信州医誌，70⑴：53～57，2022

世界最先端の低線量ハイブリッドナビゲーション側弯症手術
信州大学医学部運動機能学教室（整形外科）

大場 悠己

Ⅰ はじめに髙橋淳低くない。側弯症は原因である病気がわかっているものと分からないものがある。原因の分かっている主なCT ナビゲーションシステムとは取得した CT デー

側弯症には椎骨に生まれつき形の異常がある先天性側タにより仮想化された骨モデル上に，登録された手術

弯症，様々な神経や筋肉の病気が原因で発症する神器具の位置が提示される手法である。特に側弯症に対経・筋性側弯症，神経線維腫症による側弯症，マルする椎弓根スクリュー（Pedicle Screw，PS）においファン症候群やエーラスダンロス症候群など間葉系疾ては大動脈損傷，脊髄損傷，肺損傷や神経根損傷の危患による側弯症がある。一方，原因の分かっていない険を伴うため PS 挿入のために高いナビゲーションの側弯症は特発性側弯症と呼ばれ全体の80-85 ％を占め，精度が求められる。本稿では我々がこれまでに経験し思春期の女子に好発する。原因や状態により個人差はてきた術前，術中 CT ナビゲーションを用いた側弯症あるがこの弯曲の大きさが40～50 °以上になると，外手術の軌跡について概説する。

見の問題（図１左）や後の進行による健康障害の可能Ⅱ 脊柱側弯症とは脊柱を正面から見た場合に，捻じれを伴って側方に性から手術が必要と判断されることが多い。
Ⅲ

脊柱側弯症の手術治療

曲がっている状態を脊柱側弯症という。Cobb 角10 °高度の側弯症を矯正し進行を防止できる唯一の方法

を超える側弯症の発生頻度は全体の２-３％と決しては手術である。1995年 Suk らの報告以降，各椎骨に

図１ 小児側弯症患者
左：脊柱側弯症患者の外見変化 右：椎弓根スクリューを用いた脊椎後方矯正固定術
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Grade 0

Grade 1

Grade 2

Grade 3

図２ PS の逸脱
Grade２と３を合わせて主逸脱と呼ばれ，逸脱率として報告される。
（文献１より改変）

後方から PS を挿入し側弯を矯正する術式が行われるあったため，手術時間を６割程度に短縮できるこの方ようになり，現在では側弯症治療のゴールデンスタン法は革新的であり，2010年に Multi-level registration

ダートとなっている（図１右）。PS を用いることで側法として報告され3），現在は世界で広く行われている。

弯の矯正だけでなく椎体回旋や胸椎後弯を含めた三次

しかし，この方法には CT 撮影時（仰臥位）と手術時元的矯正が出来るようになった一方で，PS の逸脱の体位（腹臥位）のズレにより，僅かだがどうしても（図２） による神経，血管の重大な合併症の報告が国消せないナビゲーションの誤差があった。

1）

内外で散見される。小児の未熟で小さく，かつ疾患に2018年，信州大学医学部附属病院南病棟にロボティッより捻じれた脊椎の椎弓根に PS を正確に挿入するこクアームによる多軸透視・ 撮影システム“ARTISとは難しく過去の大規模な研究により PS 逸脱の確率pheno”（図３左）を有するハイブリッド手術室が導2）は5.1 ％ ，PS 逸脱による神経損傷の確率は0.15 ％入された。我々は CT ナビゲーションの精度をさらにと報告されている。

高めるため，これに次世代型自動レジストレーション

Ⅳ

信州大学における CT ナビゲーションを用いた側弯症手術の歴史を連動させ，2018年６月にハイブリッド術中 CT ナビ
ゲーションによる側弯症手術を開始した（図３下）。

当科では1996年に，日本でいち早く術前 CT ナビ
ゲーションシステム（StealthStationが可能なナビゲーションシステム“CurveTM”
（図３右）

TM

この組み合わせでの術中 CT ナビゲーションは国内初）を脊椎手術であった。ハイブリッドナビゲーション手術室では術に導入し，安全な脊椎手術を目指してきた。2005年に中にそのままの体位で cone beam CT（CBCT）を約

は髙橋らが固定範囲の長く難易度の高い小児側弯症手「５秒で撮影，CBCT 撮影後５分程度でナビゲーショ

術にナビゲーションを応用するために複数の椎骨をまンが可能となる。さらに，従来のナビゲーションに必とめてレジストレーション（コンピュータ上と実体の須であったレジストレーションが不要となり，CT 撮位置合わせ作業）する方法を考案した。当時は一つの影時と手術時の体位さによる誤差も大幅に改善された。

