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Medizin

Blutentnahme: Roboter ist geschickter als menschliches Personal

Mittwoch, 11. März 2020

/Rutgers University, Unnati Chauhan

New Brunswick/New Jersey – US-Ingenieure haben einen Roboter entwickelt, der selbst­ständig Blutgefäße am Arm punktieren und Blut entnehmen kann. Erste Experimente in Nature Machine Intelligence (2020; 2: 104-115) lassen vermuten, dass der Roboter ge­schickter ist als medizinisches Personal.

Die Punktion von Venen zur Blutentnahme oder für Injektionen oder Infusionen gestaltet sich vor allem bei Kindern (wegen des geringen Gefäßkalibers) und bei älteren Menschen (wegen der gewundenen und schlecht im Gewebe verankerten Gefäße) schwierig. Etwa 1/5 aller Punktionen misslingt beim 1. Versuch. Außerdem besteht ein gewisses Risiko einer Nadelstichverletzung, die bei Patienten mit Infektionserkrankungen die Gesundheit des Venenpunkteurs gefährdet.

Alvin Chen von der Rutgers University in New Brunswick/New Jersey und Mitarbeiter schlagen deshalb vor, die Gefäßpunktion in schwierigen Fällen einem Roboter zu über­lassen. Der etwa 3 kg schwere Prototyp, den die Bioingenieure entwickelt haben, ist in der Lage, eine Kanüle auf die Spritze zu setzen, die Punktion durchzuführen und später die Nadel zu entsorgen.

Der Roboter ist mit einer Duplex-Ultraschallsonde, einer Nahinfrarot-Kamera und einem motorisierten Mechanismus zur Injektion ausgestattet. Die Nahinfrarot-Kamera erkennt, wo sich unter der Haut die Blutgefäße befinden, die Duplex-Ultraschallsonde misst den Durchmesser des Gefäßes und erkennt, ob es sich um eine Arterie oder Vene handelt.

Das „Gehirn“ des Roboters ist eine Software auf der Basis des maschinellen Lernens. Sie entscheidet, wo und wie tief die Nadel eingestochen werden soll. Das System berück­sichtigt auch die menschlichen Regungen des Patienten. Plötzliche Bewegungen werden erkannt. Die Nadel wird dann zurückgezogen, um Verletzungen zu vermeiden.

Die Forscher haben die Ortung der Blutgefäße an einer Gruppe von gesunden Probanden untersucht. Die Punktionen wurden jedoch vorsichtshalber an den Schwanzvenen von narkotisierten Ratten durchgeführt. In dieser letzten Versuchsreihe waren die Roboter dem Mensch überlegen.

Die Erfolgsrate lag beim 1. Versuch bei 87,1 % gegenüber 58,3 % bei menschlichen Punk­teuren. Wenn diese menschlichen Punkteure eine Nahinfrarot-Kamera zur Hilfe nahmen, stieg die Erfolgsrate auf 69,9 %, mit Unterstützung einer Ultraschallsonde auf 61,9 %. Der Roboter wusste sich der Hilfsmittel besser zu bedienen als die Menschen. Bei der Punk­tion der Blutgefäße war er nicht zu schlagen. © rme/aerzteblatt.de

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