市場調査レポート

AIを活用した医療画像診断市場規模と展望 2025年~2033年

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**AIを活用した医療画像診断市場の包括的分析**

**市場概要**

世界のAIを活用した医療画像診断市場は、2024年に32億7,629万米ドルの規模に達しました。この市場は、2025年には47億7,290万米ドルに成長し、2033年までには968億2,374万米ドルに達すると予測されており、予測期間(2025年~2033年)における年平均成長率(CAGR)は45.68%という驚異的な伸びを示す見込みです。この健全な拡大は、世界中の主要な医療画像診断専門分野およびモダリティにおけるAIの採用が急増していることに起因しています。

AIを活用した医療画像診断は、診断用医療画像に人工知能を適用し、画像強度の変化や見慣れないパターンの出現に基づいて異常を検出することを指します。これは、放射線科医の作業負担を軽減し、画像の質、感度、精度を向上させる高度な画像診断技術への認識が高まっているため、市場は著しいトップライン成長を経験しています。AIを活用した医療画像診断ソリューションは、現在、正確でアクセスしやすい疾患スクリーニング、および短時間での望ましい画像鮮明度を実現するソフトウェアツールまたはプラットフォームとして提供されており、放射線科医のワークフローと生産性を大幅に向上させています。

従来の画像診断技術では、患者の状態変化をリアルタイムで検出することが困難でした。これに対し、医療画像診断におけるAIおよび機械学習技術は、膨大なデータの中からわずかな変化を監視・検出する上で大きな利点をもたらします。これは、脳腫瘍やその他のがんのモニタリングに非常に効果的な方法であり、最適な治療法を決定する上で極めて重要です。例えば、標準的な医療画像診断では、腫瘍細胞の生細胞と死細胞の割合を正確に判断することはできませんが、AIを活用したシステムはこのような詳細な情報を提供し、診断と治療計画の精度を高めます。

**市場促進要因**

AIを活用した医療画像診断市場の成長を後押しする要因は多岐にわたります。

1. **AI技術の普及と認識の向上:** 医療画像診断の主要分野におけるAIの採用が世界的に急増しており、放射線科医の間で高度な画像診断技術への認識が高まっています。AIは、作業負担の軽減、画像品質の向上、感度と精度の強化に貢献すると期待されています。
2. **規制当局による承認の加速:** 現在の規制枠組みの下で、AIを活用した医療画像診断に対するFDA(米国食品医薬品局)の承認が顕著に加速しています。2015年以降、AI技術を利用した少なくとも16のアプリケーションがFDAによって承認されており、その多くが放射線科での使用を目的としています。この承認数の増加は、市場参入を容易にし、技術に対する信頼性を高めています。
3. **診断手技に対する需要の増加:** 診断手技に対する需要は毎年増加しており、特に急性期病院活動の多くの側面で画像診断活動が活発化しています。がんの緊急紹介による画像診断の需要は年間10%増加しており、CTスキャンなどの検査の適応範囲が拡大していることも、医療画像診断の需要をさらに煽っています。
4. **心臓病および呼吸器疾患の有病率の急増:** 心臓病や呼吸器疾患の有病率が世界的に増加していることも、診断ソリューションに対する需要を加速させています。これらの疾患の早期かつ正確な診断には、高度な画像診断が不可欠です。
5. **未分析の医療画像データとワークフローの改善:** GEヘルスケアによると、医療データの90%以上が医療画像から得られていますが、その97%以上が分析されていないとされています。診断手技の急増に伴い、AIを活用した医療画像診断はワークフローと効率を改善し、未活用データを価値ある情報に変えることで、診断に対する需要を加速させています。
6. **放射線科医の業務負担と人材不足:** 2019年には米国だけで約25万人の放射線科医が診断画像検査を行っていましたが、米国労働統計局は2019年から2029年にかけて放射線科医の数が全職種の平均よりも7%速く増加すると予測しています。この業務負担の増大により、放射線科医はAIベースのツールを導入して一部のタスクを自動化し、医療画像診断サービスに対する需要の急増に対応せざるを得なくなっています。これが市場成長の大きな機会を生み出しています。
7. **先進国における高い採用率:** 北米や欧州などの先進国では、AIを活用した医療画像診断デバイスの採用が急速に進んでいます。これは、大規模企業による投資の急増、公的および私的機関による資金提供、ベンダー間の提携や協力関係の増加、研究機関によるAIベースの医療画像診断開発への貢献、病院への償還の増加などが要因となっています。米国では、画像診断センターが病院よりもわずかに高いAI技術の採用率を示しており、2019年には医療専門家の約53%が今後数年間でAIを活用した医療画像診断を使用する計画であると予測されていました。

