ロボット支援胸腔鏡手術（RATS）の進化：現状と未来の展望

August 8, 2026 · 論文解説

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解説対象論文: The evolution of robotic-assisted thoracic surgery: current platforms, emerging technologies, and future perspectives – a narrative review
Journal of Robotic Surgery｜被引用数: 0（2026年8月7日時点）

過去20年間で、ロボット支援胸腔鏡手術（RATS）は、初期の低侵襲な応用から複雑な胸部手術へと急速な技術的進化を遂げてきました。この進歩は、専門家のエルゴノミクス（人間工学）改善、視野の向上、手術の再現性向上に大きく貢献しています。本記事では、RATSの歴史的発展、新しいアプローチや代替システムの登場、そして人工知能（AI）や拡張現実（AR）などの未来技術について、最新のレビュー論文を基に解説します。

研究サマリー（FINER & PICO）

Feasible実施可能性	ロボット支援胸腔鏡手術は技術的実現可能性が広く確立されている。
Ethical倫理面	新技術導入には臨床的価値検証と公平なアクセス確保が求められる。
Interesting面白さ	ロボット手術の技術進化と未来のデジタル化への統合は非常に興味深い。
Novel新規性	触覚フィードバック、AI、AR、デジタルツイン、自律支援など新技術が多数提案。
Relevant切実さ	対象者の治療成績向上、低侵襲化、専門家の負担軽減に直接関連。
Measurable測定可能性	手術時間、出血量、合併症率、リンパ節郭清数などで評価可能。
Modifiable派生・改善	トレーニング、技術の最適化、新しいアプローチで改善の余地がある。
Structured文章構造	ロボットプラットフォームの進化、代替システム、未来技術と明確な構成。
PICO / PECO対象・介入・比較・結果	P(対象者):胸部病変を持つ対象者。I(介入):ロボット支援胸腔鏡手術。C(比較):従来の胸腔鏡手術。O(アウトカム):周術期合併症、長期生存率、専門家のエルゴノミクス。

RATSとは？低侵襲手術の新たな地平

どうも、Beyond the Pixelです。胸部疾患の外科的治療は、過去30年で大きく変化しました。1990年代には開胸術から胸腔鏡下手術（VATS）へと移行し、低侵襲アプローチが術後の合併症、痛み、入院期間を短縮しながら同等の腫瘍学的成果を達成できることが示されました。しかし、VATSには2次元の視覚、限られた深度知覚、器具の可動域制限といった技術的な課題が残されていました。これらの制約を克服するために、ロボット支援胸腔鏡手術（RATS）が登場しました。RATSは、拡大された3次元高精細な視覚、人間の手の動きを模倣できる多自由度関節を持つ器具、手ぶれ補正機能、そして専門家（手術を行うプロフェッショナル）のエルゴノミクス（人間工学に基づいた快適で効率的な作業環境）の向上といった利点を提供します。観察研究では、これらの特徴がより精密な組織剥離、術中出血の減少、開胸術への移行率の低下、リンパ節郭清の向上に寄与する可能性が示唆されています。過去20年間で、ロボットプラットフォームは単なる受動的な手術器具から統合された手術エコシステムへと根本的に変化しました。ロボット支援胸腔鏡手術の技術革新の全体的な流れについては、以下の図で概観できます。

**Figure 1.** Fig. 1 Evolution of da Vinci robotic surgical platforms and major technological innovations解説: da Vinciロボット手術プラットフォームの進化と主要な技術革新のタイムラインを示しており、視覚の強化、器具の器用さと精度向上、人間工学の改善、低侵襲アプローチの発展、そして最終的にはインテリジェンスとデータ統合へと向かう全体的なトレンドが表されています。

ロボットプラットフォームの歴史的進化：da Vinciシステムの登場から現在まで

ロボット手術の歴史は、da Vinciシステムの登場とともに始まりました。このセクションでは、da Vinciシステムの各世代が胸部外科にどのような影響を与えてきたかを解説します。各プラットフォームの主要な特徴と胸部外科への影響をまとめたものが以下の表です。

