信州医誌，72⑴：69～71，2024

ハイブリッド手術室でのロボット支援下側弯症手術
信州大学医学部附属病院整形外科

大場 悠己，畠中輝枝，髙橋

淳

Ⅰ はじめに手術支援ロボットアームの導入

Ａ

近年，ロボット手術支援システムの臨床導入が脊椎手術の領域で始まった。当科では脳神経外科と共同で2022年６月に手術支援ロボットアーム Cirq®（Cirq）（Brainlab，ドイツ）（図１）を導入した。国内では６施設目（Cirq®に限ると３施設目）になる。2018年６月にハイブリッド手術室（図２）に導入済みのロボッ
トアームによる多軸透視・撮影システムである ARTIS
Pheno®（シーメンス，ドイツ）（図３）と，それに連動する手術用コンピュータナビゲーション（ナビ）シ
ステム Curve®Navigation（Brainlab，ドイツ）の追図１

手術支援ロボットアーム Cirq®
（筆者撮影）

加機能としての手術支援ロボットアームである。これにより術中 CT ナビと連動したロボット支援手術が可能となった。
側弯症手術の危険性

Ｂ

側弯症手術では脊髄と大動脈の間にある幅数ミリの椎弓根という骨組織にスクリューを挿入することからはじまる。左右の椎弓根にスクリューを入れるため，例えば手術範囲が15椎であれば一回の手術で30本近くのスクリュー挿入が必要となる。椎弓根スクリュー（PS）を用いることにより強力で三次元的な側弯矯正が可能となったが，その一方で PS が逸脱する（意図しない方向へ挿入される）ことによる重大な合併症の報告は後を絶たない。
Ｃ

手術支援ロボットに期待すること

図２

ハイブリッド手術室での側弯症手術準備（筆者撮影）

手術支援ロボットに何を期待するかは術者により様々だと思うが，われわれは PS を意図した場所により正確に挿入することを最も期待している。近年，術中 CT ナビの登場により小児側弯症に対する PS 挿入の安全性が向上した1）。しかし，この技術を用いてもなお一定確率で PS は意図しない方向に挿入されてしまうことがある。実際，最近のシステマティックレ
ビューでは，２mm 以上の PS 逸脱が6.0 ％であるこ
No. 1, 2024

図３左）ARTIS Pheno®
，右）Curve®Navigation
69最新のトピックスとが報告された1）。つまり17本 PS を挿入すれば1本はさらに，いくら正確なナビであっても実際に力を加え逸脱する可能性があるということであり決して低い値てプロービングをしている間は椎骨間の動きによりナではない。

ビ画面はあたかも内側や頭尾側に逸脱しているように

本稿では，従来のナビの限界と Cirq を導入した理Ⅱ

Cirq を用いた側弯症手術の概要とメリット

手術の概要

Ａ見えており参考にならない。典型的には椎体がプローベで押されて挿入側に傾くように回旋するためナビ通由について説明する。

りにプロービングすると PS は予想より外側向きに設置される傾向がある。
Ｃ

Cirq を使用する理由

当科では手術範囲の展開後に撮影された1/5線量のCirq を使用することで脊椎を筋鈎で左右に押す力

術中コーンビーム CT（CT）画像をもとにナビを開や，プローベで前方に押し付ける作業を避けることが始している。ナビ画面を見ながら撮影範囲内で挿入予出来る。径2.4 mm の高回転電動ドリルで椎骨を押さ定の全 PS のサイズと軌道を設定する。最後に Cirqずに静かに下穴を作成することで，仮想化された脊椎を利用して設定プラン通りに2.4 mm のドリルで椎弓モデルと術野の間に誤差を生じさせることなく手術を根内に15 mm の下穴をあける。タップと，PS 挿入は進めていくことが可能となる。また，ロボットガイド手動で行う。ナビに許容できない誤差が確認されなけが隙間から入ってしまえば広い視野は不要なため，筋れば通常10-11椎までなら１回の CT 撮影で PS 挿入

