ハイブリッド手術室

ハイブリッド手術室
ローマのジェメッリ病院の心臓血管外科用ハイブリッド手術室
専門	手術

ハイブリッド手術室とは、固定式Cアーム、X線断層撮影（CT）、磁気共鳴画像（MRI）などの高度な医療画像装置を備えた高度な手術室です。 ^{[ 1 ]}これらの画像装置により、低侵襲手術が可能になります。低侵襲手術は、患者への負担を軽減し、切開を最小限に抑え、1箇所または複数の小さな切開部を通して手術を行うこと を目的としています。

モバイルCアーム、超音波、内視鏡などの形で画像診断は長い間手術室の標準的な部分となってきましたが、これらの低侵襲手術には、心筋の細い血管などのより小さな体の部分を視覚化できる画像診断技術が必要であり、術中3D画像診断によってそれが容易になります。^{[ 1 ]}

臨床応用

ハイブリッド手術室は現在、主に心臓外科、血管外科、脳神経外科で使用されていますが、他の多くの外科分野にも適している可能性があります。

心臓血管外科

ハイブリッド手術室の画像診断機能は、病変した心臓弁の修復、不整脈、大動脈瘤の外科的治療に有効です。ハイブリッド心臓手術は、これらの疾患の治療法として広く普及しています。

腹部大動脈瘤の血管内治療への移行は、血管手術室における血管造影システムの普及を促しました。^{[ 2 ]}特に複雑な血管内グラフトの場合、ハイブリッド手術室は必須条件となります。また、緊急治療にも適しています。^{[ 3 ]}

外科医の中には、複雑なエンドグラフトの配置を術中に確認するだけでなく、血管造影システムとそのアプリケーションを手術計画に活用する人もいます。患者の体位や硬質材料の挿入により、術前CTと術中透視では解剖学的構造が変化するため、術中に回転血管造影を行い、大動脈の自動セグメンテーションを行い、腎動脈などのランドマークを3Dでマーカーでマークし、2D透視画像に輪郭を重ね合わせることで、より正確な計画が可能になります。このガイダンスは、Cアームの角度や位置、あるいは手術台の位置が変更されるたびに更新されます。^{[ 4 ]}

脳神経外科

脳神経外科では、ハイブリッド手術室の用途として、例えば脊椎固定術^{[ 5 ]}や頭蓋内動脈瘤コイリング術などが挙げられます。どちらの手術でも、治療成績の向上が期待できると評価されています。^{[ 6 ] [ 7 ]}脊椎固定術では、ナビゲーションシステムとの統合により、ワークフローをさらに改善できます。術中にコーンビームCT画像を取得して、3次元CTのような画像を再構成することもできます。これは、上記の用途のほか、脳室カテーテル、生検、または深部脳刺激電極の配置の標的確認にも役立ちます。術中MRIは、脳腫瘍手術のガイドとして、また深部脳刺激電極や組織内レーザー温熱療法の配置にも使用されます。

胸部外科および気管支内手術

最近では、小さな肺結節の診断と治療もハイブリッド手術室で行われるようになりました。インターベンション画像誘導は、特に小さな、あるいは「すりガラス」のような不透明な腫瘍、転移、あるいは肺機能が低下した患者において、結節の位置を正確に把握できるという利点があります。これにより、生検や胸腔鏡下手術における切除において、正確なナビゲーションが可能になります。最も重要なのは、胸腔鏡下手術においてインターベンション画像を用いることで、触覚感覚の喪失を補うことができることです。このアプローチは、結節の正確な位置を把握することで健康な肺組織を温存する可能性ももたらし、術後の患者の生活の質を向上させます。

