AR・VR技術の医療分野への導入・活用について｜実際の活用事例も解説

ARやVR技術は、建設や小売、製造などさまざまな分野で活用が広がっています。医療分野においても例外ではなく、遠隔医療や手術補助など、多様なシーンでAR、VR技術が活用されています。本記事では、医療分野におけるARやVRの活用状況、事例などについて解説します。

そもそもAR・VR・MRとは? 技術的な違いを解説

ARとVR、MRは似ているようで実際には異なる技術です。現在、これらの技術は教育や医療、小売、エンターテイメントなどさまざまなジャンルで活用されていますが、それぞれ特徴やメリットが異なります。

AR技術

ARとは、Augmented Reality(アグメンテッド リアリティ)の略で、日本語では拡張現実と訳されます。現実世界に画像やテキスト、3Dのキャラクターなどバーチャルな視覚情報を重ねて表示させ、現実を拡張する技術です。

世界中で大ヒットしたスマートフォン向けゲームアプリ「ポケモン GO」は、まさにAR技術を活用した作品のひとつです。スマートフォンの画面に映し出された現実世界に、ポケモンが表示される様子は、目の前に本物のポケモンが存在するような臨場感を楽しめます。

ARが一般社会へ広く普及した理由のひとつには、特殊なデバイスが必要なく、スマートフォンやタブレット端末などで利用できることが挙げられます。

現在ではゲーム以外にも、商品のプロモーションや在庫管理、メイクのバーチャル体験など、さまざまなジャンルで活用されています。

VR技術

VRは、Virtual Reality(バーチャル リアリティ)の略であり、日本語では仮想現実と訳されます。専用のゴーグルやヘッドセットを装着することで、目の前に仮想世界が広がり、まるで別世界にいるような体験ができる技術です。

ARとの違いは、VR用のヘッドセットを装着することで外界とのつながりが遮断される点です。VRは完全なるバーチャルの世界であり、現実世界とは切り離されています。

なお、VR体験するためのゴーグルやヘッドセットには、スマートフォンやPCに接続できるものや、接続するデバイスやケーブルが不要なスタンドアローンタイプがあります。

専用のゴーグルやヘッドセットは、以前は高価な製品が多くを占めていたものの、現在では低価格帯の製品も増え、ゲームや映像作品など、エンターテイメント分野での普及が進んでいます。

VR技術活用のメリットは、ユーザーにリアルな仮想現実を体験してもらえる点です。たとえば、高所作業の研修ではVRデバイスを装着してリアルな墜落体験をしてもらうことで、危機意識の向上に役立てられています。一方、デメリットとしては専用デバイスを用意しなければならない点が挙げられます。

MR技術

MRとは、Mixed Reality(ミックスド リアリティ)の略であり、日本語では複合現実と訳されます。ARのように、現実世界へデジタル情報を反映させる技術ですが、ユーザーが表示されているデジタル情報に直接触れて操作できる点や、複数人による同時体験が可能な点がARと異なる部分です。

MRもVRと同様に専用のデバイスを装着することで体験が可能です。デバイス越しに映し出されるのは、現実世界と融合したデジタル情報であり、まるでオブジェクトがそこに存在するような体験ができます。

MR技術が活躍するシーンとしては、製造分野が挙げられます。製造業における製品開発では、実際に試作品を制作するケースがほとんどでしたが、MR技術のおかげでデジタル上でリアルな試作品を制作でき、完成イメージの把握や改善点の洗い出しなどが手軽になりました。また、教育や医療、建築などの分野においてもMR技術の活用は始まっています。

MRデバイスは高額な製品が多く、ARやVRほどは普及していません。しかし、ARやVR単体で活用するよりも利便性が高いうえに、さまざまなシーンで活用できるため、今後はあらゆる業界で活用が進んでいくと考えられます。

医療現場で用いられるAR・VR技術

日本の医療現場は慢性的な人手不足と言われています。高齢者が増加するなかで医療ニーズは高まっているものの、供給が追いついていない状況であり、多くの医療機関が人材難に喘いでいるのが現状です。

