Towards  automatic  bloodsampling  Forestil  dig,  at  du  ikke  længere  skal  vente  på  at  få  taget  en  blodprøve.  På  et  af  Denmarks  største  sygehuse,  Odense  Universitets  Hospital,  venter  patienterne  op  til  2  timer  på  at  få  taget  en  blodprøve.  Dette  skyldes  at  der   i   de   senere   år   er   sket   en   dramatisk   stigning   i   antallet   af   blodprøver.   Antallet   af   blodprøver   taget   i  Danmark  er  siden  1987  steget  med  ca.  7%  årligt.  I  2006  var  antallet  af  blodprøver  oppe  på  11  mill.  I  2011  blev  der   taget   lidt  over  14  millioner  blodprøver   i  Danmark.   Figur  1  viser   graf  over   antallet   af   blodprøver  frem  til  2006.  

 

 

 

Samtidig  med  at  antallet  af  blodprøver  stiger  og  stiger,  bliver  der  uddannet  færre  bioanalytikere,  end  der  vil  afgå   af   naturlige   årsager   i   fremtiden.   Ifølge   danske   bioanalytikernes   fagblad,   dbio,   fra   august   2007   vil  manglen   på   bioanalytikere   eksplodere   de   næste   10   år.   Optaget   på   bioanalytiker   uddannelserne   i  København  og  Århus  faldt  med  henholdsvis  20  %  og  25  %  i  2007  i  forhold  til  året  før1.  Dette  kan  betyde  at  vi  i   fremtiden   vil   få   endnu   længere   ventetider   på   sygehusene   for   at   få   taget   en   blodprøve.   Figur   2   viser  aldersfordelingen   af   bioanalytikerne   i   2007   fordel   på   landsplan   og   i   region  Midtjylland.   Tallene   viser   at  antallet  af  bioanalytikere,  der  forlader  arbejdsmarkedet  er  højere  end  de  nye  årgange,  som  tiltræder.      

                                                                                                                     1  Dbio  august  2007  s.  21.  

R²  =  0,9804  

0

2000000

4000000

6000000

8000000

10000000

12000000

14000000

1985 1990 1995 2000 2005 2010

Antal  blodprøver  i  Danmark    

Antal  Blodprøver

Figure  1:  Estimat  af  antal  blodprøver  taget  i  Danmark.  Kilde:  Vejle  sygehus.  

[Antal]  

[Årstal]  

 

Figure  2:  Aldersfordelingen  af  bioanalytikerne  i  Danmark  og  region  Midjylland.  Kilde:  DBIO  2007.  

På   grund   af   dette,   blev   en   undersøgelse   af   hvordan   man   kunne   automatisere   blodprøvetagning   startet  under  projektnavnet  RoBlood.  Denne  afhandling  præsenterer  resultaterne  af  RoBlood  projektet  indtil  nu.  

Afhandlingen   giver   en   gennemgang   af   blodprøveproceduren.   Den   viser   at   der   er   3   ud   af   11   trin   i  proceduren,  der  endnu  ikke  er  automatiseret.  Det  første  endnu  ikke  automatiserede  trin  er  lokalisering  af  stikkestedet   ved   hjælp   af   en   optisk  metode.   Det   andet   trin   er   automatisk   rensning   af   stikkestedet  med  desinfektionsmiddel.   Det   sidste   ikke   automatiserede   trin   i   processen   er   på   førelse   af   plaster   på  stikkestedet.  

Ud  af  disse  tre  trin  er  et  trin  identificeret  som  værende  det  vigtigste  at  løse.  Det  er  at  finde  en  automatisk  metode   til   lokalisering  af   stikkestedet  ved  hjælp  af  en  optisk  metode.  Hvis  vi  er   i   stand   til   at   løse  denne  opgave,  vil  vejen  til  en  automatisk  blodprøverobot  banet.  Denne  afhandling  viser  netop  hvordan  dette  kan  løses.    

Lokalisering  af  stikkestedet  bliver  løst  ved  at  udvikle  et  nær  infrarød  billeddannelses  system  til  visualisering  af  blodårerne.  Denne  metode  adskiller  sig  fra  mere  traditionelle  metoder  ved  at  være  berøringsfri  og  meget  hurtig.  Dette  er  med  til  at  give  patienten  en  hurtig  og  smertefri  behandling  ved  at  gøre  maskinen  i  stand  til  at  kompensere  for  patientens  bevægelser.    

Billedbehandlingsmetoden  blev  implementeret  og  testet  på  både  moderne  grafikprocessorer,  GPU’er,  der  er  i  stand  til  at  foretage  mange  beregninger  parallelt  og  på  avanceret  integreret  programmerbar  elektronik,  FPGA’er  ,  som  kan  skræddersyes  til  at  behandle  billeder  meget  hurtigt.  Dette  gjorde  det  muligt  at  forbedre  beregningstiden  fra  optil  2  min  pr.  billede  til  30  billeder  pr.  sekund.    

 

Figure  3:  Prototype,  som  blev  brugt  til  dataopsamling.  A:  Kamera,  B:  Stativ,  C:  brugerflade,  D:  dataprocessering.  

Billeddannelsessystemet  blev  afprøvet  på  to  sygehuse  i  Danmark.  Figur  3  viser  prototypen,  som  blev  brugt  til  at  opsamle  data  ved  de  to  sygehuse.  Der  blev  samlet  data  ind  på  864  patienter  fordelt  på  694  patienter  til  baggrundsundersøgelse  og  142  patienter  på  metode  test.    

En   ny   metode   til   at   estimere   det   stikke   punkt,   som   i   dag   bliver   brugt   af   bioanalytikerne   blev   udviklet.  Metoden   blev   udviklet   på   baggrund   af   den   indsamlede   patientdata.   Dette   er   med   til   at   underbygge  metodens  validitet  og  adskille  den  fra  andre  mere  teoretiske  løsninger.  Denne  metode  er  i  stand  til  at  finde  stikkestedet   på   62%   af   patienterne.   Figur   4   viser   resultatet   af   den   automatiske   metode   til   at   finde  stikkestedet  på  en  patient.  Billedet  på  figuren  viser  en  patients  arm,  hvor  metoden  har  valgt  et  stikkested  baseret  på  de  visuelle  blodårer.  Den  røde  prik  på  billedet  viser  metodens  valg  af  stikke  sted  og  den  grønne  prik  viser  det  punkt  som  bioanalytikeren  brugte  til  at  stikke  den  pågældende  patient.      

 

Figure  4:  Resultatet  af  metoden  til  at  detektere  stikkestedet  på  en  patient.  Den  grønne  prik  viser  hvor  bioanalytikeren  har  

stukket  denne  patient  og  den  røde  prik  viser  metodens  valg  af  stikkested.  

Derudover   førte   et   samarbejdet   med   designere   til   at   udformningen   af   en   automatisk   blodprøverobot  undersøgt.  Den  viste  at  robottens  udseende  og  funktionalitet  kunne  afhænge  af  målgruppen.  Nogle  af  disse  design  koncepter  er  også  præsenteret  i  afhandlingen.  

Afhandlingens  konklusion  er  at  denne  metode  tager  forskningen  endnu  et  skridt  nærmere  en  automatisk  blodprøve  robot.