nhà nghiên cứu từ MIT và Brigham và Women’s Hospital hy vọng sẽ giảm nguy cơ cho nhân viên y tế do Covid-19 gây ra bằng cách sử dụng robot để đo từ xa các dấu hiệu sinh tồn của bệnh nhân. Credit: Hình ảnh tại chỗ do các nhà nghiên cứu thực hiện, được chỉnh sửa bởi MIT News

Nghiên cứu được mô tả trong bài báo này đã được xuất bản trên máy chủ in sẵn nhưng chưa được các chuyên gia khoa học hoặc y tế xem xét.

Trong đại dịch coronavirus hiện nay, một trong những phần rủi ro nhất trong công việc của nhân viên y tế là đánh giá những người có các triệu chứng của Covid-19. Các nhà nghiên cứu từ MIT và Brigham và Women’s Hospital hy vọng sẽ giảm thiểu nguy cơ đó bằng cách sử dụng robot để đo từ xa các dấu hiệu sinh tồn của bệnh nhân.

Các robot, được điều khiển bằng một thiết bị cầm tay, cũng có thể mang theo máy tính bảng cho phép bác sĩ hỏi bệnh nhân về các triệu chứng của họ mà không cần ở cùng phòng.

Henwei Huang, một postdoc của MIT cho biết: “Trong lĩnh vực robot, một trong những mục tiêu của chúng tôi là sử dụng tự động hóa và công nghệ robot để loại bỏ mọi người khỏi những công việc nguy hiểm”. “Chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi có thể sử dụng một robot để loại bỏ các nhân viên y tế khỏi nguy cơ tiếp xúc trực tiếp với bệnh nhân.”

Sử dụng bốn camera gắn trên một robot giống chó do Boston Dynamics phát triển, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ có thể đo nhiệt độ da, nhịp thở, nhịp mạch và độ bão hòa oxy trong máu ở những bệnh nhân khỏe mạnh, từ khoảng cách 2 mét. Hiện họ đang lên kế hoạch thử nghiệm nó ở những bệnh nhân có các triệu chứng Covid-19.

Giovanni Traverso, trợ lý giáo sư kỹ thuật cơ khí, bác sĩ chuyên khoa tiêu hóa của MIT cho biết: “Chúng tôi rất vui mừng vì đã tạo dựng được mối quan hệ đối tác trong ngành-học viện này, trong đó các nhà khoa học có chuyên môn về kỹ thuật và robot đã làm việc với các nhóm lâm sàng tại bệnh viện. tại Bệnh viện Phụ nữ và Brigham, và là tác giả cao cấp của nghiên cứu.

Các nhà nghiên cứu đã đăng một bài báo trên hệ thống của họ trên techRxiv của máy chủ in sẵn, và đã gửi nó cho một tạp chí được bình duyệt. Huang là một trong những tác giả chính của nghiên cứu, cùng với Peter Chai, một trợ lý giáo sư y học cấp cứu tại Bệnh viện Phụ nữ và Brigham, và Claas Ehmke, một học giả thỉnh giảng từ ETH Zurich.

Đo lường các dấu hiệu sinh tồn

Khi các trường hợp mắc bệnh Covid-19 bắt đầu tăng cao ở Boston vào tháng 3, nhiều bệnh viện, bao gồm cả Brigham và Women’s, đã dựng lều tam giác bên ngoài khoa cấp cứu của họ để đánh giá những người có các triệu chứng của Covid-19. Một thành phần chính của đánh giá ban đầu này là đo các dấu hiệu quan trọng, bao gồm cả nhiệt độ cơ thể.

Các nhà nghiên cứu của MIT và BWH đã đưa ra ý tưởng sử dụng robot để cho phép theo dõi không tiếp xúc các dấu hiệu quan trọng, cho phép nhân viên y tế giảm thiểu sự tiếp xúc của họ với những bệnh nhân có khả năng lây nhiễm. Họ quyết định sử dụng các công nghệ thị giác máy tính hiện có có thể đo nhiệt độ, nhịp thở, mạch và độ bão hòa oxy trong máu, đồng thời làm cho chúng di động.

