医療と情報処理・エレクトロニクス技術

～患者の QOL を考える～

担当教員：廉田浩

1DS05209Y　守田麻耶1NC05018W　田代成美1DS05182T　粕谷重広

情報処理・エレクトロニクス技術を使った医療機器

医療用画像処理システム MEMS 　　←半導体プロセスを応用 遠隔治療システム 内視鏡手術機器 X 線 CT ・ MRI - 人体組織の３次元形状計測シ

ステム その他･･･

QOL 医療機器の分野で、近年、 QOL が重視 Quality Of Life の略 人が人としての尊厳を保ち、よりよく生き

ること

QOL の観点から医療機器を調べる　　・ X 線 CT ・ MRI - ３次元形状計測シ

ステム　　・内視鏡手術機器　　・ MEMS 技術を使ったカプセル内視鏡

X線 CT

人体の周囲から X 線を照射し、人体を透過した投影データから、２次元の断面像を再構築するもの

X線 CTの原理

Ｘ線照射した目的部分のＸ線源の数値をコンピュータで算定させ、画像を構成

　　　特徴　　　横断面（軸位面）の　　　画像が基本

MRI

核磁気共鳴現象を利用して生体内の内部の情報を画像化するもの

X 線 CT と同じ型のものが普通

　右図のような open-MRIと呼ばれる型もある

MRIの原理 人体構成物質の大部分を

占める水素原子核の核磁気共鳴現象を利用して、断層像を得る

　 特徴　　 X 線 CT と違い、矢状

断面像など任意方向の断面像が撮像できる

MRIと X線 CTの比較（QOLの観点から）

X 線 CT には放射線被曝の可能性があるが、MRI には無い

open-MRI　　　　閉所恐怖症の患者の不安感を軽減

以上の点から見ると、ＭＲＩは、より患者のQOL 向上に貢献できている

（しかし、検査時間が X 線 CT より長い、金属が体内にあると使用不可、など難点もある）

内視鏡手術に関する医療機器

内視鏡手術とは・・・

小さな穴をあけ、そこから内視鏡や鉗子を差し込んで患部を処置する手術

脳外科や消化器科など幅広い分野で実施されている

http://www.med.osaka-u.ac.jp/pub/hp-op/ingai/html_file/op/laparo/naisikyou.htm

内視鏡手術の利点・問題点 利点　低侵襲（患者への負担減）

　　　　・術後の痛み軽減　　　　・早期離床・退院 →QOLの向上に貢献 問題点　①高度な技術が要求される→手技シミュレーター　②医師への負担増　　　　　→内視鏡手術ロボット写真： http://www.higashiomiya.or.jp/service/treatment/naishikyo.html

医師を育てる内視鏡手術手技シミュレーター

３ D映像と器具を使って仮想的　に手術の手技演習を行う機器　　　→質点バネモデル　　　　頂点に力学方程式を与えることで、　　　　臓器などの動きを求める

代表的なシミュレーター　・ Lapsim　・ Lap　Mentor　・MIST

写真： http://www.med.nagoya-u.ac.jp/hp/surgery2/ess/simulator.html

シミュレーターの特徴 特徴　・基本的な手技の習得　・手術のトレーニング→医師のレベルに合わせたカスタマイズ機能などもある

課題　・画像処理技術の向上　→動きが完全には実際のものと一致しない

→今後更なる改良が必要

正確かつ安全な手術を・・

内視鏡手術ロボット「 da vinci」

　・コンソールからアームカートの内視鏡と鉗子を遠隔操作

サージカルシステム ３ D/ ２ D 映像システム

　・術者の負担軽減　・安全かつ正確な手術 問題点　・巨大かつ億単位の高価格　・導入数が少ないhttp://www.olympus.co.jp/jp/news/2003b/nr031021isij.cfm

MEMS(Micro Electro Mechanical Systems )

半導体プロセス技術を利用した小型のメカニカルデバイスや構造体を指す 。

カプセル内視鏡などの医療機器に応用されている。

QOL 向上に貢献

カプセル内視鏡１

　　　　　内視鏡で小腸全域を見る→困難

　　　　　　　　カプセル内視鏡→可能

QOL● 飲みやすい錠剤タイプ● のどの表面麻酔も不要 低侵襲

カプセル内視鏡２

飲み込む

内蔵されたカメラで撮影（８時間程度撮影可能）

便と一緒に排出

直径 11mm長さ 26mm

カプセル内視鏡３課題：小腸観察用のみ　　　　　腸内の狭窄などにひっかかるリスクあり。　　　　 価格が非常に高い（１個：１０万円）

•まだ広く実用されていない！•これからさらに開発、研究が進んでいく！

カプセル内視鏡４ 現在、開発中の技術（ 1 ）カプセル内視鏡の基本技術 ： 小型で低消費電力

の撮　像技術、無線送信技術 （ 2 ）全方位誘導システム ： 消化管内での自在な観察 （ 3 ）無線給電システム ： 作動時間とエネルギーレベ

ルの制限解消 （ 4 ）薬液放出機構 ： 病変部への投薬治療 （ 5 ）体液採取機構 ： 採取したサンプルによる診断や

分析 （ 6 ）自走機構 ： 消化管内での自在な観察 （ 7 ）超音波カプセル ： 体内からの超音波検査

考察今回、患者の QOL に注目して医療技術を紹介してきたが、患者の負担を減らすことも重要だが、医者の負担も減らすことも考慮しないといけない！

まだまだ、これから発展の余地のある分野である！

謝辞九州大学 　　デジタルメディシン・イニシアティブ　　諸岡健一 先生

参照 東芝メディカルシステムズ株式会社HPhttp://www.toshiba-medical.co.jp/tmd/products/ct/aquilion/index.html 医療と画像の総合情報誌　 INNERVISION

http://www.innervision.co.jp/05report/05r_06_01_03.html 医学領域における診療放射線技術学入門 2007http://www.fujita-hu.ac.jp/~sfujii/satuei/satuei18.html 日経エレクトロニクス　日経 BR社 オリンパス HP　　

http://www.olympus.co.jp/jp/news/2004b/nr041130capslj.cfm がんナビ HP　 http://cancernavi.nikkeibp.co.jp/report/0612_1.html