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画像誘導手術（IGS）とは、外科医が手術前または手術中の画像と併せて追跡可能な手術器具を使用し、直接的または間接的に手術を誘導する外科手術のことである。画像誘導手術システムは、カメラ、超音波、電磁気、または複数のフィールドを組み合わせて使用し、患者の解剖学的構造と外科医の患者に対する正確な動きを捕捉して、手術室のコンピューターモニターまたは拡張現実ヘッドセット（拡張現実手術ナビゲーション技術）に中継する。[1] [2] [3]これは通常リアルタイムで実行されるが、モダリティやアプリケーションによっては数秒または数分の遅延が生じる場合がある。
画像誘導手術は、外科医がより安全で侵襲性の低い手術を行うのに役立ち、頭蓋、耳鼻咽喉科、脊椎、整形外科、心臓血管などの疾患の管理における標準治療として認められています。[4]
利点
画像誘導手術の利点には、手術手順のより優れた制御、介入効果のリアルタイムフィードバック、組織外傷の軽減、解剖学的構造へのアクセスの中断などがあります。画像誘導手術により、術後の神経障害や静脈内レーザーアブレーション手術に伴う有害事象の軽減、[5]大きさや場所により手術不可能と考えられていた脳腫瘍のより効果的な除去が可能になります。[6]
アプリケーション
画像誘導手術では、術前または術中の画像によって手術が誘導されます。画像誘導手術は、脳、脊椎、骨盤/股関節、膝、肺、乳房、肝臓、前立腺などの複数の臓器に関係する手術に適用されています。[7]
コンピュータ支援手術という幅広い分野の一部である画像誘導手術は、術中画像を使用してハイブリッド手術室で行うことができます。ハイブリッド手術室は、固定式 C アーム、CT スキャナー、MRI スキャナーなどの高度な医療用画像装置を備えた手術室です。画像誘導手術のほとんどは、低侵襲です。低侵襲の画像誘導手術を先駆的に開発し、専門とする医学分野は、介入放射線学です。
手持ち式手術用プローブは、外科医に指定された領域の地図を提供するため、画像誘導手術システムに不可欠なコンポーネントです。[8]手術中、IGSはプローブの位置を追跡し、その下の解剖学的構造を、ワークステーションベースの3D画像システム上に、たとえば3つの直交画像スライスとして表示します。既存のIGSシステムは、機械式、光学式、超音波式、電磁式など、さまざまな追跡技術を使用しています。
このような装置に蛍光モダリティが採用された場合、その技術は蛍光画像誘導手術とも呼ばれます。
医療用超音波を用いた画像誘導手術は音波を利用するため、透視、CT、X線、断層撮影などの電離放射線治療に必要な防護および安全対策を必要としません。構造化光とマシンビジョン立体カメラを使用した光トポグラフィー画像は、術中の電離放射線の使用を減らすために脳神経外科ナビゲーションシステムに応用されています。[9]
現代の画像誘導手術システムはロボットと組み合わせられることが多い。[7]
脳神経外科
脳神経外科におけるナビゲーションのさまざまな応用は、ほぼ20年間にわたって広く使用され、報告されてきました。[6] 2000年の研究によると、研究者はすでに、脳神経外科手術のかなりの部分がコンピューターベースの介入を使用して実行されることを予想していました。[10]血管内超音波（IVUS）を含む最近の超音波の進歩により、血管と側方組織のリアルタイムの断面マッピングが可能になり、血管の直径、輪郭、形態の校正された測定値が提供されます。
画像誘導手術はもともと、Nローカライザー[11]やシュトゥルム・パスティア・ローカライザー[12 ]などの技術を介して、コンピュータ断層撮影（CT）、磁気共鳴画像（MRI）、陽電子放出断層撮影（PET）によって誘導される定位手術や放射線手術を用いた脳腫瘍の治療のために開発されました。
画像誘導手術システムは脊椎手術でも使用され、インプラントの配置を誘導し、近くの神経血管構造の損傷を防ぐのに役立っています。[7]
整形外科
人工股関節全置換術中に外科医を誘導するためのリアルタイム測定を行う小型光学ナビゲーションシステムが開発されました。[7]この画像誘導手術システムには、患者に取り付けられたカメラと、手術器具や解剖学的部位に取り付けられたカメラによる位置検出用のトラッカーが含まれています。[7]
泌尿器科
