26 日（土） 午前の部
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
シンポジウム
セッション題目
座長
S-8
「人工臓器の次世代への展開」
八木 哲也・満渕 邦彦
S-9
「予測生命科学推進のための情報基盤プラットフォーム」
野村 泰伸
オーガナイズドセッション
セッション題目
座長
OS-5 「脳機能計測・イメージングの教育分野への展開」
伊良皆 啓治・江田 英雄
チュートリアル
セッション題目
T-1
座長
「医療機器を安全安心に稼動させるための電磁環境」
花田 英輔・廣瀬 稔
日
26
セッション題目
M
座長
「学生と若手研究者のための本学会の聞き所解説 −自由質疑と研究指導・
特許相談を含む−」
石原 謙・生田 幸士
一般口演
セッション題目
座長
FC-13 「無侵襲・無拘束計測と評価 1」
田中 志信・山越 健弘
FC-14 「無侵襲・無拘束計測と評価 2」
塩澤 成弘・𠮷野 公三
FC-15 「無侵襲・無拘束計測と評価 3」
塩澤 成弘・南部 雅幸
FC-16 「治療機器の開発評価」
増澤 徹・佐藤 哲大
FC-17 「診断機器開発」
松村 泰志・奥野 竜平
FC-18 「バイレオロジー」
柴田 政廣・田地川 勉
FC-19 「マイクロ・ナノテクノロジー」
宮崎 浩・柴田 隆行
− 189 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
モーニングセッション
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
シンポジウム 8「人工臓器の次世代への展開」
S-8-1
8：30－10：00　第 1 会場
Development of a hybrid artificial liver based on an organoid culture system
○水本　博 1、中澤浩二 2、井嶋博之 1、船津和守 1、梶原稔尚 1
九州大学大学院工学研究院　化学工学部門、2 北九州市立大学国際環境工学部　環境生命工学科
1
Hybrid artificial liver (HAL) is expected to be an effective therapy as a temporary bridge to transplantation or
recovery from liver failure state. We have developed a HAL system that uses hepatocytes organoid culture.
Hepatocytes organoid expressed highly differentiated functions. The HAL system was effective in supporting liver
function and recovery from liver failure state. These results indicate that our HAL system may be useful to treat liver
failure patients until liver transplantation or until regeneration of the native liver. Currently, one of the most difficult
problems in developing a HAL is obtaining a cell source. We focused our attention on ES cells and investigated the
differentiation from ES cells into hepatocytes using organoid culture technique. Some liver specific functions such as
ammonia removal and albumin secretion were detected in organoid culture using ES cells. These results indicate that
this technique is useful in obtaining functional hepatocytes.
日
26
S-8-2
午前の部
（土）
Development of new bone substitute and joint prosthesis by biomedical
engineering
○吉川秀樹
大阪大学大学院医学系研究科　整形外科
2000 年より始まった“骨関節の 10 年（Bone and Joint Decade）”政策に伴い、世界的に運動器疾患に対する積極的な研
究推進が図られている。整形外科は、バイオマテリアルの開発、バイオメカニクス研究、ナビゲーション・ロボティッ
クス手術の開発など、医工連携研究が必須であり、かつ早期の臨床応用が期待できる領域である。骨組織は、骨折の治
癒現象に代表されるように、本来豊かな再生能力を有している。しかし、骨腫瘍の切除後や、重度の粉砕骨折などで生
じた大きな骨欠損に対しては、自家骨では対応できず、人工骨を用いた骨の再生医療が必要となる。また、人口の高齢
化に伴い、変形性関節症が増加し、人工関節の置換を余儀なくされる患者さんが増加しつつある。しかし、現在の人工
関節では長期の耐久性には未だ問題があり、しばしば再置換術が必要となる。骨は力学的強度を必要とする組織であり、
骨・関節の再生／修復には、骨との結合が良好な高機能付加型人工骨と、骨と親和性があり耐久性に優れた新規人工関
節の開発が必要である。我々は、工学研究科等との医工連携研究、企業との産学連携研究により、種々の次世代人工骨・
人工関節の開発を推進してきた。本講演では、骨再生のための高機能付加型人工骨の開発、レーザー表面加工技術によ
る新規人工股関節の開発、炭素繊維強化複合材（CFRP）による全非金属人工股関節の開発などの研究成果を解説する。
S-8-3
Research and development of artificial heart and circulatory support systems
○妙中義之
国立循環器病研究センター
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 190 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
S-8-4
The clinical trial of the originally developed artificial retina.
○不二門尚 1、瓶井資弘 2、坂口裕和 2、貴島晴彦 3、円尾知之 3、森本　壮 1、神田寛行 1、
古野間邦彦 4、小澤素生 4
1
大阪大学医学部　感覚機能形成学、2 大阪大学医学部　眼科学、3 大阪大学医学部　脳神経外科学、
4
株式会社 Nidek
The Japanese consortium for artificial retina has been involved in the development of artificial retina using
suprachoroidal-transretinal stimulation (STS). In the STS system, the electrodes are inserted in the scleral pocket
and are not directly contacted with the retina, so the surgical manipulation is safer compared with other approaches.
Although the limitation of the spatial resolution may exist in STS because the distance between the electrode and the
retina is large, the return electrode inserted in the vitreous space concentrate the electrical current effectively. We
have tried acute clinical trial by STS for 4 patients with advanced retinitis pigmentosa (RP) with vision equal or less
than hand motion. A rough two point discrimination was attained in 3 patients by STS. These data suggest that even
in patients with advanced RP, form vision may be obtained by STS system. Now we are going to do semi-chronic
clinical trial using STS method.
Linking human nervous system with mechanical control system of nextgeneration artificial organs
近年、生体の神経系と機械系の情報ラインを直接接続し、運動神経系の情報によって義肢などの外部機器を制御したり、
逆に、求心性の感覚神経系に外部から刺激を入力する事によって、人為的に感覚を発生させたりする、いわゆるブレイ
ン・マシン・インタフェースシステムの開発が盛んに行われるようになってきている。 次世代の人工臓器や人工器官では、
これらの技術を用いて生体の神経系と人工臓器・人工器官を直接結び、義手や義足などの運動系器官を、動かそうと意
図する事により随意的に動かしたり、各種センサ類からの情報を感覚神経に入力する事によって、あたかも自分自身の
感覚器で見たり聞いたり触れたりしたように感じうる事を可能とし、また、人工心臓などの内臓器で、外界の環境や運
動などの状況に応じて作動条件が自動的に最適に調節されるシステムを開発する事が大きな目標となって来るであろう
と思われる。しかしながら、これらのシステムを実際の臨床に耐えうる段階まで進めるには、脳における莫大な数のニュー
ロンや、末梢神経の神経線維との間で信号を計測したり、あるいは、神経系に電気刺激を与えたりしうる電極の開発を
始め、計測された神経信号から動作意図などを推定するデコーディングの問題や、要求する通りの感覚を発生するのに
必要な入力信号を決定するコーディングの問題など、多くの問題点の解決を必要としており、今回は、これらの問題に
ついて論じる事とする。
シンポジウム 9「予測生命科学推進のための情報基盤プラットフォーム」 10：30－12：00　第 1 会場
S-9-1
Neuroinformatics : Activities in INCF and Japan-node
○臼井支朗
理化学研究所　脳科学総合研究センター
Neuroinformatics (NI) is a new research area integrating neuroscience with information science and technology
to coordinate and analyze large volumes of diverse data. NI aims to develop the facilities for a comprehensive
coordination of neuroscience: interoperable databases, shared tools for collecting, analyzing, visualizing and distributing
data and/or metadata, and create environment for theoretical analyses to understand the brain function through
computer simulation approaches. To promote this, INCF was established in July 2005 through the OECD's call for
international collaboration to promote coordinating efforts in neuroinformatics with the objectives for accelerating
advances in neuro- and brain-science researches. We here introduce these activities and the related technical
developments.
− 191 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○満渕邦彦
東京大学情報理工学系研究科　システム情報学専攻
26
日
S-8-5
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
S-9-2
Development of RIKEN Integrated Cell Simulation System (RICS)
○横田秀夫
細胞スケール研究開発チーム　次世代生命体統合シミュレーション　理化学研究所
細胞内で生じている現象を計算により再現する為には、物質の拡散、化学反応、膜透過、膜機能等の複数の現象を統一
して取り扱うことが必要である。さらに、細胞内では小器官ごとに固有の機能を持ち、役割分担をしていることから、
細胞内の場を考慮した計算が必要である。そこで、これらの現象を統合してシミュレーションすることを目的として、
細胞内シミュレーション統合プラットフォーム（RICS）を開発した。本講演では、このシステムとその解析例について報
告する。
日
26
S-9-3
An open platform for physiome and systems biology
○野村泰伸
大阪大学大学院基礎工学研究科　生体工学領域
午前の部
（土）
The integration of knowledge from many disciplines and vast amount of biological data in the post-genome era
together with mathematical and information sciences is moving the world towards a new generation of life science
where physiological and pathological information from the living human body can be quantitatively described in silico
across multiple scales of time and size and through diverse hierarchies of organization. Physiome and systems biology
represent such emerging sciences. Here we present recent progress of our effort to contribute to the international
framework for developing platform infrastructure for physiome and systems biology.
オーガナイズドセッション 5「脳機能計測・イメージングの教育分野への展開」 9：00－10：30　第 3 会場
OS-5-1
Development of Wireless NIRS system for Educational research
○江田英雄 1,2
光産業創成大学院大学、2 株式会社フォトニクス・イノベーションズ
1
Now near infrared-red light around 800nm has become a powerful tool for non-invasive medical imaging system. In
spite of its low spatial resolution compared with other imaging systems (Magnetic Resonance Imaging (MRI) etc.),
light has the advantage of high temporal resolution and measurement in natural posture. To investigate physiological
phenomena, the temporal resolution should be less than or equal to the response time of the physiological target
(e.g., for brain function, on the order of milliseconds for electrophysiological activity and seconds for hemodynamic
reactions). Near Infrared Spectroscopy (NIRS) calculates hemoglobin parameters such as oxygenated hemoglobin (oxyHb)
and deoxygenated hemoglobin (deoxyHb). These parameters are directly related to the concentration of hemoglobin
and hemodynamic reactions in tissue.In this research we developed Portable NIRS and Wireless NIRS. These NIRS
systems are expected to apply to Educational research.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 192 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
OS-5-2
Contribution of functional brain imaging to special needs education
○ Hisaki Ozaki
Laboratory of Physiology, Faculty of Education, Ibaraki Universi
Various cognitive functions are involved in educational activities. Those cognitive functions are deeply rooted in
cerebral process. However, cognitive behaviors comprise dynamic process with multi-dimensional complexity.
Therefore, utilization of neuroscientific findings had been restricted within some limited extents.
Recent development of cerebral imaging techniques has made it possible to reveal developmental process of various
cognitive functions. Findings obtained by these imaging techniques are expected to open the new prospects in
education.
1. Deeper understanding of child development
2. Disclosure of learning process
3. Navigate how to support child to learn
4. Crystallize the meaning of learning
5. Indicate the direction of learning
Those are true for children with special educational needs. Lot of cerebral new findings about those children have
been accumulated. Cerebral evidence detected in the learning process might promote to foster the children with
special needs and might open the new horizon of Evidence Based Education.
26
日
OS-5-3
Connecting Brain Science and Education
○黒田恭史
佛教大学教育学部　教育学科
The purpose of this study is to propose a model showing the stages of research when brain science is combined with
educational research and methods for measuring brain activity in the classroom. Data must be collected at all levels
and new experimental elements need to be gradually introduced into the tasks given to subjects at each level. It is also
important to classify student subjects into groups based on their thinking styles and levels since the results from all
students show differences when analyzed as individuals, but tend to show some similarities when grouped by certain
traits. In order to effectively carry out the kind of research outlined by the above-mentioned points, a new field of
Educational Neuroscience needs to be established to integrate neuroscience research methods with behavioral science
research methods to properly study issues associated with the process of learning.
OS-5-4
Measurement of Children's Brain Activity Using NIRS System
○岡本尚子 1、前迫孝憲 2
1
日本学術振興会特別研究員 PD（京都大学大学院医学研究科）、2 大阪大学大学院人間科学研究科
The development of brain science has enabled us to measure brain activity during the learning process. The purpose
of this study is to examine how the learning process is reflected in brain activity by measuring the changes of
hemoglobin in the prefrontal cortices using a NIRS system while children s solved mathematical task. Upon completion
of the experiments, we classified subjects into three groups based on their performance times. We also analyzed
hemoglobin data for each group in relation to performance times in order to examine the relationship between
hemoglobin data and subjects' understanding processes. We found that hemoglobin data for each group was different.
