ロボティクスでナノ粒子を標的に

タスク

オンコロジーにおける自動化

医療、特に患者の治療や手術において、ロボットにはまだ限界があります。ロボット支援手術では優れた性能を発揮しますが、その使用はまだ標準にはほど遠いものです。しかし、エアランゲン大学病院のSEONプロジェクトでは、ストーブリのロボットが腫瘍学で初めて使用されるようになったことで、この状況が変わろうとしているのかもしれません。

これまで、ほとんどのがん患者は手術や化学療法を処方されてきました。後者は通常、患者が腫瘍と戦うための骨の折れる方法です。これは、化学療法の治療コースが体に多大な負担をかけるためです。がん細胞と戦うために必要な高用量の薬は、体内を循環します。その過程で、それらは健康な細胞にも影響を与え、患者を弱体化させます。

SEON研究プロジェクトの目的は、ロボット工学を通じて腫瘍を治療するためのまったく新しい道を開くことです。固形腫瘍(転移)は、化学療法の代替として正確に標的にされるという考え方です。この目的のために、エアランゲンのチームは、薬物の輸送手段として機能する磁性ナノ粒子を開発しました。

このデリケートなミッションに選ばれたロボットは、磁気ヘッドを搭載したストーブリの大型6軸ロボットTX200です。「磁気薬物ターゲティング」と呼ばれるプロセスでは、磁気ヘッドが患者の体の上に浮かび上がり、有効成分を含む磁性ナノ粒子を腫瘍に直接向けます。この理論を実際に機能させるには、医師、機械エンジニア、ロボット工学の専門家の努力が必要です。

解決

病院の日常業務に組み込まれた厳格な安全対策

プロジェクトの開始当初から、専門知識の蓄積がいかに重要であるかが明らかになりました。病院は通常、X線装置やCTスキャナーなどの重機を建設の初期段階、たとえば隔壁が入る前に持ち込むことを目指しています。しかし、SEONプロジェクトの場合、 病院が通常業務を継続している間にTX200 を設置する必要がありました。

これには、専門家によるロジスティック計画が必要でした。機械エンジニアリング会社のMBFZ toolcraft GmbHとそのパートナーにとって、それは外壁を開放し、台座と組み立て済みのロボットを建物内に持ち上げ、壁を再び 閉じる ことを意味しました。

TX200 を 最高の安全基準で設置できるように、治療室の床は事前に静的試験を受け、2トンの機械を受け入れるように補強されました。ロボットを慎重に操作して正確に計算 された位置にした後、その自由度を最大限に活用しながら安全に動作できるように、ベースの周りにコンクリートを流し込みました。

電気系統と制御系統が接続され、 TX200 はわずか数時間でほぼ稼働する準備が整いました。プロジェクトの次のステップは、ストーブリの専門家によるロボットのセットアップとプログラミングでした。

エアランゲン大学病院の医師がストーブリのロボットを安全に研究に使用できるようにするためには、集中的なトレーニングが必要でした。同病院の2人の医師は、バイロイトのストーブリ本社で TX200 の制御パネルと操作パネルに関する数日間の技術トレーニングを受けました。その目的は、腫瘍科のダミーで TX200 を安全に操作し、磁気薬物ターゲティングの研究を進めることでした。

ストーブリのロボット工学の専門家は、特に安全性の問題に着目しました。産業環境とは異なり、TX200 には オペレーターを保護するためのシールドがありません。なぜなら、臨床現場では、限られた空間の中で人間とロボットが連携し、患者に最適な治療を提供する必要があるからです。ストーブリにとって初めての試みです!