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CTU 電氣工程教師幫助 Motol 大學(xué)醫(yī)院實(shí)現(xiàn)冠狀病毒檢測(cè)自動(dòng)化

CTU 電氣工程學(xué)院 (FEE CTU) 計(jì)算機(jī)科學(xué)系的科學(xué)家和學(xué)生與查爾斯大學(xué)理學(xué)院和捷克信息學(xué)、機(jī)器人和控制論 (CIIRC) 研究所合作,正在研究 COVID-19 的自動(dòng)化莫托爾大學(xué)醫(yī)院的樣本測(cè)試。目前正在開(kāi)發(fā)的算法旨在讓醫(yī)院移液機(jī)器人能夠快速安全地處理樣本,避免交叉污染。 Opentrons 和 Beckman Biomek 3000 機(jī)器人的參與將使有機(jī)化學(xué)和生物化學(xué)研究所 AS CR (IOCB AS CR) 新開(kāi)發(fā)的測(cè)試套件的使用成為可能,并對(duì)測(cè)試過(guò)程產(chǎn)生重大影響。如果成功,它將取代實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員的工作,實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員將有空間開(kāi)展與抗擊冠狀病毒相關(guān)的其他活動(dòng)。新軟件可以在復(fù)活節(jié)期間部署。

科學(xué)家和醫(yī)院之間的合作得益于正在進(jìn)行的 CIIRC 項(xiàng)目,該項(xiàng)目向 Na Bulovce 醫(yī)院提供了移液機(jī)器人。危機(jī)期間對(duì)自動(dòng)化的需求大幅增加,因此莫托爾大學(xué)醫(yī)院也向大學(xué)求助。這次有一群來(lái)自 FEE CTU 的研究人員和學(xué)生參加。查爾斯大學(xué)理學(xué)院實(shí)驗(yàn)植物生物學(xué)研究生,具有RNA提取過(guò)程的經(jīng)驗(yàn),加入了該團(tuán)隊(duì),成為機(jī)器人和生物化學(xué)領(lǐng)域之間的關(guān)鍵紐帶。目前,醫(yī)院的兩個(gè)團(tuán)隊(duì)正在密切溝通和分享經(jīng)驗(yàn),以確保機(jī)器人盡快無(wú)縫部署。

“為了投入運(yùn)行,系統(tǒng)必須通過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試。毫不奇怪,這里的責(zé)任是巨大的。如果冠狀病毒檢測(cè)呈假陽(yáng)性,我們將隔離患者及其家人。但如果一切順利的話,機(jī)器人將會(huì)給醫(yī)院帶來(lái)很大的好處。他們可以不間斷地工作,不會(huì)感到疲倦,不會(huì)分散注意力,甚至不會(huì)對(duì)日常工作感到厭倦。我們相信,多虧了我們,實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員將能夠完成其他不易自動(dòng)化的工作,或者至少得到一點(diǎn)休息。”  FEE CTU 計(jì)算機(jī)科學(xué)系博士生 Petr Váňa 說(shuō)道。自三月底啟動(dòng)以來(lái),一直致力于該項(xiàng)目。

該程序的主要目的是最大限度地減少所謂的交叉污染的風(fēng)險(xiǎn)。這是通過(guò)優(yōu)化機(jī)器人移液頭的運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,這樣就不會(huì)因意外滴落樣品而危及其他樣品。因此,移液器吸頭不得經(jīng)過(guò)除預(yù)期樣品之外的樣品。這大大降低了其他樣本污染的風(fēng)險(xiǎn),從而降低了健康人被誤識(shí)別為感染者的風(fēng)險(xiǎn)。 IOCB AS CR 與查爾斯大學(xué)第二醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)微生物學(xué)研究所和莫托爾大學(xué)醫(yī)院合作,開(kāi)發(fā)了用于分離病毒 RNA 的創(chuàng)新測(cè)試裝置,從而能夠診斷 COVID-19 疾病,從而成為解決方案的關(guān)鍵。在捷克共和國(guó),來(lái)自國(guó)外的檢測(cè)數(shù)量有限。此外,許多制造商不允許在其設(shè)備上使用非企業(yè)化學(xué)品,但這些化學(xué)品卻很稀缺。 

由于該程序基于我們可以在捷克共和國(guó)生產(chǎn)足夠數(shù)量的化學(xué)品,因此實(shí)驗(yàn)室可能獨(dú)立于制造商可能無(wú)法提供商業(yè)測(cè)試套件的情況。如果沒(méi)有多個(gè)研究中心如此廣泛的多學(xué)科合作,該項(xiàng)目就無(wú)法有效開(kāi)展。  查爾斯大學(xué)理學(xué)院的 Adéla P?ibylová 評(píng)論道:“機(jī)器人技術(shù)參與改善醫(yī)療保健實(shí)驗(yàn)室程序證明,我們能夠比來(lái)自看似遙遠(yuǎn)領(lǐng)域的個(gè)人更快地實(shí)現(xiàn)目標(biāo),而且效率更高?!?/em>

科學(xué)家和學(xué)生正在開(kāi)發(fā)的軟件將來(lái)可能會(huì)在其他實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)室程序中得到應(yīng)用。盡管移液機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化現(xiàn)已成為常見(jiàn)做法,但部署其他機(jī)器人可以加快并簡(jiǎn)化測(cè)試過(guò)程。此外,F(xiàn)EE CTU 的優(yōu)化程序編程速度更快,可用于較舊或較便宜類型的機(jī)器人,這將提高其在測(cè)試過(guò)程中的可靠性。這些機(jī)器人在捷克共和國(guó)數(shù)量較多,其用戶可以直接執(zhí)行開(kāi)發(fā)的程序。   

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