1.人と道具 10年以上の発展を経て.ニューロナビゲーション手術は設備と技術の面で大きな進歩を遂げ.広く利用されるようになりました。 1977年に中国で神経ナビゲーションシステムが導入されて以来.中国では現在100台以上の神経ナビゲーションシステムと3台のiMRIがあり.そのうち華山病院脳神経外科では現在6台の輸入・国産神経ナビゲーションシステムと2台のiMRIを保有しています。 先進的なナビゲーションシステムの適用により.中国における微小侵襲脳神経外科手術の発展が大きく促進され.大多数の患者の利益につながることは間違いないでしょう。 しかし.ナビゲーションシステムはせいぜい手術の道具であり.その役割を果たすためには人に使われなければならないことを冷静に理解しなければならない。 後者の知恵と「3つの基本」（基礎理論.基礎知識.基礎技術）.特にマイクロサージャリーテクニックが.ナビゲーション手術の成功のカギを握っています。 注意しなければならないのは.中国ではマイクロ神経外科がまだ普及しておらず.その質もまだまだ向上させる必要があるということです。 したがって.ナビゲーショナル・サージェリーを普及・応用する際には.マイクロ・ニューロサージェリーの普及と改良にさらに力を入れる必要がある。 どんな先進的な機器や器具も完璧であるはずがなく.長所と短所があります。 現代のナビゲーションシステムも例外ではなく.その精度に影響を与える欠点や短所を内在しているため.その長所を最大限に生かし.短所を最小化あるいは回避するために.十分な認識を持って使用する必要がある。 したがって.高精度の診断・治療機器や器具が充実した21世紀の現代医療を前にして.「人と物」の正しい関係の重要性を意識し.「3つの基本」を重視することが.持続的な学術発展の基本である。 2.開発動向 ナビゲーションシステムのコンピュータとソフトウェアの側面。 (1) 高速処理システムの開発と応用により.コンピュータを利用したアプリケーションは.これまで想像もできなかったレベルに達することができる。 パーソナルコンピュータの性能向上は.現在のワークステーションを置き換える可能性が高く.ナビゲーションシステムの小型化.携帯化だけでなく.低価格での販売も期待される。 (2) 高解像度の立体監視画面の開発により.脳深部の複雑な構造を立体的に表示することが可能になる。 (3) ハード・ソフト開発 ナビゲーションシステムの適用が容易になり.装置の高度な自動化・知能化.偏差の自動登録・補正が可能になる。 タッチコントロールパネルの応用により.脳神経外科医が直接コンソールを操作することができ.技術者の補助を必要としない。 (4) 複数画像の融合 複数の画像（CT.MRI.fMRI.DTI.MRA.MRS.PET.CTAなど）の自動融合は.術者に多くの選択肢と情報を与え.ナビゲーション手術をより安全かつ効果的にするだけでなく.以下の利点がある。 1）病変部の解剖学的正確な位置特定だけでなく.病変部の皮質周囲の機能領域（fMRI） 白質伝導路（DTI） を提供できる。 (ii)脳血液供給（拡散MRI）.脳代謝（PET）.早期脳虚血（灌流MRI）の情報を提供する。(iii)動脈瘤のネッククランプを容易にし.動脈瘤担持動脈や重要貫通枝の損傷を避けるために脳血管（MRA.MRV）の3D画像を提供する。(iv) 低磁場のiMRIが高磁場のiMRIとして機能できる.つまり術前診断の高磁場のMRI画像を使って低磁性のiMRIと併用できる。 高磁場MRI画像と低磁場術中MRI画像の融合により.病変部の解剖学的局在画像の品質が向上し.高磁場術中MRIの運用が可能になるだけでなく.手術時間やコストを大幅に削減できる。⑤個別最適な手術計画やアクセス設計.術前シミュレーションデモ。 (5) バーチャルシミュレーション（VR）技術の開発と応用 VRにより.脳神経外科医は術前の各手術ステップと遭遇する可能性のある問題点.可能な対応策を実演することができる。 これにより.患者ごとの個別の手術計画の設計の質が大幅に向上し.ナビゲーショナルサージェリーがより個別化され.安全で効果的なものとなる[58, 59]。 同時に.この技術の応用は.若手脳神経外科医の育成に役立つだけでなく.経験豊富な脳神経外科医が複雑な手術を行う際の術前検討や準備にも役立つ。 (6) ブレインシフトの自動補正 ブレインシフト補正ソフトウェアの研究開発（異なる位置.異なる手術アプローチ.異なる骨窓サイズなど）により.このエラーを補正して.ナビゲーション手術の精度と安全性を向上させると期待されている。 (7) 低磁場術中MRI機能の開発 低磁場術中MRIは.