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総説
4K3D外視鏡を用いた脳神経外科手術
著者: 木嶋教行1 貴島晴彦1
所属機関: 1大阪大学大学院医学系研究科脳神経外科
ページ範囲:P.889 - P.901
文献購入ページに移動Ⅰ はじめに
脳神経外科手術は1960年代に手術用顕微鏡が導入されたことで飛躍的な進歩を遂げ,現在も不可欠な手術機器となっている.手術用顕微鏡の導入により,これまで直視下でしか脳組織や脳血管を観察できなかった環境から拡大した立体的術野を得られるようになり,微細な手術を行うことが可能となった.さらに手術用顕微鏡の導入後の進歩も目覚ましく,血管を観察するためのindocyanine green(ICG)や腫瘍組織を観察する5-aminolevulinic acid(5-ALA)などの蛍光法,さらにはナビゲーションシステムとの連動など,種々の進歩があり,現在に至っている.こうした意味で手術顕微鏡はそれまでの時代にはなかった考え方を脳神経外科手術にもたらしたパラダイムシフトを引き起こした手術機器であると言える.
ただ,顕微鏡の欠点としては,
1)焦点深度が浅い
2)術野が狭く,頻回に顕微鏡の位置の調整が必要である
3)器械自体が大きくスペースをとる
4)術野の観察角度が制限される
5)コストが高い
6)術者の眼がeyepieceに固定されるために,姿勢が限られ疲労感が強くなる1, 2)
ことなどが挙げられ,こうした意味では改良点がある手術機器である.
このような顕微鏡の欠点を踏まえた上で,近年さらに新しいコンセプトで脳神経外科手術に変革をもたらす可能性がある神経外視鏡(exoscope)の臨床現場への導入が始まっている.当初の神経外視鏡は立体視が不可能であったが,その後立体視が可能になったことで飛躍的に進歩し,2017年のORBEYETM(Olympus)導入により画質も4Kとなった.この4K3D外視鏡ORBEYETMの導入により,脳神経外科手術にもたらしたパラダイムシフトを起こす可能性が示唆されている.
本総説では,①4K3D神経外視鏡の特徴,②手術用顕微鏡に対する4K3D神経外視鏡の利点,③4K3D神経外視鏡の手術への応用,④4K3D神経外視鏡の人間工学的な利点,⑤4K3D神経外視鏡の手術教育への応用の可能性などを中心に述べる.
脳神経外科手術は1960年代に手術用顕微鏡が導入されたことで飛躍的な進歩を遂げ,現在も不可欠な手術機器となっている.手術用顕微鏡の導入により,これまで直視下でしか脳組織や脳血管を観察できなかった環境から拡大した立体的術野を得られるようになり,微細な手術を行うことが可能となった.さらに手術用顕微鏡の導入後の進歩も目覚ましく,血管を観察するためのindocyanine green(ICG)や腫瘍組織を観察する5-aminolevulinic acid(5-ALA)などの蛍光法,さらにはナビゲーションシステムとの連動など,種々の進歩があり,現在に至っている.こうした意味で手術顕微鏡はそれまでの時代にはなかった考え方を脳神経外科手術にもたらしたパラダイムシフトを引き起こした手術機器であると言える.
ただ,顕微鏡の欠点としては,
1)焦点深度が浅い
2)術野が狭く,頻回に顕微鏡の位置の調整が必要である
3)器械自体が大きくスペースをとる
4)術野の観察角度が制限される
5)コストが高い
6)術者の眼がeyepieceに固定されるために,姿勢が限られ疲労感が強くなる1, 2)
ことなどが挙げられ,こうした意味では改良点がある手術機器である.
このような顕微鏡の欠点を踏まえた上で,近年さらに新しいコンセプトで脳神経外科手術に変革をもたらす可能性がある神経外視鏡(exoscope)の臨床現場への導入が始まっている.当初の神経外視鏡は立体視が不可能であったが,その後立体視が可能になったことで飛躍的に進歩し,2017年のORBEYETM(Olympus)導入により画質も4Kとなった.この4K3D外視鏡ORBEYETMの導入により,脳神経外科手術にもたらしたパラダイムシフトを起こす可能性が示唆されている.
本総説では,①4K3D神経外視鏡の特徴,②手術用顕微鏡に対する4K3D神経外視鏡の利点,③4K3D神経外視鏡の手術への応用,④4K3D神経外視鏡の人間工学的な利点,⑤4K3D神経外視鏡の手術教育への応用の可能性などを中心に述べる.
