最好的醫療機器人能反映照護人員的意見

COVID-19 疫情及專業勞動力的短缺，促使人們對機器人技術的興趣增加，以及在工業中採用更多。現在，機器人特別適用於所有類型的醫療應用。滿足這些用途的設計以專業級自主地面車輛 (AGV)、自動測試站和病患支援系統的形式，輔助醫院和其他醫療環境中最複雜的手術機器人。滿足醫療應用的機器人設計也以家電的形式，改善有醫療需求但仍希望居家養老的年長者生活品質，以保有自主性和活動能力。

圖 1：醫療機器人有多種形式。有些只用於自動執行高重複性或容易產生人為錯誤的任務。(圖片來源：Getty Images)

本文雖然不會深入討論，但還是值得注意，有些健康輔助機器人設計納入居家保全 (包括攝影系統) 和家用 HVAC 能源監控的眾多先進技術，可延伸物聯網 (IoT)、家庭自動化和系統互通性。例如，現在已運用一些以物聯網為基礎的技術，協助年長者遵循藥物治療計畫 (這些計畫往往很複雜)。

「外骨骼」是另一種新興的醫療機器人類型，融合義肢、矯具和穿戴式裝置，協助年長者以及倉庫和其他廠區人員避免因繁重的體力勞動而受傷。許多技術借鑑了最初為軍事應用所追求的創新。幾乎所有技術都包括 IoT 連接和提供回饋的感測器陣列。

圖 2：FSR 400 系列 單區力敏電阻是耐用的聚合物厚膜元件，電阻值會隨著施力的增加降低。其靈敏度適用於人機介面、醫療系統、機器人技術。(圖片來源：Interlink Electronics)

動態市場有望成長

機器人技術在醫院和其他醫療機構中的優勢：

• 提高精密手術的可重複性，如微創手術 (MIS) 和其他機器人輔助手術
• 可執行醫務人員無法超時執行的日常任務。例如自動導引車，可以在廣大的設施穿梭，運送床單等衣物
• 協助進行對看護人員可能有危害的工作。例如病患移位機和機械床，可協助無法移動的病患起身或臥下
• 輔助自動系統採用數據追蹤。請觀看線上簡報影片，瞭解如何使用 RFID 提升病患安全並保護收益主題的更多資訊
• 獨立蒐集和交付藥物以及實驗室樣本 (病患資料受保護)

這些技術可以強化護理師、醫生，以及維護人員提升醫院清潔的能力。還能針對可預測和可重複任務進行預編程，並且運用來自各醫院系統的資訊，持續改善病患護理並支援醫學研究工作。

圖 3：一些醫療機器人使用電子換向或無刷直流 (BLDC) 馬達，協助手臂活動障礙病患訓練和調節手臂和手部運動。這是由於此類馬達非常小且具有高效率。(圖片來源：Portescap)

手術機器人持續提高醫療領域的自動化程度，一如既往地協助外科醫生，並加入人工智慧和機器學習的優勢。Fortune Business Insights 的報告中預測，到 2026 年，手術機器人市場將達到近 $68 億美元；這不足為奇，因為電腦輔助系統已經充分證實能協助外科醫生藉由放大的圖片和精確的末端執行器動作，改善對病患的治療效果，不會受到疲勞、顫抖或分心的影響。

圖 4：ND 系列將工作溫度從 -20°C 延伸到 +85°C，其壓力感測器具有寬動態範圍，可以完成採用六個感測器的傳統設計的工作。更詳細地說，這些組件包括整合式電子元件、先進壓阻式元件、ADC、DSP、數位介面，可追蹤從 0.25 inH₂O 到 5 psi 的壓力，用於各種設計，包括自動化眼科手術設備和自駕車。(圖片來源：Superior Sensor Technology Inc.)

