ロボット支援手術について

ロボット支援手術について

da Vinciを用いたロボット手術について

当科で行っているロボット手術についてご説明いたします。

「人命に関わるような手術をロボットにさせるなんて・・・」なんてお考えの方もいらっしゃるかもしれません。しかし、‘ロボット手術’とは、手塚治虫先生の鉄腕アトムとかHONDAのASIMOがメスを持って手術を行うものではありません。正確に言うMaster-slave manipulator system 型の内視鏡下手術支援ロボットを用いた‘ロボット支援手術’と言うことになります。Master(主人)-slave(奴隷)、つまり術者(主人)の動きをロボット(奴隷)が患者さんの体腔内で忠実に再現するという意味で、決してロボット自身が意志を持って勝手に手術を進めていくわけではありません。当科では、このMaster-slave manipulator system 型の手術支援ロボットであるda Vinci Surgical System®(以下 da Vinci(ダ・ヴィンチ))を用いた腹腔鏡下手術を行っています。

ロボット手術の歴史について簡単にお話ししておきます。手術支援ロボットは、戦場で負傷した兵士に対して遠隔手術を行う目的で、1992年アメリカのStanford Research Instituteで研究・開発が進められました。これが後にIntutive Surgical 社によりLennyシステムとして発表され、その後Monaシステムと改良を重ね、1999年da Vinci Surgical System®として販売されるようになりました。その後も改良が重ねられ、映像のハイビジョン化、コンソールの小型化やデュアルコンソールへの対応などが実現され、進化し続けています。もともと軍用であったという点では、現在私たちの生活に深く浸透し、欠かすことのできないインターネット技術と同じですね。臨床応用については、1997年にda Vinciを用いての胆嚢摘出術がCadiereらにより初めて報告されました。その後、アメリカをはじめ多くの国で心臓血管外科、泌尿器科領域を主体に臨床の現場で使用され、その有用性が数多く報告されています。しかし、我々の専門領域の消化器外科領域では、比較的普及が進んでいませんでした。一方、開発当初の目的であった遠隔手術については、2001年9月に同じく手術支援ロボットであるZEUS®を用いてアメリカ・ニューヨークの外科医Marescauxが6000キロメートル離れたフランス・ストラスブルグにいる68歳の女性患者に対して胆嚢摘出術を成功させました。これは1927年に大西洋単独無着陸飛行を成功させたCharles Augustus Lindberghになぞらえて、‘リンドバーク手術’としてNatureに報告され、世界に衝撃を与えました。しかし、遠隔手術についてはまだまだ解決するべき問題も多く、現在も未だ研究段階にあり、実臨床での応用のめどは立っていません。日本では、1999年に初代タイプのda Vinciが九州大学と慶応大学に導入され治験が行われましたが、本邦ではその後長い間臨床導入がほとんど進みませんでした。それどころか、全世界で広く普及してきていたにもかかわらず、da Vinciは、医療機器としての薬事法の承認が得られない時間が長く続きました。これは、日本独自の医療制度が大きく影響しているものと考えられています。ところが、2009年1月藤田保健衛生大学上部消化管外科の宇山一朗先生がda Vinci S HDを個人輸入という形で、消化器外科領域に導入し、わが国の閉塞したロボット手術に大きな風穴を開けました。2009年11月18日にはda Vinci S HDが薬事法で医療機器として承認され、2010年3月に国立大学では初めて佐賀大学にda Vinci S HDが導入されました。

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da Vinci S HDの特徴

それでは、我々が用いているda Vinci S HDの特徴について述べてみます。

多関節機構
7度の自由度による手指を超えた動き
HD&3D Image
左右個別のレンズでの3D、腹腔鏡を超える拡大視効果(デジタルズームを加えて最大15倍)
Scaling機能
Surgeon Consoleでの動きとPatient Cartでの動きの比率を変更(2:1, 3:1, 5:1)が可能
Filtering機能
鉗子の震えをコンピュータで除去。全く震えのないFineな剥離が可能

da Vinci S HDは、アメリカのIntutive Surgical(インテューティブ・サージカル)社が製造する第3世代のda Vinciシステムです。現時点での最新型のda Vinciシステムは2009年に発売された第4世代のda Vinci Siということになりますが、残念ながら現時点ではda Vinci Siはわが国では薬事法による認可を受けておらず、医療機器として認められていません。したがって、日本で臨床応用できる最新型のda Vinciシステムは、我々が用いている第3世代のda Vinci S HDと言うことになります。製造元の会社名にも使われている“intuteive”とは、日本語にすると“直観的に”と言う意味になります。すなわち、腹腔鏡手術のように手術に用いる鉗子に動きの制限や制約がなく、~外科医が開腹手術と同じように直観的に手術を進めることができる器械を~という願いが込められているものと思われます。器械自体は、大きく3つの部分で構成されています。つまり、外科医が映像を見ながら手術を行うsurgeon console(サージョン・コンソール)、実際患者さんに手術を行うpatient cart(ペーシャント・カート)、それと映像の処理を行うvison cart(ビジョン・カート)です。