診断と治療のプロセスは通常、次の 3 つのステップで構成されます。

1. CTまたは胸部X線検査による結節の検出
2. 悪性度を評価するための結節生検
3. 必要に応じて、手術、放射線療法、化学療法（根治的アプローチ）または化学塞栓術と焼灼術（緩和的アプローチ）による結節の治療

ハイブリッド手術室は、このワークフローのステップ 2 と 3 (手術を実行する場合) をサポートします。

生検

胸部CTで確認された小さな肺結節は悪性腫瘍の有無を調べる必要があるため、針刺し法で少量の組織サンプルを採取します。針は気管支を通って、あるいは経胸壁的に結節の位置まで進めます。誤って健康な肺組織を採取してしまうことを防ぎ、結節から組織を確実に採取するために、可動式Cアーム、超音波、気管支鏡などの画像診断装置が使用されます。小さな結節の生検の収率は、3cm未満の腫瘍では33～50%と報告されています。^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

治療成績の向上には、血管造影Cアームを用いた高度な介入画像診断が効果的であることが証明されています。術中画像診断の利点は、2D/3D画像診断と実際の生検において、患者と横隔膜が全く同じ位置にあることです。そのため、術前データを使用する場合よりも、通常、精度がはるかに高くなります。回転血管造影法は、術中に気管支樹を3Dで可視化します。これにより、空気が「天然の」造影剤として機能するため、結節が明瞭に観察されます。この3D画像上で、専用ソフトウェアを使用することで、結節と生検（気管支内または経胸壁）の予定針経路をマークできます。これらの画像は、ライブ透視画像に重ね合わせることができます。これにより、呼吸器専門医は結節への誘導性を向上させることができます。このアプローチでは、1～2cmの結節で90%、2cmを超える結節で100%の成功率が報告されています。^{[ 11 ]}

手術

ビデオ補助下胸腔鏡手術は、肺結節を切除する低侵襲技術であり、患者に開胸手術のトラウマを与えません。この手術では、小さなポートを用いて肺葉にアクセスし、胸腔鏡にカメラと必要な器具を挿入します。この手術法は回復を早め、合併症を減らす可能性もありますが、自然な視力と触覚が失われるため、特に非表在性、すりガラス陰影、小さな病変の場合は、外科医が結節を見つけるのが難しくなります。研究によると、1 cm未満の結節の切除率は40%を下回ることがあります。^{[ 12 ]}その結果、病変（の一部）を見逃さないように、実際に必要な量よりも多くの健康な組織を切除することがあります。手術室で高度な術中画像を使用することで、組織を温存しながら迅速に病変を正確に見つけて切除することができます。胸腔鏡下手術中に画像誘導を使用できるようにするには、ポートを挿入する前、すなわち問題の肺葉が収縮する前に回転血管造影を実施する必要がある。こうすることで、病変が空気の自然なコントラストを通して見えるようになる。第 2 段階では、フックワイヤー、糸針、または造影剤 (リピオドール、イオパミドール^{[ 13 ]} ) を病変内またはその近傍に挿入し、肺収縮後の血管造影図での視認性を確保する。次に、胸腔鏡を挿入して、胸腔鏡下手術の従来の部分を開始する。画像化システムは、挿入された器具と事前にマークされた病変の両方がよく見える透視モードで使用されており、正確な切除が可能になっている。病変をマークするために造影剤が使用されていた場合、造影剤は所属リンパ節にも排出されるため^{[ 14 ]}、同じ手術で切除することができる。

整形外科外傷手術

骨盤骨折、踵骨または脛骨頭骨折などの複雑な骨折では、患者をできるだけ早く治療するために、ネジやその他の外科用インプラントを正確に配置する必要があります。低侵襲手術アプローチにより、患者の外傷は少なく、回復が早くなります。しかし、位置ずれ、修正、神経損傷のリスクを過小評価することはできません（骨盤骨折後の経皮的腸骨仙骨ネジ固定のためのさまざまな画像診断法の位置ずれと修正率：系統的レビューとメタ分析^{[ 15 ]}）。0.1 mmの空間分解能、1つの画像で骨盤全体を画像化する広い視野、高いkWレートを備えた血管撮影システムを使用できる可能性により、外科医は衛生状態（床置き型システム）や患者へのアクセス（CT）を損なうことなく、高精度の画像を得ることができます。ハイブリッド手術室で最適化できる手術には、変性脊椎手術、外傷性脊椎骨折、腫瘍性骨折、脊柱側弯症手術などがあります。^{[ 16 ]}広い視野と高いkWレートにより、肥満患者でも最適な画像診断が可能です。ナビゲーションシステムや統合レーザー誘導システムの使用により、ワークフローをサポートし、改善することができます。