**Table 1.** Table 1 Evolution and main characteristics of da vinci robotic platforms in thoracic surgery Platform Year of introduction解説: da Vinciロボットプラットフォームの進化と胸部外科における主な特徴を示しています。導入年、システム設計、主要機能、シングルポート対応の有無、触覚フィードバックの有無、および胸部外科への主な影響が各プラットフォーム（Standard/S、Si、Xi、SP、5）について記載されています。

初期da Vinciシステム：RATSの実現可能性を確立

da Vinciシステムは2000年に米国FDAの承認を受け、胸部外科領域に導入されました。初期のda Vinci Standard、S、Siシステムは、3D高精細視覚、多自由度関節器具、手ぶれ補正といった革新的な利点を提供しました。これにより、特に縦隔手術や選択的な肺切除において、ロボットによる胸部手術の実現可能性が確立されました。しかし、初期のシステムにはいくつかの技術的制約がありました。例えば、統合されたロボットステープル機能がなかったため、主要な血管構造の周りでステープラーの配置、操作、発射は熟練した介助者（ベッドサイドアシスタント）に依存していました。また、初期システムの大型のロボットアームは相互に衝突しやすく、ドッキングプロセスも煩雑で、ポート配置に高い精度が求められました。これらの制約にもかかわらず、特に縦隔手術、中でも胸腺摘除術において、RATSは大きな関心を集めました。胸腺摘除術は、狭く深い前縦隔で横隔神経や主要血管の周囲を精密に剥離する必要があるため、ロボットの拡大された3D視野と関節のある器具が理想的でした。肺葉切除術におけるロボット手術は、da Vinci Siの時代に徐々に進化しました。この時代には、アームの数、CO₂送気の有無、補助切開のタイミングと位置、ポート配置など、様々な術式が存在しました。これらは、標準化されたアプローチではなく、プラットフォームの限界に適応するための専門家の工夫を反映したものでした。初期のトレーニングプログラムもこれらの課題を反映していました。ロボットによる胸腺摘除術の学習曲線は急峻で、手術時間は15～20症例後に安定しましたが、解剖学的肺切除術には初期習熟までに20～40症例が必要でした。これは、器具の能力が向上しても、必ずしも臨床習熟度が速くなるわけではないという重要な教訓を示しています。

da Vinci Xi時代：標準化と普及の加速

2014年に導入されたda Vinci Xiシステムは、その形態と機能の両面で抜本的な変化をもたらし、ロボット胸腔鏡手術の普及を加速させました。Xiは、薄く長いアーム、対象者（手術を受ける人）カートの位置変更なしで多象限・多腔へのアクセスを可能にするオーバーヘッドブームアーキテクチャ、レーザー誘導ドッキング、そしてコンソールから直接制御できる統合型ロボット血管ステープラーといった改良を通じて、技術的制約の多くを解消しました。これにより、ロボット肺葉切除術は、より再現性が高く標準化された手術へと変貌しました。Xiの時代には、RATSとVATSを比較する最初のランダム化比較試験（RCT）が実施されました。RVlob試験（n=394）では、RATSの腫瘍学的非劣性（既存の手術法と比較して悪くないこと）が示されましたが、優位性は確立されませんでした。ROMAN試験（n=83）では、周術期アウトカム（手術に関連する短期間の結果）に有意差は見られませんでしたが、ロボット手術の方がより広範なリンパ節郭清を達成しました。この時代には、単一施設の後ろ向きコホート研究で、ロボット手術が術後合併症の減少、入院期間の短縮、再入院率の低下といった利点をもたらす可能性も示唆されました。また、Xiはロボット胸腔鏡手術の適応範囲を拡大し、高難度の袖状肺葉切除術や複雑な区域切除術もロボットで安全に実施されるようになりました。

