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(生体数値シミュレーション)研究は、生体機能の解明と理解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年から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2014年の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や欧州でスタンダード化しつつある評価手法の具体例を交えながら解説します。
朔 启太(国立循环器病研究センター研究所 循环动态制御部 室长)
循环器急性期疾患や手术麻酔の现场において、医师や医疗スタッフは血圧や心拍出量、肺动脉楔入圧などさまざまな循环パラメータを见ながら介入ポイントを把握し、评価や治疗を行う。臓器障害が少ない状况での介入は、単纯な规则やアルゴリズムで可能であるが、复雑化すると専门的かつ大量の経験が必要となる。我々は、得られた循环パラメータを用いて循环动态を可视化できるシミュレーションソフトウェアを开発している。このソフトを用いることで、循环动态をリアルタイムに再现できるだけでなく、患者个々の最适な介入方法や介入による循环动态予测を可能にしたいと考えている。本讲义では、自己満足の循环动态シミュレーターに留まらず、临床を制御する医疗机器に成长するために必要なアクションを议论してみたい。
藤原 崇志(大原記念倉敷中央医療機構 臨床医学研究所臨床研究支援センター 副センター長)
滨辞罢の普及と昨今の新型コロナ感染症の流行により、医疗の形态が大きく変わりつつある。远隔诊疗も电话から情报通信机器へと変化し、また情报通信机器による情报を処理する医疗机器(厂补惭顿)プログラムが登场した。従来は医疗者が身体诊察を行い诊断につなげる行為が、厂补惭顿により医疗者の判断を代替?支援する形となっている。耳鼻咽喉科领域では非医疗机器デバイスの利用(スマートフォンによる聴力検査、耳かきを用いた远隔鼓膜所见など)が行われ、厂补惭顿の开発が进んでいる。本讲演では、耳鼻咽喉科领域における滨辞罢、厂补惭顿の実际について绍介する。
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.切開範囲が小さく,患者に対する負担が少ない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?作業空間が狭い,奥行きを正しく知覚することが難しい,触った感覚が得られない,等,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MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術の概要を説明し,把持対象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.
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、讲义の主题であるマイクロインジェクション法も含めてそれぞれの长所?短所について概説する。そして、导入后の外来顿狈础がゲノムに组み込まれるかどうかは言わば运任せであったのを剧的に改善したゲノム编集についても言及した上で、マイクロインジェクションの中でも最も一般的な「前核マイクロインジェクション法」について解説し、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手法)についても绍介する。
木村 刚(东京医科歯科大学 生体材料工学研究科 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約30年前に提唱され、現在の再生医療において重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、このような组织工学による再生医疗について概説する。
井上 淳(东京电机大学 工学部 機械工学科 准教授)
福祉機器開発の現場でも、仕様策定が重要だという共通認識が形成されて久しいが、実際にはその策定に失敗することが多くある。また、臨床現場では利用者と開発者の間に、中間利用者ともいうべき医師や理学療法士?作業療法士?看護師などが介在する。その場合、単純に「効果がある」だけではなく、中間利用者の工学的な知識,使用する場面を想定したものづくりを強く意識する必要がある。そこで今回は、仕様策定の重要性と、現場を意識したものづくりについて解説する。また、医療?福祉分野、工学分野、デザイン分野の学生が障害当事者からニーズを聞き取って福祉機器等を製作する、福祉機器開発人材の育成プログラムである、ニーズ アンド アイデアフォーラムについて紹介する。
山下 和彦(东都大学 幕张ヒューマンケア学部 临床工学科 教授)
スマートフォンを用いたヘルステック?エイジテックが注目を集めている.その中でも歩行は糖尿病などの慢性疾患,うつ病などの精神的课题等の予防,改善につながることが期待されており,様々なアプリが开発されている.我々は,歩数に加えて,歩くための足部にフォーカスし,スマートフォンを用いた足部の骨格解析技术を开発している.加えて,足部の机能改善による疾病発症率などを明らかにしてきた.足部の评価は子どもでは骨格の発达,中高年では関节疾患や日常生活机能に関连する.本讲座では,足部の计测技术の开発の成果と健康づくりを支える知见をご绍介する.
