医療 MEDICAL

VRで辛いリハビリをエンタメに。医学会の風雲児が仕掛ける「mediVR」の挑戦【the innovator】前編

飛田恵美子

周囲に広がるのは畑。前方にいる人が屈んで野菜を収穫し、こちらに投げる。受け取るために手を前に伸ばす——。これは株式会社mediVRが現在開発しているVR(仮想現実)プログラムの中のひとコマだ。ゲームのようだが、主目的は楽しむことではなく運動リハビリテーションにある。開発の背景には、どんな課題があったのだろうか。代表取締役の原正彦氏に話を伺った。

上半身の体幹バランスを鍛えるプログラム

まずは、このVRプログラムについてもう少し詳しく紹介しよう。メインターゲットとして想定しているのは、歩行機能に何らかの問題を抱えている脳梗塞患者やパーキンソン病患者、高齢者だ。歩行には、下肢の筋力と上半身のバランスが必要とされる。mediVRが開発を進めるのは後者の領域、上半身の体幹バランスを鍛えるためのリハビリテーションプログラムだ。現役の医師でもある原氏は、その狙いをこう説明する。

「健常者にとって、手を前や横に伸ばす動作は難なくできるものですよね。しかし、脳梗塞後の患者にはそのコントロールが難しく、少し体を傾けるだけでバランスを崩してしまいがちです。そして、上半身がスムーズに動かないと、バランスを保持するために足が硬直してしまい歩行に障害が出ます。

止まっているエスカレーターを歩くと、不思議な感覚に陥るでしょう。あれは、小脳が覚えているバランスと視覚情報がミスマッチを起こすからなんです。脳梗塞後の患者にも同じことが起きています。今までの感覚で同じ動作ができないため、強烈な違和感を覚えて歩けなくなってしまうのです。

この状態を打開するには、自転車に乗る練習のように、何度も同じ刺激を与えて体幹バランスを小脳に記憶させないといけません。“これくらい前に手を伸ばすと体幹がどれだけ崩れるか”といったことを体と脳に覚えさせるのです」

ヘッドマウントディスプレイを装着すると、VR空間上に座標が現れる。コントローラーを持ち、その座標まで手を伸ばす。こうすることで、手を伸ばす距離や方向を定量的に指示することが可能になるのだ。

「これまでリハビリの現場では、医師や理学療法士が定量的に指示を出すことができないという課題がありました。“手を30センチ上げてください”と言われても、患者さんは“30センチってどの位?”と戸惑いますよね。そのため指示が曖昧になりやすく、負荷する刺激の強度が毎回バラバラになりがちでした。これでは医療者側も患者側もフラストレーションが溜まりますし、定量的な評価を下すことができません。リハビリで大事なのは、その人ができる最大のことを繰り返し練習すること。そのためには、定量的な指示と評価が欠かせません」

リハビリ領域においても、「神の手」と呼ばれる医師や理学療法士は存在する。患者の小さな変化に気づき、PDCAサイクルを回していける医療者が担当すると、治療効果は目に見えて変わるという。定量指示・定量評価が可能となるVRプログラムは、一部の優秀な医療者の「感覚」を、より多くの医療者に与えるものだ。それは、リハビリの質が全体的に底上げされることを意味する。

定量指示・定量評価はこのVRプログラムの大きな特徴だが、もうひとつ見逃せない特徴がある。それは、運動機能と認知機能を同時に訓練できるデュアルタスク型のリハビリという点だ。

「自転車に乗った高齢者が狭い道で人とすれ違うとき、自転車から一旦おりる場面を見たことがありませんか? “自転車を漕ぐ”“危険を回避する”というタスクを同時に行うと混乱するので、直感的にタスクを削ってシングルタスクに落とし込んでいるのです。でも、認知機能が低下するとそれもできなくなります。歩いているときに話しかけられただけで転んでしまう。“stop walking when talking”と言って、医学の世界では有名な現象です。

こうした転倒を予防するために重要なのは、軽い認知刺激と運動を組み合わせたトレーニングです。たとえば、“猿が木を揺らすとリンゴが落ち、それを受け取る”といったVRプログラムでは、“猿が奥の木に移ったから、次はあのあたりにリンゴが落ちるはずだ”と頭の中で計算し、手を伸ばすでしょう。これが自然と、デュアルタスクを処理する訓練になるのです」

