佐久间 一郎(东京大学 大学院工学系研究科 医疗福祉工学开発评価研究センター 教授)
医疗机器开発は,通常の民生用工业品开発とは异なり,主な研究开発担当者である工学研究开発担当者が,ユーザとなり开発中の机器の评価をできない。また医疗机器の机能は机器の机能と,医师/医疗従事者の手技(使用法)の両社がそろって初めて実现されるものである。このため基础的な研究开発段阶からの医工连携が不可欠である。工学者は医学的要求を,医学者は机器机能を実现する工学的原理という,自らとは异なる分野の情报を理解しなければならない。その基础は基本的な数学,物理学,化学,生命科学であり,科学的知识に基づく论理的な思考をすることが求められる。これはリスクマネジメントに基づく规制対応にも当てはまる。
讲义では以上の観点に基づき,医工连携を进めるうえで留意すべき点を议论する。
植野 彰規 (东京电机大学 工学部電気電子工学科 教授)
1970年代に提案された絶縁物电极をヒントに、2003年顷から演者が取り组み発展させてきた、敷布电极センサに基づく心电図?呼吸?离着床行动?脉动の非接触?无拘束モニタリング技术について概説する。また、类似の要素技术を応用した事例として、非接触式のウェアラブル心电计や运転シート组み込み心电计、ウェアラブル筋电计や水中筋电计、枕型眼电计、非接触脉动伝播时间计、非侵袭式神経电図计などについても绍介する。时间的な余裕があれば、他の研究グループの研究动向について説明する。
镇西 清行(国立研究开発法人 产业技术総合研究所健康工学研究部门 副研究部门长)
医疗机器のレギュラトリーサイエンス(搁厂)は,医工学の研究成果を普及させる上で欠かせない薬事法はじめ関连规制に関する知识と,それのベースとなる科学的な考え方に関する新しいサイエンスである.
レギュラトリーサイエンスの知识は,製品の製造贩売承认を取るための手练手管ではない.むしろ,开発企画,その手前の基础研究にたずさわる皆さんにこそ,必要な「ものの考え方」である.
この講義では,医療機器などの開発から上市までの流れに沿って,法規制の概要(法規制で求められていること,医療機器の範囲,クラス分類,臨床研究と治験,治験のデザイン,代表的な安全性要求項目など)を俯瞰して基礎知識を得ると共に,最近のトピックであるApple Watch等のウェアラブル機器とプログラムの組み合わせについて解説する。
荒船 龍彦(东京电机大学 理工学部 理工学科 電子工学系 准教授)
生体を数値モデルで再現するin silico研究(生体シミュレーション研究)は、生体機能の解明にフォーカスを当てた従来の研究に留まらず、現在飛躍的に発展しその活躍の場を広げています。2013年のFDA、NIH主催のin silicoワークショップを皮切りに、米国や欧州学会が医療機器開発にin silicoを活用するガイドラインを策定し、わが国でも次世代医療機器ガイドラインに記載が盛り込まれるなど、その重要度は増しています。海外で先行するin silicoと医療機器開発?評価の最新動向を,in silicoを実際に活用した機器の具体例を交えながら解説します.
中岛 孝(独立行政法人 国立病院机构新潟病院 脳神経内科 院长)
傷害された神経系は治せない(Ramon y Cajal 1913)と考えられてきた。山海嘉之はデバイスと人の運動器が力学的および電気的に融合するサイバニクス概念を作りだしHybrid Assistive Limb(HAL)を発明した。サイバニクスにより身体と HAL との間でinteractive biofeedback(iBF)が起き,神経可塑性を導く運動学習ができると考えた。iBFの検証のために,HAL医療用下肢タイプの世界初の治験を行う必要があった。対象群,従来治療と本治療法,エンドポイントを確定し,疾患における真のニーズを反映した治験実施計画書を作成した。この治験結果に基づき,HAL医療用下肢タイプ(サイバーダイン社製)は医療機器承認され,保険収載された(2016年4月)。HALは最新のアンチセンス核酸医療や再生医療と複合することで,難病医療や運動障害治療を革命的に変えるポテンシャルがある。以上に関して概説する。
大西 謙吾(东京电机大学 理工学部 理工学科 電子工学系 教授)
本讲义では,义肢と支援机器の研究开発について绍介する.定义上,义肢は先天性形成不全や事故や疾病にともなう切断により欠损した四肢の机能を补完するものであるが,现実には人间の手足の机能の一部しか补えない.では,义肢の使用は,医疗行為なのか,生活を支援する一般の机器の扱いなのか?义肢?支援机器?医疗机器とではどのような开発上の违いがあるのか?また,现在,义肢使用者はどのような义肢を使っているのか?高机能な义肢があれば机能回復だけでなく健常者を超える能力を得られるのか?これらのことを考えながら,四肢を欠损する人に必要な义肢の开発,研究について研究事例を绍介しながら考えたい.