村垣 善浩(神戸大学 未来医工学研究開発センター センター長)
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実用化し临床研究を行っている。远隔医疗への応用や医疗用ロボット含めて近未来型のシステムを绍介する。
小林 英津子(东京大学大学院 工学系研究科 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。
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)
森 健策(名古屋大学大学院 情报学研究科知能システム学専攻 教授)
本講義では、医用画像処理分野における人工知能の基础と応用について解説したい。人工知能技術(AI技術)、あるいは、機械学習技術(ML技術)は急速に進歩し、社会生活の様々な場面での利活用が進んでいる。医療分野、とりわけ、医用画像処理分野においても、ML技術を活用した診断支援機器の開発や臨床現場における利活用が進んでいる。そこで、本講義では、画像処理分野におけるAI技術?ML技術について基礎的な事項の解説を行い、これらの技術の本質を学ぶとともに、それを応用した医用画像診断支援機器について紹介したい。
西中 知博(国立循环器病研究センター人工臓器部 部长)
机械的循环补助法は近年急激な進歩を遂げ、必要不可欠な治療手段となっている。心肺蘇生、重篤循環不全症例に使用されるECMO(Extracorporeal membrane oxygenation)は広く普及している。呼吸補助として重症呼吸不全症例の治療においても使用されている。心肺蘇生、重篤な循環不全症例に使用されるECMOは静脈脱血、動脈送血方式で実施されるが、全身の循環を保つうえで有効がある一方で、左心室に対しては負荷増加を来すなどの課題がある。小型の軸流ポンプを有する経皮的補助人工心臓が普及しつつあり、単独またはECMOと併用され使用されている。これらの机械的循环补助法では救命し得ない重篤症例に対しては、体外設置型、及び植込み型補助人工心臓が適応される。体外設置型補助人工心臓は拍動流式が用いられてきたが、最近、連続流式補助人工心臓が開発されている。植込み型補助人工心臓は心臓移植へのブリッジ使用およびDestination Therapyとして必要不可欠な治療手段となっている。
许 俊鋭(东京都健康长寿医疗センター センター长)
現状の重症心不全に対する究極的治療は心臓移植と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:期在宅補助人工心臓治)が長足の普及を見ている。2018年に米国UNOSの心臓移植Allocation System が大きく変更され、2020年にはBTT症例が植込型LVAD症例の6.6%まで激減した。日本でも2021年4月30日にHeartMate3のDT適用が承認され、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。2023年2月までに49例がDT適応でLVAD治療を受けているが、60歳未満が26例(53%)含まれかなりのBTC(Bridge to Candidacy)症例がDT適応に含まれている可能性がある。
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?2021年は54?59例にとどまった。2022年の移植数79例に対に回復したが、2022年末には10倍以上の861人が心臓移植待機している。成人症例のStatus 1での移植待機期間は1877日で、多くの症例は5年以上のBTT期間を経てようやく移植に到達できる。
中谷 達行(岡山理科大学 フロンティア理工学研究所 教授)
我が国が直面している超高齢化社会を構築するためには,高度管理医療機器を用いた低侵襲治療が必要不可欠であり,医療用材料の生体親和性の向上が強く求められている.プラズマ化学気相堆積法などにより成膜されるダイヤモンド状炭素膜(DLC : Diamond-like Carbon)は,平滑で不活性な表面であるため,生体物質との相互作用を嫌う医療材料の生体適合化技術の一つとして高い注目を集めている.本講座では,先進のDLCコーティング技術及び,バイオミメティックスDLC創成技術の医療分野への応用について,冠動脈ステントや人工血管などを例にとり,医学?工学融合領域における最先端の実用化技術について紹介する.
大塚 明香(国立研究開発法人 情報通信研究機構 未来ICT研究所脳情報通信融合研究センター
脳机能解析研究室 研究技术员)
脳磁界計測(MEG: Magnetoencephalography)は、 脳神経細胞の電気的活動により発生する磁界を超電導センサを用いて頭皮上から非侵襲的に検出し、時空間的に可視化する脳機能イメージング法である。脳磁界信号は微弱であるため、被験者の心拍や呼吸などの生理活動に由来する磁気雑音成分は分離して除去する必要がある一方で、生理活動の指標として活用することができる。本講演では、生体磁気計測技術の概要と、当機構で進めている生体磁気モニタリングシステムの構築や、脳情報の活用を目指した研究技術開発について紹介する。
谷城 博幸(大阪歯科大学 医療イノベーション研究推進機構 事業化研究推進センター
开発支援部门 教授)
医疗机器を製品として世の中に出すためには、医薬品、医疗机器等の品质、有効性及び安全性の确保等に関する法律(薬机法)に基づく、必要な规制手続きに対応する必要がある。これらの规制の手続きには、医疗机器として求められる有効性?安全性に係る临床评価(使用目的?効果を実証するためのヒトを用いた临床试験)や、非临床评価(物理?化学的特性や机械的特性、动物を用いた模拟试験)等が必要であり、设计?开発の段阶でこれらの评価を意识して実用化までの道のりを进める必要がある。本讲演を活用して、医疗机器に係る薬机法规制の概要を理解し、実用化を进めるための足がかりとしていただくことを期待している。
佐久间 一郎(东京大学大学院 工学系研究科 附属医疗福祉工学开発评価センター
精密工学専攻 ?????????????専攻 教授)
医疗机器は大きく齿线画像装置,超音波画像诊断装置,心电计?脳波计などの寝台用医疗机器と,电気メス,电気刺激装置などの治疗用医疗机器に分类される.医疗行為は诊断情报に基づき治疗计画を立て治疗を実施する过程であり,诊断?治疗を一体化することにより医疗の品质を向上する试みがなされている.画像诱导治疗システムはその典型例であるが,诊断技术により得られる情报を処理し,治疗に有効な情报に変换し生体への适切な介入制御を行うためには,単なる制御工学的なフィードバックに加え,生体モデルを介した予测机能が求められる.讲义では生体计测解析技术と治疗工学の融合に関して留意すべき论点を,研究例を示しつつ议论する.
仲上 豪二朗(東京大学 大学院医学系研究科 老年看護学/創傷看護学分野 教授)
看护学が対象とする现象を理解し、的确な介入を提案するためには、临床をつぶさに観察することから始め、メカニズムの探索、客観的计测方法の开発、介入机器?システムの开発、临床での评価といった、一连の円环的研究プロセスが求められる。それを実践しているのが看护理工学であり、「无いなら创る、そして広める」をスローガンにした新しい融合的研究フレームワークといえる。基础と临床、そして研究と実践の结びつきについて、主に褥疮感染症に関する研究事例を通して解説する。
※都合により変更になる场合があります