日本は、䞖界でも有数の "高い医療氎準" を持぀囜だず蚀われおいたす。ただ、"高氎準な医療が暙準化されおいる" こずず同矩かずいうず、決しおそうではありたせん。手術や治療ずいった医療凊眮は、腕やノりハりに基づく暗黙知 (経隓的に䜿っおいるものの簡単に蚀葉では説明ができない知識) に巊右される領域を倚分に含んでいたす。数倚くの名医が日本の "高い医療氎準" を支えおいるこずは事実ですが、医療珟堎に広たる暗黙知を攟眮しおいおは、埌進は育たず、斜蚭間にある医療氎準のギャップも開くばかりでしょう。

いかにしお医療技術の暙準化を図っおいくか――日本医療の抱えるこの課題に取り組むのが、囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 (以䞋、囜がん東病院) です。

同院は 2017 幎 11 月、囜立研究開発法人日本医療研究開発機構 (以䞋、AMED) が実斜する「未来医療を実珟する医療機噚・システム研究開発事業」の䞋、"医垫の暗黙知のデヌタベヌス化" に着手。手術の各工皋、各凊眮に察しお意味付けを行うクラりド システムを構築したした。同取り組みでは、今埌 AI によっお人の䞭に閉じおいた技術や知識を定量化しおいくこずによっお、日本の医療教育や医療氎準に倉革をもたらすこずを目指しおいたす。手術映像ずいう機埮情報を取り扱う同取り組みは、ヘルスケア業界においお 13 幎以䞊の実瞟を持぀マむクロ゜フトおよび Microsoft Azure が、プラットフォヌムず事業のスピヌドを支えおいたす。

医垫の暗黙知を可芖化するこずで、定量的な数字に基づく医療評䟡を実珟する

バむオ研究に基づいた再生医孊、情報工孊を甚いた人工臓噚など、医療をずりたくテクノロゞヌは驚くべきスピヌドで発展し、日々新たな技術や治療法が臚床珟堎に導入されおいたす。

これらの先端医療は、瀟䌚を倧きく倉える可胜性を持っおいたす。しかし、囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 倧腞倖科長の䌊藀 雅昭 氏は、医療珟堎にある暗黙知を客芳的な指暙ぞず萜ずし蟌むような働きかけがなければ劇的な医療倉革は生たれないず述べ、1990 幎代より普及した内芖鏡手術に蚀及しながらこう説明したす。

「腹郚にあけた穎から腹腔鏡 (カメラ) ず手術噚具を入れお行われる内芖鏡手術は、患者に䞎える負荷を枛らしお術埌の早期回埩を芋蟌むこずができる点から倧きく泚目されたした。ただ、普通に開腹する堎合よりも手術の難易床が高く、臚床導入から 30 幎ほど経過した今でも、内芖鏡手術を担圓できる医垫は、そう倚くはいたせん。新たな技術は確かに医療を倉える力を持っおいたすが、適切にこれを取り扱うこずのできる人材を増やさなければ、業界党䜓の医療氎準を高めおいくこずは叶わないのです。医療珟堎には数倚くの技術・知識が暗黙知ずしお存圚しおいたすから、これを客芳的な指暙ぞず萜ずし蟌んで人材教育に適甚しおいくこずが䞍可欠だずいえるでしょう」(䌊藀 氏)。

  • 囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 倧腞倖科長 / NEXT医療機噚開発センタヌ 手術機噚開発宀長 医孊博士 䌊藀 雅昭氏
  • 囜がん東病院における内芖鏡手術の様子。取材時は、taTME (経肛門的党盎腞間膜切陀術) ず呌ばれる近幎䞖界的に泚目を集めおいる手技による手術が䌊藀 氏を䞭心にしお行われた。

    囜がん東病院における内芖鏡手術の様子。取材時は、taTME (経肛門的党盎腞間膜切陀術) ず呌ばれる近幎䞖界的に泚目を集めおいる手技による手術が䌊藀 氏を䞭心にしお行われた。ただ、こうした先進的な手技を行うこずのできる医垫はただただ少数だ。内芖鏡手術ずいう広い芖点でみおも、党囜にいる届出医垫数 319,480 人 (厚生劎働省 2016 幎) のうち内芖鏡䞋手術を安党か぀適切に斜行する技術を有し、か぀指導するに足る技量を有しおいるこずを認定する「日本内芖鏡倖科孊䌚 技術認定取埗者(※)」の数は玄 1,700 人ず党䜓の䞀郚に留たっおいるのだ
    ※同認定制床は手術をしお良い、あるいはしおはならない等の芏制をするものではない

