Nanopartiküllerin robotik ile hedeflenmesi

GÖREV

Onkolojide otomasyon

Tıpta - özellikle hastaları tedavi ederken veya ameliyat ederken - robotların hala sınırlamaları vardır. Robotik yardımlı cerrahide iyi performans gösterseler de, kullanımları hala standarttan uzaktır. Ancak bu durum, Erlangen Üniversite Hastanesi'nde ilk kez bir Stäubli robotunu onkolojide kullanıma sunan SEON projesi sayesinde değişmek üzere olabilir.

Şimdiye kadar, çoğu kanser hastasına cerrahi ve / veya kemoterapi reçete edildi. İkincisi genellikle hastaların tümörlerle savaşması için zorlu bir yoldur. Bunun nedeni, herhangi bir kemoterapötik tedavi yönteminin vücuda çok büyük zarar vermesidir. Kanser hücreleriyle savaşmak için gerekli olan yüksek doz ilaçlar vücutta dolaşır. Bu süreçte, sağlıklı hücreleri de etkileyerek hastayı zayıflatırlar.

SEON araştırma projesinin amacı, tümörleri robotik yoluyla tedavi etmek için tamamen yeni yollar açmaktır. Buradaki fikir, katı tümörlerin (metastazlar) kemoterapiye alternatif olarak tam olarak hedeflenmesidir. Bu amaçla, Erlangen'deki ekip, ilaçlar için bir taşıma aracı olarak hizmet eden manyetik nanopartiküller geliştirdi.

Bu hassas görev için seçilen robot, manyetik kafa ile donatılmış büyük bir Stäubli TX200 altı eksenli robottur. "Manyetik ilaç hedefleme" adı verilen bir süreçte, manyetik kafa hastanın vücudu üzerinde gezinir ve aktif bileşenli manyetik nanopartikülleri doğrudan tümöre yönlendirir. Teorinin pratikte çalışmasını sağlamak, doktorların, makine mühendislerinin ve robotik uzmanlarının çabalarını gerektirir.

ÇÖZÜM

Günlük hastane rutinlerine dahil edilen sıkı güvenlik önlemleri

Projenin başlangıcından itibaren, uzmanlığın bir araya getirilmesinin ne kadar önemli olacağı açıkça ortaya çıktı. Hastaneler normalde X-ray makineleri veya CT tarayıcıları gibi ağır ekipmanları inşaatın erken bir aşamasında, örneğin bölme duvarları içeri girmeden önce getirmeyi amaçlar. Bununla birlikte, SEON projesi söz konusu olduğunda, hastane normal işine devam ederken TX200'ün kurulması gerekiyordu.

Bu, uzman lojistik planlama gerektiriyordu. Makine mühendisliği firması MBFZ toolcraft GmbH ve ortakları için bu, bir dış duvarın açılması, kaidenin ve önceden monte edilmiş robotun binaya kaldırılması ve duvarın tekrar kapatılması  anlamına geliyordu - ideal olarak kliniğin günlük rutinlerini aksatmadan  .

TX200'ün  en yüksek güvenlik standartlarına uygun olarak kurulmasını sağlamak için, tedavi odasının zemini önceden statik teste tabi tutuldu ve iki tonluk makineyi alacak şekilde güçlendirildi. Robot, hassas bir şekilde hesaplanan  konumuna dikkatli bir şekilde manevra yaptırıldıktan sonra, serbestlik derecelerinden tam olarak yararlanırken güvenli bir şekilde çalışabilmesini sağlamak için tabanın etrafına beton döküldü.

Elektrik ve kontrol sistemlerinin bağlanmasıyla TX200 , sadece birkaç saat içinde neredeyse çalışmaya hazır hale geldi. Projenin bir sonraki adımı, robotun Stäubli'den uzmanlar tarafından kurulması ve programlanmasıydı.

Erlangen Üniversite Hastanesi'ndeki doktorların araştırmalarında Stäubli robotunu güvenli bir şekilde kullanabilmelerini sağlamak için yoğun bir eğitime ihtiyaç vardı. Hastaneden iki doktor, Bayreuth'taki Stäubli genel merkezinde TX200'ün kontrolleri ve ameliyat paneli hakkında birkaç günlük teknik eğitim aldı. Amaç, manyetik ilaç hedefleme konusundaki araştırmalarını ilerletmek için TX200'ü onkoloji bölümündeki bir kukla üzerinde güvenli bir şekilde çalıştırmaktı.

Stäubli'deki robotik uzmanları özellikle güvenlik konusuna odaklandı. Endüstriyel bir ortamdan farklı olarak, TX200'ün  operatörü korumak için koruması yoktur. Bunun nedeni, klinik bir ortamda, hastalara en uygun tedaviyi sağlamak için insanların ve robotların kapalı bir alanda birlikte çalışması gerektiğidir. Stäubli için bir ilk!