腹腔鏡手術

他の低侵襲手術と同様、外科コミュニティの誰もがこの技術を信じていなかったわけではありません。今日では、これは多くの種類の手術のゴールドスタンダードとなっています。単純な虫垂切除術、胆嚢摘出術、部分腎切除術、部分肝切除術に始まり、腹腔鏡手術は拡大しています。画像品質、手術体位での患者撮影の可能性、器具のガイダンスがこのアプローチを容易にしています。(複雑な腹腔鏡手術中の手術ナビゲーションにおける DynaCT の有効性: 初期経験。^{[ 17 ]}腎臓を部分切除し、可能な限り健康な組織、つまり患者の腎機能を残すことが説明されています。^{[ 18 ]} )。外科医が直面する課題は、自然な 3D ビジョンと触覚の喪失です。小さなポートを通して内視鏡によって提供される画像に頼らざるを得ず、組織を感じることができません。ハイブリッド手術室では、解剖学的構造をリアルタイムで更新して撮影することができます。 3D画像は、ライブ透視画像や内視鏡に融合したり、重ね合わせたりすることができます。（腹腔鏡下肝手術におけるリアルタイム画像誘導：術中CT画像に基づく誘導システムを用いた初の臨床経験。^{[ 19 ]}）血管や腫瘍などの重要な解剖学的構造を回避し、合併症を軽減することができます。現在、さらなる研究が試行されています。（泌尿器科における手術ナビゲーション：欧州の視点^{[ 20 ]}）

救急医療

外傷患者の治療は一分一秒が重要です。交通事故、爆発、銃創、大動脈解離などによる重度の出血を伴う患者は、生命を脅かす失血のため、迅速な治療が必要です。ハイブリッド手術室では、患者に対して開腹手術と血管内治療の両方を行うことができます。例えば、重度の出血による脳の緊張を軽減し、動脈瘤をコイル塞栓術で治療することができます。緊急患者を入院後すぐに手術台に寝かせ、状態が安定している場合はCTスキャンを行い、不安定な場合は体位を変えることなくハイブリッド手術室で直ちに処置を行うというコンセプトは、貴重な時間を節約し、さらなる損傷のリスクを軽減します。

画像技術

固定Cアームによる画像撮影技術

透視検査とデータ収集

透視検査は、カテーテルやその他のデバイスを体内でライブ画像で誘導するために、連続X線を用いて行われます。微細な解剖学的構造やデバイスを描写するためには、鮮明な画質が求められます。特に心臓介入においては、動いている心臓を撮影するためには、高フレームレート（30f/s、50Hz）と高出力（少なくとも80kW）が必要です。心臓治療に必要な画質は、高出力の固定式血管造影システムによってのみ達成可能であり、可動式Cアームでは実現できません。^{[ 21 ]}

血管造影システムには、いわゆる取得モードがあり、取得した画像を自動的にシステムに保存し、後で画像アーカイブにアップロードすることができます。標準的な透視法は主に装置の誘導や視野の再配置に使用されますが、データ取得はレポート作成や診断の目的で使用されます。特に、造影剤を注入する場合は、保存されたシーケンスを造影剤の再注入なしに必要に応じて何度でも再生できるため、データ取得は必須です。診断やレポート作成に十分な画質を得るために、血管造影システムは標準的な透視法よりも最大10倍高いX線量を使用します。したがって、データ取得は本当に必要な場合にのみ適用する必要があります。データ取得は、DSAや回転血管造影などの高度な画像技術の基盤となります。^{[ 22 ]}

回転血管造影

回転血管造影法は、固定されたCアームを用いて術中にCTのような3D画像を取得する技術です。Cアームを患者の周囲に回転させ、一連の投影画像を取得します。これらの画像は3Dデータセットに再構成されます。