参考文献
1)Muscas G, et al:A single-center experience with the Olympus ORBEYE 4K-3D exoscope for microsurgery of complex cranial cases:technical nuances and learning curve. J Neurol Surg A Cent Eur Neurosurg 82:484-489, 2021
surgical microscope for carotid endarterectomy. Asian J Neurosurg 14:839-842, 2019
3)Langer DJ, et al:Advances in intraoperative optics:a brief review of current exoscope platforms. Oper Neurosurg(Hagerstown)19:84-93, 2020
4)Mamelak AN, et al:Initial clinical experience with a high-definition exoscope system for microneurosurgery. Neurosurgery 67:476-483, 2010
5)Khalessi AA, et al:First-in-man clinical experience using a high-definition 3-dimensional exoscope system for microneurosurgery. Oper Neurosurg(Hagerstown)16:717-725, 2019
6)Murai Y, et al:Preliminary clinical microneurosurgical experience with the 4K3-dimensional microvideoscope(ORBEYE)system for microneurological surgery:observation study. Oper Neurosurg(Hagerstown)16:707-716, 2019
7)Rossini Z, et al:VITOM 3D:preliminary experience in cranial surgery. World Neurosurg 107:663-668, 2017
8)Oertel JM, Burkhardt BW:Vitom-3D for exoscopic neurosurgery:initial experience in cranial and spinal procedures. World Neurosurg. 105:153-162, 2017
9)Kwan K, et al:Lessons learned using a high-definition 3-dimensional exoscope for spinal surgery. Oper Neurosurg(Hagerstown)16:619-625, 2019
10)Nossek E, et al:Technical aspects and operative nuances using a high-definition 3-dimensional exoscope for cerebral bypass surgery. Oper Neurosurg(Hagerstown)17:157-163, 2019
11)Ricciardi L, et al:The exoscope in neurosurgery:an innovative “point of view”. A systematic review of the technical, surgical and educational aspects. World Neurosurg. 124:136-144, 2019
for microneurosurgery. Clin Neurol Neurosurg 174:57-62, 2018
13)OLYMPUS:ORBEYE http://medical.olympusamerica.com/products/orbeye(2022年6月1日アクセス)
14)Rösler J, et al:Clinical implementation of a 3D4K-exoscope(Orbeye)in microneurosurgery. Neurosurg Rev 45:627-635, 2022
15)木下 学,他:顕微鏡手術から視鏡下手術へのパラダイムシフト.脳外誌 30:199-207, 2021
16)Rotermund R, et al:4K 3-dimensional video microscope system(orbeye)for transsphenoidal pituitary surgery. Acta Neurochir(Wien)163:2097-2106, 2021
17)Sack J, et al:Initial experience using a high-definition 3-dimensional exoscope system for microneurosurgery. Oper Neurosurg(Hagerstown)14:395-401, 2018
18)Yu D, et al:Effect of alternative video displays on postures, perceived effort, and performance during microsurgery skill tasks. Appl Ergon 53(Pt A(Pt A)):281-289, 2016
exoscope and a literature review. Acta Neurochir(Wien)163:21074-2115, 2021
20)Krishnan KG, et al:Application of a compact high-definition exoscope for illumination and magnification in high-precision surgical procedures. World Neurosurg 97:652-660, 2017
21)Mamelak AN, et al:A high-definition exoscope system for neurosurgery and other microsurgical disciplines:preliminary report. Surg Innov 15:38-46, 2008
22)Ahmad FI, et al:Application of the ORBEYE three-dimensional exoscope for microsurgical procedures. Microsurgery 40:468-472, 2020
23)Shimizu T, et al:Retrosigmoid approach in the supine position using ORBEYE:a consecutive series of 14 cases. Neurol Med Chir(Tokyo)61:55-61, 2021
24)Kijima N, et al:Utility of a novel exoscope, ORBEYE, in gravity-assisted brain retraction surgery for midline lesions of the brain. Surg Neurol Int 12:339, 2021
25)Fisher SM, et al:Ergonomics in the operating room:the cervicospinal health of today's surgeon. Plast Reconstr Surg 142:1380-1387, 2018
26)Hansraj KK:Assessment of stresses in the cervical spine caused by posture and position of the head. Surg Technol Int 25:277-279, 2014
27)Murakami T, et al:Four hands surgery for intracerebral hemorrhage using Orbeye:educational values and ergonomic advantages - a technical note. Asian J Neurosurg 16:634-637, 2021
28)Iwata T, et al:Microsurgery “under the eaves” using ORBEYE:a case of dural arteriovenous fistula of the anterior cranial fossa. World Neurosurg 138:178-181, 2020
29)Toyota S, et al:Exoscopic carotid endarterectomy using movable 4K 3D monitor:technical note. Surg Neurol Int 12:540, 2021
30)Doden K, et al:The impact of using a 4K 3D surgical microscope during associated liver partition and portal vein ligation for hepatocellular carcinoma treatment:a case report with operative video. Int J Surg Case Rep 85:106195, 2021
31)Smith S, et al:Initial experience with 3-dimensional exoscope-assisted transmastoid and lateral skull base surgery. Otolaryngol Head Neck Surg 160:364-367, 2019
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