医療用ディスプレイの動向

医療用ディスプレイは、現代の医療分野における既知の技術アプリケーションの 1 つです。医用画像技術の進歩により、堅牢な診断ツールが提供され、創傷や内部の問題の非侵襲的評価が容易になり、病気の早期発見が可能になり、医療が改善されたことは否定できません。 また、最新の LCD の採用により、患者ケア、病院の雰囲気が劇的に向上し、医療分野での情報の表示方法と普及方法が別のレベルに向上しました。 医療専門家は現在、幅広い病状を理解し、様々な患者データに即座にアクセスできるようになりました。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックが爆発的に拡大した後、世界中の人々が医療業務の水準を新たなレベルに引き上げ、病院や医療センターにおけるハイテクアプリケーションの需要が増加しました。 パンデミック後の医療ビジネスが新たな時代を迎える中、医療現場をよりスマート、より安全、より効率的にすることが不可欠です。この傾向に伴い、医療用ディスプレイの世界市場は急速に上昇しております。

B. 医療用ディスプレイの主な機能

医療用ディスプレイのディスプレイ ソリューションの設計は、間違いなく繊細で困難な作業です。医療用ディスプレイのメーカーが考慮すべき問題は数多くあります。たとえば、製品の信頼性、電磁干渉、規制順守などです。さらに、製造される医療用ディスプレイは、高温、湿度、振動などの極端な条件に耐えることができる必要が有ります。医療用ディスプレイに期待される重要な機能がいくつかあります：

1. タッチスクリーン表面は抗菌仕様

30 年以上にわたり、タッチスクリーンは公共及び私設のアクセス端末で使用されて来ました。 1990 年代初頭、薄膜トランジスタ (TFT) LCD 技術の開発により、コストを削減したフラット タッチ センサーをディスプレイ スクリーンと組み合わせることが可能になりました。 対角線のサイズが大きくなるにつれて、タッチ ディスプレイの市場は大幅に拡大しました。個人用デバイス (電話、タブレット、コンピューター) 及びビジネス用デバイスや機械でのタッチ スクリーンの普及により、タッチ スクリーンの需要が大幅に増加しました。しかし、2019年から2022年にかけての新型コロナウイルス感染症（COVID-19）のパンデミックにより、細菌の感染経路を理由に、人々は公共エリアでのタッチ対応デバイスの利用を再考するようになりました。 タッチ ディスプレイのメーカーは、衛生状態を確保するためのソリューションを模索する必要があります。

ディスプレイ分野にも耐えられた抗菌表面技術は、表面接触による細菌やウイルスの病気伝染の危険を劇的に最小限に抑えることができます。ディスプレイメーカーはガラスの専門家と協力して、ガラス組成にイオン銀を組み込んだ薄いタッチスクリーンカバーを作成しております。その結果、微量の銀イオンが表面に排出され、汚れや臭いの原因となる細菌を最大 99.9% 死滅させます。銀はコーティングとして適用されるのではなくガラスに組み込まれているため、抗菌特性はガジェットが続く限り持続します。 抗菌表面は永続的で、ガラス本来の光学特性には影響を与えません。 この実装により、タッチスクリーンは細菌の伝播をブロックするだけでなく、危険な病原体の増殖を防ぎ、細菌やウイルスの温床にならないことが実証されております。

2. 医療レベルの画像品質

医療従事者がデータを解釈し、効果的に作業を行うことを視覚的に支援するために、医療用の画質及び画像規格は、民生用ディスプレイの規格よりも高度かつ厳格です。 例えば、X 線、CT スキャン、MRI スキャン、超音波などの医療用ディスプレイ技術は、高レベルのコントラスト、鮮明さ、色の精度を提供するように細心の注意を払って設計されております。 さらに、医療用ディスプレイには、ディスプレイの寿命を通じて一貫した明るさ、ノイズのない画像、人間工学に基づいた読み取り、医療規制への自動準拠を保証するための独自の画像強化技術が搭載されていることがよくあります。医療レベルのイメージングには、いくつかの貴重な属性があります：

