豚モデル(Sus scrofa domesticus)における単一ポートロボット経肛門全中直腸切除術

サマリー

本プロトコルは、豚モデルを用いた単一ポート(SP)ロボット経肛門全中直腸切除術(taTME)を実証し、低侵襲直腸手術における手技的実現可能性、技術的ステップ、前臨床的応用性を強調します。

要約

本研究は、豚モデルにおいてロボットシステムを用いてSPロボット経肛門全直腸間膜切除術(taTME)を行う段階的なプロトコルを提示します。目的は、この新しいアプローチの実現可能性、手技的特徴、術後即時のアウトカムを評価することです。従来の腹腔鏡やロボットシステムと比較して、この技術は狭い骨盤空間内での可動性と可視化において潜在的な利点を提供します。このプロトコルは、腹部および経肛門の連続段階を含み、手術準備、ロボットによるドッキング、解剖、標本採取、吻合のための明確な指針を提供します。この研究には、再現性を確保するための倫理的配慮と詳細な術中管理が含まれています。代表的な結果は、術中合併症なく直腸切除が成功していることを示しています。手術の総時間は140分で、ロボットドッキングに25分、腹腔期に45分、経肛門解離に35分、吻合と閉鎖に35分含まれます。推定出血量は約10 mLでした。このプロトコルはSHURUI SPロボットシステムを用いており、二重連続体型の蛇のような腕設計により、狭い解剖学的空間での器用さと器具の制御が向上しました。本手法は標準化され再現可能な前臨床フレームワークを確立し、技術研修、高度な機器試験、臨床翻訳前のSPロボットTATMEプロトコルの改良のための貴重なプラットフォームとなっています。

概要

低侵襲手術は、手術外傷を減らし術後の回復を改善することで直腸がん治療に革命をもたらしました。TaTMEは深部骨盤への優れたアクセスを提供し、遠位切除面^1,2の可視化を改善します。しかし、従来の腹腔鏡的taTMEは、最適でない人間工学、器具の可動性の制限、狭い骨盤腔内での急な学習曲線により制限^{されています。}

これらの課題に対応するために最近のロボット手術システムが開発され、大腸直腸手術で有望な応用が示^{されています。}ダ・ヴィンチSPのようなシングルポート(SP)プラットフォームは侵入性を減らしますが、依然として高価であり、剛性のあるリンクや関節で構成された連動式器具に依存しています。これらの従来型設計は通常、単一ケーブル作動に依存しており、1本のケーブルが切れると機器全体が故障し、作動冗長性がありません。

これに対し、これらの機械的制約を克服するためにSHURI内視鏡外科ロボットシステムが開発されました(図1)。リジッドリンクシステムとは異なり、このシステムは冗長に配置された超弾性ニチノール骨格を利用して連続変形による動きを実現する独自の二重連続体機構(スネーク型アーム)を特徴としています。この設計は、手首をきつく曲げて腹部内の器用さを向上させるだけでなく、作動冗長性によりペイロードの能力と安全性を高め、ストレス下でもシステムの機能を維持します。このプロトコルは、豚モデルにおけるロボットTATMEの適用を示し、手続きの実現可能性を評価し、標準化されたワークフローを確立することを目指しています。

プロトコル

動物を対象としたすべての処置は、陸軍医科大学大平病院の動物ケア・利用委員会(承認番号2024(325))によって承認されました。この研究は、実験動物のケアと利用に関する国家および機関のガイドラインに準拠して実施されました。

1. 術前準備

1. 認可された実験動物の供給業者から、体重約65kgの健康なメスの豚(Sus scrofa domesticus)を入手してください。公式の獣医健康証明書で健康状態を確認してください。
2. 手術前に動物を12時間断食し、水を自由に利用できるようにします。
3. 分泌物を減らすために、筋内注射(0.02 mg/kg)による前投薬を行います。筋肉内でチレタミン・ゾラゼパム注射用麻酔薬(1:1の組み合わせ、0.08 mL/kg)を用いて全身麻酔を誘導します。気管挿管後は、1.5%〜2%のイソフルラン吸入で麻酔を維持します。処置中は予防的抗生物質を静脈内投与してください。
4. 動物を手術台の仰向け状態に置きます。腹部、肛門周囲、直腸腔はポビドンヨウ素溶液で消毒してください。
5. 骨盤解離時の膀胱損傷を防ぐために尿路カテーテルを挿入してください。

2. ロボット腹部相

1. 3〜4cmの腹周切開を行い、SPアクセスデバイスを腹腔内に挿入します。
2. _CO2の吸入により12 mmHgで気門を確立します。腹部期を通じて安定した12 mmHgの陰室を維持できる能力により、ポートの成功を確実に確認してください。
3. SPロボットシステムをアクセス装置にドッキングし、左側の手術台に対して垂直に位置させます。4つの器具アームは以下の通りに配置します:アーム1は双極性解離ピンセット用、アーム2は掴み用ピンセット用、アーム3は内視鏡用、アーム4は単極電気焼灼ハサミ用です(図1)。腹相中のドッキング構成は 図2Aに示されています。
4. 腹部の探検を開始し、予期せぬ病変や異常がないか確認してください。
5. 下腸間膜動脈(IMA)を特定し、血管を骨格化し、IMAの根に沿ってリンパ節摘出術を行います。電気焼灼は周囲組織への熱伝播を最小限に抑えるために注意してください。
6. 左結腸動脈(LCA)の起点より遠位でIMAをクリップして分割し、LCAを残して近位結腸への十分な血流を維持します。
7. 中大腸面に沿って解剖することで、S状結腸と下結腸を動員します。
8. 腹膜直腸面に沿って腹膜反射の高さまで骨盤解離を行います。

