トビー・テクノロジー株式会社

次世代手術システムにアイトラッキングが搭載される理由

アイトラッキングは、臨床スタッフ、患者、病院管理者に価値を提供します。

低侵襲なロボット手術の利点はよく知られています。開腹手術と比較して、このタイプの手術は免疫系へのストレスや合併症のリスクを軽減します。患者は、回復が早く、入院期間も短くなるというメリットがあります。人間工学に基づいて設計されたコンソールで手術を行う外科医は、ウェルビーイングを向上させることができます。病院経営者にとっては、患者の収容人数の増加や従業員の満足度を高める労働環境の整備などのメリットがあります。一方、低侵襲手術に使用される手術システムは、専門的なトレーニングを必要とし、当初は高価に思われることもあります。

しかし、ロボット手術の普及は、コスト面を上回るメリットをもたらし始めています。そのため、ハイテク部品や手術用具の開発の波が押し寄せています。しかし、次世代システムを開発するプロダクトマネージャーには、テクノロジー戦略やソリューションデザインを、広がり続ける選択肢の中から正しく選択することが求められています。候補に挙がるためには、コンポーネントソリューションが成熟し、互換性が高くなければなりませんが、同時に複雑さを増すことなく価値を示す必要があります。

コンポーネントソリューションとして、アイトラッキングは革新的な医療機器やシステムで利用されるようになってきました。私たちのパートナーの中には、アイトラッキングを利用した製品を市場に送り出すことに成功した企業もあれば、臨床試験中の企業もあり、さらに発見中の企業もあります。私は10年以上、この技術に携わってきました。私にとって、今日のアイトラッキングは、手術システムに必要な成熟度に達しただけでなく、その価値が証明されたことは明らかです。

この記事では、その価値と、モジュラアーキテクチャが他のサブシステムやコンポーネントとの互換性を最大化し、製品の寿命を最大化する方法について触れます。

外科医の手の負担を軽減

外科医は手先が器用です。ロボットによる手術の際も、デザイン性の高いワークステーションに座っているため、外科医の手にかかる負担は大きくなります。アイトラッキングは、この負担を軽減することができます。トビーのコアテクノロジーは、外科医が手の代わりに視線を用いて、ロボットの操作、手術用カメラの移動、画面上のオブジェクトのパン、ズーム、選択などのタスクを実行できるため、手術室でのワークフローを簡素化することができます。

手ではなく目で操作するため、手術システムにアイトラッキングを追加しても、周辺機器を新たに導入する必要はありません。複雑な機能を追加することなく、術者が操作に集中し、患者に注意を向けることができるのです。

コミュニケーションの軽減

手術室では、手術用カメラなどの機器をアシスタントの臨床スタッフが操作するシーンもあります。アイトラッキングを追加することで、外科医が思い通りにカメラを操作する機能が提供されます。これにより、いつ、どのように機械を動かすかを他人に指示する負担がなくなるだけでなく、外科医が集中力を維持することができます。

 手術室では、手術用カメラの映像がモニターに映し出されることが多く、臨床スタッフの手術のフォローに役立っています。アイトラッキングを追加することで、外科医の視線をカメラ映像に重ね合わせることができ、その後の手順や起こりうる問題に対してスタッフが準備できるような有益な情報を提供することができます。

外科医になるには、何年もの教育と膨大な経験が必要です。人はその分野に熟達するにつれ、直感的に学ぶようになります。私たちは、失敗を重ね、近道やベストプラクティス、望むものを達成するための方法論を考案することによって、学んでいくのです。このような現場でのノウハウは、経験豊富な外科医にとって非常に貴重なものですが、このスキルを研修生や他の臨床スタッフに伝えるのは最も難しいことでもあります。

 アイトラッキングと手術用カメラのデータを外科医のナレーションと組み合わせることで、価値あるチュートリアルを作成することができます。

アイトラッキングを使用したアプリケーションでは、経験豊富な外科医の目の動きをどれだけ忠実に再現しているか、また時間の経過とともにどのように改善されるかに基づいて研修生を評価することができます。

モジュラアーキテクチャ

アイトラッキングとは、簡単に言えば、人の目の動きを追跡し、その人が見ているものをデータ化する技術です。トビーのソリューションは、専用のカメラ、近赤外線光源、そして人がどこを見ているか、瞳孔径の変化、頭の位置、目の開き具合などの、様々な詳細な眼球運動を計算する処理から構成されています。

このデータは、例えば手術システムにおいて、特定のポイントへのズームイン、見た場所へのパン、手術器具の移動、外科医が不在の場合や眠気の兆候がある場合の機器の無効化などに利用することが可能です。

トビーのアイトラッキング・アーキテクチャはモジュール式です。数枚の回路基板で設計されており、ほとんどのスクリーンのベゼルに収まるため、スペースの制限に適応します。Tobii EyeCoreは、ホストCPUが必要なデータのみを受信できるように、画像処理をローカルで行います。

次世代医療機器の候補となるためには、品質と機能分離のベストプラクティスに従って設計された、価値の証明された部品であることが必要です。アイトラッキングの場合、さらにいくつかの基準が適用されます。

• ユニバーサル — すべてのユーザー、目のタイプ、照明条件などに対応できること。

• 目的適合性 — きめ細かなデータであることを持つこと。

• モジュール式— 使用可能なスペースにフィットすること。

• 正確性— 信頼できるデータを提供すること。

• 高速 — リアルタイムアプリケーションで使用し、レイテンシーの要件を満たすこと。

この記事では、アイトラッキングを搭載した手術用システムの利点のほんの一部を紹介しました。より詳細な情報は、最近のホワイトペーパー「Why next-generation surgical systems will include eye tracking」にてご覧いただけます。このホワイトペーパーでは、アイトラッキングの仕組み、歴史、そして手術ワークフローの簡略化、技能伝承の促進、安全機能の追加といった観点から、その価値について説明しています。