ある凊眮を行う堎合にどの術具を甚いるのが最適か、鉗子を䜿うならばそれをどう動かすべきか――こうした知識や手技が属人化しおいるために、医療業界のトレヌニングには明確な解が存圚しないず䌊藀 氏は述べたす。そしお、それ故に "私の背䞭を芋お孊びなさい" ずいったような教育文化が未だに存圚しおいるのだず説明。こうした状況を解決するために、同氏の所属する囜がん東病院では、AMED が実斜する「未来医療を実珟する医療機噚・システム研究開発事業」の䞋、医垫の暗黙知を客芳的なデヌタベヌス化する取り組みを進めおいたす。

䌊藀 氏は「囜がん東病院が取り組むのは、䞖界で初ずなる "医垫の暗黙知のデヌタベヌス" の構築です。」ず語り、抂芁を次のように説明したす。

「先ほど䟋に挙げた内芖鏡手術は、患者の負荷軜枛ずいう芖点だけでなく、暗黙知を可芖化しおいく䞊でも有効です。内芖鏡手術の映像デヌタを基にしお『手術工皋』、『䜿甚術具』、『凊眮内容』などを意味付けする時系列デヌタを甚意すれば、"術具をどのように動かした時に出血が起きたか" "成功した手術における凊眮にはどのような傟向があるか" ずいった情報を定量的に瀺すこずができるからです。囜がん東病院では、"医垫の暗黙知のデヌタベヌス" ずも呌ぶべきこの時系列デヌタに぀いお、2017 幎 11 月から䞀次構築を開始し、翌幎 3月にはこれを完成させたした」(䌊藀 氏)。

手術映像に凊眮の流れを意味付けするクラりド システムを構築

この䞀次構築では、たず 30 fps で撮圱した玄 100 の手術映像を甚意し、フレヌム単䜍に抜出した画像デヌタに察しお「手術工皋」「利甚術具」「凊眮内容」「察象臓噚」などの情報を人力で意味付けしおいく圢で、䜜業が進められたした。1 回の手術時間は 2 時間にのがるため、100 ある手術映像の総フレヌム数は 2160 䞇フレヌムを数えたす。ここに芁した䜜業量は極めお膚倧だずいえるでしょう。

  • "医垫の暗黙知のデヌタベヌス" の構築䜜業
  • 名叀屋倧孊で開発されたアノテヌション ゜フトで加工したフレヌムごずの手術映像に察しお 20 以䞊の項目を手入力する圢で䜜業は進められた
  • "医垫の暗黙知のデヌタベヌス" の構築䜜業 (侊)。名叀屋倧孊で開発されたアノテヌション ゜フトで加工したフレヌムごずの手術映像に察しお 20 以䞊の項目を手入力する圢で䜜業は進められた (例)

囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 NEXT医療機噚開発センタヌ/倧腞倖科の竹䞋 修由 氏は、倚倧な工数を割いおでも、この䞀次構築を完了させたこずには倧きな意矩があったず説明。珟圚このデヌタベヌスで䜕ができるのか、これからどのような発展が芋蟌めるのかを亀えお、このように述べたす。

「䞀次構築では、デヌタベヌスだけでなく実際の手術映像にこの情報を付䞎するクラりド システムも開発したした。院内のトレヌニングや医療斜蚭を跚いだ研修セミナヌなどにおいおも、手術映像に工皋や術具などの情報が付䞎されおいるだけで、受け手の理解床は栌段に高たりたす。今埌デヌタベヌスの情報を教垫デヌタにしお AI モデルを構築すれば、"医療凊眮の解" を定量化するこずもできるでしょう。クラりド システムにこれを反映させる、医療機噚メヌカヌず協働しお臚床珟堎にある機噚に゚キスパヌトの頭脳を実装する、このように取り組みを発展させおいけば、日本党䜓の医療氎準を高め、手術の半自動化も実珟しおいけるはずです」(竹䞋 氏)。

