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【医療×教育現場でのVR活用】大学や専門学校の事例

昨年2021年メタバースというワードがバズりました。FacebookMetaに社名を変えたことで一般の人にもメタバースという言葉が浸透しました。また子供たちは大人の知らない世界内にスマホゲームのフォートナイトのメタバース空間で盛んに時間を費やしています。

今回は広義のメタバースにも相当するバーチャルリアリティの業務へのVRの活用事例を紹介します。VRの業務への活用事例は製造業、教育、医療現場、観光など様々な分野での広がりを見せていますが、今回は医療と教育の分野の実例を紹介します。

VRとは

VRは(virtual reality:仮想現実)はOculus QuestやHTCVIVE、PlayStationなどのHDM(ヘッドマウントディスプレイ)向け、スマートフォン向けの簡易バージョンもあります。コンピューター上にCGなどで仮想空間を作り、あたかもそこにいるかの様な感覚を体験できる技術です。VRによって疑似体験のクオリティが飛躍的に向上します。最近では高性能PCが不要なHMDも登場し手軽にVR体験が可能になりました。エンターテイメントだけでなく、教育、社員研修、不動産、医療、災害救助など様々な分野での活用が広がっています。

VRコンテンツビューワアプリ開発
VRコンテンツビューワアプリ開発

ONETECHは、2015年創業当初からベトナムオフショアでVR開発に力を入れています。現在ベトナムでのVR開発分野において最も開発実績のある企業の一つとなっています。VRの基盤となっている技術の一つがUNITY(ユニティ)です。近年ではVRイベントが各地で行われ、VRの効用も認知されより身近なテクノロジーになっています。

医療業界での活用事例の背景

2018年ごろから医療専門学校や大学、医療機器メーカーから医療機器の扱いをVRでトレーニングするためのアプリ開発の依頼が増え始めました。VRを活用する背景には、VRの活用事例を作りたい、先端技術にチャレンジして組織を世の中にアピールしたいなどが直接的な動機としては大きいです。しかしながら本質的にはメタバースでも言われている通り、没入感のあるVR空間で現実と近い体験をすることで人手をかけずに多数の被験者に体験してもらうことができるということです。つまり生産性を上げる、人手不足を解消するということが中長期的な狙いです。

また普及の後押しとして忘れてはならないのが、Oculus Questと5Gがあげられます。VRアプリを手軽に体験できるハードと通信の進化です。2019年に発売された独立型のVRゴーグルであるOculus Questと5Gの普及でVR体験が身近になりました。

医療業界での活用事例 ONETECH実績

ONETECHの開発事例を紹介します。弊社はベトナムでVR開発やCG制作を提供しています。ベトナムオフショアで開発する利点としてはコストを削減できることですが、弊社ではコスト削減だけでなく、多くの実績に裏付けされた高品質な製品を提供します。

ひとつめは北海道科学大学の事例、二つ目は医療のデザイン会社の事例、三つ目はの事例、4つ目は事例です。

事例1)北海道科学大学の医療者向けVR教育ツールを開発

VR技術を応用した医療者向け教育ツールの開発
VR技術を応用した医療者向け教育ツールの開発

VRアプリの概要

北海道科学大学の診療放射線学科 菊地明泰准教授と情報工学科の和田直史准教授による「VR技術を応用した医療者向け教育ツール」のVRアプリの制作を担当しました。

今回は、診療放射線機器の操作トレーニングをVRアプリで行います。デバイスは一体型VRヘッドセットのPico Neo2で、Unityで開発しアプリを実装しました。Pico Neo2のコントローラを使用して現実に近い体験が可能です。デバイス同士を接続することにより10人以上で同時にVRトレーニング(マルチプレイ)することも可能です。

CGで再現した実習室
NEWSリリース(画像引用元)
菊池明泰准教授と和田直史准教授の共同研究による教育ツールが学生にお披露目されました
2022年2月15日

クライアントの課題

本件は、北海道のXRに力を入れているパートナー企業様からのご依頼でした。エンドユーザーの大学は、先端テクノロジーに力を入れるためにVRを導入する予算を計上しており今回の案件に至りました。また本件は「VR技術を応用した医療者向け教育ツールの開発」は、公益財団法人北海道科学技術総合振興センター(ノーステック財団)の「2021年度 医療機関ニーズ対応型開発補助金」に採択されたもので、菊池准教授、和田准教授のほか、VR制作業務などに携わる株式会社キシブル(札幌)、医療法人社団 みつわ整形外科クリニック(札幌)も共同で研究開発が進められました。

VRトレーニングを体験している様子
NEWSリリース(画像引用元)
菊池明泰准教授と和田直史准教授の共同研究による教育ツールが学生にお披露目されました
2022年2月15日

