活発化する「手術支援ロボ」の開発競争、日本の現在地は?

「ダヴィンチ」との差別化カギ

 手術支援ロボットとしてトップを走る「ダヴィンチ」に対抗すべく、手術用ロボットの開発が世界で活発化している。国内でも産学連携と医工連携によって成果が生み出されている。開発のカギは、「ダヴィンチとの差別化」だ。日本の得意とする技術を生かした開発により、手術支援ロボットは進化を続けている。

慶大 軟性内視鏡手術システム 体内で自在に動作


 慶応義塾大学医学部の和田則仁専任講師らが開発している軟性内視鏡とロボット技術を組み合わせた「軟性内視鏡手術システム」(FESS)は、1カ所の穴からロボットかん子と内視鏡を体内に入れる。

 和田専任講師はFESSの強みを、「体内で自在に動かすことができるのが最大の特徴だ。ダヴィンチでは到達できなかった奥の臓器の処置が可能になる」と話す。

 FESSの手術動作部には、直径5ミリメートルの軟性ロボットかん子が2―3本装着されている。ロボットかん子の動きは、直径8ミリメートルの3Dカメラを使って確認することができ、執刀する医師はモニターを通して遠隔で手術を行う。今は動物などを使った非臨床試験段階で、2020年代半ばの市販化を目指す。

 ダヴィンチの手術器具は直線的で体内で曲がることができない。例えば直腸がんの場合、肛門から手術器具を入れても骨盤に当たってしまうことがある。すると治療部位に手術器具を到達させるために、体に穴を開ける必要があり、体への負担が増える。

 一方でFESSは体内で自在に曲げることができるため、骨盤を乗り越えて処置することができる。また、臓器の後ろにあり手術そのものが難しかった膵臓(すいぞう)がんも、FESSを使えば一つの穴だけで治療が可能になる。

1カ所の穴から手術器具を体内へ挿入

 新たな手術支援ロボットは、ダヴィンチとどう差別化するかが開発戦略のカギとなる。ダヴィンチは国内の台数が多いだけではなく、学会と連動した認証制度を持つなど、臨床現場との結びつきが深い。和田専任講師は、「ダヴィンチとの差別化には主に二つの戦略がある。同等の機能を持ち低価格化、または小型化するか、ターゲットを限定して特別な機能を搭載するというものだ」と分析する。

東大 鼻腔内で脳の硬膜縫合


 ターゲットを限定する戦略でも、国内の開発が進んでいる。東京大学大学院工学系研究科准教授で内閣府の科学技術政策「革新的研究開発推進プログラム(ImPACT)」プログラムマネージャーを努める原田香奈子氏らの研究チームは、産業用ロボット技術をベースに、脳神経外科用の手術支援ロボット「スマートアーム」を開発した。鼻から器具と内視鏡を挿入し、鼻腔(びくう)内で脳の硬膜縫合ができる。

 狭い空間での微細手術は直径3・5ミリメートル以下で屈曲する先端のツールによって可能になった。原田准教授は「人間の手が届かない場所で、人間よりも正確にできることを追求した」と話す。さらに搭載したセンサーで術具同士や術具と生体の衝突を自動で避けることで、安全性と機能性を向上させた。

 スマートアームの場合、特別な機能の搭載だけでなく、術者の「使いやすさ」にもアプローチした。それが遠隔操作と直接操作の柔軟な切り替えだ。

 ダヴィンチの手術アームの先端には用途に合わせてツールを取り付けるが、ツール交換には体から先端部を抜く必要がある。スマートアームがターゲットとする脳外科手術の場合、ツールの出し入れが特に多い。そこで遠隔操作と直接操作を切り替えるようにして、一時的に術者が普段使っている道具で処置がきるようになった。ツール交換の度に体から抜いて手作業で交換する作業は不要だ。

 一部のがんではすでに標準治療として手術用ロボットの使用が認められるなど、国内における使用が拡大している。

 和田専任講師は「米国の若い医師はまずロボット手術を学ぶというのが主流になっている。日本でも2―3年後にはロボット手術がさらに広がる可能性は高い」と話す。手術用ロボットの需要も高まると考えられ、医工連携の促進が求められる。

 一方で、医師と研究者個人だけでの開発では産業化につながらない。工学系として開発に携わる原田准教授は、「医師の感覚的な表現を数値化していくことと、どれくらいの医師がどれくらいの価格なら使いたいのか、認識を共有して開発に着手しなければうまくいかない」と指摘する。

 医師の使う「小さい」「柔らかい」という表現を数値化し、想定する製造コストとニーズを開発者と医師とで把握し、共有しておく必要がある。手術用ロボットの利用拡大に備え、開発のノウハウ構築も重要だ。
(日刊工業新聞・安川結野)
鼻から器具を挿入し、狭い空間での手術ができる

日刊工業新聞2019年5月2日

  

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