These differences in brain activity data showed that subjects' brains respond differently to different types of learning
processes.
− 193 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
午前の部
（土）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
OS-5-5
Monitoring of physiological data of the handicapped child during the
education using the wireless EEG and the wireless NIRS
○伊良皆啓治 1、藤山沙紀 2
九州大学大学院システム情報科学研究院、2 九州大学大学院システム生命科学府
1
発達障害の神経学的な研究では，脳波や NIRS による血中の酸素化ヘモグロビンの特徴が明らかになっているが，日常
の非拘束な状態で測定を行った研究は少ない．そこで本研究では，非拘束状態で脳波・心電図・加速度・NIRS による酸
素化ヘモグロビンの同時モニター，記録が可能なシステムを開発した．それを用いて児童学習時の脳機能計測を行い，
複数の生体情報から多面的に考察した．また，学生の学習時を対象に実験を行った．集中度の自己評価と複数の生体情
報から，非線形判別分析を行い，非集中・集中時の生体信号の判別分析を行った．また，どの信号が集中と関連してい
るのかを判別の寄与率から算出した．さらにこの判別分析を児童に適用し，集中・非集中時間の長期的な変化を考察し
た．児童学習時の実験は数カ月の長期にわたって行った結果，学習後では学習前半に比べα波帯域パワー増加し，θ帯
域パワーは減少する傾向が見られた．α波の出現量は覚醒の度合いを示すと言われている．学習によって被験者の覚醒
のレベルに変化が生じたと考えられる．心電図の RR 間隔から算出された HF 値は，学習中徐々に減少し LF/HF 値は増
加傾向であった．学習が進むにつれて，副交感神経活動が徐々に減少し，交感神経活動が増加していることを示している．
また，判別分析による集中・非集中時の判別分析では，約 80%の判別率を得た．
チュートリアル 1「医療機器を安全安心に稼動させるための電磁環境」 10：35－12：05　第 3 会場
日
26
T-1-1
The Medical/Clinical Electromagnetic Environment
○花田英輔
島根大学医学部附属病院　医療情報部
午前の部
（土）
In modern clinical care, the use of a wide range of electronic systems has become indispensable. Their functions
have been specialized so that they can be used for the care and support of elderly and handicapped persons, and
to allow them to do information processing. The electromagnetic environment is well known to be affected by
radiated electromagnetic fields. However, electromagnetic noise also exists in wires that conduct electricity. Largescale electromagnetic energy, such as lightning, can be transmitted through earth groundings and destroy electronic
equipment. If the noise in an electric wire causes fluctuating voltage, the operational stability of a connected electronic
device could be threatened. When considering electromagnetic noise, a number of areas related to its relationship
to the electromagnetic environment should be targeted. Examples will be given to explain a wide range of topics
concerning the relationship of the electromagnetic environment to clinical care and social welfare.
T-1-2
Electromagnetic Interference in Implantable Cardiac Pacemaker
○廣瀬　稔
北里大学医療衛生学部　医療工学科臨床工学専攻
In the daily life environment, devices such as cellular phones and electronic article surveillance devices are well known
to cause electromagnetic interference [EMI] in cardiac pacemakers. Recently, the use of induction ovens that utilize
electromagnetic induction has become widespread in kitchens worldwide; it is known that this appliance may also
exert EMI on cardiac pacemakers. On the other hand, in the hospital environment, MRI and particle accelerators for
radiotherapy are also known to cause EMI in cardiac pacemakers, but it has been suggested that X-ray CT scanners
do not cause any EMI in pacemakers. However, X-ray radiation during CT scanning was recently reported to cause
EMI in cardiac pacemaker. This EMI occurs at the mutual relationship between the progress of cardiac pacemaker
and the development and progress of other devices. In this tutorial session, I describe the occurrence cause of EMI
and the safety countermeasures.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 194 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
T-1-3
The Present Situation and Future Development of the Influence on Medical
Equipment by the Use of Cellular Phones
○加納　隆
埼玉医科大学保健医療学部　医用生体工学科
平成 9 年に国から出された「医用電気機器への電波の影響を防止するための携帯電話端末等の使用に関する指針」以降、
大多数の病院で「携帯電話全面使用禁止」になっていたが、昨今の携帯電話の普及に伴う患者 QOL への配慮などもあって、
携帯電話を使用場所や使用方法の制限を設けて使用する施設が増えてきている。しかしながら、携帯電話による医療機
器への影響に対する危惧が払拭されていないこともあって、現状では全面的な院内使用許可までに到っていない施設が
大半である。また、平成 14 年に国から発表された「電波の医用機器等への影響に関する調査報告書」では、新たに登場し
てきた第 3 世代携帯電話（W-CDMA 等）による医用機器への影響が、最大出力（200 ないしは 250mW）時でも、従来の第
2 世代携帯電話（PDC、最大出力：800mW）と比較して全体的により少なくなっていることが分かった。さらに、第 3 世
代携帯電話を屋内基地局で使用した場合に自動的に移行することを想定した出力（10mW）時では、PHS よりも影響が少
ないことが分かった。そこで、埼玉医科大学国際医療センターでは、第 3 世代携帯電話基地局を病院内各所に設置する
ことにより、携帯電話の電波の出力を 10mW 以下（現在病院職員が使用している PHS より低い出力）に制御して、医療機
器への影響を心配しないで済む携帯電話院内システムの実現を目指した。
モーニングセッション「学生と若手研究者のための本学会の聞き所解説－自由質疑と研究指導・特許相談を含む－」 8：00－8：50　第 3 会場
Guidance of JSMBE Annual Conference for Students and Young
Investigators in Biomedical Research
日本生体医工学会は、生体医工学研究の草創期よりこの分野の発展に貢献してきた学会である。この学会からは数々
の専門的分野が生まれそれぞれ独立の学会活動をはじめている。その意味からは本学会はこの分野の先進的な取り組み
が扱われているともいえる。その観点から本学会をどのようにこれからの研究活動に役立てるかについて日頃感じてい
ることを紹介したい。　本学会では非常に多岐にわたるトピックスが紹介される。臨床医学に密接に関連した研究成果や、
臨床医学というよりは生物学・生命科学のための技術開発など多岐にわたる。筆者は低侵襲治療技術研究に取り組んで
いるが、ますます生体機能のリアルタイム計測情報を治療に結びつける必要性が高まっている。本学会では生体計測に
関する様々なトピックスが取り扱われている。発表者が想定している以上の新たな応用可能性を秘めているものもあり、
興味深く聴講している。また物理的・化学的なさまざまな刺激の、の細胞レベルからの議論も含めた生体の応用に関す
る研究発表が行われている。直接すぐには治療システムに必ずしもつながるものではないが、新たなアイデアを考える
上で参考となるものが多い。自分の狭い専門に限らず、幅広く情報収集ができる点は本学会の優れた点ではないかと考
えている。
M-2
Best sensor devices to monitor presymptomatic health information
○民谷栄一
大阪大学大学院工学研究科　精密科学・応用物理学
我が国おいては、ますます深刻化する超高齢化社会へと向かう状況にあり、如何にして一人一人が健康を維持し、疾病
を事前に予知するかが、求められている。そのためには、個人によって異なる健康（未病）情報を正確に把握することが
必須である。演者は、長年、生体をモニタリングするためのバイオセンサー研究を行ってきたが、どのようなパーソナ
ルな生体情報を日々収集し、そのためのバイオデバイスはどのようなものが良いかなどについて議論したい。
− 195 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○佐久間一郎
東京大学大学院工学系研究科　精密機械工学専攻
26
日
M-1
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
M-3
The Patent For The Bio-Medical Engineering Study
○長倉俊明 1、山田憲嗣 2、大野ゆう子 2、生田幸士 3、石原　謙 4
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 大阪大学大学院医学系研究科　保健学専攻、
3
東京大学大学院情報理工学系研究科　システム情報学専攻、4 愛媛大学医学部付属病院　医療情部
1
知的財産権は大きく 2 つに大別され、文学や美術の表現を保護するために著作物に自動的に発生する「著作権」
（文化庁）
と「産業財産権」
（特許庁）がある。後者は技術的発明による特許と実用新案、産業上のデザインをの意匠、商品の名前やマー
ク等を保護する商標の 4 つに分類される。医療を経済活動と考えると、医療技術、薬剤や医療機器供給と人材供給がある。
医療産業の貿易では、日本の医療機器は輸入超過であることは知られている。一方の人材は国内でまかなわれてはいる
が慢性的に不足しており、人材の輸入が始まろうとしている。医療機器産業はアメリカでは産業の中で大きな割合を占
めている。外国人の人材への依存度も多いが、背景には高額な報酬の存在がある。以前から言われているが、高度な産
業立国を誇る日本では、医療産業は GDP 比で著しく小さい。そのため人材もいずれ輸入超過になるかもしれない。アメ
リカでは世界金融危機後、自動車産業依存ではなく産業の多様化を図ることと、高齢化、健康志向から医療機器産業は
有望分野とされている。しかし、我が国は医療機器を輸入に依存することは、日本の医療が欧米のためにあることにな
りかねない。そこで人材の確保と医療機器開発と特許をとれば、輸出産業にもなるし、欧米の市場とならないための防
衛策として効果を発揮できる。そのための行政を含めた整備として医療機器の認証や特許を取りやすくする整備が必要
である。
日
26
M-4
BME makes healthcare system sustainable
○砂川賢二
九州大学大学院医学研究院　循環器内科
午前の部
（土）
我が国の医療は（1）先進諸国の最低の医療費で、（2）世界最長寿という最高の実績を、（3）世界で最も高齢化が進んだ
罹病率の高い社会（病人の多い社会）で実現させてきた。この我が国の現実は医療理想郷と言っても過言でない。しかし
ながら、ここに来て、我が国の医療はもはや持続可能で無いことが明らかになってきた。患者のたらい回し、産科や小
児科医の不足による医療事故など、医療崩壊の兆しが毎日報道されている。高齢化に伴う患者の増加が加速する中で、
医療の質的改善と量的増加は健康で暮らし易い人生を実現するための、国家的な急務である。本講演では医工学こそが
医療の持続性を実現する切り札であるという私見を述べ、諸兄のご批判を仰ぎたいと考えている。
一般口演 13「無侵襲・無拘束計測と評価 1」
FC-13-1
8：30－9：10　第 2 会場