デジタルサブトラクション血管造影

デジタルサブトラクション血管造影（DSA）は、人体の血管を可視化する2次元画像化技術である（Katzen, 1995）。^{[ 23 ]}

DSAでは、造影剤を注入せずに同じ投影シーケンスを取得し、次に造影剤を注入して検査対象の血管に投影します。最初の画像と2番目の画像を減算することで、骨などの背景構造を可能な限り完全に除去し、造影剤で満たされた血管をより鮮明に表示します。最初の画像と2番目の画像の取得には時間差があるため、動きによるアーティファクトを除去するためのモーション補正アルゴリズムが必要です。^{[ 21 ]}

DSAの高度な応用としてロードマッピングがあります。取得したDSAシーケンスから、血管の不透明度が最も高い画像フレームを特定し、いわゆるロードマップマスクとして割り当てます。このマスクはライブ透視画像から連続的に減算され、血管の静止画像に重ね合わせたリアルタイムの減算透視画像を生成します。臨床的利点は、カテーテルやワイヤーの配置時に下層組織を邪魔することなく、小さく複雑な血管構造をより鮮明に描出できることです。^{[ 22 ]}

2D/3D登録

融合イメージングと2D/3Dオーバーレイ

現代の血管造影システムは、画像撮影だけでなく、術前または術中に取得した3D情報に基づいて介入を誘導することで、手術中にも外科医をサポートします。このような誘導には、3D情報を患者に位置合わせする必要があります。これは、専用のソフトウェアアルゴリズムを用いて行われます。^{[ 22 ]}

ワークステーションと血管造影システム間の情報の流れ

3D画像は、 Cアームを患者の周囲に回転させることで得られる一連の投影画像から計算されます。ボリューム再構成は別のワークステーションで行われます。Cアームとワークステーションは接続され、継続的に通信します。例えば、ユーザーがワークステーション上でボリュームを仮想的に回転させて特定の視点から解剖学的構造を観察すると、そのビューのパラメータが血管システムに送信され、血管システムはCアームを透視像と全く同じ視点に動かします。同様に、Cアームの角度が変更された場合も、この角度がワークステーションに送信され、ワー​​クステーションはボリュームを透視像と同じ視点に更新します。このプロセスを支えるソフトウェアアルゴリズムはレジストレーションと呼ばれ、術前に取得したCTや磁気共鳴断層撮影データなどの他のDICOM画像でも実行できます。 ^{[ 22 ]}

2D透視画像の上に3D情報を重ねて表示する

3D 画像自体は、透視画像の上に色分けして重ね合わせることができます。C アームの角度が変更されると、ワークステーションは 3D 画像上のビューをリアルタイムで再計算し、ライブ 2D 透視画像のビューと正確に一致させます。追加の造影剤を注入することなく、外科医は透視画像に血管の輪郭を 3D で重ね合わせながらデバイスの動きを同時に観察できます。^{[ 22 ]}ワークステーションから透視画像に情報を追加する別の方法は、3D 画像で対象の解剖学的構造を手動または自動で分割した後、そのアウトラインを輪郭として透視画像に重ね合わせることです。これにより、透視画像では見えない追加情報が得られます。一部のソフトウェアではランドマークが自動的に提供されますが、外科医または資格のある技術者が手動でランドマークを追加することもできます。一例として、腹部大動脈瘤の治療における窓付きステントグラフトの留置が挙げられます。腎動脈口を3D画像上で丸で囲み、ライブ透視画像に重ね合わせることができます。マーキングは3D画像上で行われるため、透視角度が変更されると、現在の画像に合わせてマーキングも更新されます。^{[ 22 ]}

