仮想ツインが心臓手術や臨床試験を変革

Dassault Systèmesが2014年に立ち上げた「Living Heart Project」により、患者個別の心臓の仮想ツイン（デジタル複製）を構築し、手術計画や治療方針の決定に活用する技術が実用段階に入りました。28カ国150以上の組織が参加しています。

2019年、ボストン小児病院で先天性心疾患を持つ子どもの心臓手術に仮想ツインが初めて本格活用されました。MRIとCTスキャンから3Dモデルを構築し、血流や圧力差、筋組織の応力まで再現することで、外科医は術前に数十通りの戦略を検証できました。

この技術の核心は、単なる解剖学的な3D描画ではなく、第一原理に基づく物理シミュレーションにある点です。心臓の電気信号ネットワークと筋肉の収縮を連動させ、個々の患者のMRI・血圧・心エコーデータでパーソナライズすることで、予測精度を高めています。

米FDAは2019年から仮想心臓モデルによる臨床試験の研究に着手し、2024年8月に仮想臨床試験に関する初のガイドラインを公表しました。生成AIと組み合わせることで、数十人の仮想患者から数十万人規模の集団を生成し、治験の効率化とリスク低減を実現します。

今後は心臓に加え、肺・肝臓・脳・眼・腸の仮想ツインも開発が進んでおり、ウェアラブル端末からのリアルタイムデータで継続更新する構想もあります。腫瘍学や整形外科への応用も始まっており、医療における精密予測の新時代が到来しつつあります。