対応技術

Unity、3DsMax,Pico Neo2

対応範囲

企画は、直クライアントが実施しましたが、弊社も技術面でサポートしました。

基本設計は、コンテンツシナリオと外部設計、内部仕様設計を対応しました。

CGモデルは大学から提供されX線機器操作、人体動作などのアニメーションは弊社で制作しました。Unityで開発し、3DsMaxを調整で使用しました。

環境構築はPico neo22台で検証実施しています。

システムテスト、単体テスト・結合テストまで弊社で対応して受入テスト後検収していただきました。

対応期間

2020年12月から2021年3月

実績掲載先

VR技術を応用した医療者向け教育ツールの開発

事例2)某国立大学医学部のVRアプリ

国立大学医学部向け人体3DCGモデルのアニメーション制作
国立大学医学部向け人体3DCGモデルのアニメーション制作

VRアプリの概要

本件は、某国立大学の研究室向けのVRアプリです。医学部で学生向けに呼吸と血流をリアルに観察できるアプリです。人体は透過され心臓、肺、横隔膜、肋骨がリアルに体験できます。子供や性別ごとに人体のCGを本物のように再現しました。

クライアントの課題

ひとつは先端技術を利用することによりどのような体験を得ることができるかと言う実証実験の位置付けです。多くの学生に、より実際の経験に近い体験をさせたいとの考えからVRアプリを選択したようです。

対応技術

Unity、3DsMax、MAYA

対応範囲

今回は、UNITYアプリの制作は他社様が実施しました。弊社はいくつかのCG人体モデルと、内臓、心臓、肺、横隔膜のCGモデリングとテクスチャリングをしました。

そしてそれぞれの部位のリギングとアニメーションと組み合わせた時のアニメーションを担当しました。

対応時の課題

要件は、お聞きして難易度が高かった課題を紹介します。

一つ目はVRで動かすための軽量されたモデルへのリダクション対応です。今回はOculus Questで動かすためにポリゴン数の指定がありました。クライアントはDICOMデータをお持ちでこちらを3DsMaxに変換して対応しました。今回に限らず自動車CG、不動産関連のCGパースなどをリダクションやファイルの置き換えなどはよくありますが何度かリテイクを繰り返します。
二つ目の課題はアニメーションでした。参考はかなり古い動画データです。また部位別のアニメーションが支給されました。心臓の動きと呼吸の動きは拍数が異なります。まず部位別の動きを何度もリテイクがありながらなんとかOKをいただきました。しかし全体の呼吸と血流の動きを合わせる際には大変苦労しました。ご迷惑もおかけしましたが医学部からの依頼で正確性も要求されました。知見もなくコミュニケーションが大変でした。しかしながら最終的にはお褒めをいただくことができました。

対応期間

2020年12月から2021年3月

類似実績掲載先

国立大学医学部向け人体3DCGモデルのアニメーション制作

上記はホロレンズアプリの類似実績です。

事例3)医療機器のARガイドアプリ

現場の課題解決のためのARの応用。医療機器のARマニュアルアプリ

ARアプリの概要

医療機器メーカーからの依頼です。医療現場で看護師が利用する医療機器にスマホやタブレットに適用したアプリをかざします。医療機器の手順をARでアノテーションを表示しながら支援します。機器はVuforiaの画像認識より位置特定をして機器のボタンなどの位置も特定してARのアノテーションを表示します

クライアントの課題

医療現場で看護師が利用する医療機器は間違いが許されません。一方で複雑な手順を研修や現場の紙のマニュアルで確認しながら操作を覚えていくのも時間がかかります。本件はPOC(実証実験)ようです。今後は命に関わる現場での安全な運用やルール作りが必要だと聞いています。コロナでの医療現場の状況を見てもXRを必ず活用する時代がやってくる考えられています。

対応技術

Unity、Vuforia、iPad

対応範囲

要件定義のサポートから、仕様設計、製造、テストまで担当しました。要件定義ではどのように位置特定をするかをアドバイスをしました。弊社ではVuforia以外でもOpenCVでの画像認識、VPSを利用した位置特定をしています。

対応期間

2020年12月から2021年3月

実績掲載先

現場の課題解決のためのARの応用。医療機器のARマニュアルアプリ

医療AR/VRアプリおすすめ10選

ここでは以前ブログで紹介した。医療分野で活用されているARを海外から2コンテンツ、国内から3コンテンツ、計5コンテンツを改めて取り上げます。

医療分野が抱えている課題に対して、獲得できる情報量の多いというARの特性を活かした解決方法を紹介いたします。

海外医療AR 紹介1 コロナ禍で遠隔体温測定 Rokid Glass

コロナ禍で遠隔体温測定 Rokid Glass
コロナ禍で遠隔体温測定 Rokid Glass (Photo: rokid.com)

