医師たちはバーチャルリアリティでトレーニングします
Physicians train with virtual reality.
ヘルスケアは、拡張現実（XR）、つまり拡張現実と仮想現実の両方で構成される新しい用途を見つける多くの分野の1つにすぎません。
特に仮想現実（VR）は、ティーンエイジャーのがん患者のリモートサポートグループをホストすることから、外傷医学の恐ろしい現実の味わいを医学生に与えることまで、あらゆることに使用されています。
これらのプロジェクトは、通常、VRのために一度限りの特別な実装です。しかし、この技術は進化を続け、その利用可能性が増加することで、より汎用的なアプリケーションを作成することが可能になっています。
VRの開発者や投資家たちはその潜在的な可能性を見逃していません。Research and Marketsが2022年6月に発表した「AR-VR in Healthcare Market」レポートによると、この分野は2021年に2748百万ドルで評価され、2027年には9796百万ドルに達する見込みです。
この成長を牽引する2つのアプリケーションとして、Research and Marketsによって特定されたものが医療訓練と手術計画です。
英国王立外科医師カレッジは、手術の進展について調査する委員会を設立し、その委員の1人である形成外科医で医療起業家のナディーン・ハチャチ・ハラム博士はMobiHealthNewsに語りました。「シミュレーションにおける仮想現実の効果的な使用を見ることができます。ここでの課題は、数万種類の手順があり、それぞれに微妙な違いがあるため、拡大するコストです。」
いくつかの企業がスケーリングの問題に取り組んでいます。
現在の外科医の訓練方法
医学生に外傷状況を露出するためのVRシミュレーションによって示されるように、VRシミュレーションの主な価値は、実際の手術で何が起こるかについて外科医にアイデアを与えることです。
ニューヨークのスペシャルサージャリーホスピタルの整形外科医であり、Chief Medical Innovation OfficerであるDr. Michael Astは、手術は伝統的にメンターシッププログラムとして教えられていると説明しています。「我々は修正された教室のような場所で教育を行い、その後、手術の手順を訓練生に案内します。ついに、彼らは手順に参加し始めます。」
このアプローチの問題は、「数万種類の手順があり、それぞれに微妙な違いがある」ため、訓練生が実際に参加できる手順の数が限られていることです。また、Dr. Astによれば、これらの「違い」は手術の機械的な部分だけでなく、「訓練が進むにつれて、訓練生たちは、私たちの仕事が問題を修正するだけでなく、解剖学の残りを保存することであることに気づきます。質問は、 ‘このドリルはどのように機能するのか’ から ‘このドリルを使用するときに他のものに損傷を与えないようにするにはどうすればよいか’ に変わります。」
一般的な患者モデルでの訓練
Dr. Astは、手術の特定の技術を実際に使用する前に訓練生に練習の機会を提供する手術訓練および評価プラットフォームであるOsso VRの顧問委員会に参加しています。Ossoのシミュレーションは、Oculus Questヘッドセット用の個別のアプリケーションです。Ossoの製品副社長であるAnu Kirkは、「行いたい手順を選択すると、本物の手術室に似たシミュレーションに入ることができ、本物の患者と本物の装置があります。」と説明しています。
シミュレーションはUnityゲームエンジンを使用して開発されており、手術機器メーカーが提供する「技術ガイド」に依存しています。Kirkは、「技術ガイドを読み、スクリプトを書きます」と説明します。「そして、プロダクションチームがスクリプトを受け取り、 ‘これらのデバイスのモデルを作成する必要があり、この種の解剖学が必要であり、これらの種類の相互作用を構築する必要がある’ と言います。シミュレーションを準備するには、最大で数ヶ月かかります。私たちができるだけ現実的にするために、時にはYouTubeが私たちのビデオを過激すぎるとして禁止することもあります。」
関連するツールや患者に加えて、シミュレーションは、手術を実行する訓練生を案内するためのハイライトやツールのヒント、または浮遊するダイアグラムを提供します。（プラットフォームは、支援をオフにしたテストモードでも使用できます。）手順が終了すると、システムはフィードバックを提供できます。「スクリューをドリルで固定する必要がある場合など、そのスクリューの位置の正確さを測定することができます」とKirkは説明しています。
