手術支援ロボットの最新動向と技術革新──導入拡大の背景とデクセリアルズの貢献

【免責事項】
本記事の内容は、一般的な技術情報および市場動向の紹介を目的としたものであり、特定の医療行為・治療方法・診断・処方を推奨するものではありません。
記載されている情報は、医療従事者または医療機器関連事業者向けの参考資料として提供しています。一般消費者による医療判断や使用目的での参考はご遠慮ください。
本記事に記載された製品・材料・技術については、必ずしも医療機器として薬機法上の認可を受けているものではありません。実際の使用にあたっては、各国・地域の法規制および承認状況をご確認ください。また、記事内容は執筆時点の情報に基づいており、将来的に変更される可能性があります。なお、本記事内で使用している図や画像は、技術的な理解を助けることを目的としたイメージ図であり、特定の製品構成、装置仕様、または実際の臨床現場を正確に示すものではありません。

はじめに：手術体験を変える技術革新

病院で手術を受けた経験はありますか？
医師から手術が必要だと伝えられると、不安を感じるのは自然なことです。手術が成功するのか、どの程度の痛みがあるのか、仕事をどれくらい休むことになるのか――さまざまな心配が浮かぶでしょう。こうした中で、手術技術の進化が進み、従来とは大きく異なる手術体験が実現されつつあります。

手術支援ロボットとは何か

手術支援ロボットとは、医師がより精密で柔軟な手術を行えるよう支援するシステムです。従来の手術方法に比べて操作性が高く、複雑な処置にも対応できる点が特長です。この技術は、身体への負担が少ない「低侵襲手術」で主に活用されていますが、開腹手術にも応用されています。

一般的な手術支援ロボットシステムには、カメラと手術器具を備えた複数の機械のアームが搭載されています。術中、医師は体に小さな切開を加え、微細な手術器具と高解像度3Dカメラを挿入します。医師は手術台のそばに設置された操作コンソールに座り、操作を行います。ロボットはその動きを正確に反映し、器具が医師の手の動きと一致して動作します。手術は常に医師の制御下で行われ、チームを指揮しながら進められます。コンソール上には、術野が拡大・高解像度の3D映像で表示され、従来の手術方法と比べて視認性・精度・操作性が大きく向上すると報告されています。

手術支援ロボットによって、これまで難しかった繊細かつ複雑な処置が可能になり、低侵襲手術の実現にもつながっています。

低侵襲手術の代表的な利点として、以下の点が挙げられます：

• 手術部位の感染などの合併症リスクが低い
• 痛みや出血の軽減
• 入院期間の短縮と早期回復
• 小さく目立ちにくい傷跡

技術と市場の変化：特許の失効がもたらした影響

手術支援ロボットは、1990年代後半に米国で開発・商業化され、以降、幅広い手術で使用されてきました。長らく1社による市場の独占状態が続いていましたが、近年その状況に変化が生じています。競合の参入を阻んでいた多数の特許のうち、医師がコンソールスタンドからロボットアームを操作する仕組みや、内視鏡の自動位置調整に関する特許が数年前に失効。その他のアーム関節設計などに関する周辺特許も2019年までに順次失効しました。

これにより、新たな企業による参入が一気に進み、世界中でおよそ30社が市場に加わったとされています。スタートアップも含め、競争環境が活性化しています。特許制約が緩和されたことで、製品開発や設計の自由度が高まり、従来は数百万ドルのコストがかかっていた手術支援ロボットの価格が、数十万ドル規模まで抑えられる可能性が出てきました。

軽量化・機能特化による市場多様化

参入企業の多くは、機能を簡素化し本体を軽量化することで、導入コストの削減を図っています。これにより、医療機関にとってもロボット導入のハードルが下がりつつあります。駆動方式についても多様化が進み、従来の電動モーターに加えて、空気圧を利用したアームも登場しています。なかには、空気圧の変化を解析して、組織をつかんだ際の微細な触感を医師の手に伝える技術を開発中の企業もあります。これにより、画像情報に加えて触覚的な情報も提供し、より正確な手術を支援することが可能になります。空気圧を利用することで、装置の軽量化や部品点数の削減にもつながると期待されています。

補助特化型ロボットとAI活用による支援の高度化

一部の開発企業は、カメラ操作や周辺組織の保持といった補助機能に特化したロボットを開発しています。このタイプのロボットは、医師自身が手術を行うことを前提に、従来よりも少人数での手術を可能にするもので、これまで3人必要だった手術が1～2人で対応できるようになるケースもあります。

こうした補助特化型ロボットは、シンプルな機能に絞ることで価格を抑え、普及を狙っています。
さらに、内視鏡画像の解析を通じて臓器の境界をリアルタイムで表示するなど、AIを活用した支援技術の開発も進んでいます。こうした技術は、医師の判断をサポートする役割を果たすと期待されています。

モバイルアプリとクラウド連携による術者支援

大手メーカーでは、外科医向けのモバイルアプリ開発も始まっています。このアプリでは、手術中に使用した鉗子、ロボットの操作時間、手術時間などが自動的に記録され、全国平均と比較することで、術者自身の傾向や習熟度（ラーニングカーブ）を可視化できます。

スマートフォンやタブレットなどの端末にアプリをインストールし、クラウド経由でシステムにログインすれば、手術データがその場で確認可能です。アプリはオンライン手術トレーニングシステムとも連携しており、専用シミュレーターでの演習結果やスコアの確認もできます。

市場の牽引役と新規参入組が抱える課題

これまで市場をリードしてきた先行企業は、低侵襲手術の普及を背景に、実績と保険適用範囲の拡大を積み上げてきました。

一方、新たに参入する企業は、ロボットの安全性を証明し、規制当局からの承認を得ることに加え、保険適用範囲を広げることが大きな課題となっています。

手術支援ロボットの小型化・高精度化を支える材料技術とは

本記事で述べたように、手術支援ロボットの分野では、導入コストの最適化に加え、装置そのものの小型化が重要な技術的方向性となっています。ロボットアームや内視鏡のさらなる小型・軽量化は治療時の侵襲を抑えることにもつながり、患者への負担軽減にも寄与します。

デクセリアルズの異方性導電膜（ACF）は、機械式コネクタやはんだを使用する従来の接続方法に比べて接続部を大きく簡素化でき、でき、こうした機器の小型化に貢献します。ACFを使用することで、接続高さをほぼゼロに抑えることができ、200μmピッチ以下の微細な接続も対応可能です。また、はんだを使用しないことから、鉛フリー接続も容易に実現できます。

将来的には、ロボットと高速通信を組み合わせた遠隔手術の実現に向けて、FPCに求められる高速伝送性能を支える材料として、デクセリアルズが開発した低誘電接着シートの活用が期待されます。（低誘電接着シートの詳細については、関連リンクをご覧ください。）