「遊んでいたらいつの間にか歩けるようになっていた」を目指す

2018年5月現在、システム自体は既に完成し、安全性試験も終えているという。CTOの榛葉喬亮氏は、「いまはコンテンツとしての面白さや見せ方を追求している段階」と話す。

「手を座標まで伸ばすという基本的な仕組みは同じでも、見せ方はいくつも考えられます。たとえば、目の前に現れる悪役に対して印籠をつきつけるといった水戸黄門風の演出にすると、高齢者の方には馴染みやすいのではないでしょうか。海外で販売するなら、ドラキュラと十字架に置き換えられますね。畑で野菜を収穫するという見せ方も受け入れやすいと思います。どうすれば“リハビリ”ではなく“ゲーム”として取り組んでもらえるだろうかと考えています」

脳梗塞後、患者の3割がリハビリに苦痛を感じやめてしまうという研究報告もあるという。そこで大事にしているのが、「entertainment with hidden healthcare curriculum」という考え方だ。これは、エンターテインメントの中にヘルスケアの要素が隠れていて、「遊んでいたらいつの間にか歩けるようになっていた」状態を目指すというもの。実際に、安全性試験でプログラムを体験した高齢者は大いに熱中し、「次はうまくできるからもっとやりたい」と、決められた回数以上プレイしたがったという。また、体験者同士で「ここはこうするんだよ」と教え合う場面もあったようだ。

「お孫さんとの協力プレイができる仕組みも実装予定です。コミュニケーションが生まれる工夫を散りばめたいですね。子どもの頃、友達と“あのゲームどこまで進んだ?”と話す時間が好きでした。同じように、患者さんたちが“ここまでできるようになった”と、楽しみながらリハビリに取り組む光景をつくりだせたらと思っています」

運動機能や認知機能を高めると謳うゲームは存在するが、同社によるとエビデンスに基づいたものは少なく、医療機器よりも玩具に近いものが大半だという。

エビデンスベースでパラメータを設定したVRゲームプログラムはこれまでに例がなく、医療機関や専門家から期待が寄せられている。今年1月には、経済産業省が主催する「ジャパン・ヘルスケアビジネスコンテスト2018」でグランプリを受賞した。

脳梗塞患者や高齢者が自分の足で歩ける社会へ

リリース時期は年内を予定しており、HTC Vive、パソコン、プログラムをセットにした医療機器として販売する。名称はまだ決まっていないが、BtoBで想定している販売先は、病院、介護施設、フィットネスクラブなど。価格は200〜300万円となる見込みだ。

「これまでは、患者がリハビリに取り組む間、理学療法士はつきっきりで見ていなければいけませんでした。それを機械が代替することで、理学療法士は人間にしかできないことに集中することができます。また、一度に見られる患者の数も増えるでしょう。これは、良質な医療を受けられる患者が増えるということです」(原氏)

また、個人への販売も行う予定で、その場合の価格は120万円前後で考えているという。

「リハビリをくり返すことで神経回路ができ、脳と体に記憶として定着します。しかし、慢性期の患者さんが自費で通院する場合、たとえば1回1万5千円程かかり仮に週2で通うとすると、年間約160万円ほどの負担となる計算です。そして、バランス感覚を脳と体に記憶させるには、週2では足りません。

自宅で毎日リハビリをできるようになれば、“これ以上は治らない”と言われている患者も治せる可能性があるのではないかと期待しています」

再び自分の足で自由に歩きたい——。病や老いによって歩けなくなった人の夢が現実になる日も、そう遠くないかもしれない。

後編へつづく

株式会社mediVR
2016年6月設立。VR等の映像化技術を応用した医療機器、医療システムの企画、開発及び販売を行う。現在、特許6200615技術を用いたVRリハビリテーションプログラムを開発中。

(text: 飛田恵美子)

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億劫な検査をストレスフリーに!低被ばくPET-CT検査機器「Discovery IQ 2.0」

HERO X 編集部

スタイリッシュな映像で紹介されているのは、今やがん診断には欠かせない検査機器として日本でも広く普及が進んだGEヘルスケア・ジャパンが販売を手掛けているPET-CT検査機器「Discovery IQシリーズ」。販売開始から5年、新たに低被ばくをはじめとする、さまざまな高性能を搭載した「Discovery IQ 2.0」の販売を開始した。MotionFree (モーションフリー)、StressFree (ストレスフリー)、ArtifactFree (アーチファクトフリー) という3つのフリーを掲げ、現場従事者、患者双方にとって快適な検査を可能にしたようだ。