近年、医療現場では人材不足の解決に向けてARやVRの技術が注目を集めており、積極的に技術を活用する医療機関も増えてきています。ここからは、医療現場におけるこれらの技術の具体的な活用事例を紹介します。

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遠隔医療・診察の実現

AR技術を活用すれば、遠隔診察や医療が可能です。遠隔診察の場合、非対面ゆえに複雑な症状や手術の説明のような医師が伝えたい内容が正確に伝わらないケースが少なくありません。このような場合でも、AR技術を用いれば、現実世界の情報にデジタル情報を加え、遠隔地にいる患者にも分かりやすく説明できます。

また、5G回線の誕生も遠隔診察の実現に一役買っています。5G回線は4Gよりもさらに高速で大容量の通信を可能にしており、遅延も少ない点が特徴です。従来の遠隔診察では、どうしても通信の遅延がネックとして介在していましたが、5G回線の誕生でストレスのないスムーズなやり取りができるようになりました。

近年では、5G回線とAR技術を用いた新たな医療ソリューションが誕生しています。患者のもとを訪問した看護師が特殊なデバイスを装着し、医師にカメラやマイクを通して情報を共有しながら診察を行えるソリューションです。これにより、医師が患者のもとへ足を運ぶことなく診察を行えるため、医師不足の解消にも役立ちます。

医学研修・シミュレーションの補助

医学研修においても、AR技術が活用されています。たとえば、AR技術で投影した3D解剖モデルを使用した研修が挙げられます。医師の研修に必須の解剖ですが、そう頻繁に人体を用意することはできません。そこでAR技術を用いれば、リアルな3D解剖モデルをデバイスに投影でき、本格的なシミュレーションが可能です。

AR技術で表現したリアルな3Dモデルを研修に利用することで、平面的な情報しか得られない本や写真では困難な複雑な人体構造の理解を深められます。

また、VRを活用すれば医療現場におけるトラブルシミュレーションも可能です。医療の現場では、突発的なトラブルが発生するケースが多々あります。VRを用いれば、実際にトラブルが発生したとき、どのような行動をとるべきかをシミュレーションを通じて学ぶことができます。

手術の補助

AR技術を手術の補助に使用するケースも増えてきました。難易度が高い手術では、ほんのわずかなミスによって人命が失われるおそれがあります。

AR技術を用いれば、患部の様子を3Dで可視化し、血管や重要な臓器を見やすくできるため、難易度の高い手術の成功率をあげられます。

上記のような手術補助が可能な医療用デバイスもリリースされています。デバイスを用いて患部を覗くことで、手術する血管や神経などを色分けして可視化できるため、ミスによる血管の損傷や不要な骨の切除を回避できるのがメリットです。徳島大学病院では脊髄手術において実際にこのAR顕微鏡が用いられています。

リハビリテーション(理学療法）の補助

リハビリテーションの補助にもARやVR技術は有効です。退屈なリハビリ訓練は患者がすぐに飽きてしまい、モチベーションも低下しがちです。そこで患者にVRゴーグルを装着してもらい、仮想世界のなかでゲームの要素も取り入れることで、楽しみながらリハビリに取り組んでもらえるとともに、やる気の促進にもつながります。

また、高齢者のなかには病院まで足を運ぶのが体力的に厳しい人も少なくありませんが、VRを活用すれば、自宅でもリハビリに取り組めるのがメリットです。

なお、もともとVRを用いたリハビリは脊髄損傷患者が対象でした。しかし、近年では認知症の改善や予防にも効果が認められており、広がりを見せつつあります。

精神疾患の治療(VRセラピー／VR療法）

精神疾患の治療にも、VR技術が活用されています。たとえば、あるVRアプリは自閉症スペクトラム障害の患者を対象とした専用アプリとして開発され、自閉症患者の症状改善などに有効と期待されています。

