規范咽拭子采樣操作，可靠提升采集樣本的有效性

2022年5月底，新冠肺炎全球累計確診已超過5.3億人次，疫情防控已經日趨常態化。政府工作會議中一再強調，核酸檢測是疫情防控最寶貴的資源，已成為各地疫情防控依賴的重要技術手段。當前采樣任務量大，給醫務人員增加了大量工作負荷。如何規范咽拭子采樣操作，可靠提升采集樣本的有效性？這是當前疫情防控形勢下的迫切需求。

咽拭子采樣機器人能夠精準識別口咽部位，可靠力控保障采集樣本量，智能學習規范采集動作，已成為解決這一問題的有效手段?？谘适米硬蓸右蚱洳僮鞅憬?、相對舒適，特別適合大規模人群篩查。但檢測試劑的敏感性、不規范的采樣過程及病毒載量低等都會造成假陰性，其中采樣規范化成為影響核酸檢測結果準確性的重要因素。

根據《新型冠狀病毒肺炎實驗室檢測技術指南》，口咽拭子采集規范為：采樣人員將拭子放入無菌生理鹽水中濕潤，被采集人員頭部微仰，嘴張大，露出兩側咽扁桃體，將拭子越過舌根，在被采集者兩側咽扁桃體稍微用力來回擦拭至少3次，然后再在咽后壁上下擦拭至少3次，將試子頭浸入含有2～3毫升的病毒保存液的管中，尾部棄去，旋緊管蓋。同時，采集人員需穿戴個人防護裝備，包括N95及以上防護口罩、護目鏡、連體防護服、雙層乳膠手套、防水鞋套等。

根據國家衛生健康委臨床檢驗中心相關數據統計，新冠肺炎疫情發生以來，中國已經完成115億人次的核酸檢測。在大規模咽拭子采集操作過程中，由于醫務人員與受試者時空重疊，具有較高的交叉感染風險;醫務人員工作強度大、容易疲勞，很難保證長時間的規范采集動作，造成采集樣本不合格、受試者采集感受不舒適等問題。大家可以回想一下自己咽拭子采集情況，是否每次都嚴格符合采集標準的要求呢？

巨大的任務量給醫護人員造成巨大負荷，大規模篩查的時間要求更加消耗采集人員的體力和專注度。依靠人力的采集方式在規范性和持續重復性上處于兩難境地，那么，如何規范咽拭子采樣操作，可靠提升采集樣本的有效性，降低假陰性？基于人工智能和機器人的智能手段是否能有效解決這一難題？設置11組人工和機器采樣對比實驗，分析其采樣樣本Ct值、均值和標準差，當Ct值在35之下，可視為合格采集樣本。數據分析顯示，機器采樣的有效性有保證，并且對比人工采樣，其標準差更小，一致性更好?？梢?，基于智能分析的采樣機器人系統能同時兼顧規范性和持續重復性，是未來咽拭子采樣的理想載體。

新冠肺炎疫情在武漢暴發時，智能化咽拭子采樣機器人的研發構想在清華大學孫富春教授的腦子里萌芽?！爱敃r，醫務工作者會戰武漢，全天時工作，一是非常辛苦，二是容易交叉感染。我開始就想，如何能利用機器人技術去研制一款全自動的咽拭子采集機器人，減輕廣大醫務工作者的負擔?！焙芸?，一款半自動化的口咽拭子采樣機器人研制成功。這也是孫富春團隊研制的第一代咽拭子采樣機器人，但其研制成本較高，且在安全性和穩定性方面仍有不足之處。孫富春團隊便著手對其進行升級，在設計理念上摒棄了價格高昂且自由度冗余的機械臂產品，采用自主設計的立體式多軸結構完成樣本的采集與移送，同時加入身份認證和人機語音交互系統，并通過視觸覺融合技術實現舒適采樣，研制成功第二代全自動咽拭子采樣機器人系統。

目前，孫富春團隊正研制第三代智能化咽拭子采樣機器人，在采樣的快速性、受試者的舒適性、樣本的有效性方面達到了更高的標準。此外，團隊還考慮了受試者的情緒反饋、采集靶點的智能定位、人機融合的采集技能學習、封管、消殺等過程，并通過采樣末端的觸覺傳感器，精準控制合適的采樣力度，保證采集的安全性和有效性。

智能化咽拭子采樣機器人已在北京市昌平區醫院、朝陽醫院、南通疾控中心、清華大學長庚醫院進行了近萬例的外場測試。目前，該機器人已經在清華大學長庚醫院為醫院員工的例行核酸采集提供服務?；谌斯ぶ悄芎蜋C器人技術的智能咽拭子采樣機器人能精準識別口咽部位，依靠力控感知保障有效樣本量，智能學習規范采集動作。當前，孫富春團隊正與臨床伙伴緊密合作，建立咽拭子采樣的作業效能與安全性評估，構建咽拭子采樣機器人臨床應用范式，提高采樣的安全性、舒適性、有效性，從而推動智能化咽拭子采樣機器人盡快服務社會，為公眾的生命健康提供保障。