名古屋大學的山本美知郎特任講師等人開發出了不容易傷害神經的新式肘關節手術法。該方法組合使用「關節鏡」(一種內視鏡)和強化現實(AR)技術。肘關節周圍的神經可以在顯示裝置上懸浮顯示。在利用猴子實施的實驗中,幾乎沒有任何誤差地顯示了肘關節附近的神經和骨骼。打算2030年前後在普通醫院等普及該方法。
在攝影頭拍攝的猴子肘關節周邊的實際影像上重疊顯示原本看不見的神經和骨骼(圖片由名古屋大學提供)
關節鏡是插入關節中名爲關節腔的縫隙内的小型攝影頭。醫學家看着顯示出來的影像做手術。與切開患部的手術相比,優點是患者的負擔較輕。
肘部的關節鏡手術主要針對因年齡的增長或肘關節的過度使用而造成軟骨磨耗的肘關節骨關節炎和類風溼性關節炎等。患肘關節骨關節炎後,骨頭上會長出刺狀物,引起疼痛,關節難以彎曲。冶癒方法是刮骨或除刺。
用關節鏡看到的是包覆整個關節的膜和關節中的軟骨等。無法看到關節外的骨骼和神經,因此手術時可能會傷害神經。需要設法提高手術的安全。
此次,研究團隊開發出了可以將電腦圖形(CG)重疊在關節鏡頂端的攝影頭拍攝的影像上來顯示神經和骨骼位置的系統。其原理是,把提前利用斷層掃描裝置(CT)和磁共振造影裝置(MRI)獲得的骨骼和神經資訊重疊在實際的影像上。
該系統會隨時監測攝影頭頂端的位置,行程攝影頭的話,神經和骨骼的CG也會隨之行程。據介紹,不會增加患者的負擔。
研究團隊利用新開發的系統觀測了猴子的肘關節。攝影頭拍攝的位置與攝影頭頂端相距2釐米時,神經和骨骼的位置資訊誤差低於2毫米。這種水平被認爲可以應用於臨牀。
除肘部外,關節鏡還被用於膝部、肩部和腕部等多個部位。膝部手術通常從前側插入關節鏡,而神經分佈於後側,因此受到傷害的風險比較低。
腕部手術一般也是從手背側插入關節鏡,而非有神經分佈的手掌側。但肘部的關節周圍都有神經分佈,因此容易傷害神經。山本特任講師說:「肘部使用關節鏡做手術時,每次都膽戰心驚」。
據悉,運動員對傷口小、恢復快、能儘快開始復健訓練的關節鏡手術的需求比較大。但如果在手術中傷害了神經,就有可能結束運動生涯。新技術有望減輕這種擔憂。
研究團隊今後計劃在真正的患者身上驗證新系統的有效性和易用性。打算邊在臨牀現場使用,邊進行改良。
表 關節鏡的隊形變換歷程
1918年 |
利用膀胱鏡觀察膝關節 |
1959年 |
開發出全球首款實用型關節鏡“渡邊式第21號關節鏡” |
1980年代 |
以歐美爲中心在全球逐漸普及開來 |
2009年 |
開發出術前類比技術 |
2030年前後 |
在手術的同時進行引導的技術成熟 |
還有望改善醫療的地區差距
使用關節鏡的手術方法從日本傳到了全世界。東京帝國大學(現在的東京大學)1918年利用膀胱鏡觀察了膝關節。渡邊正毅(已故)等人1959年開發出來的關節鏡被評價爲全球第一款實用型關節鏡。1980年代以後,歐美地區也普及了關節鏡。
據悉,關節鏡很難操作,需要高超的技術。醫學家要根據畫面上顯示的有限資訊準確掌握患處並進行切除,還要避開神經分佈的位置,難度非常高。美國的學會實施的調查顯示,在肘部的關節鏡手術中發生神經傷害的患者,有一半都需要再進行神經移植或開墾等手術。
因此,業界還一直在研發不需要高超技術的系統。其中之一就是大阪大學的村瀨剛副教授與岡久仁洋助教等人開發的術前類比技術(類比實驗)。可以根據磁共振造影裝置(MRI)等拍攝的患處資訊等應答手術程序。
此外還在開發在手術的同時準確捕捉並導向患處和神經位置的技術。大阪大學正研究將其用於肘部的關節鏡手術。到2030年前後,如果能利用數位技術補充以前看不到的資訊,還有望改善醫療的地區差距。
日文:下野谷涼子、《日經產業新聞》,2021年3月19日
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