Feature Extraction of Frontal EEG under Mental Calculation Task by Use of
Support Vector Machine
○杉　剛直 1、多田宜泰 1、後藤　聡 1、江里口誠 2、浅見豊子 2
佐賀大学大学院工学系研究科、2 佐賀大学医学部附属病院
1
BCI (brain-computer-interface) can be considered as one of useful and non-invasive communication method for
physically handicapped people. In this study, feature extraction of frontal EEG activity under mental calculation task
has been done by use of SVM (support vector machine). Frontal EEG derived at Fz-Aav was recorded from three
healthy adults. Subjects executed mental calculation task about 20 s and were kept their state relaxed with closed
eyes before the task. Recorded EEG was divided into segments with 5 sec long and parameters were calculated from
power spectrum. Two SVMs were constructed; one for extracting mental calculation state and the other for relaxed
state before mental calculation task. Finally, automatic judgment for mental calculation state or not was done by
combining outputs from two SVMs. 62.5 % accuracy was obtained for one subject. SVM will be regarded as effective
and useful for applying BCI system.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 196 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-13-2
A new bed-monitoring system for the measurement of pulse, respiration,
contact pressure distribution using a sheet-type multipoint pressure sensor
○西浦想太 1、本井幸介 1、田中直登 1、窪田茂男 2、西山隆也 3、内藤　建 4、鷹取　功 5、諸江輝義 5、
麻野井英次 6、田中志信 1、山越憲一 1
1
金沢大学理工研究域、2 株式会社 GAC、3 バイナリス、4 株式会社スズケン、5 株式会社ポピック、
6
射水市民病院
現在、医療施設においては、医師や看護師が患者の身体にセンサを装着し、脈拍や呼吸等のバイタルサインをモニターし
ているが、特に入院患者の多くを占める高齢者にとって、センサ装着は大きな負担であり、センサを外してしまい、患者
監視ができないといった問題がしばしば起きている。一方、医療施設はもちろんのこと、近年重要となってきた在宅医療
においても、褥瘡のケアが非常に重要であり、前述のバイタルサインと同時に、褥瘡発生の危険度も検知することができ
れば、医師や看護師は患者に対して適切なタイミングでケアを行うことができる。そこで本研究では、ベッドに設置した
シーツタイプの多点圧力センサを用いて、患者に全く負担なく心拍及び呼吸といったバイタルサインと、体動や体圧分布
といった褥瘡発生の危険度評価指標を同時に計測し、それら情報をリアルタイムで解析・表示することにより医師や看護
師が簡便に患者監視を行えるシステムの開発を目的とする。今回センサシステムの試作を行うと共に、健常成人を対象と
した体圧分布計測・評価と、本システムと体表面電極装着による心電図や胸部呼吸検出バンド等との同時計測による精度
評価を実施した。その結果、本システムは良好にベッドにおける体位や体圧分布及び圧力集中部位を検知可能であると共
に、脈拍や呼吸を精度良く計測可能であり、患者モニターを行う上で十分実用に供し得ることが確認された。
26
日
FC-13-3
Asymmetry of GSR signal during stress response
1
3
3
2
2
本研究では精神的、物理的ストレスに対する身体反応を、皮膚電気反射
（Galvanic Skin Reflex, GSR）と Tone-Entropy 法により解析し、ストレス
反応の身体左右差に関して検討したので報告する。暗算負荷実験における
GSR の変化を図 1 に示す（課題開始直前の値で正規化してある）。掛算問題
を呈示すると GSR が大きく変化していると共に左右の反応が異なっている。
物理的な冷水負荷実験においても同様な結果がみられており、ストレスに
対する GSR 信号に身体左右差が存在する傾向がある。この事が何を意味し
ているのかを含めて検討する予定である。
FC-13-4
Development of a less burdensome inpatient's monitoring system installed in
a toilet, bathtub and bed using non-conscious physiological measurements
○本井幸介 1、田中直登 1、上野博志 2、桑江　豊 3、湯地忠彦 3、東　祐二 3、小川充洋 1、田中志信 1、
藤元登四郎 3、麻野井英次 2、山越憲一 1
1
金沢大学理工研究域、2 射水市民病院、3 藤元早鈴病院
超高齢社会に突入し、医療施設における入院患者の殆どが高齢者であるといっても過言ではない状況である。現在、医
療施設においては、医師や看護師が患者の身体にセンサを装着し、心電図、呼吸等のバイタルサインをモニターしてい
るが、高齢者にとってセンサ装着は大きな負担であり、センサを外してしまうといった問題がしばしば起きている。そ
こで本研究では、これまで研究開発を行ってきたセンサの身体装着や機器の操作をまったく必要としない無意識生体計
測技術を応用し、医療施設内のトイレ、バス、ベッドに組込んだセンサにより、患者の血圧、体重、排泄量、排尿速度、
心電図、呼吸等のバイタルサインを全く負担なく計測し、ナースステーションに設置するサーバー・解析装置により、
患者の体調をチェック可能なシステムの開発を行っている。これまで、射水市民病院並びに藤元早鈴病院の個室に試作
システムを導入し、睡眠時無呼吸症候群患者等を対象とした計測・評価を実施してきた。今回さらに、心疾患患者等を
対象とした計測評価を実施した結果、トイレの高精度体重計から得られる体重変動のリズム性や排泄量・尿流率から体
調の回復追跡を、バス内蔵電極から得られる心電図・呼吸情報から心機能や自律神経の評価を、ベッド内蔵のフラット
タイプ圧力センサから夜間の睡眠状態の把握を行うことができるなど、本システムは医療支援に非常に有用であること
が確認された。
− 197 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○山田雅大 、沖田善光 、高橋　勲 、平田　寿 、杉浦敏文
静岡大学大学院工学研究科、2 静岡大学電子工学研究所、3 静岡大学創造科学技術大学院
1
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
一般口演 14「無侵襲・無拘束計測と評価 2」
FC-14-1
9：10－10：20　第 2 会場
An analysis on three years recording of television-operating-state in an
elderly outpatient
○中島一樹 1、本谷享寛 1、老川大輔 2、東　祐二 2、湯地忠彦 2、藤元登四郎 2、佐々木和男 1
富山大学、2 藤元早鈴病院
1
TV is a very familiar electric appliance for elderly people living alone, and TV watching is a popular leisure. Since
television-operating-state (TVOS) reflects the daily activity of elderly living alone, we can assess the living condition
of them. We have developed a telemonitoring system of TVOS. TVOS was recorded for three years in an elderly
outpatient with hemiplegia. The elderly outpatient received several environmental variations during the three years.
For example, she gave up a lease electric cart use because it was not covered by the nursing-care insurance, and then
her visiting range became small. The results of analysis showed that periodical TVOS had three peeks in morning, in
early afternoon and in night. These peaks of the periodical TVOS became broad year by year. The changes in TVOS
pattern might reflect not only physical activity but mental condition.
日
26
FC-14-2
午前の部
（土）
An improved wearable monitoring system for posture changes and activities
and its application to home-visit rehabilitation
○白　美娜 1、本井幸介 1、谷口早弥香 2、湧川盛邦 2、桑江　豊 2、湯地忠彦 2、東　祐二 2、
藤元登四郎 2、田中志信 1、山越憲一 1
1
金沢大学理工研究域、2 藤元早鈴病院
In order to evaluate the efficacy of rehabilitation for persons with hemiplegia, quantitative assessment of activities
is most desirable. From this viewpoint, we have developed a device for ambulatory monitoring of posture changes,
walking speed and activity scenario as well as detailed angle changes of the trunk, thigh and calf and successfully
monitored patients' detailed motion characteristics during rehabilitation program at the hospital. In order to investigate
its applicability to a patient's activity monitoring for a period at home-visit rehabilitation, we have further developed a
new monitoring system which can analyze the activity characteristics. This system makes a therapist to quantitatively
understand the activities during daily living. By evaluation on 10 patients with hemiplegia, the patients' activities
were successfully monitored during daily living at their own home. The results clearly demonstrated that the system
appears useful for evaluating quantitatively the efficacy of home-visit rehabilitation.
FC-14-3
Daily activity monitoring using mat type ECG
○加藤雄樹 1、大城　理 2、南部雅幸 3
1
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 大阪大学大学院基礎工学研究科、3 大阪電
気通信大学医療福祉工学部　健康スポーツ科学科
超高齢社会をむかえ，在宅高齢者の健康を維持し，疾病をもつ人に訪問看護などによって適切に対処するためには，生
体情報を日常的にモニタリングする必要がある．日常モニタリングでは，生体情報を無意識・無拘束で計測でき，「いつ
でも，どこでも，簡単に」恩恵を受けることができるユビキタス計測が望まれる．本研究では，心電図を無意識・無拘
束で計測するシステムとして，足底での心電図計測を可能とするマット型心電計の開発を行った．計測には，市販の衣
類を皮膚と電極の間に介在させることができる，容量性結合の原理を応用した．計測システムは，布製マット・アナロ
グ回路・PC で構成される．マット上には，被験者が違和感がないように，市販の導電性布を採用し貼り付けた．本シス
テムを用いて，座位・立位で裸足，または靴下を着用し，足底での心電図計測が可能であるか実験を行った．実験の結果，
体動が生じた場合には，アーチファクトの影響により信号を検出できない事例が多かったものの，足底での心電図計測
において靴下を介した場合においても，R 波の検出は可能であることを確認した．本システムを用いることで，無意識・
無拘束での日常モニタリングが可能となり，心拍変動によるストレス評価，不整脈の検出等への応用が可能であること