中国のスタートアップ企業Rokid。同社が提供しているARグラス「Rokid Glass」は遠隔体温測定機能が搭載されています。

新型コロナウイルス対策として、公園内巡回している警備員が「Rokid Glass」を装着して来園者の体温を遠隔測定する取り組みを行っております。

通行人の体温をリアルタイムに測定でき、2分間で最大100人の体温測定ができるとのことです。

▼参考Twitter:Rokid
https://twitter.com/RokidInc/status/1276272980767596545

▼参考サイト:Rokid
https://www.rokid.com/

海外医療AR 紹介2 遠隔医療で応急処置 STAR

「STAR(the system for telementoring with augmented reality)」は、AR技術を活用した遠隔医療システムで米国で軍事目的で開発されました。

遠隔地にいる専門医が現地の執刀医と視界を共有し、ARを使って患者の切開箇所などを指示することができます。医学的リソースが乏しい地域での利用を想定しています。

近年この技術が応用され遠隔医療技術として、英国や欧州でも導入され始めました。

▼参考:YouTube動画

▼参考HP:STAR
https://engineering.purdue.edu/starproj

国内医療AR 紹介3 

病院案内板の翻訳 Hospital Compass
病院案内板の翻訳 Hospital Compass (photo: tbrave.com)

国立研究開発法人国立国際医療研究センターとテクノブレイブ株式会社で共同開発したARアプリ「Hospital Compass」。

「Hospital Compass」は病院の案内板の翻訳を行うARアプリで、対応している言語は5カ国語(英語、中国語、韓国語、タイ語、ベトナム語)になります。

利用するには専用アプリを起動し、病院名と翻訳したい言語を選択します。アプリ起動後、病院にある案内板にかざすと、画面上に翻訳された案内板がARで表示されます。

「Hospital Compass」の開発背景は、東京オリンピックやインバウンドで日本にやってくる外国人に対して、病院での対応を手軽に行うために開発されました。

▼参考HP:テクノブレイブ株式会社_Hospital Compass
https://www.tbrave.com/product/hospitalcompass/

国内医療AR 紹介4 キャラクターが応援 ARばんそうこう

株式会社バンダイは、AR機能を用いた子ども用の「救急ばんそうこう」を提供しています。

スマートフォンの専用アプリを起動し、救急ばんそうこうの絵柄をカメラで読み取ると、キャラクターが画面上に飛び出して応援メッセージをくれるのです。

どんなイメージなのかは、下記の動画を参考にしてください。
▼参考動画:

現在提供されているコンテンツは4種類
・仮面ライダーセイバー
・トロピカル~ジュ!プリキュア
・機界戦隊ゼンカイジャー
・サンリオキャラクターズ

▼参考HP:バンダイ_救急ばんそうこうARスペシャルコンテンツ
https://www.bandai-lifestyle.jp/recommend/AR/

国内医療AR 紹介5

ARガイドで薬剤棚卸し ARピッキング
ARガイドで薬剤棚卸し ARピッキング (Source: jpn.nec.com)

NECが提供しているソリューションが「ARピッキング」です。商品を棚から下ろし取り出すピッキングはスピードと正確性が求められ、ミスが許されません。

「ARピッキング」はスマートグラスを通して、商品のある場所まで担当者をガイドするソリューションです。

適用分野として、製造業・物流業・医療事業が挙げられます。

東京女子医科大学東医療センターの薬剤部において、実証実験が実施されました。処方箋に記されている薬剤の設置場所を「ARピッキング」からガイドしてもらい作業ミスを減らすことができました。

▼参考HP:NEC ARピッキング
https://jpn.nec.com/nec-ar/ar_picking.html

医療VR 5選

国内で開発された医療VRを5コンテンツ紹介いたします。

今回紹介するコンテンツは、VRの没入感を利用した非日常感やリラックス空間の創造など、仮想空間だからこそできる医療VRアプリです。医療VRに関心がある方に是非読んでいただきたいです。

国内医療VR 紹介1 医療教育の味方 Holoeyes Edu

「Holoeyes Edu」は、医学部や看護学部など大学/学校向けのVRコンテンツです。

特徴として3次元全ての方向から解剖データや臓器の位置関係等が分かるため、「紙の教科書による学習」より「VRを用いた学習」の方が学習効率がよく理解度が大きく向上する点です。