経大動脈弁移植術中のガイダンス

経大動脈弁移植術では、合併症を防ぐために大動脈基部の弁の正確な位置決めが必要です。良好な透視像が不可欠であり、大動脈基部に対する正確な垂直角度が移植に最適と考えられています。最近では、外科医がこの最適な透視角度を選択したり、Cアームを大動脈基部に対して垂直なビューに自動的に移動させたりするアプリケーションがリリースされています。いくつかのアプローチは、大動脈をセグメント化し、弁移植に最適な視野角を計算するために使用される術前CT画像に基づいています。3Dボリュームを実際の血管造影システムに転送するには、CT画像をCアームCTまたは透視画像と位置合わせする必要があります。位置合わせプロセス中のエラーは、Cアームの最適な角度からの分散につながる可能性があり、手動で修正する必要があります。さらに、術前CT画像の取得と手術との間の解剖学的変動は考慮されていません。通常、CTスキャナーでは患者が両手を挙げた状態で撮影されますが、手術は腕を患者の脇に置いた状態で行われます。これは大きな誤差につながります。手術室で血管造影システムによって取得されたCアームCT画像のみに基づくアルゴリズムは、患者に本質的に位置合わせされており、現在の解剖学的構造を示します。このようなアプローチにより、外科医は放射線科で取得された術前CT画像に頼る必要がなくなり、手術室でのワークフローが簡素化され、手術中の誤差が減少します。

手術室における機能画像診断

近年のCアーム技術の進歩により、灌流イメージングも可能となり、手術室で実質の血液量を可視化することが可能になりました。そのためには、回転血管造影法（3D-DSA）を改良した注入プロトコルと特殊な再構成アルゴリズムと組み合わせます。これにより、血流を経時的に可視化することができます。これは虚血性脳卒中患者の治療に有用です。^{[ 21 ]}

CTによる画像診断技術

レールに設置されたCTシステムは、手術室への搬入・搬出が可能で、脳、脊椎、外傷などの複雑な外科手術において、画像診断による追加情報の提供を可能にします。メリーランド州のジョンズ・ホプキンス・ベイビュー・メディカルセンターは、術中CTの使用が安全性の向上、感染の減少、合併症リスクの低減など、患者の転帰にプラスの影響を与えていると説明しています。^{[ 24 ]}

磁気共鳴断層撮影法による画像診断技術

磁気共鳴画像法は脳神経外科で使用されます。

1. 手術前に正確な計画を立てるために
2. 手術中に意思決定をサポートし、脳のシフトを考慮する
3. 手術後の成果を評価する

磁気共鳴断層撮影システムは通常、室内および患者の周囲に広いスペースを必要とする。通常の磁気共鳴断層撮影室では手術を行うことができない。そのため、ステップ2では、磁気共鳴スキャナーを術中に使用する方法が2つある。1つは、画像撮影が必要な場合にのみ移動できる可動式の磁気共鳴断層撮影スキャナーであり、もう1つは、手術中に患者を隣室のスキャナーまで移動させる方法である。^{[ 25 ] [ 26 ]}

計画上の考慮事項

場所と組織

ハイブリッド手術室は、その利用方法だけでなく、病院システムにおける役割も「ハイブリッド」です。画像診断装置が設置されているため、放射線科が手術室の運用、技術、保守、接続性に関する専門知識を活かし、主導的な責任を負うことができます。患者のワークフローの観点からは、手術室は手術科が運営し、適切な患者ケアと迅速な搬送を確保するため、他の手術施設に隣接して設置することが望ましいと考えられます。^{[ 1 ]}

部屋の大きさと準備

ハイブリッド手術室の設置は、標準的な病室のサイズでは課題となります。これは、画像診断システムが追加のスペースを必要とするだけでなく、通常の手術室と同様に、室内にいる人が増えるためです。このような手術室では、麻酔科医、外科医、看護師、技術者、灌流技師、機器会社のサポートスタッフなど、8人から20人からなるチームが作業できます。選択した画像診断システムに応じて、制御室を含み技術室と準備エリアを含まない70平方メートルの部屋のサイズが推奨されます。必要な部屋の追加準備としては、2～3 mmの鉛遮蔽と、画像診断システムの追加重量（約650～1800 kg）を支えるための床または天井の補強があります。^{[ 1 ]}