が示唆された．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 198 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-14-4
Body motion monitoring system by capacitive coupling ECG, using textile
electrode ○黒住康法 1、加藤雄樹 1、南部雅幸 2
1
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 大阪電気通信大学医療福祉工学部　健康ス
ポーツ科学科
重症心身障害児施設に入所されている多くの療養患者は寝たきりであり，自身の体調の変化を他人に伝えることが難し
い．そこで日常生活中における心電図を計測することにより，患者の体動等を発見できるのではないかと考え，ベッド
に挿入して心電図を計測可能なシステムを構築した．本システムでは寝たきり療養患者の QOL 向上を目的とした．その
ため，ベッド上に電極を配置し背部で計測が可能なように，導出電極には柔軟性のある導電性の布を採用し，市販の布
に固定した．また着衣時に計測が可能なように，容量結合性の心電計を作成した．本システムを用いて，着衣時の仰臥
位における安静時と体動時の心電図計測を行った．計測の結果，着衣時の安静時における心電図計測において R 波の検
出を確認することができた．体動時は安静時に比べ電極との接触インピーダンスの変化の影響により R 波の検出が不可
能になった．しかし再び安静時に戻った際には R 波の検出が可能になった．体動時の信号は心電波形とも背景雑音とも
明らかに異なるものであったことから閾値処理により体動を判別することが可能となった．本システムを用いることに
よって，寝たきり患者の筋緊張や痙攣などによる体動を伴う体調の変化を発見できると考えられる．また，R-R 間隔を
長期計測できるため心拍変動による自律神経系の評価から患者のストレスの評価ができる可能性が示唆される．
Development of data analysis system for evaluation of ambulatory function
and index of fall risk on elderly
高齢者の転倒が社会的問題であり，転倒予防対策の実施が急務である．本
研究では，静止立位中・歩行中の身体機能評価が可能な靴型デバイスの開
発を行った．また，得られるデータを自動解析し被験者に結果を示す歩行
機能評価システムを構築した．転倒リスクの特徴を捉えることを目的と
し，要介護・特定・健常高齢者の計 69 名を対象に実験を行った．靴を履き
歩行機能計測を行った結果，静止立位中，歩行中の踵接地・つま先離床時
の圧力値と重心軌跡などの機能評価が実施でき，評価システムの活用によ
り対象者に迅速に結果を返すことができた．また，圧力値や重心軌跡の評
価から転倒リスク指標の要素を得ることができた．本システムの活用によ
り，多くの高齢者の中から高転倒リスク者を抽出し転倒予防に効果的なア
プローチが可能であることが示唆された．
FC-14-6
Classification of daily activities in the elderly
○小林淳史 1、関根正樹 1、辻　美和 1,2、田村俊世 1
千葉大学大学院工学研究科　人工システム科学専攻メディカルシステムコース、2 社）八日会大悟
病院
1
今日、高齢化が急速に進む中、より長く健康を維持することは重要な事であり、そのための 1 つとして運動が必要とさ
れる。運動にも様々あるが、その中でも他の運動に比べ身体的負担が少なく安全性に優れている歩行が注目されている。
その歩行を量的に評価するためには歩数計が広く用いられているが、市販の歩数計は健常者を対象としているため、低
速度歩行の高齢者には対応していない。そこで、高齢者にも対応可能な歩数計が必要とされる。その問題に対し、堀田
らの先行研究では歩行中の加速度信号を複数のバンドパスフィルタにより処理することで市販の歩数計に比べて誤差を
小さくすることができたが、歩行区間のみを対象としていたため、歩行外の移動動作においてもカウントしてしまった。
そこで本研究ではその問題を解決するため、高齢者の歩行を含む移動動作の加速度信号から歩数抽出を行った。今回は
歩行に加え、イスへの着席・立ち上がりも含めた動作を高齢者の男女 14 名で行った。従来の方法ではイスの動作に対し
て誤カウントを引き起こしてしまったが、今回は移動動作時の 3 軸合成加速度信号を 2 つのバンドパスフィルタ［0.20 ～
0.50Hz/1.00 ～ 2.00Hz］に通過させ、低周波の出力が大きい場合は歩行区間外、高周波の出力が大きい場合は歩行区間と
判断することで歩数抽出をうまく行うことに成功した。結果として 14 名中 11 名でカウント誤差を 10%以下、14 名中 8 名
で 5%以下に抑えることができた。
− 199 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○中嶋香奈子 1、岩上優美 1、齋藤倫子 2、太田裕治 2、井野秀一 3、伊福部達 4、山下和彦 1,4
1
東京医療保健大学医療保健学部　医療情報学科、2 お茶の水女子大学大学院人間文化創成科学研究
科、3 産業技術総合研究所、4 東京大学
26
日
FC-14-5
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-14-7
Observation of dizziness in daily life - Measurement and analysis of three
axis accelerations and HRV ○岡田慶雄 1,2、沖田善光 2、杉浦敏文 3、峯田周幸 4
静岡県工業技術研究所、2 静岡大学創造科学技術大学院、3 静岡大学電子工学研究所、4 浜松医科大
学　耳鼻咽喉科学
1
臨床的なめまいの判定には、立位静止時の重心動揺検査や頭位変換眼振検
査での誘発による検査が行われている。しかしこれらの検査では確認が難
しいが歩行時などの日常生活において支障をきたす突発的なめまい症状が
現れる患者がおり、このめまいの程度を判定することが求められている。
そこで、めまい患者の身体的なふらつきと突発的なめまいが発症した時の
自律神経活動を日常生活の場面で測定することを検討し、実験を行った。
測定には我々が開発した 3 軸加速度センサーを内蔵した携帯型小型心電計
を使用した（Fig.1）。加速度センサー信号から身体のふらつきを推定すると
共に歩行時のリズムや加速度を積分した被験者の動的な重心動揺を解析し
た（Fig.2）。加えて、心拍変動から自律神経指標を解析した。
一般口演 15「無侵襲・無拘束計測と評価 3」
日
26
FC-15-1
10：30－11：30　第 2 会場
Estimation of sleep stage using body movement by discrimination analysis
古島慎也、○岡田志麻、牧川方昭
立命館大学理工学部　ロボティクス学科
午前の部
（土）
一般的に睡眠深度の計測は，1）生体各部にセンサを取り付けなければならない，2）専門機関でないと検査が行えない，
といった観点から日常的な睡眠モニタリングには不適切である．これらの観点から，PSG に代わる日常的な睡眠を計測・
評価することを目的とした，完全非接触型センサによる睡眠評価システムの開発が求められている．これらの問題への
アプローチとして，動画像の差分処理データから得た睡眠中の体動と PSG による睡眠深度から，線形判別を用いて睡眠
深度を推定する手法を開発した．被験者は健常未就学児 8 名とし，各被験者の終夜の計測データを用いた．ビデオカメ
ラを用いて，睡眠中の体動を計測すると同時に，睡眠深度の比較のために，ECG，EOG，EEG，Chin EMG を計測した．
ビデオカメラの差分処理データをもとに，各種体動変数を抽出した．これらのパラメータを独立変数，PSG で得られた
睡眠深度を目的変数とすることで，判別分析を行った．PSG で得られた睡眠深度と体動データから推定した睡眠深度を
3 段階（Wake, Light & REM, SWS）で比較した．睡眠変数についても同様に比較を行った．この解析により，睡眠中の
体動からおおよその睡眠深度の推移を推定できることが示された．また，「余波睡眠潜時」
「睡眠効率」の誤差が小さいこ
とから，完全非接触型センサによる睡眠評価の可能性が示唆された．
FC-15-2
Development of stress assessment and relaxation system based on a
wearable cardiovascular hemodynamic monitor
○五十嵐朗、大兼政天平、林　宗和、鳥羽康裕、野川雅道、小川充洋、山越健弘、田中志信、
山越憲一
金沢大学理工研究域
近年、経済・産業のグローバル化や社会情勢の不安定化などによる急激な社会変化に伴い、現代人は多くのストレス因
子にさらされながら生活・労働を余儀なくされている。厚生労働省の「平成 20 年国民健康・栄養調査結果の概要」によれば、
日本人の 61.3%が日常生活においてストレスを感じているという報告がなされており、ストレスに起因した健康への影
響、心の病、事故や災害の増加などが大きな社会問題となっている。そのため、ストレスに対する心身の状態を把握し、
適切な緩和・改善処置を行っていくことは極めて重要である。しかし、このようにストレスに対する社会的関心が高まっ
ているにも関わらず、ストレス耐性の個人差や被測定者の周囲環境による影響によって判定が曖昧になりやすいことな
どから、ストレスを評価する方法やストレスを緩和する有効な手段が確立されていないという現状が挙げられる。そこ
で我々は、循環動態指標（血圧、心拍出量、全末梢抵抗）を非侵襲的に連続計測可能な携帯型循環動態モニターの開発を行っ
てきた。本研究ではストレスを昇圧刺激と定義し、ストレス時に亢進する交感神経活動の抑制効果がある呼吸調節を行
う呼吸誘導装置を新たに本システムへ組み込むことにより、日常生活下でのストレス評価・緩和を試みたので報告する。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 200 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-15-3
Physiological effect of sound stimulus with feature of heart rate fluctuation
○山田絵理香 1、萩原　啓 2
立命館大学大学院理工学研究科、2 立命館大学情報理工学部
1
近年、ストレスフル社会における休息の重要性の高まりと共に、短時間でのリラックス・リフレッシュの切り替えや効
率的に休息をとることに有効な刺激の検討がなされてきており、生体信号を利用した刺激による生理的・心理的影響の
研究が注目を浴びている。先行研究により、心拍に近い音間隔で刺激を与えると生理的に影響を受けることが分かって
おり、本研究では心拍と刺激が同期する引き込み現象が生理状態の移行の誘導に効果があるのではないかと考え、音刺
激による生理的影響を求めた。実験に使用した音刺激は 6 パターンあり、活性状態・休息状態に誘導する 2 種類の音間隔
と 3 種類の音の組合せから構成される。活性刺激はエアロバイクをこいでいるときの心拍に基づいた音間隔で、また休
息刺激は軽睡眠時の心拍に基づいた音間隔であり、実際の心拍変動と同様に不規則な緩急のある音刺激を用いた。加え
て、それぞれ実験中に被験者の平均 RRI を基準に間隔速度が増加または減少の変化をする。心電図及び脳波の計測デー
タから被験者が音を傾聴している区間の心電図の解析を行い、HF・CV 値・ローレンツプロットの中心と面積を求めた。
その結果、休息刺激を与えたときに HF が時間経過に伴って上昇する結果が得られた。また、時系列データからも部分
的に引き込みが生じている傾向もみられた。これより生体由来の音間隔刺激の組合せによって、リラックス状態に導く
可能性があることが明らかになった。
Digital Simulation of Virus Inactivation Robot for Indoor Environment
○廣海洋平、佐々木誠、山口昌樹
岩手大学大学院工学研究科
Development of matrix electrode using spongy conductive fiber
○小西有人 1、保田直宏 2、吉田正樹 2
1
大阪電気通信大学大学院医療福祉工学研究科、2 大阪電気通信大学医療福祉工学部
表面筋電図はスポーツ・リハビリテーション・人間工学などの分野において用いられている。表面筋電図計測に用いら
れる電極には金属を使用したものが多い。しかし、金属を使用した電極では皮膚の伸縮や筋の膨隆に対応できず、筋弛
緩時に皮膚と電極間に隙間が生じアーチファクトが発生してしまうという問題がある。このような問題を解決するため
には、電極に弾力性があり、また基盤部分も筋の形状に対応出来るようなフレキシブルな素材であることが望まれる。
そこで、電極には弾力性のある素材を、基盤にはフレキシブルな素材を用いて能動電極を製作し上記の問題を解決する
ことを本研究の目的とする。電極の素材にはスポンジ状の導電性繊維を厚さ 5mm、縦横 1cm × 1cm に切りとったもの
を用いた。基盤には厚さ 2mm のゴム板を用いた。そのゴム板に導電性繊維を電極中心間距離 3cm で縦横 4 個× 4 個の 16
個配置したマトリクス状電極を製作した。マトリクス状電極が計測部位の形状にどれほど対応できるのか検討するため、
被験筋には大腿直筋、内側広筋、外側広筋を選択した。マトリクス状電極をスパッツの中に入れ、右側の大腿部にスナッ
プで固定した。被験者にはスクワットを 2 回するよう指示した。左側の大腿には乾式能動電極を装着し、それぞれ導出
した筋電波形を比較し、試作したマトリクス状電極の有効性を確認した。
− 201 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
午前の部
（土）
本研究グループでは，病院の待合室や診察室をはじめとする室内の空気環境をセンシングし，自律的かつ効果的にウィ
ルスを不活性化するウィルス不活性化ロボットの開発を進めている．ここでは，ウィルス不活性化ロボットを設計する
ための第一ステップとして，有限要素法を用いて解析した「室内環境におけるウィルス拡散」のシミュレーション結果に
ついて報告する．呼吸（咳，くしゃみ）および空気清浄機による大気中のウィルス拡散の解析には，非圧縮性ナビエ・ストー
クスの方程式を用いた．そして，室内における空気の流れ場を制御（気流制御）することにより，ウィルスを効率的に不
活性化できるか検討を行った．これにより，ウィルス拡散の有限要素解析が，ウィルス不活性化ロボットの設計に有効
な知見を与えることが示された．
FC-15-5
26
日
FC-15-4
