計測・診断医工学

計測・診断医工学講座では,新たな医用計測・診断方法の開発とその基礎となる理工学,それらを用いた基礎医学研究ならびに臨床応用に関する教育研究を行います。このため,計測・診断医工学講座には以下の分野を設置しています。

生体超音波医工学

生体組織の定量診断のための新しい超音波計測・制御法の研究

  • 准教授 荒川 元孝 准教授 荒川 元孝

超音波診断技術全般に関する研究を行っている。特に,従来の超音波断層像による定性的診断に加え,粘弾性特性など,生体組織・器官の様々な特性を計測して定量的診断を可能とすることを目指している。そのために必要な,超音波音場制御法,超音波計測法,ディジタル信号解析技術の研究開発を通して,深い工学的専門知識と問題発見能力・問題解決能力および医用応用のために必要な生理学などの医学的知識の両者を兼ね備えた人材を育成している。

  1. 高性能ディジタル信号解析・超音波計測法の研究と生体医療応用
  2. 高速・高分解能生体イメージングのための超音波制御法の研究
  3. 生体組織の性状および動態・機能の定量診断法の研究
  • ヒト心臓壁を伝搬する高周波振動のイメージング

    ヒト心臓壁を伝搬する高周波振動のイメージング

  • 上段: 正常(左)および凝集(右)した赤血球の顕微鏡像([1] 氏家京子訳: 沈黙の血栓、中央アート出版社、2000)下段: 駆血(腕をカフで締めて人工的に血流を止める)した際に赤血球が凝集する様子を超音波計測した結果

    上段: 正常(左)および凝集(右)した赤血球の顕微鏡像([1] 氏家京子訳: 沈黙の血栓、中央アート出版社、2000)下段: 駆血(腕をカフで締めて人工的に血流を止める)した際に赤血球が凝集する様子を超音波計測した結果

バイオセンシング医工学

生体とエレクトロニクスのインターフェイス

  • 教授 吉信 達夫 教授 吉信 達夫

生体とエレクトロニクスのインターフェイスにはセンシング技術が欠かせない。生体関連物質について迅速かつ信頼性の高い分析・診断を行うためには,特定の分子・イオンを高感度に検出・定量・可視化するセンサが必要である。本分野では,半導体デバイスを用いた化学物質の計測とイメージングに関する研究を行っている。また,これらの技術を用いた,生物や生体関連物質の計測に関する研究を行っている。

  1. 半導体化学イメージセンサの開発
  2. センサ技術のバイオ応用
  • 化学イメージセンサシステムの外観

    化学イメージセンサシステムの外観

  • 化学イメージセンサによるpH分布の可視化

    化学イメージセンサによるpH分布の可視化

分子構造解析医工学

生体機能の解明に向けた超分子複合体の多角的立体構造解析

  • 准教授 村山 和隆 准教授 村山 和隆

遺伝子産物としてタンパク質はさまざまな生命現象を担っており,疾病の解明においても重要な鍵となるものである。タンパク質の機能はその立体構造と大きな関わりがあり,タンパク質の立体構造の解明はその機能の解明にとっても本質的重要性をもつ。我々はタンパク質に代表される生体分子の機能をX線結晶構造解析,質量分析,分子分光法などを用いて,その立体構造から理解することを目指している。

  1. X線結晶構造解析による生体高分子の詳細な立体構造の解明
  2. マルチドメインタンパク質の全体構造の研究
  3. 天然変性タンパク質も含めたタンパク質立体構造解析における効果的・効率的手法の開発
  • X線回折装置による反射データの測定

    X線回折装置による反射データの測定

  • タンパク質の電子密度の計算と分子モデルの構築

    タンパク質の電子密度の計算と分子モデルの構築

医工放射線情報学

放射線を利用した医用画像の情報高度利用

  • 教授 渡部 浩司 教授 渡部 浩司

PETやSPECTに代表される核医学画像,放射線を利用した画像は診断や治療に欠かすことのできないものとなっている。しかし,現状では,画像の持つ一部の情報しか使われていない。本分野では放射線を利用した画像データから有益な情報を抽出し,高度利用を図る研究を行う。

  1. PETやSPECTを用いた生体の機能を定量する方法論を確立,実証する。
  2. 複数のモダリティを利用した分子イメージングの応用研究
  3. 画像データベース開発研究
  • 一般的なPETデータ解析のための数理モデル

    一般的なPETデータ解析のための数理モデル

  • ラットのPETデータから機能画像の作成

    ラットのPETデータから機能画像の作成

バイオファイバー医工学

生体システムの解明に向けた多機能ファイバーセンサーの開発

  • 准教授 郭 媛元 准教授 郭 媛元

本研究分野は、生命科学、医学、工学の融合領域に位置し、社会の重要課題である神経・精神疾患の病理・病態の解明に貢献するため、生体内外の多様な信号を同時に測定・操作できる多機能ファイバー技術の研究開発を行っている。多機能ファイバーは、「金太郎飴」の製法に類似した熱延伸技術を活用することで、一本の細いファイバーの中に光導波路のみならず、電極、微小流路、バイオセンサー、アクチュエーターといった多様な機能を集積することが可能となる。開発した多機能ファイバーは、神経・精神疾患に関する基礎研究に貢献するだけでなく、新たな診断・治療法としてのヘルスケア・医療応用にも展開している。

  1. 多機能ファイバーによる「生体内化学センシング・イメージング技術」の開発
  2. 時間と空間にわたる「四次元的な能動機能」を持つ多機能ファイバーの開発
  3. 脳と身体の相互作用を解析するための「AIを活用した生体計測技術」の開発
  4. 多機能ファイバー流路の開発による「Lab-on-fiber 生体分析技術」の確立
  • 多機能ファイバ

    多機能ファイバ

  • 研究概要

    研究概要