  • 参考写真1
  • 参考写真2
  • 参考映像

patient cartには、専用カメラアームが1本とEndoWrist(エンド・リスト)と呼ばれる専用の鉗子を装着するアームが3本あります。EndoWristは7自由度を持つ高性能の直径8mmの鉗子です。通常腹腔鏡手術で用いる鉗子は5自由度です。さらにこのEndoWristには人間の手を遙かに超える可動域が備わっています。また、サージョンコンソールでは、執刀医がビューポートをのぞき込み、patient cartのカメラで得られた映像をハイビジョン(HD)、3次元(3D)表示モニターを見ながら、左右の手で2本のマスターコントローラーと呼ばれる部分を操作することで手術を行います。さらに執刀医は4つのフットペダルを踏み分けながら、EndoWristのついた3本のアームと1本のカメラアームを切替えながら手術を行っていきます。また、執刀医の手の動きと鉗子の動きを2:1,3:1,5:1に調整するscaling機能や術者の手の震えを除去できるfilterling機能が備えられています。通常腹腔鏡手術では、鉗子は腹壁のポートを支点とした円運動を行いますが、通常1:2程度、術野が深くなるとそれに応じて1:3あるいは1:4に変化してきます。つまり、手元で1cm動かせば、鉗子先端では2cm、3cm、4cmと動くことになります。これがda Vinci S HDでは、術野の深さにかかわらず、手元を2,3、5cm動かすと鉗子が1cm動くように設定が可能で、この比率は術野の深さにかかわらず一定にできます。さらに、支点があるわけではないので、鉗子の動きが支点を中心とした円運動とはなりません。さらにfiltering機能が搭載されていることにより、細かい作業をする際に少なからず生じる“手の震え”が除去されます。わかりやすく言うと、最近の家庭用のビデオカメラと同じような“手ぶれ防止機能”がついていると言うことでしょうか。以上述べたようなda Vinci S HDの特徴により、腹腔鏡手術よりもより繊細な手術が可能になると考えられます。

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腹腔鏡手術の利点・欠点

腹腔鏡下手術については、詳細は別項をご覧いただければわかりますが、通常開腹手術に比べて多くの利点があると考えられており、様々な領域において腹腔鏡手術の有用性が報告されています。また、近年の腹腔鏡手術に関する器械の進歩、外科医の技術の向上、またわが国の保険診療として認められたことにより、腹腔鏡手術が消化器外科領域を中心に全国に広がりつつあります。一方で腹腔鏡には様々な制限があり、欠点があるのも事実です(表)。ロボット手術も基本は体腔内に入れたカメラの映像と鉗子を用いた手術でありますので、腹腔鏡手術にみられる利点は同様にあると考えられます。しかし、上述しましたような、da Vinci S HDの特徴が腹腔鏡手術の欠点の一部を除去してくれるものと考えられます。

このような非常に魅力的で可能性を秘めたda Vinci S HDですが、現在わが国では保険診療として認められていません。しかし、全世界では2010年6月現在で1,571台のda Vinciシステムが臨床、教育の現場で使用されており、アメリカでは前立腺手術の約80%がda Vinciで行われているのが現状です。アジアでも韓国を中心にda Vinciを用いた手術が急速に普及しつつあります。これまで述べてきましたとおり、da Vinci S HDは、通常腹腔鏡手術をよりIntuitive(直観的)に、より繊細な手術にする可能性を秘めた器械です。現在腹腔鏡で行われている術式は、ロボットを用いることでより簡単に手術の質を高めることが可能になり、腹腔鏡では難しいと言われ、開腹手術で行われていたような難易度の高い術式は、ロボットを用いること鏡視下で可能になると思われます。少し遅れたわが国でのロボット手術は、現在佐賀大学で安全性、有用性についての臨床試験中です。今後、全国の大学病院をはじめ日本でも徐々に手術支援ロボットの普及が始まると思われますが、ロボット手術が腹腔鏡手術と同様に保険診療として認められ、腹腔鏡手術を超えるbenefitを広く患者さんに提供できるような術式に発展させることは、国立大学としていち早くda Vinci S HDを導入した佐賀大学一般・消化器外科の使命だと考えております。

お問い合わせ

担当者 池田 貯
Tel 0952-34-2349
Fax 0952-34-2019
E-mail ikecho@cc.saga-u.ac.jp

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