VRデバイスと当該アプリを利用すると、自閉症患者の興味や関心を引けそうな仮想世界がデバイス越しに投影される点が特徴です。仮想世界のなかで、ゲームを楽しむつもりで遊びながらコミュニケーションの取り方や言語能力の向上を図ることができます。

自閉症スペクトラム障害の症状として、他人とうまくコミュニケーションをとれない、考えていることを言語化できないことなどが挙げられますが、このアプリを活用すれば対人コミュニケーションが苦手な自閉症患者に対しても効果的なトレーニングが可能です。

また、VR技術は自閉症の改善だけでなく、うつ病やトラウマの克服などにも活用が広がっています。

【事例】医療現場で実際に活用されているAR・VR技術を紹介

ARやVRの技術は、すでに多くの医療現場で活用が進んでいます。ARやVRに興味がある、医療の現場へ導入したいと検討しているのなら、具体的な活用事例に目を通してみましょう。

救急現場でのARグラスの活用

救急隊員はハンズフリーで通話に手間をとられることなく、医師の指示をその場で受けながら必要な処置を施すことが可能です。また、搬送先の病院では現場の状況をいち早く把握することで受け入れ態勢の準備がスムーズになります。病院への搬送後もスピーディーな対応ができ、処置を始めるまでの時間を短縮できます。

AR顕微鏡を使用した手術

徳島県にある大学病院の整形外科では、AR顕微鏡を整形外科手術に活用しています。同病院では、主に脊髄腫瘍に対する手術にAR顕微鏡を活用しています。

術前に撮影したCT、MRIのデータをデジタルイメージ化し、デバイスへ投影することで脊髄腫瘍手術のような難易度の高い手術でも安全に行うことが可能です。AR技術により血管構造や脊髄の位置関係が明確になり、余計な骨の切除や合併症を回避できます。

また、同病院ではAR顕微鏡だけでなく、医療用ロボットを活用した支援脊椎手術も行っており、手術の安全性を高めることに成功しました。

VR技術を使用したリハビリセンター

大阪に拠点を構える某リハビリテーションセンターでは、VR技術を活用した特殊なリハビリ用医療機器を導入しており、患者がゲーム感覚で楽しくリハビリに取り組むことができます。

VRゴーグルを装着するため、患者は周りの目を気にすることなく集中してリハビリに取り組めます。また、ゴーグルに投影される映像はシンプルであるため、脳の処理能力に余計な負荷をかけず、脳機能活性化につながるのもメリットです。同センターが導入している当該ツールは国内外から高く評価されており、全国の医療機関への導入が進んでいます。

ARサービスによる画像診断

AR技術を用いた画像診断も広がりを見せつつあります。たとえば、ある大学で開発されたツールは、レントゲンやMRIで取得したデータを患者の体へ投影できる点が特徴です。これにより、医師はMRIやレントゲンの撮影データをチェックしつつ、診察や治療を行えるようになりました。

従来は、CTやMRIなど個別の情報を医師が組み合わせつつ診断していたものの、ARサービスによってその必要がなくなりました。情報を統合できるようになり、画像診断の精度向上にもつながっています。

ARを用いた遠隔からの指導・相談

ARを用いて医師を遠隔で指導する試みも行われています。これはオーストラリアの支援により実現した試みで、地方の医師がARゴーグルを介して都市部の医師と情報を共有することで、指導を受けながら適切な処理を行うことを実現しています。

また、この取り組みにより、重篤な状態にある患者を移動させることなく、都市部の専門医による診察やサポートを受けられるようになりました。日本の過疎地でも有効な取り組みであるため、今後普及していく可能性があります。

まとめ

ARやVRの活用によって、遠隔診察や医学研修、手術補助などを実現でき、難易度の高い手術でもより安全に行えるようになりました。現在はまだ一部での活用に留まっているものの、今後さらに高度化した技術が医療の世界で広がりを見せていくことが予想されます。地方における医師不足を解決する手段として、ARやVR技術の発展に注目です。