Rutgers ingenjörer har skapat en bordsenhet som kombinerar en robot, artificiell intelligens och nära-infraröd och ultraljudsavbildning för att dra blod eller föra in katetrar för att leverera vätskor och läkemedel.

Deras senaste forskningsresultat, publiceras i tidskriften Nature Machine Intelligence , tyder på att autonoma system som den bildstyrda robotenheten skulle kunna överträffa människor i vissa komplexa medicinska uppgifter.

Medicinska robotar kan minska skador och förbättra effektiviteten och resultaten av procedurer, samt utföra uppgifter med minimal tillsyn när resurserna är begränsade. Detta skulle göra det möjligt för vårdpersonal att fokusera mer på andra kritiska aspekter av medicinsk vård och göra det möjligt för akutmedicinska leverantörer att ta avancerade insatser och återupplivningsinsatser till avlägsna och resursbegränsade områden.

"Med hjälp av volontärer, modeller och djur, vårt team visade att enheten kan exakt lokalisera blodkärl, förbättra framgångsfrekvensen och procedurtider jämfört med experter inom hälso- och sjukvården, speciellt med svåråtkomliga blodkärl, " sa seniorförfattaren Martin L. Yarmus, Paul &Mary Monroe ordförande och framstående professor vid institutionen för biomedicinsk teknik vid School of Engineering vid Rutgers University-New Brunswick.

Få tillgång till vener, artärer och andra blodkärl är ett avgörande första steg i många diagnostiska och terapeutiska procedurer. De inkluderar att ta blod, administrering av vätskor och mediciner, införa enheter som stentar och övervaka hälsan. Procedurernas aktualitet kan vara avgörande, men att få tillgång till blodkärl hos många människor kan vara ganska utmanande.

Misslyckanden inträffar i uppskattningsvis 20 procent av procedurerna, och svårigheter ökar hos personer med små, vriden, rullande eller kollapsade blodkärl, som är vanliga inom barn, äldre, kroniskt sjuka och traumapatienter, säger studien. I dessa grupper, noggrannheten vid första stickan är under 50 procent och minst fem försök krävs ofta, leder till förseningar i behandlingen. Blödningskomplikationer kan uppstå när större angränsande artärer, nerver eller inre organ punkteras, och risken för komplikationer ökar avsevärt med flera försök. När närliggande blodkärl är otillgängliga, mer invasiva metoder såsom central venös eller arteriell åtkomst krävs ofta.

Robotenheten kan noggrant styra in nålar och katetrar i små blodkärl med minimal övervakning. Den kombinerar artificiell intelligens med nära-infraröd och ultraljudsavbildning för att utföra komplexa visuella uppgifter, inklusive att identifiera blodkärlen från den omgivande vävnaden, klassificera dem och uppskatta deras djup, följt av rörelsespårning. I annat publicerat arbete, författarna har visat att enheten kan fungera som en plattform för att kombinera automatiserad blodtagning och nedströmsanalys av blod.

Nästa steg inkluderar mer forskning om enheten hos ett bredare spektrum av människor, inklusive de med normala och svåra blodkärl att komma åt.

"Inte bara kan enheten användas för patienter, men det kan också modifieras för att dra blod i gnagare, ett förfarande som är oerhört viktigt för läkemedelstestning på djur inom läkemedels- och bioteknikindustrin, " sa Yarmus.