ポート削減アプローチ：Bi-RATSとUniportal RATSの登場

Xiシステムは多ポートシステムとして設計されましたが、その汎用性により、Biportal RATS（2ポート）やUniportal RATS（1ポート）といったポート削減アプローチの開発も可能になりました。特に、Uniportal RATS（U-RATS）は、単一の肋間切開からすべてのロボット器具を挿入し、VATSと同様に直視下で操作できるという特徴を持ちます。これは胸壁への侵襲をさらに減らすことを目指したものです。多施設後ろ向きコホート研究では、U-RATSと多ポートRATSが同等のR0切除率（腫瘍が完全に切除された割合）とリンパ節郭清数を達成し、U-RATS群で手術時間の短縮や入院期間の短縮が示されました。U-RATSは、術中緊急時に迅速にVATSや開胸術に移行できるという安全性上の利点も報告されています。ただし、U-RATSの根拠は、主に技術のパイオニアや早期採用者による後ろ向き研究に限定されており、多ポートRATSやU-VATSとの比較に関するランダム化比較試験はまだ報告されていません。長期的な腫瘍学的アウトカムも不明です。Bi-RATS（2ポート）は、U-RATSへの中間段階として登場しました。これは、単一のユーティリティ切開と補助ポートを使用し、ロボットの三角測量と低侵襲性の両立を目指すものです。初期の研究では、Bi-RATSは多ポートRATSと同等の周術期アウトカムと合併症率を示し、U-RATSへの有用な準備段階である可能性が示唆されています。

da Vinci SPプラットフォーム：シングルポート手術と新たな課題

da Vinci Single-Port (SP) システムは、単一の25mmカニューレから3本の多関節器具とフレキシブル内視鏡を展開する全く新しいアーキテクチャを導入しました。このシステムは主に剣状突起下や肋骨下からのアクセスなど、肋間ポート配置を完全に回避するアプローチのために設計されており、胸壁外傷、肋間神経損傷、術後痛の軽減、美容的アウトカムの改善を目指しています。特に縦隔手術において、SPプラットフォームは単一の小さな切開から縦隔の両側を視覚化できるため、最も自然な応用が見出されました。しかし、SP手術の臨床的根拠はまだ初期段階であり、単一施設の後ろ向き研究に限定されています。SPシステム特有の課題として、カニューレ内での器具衝突や、器具の肘関節や手首関節がカメラの視野外で操作されることによる意図しない組織との相互作用のリスクが挙げられます。また、現在のSPシステムには専用のロボットステープラーがないため、従来のステープラーを介助者によって使用する必要があり、介助者との連携が重要となります。

da Vinci 5プラットフォーム：触覚フィードバックの導入

2024年3月に導入されたda Vinci 5 (DV5) は、力覚（触覚）フィードバック技術の統合が最も重要な技術的進歩です。これは、過去20年間ロボット手術の最大の限界とされてきた、押す力や引く力、組織の張力、剥離中の圧力を専門家が感じ取れるようにするものです。触覚フィードバックがないことは、技術的および教育的に明確な影響がありました。メタアナリシスでは、触覚フィードバックがあるロボット手術では、適用される力の平均値とピーク値が減少し、タスクの精度と成功率が向上することが示されました。特に経験の浅い専門家において最大の利点が見られました。DV5の潜在的な応用には、研修医が熟練した専門家の適切な組織操作力を直接感じられるようになるデュアルコンソール指導の強化や、AIベースのコンピュータビジョンシステムによる手術アクションの識別、器具や解剖学的構造の認識、リアルタイムのパフォーマンス評価、さらには教育カリキュラムの客観的なデータ駆動型評価への移行などが含まれます。

代替ロボットプラットフォームと市場拡大

Intuitive Surgical社のda Vinciシステムが約20年間ほぼ独占してきましたが、モジュール型アーキテクチャ、低い導入コスト、触覚フィードバック統合、シングルポート機能を特徴とする新しい世代のプラットフォームが、特に中国から登場し、現状に挑戦しています。これは、コストとアクセス障壁が歴史的にロボット手術の普及を制限してきた胸腔鏡手術にとって、大きな意味を持ちます。現行のロボット胸腔鏡手術プラットフォームのアーキテクチャとアクセス戦略については、以下の図で比較しています。

