醫療保健保健領域的機器人改善患者的治療成果

醫療機器人可協助進行手術、簡化醫院物流作業,並使醫療提供者更直接關照患者。

醫療保健機器人概覽:

  • 醫療機器人可分為幾種類型:手術協助、模組化、服務、社交、行動以及自主。

  • 醫療保健機器人可協助提升患者護理與醫療成果,同時增進運作效率。

  • 醫療保健領域中搭載 Intel 技術的機器人,運用人工智慧協助手術、工作自動化以及即時患者數據分析,推動了醫療領域創新。

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醫療領域的機器人正在改變手術進行的方式、簡化供應遞送與消毒,並騰出時間,讓醫療提供者與患者進行互動。Intel 可為醫療保健機器人的開發提供多元技術組合,包括手術協助、模組化、服務、社交、行動與自主機器人。

醫療領域的第一批機器人於 1980 年代出現,透過機器人手臂技術提供手術協助。多年來,搭載人工智慧(AI)技術的電腦視覺與數據分析已經使得醫療保健機器人徹底改觀,將功能延伸至許多其他醫療保健領域。

機器人現在不僅可以在手術室使用,還能用於臨床環境中,支援醫療工作者並加強患者護理。在新冠肺炎疫情肆虐期間,各家醫院與診所都開始部署機器人來執行更廣泛的工作,以協助減少接觸病原體。醫療保健機器人所帶來的運作效率與風險降低,在許多領域中顯然深具價值。

例如,機器人可獨自清潔並備妥病房,有助於在傳染病病房中減少人與人接觸。搭載人工智慧藥物識別軟體的機器人 ,可縮短識別、比對並配送藥物給醫院中患者所需的時間。

隨著技術的演進,機器人將更自主運作,最終能完全自主執行特定工作。如此一來,醫生、護士和其他醫護人員就可以專注於在病患照護上給予更多同理心。

醫療保健機器人的優勢

醫療保健機器人可提供高水準的患者護理、臨床環境的效率流程以及為患者與醫療工作者提供安全的環境。

高品質患者照護

醫療機器人可支援微創手術、對慢性病患者進行客製化且頻繁的監控、智慧療法以及年長患者的社交參與。此外,隨着機器人減少了工作負載,護士和其他照護人員可為患者提供更多同理心與人性互動,這可促進長期的福祉。

操作效率

服務機器人可簡化日常工作、減少員工的體力需求,並確保更一致的流程。這些機器人可追蹤庫存狀況、及時訂購,並協助確認各處所需要的補給品、設備和藥物都有適度備妥。行動清潔與消毒機器人可清潔消毒醫院病房,並為即將入住的病患快速做好準備。

安全的工作環境

服務機器人可透過在有病原體接觸風險的醫院中運送補給品與床單,協助保護醫療保健工作者的安全。清潔與消毒機器人可限制病原體接觸,同時協助減少醫院獲得性感染(HAI),數百個醫療保健場所已採用這些機器人。1 社交機器人還可以協助擡重物,例如移動床位或患者,這可減少醫療保健工作者的身體勞累。

醫療保健機器人可提供高水準的患者護理、臨床環境的效率流程以及為患者與醫療工作者提供安全的環境。

手術協助機器人

隨著動作控制技術有所進步,手術協助機器人也變得愈來愈精確。這些機器人可協助外科醫師執行複雜的微型手術,醫師無須進行大量切口作業。隨著手術機器人不斷演進,搭載人工智慧的機器人最終將可利用電腦視覺瀏覽人體特定部位,同時避免觸及神經和其他障礙。一些手術機器人甚至可自主完成工作,讓外科醫師可以從主控台監督整個程序。

透過機器人協助執行的手術可分為兩種主要類型:

  • 人體軀幹微創手術。這些手術包括機器人子宮切除術、機器人攝護腺切除術、減重手術和其他主要側重在軟組織的手術。這些機器人透過一個小切口深入病患體內後,會將自己鎖定就定位,創造出穩定的手術平台,醫師可從中透過遠端控制進行手術。使用大型切口進行開腹手術一直是大多數內科手術的規範。其復原時間會很長,並且感染和引起其他併發症的可能性更大。即使是經驗豐富的外科醫生,透過按鈕大小切口進行手動作業也極為困難。例如像 Intuitive 出品的 da Vinci 手術機器人,可以使這些手術輕鬆又精準,目的是減少感染和其他併發症。
  • 整形手術。像是 Stryker 出品的 Mako 機器人之裝置,可預先編程以執行常見的外科整型手術,例如膝關節和髖關節置換術。這些機器人結合智慧機器人手臂、3D 造影和資料分析,透過運用空間定義邊界來協助外科醫師,進而獲得更可預測的結果。人工智慧建模可對 Mako 機器人進行特定外科手術訓練,對機器之移動方位及手術之執行方法提供精確的指示。

