机器人系统加速血液采样和测试

罗格斯大学(Rutgers University)的一组科学家创建了一套全自动系统,旨在简化医疗机构中的静脉血采样和分析。 主要组件是血液采样设备,用于收集样本的模块和带有“芯片实验室”的离心机。 目前,该设备可以执行不同的白细胞计数并测量血红蛋白水平。



在医学上,血液是最重要的物质。 自古以来,放血(放血)一直被用于预防和治疗-最早提到的hijama(传统的阿拉伯民间放血方法)可追溯到公元前1550年。 如今,血液检查是世界上最常见的临床程序。 在美国,每年要进行20亿次这样的程序,其结果会影响80%的医院和实验室做出的医疗决定。

验血的质量取决于专家的技能和患者的生理特征。 儿童和肥胖者的血液采样经常会出现问题-很难在其中找到静脉。 大多数研究是集中进行的:从各个诊所将材料发送到专门的实验室。 许多实验室技术人员会进行工作,然后将结果报告给患者。 在物流方面,这是一个复杂且昂贵的方案。

罗格斯大学(Rutgers University)的一组生物医学工程师开发了一种即时检验(POCT)设备,用于解决物流复杂性,材料收集质量和分析速度方面的问题。 机器人系统吸收血液,样品进入微流体系统-“芯片实验室”,离心机将血液分离成组分,光学显微镜确定白细胞的数量。 该设备既可以安装在医院的病床上,也可以安装在救护车或医生的办公室中。

在第一阶段,打开血液采样设备。 该设备使用超声波(超声波)和近红外光谱仪(NIR光谱仪)接收数据,该软件会编辑静脉的三维图,然后用针头刺入微型机械手并采血。



下一个模块的功能是将血液样本转移到“芯片实验室”,然后将其放在离心机中进行分析。 科学家使用蠕动泵来输送样品,并用盐水冲洗设备。 静脉穿刺机器人进行穿刺,泵打开,然后将物料发送到下一个模块。



该分析仪由包含样品的丙烯酸芯片,用于血液分离的离心机和光学显微镜系统组成。 离心机以10,000 rpm的速度旋转丙烯酸芯片,以将血液的细胞成分与芯片内部的血浆分离。 一次性芯片由三层丙烯酸制成:外部1.5毫米和内部0.9毫米。 在芯片上切出一条通道,离心力沿着该通道以所需顺序建立样品的成分。 微型荧光显微镜在检测出白细胞(即白细胞)之后,测量其层的厚度,并使用该团队开发的具有预设设置的软件将其进行比较。



该设备是开发血液分析技术的梦想。 微型机器人和微流体系统的集成使得将传统分析技术的准确性与随时随地执行程序的速度和便利性结合起来成为可能,”研究的作者热情地评论了它们的发展。

科学技术发表在技术杂志上。 doi.org/10.1142/S2339547818500048

已经制造出能够从静脉抽取人血的机器人。 例如,2013年一家Veebot初创公司推出了类似的设备。 患者将手放在袖带中,红外摄像头搜索静脉,超声波确定血液在静脉中的流动是否足够集中。 然后,机械臂抽血。 设备发现静脉的准确性为83%。 该过程持续一分钟。 目前,自2013年以来,有关该项目的消息一无所获,但网站显示该公司正在招聘员工。


另一个具有类似技术的初创公司是VascuLogic。 VenousPro使用相同的传感器,以使人类尽可能快速而无痛地采血。


Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN414621/


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