脳神経外科手術における外鏡の応用の進歩

 

の応用手術用顕微鏡神経内視鏡は脳神経外科手術の有効性を著しく向上させましたが、機器自体の固有の特性により、臨床応用には依然として一定の制約があります。手術用顕微鏡デジタル画像、Wi-Fi ネットワーク接続、スクリーン技術、光学技術の進歩と相まって、エクソスコープ システムは手術顕微鏡と神経内視鏡の架け橋として誕生しました。エクソスコープは、優れた画像品質と手術視野、より人間工学に基づいた姿勢、教育効率、およびより効率的な手術チームの関与を備えており、その適用効果は手術顕微鏡のものと同等です。現在、文献では主に、被写界深度、視野、焦点距離、操作など、技術機器の側面におけるエクソスコープと手術顕微鏡の相違点が報告されており、脳神経外科におけるエクソスコープの具体的な適用と手術結果の要約と分析が欠けています。そこで、近年の脳神経外科でのエクソスコープの適用を要約し、臨床診療での利点と限界を分析し、臨床利用の参考資料を提供します。

エクソスコープの歴史と発展

手術用顕微鏡は、優れた深部照明、高解像度の手術視野、立体画像効果を備えており、外科医が手術野の深部神経組織や血管組織構造をより鮮明に観察し、顕微鏡手術の精度を向上させるのに役立ちます。しかし、手術用顕微鏡内視鏡手術では、特に高倍率では、視野が浅く、視野が狭いという問題があります。外科医は、標的部位に焦点を合わせたり角度を調整したりする操作を繰り返す必要があり、これが手術リズムに大きな影響を与えます。一方、外科医は顕微鏡の接眼レンズを通して観察・操作する必要があり、長時間同じ姿勢を維持する必要があり、疲労につながりやすいです。過去数十年で、低侵襲手術は急速に発展し、高画質、より良い臨床結果、そして患者満足度の高さから、神経内視鏡システムは脳神経外科で広く使用されています。しかし、内視鏡によるアプローチのチャンネルが狭く、チャンネル近くに重要な神経血管構造が存在すること、さらに頭蓋腔を拡張または縮小できないなどの頭蓋外科の特性から、神経内視鏡は主に経鼻および経口アプローチによる頭蓋底手術や脳室手術に使用されています。

手術顕微鏡と神経内視鏡の欠点に加え、デジタル画像、WiFiネットワーク接続、スクリーン技術、光学技術の進歩により、外部ミラーシステムが手術顕微鏡と神経内視鏡の架け橋として登場しました。神経内視鏡と同様に、外部ミラーシステムは通常、遠視ミラー、光源、高解像度カメラ、ディスプレイスクリーン、ブラケットで構成されています。外部ミラーと神経内視鏡を区別する主な構造は、直径約10mm、長さ約140mmの遠視ミラーです。そのレンズは、ミラー本体の長軸に対して0°または90°の角度にあり、焦点距離範囲は250〜750mm、被写界深度は35〜100mmです。長い焦点距離と深い被写界深度は、神経内視鏡に対する外部ミラーシステムの主な利点です。

ソフトウェアとハ​​ードウェア技術の進歩は、手術室ミラーの発展を促進し、特に3D手術室ミラーや最新の3D 4K超高解像度手術室ミラーの登場につながっています。手術室ミラーシステムは毎年継続的に更新されています。ソフトウェアの面では、手術前の磁気共鳴拡散テンソル画像法、術中ナビゲーションなどの情報を統合することで手術部位を視覚化し、医師が正確で安全な手術を行うのを支援します。ハードウェアの面では、手術室ミラーは、血管造影用の5-アミノレブリン酸とインドシアニンフィルター、空気圧アーム、調整可能な操作ハンドル、マルチスクリーン出力、より長い焦点距離とより大きな倍率を統合することができ、より優れた画像効果と手術体験を実現します。

外鏡と手術用顕微鏡の比較

外部ミラーシステムは、神経内視鏡の外見的特徴と手術用顕微鏡の画質を組み合わせ、お互いの長所と短所を補完し、手術用顕微鏡と神経内視鏡の間のギャップを埋めます。 外部ミラーは、深い被写界深度と広い視野（手術野径50〜150 mm、被写界深度35〜100 mm）の特徴があり、高倍率での深い外科手術に非常に便利な条件を提供します。 一方、外部ミラーの焦点距離は250〜750 mmに達することができ、より長い作動距離を提供し、外科手術を容易にします[7]。 外部ミラーの可視化に関して、Ricciardiらは、外部ミラーと手術用顕微鏡の比較を通じて、外部ミラーは顕微鏡と同等の画質、光学的パワー、および拡大効果を持つことを発見しました。外部ミラーは、ミクロ視点からマクロ視点への迅速な切り替えも可能ですが、手術経路が「上部が狭く、下部が広い」場合や、他の組織構造によって遮られている場合、顕微鏡下の視野は通常制限されます。外部ミラーシステムの利点は、より人間工学に基づいた姿勢で手術を行うことができるため、顕微鏡の接眼レンズを通して術野を観察する時間が短縮され、医師の手術疲労が軽減されることです。外部ミラーシステムは、手術プロセス中にすべての手術参加者に同じ品質の3D手術画像を提供します。顕微鏡は最大2人が接眼レンズを通して操作でき、外部ミラーは同じ画像をリアルタイムで共有できるため、複数の外科医が同時に手術を行うことができ、全員が情報を共有することで手術効率が向上します。同時に、外部ミラーシステムは手術チーム間の相互コミュニケーションを妨げることなく、すべての手術参加者が手術プロセスに参加できるようにします。

