遠隔遠隔操作ロボットシステムで脳卒中患者をリアルタイム治療

MIT開発のテレロボティックシステム、ジョイスティックで遠隔地のロボットアームを操作し脳卒中治療を可能に

MITのエンジニアたちが、脳卒中や動脈瘤を経験している患者を迅速かつ遠隔で治療するのを支援するテレロボティックシステムを開発しました。改良されたジョイスティックで、ある病院の外科医が別の場所にあるロボットアームを制御し、患者の命を救い脳機能を保存できる重要な時間窓で安全に手術できます。

磁石で動きを制御するこのロボットシステムは、血栓による脳卒中治療のための血管内インターベンション（緊急時に実施される手技）を遠隔支援するよう設計されています。このようなインターベンションは通常、外科医が細いワイヤーを手動で血栓まで誘導し、物理的に閉塞を除去するか薬剤を届けて溶解させる必要があります。

このような手技の制限の一つはアクセス性です：神経血管外科医は多くの場合、主要医療機関に拠点を置いており、特に「ゴールデンアワー（脳卒中発症後の重要な期間、この間に治療を行わなければ脳へのダメージを最小限に抑えられない）」において、遠隔地の患者がアクセスするのは困難です。

MITチームは、このロボットシステムをより小規模な病院に設置し、大規模医療センターの熟練外科医が遠隔操作することを想定しています。システムには医療グレードのロボットアームに手首に磁石が取り付けられたものが含まれます。ジョイスティックとライブイメージングで、オペレーターは磁石の向きを調整し、アームを操作して柔らかく細い磁性ワイヤーを動脈と血管を通して誘導します。

研究者たちは「ファントム（透明モデルで複雑な脳動脈を再現）」でシステムを実証しました。わずか1時間のトレーニングで、神経外科医たちはロボットアームを遠隔操作し、ワイヤーを血管の迷路を通して誘導し、モデル内の目標地点に到達させることができました。

「患者を地方から大都市に搬送する代わりに、地元の病院に行き、看護師がこのシステムをセットアップできるようにする。主要医療センターの神経外科医が患者のライブイメージングを見ながら、ゴールデンアワーにロボットで手術する。それが我々の未来の夢です」と、MITの機械工学および土木環境工学教授Xuanhe Zhao氏は語ります。

Zhao氏とチームは研究成果をScience Roboticsに発表。新システムは2019年の研究（手持ちの磁石で、脳血管を模した実物大シリコンモデル内で磁気制御スレッドを操舵したもの）を基に構築されています。当時はスープ缶ほどのサイズの手持ち磁石を手動で操作していました。

以来、磁石を医療グレードロボットアームの先端に固定し、マウスの小さなジョイスティックノブで操舵可能にしました。ジョイスティックを傾けると、磁性ワイヤーが従う向きに磁石を傾けられます。マウスのボタンでモータ駆動リニアドライブを制御し、ワイヤーを前進・後退させます。

ワイヤーは従来の神経血管ガイドワイヤーと同じくらい薄く柔軟で、磁場の方向に従って曲がる柔らかい磁気応答性チップを持っています。

ロボットシステムはMGHのカテーテルラボ（血管内手技で使用される標準的な医療イメージング機器を備えた手術室）でテストされました。研究者たちはロボットアームをラボに設置し、実物大の血管シリコンモデルと共に配置。ジョイスティックとモデルのライブビデオを表示するモニターをコントロールルームに設置。わずか1時間のトレーニングで、神経外科医たちは複雑な血管を手動ガイドワイヤーではナビゲート困難な領域を通ってワイヤーを誘導することに成功しました。

チームはまた、モデル内の到達困難な領域のシミュレートされた血栓除去にもロボットシステムを使用しました。ガイドワイヤーを血管を通し、鋭いコーナーと曲がりを回って、研究者たちが血栓をシミュレートした領域に到達。ワイヤーを血栓まで誘導したら、標準的な血管内手法でマイクロカテーテルをワイヤーに沿って血栓部位まで通しました。ワイヤーを引き抜き、カテーテルを残して、血栓を除去することに成功しました。

MITチームは、このテレオペレートシステムがより多くの患者が時間クリティカルな治療を受けられるよう支援することを期待しています。

詳細情報はSarah McDonnellまで（メールアドレスはスパムボットから保護されています。表示にはJavaScriptが必要です。電話：617-253-8923）。