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レーザープローブ、iKnife、手術の最先端

ナイフの下に行くという考えが恐怖であなたを満たしているなら、安心してください。もはや私たちの先祖が直面する残酷で危険な経験は手術ではありません。腹腔鏡検査、ロボットソリューション、最近ではiKnifeやレーザープローブなどの驚異のおかげで、手術介入は常に安全になっています。

[手術]

考古学者は、人々が最大11,000年間手術を行っていると信じています。トレフィネーションとして知られる頭蓋外科手術は、おそらく新石器時代にまでさかのぼります。それは、生きている人の頭蓋骨に穴を開けることを含んでいました。

推測では、痙攣、骨折、頭痛、感染症などの病気を治療するために行われたことが示唆されています。古代エジプト人は、頭痛や片頭痛を「消す」ために同じ操作を使用しました。

1812年以降、白内障の摘出時に人の瞳孔を通過し、出血のために巨人を使用するなど、今や厄介であると考えられる手続きについて説明しています。彼らの時代のパイオニア、外科医と患者の両方が目覚しい勇気を示しました。

そこから現在に飛び降りて、心臓移植が比較的ルーチンになっている低侵襲手術があります。 1988年1月から2016年7月にかけて、米国では、臓器共有のための国際ネットワーク(UNOS)によると、64,055の心臓移植が行われています。

低侵襲手術の進歩

1987年、フランスの婦人科医が胆嚢を取り除くために最初に認められた腹腔鏡手術を行った。そこから、練習は急速に拡大しました。米国食品医薬品局(FDA)によると、毎年200万を超える腹腔鏡手術が米国で行われています

腹腔鏡または「キーホール」手術では、光源とカメラを備えた小さなチューブが、関連する部分に到達するまで体を通過します。手術が必要な領域は画面に表示され、外科医はツールを小さな開口部で操作します。

最小限に侵襲的な処置は、瘢痕が少なく、感染リスクが低く、入院時間が短く、回復期が短縮された切開部を意味する。

ロボット手術

次の停止、ロボット手術。 2000年に、低侵襲手術の技術を研究していたドイツの科学者チームは、コントロールコンソールで外科医によって制御される2つのロボットアームを備えたシステムを開発したことを発表しました。彼らはそれをARTEMISと呼んだ。

[ロボット手術]

2000年7月、ダ・ヴィンチ・システムは切断と手術のために米国での使用が認可されました。

それはFDAの承認を得る最初のロボット手術システムであり、その使用は比較的広範囲になっています。

このシステムには、光源とカメラを備えたビジョンカート、手術外科医が座っているマスターコンソール、2つの器具アームとカメラアームを備えた可動カートがあります。

カメラは外科医の手の上に表示される真の3-D画像を提供するので、計測器の先端は制御グリップの延長線のように見えます。フットペダルは、電気焼灼器、カメラの焦点、計器およびカメラのアームのクラッチ、および患者の側にあるサーバントロボットアームを駆動するマスタ制御グリップを制御する。

エラーや機能不全の報告があり、その中には致命的なものがあり、誰もがロボット手術が本当により良い患者転帰をもたらすとは確信していません。

目が見えないもの

電気外科用ナイフは1920年代に発明されました。電流を使用すると、体組織を急速に加熱し、外科医が最小限の失血で組織を切断することができます。これは一般にがん手術に使用されます。

腹腔鏡検査のような画像駆動手術は、多くの手術の介入の程度を減少させている。

しかし、癌になると、画像は腫瘍の位置を示すことができるが、画像も人間の目も健康な組織と不健全な組織を容易に区別することができない。

英国のインペリアル・カレッジ・ロンドンのゾルタン・タカツ博士は、電気外科用ナイフが画像にできない隙間を埋める方法を見出しました。

[MRI脳腫瘍]

iKnifeを入力してください。電気手術に基づ​​いて、iKnifeはどの組織を除去する必要があり、どの組織を維持する必要があるかを正確に検出することができます。