  • 囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 / NEXT医療機噚開発センタヌ / 倧腞倖科 医孊博士 竹䞋 修由氏
  • クラりド システムでは、「手術工皋」「利甚術具」「凊眮内容」「察象臓噚」ずいった情報が付䞎された手術映像を、むンタヌネットを通じお閲芧するこずが可胜1
  • クラりド システムでは、「手術工皋」「利甚術具」「凊眮内容」「察象臓噚」ずいった情報が付䞎された手術映像を、むンタヌネットを通じお閲芧するこずが可胜2
  • クラりド システムでは、「手術工皋」「利甚術具」「凊眮内容」「察象臓噚」ずいった情報が付䞎された手術映像を、むンタヌネットを通じお閲芧するこずが可胜3
  • クラりド システムでは、「手術工皋」「利甚術具」「凊眮内容」「察象臓噚」ずいった情報が付䞎された手術映像を、むンタヌネットを通じお閲芧するこずが可胜4
  • クラりド システムでは、「手術工皋」「利甚術具」「凊眮内容」「察象臓噚」ずいった情報が付䞎された手術映像を、むンタヌネットを通じお閲芧するこずが可胜

ヘルスケア業界における長幎の実瞟を評䟡し、Microsoft Azure を採甚

竹䞋 氏が説明したクラりド システムでは、Microsoft Azure 䞊に "医垫の暗黙知のデヌタベヌス" ず手術映像を保存するストレヌゞ環境を甚意し、双方のデヌタを Web アプリケヌションに取り蟌んで衚瀺する仕組みが採られおいたす。

同氏は、「取り組みに着手しおから 5 か月で䞀次構築を完了させる必芁がありたした。たた、䞀次構築の埌も、AI の実装や機胜拡匵などを高いスピヌド感で進めおいかねばなりたせん。こうした理由から、サヌビスの基盀にクラりドを利甚するこずを前提ずしお、事業をスタヌトしたした。」ず述べたすが、数あるクラりド サヌビスの䞭から Microsoft Azure を遞択した背景にはどのような理由があったのでしょうか。

囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 臚床研究支揎郚門 研究䌁画掚進郚 システム管理宀の青柳 吉博 氏は、倧きく 2 ぀理由があるずし、詳现を説明したす。

「マむクロ゜フトは、ヘルスケア業界においお 10 幎以䞊の実瞟を持っおいたす。ISO 27017 / ISO 27018 ずいった第䞉者認蚌も十分に埗おおり、信頌性の高さをたず評䟡したした。クラりド䞊では機埮情報に該圓する手術映像を取り扱いたす。埓っお、信頌できる䌁業のサヌビスであるこずを、第䞀に求めたのです。たた、マむクロ゜フトは "むンテリゞェクトクラりド/むンテリゞェント゚ッゞ" を方針に掲げおいたすが、これが我々のビゞョンず合臎しおいたこずもポむントでした。竹䞋も述べたように、私たちは将来、゚ッゞである医療機噚にも "医垫の暗黙知のデヌタベヌス" を実装させおいきたいず考えおいたす。Microsoft Azure はクラりド環境を゚ッゞに拡匵する Azure Stack などここに必芁な機胜を既に備えおおり、今埌も有甚なサヌビスが拡充されおいくこずも期埅できたした」(青柳 氏)。

これに続けお、䞀次構築を支揎したパヌ゜ルプロセス&テクノロゞヌ株匏䌚瀟 (以䞋、パヌ゜ルP&T) システム゜リュヌション事業郚 テクノロゞヌ゜リュヌション統括郚の石井 功䞀 氏は、AI モデルの構築やその実装を進めおいく䞊でも、Microsoft Azure は有甚だず語りたす。

「Microsoft Azure の匷みは、豊富な PaaS の存圚だず考えおいたす。珟システムは、Azure SQL Database や Azure Storage、Azure App Services などを利甚しおサヌバヌレスを実珟しおいたすが、AI に぀いおも、孊習枈みモデルを提䟛する Cognitive Services や独自モデルの構築ずデプロむが容易に行える Azure Machine Learning Services などを利甚するこずで、PaaS ベヌスでこれを実装するこずができたす。サヌバヌレスなシステムは、機胜実装や拡匵䜜業を迅速に進められるずいう点で倧きな利点があるのです」(石井 氏)。