MRIに基づく画像誘導手術は、前立腺生検を誘導するために使用されます。[7] 画像誘導は、神経温存手術中に前立腺と神経血管束の間の解剖学的ランドマークと手術面を特定するのに外科医を支援するために使用されます。[7]これにより、性機能障害や尿失禁などの手術の悪影響を軽減できます。[7]
参照
参考文献
- ^ 「ClarifEye」.フィリップス。
- ^ 「拡張現実と統合型 3D 術中画像に基づく手術ナビゲーション技術: 脊椎死体手術の実現可能性と精度の研究」。
- ^ 「拡張現実手術企業10社」。2019年10月24日。
- ^ 「手術と治療 -」。専用コンピューティング。 2018年3月14日閲覧。
- ^ Grace J、Wang Y、Robinson D、Tahuil C、Xu R (2018)。回顧的分析：静脈内レーザー焼灼療法に伴う側副神経損傷および局所組織外傷。超音波ガイド下静脈内レーザー焼灼術連合国際静脈学世界会議。メルボルン、オーストラリア。
- ^ ab Mezger U、Jendrewski C、Bartels M (2013年4月) 。「手術におけるナビゲーション」。Langenbeck 's Archives of Surgery。398 (4): 501–14。doi : 10.1007 /s00423-013-1059-4。PMC 3627858。PMID 23430289。
- ^ abcdefgh Abedin-Nasab, Mohammad (2019)、ロボットおよび画像誘導手術ハンドブック（第1版）、Elsevier、ISBN 9780128142455
- ^ 「画像誘導手術」。care.american-rhinologic.org。2018年3月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2018年3月14日閲覧。
- ^ Jakubovic R、Guha D、Gupta S、Lu M、Jivraj J、Standish BA、他 (2018 年 10 月)。「頭蓋脊髄手術ナビゲーションのための MRI および CT への効率的な登録を備えた高速、高密度の術中 3D 光トポグラフィ画像」。Scientific Reports。8 ( 1 ) : 14894。Bibcode : 2018NatSR...814894J。doi : 10.1038/s41598-018-32424-z。PMC 6173775。PMID 30291261。
- ^ Kelly PJ (2000年1月). 「定位手術：過去は前兆である」.神経外科. 46 (1): 16–27. doi : 10.1093/neurosurgery/46.1.16 . PMID 10626931.
- ^ Galloway, RL Jr. (2015). 「画像誘導手術の紹介と歴史的展望」。Golby, AJ (編)。画像誘導脳神経外科。アムステルダム: Elsevier。pp. 2–4。doi :10.1016 / B978-0-12-800870-6.00001-7。ISBN 978-0-12-800870-6。
- ^ Sturm V, Pastyr O, Schlegel W, Scharfenberg H, Zabel HJ, Netzeband G, Schabbert S, Berberich W (1983). 「統合定位神経放射線学的検査の基礎としての改良型 Riechert-Mundinger 装置による定位コンピュータ断層撮影」Acta Neurochirurgica . 68 (1–2): 11–17. doi :10.1007/BF01406197. PMID 6344559. S2CID 38864553.
さらに読む
- Khan FR、Henderson JM (2013)。「脳深部刺激手術技術」。Lozano AM、Hallet M (編)。脳刺激: 臨床神経学ハンドブック。第 116 巻。アムステルダム: Elsevier。pp. 28–30。
- Arle J (2009)。「古典の発展: Todd-Wells 装置、BRW、CRW 定位フレーム」。Lozano AM、Gildenberg PL、Tasker RR (編)。定位および機能的脳神経外科の教科書。ベルリン: Springer-Verlag。pp. 456–461。
- Abedin-Nasab M (2019)。「脊椎および頭蓋手術のためのマシンビジョン画像誘導技術」。ロボットおよび画像誘導手術ハンドブック(第 1 版)。エルゼビア。pp. 551–574。ISBN 9780128142462。