麻省理工学院林肯实验室的研究人员开发了一种手持式机器人,可以帮助训练有素的急救人员控制外伤患者的严重内出血,帮助他们将针头和导管插入主要血管。


在急救医学中,把握“黄金时间”非常重要。例如,如果他们要保持较高的生存机会,创伤受害者(特别是有严重出血的受害者),必须在60分钟内接受治疗,有时甚至只有10分钟。出于这个原因,救援人员接受培训,尽快投入行动,一些人甚至随身携带基本的创伤包,他们可以用一只手打开。


然而,一些所需的治疗,如在大血管中插入导管,需要特殊培训,这意味着病人必须被送往医院。这是一个真正的问题,因为在某些情况下,如果要保持生存的机会不减少,必须在运输之前控制严重的出血。


理想的解决方案是带上一名创伤外科医生,但由于这并不总是实际的,由人类健康和性能系统组的Laura Brattain 和 Brian Telfer 领导的麻省理工学院团队提出了人工智能引导的超声波干预设备(AI-GUIDE)。该技术结合了机器人技术、机器学习算法和超声成像,以指导响应者将导管安装到股动脉血管中。


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操作时,急救人员将AI-GUIDE放在病人的大腿上,沿着腿和腹部相接的腹股沟皱褶。利用超声波,该设备显示一个简单的目标显示,以引导急救人员到正确的位置。一旦找到目标,急救人员被告知触发开关,将针头精确地插入血管。这根针连接着一根导丝,急救人员将其推入以引导导管,导管可以输送液体、药物、控制出血的充气球囊或显微手术器械。


根据麻省理工学院的说法,AI-GUIDE通过机器学习来管理这些。


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研究小组成员Lars Gjesteby说:“利用转移学习,我们在马萨诸塞州综合医院(MGH)的临床合作者获得的大型超声扫描数据集上训练算法。这些图像包含血管解剖的关键标志,包括股动脉和静脉。”


该系统允许呼吸者使用该设备,而不必看,更不必解释图像。相反,他们会用容易理解的符号来展示。此外,AI-GUIDE可以检测自己的工作,并能纠正因严重失血而导致的静脉部分塌陷等问题。


在对人体组织和血管模型以及活体镇静猪的测试中,具有不同程度医疗经验的受试者只需经过两分钟的口头训练,就能在大约一分钟内成功插入导丝。


“AI-GUIDE有可能比目前的人工图像引导下的放针程序更快、更精确、更安全,并且需要更少的培训,”来自MGH的放射科医生和合作者Theodore Pierce说。“模块化设计还允许轻松适应血管通路以外的各种临床情况,包括微创手术、图像引导的活检和图像引导的癌症治疗。”


该研究发表在《生物传感器》杂志上。