分类：论文范文 发表时间：2021-07-29 10:57
[摘要]2019年12月，暴发了一种新型冠状病毒肺炎的疫情，目前全世界多个和地区相继出现确诊病例，疫情呈现全球蔓延趋势。为应对疫情的蔓延，各类结合最新技术成果的创新型的医疗设备被研发出来。本文综述了新冠肺炎的诊断和防控相关医疗设备创新研究与应用成果，探讨未来医疗设备发展趋势，为研发适合类似传染性疾病应用的医疗设备提供思路。
[关键字]新型冠状病毒肺炎；医疗设备；胸部影像学；人工智能；医疗机器人；远程医疗
引言
2019年12月，暴发了一种新型冠状病毒肺炎的疫情，随着疫情的蔓延，全球多个和地区相继出现确诊病例，疫情呈现全球蔓延趋势[1]。
2019新型冠状病毒属冠状病毒β属，是一种从未在人体中检测到的新毒株[2]。该病毒潜伏期长，传染性极强，主要通过飞沫和接触传播，在相对封闭的环境中长时间暴露于高浓度气溶胶有被感染的可能。由于其极强的传染性，新型冠状病毒肺炎疫情快速蔓延，感染患者和疑似感染者的数量激增，各级医院的诊疗压力骤增。
1新型冠状病毒核酸检测
新型冠状病毒的核酸检测主要包括测序和靶标序列识别，其中靶标序列一般至少含有病毒基因的两个位点，可在ORF1ab基因、N基因、E基因中选取[3]，核酸样品标本可以是鼻咽拭子，痰和其他下呼吸道分泌物、血液等[4]。核酸检测的结果是判断患者是否确诊以及康复的核心标准指标。
1.1基因测序
在疫情初期，最先检出病毒并成为确诊途径的是高通量测序技术。对病毒进行全基因组的测序使人们更了解病毒的遗传信息，对相应核酸检测产品的设计有突出作用。Wu等[5]从感染者的肺泡灌洗液样本中提取病毒，并最先利用宏基因组测序技术准确测定了病毒的基因序列。随后病毒的基因序列被上传至GenBank，为相应核酸检测产品的设计提供了重要依据。
1.2荧光定量PCR
荧光定量PCR技术是指在PCR反应体系中加入荧光基团，标靶序列每扩增一次都会产生荧光信号，荧光信号和标靶的数量呈正比，利用荧光信号积累实时监测整个PCR进程，最后通过标准曲线对未知模板进行定量分析的方法。由于其较好的灵敏度和特异性，《新型冠状病毒肺炎诊疗方案（试行第七版）》中指出利用荧光定量PCR检测新型冠状病毒阳性仍然是确诊的重要依据[6]。
2新型冠状病毒免疫学检测
免疫学检测法是以抗原抗体可以特异性结合作为检测的基础，可分为基于抗原的检测和基于抗体的检测两大类。抗原是能激发人体免疫反应产生抗体的物质，新型冠状病毒表面的S蛋白、N蛋白等都可以作为抗原表位[14]。抗原检测的样本主要是咽拭子、痰液和血液。抗体是人体免疫系统产生用于对抗抗原的物质，在人体感染新型冠状病毒后，病毒会作为抗原刺激人体免疫细胞产生抗体，因此可以通过检测人体内是否产生特异性的抗体来间接检测是否感染新型冠状病毒。抗体检测的样本主要是血清、血浆或全血。免疫学检测所需时间短，操作简单，但是相较于核酸检测其敏感性和特异性处于劣势，可以作为核酸检测的辅助检测方法[15-16]。
2.1胶体金免疫层析检测技术
免疫胶体金技术是以胶体金作为示踪标志物应用于抗原抗体反应的一种新型的免疫标记技术。胶体金免疫层析法操作简单，耗时短，肉眼观察就能判断结果，适合现场的快速筛查。为了满足新型冠状病毒检测的需求，多家科研单位和公司投入到胶体金免疫层析法相关产品的研发当中。目前，绍兴同创医疗器械有限公司宣布成功研制出新型冠状病毒的筛查检测试纸（胶体金法）[17]；北京乐普医疗科技有限责任公司自主研发的新型冠状病毒抗体检测试剂盒（胶体金免疫层析法）已经取得欧盟市场准入资格[18]；热景生物在互动平台表示已成功研发了新型冠状病毒IgM抗体检测试剂盒（胶体金免疫层析法）[19]。
2.2荧光免疫层析技术
荧光免疫层析技术是基于抗原抗体特异性免疫反应的新型膜检测技术。待测物在流动相作用下先与荧光标记抗体结合，当到达检测线时再与包被抗体结合形成双抗夹心的“三明治”型。荧光免疫层析分析方法具有灵敏度高、稳定性好、受自然荧光干扰低等优点[20]。近日，复旦大学程训佳、隋国栋教授等成功研发了能够在10min内检测患者血清中抗新冠病毒IgM/IgG抗体的基于荧光免疫层析技术的检测试剂盒[21]。
3新型冠状病毒肺炎胸部影像学检查
核酸检测作为确诊新型冠状病毒的金标准，但疫情期间，试剂盒供应不足，实验室检测能力不足，不能满足诊断需求，且受标本采集技术、疾病演变规律多样性等因素的影响，核酸检测结果存在部分假阴性。据报道，76.4%的感染者肺部影像学存在异常表现，以磨玻璃影为常见特征，表明胸部影像学对新冠肺炎的诊断具有重大意义[22-23]。胸部CT作为一种筛查和辅助诊断的影像学方法，具有方便快捷的优势。在对感染患者进行治疗时，需要对患者进行胸部影像学的监测以判断病情，根据病情做下一步的治疗计划。
