手術室に足を踏み入れたら、手術チームにロボットがいたと想像してみてください。本格的なロボット外科医が脚光を浴びる準備はまだ整っていませんが、ロボットは既に手術室に定着しています。医師が操作パネルやコンピューター画面を使ってロボット器具（人間離れした精度で手術を行うもの）を操作できるシステムもあれば、医師の代わりに大規模な手術の特定の部分を執刀する医療ロボットもあります。そして今、科学者たちは後者のロボットで大きな前進を遂げました。水曜日にScience Robotics誌に掲載された研究で、あるチームが史上初のロボット支援による人工内耳手術を報告したのです。
「このプロジェクトには8年以上も取り組みました」と、スイス、ベルン大学ARTORG生物医学工学研究センターの教授で、本研究の筆頭著者であるステファン・ウェーバー氏は語る。「そして、多くの研究とは対照的に、私たちはずっと一つのアプリケーションにこだわり続けました。」
実際、ウェーバー氏の研究は極めて明確な焦点を当てていました。彼とチームは、人間の頭蓋骨に非常に細いトンネルを穿孔するために完璧に設計されたロボットを開発しました。理論上は、このロボットは他の種類の手術にも応用できます。しかし、このロボットは人工内耳手術を行う外科医に大きな優位性を与えるように設計されています。
聴覚障害者の聴覚能力を向上させるために設計された人工内耳は、外部マイクで音を拾い、処理し、その音を電気信号として聴神経に直接送信することで機能します。毎年約6万5000件の人工内耳が埋め込まれており、その多くは幼児です。
患者に人工内耳を装着するには、外科医が顔面神経と味覚神経に囲まれた頭蓋骨の一部に幅2.5ミリのトンネルを穿孔し、中耳にアクセスする必要があります。この手術の難しさもあって、患者の30～55%はインプラント手術中に「残存聴力」（耳に既存の問題があるにもかかわらず聞こえていた音）の一部を失うことになります。
「人間は触覚的にも視覚的にも、その能力の限界で動作しています」とウェーバー氏は言う。「しかし、適切に設計されていれば、ロボットシステムはどんな解像度でも動作できます。必要な1ミリメートルでも、10分の1ミリメートルでも。」
そのため、彼にとって人工内耳手術は、ちょっとした自動化に最適な選択肢でした。手術におけるこの重要なステップをロボットが担うことで、「ロボットは手術結果に大きな変化をもたらす可能性がある」と彼は言います。
ロボットの設計と安全機構の開発に長年取り組み、ロボットによる治療計画を個別化するための手術前の頭蓋骨分析や、手術中にロボットが周囲の組織を傷つけないことを検証するための顔面神経モニタリングなどを行いました。そして昨年夏、51歳の女性患者に初めてロボットが使用されました。その後、ロボットはさらに3件の手術を支援し、いずれも成功しています。臨床試験に参加している患者は、聴覚体験がどの程度改善されたかを評価するために現在も評価中です。
現在、ウェーバー氏のチームは、インプラントの最終段階である内耳への電極挿入にロボットを活用することに取り組んでいる。ある程度の成功は収めているものの、この段階ではさらに多くの調整と安全性の確認が必要となる。
「挿入プロセスを自動化できるとまでは言いませんが、最適化することが私たちの目標です」とウェーバー氏は言う。
彼のチームは現在、人工内耳の微調整と改良に専念しているが、彼らのロボットが医療の世界で他の用途に使える可能性があると彼は考えている。
「脳内や頭蓋底のより深いところにある、比較的小さな構造物について考えてみましょう」と彼は言う。「将来的に、これを拡張できるかどうか興味があります。」