術中の脳のずれや変形を検出し.リアルタイムに病変の位置確認.発見.切除範囲の判断の根拠となる脳解剖画像を提供できる。 最近.0.15T術中MRIによるfMRIが報告されているが（Azmi, 2007）[60] .DTIやMRSなど他の関連する脳機能の画像を得ることはできない。 高磁場術中MRIは脳機能の画像を提供することができるが.これらの時間のかかる画像を術中に取得することは議論の余地があり.困難である。 上海華山病院脳神経外科と復旦大学デジタル医学研究センターは.剛体・非剛体レジストレーション法の物理モデルまたは数学モデルとマルチ画像融合技術を応用して.術前の1.5T DTI画像と術中の0.15T MRI画像を融合して術中の腫瘍切除を誘導することに最初の成功を収めた。 この技術は.大規模サンプルでの精度の検証はまだ行われていない。 (8) iMRIハードウェアの最適化 診断用クローズドMRIを手術用MRIに変えるためには.iMRIシステムの設計において.磁場力とオープンマグネットの相反する物理的特性を克服し.バランスを取る必要があった。 GE社がブリガム・アンド・ウィメンズ病院と共同開発した0.5T Signaシステムのような第一世代の垂直オープン型術中MRIは.比較的制限が少なく.ほぼ無停止で画像を取得できるという利点があるが.磁石の間のスペースが小さいため.患者の位置だけでなく術者の操作性にも制限がある。 磁石の間隔が狭いため.患者のポジショニングだけでなく.術者の範囲やスペースも制限される。 第2世代.第3世代の術中MRIは.マグネットや患者の手術用ベッドを移動させることでこれらの問題を克服することは可能ですが.手技の中断.レジストレーションの繰り返し.滅菌・隔離が必要となり.手技に時間がかかるとともに汚染の可能性があります。 磁石の製造プロセスの開発により.高品質な画像の取得を確保しつつ.広々とした空間を提供することが可能となり.患者の様々な体位への配置を容易にするだけでなく.手術操作を中断することなく.真の意味でリアルタイムナビゲーショナルサージェリーを実現することができます。 並列またはマルチチャンネル技術の使用により.より強力なグラデーション.ダイナミックな画像取得.そして画像取得のために手術を中断することなく.術中の迅速な.さらには連続的な画像取得が可能となります。 特殊な画像アンチジャミング技術の使用により.術者の手や器具の動き.バイポーラによる高周波ノイズなどの外的要因による干渉を受けずに画像を取得することができる。iMRIは小型化・高解像度化に向けて発展し.ナビゲート手術における術中のリアルタイムのポジショニングとナビゲーションが可能になると考えられる。 (8) ロボット工学と遠隔操作手術（テレサージェリー） 近年.ロボットやロボットアームが.手術用顕微鏡.研削ドリル.リトラクター.電極.内視鏡などを.手の震えや揺れ.術者の体力や精神力の影響を受けずに操作することができるようになってきた。 近い将来.外科医の制御下で一部の手術を行うロボットのDD遠隔操作手術が.現実のものとなるかもしれません。 30年前の航空機の着陸と離陸は.パイロット自身によって操作されなければならないように.今日は人間の操作を置き換えるために完全自動ナビゲーションシステム.ドライバは.監視システムを介してナビゲーションシステムの作業を監視する必要がありますだけです。 3.脳神経外科の概念が変わる 現在.iMRIナビゲーション手術は主に脳腫瘍.特に神経膠腫.下垂体腫瘍.脳転移などに使用されていますが.将来的には頭蓋内良性腫瘍.脳血管障害.機能的脳神経外科.血管内治療などに拡大する可能性があります。 また.iMRIナビゲーション技術の応用により.従来の外科手術の概念に変革をもたらすものもある。 例えば.脳熱破壊手術では.従来.治療目的のターゲットポイントに作用させるために.頭蓋骨を開いて集束超音波やレーザーを頭蓋骨内に導入しなければならなかった。 術中MRIナビゲーション技術を用いれば.集束超音波を術中MRIで正確に3Dガイドして頭蓋骨のターゲットポイントに照射するので.ターゲットポイントの表面や周囲の正常な神経血管にダメージを与えず.誤差は1mm以下である。術中MRIは正確な位置とガイドを提供するだけでなく.ターゲットエリアの温度をモニターして熱破壊度をコントロールすることもでき.まさに微侵襲・非侵襲手術の要求に応えられる。 最近.米国FDAはこの技術を子宮病変の治療法として承認し.乳がんや肝臓がんへの応用も検討されている。 また.イスラエルと米国で開発されたMRIgFUSシステムの応用として.再発性膠芽腫の臨床第I/II相治療が進行中です。