3. ロボット経肛門準備

1. 切開前に、長時間作用型麻酔薬を用いた肛門周囲浸潤ブロックを行い、十分な術後鎮痛を確保します。参照された外科的引き込み装置を用いて、肛門の円周的な引き込みを確立し、手術への曝露を最適化します。
2. 潤滑された経肛門ポートを挿入します。直腸腔をポビドンヨウ素浸しガーゼで消毒し、その後薄めたポビドンヨウ素溶液で洗浄します。
3. 肛門の縁から約5cm近位に環状のパースストリング縫合糸を挿入し、直腸腔を塞ぎます。直腸内腔が完全に閉塞され、その後の直腸切除術における腔内汚染を防ぐことで、バッグストリングは成功することが確認されます(図2B)。
4. ニューモレクタムの吸入前に、末位直腸腔を無菌生理食塩水で十分に洗浄し、ゴミや残留ポビドンヨウ素溶液を除去してください。
5. カスタマイズされたSP経肛門アクセスプラットフォームを肛門管内に挿入します。
6. CO2を12 mmHgで吸入してニューモレクタムを確立します。経肛門ポートの成功は、安定した気胸が12 mmHgで達成され、遠位直腸内腔の内視鏡的明確な可視化によって確認されます。
7. ロボットシステムを経肛門アクセスポートにドッキングしろ。器具のアームは以下の通りに割り当てます:最初の腕は双極性解離鉗子に、3本目は内視鏡、4本目は単極電気焼灼フックに割り当てられます。

4. ロボット経肛門相

1. ポケットストリング縫合の遠位0.5〜1.0cmで全層の環状検腸切除術を行います。
2. 直腸中継(聖なる)平面に入り、ボトムアップ解剖を開始します。
3. 無血管面に沿って後方に仙骨に向かって解剖します。
4. 神経血管束を慎重に保存しながら、側方解離を続けてください。
5. 直腸を隣接する骨盤構造から前方へ進みます。
6. 頭蓋を腹膜反射側に向かって伸ばします。
   注:解剖は、経肛門経路から切り離された直腸間膜(聖面)が腹腔期に動員された面と成功裏に接続(ランデブー)する地点で終了が確認されます。

5. 標本採取と吻合

1. 切除した直腸と直腸間膜をアクセスポートから経肛門から抽出します(図2C)。
2. 切除切開のマージンを確認して完全性を確認してください。
3. 近位結腸を吻合のために準備してください。
4. 手縫製の孔隆吻合を、中断吸収性縫合糸を用いて直接可視化を行います(図2D)。

6. 閉鎖

1. 経肛門ポートを取り外し、骨盤腔内で止血を確保してください。
2. 腹部を空気から抜き、腹部ポートを取り外します。
3. 腹部切開部は、筋膜と皮膚に吸収性の縫合糸を用いて層を重ねて閉じます。
4. 尿路カテーテルを抜いてください。
5. 手術終了後、動物がまだ全身麻酔下にある状態で、人道的にペントバルビタールナトリウム(100 mg/kg)の静脈過剰投与で安楽死させます。心拍や呼吸がないことを確認して死亡を確認してください。

結果

SHURI SPロボットシステムの使用中に重大な運用上の問題や障害はなく、術中異常事象も発生しませんでした。推定出血量は約10 mLでした。手術の総時間は140分で、ドッキングが25分、経腹腔相が45分、経肛門相が35分、肛門吻合と閉鎖が35分でした。これらの発見は、ロボットシステムを用いてtaTMEを実施する実現可能性と安全性を支持する予備的証拠を提供しています。しかし、本報告書は単一の実験モデルに基づいているため、この技術の安全性、有効性、再現性を検証するためには、特に臨床現場でのさらなる研究が必要です。

図1:外科用ロボットシステムの概要。 SHURUI単一ポートロボットシステムの構成...

ディスカッション

豚モデルにおけるSPロボティックtaTMEの成功裏な実装は、このアプローチの実現可能性と技術的信頼性を示しています。手続きの成功を確保するためには、いくつかの重要なステップが不可欠です。肛門内ポケットストリング縫合の正確な位置は、肛門切除術中の体内汚染を防ぐために不可欠です。同様に、安定した気胸を維持することは、閉鎖された骨盤空間内で最適な可視化と正確な解剖のために重要です ^6,7。

SPロボットシステムのドッキングも重要なステップです。ずれは器具の可動性の制限や解剖面へのアクセスの不適さを引き起こすことがあります。適切なドッキング角度と適切なポートシールを確保することで、これらの問題を大幅に軽減します。

初期試験で直面した一般的な課題には、経肛門アクセスポートからの漏れによる肺の維持困難や仙骨前静脈叢からの軽度の出血が含まれていました。これら...

材料

この記事で使用された材料の一覧

名前	会社	カタログ番号	コメント
Lone Star Retractor System			外科用牽引装置
SHURUI シングルポートロボットシステム	Beijing Surgerii Technology Co., Ltd., 中国	SHURUI SP (SR-ENS-600)	Shurui シングルポートロボット手術システムは、単一の切開を通じて最小侵襲手術のために設計された新しいロボットプラットフォームです。蛇のような腕と連続変形メカニズムで知られており、従来の多ポートロボット手術や単一切開腹腔鏡手術と比較して、創傷の外観と柔軟性に利点を提供する可能性があります。
STARport	シンナイデ、厦門、中国		改良されたシングルポートロボット支援経肛門最小侵襲手術プラットフォーム