**市場抑制要因**

AIを活用した医療画像診断市場の成長には、いくつかの抑制要因も存在します。

1. **デジタルインフラの不足:** 特に低・中所得国における資源の乏しい医療機関の多くは、医療システムをサポートするデジタルインフラが整備されていません。世界の国の3分の2は放射線施設が不足しているか、不十分な状況です。
2. **熟練した放射線科医の不足:** 低・中所得国では、熟練した放射線科医の不足が、AIを活用した医療画像診断の導入を妨げる要因となっています。AIシステムは診断を補助するものですが、その設定、監視、および最終的な解釈には専門知識が依然として必要です。
3. **AIシステムの高コスト:** AIを活用した医療画像診断システムは、高度な技術を要するため導入コストが高く、特にアジア太平洋地域においては、この高コストが市場の成長を阻害する可能性があります。
4. **IT環境の未整備:** アジア太平洋地域を含む一部の地域では、組織化され、信頼性が高く、サイバーセキュリティが確保されたIT環境が不足していることも、AIシステムの導入と効果的な運用を妨げる要因となっています。データの安全性とプライバシーに関する懸念も、導入の障壁となることがあります。

**市場機会**

AIを活用した医療画像診断市場には、多様な成長機会が存在します。

1. **放射線科医の業務負担軽減への貢献:** AIツールは放射線科医の業務を自動化し、増大する医療画像診断サービスの需要に対応することで、医療提供の効率と質を向上させる大きな機会を提供します。
2. **投資と協力関係の活発化:** 北米、欧州、アジア太平洋地域では、大手企業、公的および私的機関による投資の急増、ベンダー間の提携や協力関係の増加が見られます。これらの動きは、市場の技術革新と普及を加速させます。
3. **政府資金と研究支援:** 欧州では、企業、研究センター、病院間の共同研究が活発化しており、政府からの大規模な資金提供を受けています。ラテンアメリカでも、ベンダーと提携してAIを活用した医療画像診断の研究を行う新しいAI研究センターが多数設立されています。これらは、新たな技術開発と市場参入を促進します。
4. **新興市場での潜在力:** アジア太平洋地域(特に中国と日本が先行)では、政府や企業による投資、企業、研究センター、研究機関間の協力・提携が顕著に増加しており、予測期間中に市場が指数関数的に成長する可能性を秘めています。ラテンアメリカでは、急速な人口増加、医療画像診断への需要の高まり、医療費の増加、診断画像診断サービスプロバイダーの増加が市場成長を牽引しています。中東・アフリカ地域(トルコ、サウジアラビア、南アフリカ、UAEが主要な収益貢献国)では、非感染性疾患やその他の一般的な疾患の負担が増大しており、医療費削減と慢性疾患への対応という課題がAIソリューションの採用を加速させています。
5. **ディープラーニング技術の進化:** ディープラーニングなどの先進AI技術は、疾患の検出と分類において高い能力を発揮し、医療画像診断の精度と効率を飛躍的に向上させる機会を提供します。

**セグメント分析**

**技術別分析**

* **ディープラーニング:** ディープラーニングセグメントは、市場への最大の貢献者であり、予測期間中に47.04%のCAGRを示すと予測されています。ディープラーニングは機械学習のサブセグメントであり、複数の処理層を通じて異なるデータ特徴を複数の抽象度で学習し、各層で特徴表現を教師なしまたは教師ありで学習するという二つの主要な特性を持っています。この技術は、異常の検出や特定の種類の疾患の分類に適用可能です。近年、ディープラーニングは新しいAI機械学習技術として、その医療応用が大きな注目を集めています。人間の脳のニューロン層を模倣するように設計されており、情報を処理・抽出することで、コンピューターが明示的なプログラミングなしに学習することを可能にします。この技術は、様々な疾患の検出に広く適用または実装されています。