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-15-6
Development of a small active electrode for bio-signal interfaces
○佐々倉哲也 1、小林裕之 2
大阪工業大学大学院工学研究科　生体医工学専攻、2 大阪工業大学工学部　生体医工学科
1
近年，生体信号を用いた研究が数多く行われており，ロボットの制御な
どで実用化が進んでいる．これらの応用研究の多くは，特定の制御対象を
操作するために生体信号を用いることで実用的な性能を得ようとしている．
これに対して本研究は，制御対象を限定せずユニバーサルなマン＝マシン
インタフェースとしての生体信号の利用法を提案する．基本的なアイディ
アは入力を本来必要な信号数に対して超多チャンネル化することで，従来
よりも精密で多値な出力を実現するというものである．また，このインタ
フェースの実現のために新たに小型で扱いやすい筋電アンプを開発した．
このアンプは，電源と電極を内蔵することで，皮膚から極めて近い位置で
の増幅が可能であり，その結果，耐ノイズ性能の高い計測結果を得られる
ことが確認できた．
一般口演 16「治療機器の開発評価」
日
26
FC-16-1
午前の部
（土）
9：00－10：10　第 5 会場
Successful prevention of drug-refractory orthostatic hypotension by CLS
cardiac pacing: A case report
○橋田匡史 1、栗田康生 2、石川則夫 3、井上淳也 3
東海大学医学部　循環器内科、2 国際医療福祉大学三田病院　心臓病センター、3 日本光電工業株
式会社
1
【目的】CLS 機能により起立性失神を抑制することに成功した 1 例について
報告する。【方法】対象は起立性低血圧による失神患者（男性、83 歳）、ペー
スメーカ（PM）は Protos DR/CLS（日本光電（BIOTRONIK））を植込み、設
定は植え込み直後 DDD とし、7 日後に DDD-CLS とした。評価はベッド試
験等により実施した。【結果】ベッド上にて、患者を仰臥位から約 60 度ベッ
ドアップしたところ、収縮期血圧（Ps）は 130mmHg から急激に 90mmHg
まで低下した。ほぼ同時に心拍数（HR）は反応性に約 20bpm 上昇し、Ps は
100mmHg まで上昇し、失神を生じなかった。【考察】CLS による心拍応答
機能が、起立性低血圧に伴う失神に有効である可能性が示唆された。【結論】
CLS 機能は起立性失神を抑制し、QOL の改善に有効であることが示唆され
た。
FC-16-2
Effectiveness of Cardiac Pacing with CLS (Closed Loop Stimulation)
Functionto Treat Bradycardia Patient's Hypotension During Dialysis
○石川則夫 1、栗田康生 2、橋田匡史 3、井上淳也 1、岡村真也 1
日本光電工業株式会社、2 国際医療福祉大学三田病院　心臓病センター、3 東海大学医学部　循環
器内科
1
【目的】症例は維持透析中で 40 台／分の徐脈性心房細動の 77 歳男性と 40
台 / 分の洞性徐脈の 65 歳男性。心筋収縮力変化を心筋インピーダンス変
化として感知しペーシングレート P-rate に反映させる CLS（Closed Loop
stimulation）機能付ペースメーカー（PM：日本光電（BIOTRONIK））を植込
み、透析中の心拍応答を加速度センサ R 等と CLS とで比較した。【結果】前
者の VVI 設定時は透析中の収縮期血圧 Ps 低下時に心拍変動は殆ど認められ
なかったが VVI-CLS では透析開始 100 分で Ps が 94mmHg に低下した際に反
応性に心拍数 HR は 87 まで上昇し Ps が回復（図 1、2）。後者も DDDR 設定時
には透析中の Ps 低下時に心拍変動は殆ど認められなかったが DDD-CLS で
は Ps 低下時に反応性に P-rate が上昇し Ps が回復した。【考察】徐脈性の透析
患者の透析中の低血圧における CLS 機能の有効性が示唆された。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 202 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-16-3
Improvement of efficiency and hemolysis characteristic for an enclosed
impeller type axial flow blood pump
○村田達也 1、住倉博仁 2、三田満男 1、福長一義 3、大越康晴 1、矢口俊之 4、本間章彦 1、
舟久保昭夫 1、福井康裕 1
1
東京電機大学、2 国立循環器病センター研究所、3 杏林大学、4 ミシガン大学
本研究室では、左心補助人工心臓として動圧軸受を応用した軸流血液ポンプの研究開発を行っている．本ポンプは、ポ
ンプハウジング、スピンドルロータ、フローストレートナ、ディフューザ、およびブラシレス DC モータから構成され
ている．また、スピンドルロータは中心部にエンクローズドインペラを組み込み、ロータの両端に動圧軸受を採用して
いる．本ポンプの特徴として、回転体であるスピンドルロータに動圧軸受を採用し、機械的摺動部を排除することで、
高い耐久性が期待される．現在、本ポンプは LVAD 条件を満たす性能を有しており、水力学的には十分な性能が得られ
ている．しかし、血球破壊の程度を示す溶血性能が低く、更なる低溶血化が望まれる．本研究では、インペラ全長およ
びロータ全長を短縮した改良型ポンプを新たに作製し、ポンプ効率および溶血性能の評価、従来型ポンプとの比較を行っ
たので報告する．溶血試験には、豚血液（500ml，ヘマトクリット値を人血液と同等の 33%に調整）を満たした閉ループ
模擬循環回路に本ポンプを接続し、in-vitro 試験を行った．また、実験中に採取した血液を用いて、NIH を測定し、従来
型との溶血性能の比較を行った．実験の結果、従来型に比べ、ポンプ効率の向上および溶血性能の改善が確認された．
特に溶血性能は、従来型に比べ約 1/3 改善されたが、臨床応用するには十分な溶血性能が得られていないため、更なる
改善が必要であると示唆された．
Preparation of osmotic valve for the treatment of diabetes mellitus using
chitosan
膵臓から分泌されるインスリンの不足により、糖代謝調節が異常を来たし、重篤な合併症を発症する慢性代謝性疾患で
ある糖尿病の患者数は年々増加傾向にある。糖尿病の主な治療方法はインスリン療法であるが、注射以外に実用的な注
入デバイスは存在しない。そこで、生体内の血糖値の変化による浸透圧変化を利用したインスリン注入システムの開発
に着手した。本研究では、グルコースを透過させないセルロース系の透過膜とラテックス系の弾性膜、および光造形に
よる光硬化樹脂で造形した筐体とで閉空間を作製した浸透圧バルブを用いる。その原理は、血糖値が上昇すると浸透圧
差が発生し、透過膜を介して筐体内部から筐体外部へ溶媒が移動する。移動に伴い筐体内部の体積が減少するため弾性
膜が変形し、インスリンの流路が形成されるので、そこにインスリンを流せば血糖値を低下させることができる。これ
までの動物実験に基づく研究では、この注入システムが機能することを確認している。しかし、実用に必要な長期使用
を考えると生分解性高分子で生体適合性があるものが望ましい。そこで原料の豊富なキトサンに注目し、透過膜だけで
なく筐体と流路部も、すなわち生体と接する部分全てにキトサンを用いる新たな作製法を検討した。さらに、新たな作
製法を取り入れたキトサン浸透圧バルブで生体外での流量実験、ラットを用いた生体内での動作実験を行った結果、良
好な駆動が可能なことを確認しえた。
FC-16-5
Development of automatic controller for providing multi electrolyzed water
○河合伸晃、島本佳昌、川西秀明、宮田賢宏、永田竣嗣、海本浩一
大阪電気通信大学大学院　医療福祉工学専攻
【目的】食塩水を電気分解すると陽極側に強い殺菌力を持つ強酸性電解水（SAcEW）が生成できる．我々は SAcEW と陰
極側の強アルカリ性電解水（SAlEW）を混合し、殺菌力を持続する弱酸性及び中性電解水の作成を確認した．今回，在宅
使用に向け自動混合装置を開発したので報告する．【方法】マルチレンジタイマー（Panasonic PM5S）で制御した二方電
磁弁を電解水生成装置の陽極側と陰極側の取出し口に設置し，AC100V で作動可能とした．電磁弁閉の時は SAcEW と
SAlEW が別々に得られ、開で両電解水を自動混合する仕様とした．次に 0.1% NaCl 溶液を DC20V で 20 分通電し，両電
解水をタイマー制御にて混合し、得られた電解水の pH を測定した．また，混合した電解水の殺菌効果を黄色ブドウ球菌
と大腸菌を用い観察した．【結果】SAcEW（pH1.9）
：SAlEW（pH12.0）の混合時間が 10 秒：8 秒で得た水は pH3.3 で弱酸性、
10 秒：10 秒で得た水は pH6.9 で中性電解水であった．また，両電解水は強い殺菌効果を示した．【結論】これより在宅で
容易に多種類電解水生成が可能で，在宅での殺菌消毒剤として利用が広がる．
− 203 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○稲田一樹 1、稲田　紘 1、田中康平 2、長倉俊明 2、山田　章 3、池内真志 4、生田幸士 4
1
兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科、2 大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、
3
岡山大学大学院医歯薬学総合研究科、4 名古屋大学大学院工学研究科
26
日
FC-16-4
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-16-6
Assessment of the gas exchange performance of the Total Liquid Ventilation
system with a slanted operating table
○山中由宇 1、横井　涼 1、舟久保昭夫 1、野中一洋 1、福長一義 2、矢口俊之 3、福井康裕 1、
佐藤耕司郎 4
1
東京電機大学、2 杏林大学、3 ミシガン大学、4 富士システムズ株式会社
我々は、再循環型完全液体呼吸システム（TLV システム）を開発しており、これまで、ex-vivo 評価実験にて 3 時間、TLV
システムを施行することに成功した。しかし、動脈血酸素分圧（PaO2）および動脈血二酸化炭素分圧（PaCO2）を正常範
囲（PaO2：80mmHg 以上、PaCO2：35 ～ 45mmHg）に維持することができなかった。これは生体肺内の Perfluorocarbon
（PFC）が均一に分布していないためと考えられた。そこで本研究では、これらの問題を改善するために、実験用ベッド
の傾きを制御し ex-vivo 評価実験を行った。実験対象として日本白色家兎（体重：3.0 ± 0.12, n=6）を用い、実験用ベッド
を水平にした場合と 10 度傾けた場合とで比較検討した。また TLV は、一回換気量 13 ～ 21 mL/kg、呼吸回数 5 ～ 8 回 /
min、吸気：呼気時間比率 1:1、人工肺 O2 ガス流量 5 L/min、再循環回路における PFC 流量 1 L/min で 3 時間行った。結
果として、実験用ベッドを 10 度傾けた場合 PaO2、PaCO2 を正常範囲に維持することができ、このことから生体肺内に
おける PFC の分布がガス交換能に影響を与えると示唆された。
日
26
FC-16-7
午前の部
（土）
The study of medical equipments in the amphibious aircraft US-2 using for
the critical care medicine.
○三戸惠一郎 1、平野　知 2
倉敷芸術科学大学、2 フクダ電子株式会社
1
これまで救難用として使用されてきた水陸両用飛行艇 US-1 が、機動力の向上や与圧室が設置され US-2 として開発され
たために、救急医療用飛行艇としての改変を検討してきた。この際問題になることは、医療機器ならびに航空計器との
相互の電磁波干渉（EMI）や機械的振動・気圧変化などに対する検証であるが、これまで具体的な検討や指針は示されず、
運行責任者の判断とされている。特に検討している飛行艇は米国防省の MIL 規格により製造されているので、本来医療
機器搭載については考慮されていない。そこで、今後ドクターヘリをはじめとする航空医療が発展することが考えられ
るために、本研究では特に水陸両用飛行艇に関して EMI などの検討を行ってきた。その結果、医療機器からのノイズの
影響は少ないが、離水時には 110dB の振動強度によって心電計などへのノイズの影響がみられたことや空港設備による
EMI への防護策の必要性が窺われた。
一般口演 17「診断機器開発」
FC-17-1
10：20－11：50　第 5 会場
Development of Wearable Robot for Emergency Tele-Echography Guided
Diagnosis
○伊藤慶一郎 1、菅野重樹 1、中村京太 2、竹内良平 3、岩田浩康 4
早稲田大学大学院創造理工学研究科、2 横浜市立大学附属病院　救急部、3 横浜市立大学医学部　整形外科、4 早稲田大学　高等研究所
1
This paper reports a wearable robot for emergency tele-echography
guided diagnosis that is operated by a person in the vicinity of crash scene
(bystander). FAST, which is a simple and quick diagnostic method, is a
first step for trauma patient. But now, transportation to a hospital may
take too long. We, therefore, constructed a remote-controlled system that
enables a bystander to aid FAST at the injury scene. We confirmed that a
doctor performing FAST with this system in approximately three minutes.
