カトリック大学ソウル聖母病院とソウル市立大学、医療機器企業フローニクスが量子コンピューターを活用して心血管疾患の血流を分析し、患者ごとのカスタマイズ診断技術の開発に乗り出す。
共同研究チームは科学技術情報通信部と韓国研究財団が主管する「2026年度量子コンピューティング基盤量子的利得挑戦研究事業」の新規課題に選定されたと25日明らかにした。研究期間は2026年から2028年まで2年6カ月で、研究費は25億ウォンである。
研究チームが注目するのは計算流体力学（CFD）だ。CTやMRI画像だけでは血管の構造は確認できるが、血液がどれほど速く流れるか、どの部位に圧力が集中するかなどを把握するのは難しい。CFDを用いれば、患者の画像データに基づいて血流の速度と圧力、血管壁に加わる力などを計算できる。
問題は計算量である。患者の心臓と血管を精密に再現するほど処理すべきデータが増え、従来のコンピューターでは計算に相当な時間がかかる。
研究チームは量子コンピューターを活用して複雑な血流計算をより速く効率的に処理できるかを検証する計画だ。
研究はまず心房細動の患者を対象に進める。心房細動は心臓が不規則に鼓動する不整脈で、心臓内に血液が停滞し血栓が生じるリスクがある。
研究チームはCT画像などを用いて心臓と血管を3次元で実装した後、量子コンピューターで血流を計算し、実際の患者の血流を撮影する4D Flow MRIと比較して精度を検証する。
今回の研究で言う「量子的利得」は、量子コンピューターが従来のコンピューターより実際の医療計算で速いか、または正確かを確認することだ。研究チームは量子コンピューターの誤りを低減する技術などを適用して従来の古典的CFDと比較し、量子基盤CFDの精密度を95％以上確保することを目標としている。
ソウル聖母病院は患者の画像と臨床データを確保し、実際の患者を対象に結果を検証する。ソウル市立大学は量子アルゴリズムを開発し性能を評価する。フローニクスは自社開発の4D Flow MRI基盤の血流分析プラットフォームを活用して量子CFDの精度を検証する。
研究責任者のユン・ジョンチャンソウル聖母病院心脳血管病院循環器内科教授は「血流力学に基づく患者別のカスタマイズ診断と治療が心血管疾患克服の核心だ」と述べ、「CFDに量子アルゴリズムと誤り緩和技術を適用し、実際の臨床で量子的利得が現れる条件を確認する」と語った。
研究チームは今後、心房細動だけでなく他の心血管疾患と脳血管疾患へ研究を拡大し、医療機器設計や患者の状態を仮想で実装する「メディカルツイン」などへ技術を拡張する計画だ。
一方、研究チームは昨年、米国国立衛生研究所（NIH）傘下機関が主管した量子コンピューティングチャレンジに韓国で唯一選定されたのに続き、今年は米国クリーブランドクリニックとK5グローバルが共同主管したクォンタム・イノベーション・カタリスト・プログラムにも韓国で唯一最終選定された。