低侵襲脳外科手術のための探査型マイクロ手術ロボットの開発

本研究では、低侵襲的な情報取得・術野確保・治療を実施する統合的Robotized Neurosurgeryシステムの実現を目指し、このシステムの構成要素であるミクロ機能情報取得を元に,画像・機能情報誘導下で必要最小限かつ十分な術野を確保する探査型マニピュレータシステムと、それを支援する目となる医用画像のマクロ情報とミクロ機能情報を統合したナビゲーションシステム、といった要素技術開発を目指した。本年度は、昨年度に研究開発を行った、5-アミノレブリン酸(5-ALA)を用いた蛍光による腫瘍同定マイクロマニピュレータについて、レーザ手術マニピュレータシステムとしてのシステム実装とInvivoでの性能検証を行った。拡散強調画像(DWI)を用いた白質神経線維の術中可視化については昨年度の研究開発をもとにナビゲーションシステムとしての臨床開発を行った。また、これら術中に得られる診断情報を統合的に表示し、遠隔のHead Quarterにおいてもリアルタイムに情報の獲得が可能な術中探査情報統合提示システムの構築も引き続き行った。5ALA腫瘍探査型マイクロマニピュレータは、腫瘍蒸散機能を持つレーザマニピュレータシステムにProtoporphyrin IX(PpIX)励起用レーザとPpIXからの蛍光を検出するファイバを一体化し、治療対象点におけるPpIX由来の蛍光の存在に対応してレーザ蒸散を行うシステムとして構築した。動物実験ではPpIXによる蛍光の存在する脳実質と蛍光のない組織を自動判別し細胞を蒸散させることが出来た。DWIナビゲーションは、術中に医師に推体路の局在を定量的にかつ直感的に提示することが出来た。術中神経活動電位計測の結果と対比したところ、DWI上の推体路描出部の周囲5mmのマージン領域内で運動機能の反応が計測され、本システムによる神経線維探査の正確性が確認された。

本研究では、低侵襲的な情報取得・術野確保・治療を実施する統合的Robotized Neurosurgeryシステムの実現を目指し、このシステムの構成要素であるミクロ機能情報取得を元に,画像・機能情報誘導下で必要最小限かつ十分な術野を確保する探査型マニピュレータシステムと、それを支援する目となる医用画像のマクロ情報とミクロ機能情報を統合したナビゲーションシステム、といった要素技術開発を目指した。本年度は、昨年度に研究開発を行った、5-アミノレブリン酸(5-ALA)を用いた蛍光による腫瘍同定マイクロマニピュレータについて、レーザ手術マニピュレータシステムとしてのシステム実装とInvivoでの性能検証を行った。拡散強調画像(DWI)を用いた白質神経線維の術中可視化については昨年度の研究開発をもとにナビゲーションシステムとしての臨床開発を行った。また、これら術中に得られる診断情報を統合的に表示し、遠隔のHead Quarterにおいてもリアルタイムに情報の獲得が可能な術中探査情報統合提示システムの構築も引き続き行った。5ALA腫瘍探査型マイクロマニピュレータは、腫瘍蒸散機能を持つレーザマニピュレータシステムにProtoporphyrin IX(PpIX)励起用レーザとPpIXからの蛍光を検出するファイバを一体化し、治療対象点におけるPpIX由来の蛍光の存在に対応してレーザ蒸散を行うシステムとして構築した。動物実験ではPpIXによる蛍光の存在する脳実質と蛍光のない組織を自動判別し細胞を蒸散させることが出来た。DWIナビゲーションは、術中に医師に推体路の局在を定量的にかつ直感的に提示することが出来た。術中神経活動電位計測の結果と対比したところ、DWI上の推体路描出部の周囲5mmのマージン領域内で運動機能の反応が計測され、本システムによる神経線維探査の正確性が確認された。