桑名 健太(东京电机大学 工学部 先端機械工学科 准教授)
内視鏡下手術は,体にあけた数個の小さな穴を介して,細長い棒形状の内視鏡や手術器具を使って体内を治療する手術である.患者に対する負担が少なく,入院期間が短くなるという利点がある一方で,使用する内視鏡や手術器具の特徴から,手術中の視野が狭い,奥行き感が得られない,触った感覚が得られない,等の課題があり,医師にとっては負担の大きな手術となっている.そのため,外科医をサポートするデバイスが求められる.本講義では,演者が研究で活用している技術の1つであるMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術の概要を説明し,MEMS力センサを活用した臓器の硬さ計測が可能なセンサ付鉗子システムをはじめとした手術支援デバイスの研究を紹介する.
村垣 善浩(东京女子医科大学 先端生命医科学研究所 先端工学外科学分野 教授)
情报诱导手术は、外科医の経験による判断ではなく客観的な可视情报による意思决定を行う手术である。摘出率と予后との関连が示唆された悪性脳肿疡(神経胶肿)を主対象に3种情报を基に判断する。
残存肿疡を同定する术中惭搁滨やナビゲーションから解剖学的情报を取得し、覚醒下手术や运动诱発电位等による机能的情报、术中迅速诊断や蛍光诊断から组织学的情报を取得する。20年で2000例以上の悪性脳肿疡摘出术を施行し平均摘出率90%を达成した。
物理力やロボットで治疗を行う精密诱导治疗に発展させるために、现在、すべての机器をネットワークで接続したスマート治疗室厂颁翱罢を临床研究中(100例以上施行)であり、近未来型のシステムを绍介する。
森 武俊(东京大学 次世代知能科学研究センター 教授)
日本は2025年には団塊の世代が75歳を迎え、超高齢化率が世界一となることが予期されている。高齢者が幸せ (Well-Being) に暮らすためには、「治す」医療から「支える」医療へのパラダイムシフトが必要となり、地域における新しい医療体制の確立が課題となっている。看護は、患者の生活を全人的に支援する実践科学であり、まさにこの「支える」医療の中核をなす領域といえる。工学研究者が看護師?医療系研究者ならびに企業と協働することにより推進している技術開発について、療養者支援のための看護理工学研究例の位置づけで、その成果と課題について概説する。
中岛 勧(埼玉医科大学病院 医疗安全管理学 教授)
医疗の最重要な役割は病気の治疗であるが、他にも重要なことがある。今は健康な人でも、家族や友人が病気になった时に、信頼できる医疗机関にかかれることが保障されていなければ、安心して生活できない。医疗は地域社会に住む人たちに安心感を与える役割も担っており、安心感を损ねる出来事をなくすのが、医疗における安全管理の最大の役割である。
今では当たり前のように重视されている医疗安全管理も、注目され始めて20年も経っていない。いつ何をきっかけに医疗安全管理が注目され、その后どのような経纬で医疗事故调査制度が作られたのか。近年必要性が増している医疗机器安全管理の现状も併せて解説する。
石原 美弥(防卫医科大学校 医学教育部医学科 医用工学讲座 教授)
医疗机器を目指した研究开発には、「こういった技术があるといい」に応えるニーズ指向型の研究と、先端技术を医疗に导入するシーズ指向型の研究に大别される。医疗における様々な场面で光技术が使われているのは、ニーズ指向か、シーズ指向か。光と超音波を利用する光音响イメージング技术は、どのような切り口で、どのような场面で、医疗に役立つ可能性があるのか。讲座では、医大に籍を置く工学者が実践する、医工连携研究について绍介する。
矢口 俊之(东京电机大学 理工学部 理工学科 電子工学系 准教授)
再生医疗は日进月歩で発展している分野である.これまでにも颈笔厂细胞をはじめとしていくつものブレークスルーはあり,临床での応用も徐々に开始されているが,臓器のような机能を备えた再生组织の构筑等については未だ课题が山积している.その中でも组织培养の新しい技术の开発に関しては工学的知见が介在する比重も高く,さらなる进展が期待されている.本讲义では工学分野から再生医疗分野に対しての基础的ではあるがいくつかの具体的な取り组みを绍介し,组织培养に関して概説する.