  • 囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院 臚床研究支揎郚門 研究䌁画掚進郚 システム管理宀 宀長 青柳 吉博 氏、パヌ゜ルプロセステクノロゞヌ株匏䌚瀟 システム゜リュヌション事業郚 石井 功䞀 氏
  • 珟システムのアヌキテクチャ。Azure Storage ず Azure SQL Database 䞊のデヌタを取り蟌む凊理に Azure Functions を利甚するなど、仮想マシンを 1 台も䜿わないサヌバヌ レスを採っおいる

    珟システムのアヌキテクチャ。Azure Storage ず Azure SQL Database 䞊のデヌタを取り蟌む凊理に Azure Functions を利甚するなど、仮想マシンを 1 台も䜿わないサヌバヌ レスを採っおいる

日本を発端ずするむノベヌションにオヌル ゞャパンで取り組む

珟時点では、"医垫の暗黙知のデヌタベヌス" を利甚する領域は内芖鏡手術に限られおいたす。ですが、囜がん東病院では今埌、他の手術ぞもこの仕組みを暪展開しおいくこずを蚈画しおいたす。

教育の受け手の理解床向䞊など珟段階でも既に倚くの成果が生たれおいたすが、竹䞋 氏は「これはただスタヌト ラむンに立ったに過ぎたせん。」ず述べ、このように構想を語りたす。

「私たちの詊みは、医療の解を構成する芁玠を玐解くこず、そしおこれをデヌタベヌス化しお AI 掻甚や医療機噚ぞの実装を進めるこずで、医療氎準の暙準化ず手術の半自動化を目指すずいうものになりたす。2019 幎 3 月で『未来医療を実珟する医療機噚・システム研究開発事業』は 1 ぀の区切りを迎えたすが、これから AI などで分析しおいくためのデヌタベヌスを構築できたこずで、先述したビゞョンを達するためのスタヌト ラむンに立぀こずができたず考えおいたす。今埌、このデヌタベヌスやクラりド システムを駆䜿し、各䌁業・各研究機関ず協働したオヌル ゞャパンの粟神で、取り組みを進めおたいりたす」(竹䞋 氏)。

これたで゚キスパヌトの䞭に閉じおいた知識や手技をシステム化しお、臚床珟堎に萜ずし蟌んでいく――同取り組みによっおこれが実珟されれば、囜内医療は埓来以䞊の氎準で暙準化されおいくこずでしょう。䌊藀 氏はこれからの取り組みの未来に぀いお、こう期埅を述べたす。

「日本の医療は䞖界から高く評䟡されおいたすから、"高い評䟡を埗る医療" を構成する芁玠を明確にすれば、知識や技術を䞖界に茞出するこずもできるず考えおいたす。たた、ここ数幎で先端医療の臚床導入が倧きく加速しおいたすが、どのように先端医療を実践するこずが解なのかをデヌタ化すれば、日本を発端に䞖界䞭の医療を倉えおいくこずもできるはずです。私たちの取り組みは、日本の技術を䞖界に広めおいくための倧きなきっかけにもなるず考えおいたす」(䌊藀 氏)。

"゚キスパヌトがやっおきた頭脳や手技を゜フトりェア化、デバむスなど臚床珟堎 に萜ずし蟌むこずで、医療珟堎は飛躍的に倉わっおいくはずです。マむクロ゜ フトやパヌ゜ルP&T の支揎も埗ながら、本取り組みを加速させおいきたす。"

-䌊藀 雅昭 氏 : 倧腞倖科長 手術機噚開発分野長 医孊博士
囜立研究開発法人 囜立がん研究センタヌ東病院

既述の通り、手術映像を甚いた "医垫の暗黙知のデヌタベヌス化" は、䞖界でも類を芋ない詊みずなりたす。囜がん東病院の進める同取り組みは、䞖界の医療を倉える "日本発のむノベヌション" ずなる可胜性を秘めおいるのです。医療の定量的な評䟡ず手術の半自動化を実珟するための取り組みは、今、䞖界䞭から泚目を集めおいたす。

  • 囜立がん研究センタヌ

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