**用途別分析**

* **神経学:** 神経学セグメントは、市場における最大の収益貢献者であり、予測期間中に46.45%のCAGRを示すと予測されています。近年、AIは医療画像診断、特に中枢神経系の分子画像診断において、その応用が著しく増加しています。AIと神経科学は引き続き深く相互依存しており、神経科学におけるAIの応用拡大は医療業界に多大な利益をもたらしています。この分野で最も活動的な企業には、複数の資金調達ラウンドを完了したスタートアップ企業が含まれます。これらの企業の多くは欧州と北米に拠点を置いていますが、近年ではアジアの多くの企業も高額な資金調達を受けて製品を発売しており、将来のAI開発においてアジア大陸からの大きな貢献が期待されます。例えば、神経腫瘍学スイートであるArterys Neuro AIは、腫瘍と偽進行を95%以上の精度で非侵襲的に区別するツールを提供しています。

**モダリティ別分析**

* **CT(コンピュータ断層撮影):** CTセグメントは世界市場を支配しており、予測期間中に46.16%のCAGRで成長すると予測されています。CTは幅広い診断応用を持ち、多くの臨床適応症において画像診断のゴールドスタンダードとされています。しかし、いくつかの欠点も存在します。患者を高い放射線量に曝露することは、すべての人にとってがんのリスクを高め、特に小児、肥満患者、定期的なスクリーニングが必要な腫瘍患者などの高リスク集団にとってはより顕著です。AIベースの機械学習技術をCT画像診断に適用することで、線量と画像品質を直接管理することが可能になります。AIを活用したCT画像診断は、CT画像を数秒以内に正確な結果で処理することができます。北米と欧州では、多くの主要ベンダーおよび中小ベンダーが、AIを活用したCT画像診断ソリューションを包括的に提供しています。

**エンドユーザー別分析**

* **病院:** 病院セグメントは最高の市場シェアを占めており、予測期間中に44.83%のCAGRを示すと予測されています。病院におけるAIを活用した医療画像診断ソフトウェア/アルゴリズム/システムの導入は、比較的最近の傾向です。がん、心血管疾患、神経疾患、呼吸器疾患、その他多くの病状といった慢性疾患の有病率の急増により、病院での画像診断活動が活発化しています。医療画像データの指数関数的な増加は、従来の医療画像診断システムを用いる放射線科医や医療部門の業務負担を増大させてきました。また、COVID-19の発生以来、医療画像診断サービスを求める患者の受診数は、パンデミック前の水準と比較して200%以上増加しており、これは病院における呼吸器画像診断の需要急増に起因しています。AIシステムは、このような増大する需要と業務負担に対応するための不可欠なツールとして導入が進んでいます。

**地域分析**

* **北米:** 北米は、AIを活用した医療画像診断の世界市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に45.12%のCAGRを示すと推定されています。北米におけるAIを活用した医療画像診断ソリューションの高い採用率は、大企業による投資の急増、公的および私的機関による資金提供、ベンダー間の提携や協力関係の増加、研究機関によるAIを活用した医療画像診断開発への貢献、そして病院への償還の増加に起因しています。このため、米国の多くの放射線科医や病院は、AIを活用した医療画像診断ソフトウェア/アプリケーションを好んで使用しています。さらに、米国での高い採用率は、償還ポリシーを含む確立された医療制度と、医療費支払者による高い関与によっても推進されています。

* **欧州:** 欧州市場は予測期間中に43.93%のCAGRを示すと予想されています。この地域市場は健全な速度で成長しており、予測期間中も同様の成長を維持すると見込まれています。AIを活用した医療画像診断ソリューションは、この地域の医療分野を変革する可能性を秘めています。過去2年間で、欧州地域では企業、研究センター、病院などによるAIを活用した医療画像診断ツールの開発に向けた共同研究が急増しました。この研究は、様々な政府から多額の資金提供を受けています。また、多くのスタートアップ企業が、政府からの高額な資金援助を受け、ディープラーニング技術を搭載した幅広いAIを活用した医療画像診断ツール/ソフトウェアを投入しています。大規模な既存企業も、この市場で成長するために、研究機関、学術機関、病院、研究組織との共同研究にかなりの投資を行っています。

