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VR立体可视化心脏模拟装置

我们研发出采用3D技术再现心脏实际跳动情况，并通过VR技术实现可视化的心脏模拟装置。该装置作为教学工具已经开始在医学教育领域发挥作用，它能够突破教材及模型的局限，帮助学生加深对心脏的理解，同时，面向临床应用的研究也正在进行。

成年人的心脏每分钟跳动60～80次，向全身输送约5L血液。它是维持生命时至关重要的器官之一。但它的结构相当复杂，同时，想要正确观察血液的流动及电信号的传导方式也被认为是相当困难的一件事。另一方面，据统计，心脏病是高居日本人死亡原因第2位的高危疾病，有关心脏病的发病机制，尚未弄清的部分也还有很多，人们一直在进行着与弄清心脏病发病机制有关的研究。

富士通株式会社与东京大学合作研发出了能够将心脏的跳动及血流等以立体可视的形式进行展示的心脏模拟装置。3D心脏模拟装置“Heart Explorer”自2018年4月起发售，它面向医学教育提供由该模拟装置输出的精确数据。

“Heart Explorer”最大的特点是，运用由超级计算机“京”模拟并输出的数据，制作出心脏模型来将心脏3D图形化。它不仅能模拟心肌的收缩及舒张、心脏的跳动和血液的输出，还能通过模拟再现冠脉循环内的血流速度、血压等现象。此外，它还能在发生心肌梗塞等疾病时与心脏的状态及功能进行联动并产生变化。

如果使用VR（Virtual Reality）显示装置的话，就能让立体的跳动着的心脏呈现在眼前，您会感觉就像是用自己的手捧着心脏并让它转动，可以清晰地观察到心脏的内部，甚至是主动脉瓣膜活动的情况。通过剖面视图，甚至还能够观察到心肌的状态及心脏内的血流等MRI及CT难以拍摄到的景象。此外，观察到的心脏的状态还能和心电图等实际数据重叠显示。

“Heart Explorer”已经作为教学工具开始运用于医学生及护生的教育现场，它能将通过教材及模型难以理解的心脏的结构、状态和功能与各种数据进行联动，以此辅助学生进行学习。实际来说，以东京大学为首的一些大学的医学部已经在使用“Heart Explorer”开展教学了。

富士通自2008年起便已经开始与东京大学进行合作研究，以开发出解决社会实际问题的应用程序为目标，双方自2013年起便已经开始使用心力衰竭患者的数据来进行临床研究。

“对以CT、MRI等影像检查的影像等为基础制作的心脏模型进行模拟，并与实际的心电图进行关联，并不是那么容易的一件事。但我认为，如果能够实现，就能再现血流和心肌的相互作用及兴奋传导（使心脏跳动的电信号的流动）的状态了”，“Heart Explorer”的研究开发负责人渡边正宏先生在回顾研发时的情景时这样说道。

作为心脏模拟装置研发的主题，富士通已经将它的临床应用纳入到视野当中，并着手开始付诸行动。“以往的心脏模拟技术，只是用于向结束治疗的患者进行说明的工具，但此项研究的目标是为诊断及治疗提供帮助。现在已经能够通过它找到安装CRT型心脏起搏器的最佳电极位置，今后我们打算用它将实际患者的心脏的模型化后对其实施虚拟手术，并对术后的心脏功能进行预测”渡边先生这样说道。

一旦开展临床应用，就将面临有效性、安全性、成本问题等诸多课题。另一方面，它以前运算处理5分钟心跳需要花费约10天的时间，现在却只需要10小时左右，更为先进，高速的模拟及可视化技术也正日趋完善。在首先传播3D心脏模型可视化的价值的同时，面向临床应用的研究也有望得到逐步推进。