デジタル技術

医療DX、医療ヘルスケアDXを理解するためには、デジタル技術の基礎的な知識が欠かせません。 クラウド技術やアプリケーションの構造、セキュリティ対策、モバイルアプリの進化など、多くの要素が医療ヘルスケアの未来を支えています。このページでは、医療ヘルスケアDXを推進するためのデジタル技術をこれまでの技術的な変遷を踏まえなながら解説し、医療ヘルスケアDXをより深く知ってもらいながら、より広く医療ヘルスケアDXが拡大、浸透してもらえればと思います。

1.クラウド技術の進化

クラウド技術は、医療ヘルスケアDXにおいて重要な役割を果たしています。クラウド技術が登場する以前は、多くの企業が自前でサーバーを保有し、運用していました。この「オンプレミス」と呼ばれる手法では、サーバーラックへの設置、ネットワーク工事、さらにはハードウェアのメンテナンスが必要であり、導入から運用に至るまでコストと手間が大きな課題でした。

しかし、クラウドの普及により、これらの課題が大きく変わりました。現在ではインターネットを介して、サーバーやデータストレージを簡単に利用できるようになり、医療ヘルスケア領域でも、診療情報や服薬情報、患者の日々の健康データをクラウド上で安全に管理し、どこからでもアクセスできるシステムが主流となりつつあります。

主要なクラウド

・AWS（Amazon Web Services）
・Microsoft Azure
・Google Cloud

これらのクラウドサービスは、セキュリティや拡張性に優れ、医療情報の管理に最適化されています。しかし、機密性の高いデータを扱う場合、現在でもオンプレミスを選択する医療機関もあります。また、国内企業によるクラウドサービスとしては、さくらインターネットなども注目されています。
ソフトウェアが使用されます。

2.アプリケーションの構造とAPIの重要性

アプリケーションは、一般的にフロントエンド（ユーザーが直接操作する画面部分）、API（アプリケーションとサーバーが通信するための仕組み）、データベース（データを保存・管理する場所）という3つの主要な要素で構成されています。ここで重要な役割を果たすのがAPIです。
API（Application Programming Interface）は、異なるソフトウェア同士がやり取りするためのルールや仕様を定義したものです。アプリケーションとサーバーの間でデータを交換する際には、このAPIを通じて通信が行われ、APIによって決められた形式でデータが送受信されます。

APIのデータ形式の変遷

過去、APIを通じてやり取りされるデータの形式には、主にXMLが使用されていました。XMLは階層的なデータ構造を表現できるため、複雑なデータを正確に記述することが可能でした。医療分野でも、XMLを使って患者データや薬剤情報などを交換することが一般的でした。

XMLの例

<Patient>
  <ID>12345</ID>
  <Medications>
    <Medication>
      <Name>アスピリン</Name>
      <Dosage>100mg</Dosage>
      <Frequency>1日2回</Frequency>
    </Medication>
    <Medication>
      <Name>ロサルタン</Name>
      <Dosage>50mg</Dosage>
      <Frequency>1日1回</Frequency>
    </Medication>
  </Medications>
</Patient>

XMLの強みはその柔軟性にありましたが、同時にデータが冗長になりがちで、特にモバイルアプリやWebアプリケーションでは、データの量が増えると処理が重くなるという問題がありました。

JSONへの移行

JSON（JavaScript Object Notation）は、軽量でシンプルなデータ構造を持つため、モバイルアプリやWebサービスが普及する中で、次第にXMLに取って代わるようになりました。特にリアルタイムでデータをやり取りするシステムでは、JSONのシンプルさが重要視され、APIのデータ形式として主流になりました。

JSONの例

{
  "patientId": "12345",
  "medications": [
    {
      "name": "アスピリン",
      "dosage": "100mg",
      "frequency": "1日2回"
    },
    {
      "name": "ロサルタン",
      "dosage": "50mg",
      "frequency": "1日1回"
    }
  ]
}

JSONはXMLに比べて、より簡潔で読みやすく、データのやり取りが効率的です。このため、モバイルアプリやブラウザで動作するWebアプリケーションとサーバー間の通信においては、圧倒的に優位に立つ形式となりました。

医療分野でのAPIとデータ形式の進化

医療分野でも、APIを通じてデータを交換する際の形式が進化してきました。従来は、HL7標準に基づいてXML形式が主流でしたが、現在ではHL7 FHIR（Fast Healthcare Interoperability Resources）という新たな規格が登場し、データ交換がよりシンプルかつ柔軟に行えるようになりました。FHIRでは、JSON形式が推奨されており、これにより医療データの交換が軽量で効率的になっています。

3.セキュリティ対策と医療情報保護

医療ヘルスケア分野では、患者の個人情報や医療データの取り扱いにおいてセキュリティが非常に重要です。セキュリティ対策を行う目的は、主に以下の3つです。

1. 機密性の確保：患者のデータが許可されていない者に閲覧されないようにする。
2. 完全性の維持：データが改ざんされないようにし、正確な状態を保つ。
3. 可用性の確保：必要なときにシステムやデータが利用できる状態を保つ。

