过位于室外经无线连接的平板主设备，借助相机视觉控制操作呼吸机触摸屏。工程系统测试表明，该设备的开环机械重复精度为 7.5\,mm，且在视觉伺服控制下机器人手指的平均定位误差为 5.94\,mm。在模拟 ICU 环境中进行了成功的可用性测试并予以报道。除显著减少 PPE 消耗外，原型系统在初步评估中显示，包括穿戴与脱下 PPE 在内，呼吸治疗师在商用呼吸机上进行典型设置调整所需总时间从 271 秒显著减少至 109 秒。
引用
@article{arxiv.2010.05247,
title = {Telerobotic Operation of Intensive Care Unit Ventilators},
author = {Balazs P. Vagvolgyi and Mikhail Khrenov and Jonathan Cope and Anton Deguet and Peter Kazanzides and Sajid Manzoor and Russell H. Taylor and Axel Krieger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.05247},
year = {2020}
}
备注
22 pages, 9 figures, 1 table; submitted to Frontiers in Robotics; in review