Để đạt được điều đó, họ đã sử dụng một robot có tên Spot, có thể đi bằng bốn chân, tương tự như một con chó. Nhân viên chăm sóc sức khỏe có thể điều động robot đến bất cứ nơi nào bệnh nhân đang ngồi, sử dụng bộ điều khiển cầm tay. Các nhà nghiên cứu đã gắn bốn camera khác nhau lên robot – một camera hồng ngoại cùng với ba camera đơn sắc lọc các bước sóng ánh sáng khác nhau.

Sử dụng bốn camera gắn trên một robot giống chó do Boston Dynamics phát triển, các nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng họ có thể đo nhiệt độ da, nhịp thở, nhịp mạch và độ bão hòa oxy trong máu ở những bệnh nhân khỏe mạnh, từ khoảng cách 2 mét. Credit: Được phép của các nhà nghiên cứu

Các nhà nghiên cứu đã phát triển các thuật toán cho phép họ sử dụng camera hồng ngoại để đo cả nhiệt độ da tăng cao và nhịp thở. Đối với nhiệt độ cơ thể, máy ảnh đo nhiệt độ da trên khuôn mặt và thuật toán tương quan nhiệt độ đó với nhiệt độ cơ thể. Thuật toán cũng tính đến nhiệt độ môi trường và khoảng cách giữa máy ảnh và bệnh nhân để có thể thực hiện các phép đo từ các khoảng cách khác nhau, trong các điều kiện thời tiết khác nhau mà vẫn chính xác.

Các phép đo từ camera hồng ngoại cũng có thể được sử dụng để tính toán nhịp thở của bệnh nhân. Khi bệnh nhân hít vào và thở ra, đeo mặt nạ, hơi thở của họ thay đổi nhiệt độ của mặt nạ. Việc đo sự thay đổi nhiệt độ này cho phép các nhà nghiên cứu tính toán tốc độ thở của bệnh nhân.

Mỗi máy ảnh đơn sắc lọc một bước sóng ánh sáng khác nhau – 670, 810 và 880 nanomet. Các bước sóng này cho phép các nhà nghiên cứu đo lường những thay đổi nhỏ về màu sắc xảy ra khi hemoglobin trong tế bào máu liên kết với oxy và chảy qua các mạch máu. Thuật toán của các nhà nghiên cứu sử dụng các phép đo này để tính toán cả tốc độ mạch và độ bão hòa oxy trong máu.

Huang nói: “Chúng tôi không thực sự phát triển công nghệ mới để thực hiện các phép đo. “Những gì chúng tôi đã làm là tích hợp chúng với nhau rất đặc biệt cho ứng dụng Covid, để phân tích các dấu hiệu quan trọng khác nhau cùng một lúc.”

Theo dõi liên tục

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu đã thực hiện các phép đo trên những tình nguyện viên khỏe mạnh và hiện họ đang lên kế hoạch thử nghiệm phương pháp tiếp cận bằng robot của họ ở những người đang có các triệu chứng của Covid-19, tại một khoa cấp cứu của bệnh viện.

Trong khi trước mắt, các nhà nghiên cứu có kế hoạch tập trung vào các ứng dụng triage, về lâu dài, họ hình dung rằng robot có thể được triển khai trong các phòng bệnh của bệnh nhân. Điều này sẽ cho phép các robot liên tục theo dõi bệnh nhân và cũng cho phép các bác sĩ kiểm tra họ, thông qua máy tính bảng, mà không cần phải vào phòng. Cả hai đơn đăng ký này đều phải được Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ phê duyệt.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Khoa Cơ khí MIT và Giáo sư phát triển nghề nghiệp Karl van Tassel (1925).

Nguồn: scitechdaily