**Figure 2.** Fig. 2 Comparative architecture and access strategies of contemporary robotic thoracic surgery platforms解説: 現代のロボット胸腔鏡手術プラットフォームのアーキテクチャとアクセス戦略を比較しており、多ポートブーム型（da Vinci Xi）、モジュール型カート型（Hugo RAS、Versius）、シングルポート型（da Vinci SP、Shurui SP）の3つのカテゴリーに分類され、各システムの主要な特徴と対象者へのアクセス方法が示されています。

さらに、それぞれの代替プラットフォームの主な特徴をまとめたものが以下の表です。

**Table 2.** Table 2 Characteristics of emerging robotic platforms relevant to thoracic surgery platform Platform System architecture解説: 胸部外科に関連する新興ロボットプラットフォームの特性を示しており、システムアーキテクチャ、移動性、シングルポート対応、アクセス戦略、力覚（フォースセンシング）の有無、および胸部関連データについて、Shurui SP、Toumai、EDGE SP1000、Hugo RAS、Versiusが比較されています。

中国および新興プラットフォーム

「Shurui SP (Beijing Shurui Technology Co., Ltd.)」は、中国初の国産シングルポートロボットシステムで、柔軟な蛇腹アーム設計が特徴です。単一の肋間切開を通して複数の関節器具を導入できます。da Vinci SPの2.5cmカニューレが肋骨下切開を必要とするのに対し、Shurui SPはより小さい肋間互換ポートを採用しており、真の肋間シングルポートアクセスを可能にする可能性があります。「Toumai (MicroPort MedBot)」は、中国で開発された多ポートマスター・スレーブロボットシステムで、da Vinciシステムと比較して導入コストが大幅に低いことが主要な競争上の利点です。これにより、中国や他の新興市場でのロボットアクセス拡大が期待されます。「EDGE SP1000 (Edge Medical)」は、中国で開発されたシングルポートロボットプラットフォームで、婦人科手術で初期の臨床使用が報告されています。コンパクトな設計が胸部手術への適応を容易にする可能性がありますが、現時点では胸部外科での応用は報告されていません。

その他の新興プラットフォーム

「Hugo RAS (Medtronic)」は、Medtronic社製のモジュール型ロボットプラットフォームで、オープン型コンソールと4つの独立した位置決め可能なロボットアームカートが特徴です。各アームが独自のモバイルプラットフォームに搭載されており、様々な手術室の構成に適応できます。オープンコンソール設計は手術室チームとのコミュニケーションを強化します。「Versius (CMR Surgical)」は、英国で開発された完全にモジュール化されたポータブル設計のシステムです。各ロボットアームは独立した車輪付きの小型ユニットであり、手術台の周りに自由に配置できます。これにより、迅速なセットアップ、手術室間の容易な移動、特定の術式に合わせた柔軟な構成が可能です。このシステムは5mmの関節付き器具を使用し、手首レベルのコントロールで力覚フィードバックを提供します。

胸部外科におけるアクセシビリティと競争

これらの代替プラットフォームの登場は、コスト削減だけでなく、真の肋間シングルポートアクセス（Shurui SP）、触覚フィードバック統合（Versius、da Vinci 5）、胸郭の空間的要件に適応するモジュール型構成といった、胸部外科に直接関連する分野でのイノベーションを加速させる可能性があります。ロボット手術の訓練カリキュラムは「技術に依存しない」ものへと変化し、異なるシステムに適用可能な原則を重視し、複数のプラットフォームが共存する未来が予測されています。

ロボット胸腔鏡手術の将来展望

ロボット胸腔鏡手術の次のフロンティアは、ハードウェアの改良を超え、人工知能（AI）、拡張現実（AR）、蛍光誘導イメージング、自律支援、デジタルツイン技術、遠隔手術の統合へと向かっています。これらの技術は、ロボットシステムをリアルタイムの意思決定支援、予測モデリング、そして潜在的に監視下の自律タスク実行が可能な「インテリジェントな手術パートナー」へと変革する可能性があります。