ワークフロー

ハイブリッド手術室の計画には、相当数の関係者の関与が必要です。手術室での円滑なワークフローを確保するためには、そこで働くすべての関係者がそれぞれの要件を明確にする必要があります。これらの要件は、手術室の設計や、スペース、医療機器、画像機器などの様々なリソースの決定に影響を与えます。^{[ 27 ] [ 28 ]}技術的な相互依存関係が複雑であるため、専門的なプロジェクト管理と、画像システムのベンダーとの計画プロセスの複数回の反復が必要になる場合があります。その結果、常に学際的なチームと病院のニーズと好みに合わせた個別のソリューションが実現します。^{[ 22 ]}

照明、モニター、ブーム

一般的に、手術室には 2 つの異なる光源が必要です。開腹手術で使用する手術用無影灯と、インターベンション手術で使用する周辺照明です。照明を調光できるかどうかは特に注意が必要です。これは、透視検査や内視鏡検査の際に頻繁に必要になります。手術用無影灯は、手術台全体を完全にカバーすることが最も重要です。さらに、手術台の高さや他の機器との衝突経路を妨げてはなりません。手術室用無影灯の最も一般的な取り付け位置は、手術台の上部中央です。別の位置を選択する場合、通常、手術台の外側から照明を旋回させます。照明ヘッドごとに 1 つの中心軸が必要であるため、術野を十分に照らすには、少なくとも 2 つの中心軸と取り付けポイントが必要になる場合があります。血管造影システムの動きの範囲によって、手術室用無影灯の位置が決まります。中心軸は、移動経路と旋回範囲の外側にある必要があります。デバイスには満たさなければならない部屋の高さ要件が定義されているため、これは特に重要です。この場合、手術室照明のヘッドクリアランスの高さが問題になることがあります。そのため、照明は計画と設計のプロセスにおいて非常に重要な項目となります。^{[ 27 ]}手術室照明の計画プロセスにおけるその他の側面には、グレアと反射の回避が含まれます。現代の手術室の手術室照明には、内蔵カメラやビデオ機能などの追加機能がある場合があります。傷口を照らすには、ダブルアーム手術室照明システムが必要です。脚の静脈剥離など、複数の外科手術が同時に行われる場合は、3つ目の照明が必要になることもあります。 ^{[ 22 ]} まとめると、手術室照明システムを計画するための主要なトピックは次のとおりです。

• 手術台の上部の中央に配置（天井に取り付けられたシステムの計画時に考慮）。
• 通常、複数の手術野を最適に照らすために3つのライトヘッドを使用します。
• ライトヘッドの制限のない独立した動きと安定した位置決めを可能にするサスペンション
• ビデオモニターやカメラなどの拡張オプションを備えたモジュラーシステム。

画像システム

ハイブリッド手術室で最も一般的に使用される画像診断装置はCアームである。専門家の見解では、ハイブリッド手術室におけるモバイルCアームの性能は不十分とされている。その理由は、管球の出力が限られているため画質に影響が出ること、イメージインテンシファイアシステムの視野はフラットパネル検出器システムよりも狭いこと、モバイルCアームの冷却システムがわずか数時間で過熱する可能性があることなどである。このため、長時間の外科手術や連続した複数の手術を行うには時間が短すぎる可能性があり、そのような手術室への投資を回収するには時間が足りない可能性がある。^{[ 22 ]}

固定式Cアームにはこれらの制限はないが、手術室内でより多くのスペースが必要となる。これらのシステムは、床、天井、または複葉式システムを選択した場合は両方に設置することができる。小児心臓専門医、電気生理学者、または神経介入医が手術室の主な利用者である場合は、後者のシステムを選択するのが望ましい。これらの臨床分野から明確に必要とされない限り、複葉式システムの導入は推奨されない。天井に取り付けられたコンポーネントは衛生上の問題を引き起こす可能性があるからである。^{[ 29 ]}実際、ほこりが創傷部に落ちて感染を引き起こす可能性があるため、手術部位を術野の真上に置くことを許可していない病院もある。天井に取り付けられたシステムはすべて、術野の上に可動部品を含み、層流気流を阻害するため、最高の衛生基準を強制する病院には適切な選択肢ではない。^{[ 22 ] （ [ 30 ]}および^{[ 31 ]}も参照。いずれもドイツ語のみ）