放射線を使った検査と聞いて、まず思い浮かべるのはX線撮影、通称 “レントゲン” だろう。健康診断やケガをした際などに、多くの方が経験したことがあるはずだ。レントゲンをはじめとする放射線を使う検査は、現代医療に不可欠な技術と言っても過言ではない。だが、わりと手軽な印象のレントゲンとは異なり、CTやPET-CT検査中には体の動きに制約を受けたり、検査に長時間を費やすこともあるため、検査を受ける側としては、ストレスになることもあった。撮影中は健康上全く問題無いと言われるほどのごく微量な線量ながらも、がんなどの治療中の患者であればとくに、毎回放射線を浴びることに対して一抹の不安を覚える人もいたことだろう。検査で生じるそんな患者の心配やストレスを解消するべく、同社が開発した検査機器では動きの制約を少なくし、放射線量もこれまで以上に抑えられているのだ。

現在、がんを発見するための検査として非常に有効と言われているのが、PET-CT検査だ。

まずPET検査とは、がん細胞が正常な細胞と比べてブドウ糖を多く必要とするという性質に着目したもの。ブドウ糖に、ごく微量の放射線を放出する成分をくっつけた薬剤 (以下、FDG) を体内に注射し、検出器というカメラのような装置を用いて、FDGの全身への分布状態を撮影する。がん細胞にはFDGが正常な細胞よりたくさん集まるため、そこから放出される微量の放射線を検出器でとらえて、がん細胞の位置や大きさ、進行度合いを調べるという仕組みだ。PET-CT検査は、このPET検査にCT検査 (X線を体の周囲から照射して断面図を作る検査) を組み合わせたもの。さらに克明に病気の状態を探ることができる点が特徴だ。

がんの発見に優れた力を発揮するPET-CT検査だが、放射性物質を含んだ薬剤を体内に取り入れるうえにCT検査による放射線照射も行うため、PET検査と比較すると当然被ばく量は多くなる。そのため、患者だけでなく、患者を介助する現場従事者にも微量ながら被ばくのリスクが発生する。さまざまな医療機関や研究団体が、医療検査による被ばくは健康に影響を及ぼす量ではないと発表しているものの、当事者の心理としては、たとえ微量だとしても懸念があるというのが正直なところではないだろうか。

今回リリースされた「Discovery IQ 2.0」は、低被ばく、高速ワークフロー、高画質化を実現したPET-CT検査機器。まず注目したいのは、超高感度で幅の広い検出器の搭載。これにより、検査時間の短縮が可能となる。従来、PET-CT検査に要する検査時間は受付から検査終了まで3~4時間を要するものとされていたが、当機器を使用する場合、検査時間は最大10%削減されるという。

検査時間の短縮自体が現場従事者と患者のストレス低減になることはもちろん、高感度検出器の搭載によるFDG投与量の減少と併せて、低被ばく化にもつながる。具体的には、現場従事者の被ばく量は1ヶ月あたり2時間分の低減が見込まれている。操作室で遠隔での操作が可能となったことで、現場従事者が患者と接触することによる被ばくのリスクを抑えられる点もメリットのひとつだ。

また、業界初となる患者の呼吸による動きを自動補正するシステムを採用することで、画像のブレを低減するシステムを搭載。従来の検査では、呼吸によるブレを防ぐために、患者が一時的な息止めなど意識的に呼吸をコントロールするケースもあったが、そのような検査時のストレスを低減することができる。

さらに、従来の画像再構成法ではできなかった、「画質」と「定量精度」 双方の向上を実現。ノイズの多くなりやすい部位でもクリアな画質を実現するため、診断精度が飛躍的に向上した。

ただでさえ億劫になりがちな病院での検査。せめてなんのストレスも懸念もなく受診したいと思うもの。「Discovery IQ 2.0」はそんな気持ちに寄り添った、まさにストレスフリーな最新技術だ。

[TOP動画引用元:https://www.youtube.com/watch?v=mNOrlphDaf4

(text: HERO X 編集部)

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