其他醫療機器人設計注意事項

最佳醫療機器人設計是由經驗豐富的醫院人員以及其他醫療專業人員和看護人員提供意見。這些人員對人體解剖學的見解和透徹理解有助於機器人設計人員完成適當準確性和操作性的設計，無論是用於貨物運輸、護理、投藥，還是手術。若醫療機器人的位置需依賴物聯網資料系統獲取即時資訊，則與現有醫院網路的相容性是關鍵。

圖 5：拉伸型荷重元等組件可確保病患移位機正常運作並符合設計規格。(圖片來源：Loadstar Sensors)

醫療機器人供應商要求

醫療機器人工程師、軟體開發人員和供應商必須廣泛瞭解與機動或自動化治療或程序相關的最佳實踐。還需要對產業的基本業務需求和可行的商業模式有敏銳的理解。

任何可保留病患資訊的系統都需要安全的資料管理。結構化資料 (保存在資料庫中) 和文本保留系統中的非結構化資料皆是如此。需要傑出的網路整合和分析能力，以預測性和自適應系統行為，充分證實額外資料管理設計工作的合理性。

醫療機器人資料注意事項

在全面採用之前，應評估醫療機器人如何影響病患安全、治療舒適度和結果。應研究先前實施的結果，以量化病患康復的改善程度和成本的降低效果。醫療機器人計畫還應評估如何協助現有醫院工作人員，讓他們能更專注於照顧病人，無論是當面或是遠端。若已證明機器人可支援醫院系統的核心任務，即優質護理、病患滿意度、效率，醫院管理階層應向員工和當地社區傳達這些優點。

提供員工醫療機器人功能培訓

醫療照護組織在採用醫療機器人時，應先確保該技術與看護人員的專業知識一致，且與新機器人互動的所有醫院工作人員，都應實施前期及持續培訓計劃。可能會缺乏培訓標準，因此組織應尋求合作夥伴依據需求建議和製作培訓模組。除了有關安全操作和維護機器人 (如適用) 的培訓之外，還應提供醫院工作人員保險文件和收款程序，輔以方便閱讀的手冊和數位複習模組。

支援連接操作的資料

資料可見性和人工智慧可以最佳化設備控制，甚至可以深入瞭解各種機器人化程序。跨網路連接設備能讓醫院分析數據，以評估機器人計畫的效果，這在醫院系統要擴充特定機器人計畫時非常實用。

圖 6：USB 對序列和網路對序列產品是醫療機器人與設備之間的介面；這些設備最初並無設計進行連接。資料連接解決方案還可以監控必須嚴格受控的環境，並保持移動機器人安全可靠地連接。(圖片來源：Digi)

滿足監管要求的資料

凝聚式資料管理系統可以幫助多站點醫院網路以及獨立醫院、診所和外科中心，更有效率驗證是否符合政府和業界法規。使用醫療機器人的站點較有可能具有統一網路，或者至少有一套連接眾多獨立系統的標準方法。大多數醫療機構已經擁有快速響應的電源和資料備份系統，有助於為關鍵任務添加機器人設備。

圖 7：醫療級隔離變壓器支援機器人和其他設備無故障作業，具有連續雜訊隔離和與 100% 輸入交流隔離。此變壓器附醫療級插頭和插座，且具有 UL 60601-1 醫療級列名，適用於保護病人護理區的電子設備。(圖片來源：Tripp Lite)

當然，醫療機器人需要嚴格的實體安全和網路安全。通常需要嚴格限制和監控對機器人執行器、控制器、網路和資料儲存的存取。必須嚴格遵守產業、供應商和政府法規並記錄。

結論

過去十年內，美國的醫療產業對機器人技術的採用有增無減。人口高齡化會更加依賴醫療產業，因此即使全國醫院預算面臨嚴重挑戰，這些投資還是可能會繼續。畢竟，機器人可以為許多常規醫療照護節省長期營運費用，更不用說最先進的手術和其他最精準和微創治療。

請注意：採用機器人技術需要明確對應醫院需求和合適的機器人解決方案；滿足極度嚴格的監管要求；採購自能夠提供長期設計支援的醫療供應商。對於大多數大型醫院系統而言，機器人計畫還需要具備自動化專業知識的專職聯絡人，協調持續改進工作。

最後，醫療機器人產品還應該全面評估其對病患的安全和舒適度，以及手術或治療效率和有效性。