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あなたの“もう一つの体”で手術を繰り返す時代へ！手術を変える「デジタルツイン医療」の衝撃

2026.03.15 16:00 文＝仲田しんじ

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　どのような手術法を選ぶのか、そして術後にどのようなリスクがあるのか、なかなか難しい食道の手術について画期的な医療技術が登場している。本番の前に当人の食道のデジタル複製である“デジタルツイン”で何百万回もの手術をシミュレートすることで手術がより確実になるのである。

■手術を確実にする“デジタルツイン”

　食道アカラシア（achalasia）は、下部食道括約筋が弛緩せず、食道の蠕動（ぜんどう）運動が低下することで、食物が食道に停滞する原因不明の希少な慢性疾患である。主な症状は食べ物がつかえる、飲み込みにくい（嚥下困難）、逆流、胸痛、体重減少などがあり、致命的な症状に繋がりかねない。

　米イリノイ州シカゴのノースウェスタン大学で消化器内科医のジョン・パンドルフィーノ氏は、食道の仮想モデルである“デジタルツイン”を構築した。このモデルは、消化管の圧力、動き、変形をシミュレートしたもので、食道括約筋の弛緩が止まり食物が蓄積して窒息の危険性が現実のものとなる食道アカラシア患者への介入方法を決定するのに有効だ。このモデルはすでに数百万回のシナリオを実行しており、現在400人を対象とした臨床試験の指針となっている。

　パンドルフィーノ氏のチームが構築したデジタルツインは、人体全体のレプリカではないが、より簡素であるからこそ現実に近いものである。食道の仕組み、圧力、そして動きを再現した精度の高いモデルだ。

　食道のデジタルツインを構築するきっかけは　パンドルフィーノ氏がアカラシア患者の手術を行った後、ある合併症が再発することに気づいたことだ。食道壁がたるみ、間違った場所で風船のように膨らんでしまう症状である憩室（diverticulum）が術後に形成されるケースが見られたのだが、その理由は不明のままである。そこで構築したデジタルツインに対して、さまざまな変数（手術の種類、切開の深さ、食道アカラシアのサブタイプ、逆流防止処置の有無）を与え、シミュレーションを行ったのである。

　数カ月にわたる計算と数百万通りの組み合わせで、最終的にこのモデルは2つの成果を達成した。どの種類の手術が最も効果的かを予測し、どの患者がその合併症を発症するリスクが最も高いかを特定することが可能になったのだ。

　このデータを基に、チームはアメリカ国立衛生研究所（NIH）から資金提供を受け、400人を対象に標準的なアプローチと食道のデジタルツインに基づくアプローチを比較する試験を開始している。

　食道アカラシアの症状の1つである胃食道逆流症は人口の約5分の1に影響を与えており、ほとんどの場合は胃酸過多の問題ではなく、解剖学的および機械的な問題である。デジタルツインが食道アカラシアに有効であれば、慢性逆流症に苦しむ何百万人もの人々の治療における外科的アプローチを大きく変えることが期待されている。

　デジタルツインの最も未来的な構想では、医師は個人のほぼ同一の解剖学的レプリカとバイオデータを組み合わせて、高度に個別化された医療や処置を推奨することにある。

　デジタルツインは動物実験の犠牲になる動物を減らすことができ、将来的に臓器の質感を模倣した素材で作られた触覚モデルが開発されれば、研修中の外科医は本物のように反応する人工食道を実際に切開する体験を積めることにもなる。

　さらにこのアプローチは膀胱、大動脈、左心室など、あらゆる臓器系に適用でき、ゆくゆくはすべての臓器が揃った“もう1人の自分”を用意できる未来もそう遠くないのかもしれない。