机器人为治愈而竞赛

癌症触及我们所有人。因为每个人都知道受影响的人。认识失去一个被爱的人。

癌症也以一种奇怪的方式动员我们。我们跑，我们走。我们举行守夜活动。现在，我们正在学习如何智胜它。多个学科的尖端科学正在联合起来发起反击。一支机器人大军加入了战斗。

许多人正在绕着时钟工作。看着这些诺华公司的Stäubli机器人进行了数百万次实验日夜。注意，癌症！这些机器人正在为您而来临。

个性化癌症治疗
个性化医疗是癌症研究和治疗的最大趋势之一。机器人是启用技术之一。

著名实验室基于个性化医疗的理念，使用患者自己的癌细胞来指导治疗。目前面临的挑战是建立一个可靠的筛选程序，以筛选数千种可能对每个患者独特的肿瘤有效的药物组合。

之前失败的尝试都是非常手动的系统，就像你会想到的科学家在实验室里拿着移液管一样，”加州旧金山生物技术初创公司Notable labs的联合创始人马特•德席尔瓦说。“最大的问题是数据的可靠性和重现性。机器人技术和自动化技术为提高实验的可重复性提供了可靠的途径。”

著名实验室通常会筛选5000到10000种针对癌症患者细胞的药物和药物组合，并有能力筛选多达30000种组合。没有机器人和自动化，这是不可能实现的壮举。

2014年，在他的父亲被诊断出患有恶性胶质瘤(一种高度侵袭性的脑肿瘤)后，德席尔瓦与他人共同创立了著名实验室(noteworthy Labs)。由于脑癌患者缺乏可供选择的治疗方案，德席尔瓦开始了一段旅程。在这段旅程中，许多患者维权人士发现，他们在癌症研究的各种数据中摸索。

“我觉得迫使启动公司的原因是因为我正在寻找我父亲的治疗方案已经是FDA批准的。唯一一件事就是让那些选择这些选择的方式是科学理由，为什么他们对他的特定癌症有用。机器人和自动化，以及一些真正的尖端生物学和科学，并将所有人混合在一起，使得这种可能性。“

即使在失去父亲之后，德席尔瓦继续他的使命，改变癌症的治疗方式将治疗重新定位为以病人为中心的服务。著名实验室改进了其研究过程，并更好地理解了其临床意义，将研究重点转移到白血病或血癌，特别是急性髓系白血病(AML)。

急性髓细胞白血病始于骨髓，通常迅速进入血液。De Silva说，他们发现从白血病患者身上获取大量细胞比从脑肿瘤患者身上获取很少数量的细胞更容易。

“我们运行的每次测试都是临床上定制的不同鸡尾酒的独特混合药物，”De Silva说。

整个过程，从实验室收到病人样本到结果报告发送给病人的肿瘤学家，通常需要3天。

De Silva解释说:“从生物学的角度来看，能够在获得药物的同一天在细胞上测试药物，并能够快速完成所有这些实验，这是非常重要的。”“之前的许多尝试包括从病人身上提取细胞，在实验室中培养它们，然后对它们进行药物治疗。“生长”步骤的问题在于，你基本上改变了癌细胞的生物学特性。它们开始适应在实验室中生长，表现得不像在病人身上那样。

De Silva表示，他们正在运行更高的吞吐量，这意味着它们可以每位患者样本进行更多的实验。这使得值得注意的实验室可以测试更多的药物，而不是明显的化学疗法。批准的FDA批准的药物具有抗癌证据包括治疗高胆固醇，糖尿病和心脏病的药物。甚至抗抑郁药都在药物面板上。

按播放，走开-更快的结果
本视频由著名实验室提供显示药物筛选的自动化过程在行动。

“在我们有工作台之前，这是一个工程师和一个科学家的整整一天来处理120个板材，”Transon Nguyen说，Genson Nuyen说，Lead Engineers在Tranging Labs in Transon Nguyen说。“现在，通过动态调度（由专业软件提供），我们的机器人能够在寿命（处理和孵化期）的所有不同阶段中跟踪20个不同的板，并且能够更可靠地移动所有不同的仪器之间的移动比任何人都可以手动做。“

