医情報学科

fMRIを用いた脳の活動状態の計測
上：普通の音声を聞いているとき
下：レーザー人工内耳の音声
（シミュレーション音）を聞いているとき

脳神経行動工学研究室（オリジナルサイト）
生命医科学研究科「脳神経行動工学研究室」

音声コミュニケーションの“脳”力を解明し、新たな情報伝達手法を開発する

ヒトだけでなく、ネズミ、サルなど様々な動物を対象に音声コミュニケーションがどのような脳の仕組みで行われているかを明らかにします。それらの成果から、ヒトとヒトの間だけでなく、ヒトと機械やヒトと動物間での情報や情動の伝達を改善・補助・効率化するシステムの開発を行っています。例えば、情動の知覚を可能にする非侵襲レーザー人工内耳、ヒトにとって生物学的に直感で理解できるインターフェイス、小型飼育動物をコンパニオン動物として活用するシステムの開発等です。

頸部の超音波像（上段）とMRI（中段）と融合画像（下段）
融合画像の赤い領域が甲状腺に相当します。

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）
生命医科学研究科「超音波エレクトロニクス・生体計測研究室」

COVID-19パンデミックが広がる中で肺炎の診断の重要性が改めて認識されています。従来、肺炎の診断にはX線CTが用いられてきましたが、被曝のみならず利用できる施設が限られる、多数の患者に対して利用機会が限られているなどの現実的な課題が浮かび上がり、ベッドサイドで使える超音波イメージングが注目されています。
医用の超音波は高周波であるため空気中を伝搬せず、肺の様な空気の存在する部位については適用対象外とされてきました。しかし、最近、肺炎を起こした組織の表面において特徴的なパターンが現れ、超音波イメージングでも容易に診断可能なことがわかってきました。
また、超音波はリアルタイムで観察できる反面、視野が狭いため異常組織の発見に時間がかかるという課題もありました。そこで、MRIと超音波を同時撮像するマルチモダリティイメージングによってその問題を克服することにチャレンジします。
図は本研究室で新しく開発したMRIと超音波の同時撮像によって得られた頸部の画像です。このような研究は画像処理技術だけではなく超音波を発生させる圧電デバイス技術との融合によって実現されたもので、世界的に見ても新しい試みです。

医情報学科保有の3T MRIを用いた実験の様子。
学生自身が装置を操作して画像を取得します。

ヒューマンインフォマティクス研究室（オリジナルサイト）
生命医科学研究科「ヒューマンインフォマティクス研究室」

当研究室では、ヒトのwell-beingを推進することを目指して、それをサポートするための認知神経科学を始めとした基礎研究と、生体情報に基づくヒトの状態推定技術の開発、医療システムの高度化・知的化などの応用研究を行っています。具体的には、MRIやNIRSなどの装置で得られる脳画像計測装置を用いたヒトの認知機能に関する研究、胃部内視鏡画像や角膜内皮細胞画像などの医用画像診断支援を目的とした情報処理技術の研究があります。MRIは2019年度に磁場強度3Tの最新の装置が医情報学科の設備として導入されており、これを活用して研究を進めます。その他、NIRSを活用した自動車の運転中の脳活動計測の研究など、工学的な応用も視野に入れた研究を行います。また、他学科・他学部の研究室や、国内の医療機関との共同研究も幅広く推進しています。