* **アジア太平洋:** アジア太平洋地域は、AIを活用した医療画像診断ソリューションにとって世界で3番目に大きな市場です。この地域における医療画像診断分野での先進AI技術の採用率はまだ発展途上にあります。この地域では、中国と日本がAIを活用した医療画像診断ソフトウェアおよびツールの採用をリードする国です。近年、政府や企業による投資、企業、研究センター、研究機関間の協力・提携が顕著に増加しており、予測期間中に市場が指数関数的な成長を遂げる可能性を示唆しています。これらの要因により、市場は指数関数的な成長を遂げると予想されます。しかし、AIシステムを医療画像診断に導入するための高コストや、組織化され、信頼性が高く、サイバーセキュリティが確保されたIT環境の不足といった限界も存在します。

* **ラテンアメリカ:** ラテンアメリカでは、急速に増加する人口、医療画像診断への需要の増加、医療費の増加、診断画像診断サービスプロバイダーの数の増加といった要因が市場の成長を牽引しています。ラテンアメリカには、AIを活用した医療画像診断の採用に対する計り知れない機会が存在します。多くの新しく設立されたAI研究センターが、ベンダーと提携してAIを活用した医療画像診断研究を行っています。

* **中東・アフリカ:** トルコ、サウジアラビア、南アフリカ、UAEは、この地域市場の主要な収益貢献国です。非感染性疾患やその他の一般的な疾患の負担が増大しており、この地域では健康危機を引き起こしています。医療費を削減しながら慢性疾患に対応するという増大する圧力は、この地域の政府や保健機関にとって深刻な課題として浮上しています。トルコなどの国では放射線検査は高価ではありませんが、患者が高い放射線量に曝露されることはがんのリスクを高め、医療費の増加につながります。このような要因が、この地域におけるAIを活用した医療画像診断ソリューションの採用率を加速させています。


