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講義No.10708

脳血管手術の相棒となるロボットとは?

頭を切らずに脳血管を手術するには?

 脳の血管が詰まったり、破裂しそうになったりした場合、治療や手術が必要です。しかし、頭蓋骨を切って行う手術は患者の体への負担が大きいものです。そこで、脚の付け根の血管から「カテーテル」という長い管を入れて脳の患部に到達させ処置をする方法があります。カテーテルの先からステントという網目状の金属の筒を入れて血管を広げたり、血栓を取り除いたり、血管のこぶに柔らかいプラチナ製コイルを詰めて破裂を防いだりします。ただし、脳内を直接見ることはできず、X線の透過画像を見ながら処置をするので熟練した技術が必要で、医師たちは弱いX線を浴びます。

脳血管手術支援ロボットに必要なものとは

 そこで開発が進められているのが、脳血管手術支援ロボットです。手術支援ロボットというと、おなかなどに開けた小さな穴から内視鏡を入れて、遠隔で医師のアーム操作によって腹部や胸部を手術する「ダヴィンチ」が有名です。ダヴィンチになくて脳血管手術支援ロボットに必要になるのが、力覚(力の感覚)や触覚のセンサです。ダヴィンチは、視覚的に手術部位の状態をとらえられますが、カテーテルはX線画像を見ながら挿入するので、支援ロボットには血管を傷つけないようにするためのセンサが欠かせません。しかし、センサの精度を上げることが難しい上に、実際に人の血管を使って試験をすることが難しく、実用化への壁となっています。

ベテラン医師の技術を継承する

 現在、センサによって、カテーテルを入れる力加減を数値化する技術はほぼ確立しています。力加減が数値化できれば、ベテラン医師の力加減をお手本に、若い医師も同じように治療をすることができます。さらに将来、自動でカテーテルを挿入する手術ロボットができれば、医師の手術中のX線被ばくや感染症にかかるリスクもなくなり、医師や患者への負担も減るはずです。ロボット工学は、機械・電気電子・情報処理の幅広い知識を活用して、医療の世界でも貢献しようとしています。

参考資料
1:講義資料1
2:講義資料2

この学問が向いているかも ロボット工学、医工学

愛知工科大学
工学部 電子ロボット工学科 教授
永野 佳孝 先生

先生がめざすSDGs
メッセージ

 高校生のあなたには、何事にもチャレンジをして、自分の夢に向かっていってほしいです。難しいからと手を出さないでいると、本当に何もできませんし、やってみると楽しかったというのはよくあることです。
 ロボット工学は、形を作るのに必要な「機械」、それを制御・センシングする「電気電子」、それをさらに高度に制御する「情報処理」が学べる学問領域です。その中で1つでも得意な分野を見つけて、ほかの分野と一緒に伸ばしていく、そんな意欲のある学生を求めています。興味があるなら、ぜひ一緒に勉強していきましょう。

先生の学問へのきっかけ

 私は小学生の頃から電気回路・電子回路が好きでした。大学卒業後は、企業に在籍しながら大学院に入り、ロボット分野の先駆けである「メカトロニクス」に出会い、興味を持ちました。会社では医療機器開発に携わり、いろいろ調査をした中で、脳血管のカテーテル手術が未開拓の分野だとわかりました。そこで、カテーテル挿入の力加減を測れるデバイスを作ろうと思い立ったのが、研究の出発点です。現在は大学病院と連携をとりながら、医療ロボットの開発、医療機器の評価などに励んでいます。

先輩たちはどんな仕事に携わっているの?

医療機器メーカ 機械設計者/産業ロボットメーカ 電子回路設計者/自動車部品メーカ 機械設計者

大学アイコン
永野 佳孝 先生がいらっしゃる
愛知工科大学に関心を持ったら

 愛知工科大学は、工学部:機械システム工学科、電子ロボット工学科、情報メディア学科の3学科を設置しています。モノづくりの盛んな地の利を生かし、1年次から始まるインターンシップや企業・自治体等と取り組むプロジェクト型授業、実験・実習を多く取り入れたカリキュラム編成など、モノづくりを体感しながら学ぶ実践的技術者教育を展開しています。また、所属学科の科目とは別にIoT技術(デジタル化技術、ネットワーク化技術、データ活用技術)を学べる学科横断型特別選抜教育となる「IoTモノづくりコース」を設置しています。

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