脳神経外科手術における外鏡

Gonenらは、神経膠腫内視鏡手術56例を報告したが、そのうち周術期の合併症（手術部位の出血）が認められたのは1例のみで、発生率はわずか1.8％であった。Rotermundらは、下垂体腺腫に対する経鼻経蝶形骨洞手術239例を報告したが、内視鏡手術では重篤な合併症は発生しなかった。一方、内視鏡手術と顕微鏡手術では、手術時間、合併症、切除範囲に有意差はなかった。Chenらは、後S状結腸洞アプローチにより腫瘍81例を外科的に切除したと報告した。手術時間、腫瘍切除の程度、術後の神経機能、聴力などの点では、内視鏡手術は顕微鏡手術と同等であった。 2 つの手術法の長所と短所を比較すると、ビデオ画質、手術視野、操作、人間工学、手術チームの参加の点で外部ミラーは顕微鏡と同等かそれ以上ですが、奥行き知覚は顕微鏡と同等か劣ると評価されています。

脳神経外科教育における外鏡

外部ミラーの主な利点の 1 つは、すべての外科スタッフが同じ品質の 3D 手術画像を共有できることです。これにより、すべての外科スタッフが手術プロセスに積極的に参加でき、手術情報を伝達および伝達でき、手術の教育および指導が容易になり、教育参加が増え、教育の効果が向上します。研究によると、手術顕微鏡と比較して、外部ミラーの学習曲線は比較的短いことがわかりました。縫合の実験室トレーニングでは、学生と研修医が内視鏡と顕微鏡の両方のトレーニングを受けると、ほとんどの学生が内視鏡で操作する方が簡単だと感じています。頭蓋頸部奇形手術の教育では、すべての学生が 3D メガネを通じて 3 次元の解剖構造を観察し、頭蓋頸部奇形解剖に対する理解を深め、手術に対する熱意を高め、トレーニング期間を短縮しました。

見通し

体外ミラーシステムは、顕微鏡や神経内視鏡に比べて応用面で大きな進歩を遂げていますが、限界もあります。初期の2D体外ミラーの最大の欠点は、深部構造の拡大表示において立体視が不十分で、手術操作や外科医の判断に影響を与えていたことです。新しい3D体外ミラーでは立体視の欠如という問題は改善されていますが、まれに偏光グラスを長時間着用すると、外科医に頭痛や吐き気などの不快感を引き起こす可能性があり、これは次のステップでの技術改善の焦点となっています。また、内視鏡下頭蓋外科手術では、腫瘍によっては蛍光誘導視覚切除が必要な場合や、術野深度照明が不十分な場合などがあり、手術中に顕微鏡に切り替える必要がある場合があります。さらに、内視鏡下頭蓋外科手術では、腫瘍によっては蛍光誘導視覚切除が必要な場合や、術野深度照明が不十分な場合などがあり、手術中に顕微鏡に切り替える必要がある場合があります。特殊フィルターを備えた機器の高コストのため、蛍光内視鏡は腫瘍切除にはまだ広く利用されていません。手術中、助手は主治医の反対側に立ち、回転するディスプレイ画像を目にすることがあります。2台以上の3Dディスプレイを使用することで、手術画像情報はソフトウェア処理され、助手画面に180°反転した形で表示されます。これにより、画像回転の問題を効果的に解決し、助手がより快適に手術に参加できるようになります。

要約すると、脳神経外科における内視鏡システムの使用増加は、脳神経外科における術中可視化の新たな時代の幕開けを告げています。手術用顕微鏡と比較して、内視鏡下手術は画質と手術視野が優れ、手術中の人間工学的な姿勢が優れ、教育効果が高く、手術チームの参加効率も高く、手術成績は同等です。したがって、一般的な頭蓋外科手術や脊椎外科手術のほとんどにおいて、内視鏡は安全かつ効果的な新たな選択肢となります。技術の進歩と発展に伴い、より多くの術中可視化ツールが手術を支援し、手術合併症の低減と予後の改善に貢献できるようになります。