從手術室提供影像分享到其他地點(無論遠近)的功能,使外科醫師可向該領域的其他頂尖專家請益,並從中受益。如此一來,相當於患者擁有最佳外科醫師參與其手術。

手術機器人領域正在不斷演進,更充分地運用人工智慧。電腦視覺可讓手術機器人能夠區分其視野內的組織類型。例如,手術機器人現在有能力在手術過程中協助外科醫師避免傷及神經和肌肉。2 高畫質 3D 電腦視覺可在手術過程中,為外科醫師提供詳的細資訊及強大的性能。最後,機器人能接手小型次要手術,例如在外科醫師的注視下進行縫合或其他已定義的工作。

機器人在外科醫師培訓中也扮演着關鍵角色。例如,Mimic Simulation Platform 使用人工智慧與虛擬實境為新進外科醫師提供手術機器人訓練。在虛擬環境中,外科醫師可以使用機器人控制,進行手術練習和技巧磨練。

模組化機器人

模組化機器人增強了其他系統,並可設定為執行多種功能。在醫療保健中,這些包括外骨骼治療機器人和義肢機器人手足。

治療性機器人可協助中風、癱瘓、創傷性腦損傷或多發性硬化症後之康復治療。當這些搭載人工智慧和景深攝影機的機器人經歷指定的動作時,可以監測患者的狀態,量測到不同部位的動作程度,並比人眼更精確地追蹤進展。他們還可與患者互動,提供指導和鼓勵。

服務機器人

服務 機器人透過處理常規的後勤工作,減輕了醫護人員的日常負擔。許多這些機器人為自主運作,並可在完成工作時傳送報告。這些機器人可以佈置病房、追蹤補給品及歸檔採購訂單、醫療用品櫃補貨,並將床單往返運送至洗衣設施處。透過服務機器人執行一些 常規工作,使醫療工作者有更多的時間專注在患者的即時需求。

社交機器人

社交機器人直接與人類互動。這些「友好」的機器人可在長期照護環境中使用,提供社交互動與監控。它們可鼓勵患者遵循治療方案或提供認知參與,使患者保持警覺與積極。它們還可用於在醫院環境內為訪客與患者提供路線指引。一般而言,社交機器人有助於減少照護人員的工作量,並增添患者的幸福感。

行動機器人

行動機器人會沿著線路或預先定義的軌道在醫院和診所四處移動。它們可用於多種用途,例如消毒病房、協助運送患者或搬運重型機械。清潔與消毒行動機器人可使用紫外線(UV)光、過氧化氫蒸氣或空氣過濾,以協助減少感染並以統一方式清潔消毒可觸及之處。

自主機器人

具有內建光學雷達(LiDAR)系統、視覺運算或地圖對應功能的自主機器人,可自我導航至檢驗中或在醫院病房中的病患處,讓臨床醫師能夠在遠處進行互動。由遠端專家或其他工作者所控制的機器人也可隨著醫生進行巡房,讓專家可以在螢幕上就患者診斷與照護進行會診諮詢。這些機器人能夠追蹤自己的電池,並在必要時返回充電站。

一些自主機器人可進行清潔與消毒,走遍傳染病病房、手術室、實驗室與醫院公共空間。新創公司 Akara 所研發的自主機器人原型正在測試使用紫外線消毒受污染的表面。其目標是協助醫院清潔消毒病房與設備,協助對抗新冠肺炎。此原型採用 Intel® Movidius™ Myriad™ X VPU,可在工作的人群中安全地行進。

適用於醫療保健機器人的 Intel® 技術

Intel® 技術可在各種硬體製造商與軟體供應商的生態系統中,實現醫療保健機器人解決方案。Intel 提供多種運算技術並支援電腦視覺,以符合高效能手術協助技術;行動式輸送與自主紫外線消毒機器人;以及能實現更佳患者監控、專家諮詢、提高社交參及更多功能機器人的種種設計需求。