天井設置型と床置き型のシステムを選ぶ際には、考慮すべき要素がさらに多くあります。天井設置型システムは相当の天井スペースを必要とするため、手術灯やブームの設置選択肢が狭まります。しかしながら、多くの病院が天井設置型システムを選択しているのは、より柔軟に全身をカバーでき、そして何よりも手術台を移動させる必要がないためです。手術台を移動させるのは、多くのラインやカテーテルも移動させる必要があるため、手術中に困難で危険な作業となる場合があります。しかし、手術中に待機位置から作業位置へ移動するのは、床置き型システムの方が容易です。Cアームが横から内側に旋回するだけで麻酔科医の邪魔にならないからです。対照的に、天井設置型システムは、手術中に麻酔機器と衝突することなく頭側の待機位置へ移動することはほとんど不可能です。手術室のような混雑した環境では、複葉機システムは複雑さを増し、麻酔の妨げとなります。ただし、麻酔が頭側で行われない脳神経外科手術は例外です。したがって、モノプレーンシステムは、主に心臓手術に使用される部屋に推奨されます。^{[ 22 ] [ 27 ] [ 29 ]}

手術台

手術台の選択は、システムの主な用途によって異なります。浮動式テーブルトップと傾斜およびクレードルを備えたインターベンションテーブルは、完全に統合されたフレキシブル手術台と競合します。適切なテーブルの選択は、インターベンション要件と外科的要件の間の妥協点です。^{[ 1 ] [ 29 ]}外科的要件とインターベンション要件は相互に排他的である場合があります。外科医、特に整形外科、一般外科、脳神経外科医は、患者の柔軟なポジショニングのために、セグメント化されたテーブルトップを備えた手術台を期待しています。画像撮影目的の場合、全身をカバーできる放射線透過性のテーブルトップが必要です。そのため、壊れにくいカーボンファイバー製のテーブルトップが使用されます。

インターベンション医は、血管造影中に素早く正確な動きを可能にするために浮遊するテーブルトップを必要とする。心臓血管外科医は、一般的に、複雑なポジショニングのニーズは少ないが、血管造影におけるインターベンションの経験に基づいて、テーブルとテーブルトップの完全電動移動に慣れている場合がある。壊れにくいテーブルトップの上で患者を配置するために、膨張式クッションなどのポジショニング補助具が利用できる。完全に浮遊するテーブルトップは、従来の手術台では利用できない。妥協案として、垂直および側方傾斜機能を持つ手術用に特別に作られた浮遊式血管造影テーブルが推奨される。^{[ 32 ]}一般的な外科的ニーズにさらに対応するために、開創器や肢ホルダーなどの外科機器を取り付けるためのサイドレールがテーブルで利用できるべきである。

手術台を室内に配置することも、手術のワークフローに影響します。手術室内のスペースと柔軟性を確保し、あらゆる方向から患者にアクセスできるようにするために、手術室で対角線上に配置することを検討できます。あるいは、ベンダーが対応する統合を提供している場合は、従来の手術台をイメージング システムと組み合わせることもできます。その場合、手術室は、3D イメージングをサポートする放射線透過性の壊れないテーブルトップ、または患者の位置決めが容易だが 3D イメージングは​​制限される汎用的な壊れやすいテーブルトップのいずれかを使用して使用できます。後者は特に脳神経外科手術や整形外科手術に適しており、これらの統合ソリューションも最近市販されています。ハイブリッド手術と従来のオープン手術で部屋を共有する予定の場合は、これらが好まれる場合があります。テーブルトップはドッキング可能で簡単に交換できるため、ワークフローの柔軟性が向上しますが、介入イメージングではある程度の妥協が必要です。

要約すると、考慮すべき重要な側面は、手術室内の位置、放射線透過性（カーボンファイバー製のテーブルトップ）、互換性、そして画像機器と手術台の統合性です。さらに、テーブルへの荷重、テーブルの高さ調節、そして垂直方向と横方向の傾斜を含む水平方向の可動性（フローティング）も考慮する必要があります。また、特殊な手術器具を取り付けるためのレールやカメラホルダーなどの適切な付属品も重要です。傾斜機能とクレードル機能を備えたフリーフローティングの血管造影テーブルは、心臓血管ハイブリッド手術室に最適です。^{[ 22 ]}

