怪我や病気によって四肢を切断、あるいは、手足はあるが感覚を失った後、存在しないはずの手脚「幻肢」が痛む、難治性の疼痛を患者の多くが体験するという。この「幻肢痛」という症状を和らげるために、近年最も注目を集めるテクノロジーのひとつ、VRが大きく貢献することになりそうだ。

この取り組みを国際カンファレンス「Health2.0 Asia-Japan 2018」で発表したのは株式会社KIDS代表でNPO法人 Mission ARM Japan 副理事長の猪俣一則氏。自身も大きな怪我を経て、幻肢痛を抱える当事者だ。東京大学や東京大学大学院、畿央大学神経リハビリテーション研究センターとの共同開発で、腕に表れる幻肢痛に対応したプログラムを進行中。この「VR療法」は、現在臨床研究終盤を迎え、実際に治療開始となりそうだ。

患者の健肢の動きを赤外線カメラで捉え、それを反転させてバーチャル空間上に両腕を再現する「VR療法」。VRによって幻肢を動かせる感覚を得ることによって痛みが軽減するとのことで、なんと実施後すぐに鎮痛効果が現れるらしい。この分野では、鏡に映った健肢を幻肢に見せかけて幻肢痛を治療する「鏡療法」が歴史上一定の治療効果を誇っているが、VRならではの没入感、デジタル技術による患者個々が持つ幻肢イメージへ一致させるカスタマイズによって、より早い効果を発揮できることが期待されている。

ヘッドマウントディスプレイを装着した患者は、両手でボールをすくったり、八の字を描いたりするようなタスクをバーチャル空間上で行うことで、幻肢を動かすイメージが可能になる。

赤外線カメラでは脚の動きを捉えることが難しいことから、脚に現れる幻肢痛治療の開発は現段階では行っていないが、需要は多く、開発の拡大に期待がかかる。また、VR療法は脳卒中など脳の障害由来の痛みにも効果があることが分かってきたとのことで、医学療法に大きな変革をもたらしてくれそうだ。

近年、海外などでも開発に拍車がかかる皮膚貼り付け型の計測機器は、ここ日本でも研究が進められている。理化学研究所は2018年9月、東京大学の研究チームと共同で「皮膚貼り付け型心電計測デバイス」を開発したと発表した。この研究が進めば、心電図を無意識のうちに計測することが可能となる。

医療機器の開発現場では今、日常の状態を計測できる機器の開発が目覚ましい。心拍計、心電計、血圧計の機能を搭載したスマートウォッチ、アクティブトラッカーのような日常使いできるアイテムから、在宅看護・介護や遠隔医療などに対応するものまで、トレンドは “ウェアラブルな計測” といったところだろうか。今後、更なる小型化、軽量化が予想されるが、理化学研究所が東大との共同チームで開発したのはなんと、皮膚に貼り付ける心電計測デバイス。しかも外部電源が必要のない超薄型有機太陽電池で駆動する画期的な代物だ。

同チームは、髪の毛の厚さよりもはるかに薄い1マイクロメートルの超薄型の基板上に透明電極、電子輸送層、半導体ポリマー層、正孔注入層などを規則正しく重ねる技術の開発に成功、同時に、光の入射角度による発電効率の低下を抑える研究も進め、これらの技術を合せることで、太陽電池のエネルギー変換効率を10.5％まで引き上げることに成功した。

ナノグレーティング構造を持つ超薄型有機太陽電池の構造 （理化学研究所提供）

この研究成果を基に、外部電源なしに駆動させることができる心電計測デバイスを開発したのだ。皮膚に密着させることで長時間安定的に生体情報をモニタリングし続けることが可能になる。今回は心電計測デバイスを搭載したが、超薄型有機太陽電池を応用すれば、他の計測にも使えそうだ。着けていることを忘れるほどの薄さと小ささで、人体への装着時の負荷が軽減されるほか、バッテリー交換の煩わしさもなくなるため、まさに次世代を担うセンサーデバイス開発の相棒として期待されている。もはやつけていることさえ忘れてしまいそうなウェアラブルなデバイスは、無意識的に心電や心拍、他の生体情報を取得するものとして、実用化の日が近づいている。

（画像提供：理化学研究所）