森 健策(名古屋大学 大学院情報学研究科 知能システム学専攻 教授 名古屋大学 情報基盤センターセンター長)
本講演では、人工知能 (Artificial Intelligence)、とりわけ、機械学習と呼ばれる技術を用いた医療支援について述べる。ここでは、機械学習の概念とその仕組みの基礎を解説し、それらが医療支援にどのように利用されるのかを示す。畳み込みニューラルネットワークなどDeep Learningの基礎的な手法を説明したのち、それらを用いた内視鏡自動診断、CT画像自動診断、解剖構造理解による手術支援などの応用を例示する。データベースが、AIの性能にどのような影響を与えるかも示す。基礎と実際の応用とを同時に学修することで、AI時代における医療の今後のありかたを読み解く力をつけることを目指す。
鈴木 真(东京电机大学 システムデザイン工学部 デザイン工学科 教授)
3Dプリンタの登场を契机にラピッドプロトタイピングという考え方が设计开発の现场で広まり、いまや外部形状にとどまらず回路やプログラムなど内部机能までもその场で试作するようになっている。ここではラピッドプロトタイピングの様々な手法や医疗福祉分野での利用について概説する。また音楽疗法のためのデバイス开発事例を绍介し、见て触って动かせるものを作る広义のラピッドプロトタイピングが、异なる分野の间でコミュニケーションする际に有効であったことをお话ししたい。
许 俊鋭(东京都健康长寿センター 心臓血管外科 センター长)
重症心不全に対する究極的治療は心臓移植および人工心臓治療である。年間2500例以上の心臓移植が実施される米国でもドナー心不足は深刻で、植込型LVADによるDestination Therapy (DT)が長足の普及を見ている。2018年の米国INTERMACS統計では植込型LVAD登録数(2014~2017)の50%がDTである。日本の2019年の心臓移植数は84例と増加している一方、2020年2月末の心臓移植待機は799症例で、移植待機期間は1500日に及ぶ。本邦でDTが間もなく承認される予定であり、DTが臨床導入された暁には植込型LVAD治療は飛躍的に増加するであろう。一方、カテーテル型VAD (Impella) は経皮的に植え込みが可能であり、症例数が飛躍的に伸びている。心原性ショックを治療対象とした国内レジストリーでは生存Impella離脱率は87%と好成績であり、内科医にも実施可能なVAD治療として普及しつつある。また、米国では安価な植込型左心補助人工心臓として植込型IABP (NupulseCV iVAS) の臨床治験が進行しており期待以上の成績を上げている。
片桐 伸将(国立循環器病研究センター研究所 人工臓器部 特任研究員)
调整中
成瀬 恵治(冈山大学大学院 医歯薬学総合研究科(医)システム生理学 教授)
我々の体は外界からだけではなく体内においても様々な力学的?机械的刺激(メカニカルストレス)を受容し、応答することで正常な生理机能を维持している.メカニカルストレスの受容応答机构は细胞分裂、発生过程、臓器机能発现など広范な时空间スケールにわたる生理机能の调节に寄与しており、メカニカルストレス受容応答机构の破绽が様々な病态に関与していることを示唆するエビデンスが集积されてきた.メカノセンサー分子→细胞→组织→臓器→个体レベルでの縦糸的研究に各种臓器の疾患という横糸的研究を加えた布阵をとり、メカノバイオロジーを切口とした病态解明を基に、新规治疗法を开発するメカノ医疗(メカノメディスン)の确立を目指し、これまでに数々の新规研究方法や研究システムを开発し问题を解决してきた.
本讲义ではメカノバイオロジーに関する基础医学的研究、特にメカニカルストレス受容机构を概説し、その研究过程で派生した再生医疗(自己集合化ペプチドを用いた3次元培养+メカニカルストレス负荷システム)?生殖补助医疗(マイクロ流路良好运动精子分离システム?ストレッチ刺激负荷受精卵培养システム)への展开を绍介する。
大越 康晴(东京电机大学 理工学部 理工学科 電子工学系 准教授)
我が国をはじめとする超高齢化社会では,高度な医療技術を用いた先進医療が普及し,整形外科,歯科,循環器科や再生医療といった領域において,医療材料の高機能化が強く求められている.プラズマプロセスによって成膜されるダイヤモンド状炭素膜(DLC: Diamond-like Carbon)膜は,抗血栓性や細胞親和性といった表面機能や,耐摩耗性や生体内不活性といった物理的?化学的安定性に優れ,人工関節,人工歯根,冠動脈ステントなどへの応用が進められている.近年ではプラズマプロセスの発展に伴いDLCの多様化が急速に進み,医療材料への応用がこれまで以上に注目されている.本講義では,多様化したDLCの分類と高机能顿尝颁の医疗応用について紹介する.
田中 慶太(东京电机大学 理工学部 理工学科 電子工学系 教授)
近年,种々の特徴を持った脳机能计测法が,医学?神経科学?心理学?社会科学などのさまざまな分野で応用されている.ここでは磁気を用いたイメージング法である机能的惭搁滨(蹿惭搁滨)と脳磁図(惭贰骋)を取り上げる.蹿惭搁滨は神経细胞の兴奋に伴う脳血流量の変化を画像化する手法である.一方脳磁図は,兴奋に伴う神経の细胞内电流を头部を覆う数百点の超伝导磁束量子干渉计(厂蚕鲍滨顿)により计测する.本讲义では両者の长所や欠点,蹿惭搁滨や惭贰骋を用いた高次脳机能评価の基础的研究内容と今后の展开を説明し,オンラインにより,実际の惭贰骋装置を绍介する予定である.
※都合により変更になる场合があります