3.1胸部CT
新型冠状病毒肺炎是指由新型冠状病毒感染所导致的肺炎，普通型感染患者的胸部影像学检查即可见肺炎表现[24]。CT尤其是高分辨率CT可以识别肺内毫米级淡薄病灶，对肺内磨玻璃样密度、实变等特征分析具有重要价值[25]，故在卫生健康委员会《新型冠状病毒感染的肺炎诊疗方案》（试行第五版）中被纳入临床诊断的依据。虽然胸部CT检查的操作简单，耗时也相对短，但是每个受检者都会产生多幅CT影像图片，由于检查人数多，读片医生的压力增加，高强度的工作压力可能会导致读片效率下降，漏诊率增高。
3.2胸部超声
影像学检查除了可以辅助医生进行诊断，也是新型冠状病毒肺炎治疗过程中一项重要的监测指标。肺超声检查在评估新型冠状病毒肺炎方面相较于标准的胸部CT检查有易于使用，可重复性好，无辐射，成本低等优点，更适用于快速评估新型冠状病毒肺炎的严重程度，追踪疾病的发展，监测肺复张动作，指导俯卧位反应，体外膜肺氧合治疗的管理等情况[27]。肺超声的局限性在于它不能检测到肺部深处的病变，因为肺部的气体阻碍了超声的传播，即病变必须延伸到胸膜表面才能在超声检查中看到，所以未延伸到胸膜表面的肺炎的仍需胸部CT来检测。相比胸部CT，超声在不便移动的重症患者的床旁动态评估中可起到重要作用，为呼吸衰竭原因筛查、心脏动力学评估及ECMO管理等方面，为重症患者的诊疗提供及时、准确及个性化的指导。
4远程医疗技术
远程医疗是指通过现代通信技术，以双向传送数据、语音、图像等信息为手段，最终实现不受空间限制的远距离医疗服务[28]。有远程诊断、远程手术指导、远程监护等多种形式。
新型冠状病毒疫情暴发以来，交通管制、小区隔离等措施，给患者就医带来很多困难。远程医疗的开展使患者可以不受空间限制接受医疗服务，通过远程医疗技术，患者可以享受优质医疗资源，提高治愈率，减少与医生患者的接触，降低交叉感染的风险，远程沟通和心理援助疏导患者心理压力。
5新型冠状病毒肺炎防控中的机器人
在新冠肺炎疫情的诊疗和防控过程中，智能医疗辅助机器人表现亮眼，它们在减少人员交叉感染，提高医院运营效率，减轻高危工作场所人员负担等方面发挥了重要作用，例如智能服务机器人可实现无人导诊、自动响应发热问诊及接通远程诊疗；利用5G云端智能运输机器人为隔离病房配送餐食、生活用品、医疗用品、发放药品等，降低病毒的交叉感染风险；针对医院消毒防控需求而研发出清洁消毒一体机器人，实现自主定位医院内环境，规避密集的人流，高效完成清扫消毒任务；社区疫情防控中，疫情防控机器人进行批量一对一电话呼叫，定向拨打电话，自动采集与确认居民相关信息，排查效率较人工提升数百倍，该机器人每天安排打满10h通话，呼叫量最高可达25800通，而人工每天8h能拨打的上限约在200通。
6后新冠肺炎疫情时期医疗设备发展趋势
新型冠状病毒肺炎疫情目前已在全球呈现流行爆发，对全球各国卫生健康系统运行造成非常大的压力，医疗设备、物资的短缺与产能不足成为普遍现象。在前期疫情防控工作中，相关科技企业研发了系列的结合新技术的产品迅速在疫情防控一线投入使用并发挥了重要作用，这对今后医疗设备的创新、改进以及研发提供了新方向、新思路。
结语
新型冠状病毒在全球范围内快速蔓延对全球公共卫生安全造成了很大的威胁，与此同时各国科学家、科研机构及医疗设备厂家也在不断研究新技术和研发新设备，为疫情的防控做出积极贡献。通过总结整理新型冠状病毒肺炎实验室检测、影像诊断等方面的医学装备的应用进展，结合目前国内外已开发出很多针对新型冠状病毒的检测、诊断和治疗设备，提出在未来医疗设备创新发展的方向和趋势，其中人工智能、远程诊疗及机器人相关技术将在医疗设备的功能实现及效率提升方面发挥重要作用。融合这些新兴技术的医疗设备研发将给医疗设备在未来进一步快速发展提供新思路和新方向，助力病患的精准救治。
[参考文献]
[1]WangC,HorbyPW,HaydenFG,etal.Anovelcoronavirusoutbreakofglobalhealthconcern[J].Lancet,2020,(395):470-473.
[2]魏徵霄,李青峰.新型冠状病毒感染的临床表现及其实验室检测技术进展[J/OL].国际检验医学杂志:1-7[2020-03-29].
[3]李振昊,高小玲,杨小娟,等.新型冠状病毒核酸检测分析[J/OL].检验医学与临床:1-5[2020-03-29].
[4]白露,刘泽世,周柯,等.新型冠状病毒肺炎临床实验室相关检测现状[J/OL].检验医学与临床:1-15[2020-03-29].
于健伟，羊月祺，李鑫，钱英
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