ロボット支援システム Sculptura は、手術時の放射線治療を組み立てます

医療製品 Sculptura を使用して Sensus Healthcare は、現在ガン治療に革命をもたらす途上にあります。Sculptura の使用により体の中の腫瘍を狙い撃ちにして放射線を照射し、周囲にある健康な組織を保護することができます。このことが医療技術ロボットにとってKUKA の LBR Med によって決定的に可能にされます。

比類のないロボット工学の応用が、手術時の放射線治療を可能にします

Sensus Healthcare は、腫瘍学的なおよび非腫瘍学的な疾病に対する高度に効果的な、侵襲性が最小限の治療および非侵襲性の治療を専門としています。SculpturaTM、すなわち、方向が定められた異方性の-つまり不均等な-放射線治療 (ART)を使用して、 フロリダ州ボカラトンに所在するこの企業は、いくつかの点から見て同様に注目するべき、比類のない製品を開発しました。一方においては、手術中にガン患者の目標を定めた治療ができるようになりました。「さらに、これは、特定の幾何学的な形状をした放射線と三次元の方向付けを形成し、腫瘍や腫瘍の部分を効果的かつ集中的に放射線照射することを医者ができるようにした最初のシステムです。これにより周囲の器官や組織が保護されます」と Sensus Healthcare の共同創業者であるカル・フィッシュマンは説明しています。

ロボット支援照射システムによる正確さと柔軟性

フィッシュマンは、さらに、 SculpturaTM 現在ある LBR Med がなければ存在しなかったでしょうと強調しています。「ロボットは、放射線源の位置を解剖学的に正確に決めることを我々に可能にしてくれました。このような正確さと柔軟性は、市場には他にありません」このように Sensus Healthcare の共同創業者は語っています。Sensus と KUKA との間の提携は年々緊密になってきています。ART-システムの純粋な開発を超えたパートナー関係が成立しました。「KUKA は、我々に対して非常に辛抱強く、開発の際に、とりわけ、ロボットの統合と協力の際に我々をたいへん支援してくれました」とフィッシュマンは喜んでいます。
内蔵 LBR Med は、健康な組織を保護するために、Sculptura に比類のない正確さを提供します。

ロボット支援された手術中の放射線治療による周囲の組織の保護

その他のシステムは、外から腫瘍に向けて、組織を透過する線状の放射線を使用しています。このため、最大の線量を正確に腫瘍に集中させるのが困難になっています。これに対して、Sensus のシステムは、最大の線量が腫瘍に到達して、周囲の組織を傷つけないように、放射線を三次元で方向付けしています。これを Sensus は、三重調節と呼んでいます。3D 円錐の範囲内で、線量を任意の各領域で個別に制御することができます。これにより、脊椎、脳および女性の乳房にある腫瘍を治療することができます。

放射線照射の三次元の方向付けによって最適な放射線治療が可能となりました。

医療用途向けロボット支援システムの複雑な許可に成功

もっとも、SculpturaTM の比類のなさは、米国のアメリカ食品医薬品局 (FDA) から許可を得る際に障害となることが分かりました。「我々の試みと科学技術は、従来のものとは異なっているために、実際に説得しなくてはなりませんでした」とフィッシュマンは振り返る。この過程で LBR Med の CB 証明、すなわち、医療製品の使用に対する証明は、大いに役立ちました。「このおかげで、我々は多くの時間を節約でき、多くの頭痛を免れました。このプロセスの間を通して KUKA は、我々に大きな助力を提供し、我々の問題について常に耳を傾けてくれました」と Sensus の共同創業者は語っています。

オペレータにやさしい医療用途向けロボット 

呼吸の動きの追跡が同様に課題となりました。患者が動くと、通例、放射線を停止し、体が再び本来の位置に戻った時に、放射線のスイッチを再び入れなくてはなりません。LBR Med によって SculpturaTMは、患者が麻酔をかけられ呼吸をしている間に、呼吸の動きを追うことができるようになりました。治療は中断することなく実行できます。放射線は、解剖学的な構造に従って、周囲の構造を傷つけることなく常に腫瘍に向けられます。これによりシステムは、常に正確に治療計画を実行できます。
呼吸の動きに合わせることで、狙いを定めた体の中の腫瘍に放射線を照射できるようになりました。

内蔵された軽量ロボットにより実現される簡単な操作

内蔵の LBR Med によって数多くの課題が自動化されました、 例えば、放射線源のキャリブレーションチャンバーへの収納が挙げられます。キャリブレーション自体も SculpturaTM をファントムで引き取ります。「我々は、出口の位置までシステムを導き、そこから SculpturaTM を引き取り、ショーが始まります。放射線源は、ソフトウェア並びにファントムにあるセンサによって制御されます。誰も手動で介入できません、これが病院にとって重要な要素となります」とフィッシュマンは手順について説明しています。
LBR Med の内蔵によって手術中の放射線治療の多くの課題を自動化することができます。

手術中の放射線治療のためのロボット支援システムの臨床的な試験

患者の安全が SculpturaTM では配慮されています。閉鎖された部屋で計画されている放射線を照射して、幾何学的な形状を検査できます。しかし、Sensus は、革新的な制御方法も構築しました:すなわち拡張現実です。特別な眼鏡を使用して、医師は、患者の体を透過して眺め、医師の目の前にある小型のディスプレイで解剖学的構造における放射性プリュームの形状と分布を、また、必要に応じてこれを様々な視点から見ることができます

人と機械との協力並びに医療製品の一部としてのロボットに関する全てのことにおいて、KUKA の技術者は、我々の大きな助力となりました。彼らがいなければ我々は、ここまで出来なかったでしょう。

カル・フィッシュマン、Sensus Healthcare の共同創業者
次のステップで Sensus Healthcare は、経験を積んだオペレータと共に SculpturaTMの臨床試験の段階に進みます。この目的のためにシステムは、すでに米国にある三つの研究所に供給されています。そこでの成果は、米国放射線腫瘍学会の次の年次総会で紹介される予定です。
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