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医情報学コース

医情報学コースの特色

ヒトや生物の優れた生体機能をヒントに新たな技術を創造する、最先端エンジニアを育成。機械・情報・電子工学をベースに、医学の視点を織り込むことで、自立性、独創性を高める教育を展開します。

教員紹介

医情報学コースの教員は、教員紹介(医情報学コース)でご案内しています。

研究トピックス

生体情報研究室

生体から得られる情報には物理的情報と化学的情報がある。本研究室では、その両面から生体情報にアプローチを行う。具体的には
  1. 生体内の情報伝達物質や類似の機能を有する生理活性化合物の作用の解明、合成法の開発や微量分析法の確立
  2. 生体内で行われる化学反応(酵素反応)の解明と応用
  3. コウモリのソナーシステムを中心とした物理的情報の取得、解析と応用
などを行う。

超音波エレクトロニクス・生体計測研究室

超音波エレクトロニクス・生体計測研究室(オリジナルサイト)

医療技術におけるキーテクノロジーである超音波エレクトロニクスは、生体情報を計測する手法として用いられると同時に、診断機器や治療技術へと多様に応用されている。例えばマイクロカプセルを血管中に注入して超音波による造影を行うと、ハーモニックイメージングと呼ばれる高解像度の診断画像を得ることができる。また、マイクロカプセルに薬を含有させて注入し、体内での動きを超音波で制御することによって特定患部のみに薬物を投与するDDS(Drug Delivery System)への展開も期待できる。このような音響波動の生体への作用の基礎的検討ならびに応用展開を行なっている。

狙った位置をハズさない投薬方法。

現代医療における薬の投与は錠剤や注射によるものが主流です。しかし、超音波DDS(ドラッグデリバリーシステム)という技術を用いると、マイクロカプセルに封入された薬を、血流を通じて体内の様々な部位へ搬送することや、目的の患部にのみ投与することが可能です。このような投薬方法を用いると、患部以外の部位への負担が極めて軽くなることから、次世代の医療技術として期待されています。この超音波DDSにおいては、超音波照射時のマイクロカプセルの挙動について理解すること が重要な課題となります。
マイクロカプセルの崩壊過程

次世代医療用センサーの開発

光トポグラフィやfMRIといった新しい医療用の測定装置の登場で、これまでわからなかった人間の中身や仕組みが明らかになってきました。今後はより手軽に、さまざまな人間の情報を取得することができるようになります。医情報学科では、医療用の測定装置に利用可能な新しいセンサーの開発や、測定データの情報処理の研究を行っています。具体的には、超音波を高度に利用した新しいセンサーや、進化計算を駆使したデータ処理などがあげられます。これまで測定できなかった人間の情報を入手し、手軽に利用することが可能になると、医療現場において利用できるだけでなく、ユビキタスネットワーク技術と連携することで通常の生活環境において健康のモニタリングなどができるようになります。(写真は参考図)
次世代医療用センサーの開発

非線形応用数理研究室

自然界における色々な複雑な問題・現象に対し、その数理モデル(特に離散モデル)の考案・解析・応用を研究している。特に連続モデルと異なる離散モデルによる非線形現象の特徴や現象の厳密な再現可能性を追求している。数理科学を土台とし、研究では計算機処理に便利な独自の数値解析・数式処理的手法を多用する。計算機システムで複雑な現象を厳密に再現できるようになることは、その現象を解明するに至る1つの入り口であると考え研究を進めている。

脳神経行動工学研究室

脳神経行動工学研究室(オリジナルサイト)

当研究室では、ヒトや動物の脳・神経系を神経生理学的アプローチと行動学的・心理学的アプローチの双方の視点で研究している。例えば、脳が劣化雑音音声を意味のある音声に変換する機構の研究やコウモリの生物ソナーを使ったナビゲーション・システムの神経機構の研究である。これらの神経機構の解明は新しい情報処理システムや福祉機器の開発に結びつく。このほか動物の音声コミュニケーション機構の解明など、工学的応用を視野にいれて、「脳」に関する多彩な研究を行っている。