人工知能（AI）とコンピュータビジョン

AI駆動技術は、術前リスク層別化、画像解析、術中ナビゲーション、術後アウトカム予測など、胸部外科の全経路で進化しています。胸部腫瘍学では、AIが肺結節検出、病理組織分類、リンパ節転移予測を強化し、学際的な意思決定と個別化された治療を支援します。術中には、コンピュータビジョンアルゴリズムが手術フェーズや器具を専門家と同等の精度で識別できるようになっています。ディープラーニングモデルは、手術ビデオから手術手順をリアルタイムで認識し、自動化されたワークフロー分析、パフォーマンスフィードバック、術中意思決定支援を可能にしますが、臨床的検証はまだ初期段階です。

拡張現実（AR）と術中ナビゲーション

拡張現実（AR）と3Dナビゲーションシステムは、術前の画像データを術中の手術野にオーバーレイ表示し、複雑な切除中のリアルタイム解剖学的ガイダンスを提供します。ARナビゲーションガイドによる肺結節局所化システムを用いた多施設前向き試験では、95.3%の高い局所化成功率が報告されています。特に区域切除術において、気管支血管解剖の正確な特定が不可欠であるため、ARとAI支援ナビゲーションは非常に重要です。da VinciコンソールのTileProマルチディスプレイは、3D再構成を術野と同時に視覚化できるため、没入型の体験を提供します。

蛍光誘導イメージング

インドシアニングリーン（ICG）蛍光イメージングは、ロボット胸腔鏡手術において、区域境界同定、肺結節局所化、リンパ節マッピングに応用されています。肺動脈結紮後に静脈内投与されたICGは、近赤外線イメージング下で灌流された肺区域と非灌流区域の境界を明確にします。ICG吸入によるアプローチでは、腫瘍が蛍光を発する健康な組織に対して暗く見える陰性コントラストイメージングを通じて腫瘍マージンを検出でき、静脈内注射よりも2倍高い検出効率が報告されています。

デジタルツイン

デジタルツイン技術は、物理的な対象者や臓器を仮想空間に再現し、リアルタイムでシミュレーションするものです。胸部外科では、術前シミュレーションや術中ガイダンスに応用され始めています。将来のシステムでは、換気パラメータや血行動態などのリアルタイム生理学的データを、対象者固有の解剖学的モデルと統合し、手術中に支援を提供し、計画された切除の機能的影響をリアルタイムで予測する可能性があります。

自律手術支援

ロボット手術は、ロボットが専門家の監視下で特定のサブタスクを自動で実行する自律支援へと進化しています。最も進んだ前臨床例では、Smart Tissue Autonomous Robot (STAR)が、ブタモデルで自律的な腹腔鏡下腸吻合術を成功させ、熟練した専門家と比較してより一貫した縫合針の配置、縫合間隔、縫合バイトサイズを報告しました。胸部外科では、カメラの自動位置決め、組織牽引、標準化された構造の血管シーリング、AIが特定した区域境界に沿ったステープラー展開などが潜在的な自律サブタスクとして考えられます。

遠隔手術と遠隔指導

5Gネットワーク技術の進歩により、専門家が地理的に離れたコンソールから手術を行う遠隔ロボット手術が臨床的に可能になりました。Shurui SPプラットフォームを用いた最初の陸路横断シングルポートロボット胸腔鏡右肺上葉切除術では、8,000km以上離れた場所から手術チームが操作し、58分で合併症なく完了しました。遠隔指導は、熟練した専門家が遠隔で手術中の専門家にリアルタイムのガイダンスを提供するより直接的な応用です。これらの技術は、胸部外科専門知識の世界的分布を改善し、十分なサービスが提供されていない地域でも複雑なロボット手術を可能にする可能性があります。

技術の融合と統合

これらの技術の変革的な可能性は、個々のイノベーションだけでなく、統合された手術エコシステム内でのそれらの融合にあります。将来のロボット胸腔鏡手術室は、AI駆動の術前計画（3D再構成、リスク予測）、ARガイド下の術中ナビゲーション（リアルタイム解剖学的オーバーレイ）、ICG蛍光イメージング、デジタルツインモニタリング、コンピュータビジョン（自動フェーズ認識と安全アラート）、および選択されたサブタスク実行のための自律支援を、高速ネットワークを介した遠隔指導と統合して、単一の相互接続されたロボットプラットフォーム内に組み合わせる可能性があります。

