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新型コロナウイルス感染症の集中治療室向け医療機器遠隔操作ロボットを開発

非接触エリアから集中治療室に設置された複数台のシリンジポンプを操作

2021年6月4日
大成建設株式会社
国立研究開発法人 国立国際医療研究センター

 大成建設株式会社(社長:相川善郎、以下「大成建設」)と国立研究開発法人 国立国際医療研究センター(理事長:國土典宏、以下「NCGM」)は、集中治療室で新型コロナウイルス感染症患者の治療にあたっている医療従事者の労働環境を改善するため、「集中治療室向け医療機器遠隔操作ロボット」を開発しました。NCGMセンター病院において非接触エリアから医療機器を遠隔操作し、本ロボットの操作状況や性能を検証した結果、医療従事者の感染リスクを低減しました。

 新型コロナウイルス感染症の重症患者が入院する集中治療室では、感染防止の観点から、医療従事者が機器の簡易操作のたびにガウンやマスクなどの防護服を装着して集中治療室へ入室する必要があります。例えば、点滴静脈注射による薬液投与の流量速度を機械的に調整するシリンジポンプの場合、簡易なボタン操作が多く、その度に防護服などを装着し、入室する必要があるため、防護服の着脱不備による感染リスクや防護服の使い捨てによるコスト増大が課題となっていました。

 そこで大成建設とNCGMでは、大成建設がこれまで工場などの生産施設向けに開発を進めてきた「力触覚伝達型遠隔操作システム」の技術を応用し、医療従事者が集中治療室に入室することなく、非接触エリアから医療機器を遠隔操作できる「集中治療室向け医療機器遠隔操作ロボット」を開発しました。その第一弾として、最も頻繁に操作が必要な医療機器であるシリンジポンプを対象に遠隔操作による実証と効果の検証を行いました。

 本遠隔操作ロボットの特徴は次のとおりです。

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    自動化と遠隔操作のハイブリッド動作を実現
    本ロボット操作では、シリンジポンプの操作ボタンやダイヤル近傍まで自動でアームを移動させ、コントローラーでボタン・ダイヤルを遠隔操作するハイブリッド動作を実現しました。
    機器までのアーム移動の自動化は、あらかじめティーチングにて実施します。ボタン・ダイヤル操作は医療従事者が集中治療室で使用する機器の表示画面やロボットの様子を映像・音声で確認し状況を判断しながら、コントローラーを用いて遠隔操作を行います。

    • 本技術では、医療従事者が遠隔からロボットを使って医療機器を操作するシステムの構築を目的としており、本技術による操作は医療機器扱いとはならないことが確認されています。
    写真1 「T-支保工クイックセッター」による支保工建込み状況(トンネル外で実証中)
    写真1 医療機器遠隔操作ロボットの機器構成(操作側、遠隔側)
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    ロボット1台でシリンジポンプ複数台を操作可能
    本ロボットによる遠隔操作を効率的に実施するため、ロボット制御機構を搭載した専用架台を用いて、中央に据えたロボット1台で最大6台(台座周囲3方向、上下2台)のシリンジポンプの操作を可能としました。
    また、マイク付きウェブカメラを専用架台上方に3台設置し、映像・音声を活用してロボット操作者が遠隔側ロボットやシリンジポンプの動作状況を確実に確認することができます。

    図1 本工法による支保工建込み作業手順
    写真2 集中治療室に適用される遠隔操作ロボット・シリンジポンプ設置専用架台(イメージ)
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    シリンジポンプのマルチタスク操作に対応可能
    シリンジポンプの「開始」、「停止」、「早送り」の3種類のボタンを押す動作や薬液の流量速度を調整するダイヤルを回す動作をロボットアーム先端の丸棒状の治具だけで操作が可能です。また、シリンジポンプのボタン操作中に何らかのエラーが生じ、機器に接触したままロボット動作が停止した際には、アーム先端に内蔵されているエアシリンダの減圧により接触面の圧力を開放し、ボタン操作を中断して安全性を担保します。

    >写真3 ワンタッチ式継手ボルト
    写真3 シリンジポンプのボタンを押す様子
    写真4 ラインレーザーによる建込み位置の明示
    写真4 医療従事者によるロボット操作状況

 「集中治療室向け医療機器遠隔操作ロボット」は防護服が必要な感染症の集中治療室の医療機器を非接触エリアから遠隔操作することにより、医療従事者の感染リスクを低減します。
 今後、大成建設とNCGMは、今回、技術開発に取り組んだ人協働ロボットによる医療機器遠隔操作を足がかりに、既開発の「力触覚伝達型遠隔操作システム」などを使い、医療現場における活用の可能性についてさらなる検証を進めます。また、医療現場の多様なニーズに対応すべく、医療従事者の業務支援に役立つ多目的ロボットの開発を目指してまいります。

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本件に関するお問い合わせ先】

大成建設株式会社コーポレート・コミュニケーション部広報室

担当:原口 翼(はらぐち つばさ)

TEL:03-3348-1111(代表)※8:45~17:30(平日のみ)
Eメール:hrgtbs00@pub.taisei.co.jp

国立研究開発法人 国立国際医療研究センター(NCGM)

広報企画室 広報係

担当:西澤 樹生(にしざわ たつき)

TEL:03-3202-7181(代表)内線:5097  ※9:00~17:00(平日のみ)

Eメール:press@hosp.ncgm.go.jp