コラム

医療におけるARとVRとは? 医療現場で活用される実例を紹介

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近年、AR・VR技術の様々な分野への広がりが注目されています。医療現場においても、遠隔医療やリハビリ、手術支援まで多くの場面で活用されています。

この記事では、医療現場で活用されるAR技術とVR技術から、医療現場におけるAR技術とVR技術の実例まで紹介します。導入を検討されている方は、ぜひ参考にしてみてください。

医療におけるAR技術とVR技術

医療において、AR技術とVR技術はどのように応用されているのでしょうか。ここでは、ARとVRの違いから、医療現場でのAR技術とVR技術の応用について解説します。

VRとARの違い

VRとは、Virtual Realityの略語で「仮想現実」という意味を持ちます。一般的には頭に着用するVRゴーグルを用いることで、自分が映像・仮想現実の内部にいるような体験ができます。

一方、ARとはAugmented Realityの略語で、日本語では「拡張現実」です。実在する風景に仮想の情報を組み合わせて現実世界を拡張し、まるで世界に広がる情報が増えたかのように見せる技術です。

VRが現実ではない映像を仮想現実として見せるのに対し、ARは現実の世界に映像を加えて拡張させることが違いです。

医療現場でのVR技術の応用

VR技術は、トレーニングやシミュレーション目的での応用がなされていることが一般的です。

患者側・従事者側それぞれに応用できるシステムがあり、VRシステムはより実践的な状況を作り出せることが強みでしょう。医者が手術のシミュレーションをVRで行ったり、患者がリハビリトレーニングにVRを使用したりすることで、実践に即した状況を作り出すことが可能です。

医療現場でのAR技術の応用

AR技術は、手術中の情報確認用デバイスとして応用する研究が進んでいます。タブレットなどの端末を用いて確認する他、専用のデバイスを使用して実空間に情報を映し出すことも可能です。

周囲の人間と見えているものを共有できるため、認識の相違が起きにくく、また現実世界に拡張現実を投影する分、現実の情報へリンクさせやすいことがメリットです。

AR技術は他にも遠隔医療や画像診断、手術前の医師の支援にも応用されています。今後も様々な場面での活用が期待できるでしょう。

医療現場で活用されるVR技術の実例

それでは、実際に医療現場で活用されているVR技術を詳しくみてみましょう。

安全に取り組めるリハビリ用VR

A社では、立位姿勢が辛い方や歩行が困難な方に向けてのリーチングによる座位トレーニング用VRを提供しています。「リーチング」とは、VRの仮想空間上に表示される特定の位置に向かって手を伸ばす動作のことです。対象の位置や動作の速度を捉えて手を動かすことで、患者の認知課題と運動課題の、二重課題を解決するトレーニングで、歩行が困難な人でも安全に取り組めます。

このサービスは、リハビリの達成度を定量的に評価できる・患者の自発性を引き出す設計になっているなどの特徴があります。

あらゆる角度から心臓を観察できる教育用VR

B社のVRサービスは、あらゆる角度から心臓を観察でき、教育に活用されているサービスです。利用者は、ヘッドセットを装着してコントローラーを操作し、心臓を回転させたり中を切り開くことで心臓の様々な部分を観察することができます。

また、心臓の内部へと入り、内部から構造を観察するようなことも可能です。心臓の血管の内部まで観察でき、心臓の異常のある箇所や血液の循環を確認することができます。

教育目的の用途の他にも、手術前の患者家族への説明にこのVRを用いることで、病気や手術内容のより正しい理解に繋げることも期待されています。

医療現場で活用されるAR技術の実例

続いて、医療現場で活用されるAR技術の実例を紹介します。

遠隔医療の支援

C社のARサービスは、遠隔医療支援のサービスを展開しています。

このサービスでは、例えば遠隔地にいる医師と現地の執刀医が患者の患部の画面をタッチパネルなどで共有し、医師から執刀医にAR上で切開ラインを指示できます。指示したラインは、AR技術により患者の患部に表示させることが可能で、ベテラン医の指示のもと手術の執刀を行えるようになるのです。

このような遠隔医療の技術は日本でも広まりつつあります。

日本のD社は、ARを応用した遠隔操作支援システムの提供を予定しています。操作医師が、操作する検査機械を撮影して指示を仰ぐと、熟練の医師の手指の動きなどがカメラやセンサーで感知され、再現されます。操作する医師は、AR端末やスマホ端末で画面に投影された熟練医師の動きを確認できます。

遠隔医療の分野は熟練医師不足の解消として、今まさに注目されている分野です。

画像診断の精度を向上

E社では、CTやMRIから取得した体の臓器など内部の情報を、患者本人の体に写し出すARサービスを提供しています。体に映す情報は利用者が選ぶことができ、例えば骨だけや血管だけなどピンポイントでの情報を見ることが可能です。

これまでMRI、レントゲンの画像をそれぞれの医師が組み合わせて診断をしていたため、診断に誤差が生じていることは否めませんでした。しかしこのサービスでは体の動きに合わせた映像の確認が可能であるため、医師によっての診断の差は格段に減り、画像診断の精度も高くなります。今後、手術時の医師の支援や手術計画への応用にも期待されています。

また、歯の治療の分野でも、患者への説明用にAR技術で歯を立体的に投影させるなど、患者への画像診断の結果説明に応用する試みもあります。

3D解剖モデルを用いた学習や研修

F社は性別ごとの3Dの解剖モデルを用いて学習や研修に利用するARサービスを提供しています。このサービスでは、神経や筋肉まで、どの角度から見ても人体を詳細に見ることができます。

モバイル端末の画面上にARの3Dモデルを表示でき、人体の構造を理解したり、解剖実習の体験をどこででも手軽に行えたりすることが特徴です。

手術の精度やスピードを向上

G社は手術前に患者の体内を確認することで、手術精度やスピードの向上が図れるシステムの提供を開始しました。手術前の患者の体に、CTやMRIで撮影した2Dや3D、4Dの画像を重ねることができるARシステムです。

VRでも同様の技術がありますが、VRでは患部のみを表示させるのに対し、ARは患者の体や周囲の様子も映し出すことができることが特徴です。これにより、広範囲をスムーズに確認できることで手術の効率も上がるうえ、手術前に使用することで精度の高い手術計画を立てられます。

ARデバイスに関しては、他企業と提携して専用のヘッドギアを使用しています。このヘッドギアを付けることで、複数人で患者の情報を共有することも可能です。

ARやVR技術によって医療現場も進化を遂げる|AR技術を取り入れたい方はJCVの開発キットを

VRやAR技術の医療業界への応用は幅広く進んでおり、これからさらに参入企業も増えることが見込まれる分野です。医療分野でのVR・AR活用は、主に以下のような場面での使用が期待されています。

・リハビリテーション
・遠隔医療
・画像診断の精度の向上
・手術計画の策定
・患者への説明
・手術の精度・スピードの向上
・解剖学習・研修

AR技術は、周辺の環境を認識する画像認識技術が元になっており、現実空間の人物や周辺の環境の特徴点を抽出し、そこに付加情報を表示します。

JCVではARをはじめ顔認証システムや映像解析システムに応用されている、高精度の画像認識技術を提供しています。JCVの高い画像認識技術は今後AR分野における技術発展にも貢献できるでしょう。AR技術の活用をお考えの方は、ぜひJCVのARソリューション導入をご検討ください。

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