• 高解像度 - 解像度が高いディスプレイでは、画像をより鮮明に表示でき、細部まで鮮明に表示できます。 この HD 機能は、正確な診断や手術画像を提供する医療用ディスプレイに強く求められております。 大手メーカーが提供する最新の医療グレードのディスプレイ製品には、高解像度 (HD)、4K、及び 3D スクリーンが含まれます。
• 高コントラスト比 - 高コントラスト性能により、ディスプレイは画像の詳細と輝度差を正確に反映できます。
• 高輝度 - 高輝度は、手術用ディスプレイやハンドヘルド デバイスなど、明るい場所にあるデバイスにとって非常に重要です。ディスプレイは十分な明るさを備えているため、薄暗い環境でも鮮明な画像を表示できます。
• 広い色域 - 医療用ディスプレイには、診断や外科用途を支援するために、より優れた色域と精度が必要です。たとえば、一部の手術用モニターは赤色表示機能が強化されており (深赤色スペクトルを追加して RGB を 115% 実現)、内部の組織や臓器をより正確に観察できるようになります。
• 広い視野角 - 一部の医療モニターは、手術室または直接の患者ケア環境で使用されます。 この場合、部屋中に散在するさまざまなユーザーに、広い視野角で鮮明でコントラストの高い画像を提供できなければなりません。
• 低消費電力- ポータブル モニターや血糖値計など、バッテリー電力に大きく依存するデバイスの場合、効率を高めて使用時間を延ばすためには、表示画面の低消費電力が不可欠です。

3. DICOM規格への準拠

医用画像情報及び関連データの通信及び管理のための特定の標準は、「医療におけるデジタル画像及び通信 (DICOM)」と呼ばれます。DICOM は、医療画像の保存、交換、送信に世界中で使用されております。 DICOM の範囲には、画像交換 (DVD などのポータブル メディア経由など)、画像圧縮、3D 視覚化、画像プレゼンテーション、及び結果レポートのためのプロトコルが含まれます。さらに、それは現代の放射線画像の開発の中心となっております：DICOM には、X 線撮影、超音波検査、コンピュータ断層撮影 (CT)、磁気共鳴画像法 (MRI)、放射線治療などの画像診断法の標準が組み込まれております。

専門的な医療用ディスプレイ画面は DICOM PART14 標準をサポートする必要があります。 つまり、DICOM 標準曲線を調整し、DICOM プロトコルに一致する画像の表示品質と精度を確保できなければなりません。対照的に、商用 (消費者) グレードのディスプレイは、絶対レベルの標準的な基準を持たずにユーザーが輝度の好みを設定する手動の輝度制御を提供します。同様に、医療スタッフが医療画像、文書、電子医療記録 (EMR) を閲覧する際に、より正確な画像と情報を提供できるように、単色医療用ディスプレイには DICOM PART14 グレースケール標準を満たすキャリブレーション機能が必要です。

4. 医療規格の電磁適合性 (EMC) に適合

病院や医療施設では、心拍数、血圧、酸素飽和度などの患者のバイタルサインを監視及び維持するために使用される医療用表示デバイスが数多くあります。 これらの機器は、患者の安全と健康を確保するために非常に重要です。 ただし、これらのデバイスの動作は、無線通信デバイス、コンピュータ、医用画像機器、高電圧電源、モーター、放送機器など、環境内の他の電子デバイスからの電磁干渉 (EMI) によって中断される可能性があります。

EMI による障害のリスクを最小限に抑えるには、医療用ディスプレイ デバイスが EMC (電磁両立性) IEC 60601-1-2 規格に準拠することが不可欠です。 この規格は、医療機器が EMI やその他の形態の干渉のリスクを軽減するように設計及び製造されていることを保証し、それによって医療機器の通常の機能を維持し、予期せぬ事象の発生を防止します。

医療用ディスプレイのアプリケーション

医療用ディスプレイ技術の開発により、診断ツール、遠隔医療、非侵襲的治療のサポートが提供され、病気の評価が可能になり、健康上の問題を早期に検出できるようになり、医療業界が変化しました。 医療用ディスプレイ装置の技術開発により、医療装置の効率が向上し、医療用画像機器の使いやすさが向上しています。医療用ディスプレイの使用が急増すると、必要な労働力が減り、病気の迅速な診断と回復が可能になります。 医療用ディスプレイの典型的な用途をいくつか示します：

