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心臓血管疾患は世界中の罹患および死亡の主な原因です。そのため、多くの医療機器メーカー、製薬会社、研究機関が心臓のケアに注力しています。こうした取り組みに加えて、イメージング、ゲノミクス、生理学的モニタリング、治療的介入における技術的ブレークスルーにより、研究者や臨床医はこれまで以上に多くの心臓に関するデータを利用できるようになっています。
Ansysは、これらの取り組みをより推進させるため、NVIDIA AI Data PlatformおよびOmniverseプラットフォーム上に構築された、写真のようにリアルな画像、人工知能（AI）、高度なシミュレーションを組み合わせることができるリファレンスフレームワークを提供しています。臨床医、研究者、そして医療機器メーカーは、このワークフローを導入することで、臨床環境では捕捉が難しい心臓の生理学や機能を可視化でき、より深い知見を得ることで、情報に基づいたより適切な意思決定を行えるようになります。Ansysは、3月17日～21日にカリフォルニア州サンノゼで開催されるNVIDIA GTCで、この次世代のin silico心臓血管モデリングを紹介しています。
Ansys、ヒトの心臓を見せて
外科医、医療機器開発者、学術研究者など、ほとんどの医療専門家はシミュレーションの専門家ではありません。しかし、そのことによりシミュレーションがもたらすメリット、特に命を救う心臓血管治療を活用するメリットが妨げられてはいけません。
そのため、このフレームワークでは、多くの人にとって馴染みのあるインターフェースを備えた、NVIDIA NIMを活用したAI対応チャットボットシステムを採用しています。ユーザーがチャットボットに特定のクエリを入力すると、カスタマイズされたPyAnsys Heartコードが自動的に生成され、非線形動的構造シミュレーションソフトウェアAnsys LS-DYNA内で高精度なシミュレーションと可視化を行うことができます。生成されたモデルは、NVIDIA Omniverse™で開発されたアプリケーションで可視化できます。NVIDIA Omniverse™は、OpenUSDをベースにした複雑な3Dおよび産業デジタル化ワークフローに対応するアプリケーションを構築できるAPIとSDKのプラットフォームです。
この使いやすいチャットボットインターフェースにより、シミュレーションの経験がほとんどない医療専門家も、没入型の心臓血管系解析に必要な、基盤となる複雑なツールシステムを学ぶ必要がなくなります。このワークフローを活用することで、患者固有の解剖学的構造および病変や、作業環境に存在する医療機器などを可視化することも可能になります。
ヘルスケア向け物理AI
AIの新たな波とも言える物理AIにより、自律型医療機器は現場で複雑なタスクを感知し、計画し、実行できるようになります。AIを活用した次世代の自律システムを構築するには、センサー、人体の解剖学的構造、および生理学的プロセスを正確に再現できる高精度なシミュレーション環境が必要です。
AnsysとNVIDIA社は、NVIDIA Isaac for Healthcare内で使用できる高品質、マルチモダリティ、マルチスケールの生理学シミュレーションとデジタルツインを作成するためのツールとワークフローを共同開発しています。Isaac for Healthcareは、ヘルスケアに特化したAIロボティクス開発プラットフォームです。このプラットフォームでは、ロボティクス学習ツールと統合されたデジタルツインフレームワーク機能を利用し、デジタルプロトタイピングやシミュレーションから実機配備に至るまで、包括的な開発を行うことができます。Isaac for Healthcareは、信頼性の高いポリシー駆動型のロボティクスシステムの開発を加速させ、介入処置、診断、病院の自動化への応用を推進します。
使いやすいチャットボットインターフェースにより、シミュレーションの経験がほとんどない医療専門家も、没入型の心臓血管系解析に必要な、基盤となる複雑なツールシステムを学ぶ必要がなくなる。
心臓専門家は通常、心エコー図、心臓コンピュータ断層撮影（CT）スキャン、磁気共鳴画像法（MRI）などの2次元（2D）画像診断ツールを使用して術前計画、医療機器の設計、臨床試験モニタリングなどを行いますが、優秀な診断ツールであっても、3Dの可視化機能に限界があります。医師は通常、実際の手術中以外では、心臓の詳細な3D構造を確認することができません。Ansys - NVIDIAフレームワークは、手術を行う前に、患者固有の解剖学的構造を3Dで可視化し、従来の方法では得られない知見を提供します。
Ansys - NVIDIAフレームワークは、手術を行う前に、患者固有の解剖学的構造を3Dで可視化し、従来の方法では得られない知見を提供する。
Ansysのヘルスケア担当のChief TechnologistであるMark Palmerは、次のように述べています。「医療分野におけるこうしたワークフローの可能性はまさに無限大です。このワークフローでは、患者に関する現在の情報を収集し、高精度なシミュレーションを実行することで、さまざまな治療計画に基づく複数の『あり得る未来』を探求することができます。医師、看護師、およびその他の医療従事者がこうした技術を使用して、複数の『あり得る未来』を見通し、特定の患者の現在の健康状態にとって最善の判断を下している姿を想像してみてください。」
次世代の心臓血管医療のブレークスルーは、AnsysとNVIDIA社によってますます推進されるでしょう。3月17日～21日にカリフォルニア州サンノゼで開催されるNVIDIA GTCのAnsysブース（No.224）で、高度な物理ソルバーの詳細とデモをぜひご覧ください。
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