遠隔ロボットシステムが脳卒中の患者を遠隔で治療する

マサチューセッツ工科大学（MIT）のエンジニアによって開発された新しい遠隔ロボットシステムは、脳卒中や動脈瘤を患っている患者を遠隔で治療できるようにする。システムは、外科医が病院でジョイスティックを使用して別の場所にあるロボットアームを制御できるように設計されている。これにより、脳機能を維持し、命を救うために必要な重要な時間枠内で患者を手術できる。

この研究は、Science Roboticsに掲載された。

ロボットシステムの動きは磁石によって制御され、遠隔で血管内治療を支援するように設計されている。これらの治療には、通常、外科医が血栓まで細いワイヤーを手動で誘導して物理的に塞ぎを解いたり、薬を投与したりする必要がある。

このアプローチには、神経血管外科医が通常、大きな医療機関に所属しているため、必要に応じて遠隔地で手術するのが難しいという問題がある。

遠隔操作の実現

MITチームによると、このロボットシステムは、小規模な病院に設置でき、訓練された外科医が大きな医療機関から遠隔で操作できる。システムには、磁石が付いた医療グレードのロボットアームが備わっている。ジョイスティックとライブイメージングにより、オペレーターは磁石の向きを調整し、ロボットアームを操作して、動脈と血管を通る細い磁石ワイヤーを誘導できる。

テスト段階では、脳の動脈を模した透明なモデルが使用され、神経外科医はロボットのアームを遠隔で制御してワイヤーを目標の場所まで誘導することができた。彼らは1時間のトレーニングでこれを達成した。

Xuanhe Zhaoは、MITの機械工学と土木・環境工学の教授である。

「私たちは、患者を遠隔地から大きな都市まで運ぶのではなく、患者が近くの病院に行き、看護師がこのシステムをセットアップできるようにしたい。神経外科医は大きな医療機関でライブイメージングを観察し、ロボットを使用して手術することができる。そうすれば、黄金時間帯に患者を治療できる」とZhaoは述べている。

ロボットシステムは、血管内手術における支援技術として研究されている。

Yoonho Kimは、この研究の第一著者である。

「しかし、ロボットが外科医と同じレベルの複雑さで動くことは難しい」とKimは述べている。「私たちのシステムは、根本的に異なるメカニズムに基づいている」。

システムのテスト

ロボットシステムは、MGHのカテーテルラボでテストされた。これは、血管内手術で使用される手術室である。システムは、血管のライフサイズのシリコンモデルとともに設置された。ジョイスティックは、オペレーターがロボットを遠隔で操作しながらモニターでライブビデオを表示できるように設定された。

チームは、システムを使用して、手がかりのある領域の模擬血栓を除去することもした。ワイヤーを血栓まで誘導した後、外科医は標準的な血管内手術方法を使用して、ワイヤーに沿って微小なカテーテルを血栓の場所まで挿入した。ワイヤーはその後引き抜かれた。

「磁石ガイドワイヤーの主な目的は、目標の場所に素早く安全に到達することである。その後、標準的なデバイスである微小なカテーテルを使用して治療を投与できる」とKimは述べている。「私たちのシステムは、パスファインダーである」。

Kimは、この新しいシステムが患者に重要な時間枠内に治療を受けられるようにすることを希望している。また、X線イメージングからの放射線にさらされる他の血管手術を実行する外科医にも利益をもたらすと考えている。

「神経外科医は、ロボットを別の部屋や別の都市から操作できる。X線への反復的な暴露なしに」とZhaoは述べている。「私たちは、脳卒中が死因および長期的な障害の一因であるという事実を考えると、この技術が世界の健康に与える潜在的な影響について非常に興奮している」。

この研究の他の共同著者には、MITのEmily GenevriereとJaehun Choe、そしてマサチューセッツ総合病院（MGH）のPablo Harker、Robert Regenhardt、Justin Vranic、Adam Dmytriw、Amal Patelが含まれる。フィリップスリサーチノースアメリカのMarcin Balickiも参加した。