スマートフォンアプリと段ボールゴーグルだけで利用可能なため、お手軽に利用することができます。

動画引用

▼参考HP:Holoeyes Edu
https://holoeyes.jp/wp-content/uploads/2021/02/EDU202012.pdf

国内医療VR 紹介2 歩行機能のリハビリに mediVR カグラ

<画像引用:医療VR「KAGURA」- medivr.jp>
<画像引用:医療VR「KAGURA」- medivr.jp>

医療VR「KAGURA」は安定した歩行機能を獲得するために、歩行必要な運動機能と姿勢バランス、認知機能を総合的に評価するための医療機器です。
歩行には「下肢の筋力」「姿勢バランス」「二重課題型認知処理能力」の3つの要素が必要とされています。ただ筋力を付ければ安定した歩行機能を獲得できるわけではないのです。
そのため定量的に姿勢バランスを評価し、セラピストから助言を受ける必要があります。
医療VR「KAGURA」は、VR技術によって三次元空間内の提示された座標に手を伸ばす「リーチング」と呼ばれる動作を行い、バランス力を評価しています。
▼公式サイト:医療VR「KAGURA」
https://www.medivr.jp/

国内医療VR 紹介3 心的ストレス緩和 うららかVR(urarakaVR)

順天堂大学病×pulse株式会社が共同研究で制作した「うららかVR」。このVRは毎日の「痛みやストレスの緩和」を目的に作られています。

特徴は、慢性の神経障害性疼痛(腕神経叢損傷・幻視痛含む)や、心因的修飾傾向の強い術後入院時不安などの方に対して、ストレスの緩和、リラックス効果をもたらすそうです。

VR医療の重要なポイントの一つ(認知行動療法)<画像引用:うららかVR>
VR医療の重要なポイントの一つ(認知行動療法)<画像引用:うららかVR>

2021年3月時点で提供されているVRコンテンツは6種類。

  • シューティングVR
  • リラックスVR
  • モグラVR
  • 歩行VR
  • EMDR VR
  • 180°動画VR

▼参考サイト:医療向け最適化VRパッケージ「うららかVR」
https://uraraka-vr.care/

国内医療VR 紹介4 専門医過疎地域での遠隔治療に 遠隔医療システムNURAS(ニューラス)

長崎大学関節リウマチ遠隔医療システム「NURAS(ニューラス)」。「NURAS」は、専門医が少ない地域である離島・へき地にいる患者をMR(Mixd Reality)を活用して遠隔医療を実施するリウマチ遠隔医療システムです・

現在はリウマチ患者のみの対応になっておりますが、その他神経疾患や運動器疾患などの分野への応用も検討しているそうです。

2021年3月下旬から、人工知能(AI)を適用し、患者の表情の変化を捉え、患者の不安や満足度などを評価うする機能を追加する予定とのこと。

▼動画サイト

▼参考サイト:マイクロソフト_次世代オンライン遠隔医療システムの開発・提供で 長崎大学、五島中央病院、長崎県、五島市と連携協定を締結
https://blogs.windows.com/japan/2021/03/03/nagasaki-university-nuras/

国内医療VR 紹介5

<画像引用:三井住友海上あいおい生命保険 >
<画像引用:三井住友海上あいおい生命保険>

三井住友海上あいおい生命保険株式会社は、VRを用いて、認知症の方の日常生活を疑似体験できるVR映像コンテンツの提供を行っております。

同社はVR映像「VRやすおじいちゃん物語」を提供することで、認知症の症状を自分事にしてもらい、認知症の方の気持ちを理解し偏見をなくしてほしいという願いがあるそうです。

同コンテンツの視聴方法は「VRやすおじいちゃん物語」のチラシに掲載されているQRコードをスマートフォンで読み取ります。そして専用のVRゴーグルを使用することでコンテンツが視聴できます。

今後VRゴーグルが当たり前に所有する時代になれば、VRによる認知症の方への理解が進むかもしれません。

▼参考サイト
https://www.moguravr.com/msa-life-vr-dementia/

まとめ

今回はバーチャルリアリティの業務へのVRの活用事例を紹介しました。メタバースの第一歩としてすでにVRの医療教育の分野での活用は実験ではなく実用段階となっています。今後は実際の医療現場での活用も広がっていくと考えられます。

AR/VRの利点は個人的に「情報量の多さ」や「没入感」だと考えております。ARにすることで獲得できる解像度の高い情報量は、迅速な判断が求められる医療現場で役に立ちます。

VRの没入感はいろんな世界に入り込むことも可能です。現在VRはエンタメ分野などに利用されていますが、医療分野で心のケアや不安を取り除くために活用するのはVRの性質とマッチしているでしょう。

コロナ禍で医療現場が逼迫していく中で、少しでも医療従事者の支援ができるようにソフトとハードの両面と、安全性の観点やルール整備など課題が少しづつ改善されていくように考えています。

「私達の所でも医療AR/VRを活用したい」「医療AR/VRを作ってみたいけど、どう作ってみたらいいか分からない」という方は、ぜひONETECHにご相談ください。
ONETECH では、AR/VR関連の開発実績がございます。AR、VR、XR開発、UNITY開発3DCG制作でお困りのことがあればお気軽にお問い合わせください。

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