放射線量

X線は電離放射線であるため、被曝は潜在的に有害です。手術で従来使用されている可動式Cアームと比較して、CTスキャナーや固定式Cアームははるかに高いエネルギーレベルで動作するため、より高い線量を誘発します。したがって、ハイブリッド手術室では、患者と医療スタッフの両方にとって、適用される放射線量を監視することが非常に重要です。^{[ 33 ]}

手術室にいる人々を散乱放射線から保護し、被ばく線量を低減するための簡単な対策がいくつかあります。意識を高めることは非常に重要です。そうでなければ、利用可能な防護手段が軽視される可能性があります。これらの手段には、体幹用の防護エプロン、首回りの甲状腺保護シールド、防護メガネなどの防護服があります。防護メガネは、天井から吊り下げた鉛ガラスパネルに置き換えることができます。下半身を保護するために、手術台側に鉛カーテンを追加設置することもできます。妊娠中のスタッフには、さらに厳しい規則が適用されます。^{[ 34 ]}

スタッフと患者の双方を保護するための非常に効果的な対策は、もちろん、放射線量を減らすことです。放射線量と画質の間には常にトレードオフの関係があります。X線量を多くすれば、より鮮明な画像が得られます。最新のソフトウェア技術は、後処理によって画質を向上させることができるため、より低い線量で同等の画質を実現できます。画質は、コントラスト、ノイズ、解像度、アーティファクトによって表されます。一般的に、ALARA原則（合理的に達成可能な限り低くする）に従う必要があります。線量は可能な限り低く抑えるべきですが、画質は、検査の診断上の利点が患者への潜在的な害を上回るレベルまでしか下げることができません。

X線装置メーカーは、線量を継続的に低減するために技術的な対策を講じていますが、臨床応用に応じてスタッフが線量を低減するためのオプションも存在します。前者にはビームハードニングが、後者にはフレームレート設定、パルス透視、コリメーションなどが挙げられます。

ビームハードニング：X線は、エネルギーの高い粒子と低い粒子、つまり硬い粒子と柔らかい粒子で構成されています。不要な被曝は主に柔らかい粒子によって引き起こされます。柔らかい粒子は強度が弱すぎて体内を通過し、相互作用することができないからです。一方、硬い粒子は患者を透過します。X線管の前にあるフィルターは柔らかい粒子を捕らえ、ビームをハードニングします。これにより、画質に影響を与えることなく線量を低減できます。^{[ 35 ]}

フレームレート：ストロボ効果なしに高速移動を可視化するには、高いフレームレート（1秒あたりに取得される画像数）が必要です。しかし、フレームレートが高いほど、放射線量が増加します。したがって、フレームレートは臨床上の必要性に応じて選択し、可能な限り低くする必要があります。例えば、小児心臓病学では、ゆっくりと移動する物体を撮影する場合、0.5 p/sのフレームレートではなく、60 p/sのフレームレートが必要です。パルスレートを半分に下げると、線量は約半分に減ります。30 p/sから7.5 p/sに下げると、線量は約25%に減ります。^{[ 22 ]}

パルス透視法を用いる場合、放射線量は事前に指定された時間間隔でのみ照射されるため、同じ画像シーケンスを生成するために必要な線量が少なくなります。その間は、最後に保存された画像が表示されます。^{[ 36 ]}

線量を低減するもう一つの手段はコリメーションです。検出器の視野から見て、介入の対象となるのはごく一部だけという場合もあります。コリメータによってX線管を遮蔽することで、対象部位の線量のみを検出器に送ることができます。最新のCアームは、常に透視を行うことなく、取得した画像上で移動することを可能にします。^{[ 22 ]}

参考文献

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外部リンク

• ブラジルのハイブリッド手術室のビデオ
• NeuroNewsの脳神経外科ハイブリッド手術室に関する参考資料