椎骨ごとにレジストレーションを行うことが常識でさらに挿入された椎弓根スクリューの位置確認・修正

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図３ ハイブリッドナビゲーションシステム
左：ARTIS pheno 右：CurveTM
下：信州大学ハイブリット側弯症手術チーム
初のハイブリッド術中 CT ナビゲーションによる側弯症手術を終えて。

が手術中に可能となり，逸脱している場合はアンカー

断用 CT 撮影の1/3まで低減し，手技に影響がないこを再設置できるようになった。これにより難易度の高とを確認した。その後1/5まで線量を低減したが通常い脊椎手術をより安全に提供できるようになったが，の線量と遜色のない画質が得られており現在は1/5線

さらなる精度向上，時間短縮，侵襲低下のための挑戦量の撮影で手術を行っている（図５左）。PS 挿入後のは現在も続いている。

術中 CBCT を用いた逸脱評価では従来と同様の逸脱Ⅴ

ハイブリッドナビゲーション側弯症手術の安全性と低線量化

本システムを導入してからの小児側弯38例での椎弓根スクリューの２mm 以上の逸脱率はわずか3.4 ％で率評価は行えなかったものの通常線量 ND の1.8 ％と比較し低線量では1.7 ％と低線量化による逸脱率の上5）
昇は認めなかった（図５右）。

Ⅵ

おわりにあり，過去のメタアナライシス2）よりも低率であった。

安全，低侵襲かつ正確で“自分の娘に対しても行いこの成績は第15回日本 CAOS 研究会でプレゼンテーたい”と思うような側弯手術を目指すという私共の試ションアワードを獲得し，2021年国際誌 Spine に報告

みは，術前 CT ナビゲーションシステム，ハイブリッ

4）をした（図４） 。

ドナビゲーションシステム，低線量ハイブリッドシス

小児を対象にする手術であるため2019年より放射線テムを経て超低線量ハイブリッドシステムという形に量の低減に挑戦をしてきた。最初はハイブリットナビなった。しかしこの目標を達成するために最も大切なゲーションのために撮影する CBCT の線量を通常診ことはシステムの変化でなく同じ目標に向かいチーム

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各グレードの逸脱率

Grade 3
Grade 2
Grade 1
Grade 0Totaln (%)
1 (0.2)17 (3.2)
55 (10.4)458 (86.3)
531

脊椎⾼位毎の逸脱率(n)

70

G060

G150

G240G33020100

図４2 3 4 5 6 7 8 9 101112 1 2 3 4Th
LSpinal level

ハイブリッドナビゲーションシステムを用いた PS 挿入の成績
左：各グレードの逸脱率 右：脊椎高位毎の逸脱率（文献４より改変）

図５ 低線量ハイブリッドナビゲーションシステム
左：低線量化に伴う画質の変化。術野にある金属の存在に画質は左右される。
右：通常線量と低線量におけるナビゲーション手術の PS 逸脱率比較（文献５より改変）

で手術を行うことであると考えている。整形外科医，いる。超低線量ハイブリッドナビゲーション側弯症手

麻酔科医，診療放射線技師，看護師，臨床工学技士，術を支えるこのチームワークこそが信州大学医学部附

臨床検査技師が良好な連携をとりながら，お互いを尊属病院の最大の強みと我々は考えている。

重しあうことで初めて良好な多職種連携手術が行えて
文献1） 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 :
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E1463-E1468, 2018
2） Ledonio CGT, Polly DW Jr, Vitale MG, et al : Pediatric pedicle screws : comparative effectiveness and safety : asystematic literature review from the Scoliosis Research Society and the Pediatric Orthopaedic Society of North
America task force. J Bone Joint Surg Am 93 : 1227-1234, 2011
3） Takahashi J, Hirabayashi H, Hashidate H, et al : Accuracy of multilevel registration in image-guided pedicle screw
insertion for adolescent idiopathic scoliosis. Spine (Phila Pa 1976) 35 : 347-352, 20104） 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, 20205） Tanikawa Y, Oba H, Fujii M, et al : Intraoperative cone beam CT in hybrid operation room for pediatric scoliosis
patients : Comparison of pedicle screw violation rate at normal and low radiation doses. Spine (Phila Pa 1976) 46 : inpress

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