信州医誌，62⑴：67〜69，2014

脳神経外科領域におけるロボット手術の現状
信州大学医学部脳神経外科学講座

後 藤

はじめに哲 哉land 教授を中心に開発が進められています。一般の顕微鏡術具であるバイポーラーや吸引管をロボットの信州大学附属病院に先日導入されたロボット手術装

手 にもたせます。術者は一般的な顕微鏡視野から

置「ダビンチ」は，通常の内視鏡的手術での手技上の得られた情報をもとにロボットを遠隔操作して手術を困難さをロボット技術を応用することで克服し，市販行います。一般の顕微鏡下脳神経外科手術をロボットされた成功例です。
「ダビンチ」のように，ロボットにさせることで手術の正確さを向上する。というニー技術を手術に応用する試みは，脳神経外科領域でも以ズを満たす装置として開発され，臨床使用も行われま前より行われています。これまでに開発されてきた主した 。 現在 M RI 装置内でのリアルタイムナビゲーな脳神経外科手術ロボットと，我々信州大学脳神経外ション機能を搭載するための改良が行われているとの科のロボット手術における取り組みについて報告しまことです。今後市販化が期待される手術ロボットですす。

（Fig. 1 左下）。
市販化されたもの「MM 1」東京大学にて研究されている脳神経外科深部血管吻合用ロボットです。技術的に困難な脳深部「Neuro mate」脳神経外科手術の中に，定位脳手の血管吻合を簡単に可能にするというニーズを満たす術と呼ばれる手術方法があります。脳深部の決められ装置として開発されました。顕微鏡術野を見ながら術た位置に正確に到達するための手術です。本装置は画者が遠隔操作することは Neuro Arm と同じですが，像と術野を統合させる手術ナビゲーション装置と一般違いは専用の摂子をもっていることです。ロボットの的な産業用ロボットとして使用されている多軸ロボッ

腕の先端部に自由度を集中させ，それを微細に作りこトからなります。一般的な定位脳手術装置と機能は同むことで脳神経外科手術で問題となる狭く深いアプロー

じですが，そのほかにも様々な術具を把持し刺入できチを克服しています 。制作や性能維持に多大な費用ます。神経内視鏡を脳室に正確に刺入することも可能が必要なことが製品化において問題となったようで，です（Fig. 1 左上）。

市販化には至っていません。現在は本研究で得た知見「Evolution 1」本装置は神経内視鏡把持装置です。

をもとに機能を絞り込み，より安価に製作可能なロボッ

現在，内視鏡を任意の位置で固定できる把持装置が何トが研究されており，こちらも市販化が期待されてい種類かありますが，手動のため，固定解除で微妙にぶます（Fig. 1 右下）。

れたり，動かすときに人手が必要であったりして面倒です。そのようなニーズを満たす装置として開発され信州大学脳神経外科の取り組みました。写真で見ても把持部分が大きく，これが原因

1997年，当教室は手術ロボットの研究開発をスターかどうか分かりませんが，発売後暫くして生産中止とトさせました。最初に行ったのは，術者の操作によっなりました（Fig. 1 右上）。て動くマスタースレーブ型手術ロボットの開発です。

研究段階のもの

東京大学工学部，東京女子医科大学脳神経外科，日立製作所との共同研究により製作され「NeuRobot（ニダビンチと同じタイプの手術ロボット，いわゆるマューロボット）」と名付けたロボットは，2002年８月，スタースレーブ型マニピュレータを二つ紹介します。

「マスタースレーブ型」の手術ロボットとしては世界「Neuro Arm」カナダカルガリー大学の Suther-

で初めて実際の脳腫瘍摘出手術に使用，計４例の臨床No. 1, 201467

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Fig. 1
左上：Neuro mate 概観。http://www.expo21xx.com/news/wp‑content/uploads より引用。
右上：Evolution １概観。Zimmermann Michael et al. Robot‑assisted Navigated Neuroendoscopy.
Neurosurgery:Volume 51 2002, pp1446‑1452 より引用。
左下：Neuro Arm 概観。文献１より引用。
右下：MM 1概観。文献２より引用。

