北京清华长庚医院7月5日电 （通讯员 于悦超）2021年6月，第十一届“挑战杯”首都大学生课外学术科技作品竞赛主赛事获奖名单公布，由清华大学航空航天学院教授郑钢铁，清华大学附属北京清华长庚医院重症医学专家、主任医师许媛共同指导，我院主治医师郭喆参与的医工结合项目《基于视觉伺服和混合控制的自主插管机器人系统》荣获特等奖。

　　新冠疫情爆发以来，气管插管成为了代替呼吸道重症病人自主呼吸的重要手段。在插管过程中，病毒会随患者口腔和气管喷涌而出，给医生带来极大的感染风险。因此，为解决疫情期间凸显的“防护-插管矛盾”，清华长庚团队提出部分课题构思，并在插管操作中提供技术指导，与清华大学团队共同聚焦于设计医疗机器人，以实现插管全环节自动化，避免医务人员感染和病房污染。

（左图）郭喆为清华大学团队现场演示气管插管操作 （右图）机器人假人试验

　　该作品创新性地设计了双臂协同的自主插管机器人系统，实现全流程无人参与的插管操作。机器人基于人工智能和 SFS（Shape From Shading，三维形状重构） 的视觉伺服技术，实现对医疗器械、患者位置、口腔环境和主要生理结构的识别定位，为自主插管提供实时信息保障。机器人系统综合对导管力学的变形建模、机械臂安全路径规划与结合视觉、力和位移信息的混合控制算法，使机械臂能够在复杂的口腔环境中，顺利地插入喉镜与导管。此外，机器人整体车身模拟了医生的操作方式，自主设计的多功能喉镜装置高度集成了插管中的各项技术操作，可投入到感染新冠病毒的病人插管和日常插管手术中。