1. 医用画像診断

ディスプレイの最も重要な医療用途の 1 つは医療画像処理です。 このディスプレイ ソリューションは、X 線、CT スキャン、MRI スキャン、超音波などの医療画像デバイスによって作成された画像を表示します。 医療専門家はこれらの画像を利用して、様々な病状の診断と治療を行います。医療画像機器に採用されているディスプレイ製品は、医療従事者が情報を正しく解釈できるように、高レベルのコントラスト、鮮明さ、色精度でグラフィックスや文字を表示できるように慎重に設計されております。最近では、ディスプレイ メーカーは 3D 医療用ディスプレイ ソリューションも提供しております。 これらの 3D 画像ディスプレイにより、医療従事者はより詳細かつ包括的な患者情報や医療状態を取得できるようになります。

2. 手術用表示器具

ディスプレイアプリケーションの普及とディスプレイ技術の進歩により、病院はディスプレイ技術を組み合わせて、より多様な手術項目や技術を開発し、様々な患者の状態や身体状況に対応し、より正確で理想的な手術結果を達成することができます。 低侵襲治療の成長傾向はその好例です。低侵襲手術により、医師は最先端の技術と革新的な外科手術を使用して、低侵襲な方法で人体を手術することができます。術後の痛みの軽減、手術および重大な術後の合併症の減少、入院期間の短縮など、いくつかの利点による低侵襲治療 (MIT) への需要の増加は、世界の医療ディスプレイ市場の主な推進要因の 1 つです。

3. 電子医療記録 (EHRS)

現在、病院や医療センターでは、患者の医療記録を電子医療記録 (EHR) にデジタル的に保存する傾向があります。患者の病歴、検査結果、処方情報、その他の医療情報はすべて EHR に含まれて、医療従事者はデバイスの画面を通じてこれらのデータに簡単にアクセスし、リアルタイムで表示できます。 ディスプレイ技術により、様々なデータベースへの迅速なアクセスが可能になり、情報グラフィックや文字の明確かつ正確な表示が容易になります。

4. 患者のモニタリング

人の健康状態を追跡するために、脳波検査 (EEG) 装置、携帯用血圧計、肺活量計などの監視装置が病院、医療センター、または家庭で広く使用されております。 ユーザーは、ディスプレイ画面を通じて、血圧、心拍数、酸素濃度などの患者の健康指標にアクセスできます。 病棟に関しては、ほとんどの病院には病棟全体を監視する中央モニターが設置されて、緊急事態が発生した場合にその地域の動態やその他の情報をすべて把握できます。健康監視装置は高齢者のケアにも広く使用されて、医療従事者が離れた場所から高齢者の健康状態を管理できるようになります。設計によっては、一部のディスプレイ製品は、監視されている健康指標が正常範囲から逸脱した場合に他の製品に通知するアラーム システムを提供することもできます。

結論

ディスプレイは多くの医療機器にとって不可欠で、医療従事者や患者に重要な情報を提供します。技術的に進んだ医療機器、スクリーン、モニター、その他のデバイスの使用が増加しております。 一方、医療インフラの構築と改善に注力しているいくつかの国の政府や非営利団体も、医療ディスプレイ開発の飛躍と回復を推進しました。ディスプレイ業界の多くのトレンドや画期的な進歩も現在の市場に影響を与えております。例えば、より高品質のリアルタイム画像を可能にすることで、拡張現実 (AR) 及び仮想現実 (VR) テクノロジーが外科手術や診断手順を改善するために使用されております。

技術ソリューション、高モビリティ情報に対する需要の高まり、政府の取り組みや奨励金の増加、病院や研究センターにおける高品質の医療用ディスプレイへの資金提供の増加など、これらすべての変数が市場拡大に有利な可能性を生み出す可能性があります。 さらに、現在の病院や医療センターの運営モードは、より多くのデジタル医療ライブラリ、管理データベース、情報システムを構築することにより、徐々にデータ駆動型かつ技術的なものになり、それが世界の医療ディスプレイ市場を前進させると予測されております。

参考資料

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https://doi.org/10.1002/msid.1197
https://www.radiantvisionsystems.com/blog/medical-displays-new-technologies-and-strict-standards-drive-need-visual-quality-testing