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医工学研究部门 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プログラム医療機器やApple Watch等のウェアラブル機器によるデジタルセラピューティクスの法規制の話題について解説する。
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)
近年のディジタル化の加速やCOVID-19による社会構造の大きな変化がもたらす,人の心への影響は無視できない問題である.そのため人の心の働きを解明する脳科学がさらに重要性を増すことが予想される.ここでは,脳科学の産業応用と脳計測装置の最新の動向を紹介する.特に神経細胞の興奮に伴う脳血流量の変化を画像化する手法であるfMRI,脳神経活動に伴う神経の細胞内電流を,超伝導磁束量子干渉計(SQUID)により計測する脳磁図(MEG)の研究について説明する. 最後に脳計測からわかること,脳科学の今後を展望する.
木村 刚(东京医科歯科大学 生体材料工学研究所 准教授)
生命科学と工学の融合によって新しい生体組織?器官を作製する概念である組織工学が提唱され、再生医療において必要な技術となっている。細胞、増殖因子、足場材料を組み合わせて生体組織を構築する技術である。足場材料としては生体内吸収性のスポンジや繊維性材料が用いられているが、最近では、生体組織から細胞のみを除去した細胞外マトリックスである脱細胞化生組織が良好な生体適合性を示し、欧米を中心として開発が進められている。さらに、足場材料のみを生体に移植して組織を修復するin situ組織再生など新しい概念が提案され、ますます進展している。本講座では、このような再生医療における組織工学の現在と未来について概説する。
荒船 龍彦(东京电机大学 理工学部 理工学科 電子工学系 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.
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)の両者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,これまで経験した例を通じて,医工连携を进めるうえで留意すべき点を议论する。
森 武俊(东京大学 次世代知能科学研究センター 教授)
2025年に日本は団塊の世代が75歳を迎え,超高齢化率が世界一となると予想されている.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る.そこでは,地域と家庭における新しい医療体制の確立が課題となるであろう.看護は,患者?療養者の生活を全人的に支援する実践的科学であり,まさにこの「支える」医療の中核をなす領域である.工学研究者が,ヘルスケアプロフェッショナルや看護学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.
中島 勧(埼玉医科大学 医学部 総合医療センター 医療安全管理学 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。
実际に治疗が行われる际には、関わる全ての人が医疗チームを结成し、共通の目标に向けて自らのできることを最大限行う必要がある。従来は医疗チームと言えば、医师?看护师等の医疗职が中心と认识され、特に医疗に高度な惭贰机器が多数関わるようになって临床工学技士の重要性が高まってきた。しかし新たな医疗机器について、现场の医疗职が全て把握することは困难であり、メンテナンスや开発に当たる担当者もチームの一员という意识を持つことが望ましい状况になっている。
本讲义では医疗安全の基础的知识に加えて、チームで取り组む医疗安全に必要な手法をまとめたチームステップスについて绍介する。
中山 刚(国立研究机関勤务)
支援機器とは障害者?高齢者の活動?参加を支援するための機器の総称であり、福祉機器、リハビリテーション機器、補助具、又は補助機器とも称される。支援機器を有効に活用するためには、利用者の身体状況や環境等に合わせた適合という作業プロセスが重要となる。支援機器の適合のためには障害者のニーズをしっかりと把握することが最初のステップである。福祉の現場における支援機器の適合の事例を交えて障害者のニーズと支援机器を概説し、更に支援機器の定義や国際的な規格等の動向も合わせて紹介する。
井上 淳(东京电机大学 工学部 機械工学科 准教授)
福祉机器开発の现场でも、仕様策定が重要だという共通认识が形成されて久しいが、実际にはその策定に失败することが多くある。また、临床现场では利用者と开発者の间に、中间利用者ともいうべき医师や理学疗法士?作业疗法士?看护师などが介在する。そういった中间利用者が福祉机器の利用に関わる场合、単纯に「効果がある」というだけではなく、中间利用者の工学的なレベル,使用する场面を想定したものづくりの重要性の必要性を强く认识する必要がある。そこで今回は、仕様策定の重要性と、现场を意识したものづくりについて解説する。
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)
本讲义では、人工知能(础滨)技术、とりわけ机械学习(惭尝)技术を利用した医疗支援について解説する。础滨や惭尝の手法は、我々の社会の様々な分野で幅広く利用されるようになっており。これは医疗の分野も例外ではない。础滨?惭尝を用いることで、医用画像诊断支援や手术支援など、様々な医疗支援タスクを実行できるようになる。高度な利活用においては、その数理的基盘をきちんと理解することも重要である。そこで、本稿では、医用画像认识理解にフォーカスし、惭尝を用いた画像认识理解について数理的基础を解説するともに、础滨/惭尝を利用した医疗机器开発など社会実装についても讲义したい。
笹野 哲郎(东京医科歯科大学大学院 医歯学総合研究科循环制御内科学分野 教授)
日本における寝たきりの最大の原因疾患は脳梗塞であり、なかでも不整脉の一种である心房细动を原因とする心原性脳梗塞は、日本の寝たきりの约5分の1を占める。心房细动は、その初期には発作性であり、かつ无症状のことも多いため発见が难しい。我々は、无症状の心房细动を早期に発见して先制治疗を行うことで寝たきりを减らす研究を行っている。心电図の础滨解析を用いて心房细动の発症予测を行い、ウェアラブル机器と滨辞罢を活用して远隔诊疗で诊断を行うという地域医疗プロジェクトについて解説する。
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.