鈎で左右に強い力をかける必要は無くなる。特に椎弓

2）根径より太い PS の挿入を試みる時に，ロボットが作を行っている 。
Ｂ

コンピュータナビゲーションの弱点成した下穴は有利である。ロボットガイド越しのドリ１

椎骨間の動きによるズレルで作成した下穴は，人の手で骨の硬さを感じながらナビシステムは，取得した CT データにより仮想化行うプロービングと異なり下穴が椎弓根の中央に細くされた脊椎モデル上に，登録された手術器具の位置が真っすぐ作成されるため椎弓根壁の骨折を防ぐことが提示される手法である．脊椎は椎骨間で可動性がある出来る。細く真っすぐに作成された下穴をタップでため左右に力をかけたり，道具を押し付けたりするとゆっくりと広げていくことで椎弓根を押し広げながら仮想化された脊椎モデルと実際の術野に誤差が生じる。

スクリューを入れるペディクル・エクスパンジョンテ

この誤差は術野で棘突起に設置したリファレンスフクニックも可能となる。

レームから離れれば離れるほど大きくなり，実際にリＤ

ファレンスフレームからの距離が６椎以上離れるとCirq の弱点とピットフォール
理想的には Cirq を用いれば逸脱の可能性は基本的

PS の逸脱率が約５倍に上昇していた 。には無くなるはずだが，現実は甘くない。ロボット手

２

術には電動器具の振動によるリファレンスフレームの3）繰り返しの外力により徐々に増大する誤差さらに加えられた外力による誤差は徐々に蓄積（増緩み，ドリル先端が硬い皮質骨に弾かれて刺入位置に大）していく可能性がある。そのため，ナビ開始後に誤差が生じるスカイビング，さらには Cirq の筒が開PS の挿入を繰り返すほど，つまり後から挿入された創器，皮膚や筋膜，横突起のいずれかに押し付けられPS ほど，その逸脱率が高くなる。振動によりリファることで生じるドリルガイド先端部の不一致といったレンスフレーム接続部が徐々にゆるむこともこの原因

他の手術では出会わなかったピットフォールが存在すの一つであることが分かっている。事実，O-arm をる。Cirq は人間と違い融通が利かない。これらのピッ用いた術中 CT ナビを用いた思春期特発性側弯症手術

トフォールを忘れないことが従来のナビ手術以上に重において，一撮影後の連続 PS 挿入数が９回を超える要となる。とその後の PS 逸脱率が12倍になっていたことが報告されている4）。

Ⅲ最後にナビゲーション中に避けるべき脊椎を押す動作

当科の手術支援ロボット Cirq を用いた側弯症手術

これらの事実から，ナビを用いて広範囲に PS を挿について，そのメリットとピットフォールを中心に紹入する時は脊椎を押し付ける操作は最小限にすべきと介した。当科では多職種からなる側弯症チームで一丸いうことが分かってきた。具体的には筋鈎で左右に筋となりトラブルとその対策を繰り返しながら少しずつを引く操作とプロービング操作が危険だと考えている。

使用方法を確立している。 しかし Cirq の使用法も３70

信州医誌Vol. 72

最新のトピックス

様々で，我々の現在の使用法がベストだとは考えていに目指す我々の挑戦はまだ続いている。

ない。100 ％正確に PS を挿入する方法の確立を真剣
文献1） Oba H, Uehara M, Ikegami S, et al : Tips and pitfalls to improve accuracy and reduce radiation exposure in
intraoperative CT navigation for pediatric scoliosis : a systematic review. Spine J 23 : 183-196, 2023
2） Oba H, Ikegami S, Uehara M, et al : Reduction in CT scan number with the reference frame middle attachment
method in intraoperative CT navigation for adolescent idiopathic scoliosis. Eur Spine J 3 : Online ahead of print, 20233） Oba H, Ikegami S, Kuraishi S, et al : Perforation Rate of Pedicle Screws Using Hybrid Operating Room Combined
With Intraoperative Computed Tomography Navigation for Adolescent Idiopathic Scoliosis : Impact of Distance
From the Reference Frame and Other Risk Factors. Spine (Phila Pa 1976) 45 : E1357-E1364, 20204） Oba H, Ebata S, Takahashi J, et al : Pedicle Perforation While Inserting Screws Using O-arm Navigation During
Surgery for Adolescent Idiopathic Scoliosis : Risk Factors and Effect of Insertion Order. Spine (Phila Pa 1976) 43 :E1463-E1468, 2018

No. 1, 202471