「また、チームトレーニングも行っています。ニューヨークにいる外科医がカリフォルニアにいる外科医と仮想環境で共に手術のテクニックを習得し、実際の手術前にシミュレーションを行うことができます。これは、新しいテクニックを採用する実践的な外科医にとって、バーチャルリアリティ手術トレーニングの最も価値のある部分の1つだと思います。」と、Ast博士は述べています。
患者モデルでのトレーニング
Ossoは、患者のデータをインポートしてシミュレーションが彼らの特定の解剖学に反映されるようにすることを検討していますが、現時点では規模化されているわけではないとKirk氏は述べています。一方、他の企業はそのアプローチに取り組んでいます。例えば、Surgical Theaterと8chillは、それぞれ個々の患者のイメージングをVRの解剖学的表現に変換することに焦点を当てています。
8chillのCEOであるAravind Upadhyaya氏は、「外科医が手術を行う理由を理解することが重要です。診断医療画像を見る必要があり、3D（3次元）でより理解できます。CT（コンピュータ断層撮影）スキャンやMRI（磁気共鳴画像）は3次元画像であるため、解剖学を再構築することができます。」と述べています。
この再構築を行うために、患者の医療画像とスキャンを8chillプラットフォームにアップロードし、外科医のニーズに合わせたモデルに変換します。「顔面外科医や整形外科医は、組織よりも骨に興味があり、3DモデルのSDLまたはOBJファイルを見たいと思います。一方、血管外科医や神経外科医は、組織に興味があります。その3D再構築には、業界標準のレイマーチングキューブが使用されます。」とUpadhyaya氏は述べています。
結果として得られたモデルはクラウドに保存され、外科医のラップトップに配信され、VRヘッドセットで表示できます。Upadhyaya氏は、「どのヘッドセットを使用するかについては、プラットフォームは中立的ですが、Oculus（現在はMeta）Questを好んでいます。彼らはアプリストアに簡単にプッシュすることができ、デバイスを管理しやすくしてくれました。」と述べています。
アップロードされた画像から作成されたモデルに加えて、8chillのプラットフォームでは、外科医が独自のモデルを生成することもできます。「外科医の頭にカメラが取り付けられたリグを作成しました。外科医が見るものをVRでキャプチャーしています。」別の外科医は、そのビデオをヘッドセットで見て、キャプチャーした外科医の動きを模倣することができます。
Surgical Theaterと8chillによる実際の患者の解剖学モデルを作成することによるさらなる利点は、自分たちの状態をより良く理解し、手術のプレビューを得るためにヘッドセットを着用することができる患者もいるということです。
今後の方向性
8chillは、手術コンテンツのライブラリを開発するためにプラットフォームを使用しています。「今日の私たちの目標はそこにあります。歯科手術のライブラリを持っており、今は看護手順を構築しています。カバーしなければならない領域がたくさんあります。Udemyのようなもので誰でも購入できるコンテンツが本当に多くなるには、数年かかると思います。」とUpadhyaya氏は述べています。
「私たちは、VRをトレーニングツールとしてだけでなく、評価ツールとしても利用できると考えています。現在、手術教育を長期的に評価する方法はありません。この技術を使えば、外科医の特定の手順に対する準備度を客観的に測定し、「はい、これを自分で行う準備ができています。」または「いいえ、もう少し練習しましょう。」と言うことができるようになるかもしれません。」とAst博士は述べています。
また、Ast博士は、ライブの手術シアターでもVRに役割があると考えています。「手術中に外科医が次の3つのステップと10の可能性がある予測アルゴリズムを持っているとすると、外科医は「仮想現実を見るためにメガネを切り替えて、素早く何が起こるか確認しましょう」と言うでしょう。」
Jake Widmanは、サンフランシスコに拠点を置くフリーランスライターで、コネクテッドデバイス、スマートホーム、スマートシティ、拡張現実などの新興技術に焦点を当てています。
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