This result shows that FAST is faster than the time required transporting
the patient to the hospital, and it is effective in improving the survival rate
for traumatic patients.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 204 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-17-2
Development of the optical sensor for biomedical use working as both
acousitic sensor and mechaosensor
○長谷川淳
拓殖大学工学部　電子システム工学科
先に開発した光ファイバ式変位センサユニットの応用として生体用光学式音響センサを考案した。同センサユニット
は同心状に配置した送受光用光ファイババンドルとレンズ系で構成され，反射面の変位量を反射受光量の変化として検
出するものである。光学系および回路系の最適化をはかって高感度と広いダイナミックレンジとを実現している。音響
センサヘッドの構造は，受音面である振動板と反射面とを一体化してその振動変位を光ファイバ式変位センサユニット
で検出するものである。振動板には，生体との密着性および音響的なカップリングを考慮してシリコンゴムの薄膜を採
用し，その上面にステンレス薄膜製の反射板を固定した。試作センサの特性を疑似生体表面上で評価した結果，1kHz 以
上までほぼフラットな特性が得られた。この帯域は，心音のみならず脳内血流雑音（Bruit）や肺音などの計測に適してい
る。試作センサにより心音の計測を試みた結果，明瞭な心音と同時に心弾動図および胸郭の呼吸運動の記録が可能であ
ることが明らかとなった。これは原理的に直流からの記録が可能であるためであり，このセンサが生体用音響センサと
してだけでなく同時にメカノセンサとして利用可能であることを示しており，本センサの大きな特徴といえる。
Continuous measurement of core body temperature by an ingestible capsule
sensor and auditory meatus temperature sensor
深部体温測定用の飲み込み型カプセルの通信機能、および新たに開発された通信機構を有する耳孔内温度センサーの医
学応用性について検討した。米国の Mini Mitter　社製　飲用カプセル型温度センサーについての体内外部への通信状況
をスペクトルアナライザーにより調べ、40.68MHz で約 15 秒間隔の受信を確認した。延べ 6 名の被験者での日常の温度変
化としては入浴時およびその後しばらくの高温化と睡眠時の降下が共通に観察された。X 線撮影によるカプセルの体内
での位置と温度の関係は、胃、小腸、大腸内の温度変化、通信状況の変化は少なかった。303MHz の微弱無線で約 3 秒間
隔で送信されるサーモパイルを温度センサーとした耳孔内温度測定機を試作してもらい、飲用カプセル型温度センサー
と比較した。カプセルを飲み込んだ場合、座薬方式で肛門から挿入した場合（直腸部末端）、耳孔に挿入した場合と新し
く開発された耳温度センサーと比較した。カプセルの方では飲み込み、直腸部末端、耳孔の順に温度が低下した。耳孔
内温度センサーはカプセル飲みこみに近い温度で深部体温を反映していること、温度の立ち上がりは飲み込み型カプセ
ルセンサーより早いことが確認された。これらの装置は近傍通信については問題なく、前者はセンサーが高価であるが、
後者はより小型にし、装着性を改良すれば作業時の温度管理、見守り、感染症の管理、院内患者の体温管理等幅広い用
途が期待される。
FC-17-4
Development of the ultrathin fluorescence endoscope and photodynamic
diagnosis
○村岡未帆 1、宮崎幸造 1、熊谷康顕 1、福島重人 1、堀江壮太 1、西山伸宏 1、片岡一則 1、守本祐司 2
東京大学大学院医学系研究科附属疾患生命工学センター、2 防衛医科大学校　分子生体制御学講座
1
新規開発薬剤の前臨床動物試験に際して、小動物の臓器内部を低侵襲性に観察する技術が必要不可欠である。我々は小
動物の管腔臓器に適用可能な高解像度の極細内視鏡と蛍光イメージング技術を組み合わせた蛍光分光内視鏡システムを
構築した。このシステムを用いて、新規開発の、腫瘍に高集積する光線力学的診断・治療用薬剤（DPc/m）を投与され
た、正所性腫瘍モデルラットにおける微小腫瘍の検出を試みた。蛍光内視鏡システムは、外径 0.8mm の極細内視鏡ファ
イバー（15,000 画素）と 180W 高輝度キセノンランプを搭載した極細内視鏡システムに、2 種類の蛍光標識プローブが使用
できるフィルターセットを組み込んだ蛍光分光ユニットを組み合わせて構築した。空間分解能は 50 um に達した。他方、
蛍光タンパク質を安定に発現するラット膀胱がん細胞株 AY27-tTGFP および AY27-hygro-tRFP を樹立し、これらを用い
た GFP（RFP）発現正所性膀胱がんモデルラットを確立した。そして、モデルラットのサブミリサイズの微小腫瘍を、新
たに開発した蛍光細径内視鏡により低侵襲・直視下にイメージングすることができた。さらに、新規開発した超分子薬
剤（DPc/m）が微小腫瘍に集積する様子を、内視鏡下にリアルタイムで描出でき、鮮明なイメージを得ることにも成功し
た。
− 205 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○山末耕太郎、藤川哲也、杤久保修、水嶋　春
横浜市立大学大学院医学研究科　情報システム予防医学
26
日
FC-17-3
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-17-5
Evaluation of Urethral Elasticity with Cystourethroscopic Images
○堀内浩平 1、五十嵐辰男 2
千葉大学工学研究科　人工システム科学専攻、2 千葉大学　フロンティアメディカル工学研究開発
センター
1
＜背景＞組織弾性は病変部の性状や臓器の機能を把握するうえで重要な指標となるため、近年では画像診断機器を用い
た弾性評価が試みられている。一方内視鏡は組織の直接的観察を行うので、画像処理を応用することで新たな弾性評価
手法の実現が可能と考えられる。＜目的＞本研究では尿道を対象として、内視鏡による弾性評価法を提案する。尿道弾
性は蓄排尿機能に重要な影響を与えると思われるが、これまで評価がされていないためである。また早期の臨床応用を
踏まえ、従来法による内視鏡画像処理のみを用いた評価法を作成した。＜手法＞膀胱鏡による尿道の観察中は、尿道内
を間欠的に灌流する。本研究ではこのことを利用し、灌流による組織の変形量を弾性評価の基準とする。変形量は画像
処理により抽出された尿道壁の時間的変化から算出した。本手法の特長は撮影画像を構成する緑色の成分のみを用いる
ことと、尿道壁を左右に分割して処理を行うことである。これにより色調変化が微細な生体画像からの抽出を可能にす
るとともに、処理範囲の限定による計算負荷の低減と抽出の高精度化を実現した。＜結果＞本手法によって尿道壁の形
状が抽出された。また尿道壁の変化量を算出したところ、部位によって変化量が異なることを確認した。これにより組
織の相対的弾性が観察可能となるため、新たな検査基準となることが期待される。今後は変形量と弾性との相関を調査し、
定量的診断法の確立を目指す。
日
26
FC-17-6
午前の部
（土）
Tracking abnormalities in a capsule endoscopic image sequence by using a
mean-shift algorithm
○椛島誠一郎 1、ハイ　ヴ 2、王　君秋 2、越後富夫 3、八木康史 2、八木敬子 4、斯波将次 5、
岡崎博俊 6、荒川哲男 7
1
大阪大学大学院情報科学研究科、2 大阪大学産業科学研究所、3 大阪電気通信大学情報通信工学部
情報工学科、4 神戸薬科大学薬学部　講師、5 大阪市立総合医療センター　消化器内科副部長、6 大
阪市立大学大学院医学研究科　消化器内科学　講師、7 大阪市立大学大学院医学研究科　消化器内
科学　教授
This paper describes a method to track abnormalities on successive frames in a capsule endoscopic image sequence.
The shape of an abnormality is changeable on the successive images, which makes it difficult to track abnormalities
precisely, because a contraction of a small intestine deforms shape of inner wall and transfer a camera within the
capsule in forward and backward directions simultaneously. We then focus on some image features that make efficient
for discriminating abnormalities and background. First, a confidence map based on multiple features is optimized in
a frame captured manually. Next, abnormalities are tracked on the confidence maps by using mean-shift tracking
algorithm. The confidence map is the most important key technology for tracking abnormalities in capsule endoscopic
image sequences. Exact tracking of abnormalities is useful for estimating duration appeared on images and for making
enhancement of image resolution in the region.
FC-17-7
An experimental study on anigiopscopic color change with plaque scattering
using 2 layer model
○伊神優香、島崎夏美、荒井恒憲
慶應義塾大学大学院理工学研究科　基礎理工学専攻
We constructed a 2 layer optical plaque model to study experimentally influence of scattering in the plaque core
on angioscopic color. there are lack of knowledge about relation between angioscopic color and scattering of the
plaque/lipid core in spite of well-known relation between yellow color and lipid core carotene. Because yellow color
of the plaque/lipid core should be the most important information on the angioscpic observation, this relation has to
be investigated. We employed high density polyethlylene film and intralipid solution as the first and second layers
corresponding to fibrous cap and lipid core, respectively. This lipid core contained an edible dye. We filled low
molecular dextran as a flush fluid. We changed the scattering coefficient of the second layer. We measured spectrum
and image of which was obtained via angioscope. We obtained that angioscopic color changed increasing lipid core
scattering coefficient corresponding to calcification and/or fibrillization of the plaque.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 206 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-17-8
Quantification of the severity level of Parkinson's Disease using finger
tapping device with magnetic sensors
○佐野佑子 1、神鳥明彦 1、宮下　豪 1、緒方邦臣 1、色川正貴 2、岡田佳久 2、辻　敏夫 3、朴　宗仁 4、
横江　勝 4、佐古田三郎 4
1
日立製作所　基礎研究所、2 日立製作所　日立健康管理センタ、3 広島大学　工学研究科、4 大阪大
学大学院医学系研究科
Our aim of this study is to quantify the severity level of Parkinson's disease (PD) using finger tapping device with
magnetic sensors. To quantify the severity, we have developed a new marker in a tapping movement and verify its
efficacy on clinical experiments. First, we measured finger tapping movements of PD patients and normal control
(NC) subjects, and calculated more than 20 parameters. Next, we estimated aging effect with NC data, and removed it
from all parameters. Then, we selected 4 parameters corresponding to each PD symptom, and integrated them to get
a new marker. As a result, the new marker distinguished between PD and NC with accuracy of sensitivity 74% and
specificity 85% . Furthermore, this marker was well correlated with UPDRS (determination coefficient was 0.77). These
results suggest that this marker can describe PD severity, and finger tapping device has the ability to quantify the
severity level of PD.
Bending transformative endoscope capable of multifunctionalization and
easy insertion
腹腔鏡下手術などの内視鏡下手術では体表に小切開を加え，細径の硬性内視鏡や鉗子，切開ツールなどを挿入し，従来
の開腹手術に匹敵する効果を挙げることができる．内視鏡下手術は従来の開腹手術に比べて切開部が小さくでき，患者
への負担が少ない．しかし挿入するツールの外径サイズが限られているため，1 本のツールに多数の機能を搭載するこ
とは難しい．近年，内視鏡とそのツールには，より精度の高い観察や，より自由度の高い治療など様々な高機能化・多
機能化が求められている．本研究では体内で硬性内視鏡の先端を 2 ヵ所で折り曲げ変形させることにより，多機能化を
実現しながらも，体内への挿入，体内からの抜去時には直線形状で径が小さく出し入れが容易な内視鏡の開発を行う．
今回は高機能化の最初の試みとして 2 つの CCD カメラをそれぞれ内視鏡折り曲げ部に実装し，折れ曲がり機構を用いる
ことで変形後の立体視を試みた．具体的には，外径 10mm の変形内視鏡を作製し，内視鏡変形の動作・変形後の立体視
映像の確認を行った．変形は体外からのワイヤーの押し引きにより行った．内視鏡折り曲げ動作と，2 つの CCD それぞ
れからの像を得ることによる立体視の基礎的な確認ができた．将来的には腹腔の他，眼球・膀胱・心臓・胎児がいる子
宮内・脳室・胸腔・鼻腔など様々な応用が可能であると期待される．
一般口演 18「バイレオロジー」
FC-18-1
9：00－10：10　第 6 会場
Evaluation of the platelets adhesion to the collagen in a newly developed
plate-plate type rotational shear flow chamber
○渡邉宣夫 1,2、アッフェルド クラウス 3、ペスケ イェンズ 3、シュミットマイヤー ステファニー 3、
ライニンガー アルミン 4、ゴウベルグリッツ レオニド 3、ケアッシャー ウーリヒ 3、米田隆志 5
1
芝浦工業大学システム理工学部　生命科学科、2 独国アレキサンダー・フォン・フンボルト財団　奨学研究員、3 独国ベルリン市シャリテ大学病院　バイオ流体メカニクス研究室、4 独国ミュンヘン
ミュンヘン大学病院　輸血医学部門、5 芝浦工業大学システム工学部　機械制御システム学科
Even though many cardiovascular circulatory support devices are being frequently used in the clinical field, thromboembolic complications still pose a major problem and their cause is not yet clarified. It is known that the initial step of
thrombus formation is platelet adhesion, and it is supposed to be tightly associated with the hydrodynamic condition,
such as shear rate. Therefore, our current interest focuses on the effect of the shear rate level on the platelet adhesion.
A special experimental system, which allows a controllable shear rate generation and the simultaneous microscopic
observation, had been designed and prototyped. A preliminary study with human whole blood was performed using
this system. Despite the experimental system still needs further optimization for the complete quantification of platelet
response under the shear flow; however, the result of our study suggests the existence of one shear condition which
allows optimal platelet adhesion.
− 207 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○須田信一郎 1、松永忠雄 2、芳賀洋一 1,2
1
東北大学大学院工学研究科、2 東北大学大学院医工学研究科
26
日
FC-17-9
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-18-2
Shear dependence on adhesive force of platelet and mechanical property of
von Willebrand factor
○越田　渓 1、飛松弘晃 1、谷下一夫 1、後藤信哉 2
慶應義塾大学大学院理工学研究科　総合デザイン工学専攻、2 東海大学医学部
1
せん断速度の大きい動脈の狭窄部位などでは血管壁近傍を流れている血小板には，高いせん断応力がかかる．このよう
な高せん断速度下での血小板粘着は，血漿タンパクの von Willebrand Factor（vWF）と血小板膜糖蛋白 GPIb αとの結
合反応に依存し，GPIb α を介して血小板が vWF 表面上に結合することで血小板粘着が始まる．高せん断速度下では
vWF がその立体構造を変化させ，血小板との結合能力を獲得する可能性が指摘されている．近年の研究では，せん断速
度に応じて vWF 鎖全体が伸長する変化と vWF 分子内の局所的な分子配置の変化があることが報告されている．このよ
うに，vWF の立体構造変化がせん断応力依存的に変わり，粘着力を発生するドメインの立体的な位置関係の変化により，
粘着力もせん断応力依存的に変わるように見えるが，分子の立体構造変化のせん断依存的な変化，その結果としての粘
着力の変化は明確ではない．本研究では，分子レベルの立体構造変化に起因する粘着力の変化を確認するために，原子
間力顕微鏡を用いて vWF と血小板との粘着力を直接測定した．得られたフォースカーブのピークとそのプロファイル
から，分子レベルでのせん断依存的な vWF 分子の特異的な粘着力を推定できる可能性を明らかにした．
日
26
FC-18-3
午前の部
（土）
Age Dependent Dynamic Deformability of RBCs Evaluated using a
Cyclically Reversing Shear Flow Generator
○横山直幸 1、迫田大輔 1、安田利貴 2、高谷節雄 1
東京医科歯科大学生体材料工学研究所　生体システム分野、2 東京工業高等専門学校　電子工学科
1
Using a cyclically reversing shear flow generator, we studied age dependent dynamic deformability of RBCs sheared
at three different frequencies. The old and young porcine RBCs separated by centrifugation were mixed with Dextran
solution to prepare RBC suspension of 0.15% hematocrit. Each suspension was then placed between the two parallel
glass plates separated by 30 µm. The reciprocal motion of upper glass plate created a quasi-Couette flow of RBC
suspension with the peak shear stress of 37.46 Pa. The RBCs images were magnified by x64 and recorded by a high
speed video camera, followed with morphological analysis to determine major (L) and minor (W) axes. The deformation
index L/W of old and young RBCs closely followed the shear stress changes, exhibiting asymmetrical patterns
comprising of fast stretching and slow recovery phases. The mean L/W of young RBCs was 1.048 ± 0.0509 times that
of the old ones (p=0.05).
