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すべて見える化、「シアター型手術室」に見た医療の未来

日経デジタルヘルス

アミューズメント施設のアトラクション、あるいは最新鋭の映像・音響設備を備えた映画館――。その空間に足を踏み入れた瞬間、そんな錯覚に襲われる。壁面には大型のフラットパネルディスプレー、天井からも複数のディスプレーが吊るされ、床には2台のロボットが鎮座。そんな空間全体を、有機EL照明の柔らかな光が照らしている。

日本医療研究開発機構(AMED)と東京女子医科大学、広島大学が2016年6月16日に公開した東京女子医大の「スマート治療室」は、メスを握る外科医の姿がそこになければ、手術室とは思えないような洗練された空間だ。

別名は「SCOT(Smart Cyber Operating Theater)」。未来の外科医が腕をふるうのは"シアター型"のサイバー空間になる。SCOTでは、手術室内の医療機器をそれぞれの機能や役割に応じてパッケージ化。それらを「OPeLiNK(オペリンク)」と呼ぶシステムで統合し、手術室全体をネットワーク化する。

これにより、医療機器の基本データや術中画像、手術器具の位置情報、患者の生体情報などを集約。手術の進行や患者の状態を統合的に把握するとともに、手術をナビゲートしたり、機器の稼働状況を監視したりすることで、治療の精度や安全性を高める。手術中に集めたさまざま情報は、術中に起きた事象の相関関係を解析するためのデータベースとして、治療改善につなげていく。

今回、東京女子医大に設置したのは「スマート治療室」の最終目標モデルのプロトタイプ。情報を統合的に収集・可視化するだけでなく、ロボットなどが支援する出力(操作)側もネットワーク化した「Hyper SCOT」と呼ばれるものだ。今後、機器の接続実証などを進め、2019年3月に完成、同年夏に治療を開始する計画。当初の適用対象は悪性脳腫瘍などを扱う脳神経外科となる見込みだ。

Hyper SCOTとは、いかなる空間なのか。その姿を見てみよう。

電気メスの軌跡も即時フィードバック

Hyper SCOTでは、約20種類の機器が相互に接続されている。そのメーカーはさまざま。薬事承認の対象となる医療機器に加え、非薬事対象の情報機器なども含まれる。

これらの機器を通じて集約した情報を、手術スタッフに統合的に表示する役割を果たすのが、壁面に設置した大型ディスプレー。「手術戦略デスク(手術スタッフ用)」と呼ばれる装置だ。

ここには神経機能検査装置や迅速診断フローサイトメータ、生体情報モニター、術野映像、術中MRI画像、電気メス、ロボット(術者コックピット)などの使用状況が、時間同期した形で表示され、保存される。異なるメーカーの機器のデータを、融合表示することが可能だ。

手術プロセスのあらゆる情報を見える化でき、術者にとっては「辞書を持ち込んで英語の試験を受ける感覚」(開発プロジェクトを主導する、東京女子医大 先端生命医科学研究所 教授の村垣善浩氏)で手術に臨める。

例えば、迅速診断フローサイトメータで術中に迅速診断した腫瘍の悪性度の情報が、術中MRI画像に重畳して数値で表示される。筋電位(MEP)の情報も表示され、ある処理に対して術後に麻痺などの後遺症が残るリスクがどれくらいあるかを把握できる。

術者はこれらの情報を基に、腫瘍のどの部分をどれくらい切除するかを的確に判断できる。切除時の電気メスの軌跡も、画像内にプロットとして表示。「手術が終わった後に、あそこの処理はどうだったと振り返るのではなく、術中にリアルタイムにフィードバックが得られる」(村垣氏)。

そしてこれらの情報は常に、位置情報および時間情報とリンクした形で表示・保存される。手術のプロセス全体を、位置および時間と同期させたデータとして丸ごと保存できる仕組みなのだ。「情報」を付与されていない、ただの手術映像に比べると、その利用価値は格段に高い。

病変が常に「手術室の中心」に

床に設置された2台のロボットに目を移そう。まずは「術者コックピット」。2つのアームを備えたロボットで、術者の腕の動きをサポートすることで、手のふるえや疲労を軽減する。プロジェクト参画企業のデンソーが開発した片腕対応のインテリジェント手台「iArms」をベースに、座位と立位の両方に対応した両腕対応のシステムを実現した。

もう1つは「ロボティック手術台」。患者を術中MRI装置のガントリー内へ自動搬送し、撮影後に元の手術位置へ正確に復帰させる。シスメックスと川崎重工業が設立した医療用ロボットの事業化に向けた合弁会社「メディカロイド」などが開発を担当した。

これらのロボットの支援を受け、「病変が常に手術室の中心に位置する」(村垣氏)ようにしたことも、Hyper SCOTの大きな特徴だ。術者は、患者や病変との位置関係に気を取られることなく、常にこの中心位置に対してさまざまな処理を施せばよくなる。

手術室を照らす有機EL照明は今後、術中に生じたリスクや注意すべき局面などを、照明の色で術者に伝えるツールとしても利用する考えだ。

日本発の治療技術を取り込む

Hyper SCOTは、手術室の"外"ともつながる。医局に設置した「手術戦略デスク(医局用)」と情報をリアルタイムに共有可能だ。この手術戦略デスクでは、経験豊富な医師が"管制塔"として、手術全体を監視できる。リアルタイムの映像とともに、既に経過した時間の手術映像を早送りなどで再生できる「追っかけ再生」機能を搭載。術中でも手術の履歴を振り返ることができる。他の医療機関との、遠隔での情報共有も可能だ。

今回開発したプロトタイプには今後、AMEDのプロジェクトなどで開発する新しい医療機器も接続する計画。低侵襲のがん治療などにつながる、集束超音波治療装置はその1つだ。

こうした「国内発の新しい治療技術を、SCOTにつなげたい」と村垣氏は話す。開発した治療室をパッケージ化し、「"治療室産業"として、自動車に続く日本の輸出産業に育てることを目指す」(同氏)。既に海外では、米国やロシアの医療機関がSCOTに興味を示しているという。

(日経デジタルヘルス 大下淳一)

[日経デジタルヘルス2016年6月22日付の記事を再構成]

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