手術は無事成功しました 。本装置の特徴は硬性内視とえば術者が座る椅子や，患者さんが横になるベッド

鏡とロボットアーム３本を直径10mm の円筒内にまは，難しい認可の必要な医療器具ではありません。ロとめたことです。脳室内手術において内視鏡手術ではボット技術を手術支援に応用しても，装置が認可不要

観察は十分可能だが手術器具の操作性が悪いという問な医療器具ならば薬事法に抵触せず使用可能です。

題を解決するために開発 し ま し た。し か し な が ら

2006年から早稲田大学理工学部，東京女子医科大学脳MM 1と同じく，制作や性能維持に多大な費用が必要神経外科と共同で「EXPERT（エキスパート）」といなこと，また市場ニーズが小さいことが問題となり，うロボットの開発研究を行いました（Fig. 2 中央）。

市販化には至りませんでした（Fig. 2 左）。

EXPERT は術者の腕を保持するロボットです。このNeuRobot の研究では，手術に必要な装置を開発しロボットには手術中に術者が腕を載せる台が付いておたにもかかわらず，市販化に結びつけられなかったこり，術者の腕が止まって手術操作をしている最中は，とが問題として残りました。このため薬事法や PL 法

台は静止し術者の腕を支え，術者が腕の位置を変えよに対応できる製品を開発することを検討しました。たうとするとロボットは自動で術者の腕に追従して台を68

信州医誌 Vol. 62

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Fig. 2
左：NeuRobot 概観。
中央：EXPERT 概観。
右：iArmS 概観（コンピュータグラフィックス）。

動かせ，手術操作をしたい位置で再び静止して術者の更，ここまでおおむね順調な経過で，2014年度の国内腕を支えます。このロボットの各関節には，モーター販売開始をめざしています（Fig. 2 右）。

は一切なくブレーキのみが設置してあり，バネとおもこれまで NeuRobot や EXPERT の研究開発で培りを動力として使用し，ブレーキを制御することによっ

われた経験や知見をもとに，2011年からは東京女子医て追従動作を実現させているのが特徴です。2009年か科大学先端生命医科学研究所と共同で，脳外科手術中ら実際の手術で使用しました。EXPERT は，術者のに脳などの組織を「把持して保持していてくれるロボッ

腕のふるえと疲労を軽減させ，手術操作性を向上させト」の研究開発を開始しました（呼称未定）。このロました 。この結果，トヨタの関連会社である株式会

ボットは術者の「三本目の手」となって術者を補助し，社デンソーより本装置を製作販売したいとの希望があ

顕微鏡下で行われる手術操作を向上させてくれるもの

り，2011年より市販化への共同研究を始めました。名と期待しています。

称は登録商標として「iArmS（アイアームス）」に変文

献1) Sutherland GR, Latour I, Greer AD, Fielding T, Feil G, Newhook P : An image‑guided magnetic resonance‑compatible surgical robot. Neurosurgery 62:286‑292, 2008
2) M orita A, Sora S, Mitsuishi M , Warisawa S, Suruman K, Asai D, Arata J, Baba S, Takahashi H, M ochizuki R,Kirino T :Microsurgery robotic system for the deep surgical ﬁeld.Development and feasibilitystudyin animal andcadaveric models. J Neurosurg 103:320‑327, 2005
3) Hongo K, Goto T, M iyahara T, Kakizawa Y, Koyama J, Tanaka Y :Telecontrolled micromanipulator system(NeuRobot)for minimally invasive neurosurgery. Acta Neurochir Suppl 98:63‑66, 2006
4) Goto T, Hongo K, Yako T, Hara Y, Okamoto J, Toyoda K, Fujie MG, Iseki H :The Concept and Feasibility ofEXPERT :Intelligent Armrest Using Robotics Technology. Neurosurgery 72 Suppl 1:39 ‑42, 2013

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