史陶迈克尔医疗事例 | 无毒抗恶性肿瘤治疗法的机器人智能化

　　国际金属加工网　2020年09月01日

　　先进制造 ◇ 系列技术讲座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中国机器人行业典型研讨会

　　吉森大学附属疗养院是瑞典最著名的医学院之一，成立于1824年，具有瑞典顶尖的恶性肿瘤化疗和综合科学研究中心，在尿毒症及放射化疗方面处于世界领先地位。其领导的SEON科学研究课题借助史陶迈克尔TX200四轴机器人和驱动器，鼓励磁奈米光子及其运载的抗生素精确定位和对付恶性肿瘤。在机器人的协助下，可以大大减少放疗副作用。该项技术有望在几年内彻底革新奈米医学。

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Courtecy by Erlangen

　　挑战

　　恶性神经外科领域的智能化应用领域代替放疗

　　机器人在医疗术后中表现出色，尽管尚未普及，但具有广阔的应用领域前景。瑞典吉森大学疗养院的SEON科学研究课题首次将史陶迈克尔机器人应用领域于恶性神经外科领域。

　　常规的癌症化疗方式为术后或放疗，后者对病人来说是一种艰难的对付恶性肿瘤的方式。因为任何放疗操作过程单厢对身体造成巨大危害。对付癌细胞核所必需的高剂量抗生素在全身循环，它们也会影响身心健康的细胞核，让病人显得更为虚弱。

SEON开辟了利用机器人技术化疗恶性肿瘤的全新途径，透过对实体恶性肿瘤或转移瘤的精确定位化疗来替代传统放疗。为此，瑞典吉森大学疗养院的科学研究小组开发了可口服到病人体内的磁奈米光子作为抗生素的运输工具, 所采用的奈米光子大小仅为头发直径的万分之一。

　　配有驱动器的史陶迈克尔TX200重阻抗四轴机器人负责管理完成此精细任务。在磁抗生素抗肿瘤的操作过程中，驱动器会在病人身体上方停留，将具有活性成分的磁奈米光子间接导向恶性肿瘤。目前该工程项目处在科学研究阶段，资金投入实践还须要医师、工程师和机器人研究者的共同努力。

　　解决方案

　　合乎疗养院安全可靠标准的严格预防措施

　　通常，疗养院在工程项目建设初期，隔断墙施工之前就要引入大型设备，例如X射线机或CT扫描器等。而在SEON工程项目中，史陶迈克尔TX200重阻抗机器人是在疗养院已经资金投入运转后加装的，这须要专业的工程总体规划。施工单位先打通一堵墙面，将预载好的机器人和底座运到大楼里，再封闭墙面。整个操作过程没有影响疗养院的日常工作。

为了使TX200机器人的加装合乎最高安全可靠标准，施工单位提前对化疗室的地板展开静态测试，并加固地面底座以承受半吨重的机器。机器人精确落位后，用混凝土筑成在底座周围，充分确保机器人安全可靠运转。电气和掌控系统连接后，TX200很快方可资金投入采用。

　　为防患于未然采用机器人展开科学研究，史陶迈克尔研究者对两名医师展开深度的机器人掌控和技术培训，从而能在恶性泌尿外科的人体模型上安全可靠地操作方式TX200机器人，推进磁抗生素抗肿瘤的科学研究。同时由史陶迈克尔的技术研究者对机器人展开设置和编程。

　　与工业环境不同，TX200没有设置防护隔断。因为在临床环境中，护理人员和机器人须要在有限的空间内相互配合，以便为病人提供最佳化疗。

　　医疗应用领域

　　磁机器人比全自动掌控更敏捷

吉森大学疗养院开发出了运载有合适抗生素的磁奈米光子作为抗生素运输手段，透过成像得到恶性肿瘤精确参数数据并间接传达给机器人掌控器，配有强大磁体的史陶迈克尔TX200机器人便会了解恶性肿瘤的确切边线，再根据基本的磁原理来鼓励奈米光子。机器人沿着预先总体规划的方向，紧贴病人的身体轮廓体育运动，而奈米光子会随之抵达病人体内的恶性肿瘤边线。

　　史陶迈克尔机器人透过最间接的方向抵达恶性肿瘤坐标，将奈米物质口服到体内后会破坏恶性肿瘤的DNA而不危害身心健康组织。抗生素不必穿过整个机体方可抵达须要作用的细胞核，显著减轻了病人的负担，且大大减少了对身心健康细胞核的误伤。

机器人磁末端的体育运动比人的手更敏捷，在TX200机器人的协助下，医师的工作显得更加精确。此前都是透过人工全自动操作方式磁体引导奈米光子移动，且每次操作方式只能处理一个恶性肿瘤足部，而机器人可以同时处理多个足部。

　　“护理人员的体育运动机能和操作方式精确度是有限的。未来我们可以采用史陶迈克尔四轴机器人来卢图吉诺区磁场掌控。全智能化的机器人操作方式，以及更多的体育运动轴单厢使恶性肿瘤化疗受益颇多。”

　　Christoph Alexiou教授

　　瑞典吉森大学附属疗养院

　　（史陶迈克尔机器人）

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