FC-18-4
Effects of Hydrogen Peroxide and Erythropoietin during Acute Coronary
Occlusion in Canine Coronary Native Collateral Microcirculation
○矢田豊隆 1、下川宏明 2、平松　修 1、篠崎芳郎 3、盛 英三 3、後藤真己 1、小笠原康夫 1、
梶谷文彦 1
1
川崎医科大学医学部　医用工学、2 東北大学大学院医学系研究科　循環器病態学、3 東海大学医学
部　生理科学
【目的】イヌ生体内冠微小循環側副血行路において、急性冠動脈閉塞時にエリスロポエチン投与時に過酸化水素を介した
血管拡張作用を示すか否かについて、評価を行った。【方法】イヌ冠心外膜下側副冠微小血管の急性冠動脈閉塞前後で
CCD 生体顕微鏡を用いて観察した。実験は、以下の 7 つのグループを比較した（各 5 匹）。（i）control，（ii）high-dose Epo
（H-Epo 1000 IU/kg），（iii）catalase（a decomposer of H2O2）+H-Epo，（iv）H-EPO+NO synthase inhibitor（L-NMMA），
（v）L-NMMA+catalase+H-Epo，（vi）L-NMMA+tetraethylammonium（TEA, KCa channels blocker）+H-Epo and（vii）
wortmannin（WTMN, PI3-kinase inhibitor）+H-Epo．【成績】冠動脈閉塞後 80 分時、冠側副細動脈は、拡張したが、小動
脈は有意な拡張を認めなかった。H-Epo 投与後の血管拡張は、control 群群と比較して、細、小動脈共に有意な拡張を認
めた。H-Epo 投与後、catalase を投与する事によって、細動脈の血管拡張反応は、半減したが、L-NMMA 投与時には、
軽度の低下を認めた。さらに、他の混合投与群においては、細動脈の血管拡張反応の低下を認めた。H-Epo 投与後の酸
化ストレス及び CPK-MB は、control 群と比較して、有意な改善を認めた。【結論】生体内冠微小循環側副血行路における、
急性冠動脈閉塞時にエリスロポエチン投与時、冠側副血行路の拡張を認め、その血管拡張反応に内因性過酸化水素が関
与する事が窺われた。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 208 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-18-5
Effects of Hb solution viscosity or membrane stiffness on erythrocyte shape
recovering time constant (prediction by two-dimensional CFD)
○加瀬篤志 1、板東　潔 2、大場謙吉 2
1
関西大学大学院理工学研究科、2 関西大学システム理工学部　機械工学科
赤血球が変形して自身の直径よりも細いマイクロチャンネル内を通過する様子を，埋め込み境界法に基づく血流の二次
元数値シミュレーションにより再現した．その際，赤血球の初期形状は直径 8 マイクロメートルの円形に配置した節点
群で表現し，節点間を線形バネで接続した二次元モデルを考えた．またマイクロチャンネルは流路幅 5 マイクロメート
ルとし，実機に合わせて出入り口にテーパーを設けた．マイクロチャンネル内で圧縮されて変形していた赤血球が，マ
イクロチャンネルから流出した際にその形状を次第に回復する様子に着目し，赤血球の形状回復に要する時定数（形状
回復時定数）を計算した．さらに赤血球の内部流体の粘度が増加した場合及び，赤血球膜が硬化した場合のそれぞれに
ついて形状回復時定数の変化を調べた．その結果，赤血球の形状回復時定数は，いずれも実測値とオーダー的に一致す
る値を示した．また赤血球の形状回復時定数は，内部流体の粘度の増加に伴って増加する一方，赤血球膜の剛性が増加
するに伴って低下する傾向があることが分かった．この傾向は赤血球の形状回復挙動を Kelvin モデルでモデル化した際
に得られる理論的な時定数の変化挙動と同様であり，実測結果とも符合することから本シミュレーション結果の有用性
が示された．
Evaluation of time constant of shape recovery of RBC using micro-channel
technique -Influence of hardness of membrane and viscosity of internal fluid-
赤血球は，優れた変形能を有しており，自身の直径よりも小さい毛細血管内を変形しながら通過する．そのため，赤血
球の変形能が低下すると，毛細血管内を閉塞させ，各種疾患を引き起こす要因となるうることから，その変形特性を把
握し，評価することは重要である．本研究では，マイクロチャンネルを通過した赤血球が，自由空間中で元の両凹円盤
形状に回復していく様子に着目し，赤血球の形状回復に関する時定数の測定を行うことで，変形特性の評価を試みた．
実験では，通常の赤血球の他に，グルタールアルデヒドで人為的に赤血球膜のみを硬化させた赤血球（以下，硬化赤血球）
と，高張な PBS をつかって赤血球内部のヘモグロビンを析出した後，低張な PBS に懸濁することで，赤血球内部のヘモ
グロビンの一部を PBS で置き換え，内部流体粘度を下げた赤血球，それぞれの形状回復過程における時定数を測定・比
較した．なお実験結果の解析には，基本的な粘弾性力学モデルであるケルビンモデルを適応した．その結果，硬化赤血
球は通常赤血球と比べ時定数が小さくなり，ケルビンモデルによって予想されるバネ硬化による時定数減少と同じ傾向
を示した．しかし過度に膜を硬化させすぎると，赤血球膜が弾性的な性質を失う為か，正常赤血球の時定数に近づく傾
向が見られた．また赤血球内部液体の粘度を低下させた赤血球も，正常赤血球と比べ時定数が低下することが分かった．
FC-18-7
Contribution of arterioles to oxygen supply to tissue in resting skeletal
muscle
○柴田政廣、越阪部奈緒美、市岡　滋、神谷　瞭
芝浦工業大学システム理工学部　生命科学科
We tested the hypothesis that O2 is supplied to resting skeletal muscle by arterioles rather than by capillaries. This
hypothesis was evaluated by 1) determination of the arteriolar O2 tension (PO2), 2) measurement of perfused capillary
number in response to tissue PO2 changes, and 3) estimation of the optimum capillary number to provide efficiently
O2 to tissue. The arteriolar PO2 along the vessels decreased downstream, suggesting that a significant amount of O2
diffuses from arterioles to tissue. The perfused capillary number decreased as the tissue PO2 was elevated, and this
mutual relationship displayed a nonlinear correlation. A boundary PO2 level affecting capillary recruitment exists for
tissue PO2 of 40 mmHg with capillary blood flow stops above that PO2 level. At a high PO2 level, therefore, the O2 is
supplied from the arterioles. Furthermore, estimation of optimum capillary number reveals that capillary arrangement
is constructed to achieve sufficient O2 supply to muscle during exercise, rather than at rest. These results suggest
that O2 is supplied from arterioles in resting skeletal muscle, whereas O2 is supplied from capillaries during exercise.
− 209 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○田地川勉 1、大場謙吉 1、今村祐哉 2、村西史哉 2
関西大学システム理工学部　機械工学科、2 関西大学大学院理工学研究科　システムデザイン専攻
1
26
日
FC-18-6
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
一般口演 19「マイクロ・ナノテクノロジー」
FC-19-1
10：20－11：40　第 6 会場
MRI Probe for Intraluminal Side-view and Front-view Image Fabricated by
Non-planar Photolithography
○松永忠雄 1、松岡雄一郎 2、黒田　輝 3、芳賀洋一 1
1
東北大学大学院医工学研究科、2 神戸大学大学院医学研究科、3 東海大学情報理工学部　情報科学科
The intraluminal MRI probe holds promise to achieve high resolution
image of small pathological lesion. The non-planar photolithography
enables the wide variety of multilayer coil design suitable for intraluminal
MRI probe. In this study, 2-layer saddle and transformative solenoid were
fabricated on the polyimide tube (O.D.=1.92mm). The prototypes were
tuned to 64MHz for the 1.5T MRI scanner with non-magnetic electrical
elements. The MR image results of agar phantom for the fabricated coils
demonstrated the ability of side-view and front-view imaging. It is greatly
expected that the coils are useful for clinical imaging of the vessel, the
degastive canal, and so on.
日
26
FC-19-2
Microdevice for Electrochemical Detection of Deoxyribonuclease
東　貴雄 1、坂田義和 1、佐藤しのぶ 2、竹中繁織 2、○安田　隆 1
九州工業大学大学院生命体工学研究科　生体機能専攻、2 九州工業大学大学院工学研究院　物質工
学研究系
午前の部
（土）
1
We have developed a novel microdevice for electrochemical detection of deoxyribonuclease (DNase) which is an
enzyme for nonspecific DNA cleavage. The device consists of a PDMS reservoir for storing a sample liquid and
nine microelectrodes including seven working electrodes where ferrocenyloligonucleotides (DNA strands carrying
ferrocene molecules) are immobilized. DNase detection is achieved by the current reduction between before and after
ferrocenyloligonucleotide cleavage by DNase. Experimental results showed that the current reduction rate of 60% was
obtained after the treatment with 10^-2 unit/µl of DNase. Also, a definite correlation between DNase concentration
and the current reduction rate was obtained in range of 10^-4 to 10^0 unit/µl of DNase. This technique allows
more simple, sensitive, rapid, and inexpensive DNase detection than generally-used fluorometric ones. The present
microdevice can be applied to diagnoses of diseases such as acute myocardial infarction and monitoring of DNase-free
water used in genetic research.