パソコンに“脳”力が備わると。

脳は、なんでもない雑音(劣化雑音音声)を意味のある音声に変換することができます。雑然と入力された情報を理解できるように作り変えるのも、脳の重要な役割。パソコンのCPUに例えれば、わずか1キロヘルツの性能しか持たない脳ですが、耳で聞いた情報を瞬時に音声へと変換しているのです。この処理機構をコンピュータに応用できれば作業効率が向上し、冷却ファンを必要としないコンピュータが製作できると考えられます。実現すれば大幅な省エネが期待できるなど、社会貢献度が高く興味深い研究分野です。
fMRIを用いた脳の活動状態

fMRIを用いた脳の活動状態
上:普通の音声を聞いているとき
下:劣化雑音音声を聞いているとき

コウモリの“超”能力に学ぶ。

コウモリは暗くて狭い洞窟内で、周囲の壁や他のコウモリに衝突せず飛行し、餌となる小さな虫を捕まえます。その秘密は、コウモリが持つ超音波を利用したレーダーにあります。コウモリレーダーの計測速度は非常に遅く、たかだか100ヘルツ程度。数ギガヘルツのパソコンに比べて“超”低速演算装置ですが、コンピュータでは太刀打ちできない、非常に高精度の計測をリアルタイムで行っています。医情報学科では、コウモリが進化の過程で確立した“超”能力を解明し、新しい技術への応用を目指す、とてもユニークな研究を行っています。
コウモリの飛行観測

コウモリの飛行観測

音響分析の様子

音響分析の様子

医療情報システム研究室

医療情報システム研究室(オリジナルサイト)

当研究室では、高度で知的な医療・医用システムの研究を行う。具体的には、CT、MRI、DRなどの画像診断装置や高度脳機能の活性化状態を画像化できる光トポグラフィ装置を利用した画像の処理や認識の研究、ユビキタス技術を駆使した知的医療空間の研究、知的な電子カルテシステムの研究、バイオインフォマティクスに関連する研究などである。これら医療情報およびシステムに関連する研究の世界的な拠点となることを目指す。

超高速情報処理が拓く新分野。

医用画像診断装置は今後ますます発展し、重要性を増します。そこで、膨大な情報量を適切に理解し、利用することが大切です。画像情報から、早期にがんの発生を発見したり、アルツハイマーの進展状況がわかれば、診断に利用できるだけでなく、救急医療や在宅医療の可能性も広がります。医情報学科では日本を代表するPCクラスタを開発し、グリッド環境を構築することで超高速・超大規模計算技術を培ってきました。この情報処理技術を駆使して、医用画像に関連した大量のデータの解析手法やデータマイニングを開発します。
PCクラスタによる医用画像解析

PCクラスタによる医用画像解析

次世代医療用センサーの開発

光トポグラフィやfMRIといった新しい医療用の測定装置の登場で、これまでわからなかった人間の中身や仕組みが明らかになってきました。今後はより手軽に、さまざまな人間の情報を取得することができるようになります。医情報学科では、医療用の測定装置に利用可能な新しいセンサーの開発や、測定データの情報処理の研究を行っています。具体的には、超音波を高度に利用した新しいセンサーや、進化計算を駆使したデータ処理などがあげられます。これまで測定できなかった人間の情報を入手し、手軽に利用することが可能になると、医療現場において利用できるだけでなく、ユビキタスネットワーク技術と連携することで通常の生活環境において健康のモニタリングなどができるようになります。(写真は参考図)
次世代医療用センサーの開発

生命物理科学研究室

生命物理科学研究室(オリジナルサイト)

第一回のノーベル物理学賞がレントゲンであったことに象徴されるように、物理学と医学・生命科学は密接な関係を持って発展してきました。近年でも、磁気共鳴映像法(MRI)、粒子線による癌治療、心筋細動除去装置(AED)など、多くの実例があり、自然や生命の原理を追究することが、医学・生命科学の飛躍につながっていることが分かります。これまでに確立されてきた物理学は、エネルギーが保存されているような系や、それへの緩和を調べることが中心でありました。一方、私達の宇宙はビッグバンから始まったように、著しく非平衡の世界です。生物も、エネルギーや物質の絶え間ない流れの下でこそ、その生き物らしさを発揮することができています。このような非平衡開放系を対象とする学問、それが私達の研究です。“生命とは何か?”といった本源的な問題に迫るなかで、医科学・生命科学の基本的課題に取り組みます。医工学科の剣持准教授と協同し、国内外の医学・生命科学関係の機関と活発な共同研究を進めています。