他说，一天的手工过程现在减少到大约30秒，这是一个科学家准备工作单元的时间。机器人与实验室仪器和调度软件交互，完成剩下的工作。

在任何给定时间，可能有3到5个进程同时发生。想象一下试图追踪所有这些活动。机器人毫不费力。

这为实验室带来了灯光的概念。Nguyen说他们经常在周末和周末经常运行自动化流程。

“特别是大屏幕，我们会在晚上踢掉，他们整个夜晚都会跑。我们会在早上来，我们的屏幕将完成。“

实验室中的协作机器人
BioSero，实验室自动化系统提供商和集成器，帮助着名的实验室将所有工作流的所有组件汇集在一起​​，包括机器人，仪器，软件集成。

所有动作中心的机器人是Preciseflex样本处理程序（图为Signed），这是一款由精密自动化公司制造的轻量级协作机器人在加利福尼亚州弗里蒙特。这款4轴Scela机器人具有集成伺服夹具，是Benchtop应用的理想选择，其中易用，安全和空间要求至关重要。

即使它以全速与它们碰撞，机器人不会伤害用户或损坏仪器。这消除了对昂贵的安全屏蔽的需求，并允许机器人与实验室人员并排安全地操作。

机器人也很容易教。简单地用手移动它到开始和结束的位置。剩下的就让机器人控制器来处理吧。没有许多工业机器人常见的teach吊坠。

“你刚刚抓住机器人的尽头并教导点，”销售工程师莫克奥恩说，精确自动化。“你不是试图弄清楚什么是x方向和y方向。这是我们机器人的目的，为实验室中的任何人都可以使用的形式因素带来工业级可靠性。“

这视频演示了Preciseflex样本处理程序的协作机器人功能．

“使用PreciseFlex，您不需要成为机器人专家。首席科学官员能够使用该系统，“奥伦说。“他们只需要在用户界面上培训。机器人技术已经进入了他们可以将机器人嵌入到软件中的程度，并使其对用户透明。

“你可以有一个小房间的设备，一个机器人，和一些非常聪明的科学家，让所有这些东西工作，你可以开始试验你的想法，比5到10年前的成本低得多，”他继续说。“这使得更小的组织能够进行这类癌症治疗研究。”

Nguyen说赌注很高：“你不能犯错误，因为这可能意味着丢失患者样本。但我们仍然必须保持速度和灵活性。我们将大部分乐器推向我们的平台上的突破点多次。精确的臂是系统中的系统之一，已被证明是最可靠的。“

用声音移动液体
该过程的另一个关键部件是声学液体处理装置。声学液体处理技术使用聚焦的超声波，将纳米升液滴向上喷射到包含患者癌细胞的井板中。

Nguyen说:“它允许你转移非常小的浓缩药物，这使得它的经济效益非常有吸引力。”“但它也让我们能够比传统的移液系统更容易地混合不同的组合。”

声学液滴喷射(ADE)，或通过声波转移液体，消除了对吸管头的需要和交叉污染的风险。它还减少了所需的病人样本量。

“当我说我们在我们运行的实验的数量方面做了更高的吞吐量时，它部分是因为我们能够彻底地小型化细胞量和实验的大小，”de Silva解释道。“如果您认为从患者获得固定的细胞数量，则能够小型化实验意味着您有更多的镜头来找到一个治疗选择。这对于这种方法的成功非常重要。“

从药物筛查到发展
临床试验在多伦多玛格丽特癌中心和佛罗里达大学在盖恩斯维尔的临床试验中进行。De Silva解释说，这些不是典型的临床试验。他们正在评估试图个性化患者治疗的可行性，否则没有治疗选择。

“我们正在测试是否能与临床医生实时合作。这是一种评估和改进我们开发的过程的方法。”

他设想有一天会像你的医生订单检查你的胆固醇水平一样简单。De Silva表示，该方法也对药物发展有影响。

“个性化医学的承诺是开始使用这些工具来预测哪个患者将成为给定药物或药物组合的最强的响应者。然后使用该信息开始开发对右患者具有更强烈影响的药物。

“If you take the data that you’re generating from each of these individuals with a given kind of cancer, and you look for patterns across those patients, then you use both the data and the lab itself to help pharma and biotech companies evaluate where their drugs are going to work, or which patient populations they should target. They are doing this already, but they’re doing it with基因组学．我们的实验室允许他们在细胞上物理测试药物。“