これらのセキュリティ目標を達成するためには、システムの各構成要素ごとに適切な対策を講じる必要があります。

3.1 フロントエンドのセキュリティ対策

フロントエンドは、ユーザーが直接操作する部分であり、特に外部からの攻撃に対して脆弱になりやすい領域です。フロントエンドのセキュリティ対策としては、以下のような具体的な方法が挙げられます。

3.2 APIのセキュリティ対策

APIは、フロントエンドとサーバーの間でデータをやり取りするための仕組みです。APIが攻撃されると、大量のデータが流出するリスクがあるため、特に強固なセキュリティ対策が求められます。

3.3 データベースのセキュリティ対策

データベースは、患者の医療データを蓄積する場所であり、最も重要なセキュリティの焦点となる部分です。データベースのセキュリティ対策としては、以下の方法が有効です。

3.4 具体例を用いたセキュリティの流れ

患者がスマートフォンからオンライン診療サービスを利用するケースを想定してみます。

4.端末の進化とエンドユーザーコンピューティングの進展

医療ヘルスケアのデジタル化は、端末の進化とともに急速に進んできました。かつてのシステムは、サーバー中心で処理が行われ、医療機関内のパソコンや専用端末を使ってアクセスするのが主流でした。しかし、端末の変遷と共に、医療従事者や患者の使い方にも大きな変化が生じました。以下に、その主な進化を説明します。

4.1 サーバー中心の時代

かつて、医療データの処理はすべてサーバー中心で行われていました。医療機関の内部に設置されたサーバーで患者のデータが管理され、医療従事者は院内のパソコンからこのサーバーにアクセスする形でした。この時代は、患者が医療データにアクセスすることはほとんどなく、すべて医療従事者の手に委ねられていました。

4.2 パソコン、携帯電話、PDAの登場

1990年代から2000年代初頭にかけて、パソコンが広く普及し、医療現場でもパソコンを使ったシステムが一般的になりました。この時期には、一部の医療機関で電子カルテが導入され始めましたが、まだ患者や医療従事者がデータにアクセスするためには専門の知識や専用端末が必要でした。
同時期に、携帯電話や**PDA（Personal Digital Assistant）**といったポータブルデバイスが登場し、外出先でも簡単にデータにアクセスできるようになりました。ただし、これらのデバイスはまだ限られた処理能力しか持たず、主にスケジュール管理や簡単なデータ参照に使われていました。

4.3 スマートフォンの登場とエンドユーザーコンピューティングの加速

2007年にiPhoneが登場し、スマートフォンが一般に普及し始めたことで、状況は劇的に変わります。スマートフォンの普及により、誰でもどこでもインターネットにアクセスでき、アプリを通じてさまざまなサービスを利用できるようになりました。この変化はエンドユーザーコンピューティングの加速をもたらしました。
医療の世界でも、医療従事者がスマートフォンを使って患者のデータを参照したり、患者が自分の医療情報にアクセスしたりすることが可能になりました。特にスマートフォン上で動作するモバイルアプリの登場により、医療の現場や家庭においてリアルタイムでデータが扱える環境が整いました。

4.4 モバイルアプリと医療

現在、モバイルアプリは医療のデジタル化において重要な役割を果たしています。たとえば、患者はスマートフォンを使って自分の病歴や薬の服用記録を管理したり、医療機関とオンラインでやり取りしたりすることが可能です。また、医療従事者はスマートフォンを使って患者のバイタルデータをリアルタイムで確認でき、緊急時にはすぐに対応することができます。

4.5 クラウドとの連携

スマートフォンの普及とともに、クラウド技術の発展も医療のデジタル化を加速させています。患者や医療従事者がスマートフォンを使って入力したデータはクラウド上で保存され、必要な時にどこからでもアクセス可能です。また、複数の医療機関がクラウドを介して患者のデータを共有することにより、診療の効率化や情報の一元管理が進んでいます。

このような端末の進化に伴い、医療現場や患者との接点も劇的に変化してきました。特にスマートフォンの登場は、エンドユーザーコンピューティングを大きく推し進め、コロナ禍を経て、医療分野におけるモバイルアプリの利用が急速に進展しています。これにより、医療従事者と患者の間のコミュニケーションが密になり、医療サービスの質が向上してきました。マイナポータルの進展などもあり、モバイルアプリを通じた医療のデジタル化は、これからもますます進化し続けると思われます。