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Report Coverage & Structure

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          • ディープラーニング
            • 価値別
          • NIP
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • アプリケーション別
          • 概要
          • アプリケーション別価値
          • 神経学
            • 価値別
          • 呼吸器・肺
            • 価値別
          • 心臓病学
            • 価値別
          • 乳がん検診
            • 価値別
          • 整形外科
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • モダリティ別
          • 概要
          • モダリティ別価値
          • CT
            • 価値別
          • MRI
            • 価値別
          • X線
            • 価値別
          • 超音波
            • 価値別
          • 核医学画像診断
            • 価値別
        • エンドユーザー別
          • 概要
          • エンドユーザー別価値
          • 病院
            • 価値別
          • 画像診断センター
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • 中国
          • 技術別
            • 概要
            • 技術別価値
            • ディープラーニング
              • 価値別
            • NIP
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
          • アプリケーション別
            • 概要
            • アプリケーション別価値
            • 神経学
              • 価値別
            • 呼吸器・肺
              • 価値別
            • 心臓病学
              • 価値別
            • 乳がん検診
              • 価値別
            • 整形外科
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
          • モダリティ別
            • 概要
            • モダリティ別価値
            • CT
              • 価値別
            • MRI
              • 価値別
            • X線
              • 価値別
            • 超音波
              • 価値別
            • 核医学画像診断
              • 価値別
          • エンドユーザー別
            • 概要
            • エンドユーザー別価値
            • 病院
              • 価値別
            • 画像診断センター
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
        • 韓国
        • 日本
        • インド
        • オーストラリア
        • シンガポール
        • 台湾
        • 東南アジア
        • その他のアジア太平洋
      • 中東およびアフリカ市場分析
        • 概要
        • 技術別
          • 概要
          • 技術別価値
          • ディープラーニング
            • 価値別
          • NIP
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • アプリケーション別
          • 概要
          • アプリケーション別価値
          • 神経学
            • 価値別
          • 呼吸器・肺
            • 価値別
          • 心臓病学
            • 価値別
          • 乳がん検診
            • 価値別
          • 整形外科
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • モダリティ別
          • 概要
          • モダリティ別価値
          • CT
            • 価値別
          • MRI
            • 価値別
          • X線
            • 価値別
          • 超音波
            • 価値別
          • 核医学画像診断
            • 価値別
        • エンドユーザー別
          • 概要
          • エンドユーザー別価値
          • 病院
            • 価値別
          • 画像診断センター
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • アラブ首長国連邦
          • 技術別
            • 概要
            • 技術別価値
            • ディープラーニング
              • 価値別
            • NIP
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
          • アプリケーション別
            • 概要
            • アプリケーション別価値
            • 神経学
              • 価値別
            • 呼吸器・肺
              • 価値別
            • 心臓病学
              • 価値別
            • 乳がん検診
              • 価値別
            • 整形外科
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
          • モダリティ別
            • 概要
            • モダリティ別価値
            • CT
              • 価値別
            • MRI
              • 価値別
            • X線
              • 価値別
            • 超音波
              • 価値別
            • 核医学画像診断
              • 価値別
          • エンドユーザー別
            • 概要
            • エンドユーザー別価値
            • 病院
              • 価値別
            • 画像診断センター
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
        • トルコ
        • サウジアラビア
        • 南アフリカ
        • エジプト
        • ナイジェリア
        • その他の中東およびアフリカ
      • 中南米市場分析
        • 概要
        • 技術別
          • 概要
          • 技術別価値
          • ディープラーニング
            • 価値別
          • NIP
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • アプリケーション別
          • 概要
          • アプリケーション別価値
          • 神経学
            • 価値別
          • 呼吸器・肺
            • 価値別
          • 心臓病学
            • 価値別
          • 乳がん検診
            • 価値別
          • 整形外科
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • モダリティ別
          • 概要
          • モダリティ別価値
          • CT
            • 価値別
          • MRI
            • 価値別
          • X線
            • 価値別
          • 超音波
            • 価値別
          • 核医学画像診断
            • 価値別
        • エンドユーザー別
          • 概要
          • エンドユーザー別価値
          • 病院
            • 価値別
          • 画像診断センター
            • 価値別
          • その他
            • 価値別
        • ブラジル
          • 技術別
            • 概要
            • 技術別価値
            • ディープラーニング
              • 価値別
            • NIP
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
          • アプリケーション別
            • 概要
            • アプリケーション別価値
            • 神経学
              • 価値別
            • 呼吸器・肺
              • 価値別
            • 心臓病学
              • 価値別
            • 乳がん検診
              • 価値別
            • 整形外科
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
          • モダリティ別
            • 概要
            • モダリティ別価値
            • CT
              • 価値別
            • MRI
              • 価値別
            • X線
              • 価値別
            • 超音波
              • 価値別
            • 核医学画像診断
              • 価値別
          • エンドユーザー別
            • 概要
            • エンドユーザー別価値
            • 病院
              • 価値別
            • 画像診断センター
              • 価値別
            • その他
              • 価値別
        • メキシコ
        • アルゼンチン
        • チリ
        • コロンビア
        • その他の中南米
      • 競合情勢
        • AIを活用した医療画像診断市場のプレーヤー別シェア
        • M&A契約と提携分析
      • 市場プレーヤー評価
        • ゼネラル・エレクトリック
          • 概要
          • 事業情報
          • 収益
          • ASP
          • SWOT分析
          • 最近の動向
        • シーメンス・ヘルシニアーズ
        • コニンクリケ・フィリップス
        • IBMワトソン・ヘルス
        • エコーナス
        • アグファ・ゲバルト・グループ/アグファ・ヘルスケア
        • アーテリス
        • バタフライ・ネットワーク
        • キャプション・ヘルス
        • セルマティQ
        • デンタルXrai
        • アヴィセンナ.AI
      • 調査方法論
        • 調査データ
          • 二次データ
            • 主要な二次情報源
            • 二次情報源からの主要データ
          • 一次データ
            • 一次情報源からの主要データ
            • 一次情報の内訳
          • 二次および一次調査
            • 主要な業界インサイト
        • 市場規模の推定
          • ボトムアップアプローチ
          • トップダウンアプローチ
          • 市場予測
        • 調査の前提条件
          • 前提条件
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「AIを活用した医療画像診断」とは、人工知能、特に深層学習技術を用いて、X線、CT、MRI、超音波、内視鏡、病理組織などの様々な医療画像を解析し、疾患の検出、診断、および予後予測を支援、あるいは一部自動化する革新的な医療技術分野を指します。この技術の主な目的は、医師の診断精度と効率を向上させ、診断にかかる時間を短縮し、結果として患者へのより迅速かつ的確な治療介入を可能にすることにあります。膨大な量の画像データを学習したAIモデルは、人間が見落としがちな微細な変化を捉えたり、客観的な評価を提供したりすることで、医療現場に新たな価値をもたらしています。