在未来，De Silva希望用他们的方法来研究和开发尚未被fda批准的药物。与此同时，一旦最初的临床试验完成，著名实验室的主要努力是让更多的癌症患者可以使用他们的服务。

把不可能变成可能
用于癌症治疗的高通量药物筛选利用了机器人的先天优势。他们无错误的重复性、速度和24/7工作的能力使他们能够在几天、甚至几个小时内完成，这是一屋子的实验室技术人员和科学家在几年时间内无法实现的目标。

“机器人是科学家做他们不能做的工作的延伸，即使他们能做，也不想做，”Ouren说。

这个CNN通讯员最好说：机器人是“使先前不可能的。”看看这些在拜耳工作的机器人．

利用我们的DNA
虽然机器人对大型制药公司和大型研究机构来说并不新鲜，但自动化问题在小型实验室才刚刚开始流行起来。

“机器人的大增长将来自小于中型实验室，”奥伦说。“现在有什么机器人和软件可以组合，他们可以作为一个集成的解决方案以及他们可以得到的多功能性，是几年前的方式。”

这对癌症不好的消息。所有尺寸的机器人武装实验室，具有不同的想法和方法，从所有方向与有针对性的疗法攻击癌症。这比目标的镜头更多。越多越好。

根据克利夫兰诊所，液体活检对于早期检测癌症是预期在2017年改变医疗保健的前10名医疗创新之一。实验室需要加快其机器人军队来处理所有血样。

DNA测序正在从灵活的自动化中得到提升。全自动基因检测实验室的机器人每天24小时在前线工作，检测我们的DNA中癌症风险因素。再一次，Stäubli机器人说对了。参观Counsyl的机器人实验室．

机器人放射治疗
在许多大型医院和癌症治疗中心，使用机器人提供辐射治疗已经普遍。Comeashy Cyber​​Knife®系统使用Kuka Robot来操纵患者周围的线性加速器（LinaC），精确地将高剂量辐射递送给肿瘤。

在正在进行的研究中，研究人员正在使用灵活的协作机器人进行术中放射疗法。查看此视频显示联合研究项目与KUKA、Siemens、Carl Zeiss Meditec、Fraunhofer IPA和Mannheim大学医学中心合作。

密歇根州谢尔比镇库卡机器人公司的医疗机器人经理科里·瑞安解释了这个概念验证是如何使用库卡LBR iiwa机器人和Artis zeego(这个c臂成像系统也使用了库卡机器人)。

“通过在LBR IIWA机器人保持标记的同时对患者进行成像，它们可以注册机器人以确定相对于患者的内部结构的精确空间位置。随后，机器人有助于使用位置和成像数据来定位外科医生的治疗指南。

“通常，外科医生必须基于X射线图像估计治疗指南的正确位置和轨迹，”他继续。“然而，机器人允许外科医生看看X射线并精确地规划引导（相对于患者已知解剖结构的位置和轨迹）通过命令机器人以预定角度转到该精确点。然后，外科医生使用指南手动插入和钻孔。最后，辐射由机器人送入确切的治疗点。“

机器人也用于质子疗中中心的患者定位在这里，病人必须被精确定位，并在固定的质子束下移动。

机器人活检和手术
机器人将超人的品质带来熟练的外科医生，提高精度，最大限度地减少对健康组织的损害，导致更快的恢复时间。机器人很快就可以帮助医生最佳地定位活组织检查的介入针头，这是一种经常耗时的程序，在手动完成时充满了风险。本文展示Fraunhofer研究人员使用Kuka LBR IIWA Robot进行精密针头放置．

机器人也用于微创胸腔镜，心脏，泌尿外科和妇科手术。DaVinci®外科系统只是我们覆盖的迷人机器人之一机器人和医疗保健共同拯救生命．

约翰·艾尔斯的故事这提醒我们，治疗癌症，无论是否使用机器人，都不仅仅是为了拯救生命。这关系到病人的生活质量。

他们说“治愈”有时比疾病更糟糕。让我们希望个性化的癌症治疗能够使这一点成为过去，最终导致所有癌症的正确治愈。

本文介绍的RIA成员:
库卡机器人公司
精确的自动化公司。
斯蒂布里公司