まとめ：RATSの進化がもたらすもの

ロボット胸腔鏡手術は、初期の技術から解剖学的肺切除術の主要な低侵襲アプローチへと進化し、ますます複雑な手術に応用が拡大しています。これまでのロボットプラットフォームの進化がもたらした主な影響は、専門家の体験（エルゴノミクスの改善、視覚の向上、手術の自律性向上、手術能力の拡大）にあり、測定可能な対象者アウトカムに直接的な影響を与えるという確固たるエビデンスはまだ不足しています。しかし、専門家のエルゴノミクス改善は疲労によるエラーを減らし、低侵襲技術の採用を促進する可能性があります。ランダム化比較試験では、RATSがVATSと比較して腫瘍学的非劣性であることが確認されていますが、対象者レベルでのアウトカムに関する決定的なエビデンスは依然として少ないのが現状です。ポート削減アプローチやシングルポートプラットフォームといった新しいイノベーションは、初期の採用者シリーズで技術的実現可能性を示していますが、裏付けるエビデンスはまだ初期段階です。AI支援意思決定支援、拡張現実、自律手術システムといったより投機的な進歩は大きな可能性を秘めていますが、胸部外科における臨床的検証はまだ不足しています。代替プラットフォームの出現は競争を激化させ、コスト削減を加速させる可能性があります。これは、世界中で公平なアクセスを確保するための重要な要素です。しかし、技術進歩は、構造化され標準化されたトレーニング経路、そして長期的な腫瘍学的エンドポイントを含む高品質な比較エビデンス、特に多施設ランダム化比較試験によって裏付けられる必要があります。最終的に、ロボット胸腔鏡手術の未来は、継続的な技術革新だけでなく、これらの進歩を安全かつ公平に世界中の臨床実践に統合し、対象者にとって真に意味のある利益をもたらすことを実証できるかにかかっています。

用語集

RATS: ロボット支援胸腔鏡手術（Robotic-assisted thoracic surgery）の略。ロボットシステムを用いて胸部で行われる低侵襲手術。
VATS: 胸腔鏡下手術（Video-assisted thoracoscopic surgery）の略。カメラと器具を小さな切開部から挿入して行われる低侵襲手術。
da Vinciシステム: インテュイティブサージカル社製のロボット手術システム。
低侵襲手術: 体への負担を最小限に抑える手術方法。
3D高精細視覚: 立体的な高解像度画像で手術野を見る機能。
多自由度関節器具: 人間の手首のように多方向に動かせる手術器具。
手ぶれ補正機能: 専門家（手術を行うプロフェッショナル）の手の震えを打ち消し、より安定した操作を可能にする機能。
エルゴノミクス: 人間工学。専門家が快適かつ効率的に作業できるような設計。
ポート削減アプローチ: 手術のために必要な切開の数を減らす方法（例：2ポート、1ポート）。
シングルポート: 単一の切開部からすべての器具を挿入する手術アプローチ。
触覚フィードバック: 手術器具を介して、組織の硬さや抵抗などの感覚を専門家（手術を行うプロフェッショナル）に伝える機能。
AI (人工知能): コンピュータが人間のように学習・推論する技術。
AR (拡張現実): 現実世界にデジタル情報を重ね合わせて表示する技術。
ICG (インドシアニングリーン): 近赤外線で蛍光を発し、血流やリンパ流を可視化する色素。
デジタルツイン: 物理的な対象者（手術を受ける人）や臓器を仮想空間に再現し、リアルタイムでシミュレーションする技術。
自律手術支援: ロボットが専門家（手術を行うプロフェッショナル）の監視下で特定の手術タスクを自動で実行する機能。
遠隔手術: 専門家（手術を行うプロフェッショナル）が対象者（手術を受ける人）から地理的に離れた場所からロボットを操作する手術。