この診断技術においてAIが果たす役割は多岐にわたります。まず、画像内の異常部位を自動で「検出」する機能があります。例えば、肺のCT画像から微小な結節を見つけ出したり、マンモグラフィ画像から石灰化や腫瘤を特定したりすることが可能です。次に、検出された異常が良性か悪性か、あるいは特定の疾患に該当するかを「分類」する機能も重要です。さらに、病変の正確な輪郭を自動で「セグメンテーション(領域分割)」し、その大きさや体積を「定量化」することで、疾患の進行度や治療効果の評価に役立てられます。また、過去のデータと照らし合わせることで、将来の疾患の進行や治療への反応を「予測」する支援も期待されており、これらはAIが画像診断を支援する主な「タイプ」と言えます。AIは、医師の診断プロセスを補完し、より客観的で一貫性のある情報を提供するツールとして機能します。

AIを活用した医療画像診断は、すでに多くの医療分野でその「用途」が模索され、実用化が進められています。放射線科では、肺がんの早期発見のためのCT画像解析、乳がん検診におけるマンモグラフィ画像の読影支援、脳卒中や脳腫瘍の検出、骨折の自動検出などに利用されています。病理診断においては、デジタル化された病理組織スライド画像からがん細胞を検出したり、がんの悪性度を分類したりすることで、診断の効率化と客観性の向上に貢献しています。眼科では、網膜画像から糖尿病網膜症や緑内障の兆候を早期に検出するシステムが開発されていますし、皮膚科では、皮膚病変の画像から悪性黒色腫などの皮膚がんを鑑別する試みも行われています。循環器科では、心臓MRIやCT画像から心臓の機能評価や疾患の診断支援に活用されるなど、その適用範囲は広がり続けています。

このようなAI画像診断を支える「関連技術」は多岐にわたります。その中核をなすのは、やはり「深層学習(ディープラーニング)」であり、特に画像認識に優れた「畳み込みニューラルネットワーク(CNN)」が広く用いられています。これらのモデルを効果的に学習させるためには、大量かつ高品質にアノテーション(注釈付け)された医療画像データ、すなわち「ビッグデータ」が不可欠です。また、深層学習モデルの複雑な計算処理には、「高性能なGPU(画像処理装置)」を備えた計算環境が必須となります。画像の前処理や特徴抽出には「コンピュータビジョン」の技術が活用され、限られた医療画像データを増やすための「データ拡張」や、汎用的な画像認識モデルを医療分野に転用する「転移学習」も重要な技術です。さらに、AIの診断結果がなぜ導き出されたのかを人間が理解できるようにする「説明可能なAI(XAI)」は、臨床現場での信頼性確保と普及において極めて重要な要素となっています。医療機関内の画像管理システムである「PACS(医用画像管理システム)」や「RIS(放射線情報システム)」との連携も、AI診断システムのシームレスな運用には欠かせません。

AIを活用した医療画像診断は、診断精度の向上、早期発見の促進、医師の負担軽減、そして地域や施設による医療の質の均てん化に大きく貢献する可能性を秘めています。もちろん、データプライバシーの保護、法規制の整備、AIの判断に対する倫理的な側面、そしてAIの限界を理解した上での運用など、解決すべき課題も存在します。しかし、これらの課題を克服し、人間とAIが協調することで、より質の高い医療を社会全体に提供できる未来が期待されています。