VOXEL-MANは、医療用可視化およびシミュレーション分野の先駆者です。ハンブルク・エップエンドルフ大学医療センター(UKE)におけるVOXEL-MANプロジェクトは、1984年頃、カール・ハインツ・ホーネ教授率いる研究グループが、コンピュータ断層撮影(CT)画像を用いた骨の3D可視化に関する最初の実験を行ったことに端を発します。データ構造、投影法、およびシェーディング手法が大幅に改善され、頭蓋顔面外科および整形外科における最初の臨床応用が実現されました。
磁気共鳴画像法(MRI)において、解剖学的構造のセグメンテーション、すなわちそれらの識別とラベル付けは、大きな課題となっていた。1987年のRSNAでは、MRIによるヒト脳の生体画像が初めて発表された。翌年のRSNAでは、心電図同期MRIによる3Dの鼓動する心臓(4D心臓)という、また別の「世界初」が披露された。その後、VOXEL-MAN 3D可視化システムがシーメンス社のMagnetom 63 SP MRIスキャナーに実装された。
1990年代初頭、インタラクティブセグメンテーションというパラダイムによって、セグメンテーション問題に対する(自動的ではないものの)一般的な解決策が見出されました。3D放射線治療計画などの特定の臨床応用では成果が得られたものの、一般的な関心は3D解剖アトラスへと移行していきました。VOXEL-MANは、人体の解剖学、機能、および放射線学的所見に関する空間的・記述的知識を統合し、インタラクティブな探索を可能にする新しいタイプの仮想人体モデルの開発において、画期的な成果を上げた。最初の3D解剖アトラスであるVOXEL-MAN Brain and Skullは1995年にリリースされた。このコンセプトは、医学分野以外でも、例えばエジプト学、人類学、獣医学などで有用であることが実証された。
NLMのVisible Human Projectデータセットが利用可能になったことで、当社の3Dアトラス技術は完璧な補完を得ることができました。フルカラーの3Dモデルを扱うためには、セグメンテーションおよび可視化の手法を拡張する必要がありました。しかし、そのような大規模なモデルを処理するために必要なワークステーションコンピュータは、依然として高価すぎて広く普及させるには至りませんでした。その解決策として、事前に計算されたシーンに基づく新しいパラダイムが開発されました。これらの成果により、解剖学アトラスVOXEL-MAN 3D Navigator: Brain and Skull、Inner Organs、Upper Limb(いずれもSpringer-Verlagより出版)および、内視鏡超音波検査用のトレーニングシステムEUS meets VOXEL-MAN(日立メディカルより出版)が誕生しました。
2000年頃、新たに登場したハプティックデバイスを用いた実験により、その医療分野での応用可能性が示されました。臨床パートナーとの緊密な協力のもと、比類のない視覚的リアリズムとハプティックフィードバックを融合させた、側頭骨切開術用の仮想耳科手術シミュレータの最初のプロトタイプが開発されました。2005年、医学部長がVOXEL-MANグループを設立し、トレーニングシミュレーターVOXEL-MAN TempoSurgが発売された。
2009年、VOXEL-MANグループは歯科用シミュレーターの開発に向けてEXIST助成金を獲得しました。この助成金を活用し、VOXEL-MANのすべてのトレーニング用シミュレーターの基盤となる革新的なソフトウェアアーキテクチャが構築されました。2011年には、側頭骨ドリリングシミュレーターの第2世代であるVOXEL-MAN Tempoと、歯牙形成シミュレーターVOXEL-MAN Dentalが発表され、その後、内視鏡下副鼻腔手術用のVOXEL-MAN Sinusが追加されました。臨床症例をインポートするためのVOXEL-MAN My Casesや、術中3Dモデルを作成するためのVOXEL-MAN 3D Printingは、現実世界とのインターフェースを提供します。最新の製品として、腹部および内視鏡下超音波検査(EUS)のトレーニング用VOXEL-MAN Sonographyが加わりました。
現在、VOXEL-MANの外科手術シミュレーターは、西はホノルルから東は京都、北はトロンハイムから南はポルト・アレグレに至るまで、世界中の主要な大学や病院で採用されています。当社のシミュレーターに対する関心の高まりは、数多くの独立した検証研究が行われていることにも表れています。
VOXEL-MANシミュレータ事業は2025年に売却されました。とはいえ、私たちの学術論文の大部分は、依然として一般に公開されています。VOXEL-MANチームは、元メンバーによる緩やかな連携体制として活動を続けています。
当社の名称について
ボクセル(volume elementの略)とは、3次元オブジェクトをデジタル表現する際の基本単位のことです。VOXEL-MANという名称は、当社の最初の3D可視化システムからすでに使用されており、おそらく当時流行していたあるガジェットから着想を得たものと思われます。
バーチャル・ボディという用語は1994年頃に造語され、パリのポンピドゥー・センターで開催された展覧会The Virtual Bodyや、映画Professor Röntgen meets the Virtual Bodyで使用されました。これは、その名の通り、生体と同様の方法で検査や治療を行うことができる、コンピュータ上の生体モデルを指します。