世界初→空気圧で動く手術ロボット

先進医療機器の開発を手掛けるリバーフィールドは2015年7月31日、小型・軽量で操作性に優れた空気圧駆動型内視鏡ホルダーロボット「EMARO(エマロ:Endoscope MAnipulator RObot)」を発表した。ホギメディカル(販売代理店)を通じて同年8月から販売を開始する。価格は1500万円(税別)から生産目標は月産3~5台(3年間で100台)

近年の外科手術では術後の回復が早く傷口も小さくて済むことから内視鏡などを使った低侵襲手術(身体への侵襲度が低い医療機器を用いた診断・治療)が従来の開腹手術に代わって注目されている

その低侵襲手術の支援技術で強みを持つリバーフィールドは、2014年5月に設立された東京工業大学発のベンチャー企業だ。同大学 精密工学研究所で長年研究されている流体計測制御技術を基盤とし、東京医科歯科大学 低侵襲医学研究センターと進めてきた共同研究をベースに、文部科学省の大学発新産業創出拠点プロジェクト(START)におけるプロジェクト「気体の超精密制御技術を基盤とした低侵襲手術支援ロボットシステムの開発」の事業化を目的に設立された。2014年8月には大手ベンチャーキャピタルのジャフコから約2億円の資金を調達している(→関連記事「次世代手術ロボットを手掛ける東工大発ベンチャー、2億円の資金を調達」)。

今回開発したEMAROは、東京医科歯科大学 生体材料工学研究所 教授の川嶋健嗣氏(元東京工業大学教授)と東京工業大学 精密工学研究所 准教授の只野耕太郎氏の両氏による、空気圧を用いた超精密制御技術に関する10年を超える研究成果を応用した手術支援ロボットだ空気圧によって駆動する手術支援ロボットは世界初だという

現在の内視鏡手術では、執刀医の他に内視鏡を保持するスコピスト(手術支援者)が助手として必要となり、執刀医とスコピストとの意思疎通の難しさや、疲労から保持する手がブレるといった課題があったEMAROはこのスコピストに代わり、空気圧制御のアームが内視鏡を保持。執刀医の頭部に搭載したジャイロセンサーによって、頭を動かす動作(上下、左右)とフットスイッチ(前後、回転)だけで直感的に内視鏡を操作できるという

「内視鏡は腹部に挿入するため手術をするのと一緒で、スコピストも執刀医と同じ医師免許が必要。EMAROを用いることにより、執刀医はスコピストを介することなく、より正確な手術を行うことができる。また、スコピストの役目をEMAROが担うため、医師不足に悩む中小規模の病院でも腹腔鏡手術が可能となり、より多くの患者がこの手術を受けられるようになる」(川嶋氏)。

●次の目標は“日本版ダヴィンチ”

さらにリバーフィールドでは、今回のEMAROで採用された超精密空気圧制御技術を生かし、空気圧駆動型の鉗子(かんし)を有する手術支援ロボットシステムを開発中だという

アームで鉗子を操る手術支援ロボットとして有名なダヴィンチ(da Vinci Surgical System)など従来の手術支援ロボットシステムでは、電動駆動のアームが用いられている。一方、EMAROに採用された空気圧駆動は産業用ロボットでの掴む動作にも使われているように、動きが非常に柔らかく滑らかで、しかも安全性が高いという利点がある

一方で、電動駆動に比べて空気圧は細かい制御(位置決め)が難しいとされてきた。その点についてリバーフィールド社長の原口大輔氏は、「空気圧駆動でも0.1mm単位の精度に対応しているこれは手術での精密操作に十分な精度になっている。この0.1mm単位の精度は(鉗子ロボットよりも精密操作が必要ない)EMAROですでに実現している」と、細かい制御にも自信を見せる

そして開発中の手術支援ロボットシステムの最大の特長は力センサーを用いることなく鉗子にかかる力を空気圧を通じて検出し、執刀医にフィードバック(力覚)できることだ鉗子先端における接触力を、鉗子根元部の空気圧アクチュエータの差圧から推定。執刀医はアームの先端が患部に触れた感覚を知ることができる

「ダヴィンチなど従来の電動駆動型手術支援ロボットシステムを使った医師から『もっと手先の感覚を出せないものか』という要望が数多くあった。力覚があれば、自分の手で直接手術しているような感覚を持てるので、手術の精度がより高くなる

2019年には空気圧制御のロボット鉗子システムを上市したい」

参考 MONOist  2015.07.31

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