5.アプリの種類と技術的選択肢

前の章の通りにエンドユーザーコンピューティングの進展によって、患者向けにはモバイルアプリが現状では主流となっています。
医療ヘルスケアDXにおいては、患者向けにどのようなアプリを提供するかは重要な選択となります。ユーザー体験や開発コスト、アプリ更新の容易さなど、様々な要素を考慮する必要があります。ここでは、医療ヘルスケア分野において考慮すべき主なアプリの種類とその技術的な選択肢を整理します。

5.1 Nativeアプリ

ネイティブアプリは、iOSとAndroidの主に2つの特定のOSに最適化されたアプリとなります。アプリストアからインストールし、デバイスのハードウェア機能（GPS、カメラ、センサーなど）やOS特有の機能にフルアクセスできるため、高性能で複雑な操作を要求するアプリに適しています。

5.2 WebViewアプリ

WebViewアプリは、ネイティブアプリの内部でWebコンテンツを表示する手法です。アプリの大部分がWeb技術（HTML、CSS、JavaScript）で開発されます。

5.3 Webブラウザアプリ

Webブラウザアプリは、ブラウザ上で動作するアプリです。インストールが不要で、リンクをクリックするだけで利用でき、OSやデバイスに依存せず、どこでもアクセスできるという特徴があります。HTML、CSS、JavaScriptで開発され、簡単なアプリや多くの端末で利用されるものに適しています。

5.4 ミニアプリ

WebView形式の一種ですが、さらにNativeアプリとの連携処理をすることで、ハードウェア機能へのアクセスも可能とする手法です。

5.5 LINE公式アカウント

LINE公式アカウントは、LINEという大規模なプラットフォーム上で展開できるサービスです。医療機関や薬局などでは、LINEを通じて患者や利用者とのやり取りを行う事例が増えています。アカウント内に「リッチメニュー」などを配置して、LIFFアプリを呼び出すことで、LIFFの内にブラウザアプリを起動し、利用者により多様なUIを持ったサービスを提供できるのが特徴です。

医療ヘルスケアDXにおいてアプリ開発を行う際、これらの技術的選択肢から目的に合ったものを選ぶことが重要です。ミニアプリは、ネイティブアプリに比べ開発コストが低く、またWebView形式よりもより柔軟です。一方で、デバイスのハードウェア機能を最大限に活用する必要がある場合や、パフォーマンスにこだわる必要がある場面では、ネイティブアプリが適しています。さらに、LINE公式アカウントは、広いユーザー層にリーチするための迅速な手段として利用する価値があります。

6.AIの進化と医療ヘルスケアの革新

近年のAI技術の進化は、医療ヘルスケア分野にも大きな革新をもたらしています。AIは従来、画像診断やバイタルサインの解析などに主に利用されてきましたが、最近ではAIチャットボットや*RAG（Retrieval-Augmented Generation）などの技術を活用し、専門的な知識に対する高度な検索回答を提供するサービスが注目されています。

6.1 RAGを使った専門知識検索

RAG（Retrieval-Augmented Generation）は、AIがテキストを生成する際に外部データベースから情報を取得し、それを反映させて回答を生成する技術です。この技術を使うことで、医療従事者や患者が、複雑な医療情報や研究結果に基づいた正確な回答を瞬時に得ることが可能となります。 たとえば、薬の相互作用に関する質問や、特定の疾患に対する最新の治療法など、膨大な医療情報を整理し、ユーザーが簡単に検索できる環境が整っています。この技術は、医療ヘルスケア分野における情報の透明性を高め、専門知識の普及と迅速な意思決定を支援します。

6.2 AIチャットボットによる患者サポート

AIチャットボットは、患者や医療従事者が日常的に抱える質問に対して、迅速かつ正確に回答できるツールです。たとえば、患者が服用している薬についての情報をAIチャットボットに尋ねると、その薬の作用や副作用、他の薬との相互作用についての最新情報を瞬時に提供することができます。また、簡単な健康相談や症状チェックを行い、必要に応じて医療機関への受診を促すことも可能です。 AIチャットボットは、医療機関の負担軽減にも寄与し、患者の自己管理をサポートします。特に、PHR（Personal Health Record）データと連携することで、患者の過去の病歴や検査結果に基づいたカスタマイズされたアドバイスを提供できるため、よりパーソナライズされた医療サポートを実現します。

6.3 医療機関におけるAIの活用

さらに、AI技術は医療機関内部の業務にも革新をもたらしています。診療予約の最適化や、カルテ入力の自動化、データ解析による医療の効率化など、AIは多岐にわたる業務に適用されています。特に、電子カルテシステムとAIを連携させることで、患者データの管理がスムーズになり、診療の質を向上させることが可能です。

AIチャットボットやRAG技術を使った専門知識検索は、医療ヘルスケア分野においてこれまでにない利便性と正確性をもたらしています。これにより、患者や医療従事者は迅速に必要な情報を取得し、より質の高い医療を提供できる環境が整っています。今後もAI技術の進化とともに、医療ヘルスケアDXはさらなる進展ができるのではないでしょうか。