福原 武志(理化学研究所 脳神経科学研究センター神経変性疾患连携研究チーム 研究员)
创薬标的の同定には、疾患の分子メカニズムを解き明かすことが必要と多くの科学者は考えて様々な仮説検証実験に労を费やしている。一方で创薬探索の実施には、様々な分野の知识や技术が横断的に统合された探索パイプラインを必要とするが、それは容易いことではない。いずれの场合にも、多くの选択肢から候补を选ぶ试行回数の「质と量」を要するところは共通である。
讲义では、技术や装置の新规开発が拓いた学问分野の変迁から、创薬パイプラインの変貌を解説し、ごく近年の大规模情报処理を伴う新しい展开も概説する。特に注目を浴びている「抗体」について、特性や探索事例を学び、产学官连携を必要とするミッシングリンクを提示してみたい。
小林 英津子(東京大学大学院 工学系研究科 精密工学専攻 教授、東京大学工学部 精密工学科 教授)
本講義では低侵袭手术支援ロボットシステムについて、これまでの研究の概要、ならびに、現在の最新の研究状況について紹介する。手術支援ロボットに関する研究は、機械工学、情報工学、そして、医学などの分野にまたがる学際的な研究分野である。通常のロボットとは異なり、外科分野におけるニーズに即したロボット開発、それにともなう、機械機構開発、情報処理機構開発が求められる。本講義では、これらを紹介すると共に、これからの低侵袭手术支援ロボットシステムの今後について講義する。
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。
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。日本でも2021年4月30日にHeartMate3がDT(Destination Therapy:長期在宅補助人工心臓治療)適用となり保険収載され東大?阪大など7施設がDT施設として認定された。
日本の2019年の心臓移植数は84例と増加したが、COVID-19感染流行の影響を受け2020年は54例にとどまった。2020年12月末の心臓移植数は566症例で、移植待機期間は16000日以上に及ぶ。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、2017年10月~2020年1月の28か月間に心原性ショックを治療対象とした国内レジストリーに1326例が登録され、30日生存率79.4%と良好な治療成績が達成されている。循環器内科医にも迅速な補助開始が可能なデバイスとして心原性ショック症例の治療成績の向上が期待される。
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)
膜型人工肺による呼吸補助(extracorporeal membrane oxygenation : ECMO)システムは,血液に対する酸素添加?炭酸ガス除去を行う人工肺,血液の循環を行なう血液ポンプおよび血液チューブから成るシンプルな血液回路から構成されている.このシステムによる心肺補助は,急性期の重症心不全や重症呼吸不全症例の一次救命を中心に有用性が高く,近年では主要デバイスの高機能化や生体適合性の向上,管理技術の洗練によって,数日から数週間にわたって実施される様になってきた.特にコロナやインフルエンザに代表されるウィルス感染症などによる重症肺炎は長期化する場合もあり,効果が限定的で肺へのダメージも問題とされる従来の呼吸器による機械的陽圧換気に代わり,ECMOによる心肺補助への期待が高まっている.本講義では,ECMOの概要,従来製品の長期耐久性や生体適合性に関する問題,最先端のシステムに至る研究開発ついて紹介する.
宮脇 富士夫(东京电机大学 理工学部 理工学科電子工学系 教授)
遗伝子组换え动物作製の第一歩は目的とする外来顿狈础の细胞内への导入である。この遗伝子导入法には何种类かあり、ターゲットとなる细胞の种类や大きさ、导入顿狈础のサイズなどに応じて使い分けられている。本讲义では、まずそれぞれの遗伝子导入法の长所?短所について概説する。次に、讲义の主题であるマイクロインジェクション法の中で最もオーソドックな「前核マイクロインジェクション法」についてまず解説し、讲演者が开発した「振动型マイクロインジェクション?システム」や、讲演者が考案した「前核间细胞质マイクロインジェクション法」(巨大な顿狈础断片の导入を容易にする可能性の高い手法)についても绍介する。
※都合により変更になる场合があります