Intel® 技術為醫療保健機器人提供基礎
Intel® Movidius™ VPUs Intel® Movidius™ VPUs 驅動一系列的醫療機器人,包括與醫生一起進行巡房的機器人,以及清潔機器人。在新冠肺炎疫情中,一部配備 Intel® Movidius™ Myriad™ X VPU紫外線消毒機器人原型可以在消毒醫院各種表面時,於人群中安全地行進。
Intel® RealSense™ 技術 Intel® RealSense™ 深攝影機可協助醫療提供者追蹤類風濕性關節炎患者的關節變化,以準確地監控疾病的發展。對於接受物理治療的患者,攝影機可讓治療師監控動作範圍的變化,進而更準確地研判康復進度。
Intel® Distribution of OpenVINO™ 工具組3 Intel® Distribution of OpenVINO™ 工具組簡化了 Intel 平台上視覺應用程式的開發,包括 VPU 與 CPU。此種組合可實現許多使用案例,包括手術協助機器人,以及能在在醫院走廊自主行進的服務與社交機器人。
Intel® Core™ 處理器Intel Atom® 處理器 Intel® 處理器具有多種運算效能與功耗選項,可實現所有功能,無論是搭載深度學習的手術機器人,或者是低功耗的消毒機器人。
Intel® Xeon® 可擴充處理器 Intel® Xeon® 可擴充處理器為醫院與診所的邊緣伺服器提供高效能,為連線系統與裝置所產生的數據提供了基礎。
支援 Intel 的 5G 網路 支援 Intel 的 5G 網路可透過視訊檢查,增加與醫學專家的聯繫,並透過無與倫比的連線速度、超低延遲與極致的網路可靠性,實現 AR/VR 輔助的手術。

機器人與醫療保健的未來

醫療保健機器人將隨著機器學習、資料分析、電腦視覺和其他技術的進步而不斷發展。各類機器人將繼續演進,自主、有效率並準確地完成工作。

Intel 正與技術提供者及研究人員合作,以探索新一代的機器人解決方案。例如,中國的 Intel Labs 正與蘇州協同創新醫療機器人研究院合作,為新創公司建立醫療機器人孵化器。Intel 提供技術與研究支援,在醫療機器人領域中,協助發掘人工智慧與物聯網技術的新應用。這些貢獻可支援持續的創新,進而提升自動化、推動效率,並解決一些最嚴峻的醫療保健挑戰。

常見問題集 (FAQ)

常見問題集

醫療保健領域的快速成長以及醫療機器人的使用,為外科手術帶來了更高的精確度,並為醫院和診所帶來了效率。

醫療領域中的機器人跨越若干領域。例如,手術機器人可進行微創手術,並可讓新進外科醫師在其職業生涯裡,儘早執行複雜手術。行動機器人可沿著預先定義的路徑提供清潔與消毒服務。自主機器人可在診所與醫院間自主行進、與患者互動,並使醫生能進行遠端諮詢。

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注意事項與免責聲明

Intel® 技術可能需要搭配支援的硬體、軟體或啟動相關服務。

沒有產品或元件能提供絕對的安全性。

您的成本和成果可能有所落差。

產品與效能資訊

1"Coronavirus: Robots use light beams to zap hospital viruses",BBC,2020 年 3 月,https://www.bbc.com/news/business-51914722
2"Robotic-assisted surgery FAQs",UC Davis Health,https://health.ucdavis.edu/surgicalservices/roboticsurgery/faqs.html
3Intel 的編譯器針對不是 Intel 的微處理器,在執行並非專屬於 Intel 微處理器的最佳化時,並不一定會執行到與 Intel 微處理器同樣的程度。這些最佳化包括 SSE2、SSE3 及 SSSE3 指令集,也包括其他最佳化。Intel 對於非由其製造之微處理器,不保證任何可用性、功能或效力之任何最佳化。在本產品中取決於微處理器的最佳化,乃是為了用於 Intel 微處理器而設計。某些並非專門針對 Intel 微架構的特定最佳化,是為 Intel 微處理器而作保留。關於本公告所涉及的具體指令集,如需詳細資訊,請參閱適用的產品使用和參考指南。