最近まで、組織が癌性であるかどうかを知る唯一の決定的な方法は、通常は顕微鏡下での研究のために生検を行うことでした。欠点は、手術中に採取して試験することができるサンプルがほんのわずかであり、各試験を完了するのに40分かかることがあることである。これは、手術中に腫瘍の縁を定義する実際的な方法ではありません。

電気外科とマススペクトロメトリーを組み合わせて生物学的組織を検査することを可能にする最初のiKnifeが2013年に登場しました。質量分析では、イオン化または荷電した粒子が電場または磁場を通過する。

質量分析は質量対電荷比の測定値を提供し、これらの測定値は、化学的プロファイリングとして知られる異なる組成の組織を区別することを可能にする。異なるサンプルの化学組成を分析することにより、どの組織が健康であり、どの組織が健康でないかを明らかにすることができる。

その時、Takats博士は、iKnifeがさまざまな種類の手術に適用可能であり、費用を節約できると期待していると語った。

iKnifeの仕組み

電気メスで切断すると、組織が切断されて気化します。これは通常、抽出システムによって吸引される煙を発生させる。しかし、iKnifeを質量分析計に接続し、煙をそれに向けてポンピングすることによって、蒸気を捕捉して化学組成を分析することができます。結果を参照ライブラリと照合することにより、外科医は3秒以内にどのタイプの組織が見えるかを見ることができる。

2013年には、Dr.Takats氏と彼のチームは、iKnifeを使用して、癌性および非癌性の様々な種類の腫瘍を除去する手術を受けた302人の患者から収集した組織サンプルを分析した。

彼らは、脳、肺、乳房、胃、結腸、および肝臓の腫瘍から採取した何千もの組織試料の特徴を記録した。これらのサンプルから、彼らは1,624個の癌性のデータベースと1,309個の非癌性のデータベースを作成し、将来の試料を適合させることができた。

チームは81回の手術介入でiKnifeを迅速蒸発イオン化質量分析法(REIMS)で使用しました。読影は手術中に採取され、組織は従来の方法でその後検査された。いずれの場合も、術後の組織学的診断と正確に一致した。

iKnifeは外科医が癌性腫瘍を除去する可能性を見いだしたので電気外科手術のために開発されましたが、水力およびレーザー手術への適用性は既に高まっています。将来的には、粘膜や呼吸器、尿生殖器、胃腸系などを分析するために測定値を読み取ることができます。

iKnifeはImperial College Londonですでに使用されており、現在は乳がん、大腸がん、卵巣がんの手術で使用されています。

脳腫瘍のレーザー検出

最近では、英国とカナダの研究者らは、iKnifeとレーザープローブを組み合わせて、脳腫瘍を除去する手術中に異常な組織を検出しています。

この技術は、組織から反射された光を測定することによって、組織が癌性であるか健康であるかを決定するために近赤外線レーザープローブを使用した。

手術の進歩についての速い事実

  • エーテル麻酔薬の最初の成功例は1846年
  • 最初に1867年から1876年の間に消毒剤として使用されました
  • 1907年、最初に作られた人工抗生物質が作られました。

彼らが曝露された脳に光線を向けると、細胞内の分子が振動し始めた。彼らがそうしたように、プローブの光ファイバーは、組織から跳ね返っていた散乱光を集めました。

振動の頻度を測定することにより、科学者は、どの組織が健康であったか、どの組織が健常かを知ることができました。 iKnifeと同様に、解析にはほんの数秒しかかかりませんでした。

がん手術では、悪性組織の領域の正確な境界を検出する能力は、生死の違い、手術を繰り返すかどうかの違いを生み出す可能性があります。

正確な組織を取り除くことができれば、腫瘍全体が取り除かれるだけでなく、不要な組織の損失も減少し、患者にとってより良い結果が得られます。

研究者は、特に脳腫瘍では、腫瘍の境界を見ることができず、外科用顕微鏡であっても、スピーチの喪失などのさらなる損傷のリスクが高いことに気付いています。技術が進歩するにつれて、手術のリスクは徐々に低下する。

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