FC-19-3
Evaluation of the prolonged circulation of disulfide crosslinked polymeric
micelles encapsulating dendrimer-based phthalocyanines
○脇田晃充 1、三宅　裕 1、村原　中 1、吉田幸尾 1、平山貴浩 1、宮崎幸造 2、村岡未帆 2、西山伸宏 2、
片岡一則 2、松尾洋孝 1、四ノ宮成祥 1、守本祐司 1
1
防衛医科大学校　分子生体制御学講座、2 東京大学大学院医学系研究科附属疾患生命工学センター
臨床医工学部門
ヘマトポルフィリンなどの低分子光増感剤を用いた光線力学療法（PDT）では、腫瘍選択的な集積性の低さ、正常組織へ
の蓄積による皮膚光線過敏症光増感剤などの副作用があり、これらを克服する光増感剤の開発が期待されている。我々
は現在までに、フタロシアニンの末端をデンドリマー型とし、さらにポリエチレングリコールとポリ -L- リジンからなる
ブロック共重合体とデンドリマー型フタロシアニンを結合させることで高分子ミセル（DPc/M）を構築した。さらに、そ
の欠点である血中滞留性の低さを補うべく高分子ミセル内核へジスルフィド（SS）架橋の導入を行い、ジスルフィド架橋
導入 DPc/M（DPc/Mb）を作成した。ジスルフィド（SS）結合の特徴は、血中などの非還元環境では安定な結合であるが、
細胞内の還元環境では開裂するということにある。そこで今回、DPc/Mb の血中滞留性を評価するため、担がんマウス
を用いて検討した。DPc/Mb を投与されたマウスの血漿を含む諸臓器や腫瘍における DPc/Mb 濃度を独自に開発した高
感度レーザー蛍光分光システムを用いて計測し、従来型 DPc/M との血中滞留性の違いを、時間を追って評価した。その
結果、DPc/Mb は従来型 DPc/M に比べ血中滞留性が約 4 倍向上することを確認した。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 210 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-19-4
Implantable micro strain sensor using CNT composites
○笠　拓哉 1、平田孝道 2、島谷祐一 2
1
東京都市大学大学院工学研究科　生体医工学専攻、2 東京都市大学工学部　生体医工学科
生体内完全埋め込み型の微小ひずみセンサーは、基礎医学研究における実験動物の消化管、血管運動などのモニター、
人工皮膚における触・圧感覚センサー、人工筋紡錘・腱器官、埋め込み式の心拍・脈圧モニター等、様々な応用が期待
されるものである。しかし、ひずみセンサーとして現在一般に用いられているストレインゲージは、ひずみに対する電
気抵抗変化が微小であり、その利用には高精度の測定装置を必要とする。それらを生体内に埋め込んで使用することは
容易ではない。そこで我々は、カーボンナノチューブ（CNT）を利用した微小ひずみセンサーの開発を試みた。CNT を
樹脂基板上に分散塗布すると、CNT 同士がネットワーク状に接続し、導電性をもたせることができる。この基板に曲
げひずみを与えると、CNT のネットワーク形状が変化し、ネットワーク全体の電気抵抗が大きく変化する。この性質を
利用してひずみセンサーに応用することができる。本研究では微小電極アレイをパターン形成したポリイミド基板上に
CNT を散布し、その表面をポリイミドでコーティングしてひずみセンサーを製作した。このセンサーの電極間抵抗は、
ひずみを与えない状態で数 k Ωの値を示し、曲げひずみを与えると 0.1%のオーダーで変化した。このセンサーを、我々
が開発を進めている体内完全埋め込み型の微小無線通信装置に取り付け、ラットの皮下に埋め込んで体組織のひずみを
計測する試みを行った。
Pneumatic micro dispenser chip with 10 nano-liters precision for portable
health care device
これまで，市販の安価な赤外 LED とフォトダイオードを利用してマイクロ流体を TTL レベルの信号として非接触検
知できる流体検知法と低開放圧・高耐圧のハット型チェックバルブを考案し，空気の加減圧動作のみでサンプルを無駄
なく切り分けるマイクロ分注チップを開発してきた．しかし，これは切り分け原理検証機であったため，切り分け精度
はサブマイクロリッターオーダーであった．そこで，流路径を 100um 以下に再設計し，同原理で 10 ナノリッター毎に無
駄なく切り分けるマイクロ分注チップを開発した．しかし，流路サイズのマイクロ化に伴う流路抵抗の増加とハット型
チェックバルブの開放圧（平均 3kPa）から理想的な減圧動作ができなかった．さらに，流路高さが低いため従来の屈折を
利用したマイクロ流体検知法では，センサーの位置合わせが難しくサンプルが検知できなかった．そこで，光の全反射
を利用したマイクロ流体検知法とチェックバルブ（開放圧 0.54 ± 0.14kPa，耐圧 300kPa 以上），分注流路の流路抵抗を部
分的に改良し，切り分け精度 10 ナノリッターを実現した．本分注原理は，空気の加減圧動作のみでサンプルをデッドボ
リュームなく多分岐に分注できるため，少量のサンプルを高効率に多種類の分析に利用できる．また，この分注チップは，
手動でも動作する手の平サイズの分注システムに組み込み使用するため，オンサイトで使用できる携帯用血液検査装置
などへの応用が期待できる．
FC-19-6
Development of Surface Enhanced Raman Spectroscopy Device for Onchip Medical Diagnosis-Fabrication and Characterization of Ag-Based
SERS Substrates○岡田隆志 1、松ヶ瀬智哉 1、川島貴弘 1、柴田隆行 1、峯田　貴 2、牧野英司 2
豊橋技術科学大学　生産システム工学系、2 弘前大学大学院理工学研究科
1
MEMS（Microelectromechanical systems）技術の進歩に伴い，ポンプ，バルブや流路などを小型化・集積化したマイク
ロ化学分析チップ（µTAS）の研究が世界規模で行われており，マイクロチップ上での医療診断の可能性が広がってきて
いる．そうした中，ラマン散乱光を利用した顕微鏡下での一分子・一細胞レベルでのイメージング技術が注目を集めて
おり，蛍光標識試薬による分子修飾などを必要とせず，生きた細胞内部で発現する生体分子などを観察することが可能
となっているが，観測される光が微弱であることが問題となる．そこで，本研究では，医療診断を行うことを目的として，
オンチップにて表面増強ラマン分光（SERS）を実現するための銀ナノ粒子配列基板の作製について検討を行った．基板
作製はディップコート法を用いて行い，ガラス基板上に銀ナノ粒子（平均粒径 5nm）を配列した．作製した基板の吸光度
を測定したところ，銀ナノ粒子に起因する吸収スペクトルが確認できている．そこで，作製した基板上にローダミン 6G
（R6G）を塗布し，ラマン分光分析を行った結果，R6G に起因するラマンスペクトルを観察できた．しかしながら，基板
内においてスペクトル強度が不均一であったことから，基板作製方法についての最適化を行っている．
− 211 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午前の部
○長谷川忠大 1、阪本雅宣 2、生田幸士 3
1
芝浦工業大学工学部　電気工学科、2 大阪工業大学工学研究科　機械工学専攻、3 名古屋大学工学
研究科　マイクロナノシステム工学専攻
26
日
FC-19-5
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-19-7
Development of Cell Culture Microdevice Integrated with Piezoelectric Thin
Film Actuator for On-Chip Regulation of Cell Functions
○川島貴弘 1、松澤勇太 1、山田侑平 1、柴田隆行 1、増澤　徹 2、木村　剛 3、岸田晶夫 3
1
豊橋技術科学大学　生産システム工学系、2 茨城大学工学部　機械工学科、3 東京医科歯科大学　生体材料工学研究所
Recent evidence actually suggests that cell functions such as cell multiplication and gene transfer can be enhanced
by applying mechanical stimulation to cells. This approach, which is unnecessary to provide any accelerating agents,
might be free of the potential risk of this infection. In order to realize a cell culture microdevice integrated with a
piezoelectric thin film actuator for screening and optimization of the influencing factors of mechanical vibratory stimuli
to cells, a prototype of the cell culture microdevice which had 16 microchambers with a PZT actuator was fabricated
on a Si substrate by means of our proposed batch fabrication process. The displacement of a PZT actuator with a size
of 100 × 100 µm2 measured by laser interferometer was estimated to be approximately 70 nm at an applied sine wave
AC voltage of ± 10 V at a frequency of 1 kHz. Because there were no effects of the culture medium on the diaphragm
displacement, device performance was found to be enough to deliver mechanical vibratory stimuli to cells. In this
study, cultivation tests of actual biological cells will be demonstrated.
日
26
午前の部
（土）
FC-19-8
Development of High Functional Optically Driven Nano-machine for
Handling Cell
池内真志、磯崎　賢、角口健一、久恵一宏、○嶋田直矢、生田幸士
名古屋大学工学研究科マイクロナノシステム工学専攻
生物学，医学分野では細胞レベルで病気の原因を探るため，単一細胞を
操作・計測するツールが必要とされている．本研究室ではこれまで単一生
細胞を遠隔操作し，同時にその反力を計測することのできる光駆動ナノマ
シンを開発してきた．本報では，顕微鏡下で単一生細胞を自由に操作でき
るツールの開発のために，光駆動ナノマシンの高機能化手法を開発した．
まず量子ドット含有光硬化性樹脂の開発を行い，長時間安定した蛍光観察
を行える光駆動ナノマシンを実現した．さらに，ナノマシンの表面改質プ
ロセスの考案により細胞膜を吸着する機能や穿孔する機能を持たせること
に成功した．2 つの新手法により光駆動ナノマシンの特定部位に新たな機能
を持たせ，高度な細胞操作・計測を実現した．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 212 −
26 日（土） 午後の部
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
特別講演
セッション題目
SL-2
座長
「Development of the DuraHeartTM Left Ventricular Assist System −
A Successful Case of Industry-Academia-Government Collaboration」
梶谷 文彦
Japan Original
セッション題目
座長
JO-1
「The development of a phased array acoustic imaging system」
北畠 顕
JO-2
「Pulse Oximetry」
菅原 基晃
JO-3
「Revolutinary Displaying in Red and Blue Colors」
松尾 裕英
JO-4
「How and why we develop a new Index of Atherosclerosis "CAVI"
and present condition」
林 紘三郎
シンポジウム
セッション題目
座長
S-10
「細胞バイオメカニクスの新しい展開」
安達 泰治・牛田 多加志
S-11
「バイオメディカルデザイン戦略による未来医療」
S-12
「医療を「可視化」する」
生田 幸士・石原 謙
北風 政史
日
26
セッション題目
P-2
座長
「医・看・工連携セッション ヘルスケアにおける医・看・工連携の重要性」 山田 憲嗣・大野 ゆう子
コメディカルセッション
セッション題目
CS
座長
「生体医工学的見地からの症例報告」
南部 雅幸
− 215 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
パネルディスカッション
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
一般口演
セッション題目
座長
FC-20 「脳・神経系における無侵襲・無拘束計測と評価」
吉田 久・堀尾 裕幸
FC-21 「循環器系における無侵襲・無拘束計測と評価」
山越 憲一・山本 一博
FC-22 「基盤技術−脳・神経系」
新川 拓也・渡部 浩司
FC-23 「基盤技術−電気・磁気・電波」
木村 裕一・根武谷 吾
FC-24 「シミュレーション・モデル解析 1」
松本 健志・難波 経豊
FC-25 「シミュレーション・モデル解析 2」
内貴 猛・和田 成生
FC-26 「医療情報システム 1」
湊 小太郎・木内 陽介
FC-27 「医療情報システム 2」
岡田 美保子・石川 澄
FC-28 「福祉工学」
片山 俊郎・紀ノ定 保臣
ポスターセッション
セッション題目
日
26
午後の部
（土）
座長
PS2-1 「診断 機器開発 1」
増山 理
PS2-2 「診断 機器開発 2」
平松 治彦
PS2-3 「診断 機器開発 3」
阿部 裕輔
PS2-4 「診断 機器開発 4」
軸屋 和明
PS2-5 「医療情報」
大星 直樹
PS2-6 「無侵襲 1」
山本 尚武
PS2-7 「無侵襲 2」
中村 隆夫
PS2-8 「無侵襲 3」
大城 理
PS2-9 「無侵襲 4」
川原田 淳
PS2-10 「無侵襲 5」
牧川 方昭
PS2-11 「シミュレーション 1」
村山 伸樹
PS2-12 「シミュレーション 2」
伊良皆 啓治
PS2-13 「シミュレーション 3」
中沢 一雄
PS2-14 「シミュレーション 4」
松田 哲也
PS2-15 「シミュレーション 5」
原 良昭
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 216 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
特別講演 2
SL-2
13：00－13：55　第 1 会場
Development of the DuraHeartTM Left Ventricular Assist System −
A Successful Case of Industry-Academia-Government Collaboration
○野尻知里
Terumo Heart, Inc., Ann Arbor, Michigan, U.S.A.
The DuraHeartTM Left Ventricular Assist System (LVAS) is a third generation implantable LVAS intended to provide
circulatory support for patients who are at risk of death due to advanced heart failure. It is currently the only
approved LVAS combining a centrifugal pump with an active magnetic levitation technology, which provides longterm reliability and minimizes the potential for blood damage and thrombus formation. A research project of the
DuraHeart LVAS began at Terumo R&D Center in collaboration with Prof. Akamatsu, Mechanical Engineering, Kyoto
University and NTN Corporation in 1994. The project then joined the Japanese National Project for the development
of implantable artificial heart funded by the New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO)
in 1995. In 2000, the project was moved from Japan to US to bring its experimental LVAS from prototyping through
product realization. In 2003, Terumo Heart, Inc was formed to complete the development. The first human clinical
trial was launched in 2004 in Europe and CE-mark was granted in 2007. The US and Japanese clinical trials began in
2008. The presentation will describe the history of the DuraHeart LVAS development as well as history and current
status of“artificial heart”development worldwide.
15：50－18：30　第 1 会場
JapanOriginal
JO-1
The development of a phased array acoustic imaging system
○近藤敏郎 1、黒田正夫 1、小川俊雄 1、片倉景義 1、神田　浩 1、中川健治 2
1
日立中央研究所、2 日立メディコ
電子走査法による実用性にある超音波断装置を 1977 年に開発した。既に電
子走査形超音波断層装置は発表されていたが，性能はもとより装置の規模
とコスト面においても実用性のある量産装置の実現を目指して開発に取り
組んだ。当時の研究開発状況を下記の事項に基づいて述べる。1）背景と目標、
2）研究実績と保有していた技術，3）研究開発のアプローチ，4）得られた成
果とその後の新製品開発への展開　本装置の開発が契機となって，国内外
において電子走査形超音波断層装置の製品化が始まった。 開発した装置の
外観を図 1 に示す。
日
26
午後の部
（土）
JO-2
Pulse Oximetry
○小林直樹
日本光電工業株式会社　生体情報技術センタ　バイタルセンサ部
パルスオキシメトリは日本光電工業（株）の青柳卓雄博士が発明した Japan Original である。動脈血酸素飽和度を無侵襲
測定するパルスオキシメータは手術室、ICU、新生児室をはじめ、病棟、在宅にいたるまで広く血液酸素化のモニタと
して患者の安全に貢献している。青柳は 1974 年 3 月 29 日、パルスオキシメトリに関する特許「光学式血液測定装置」を出
願し、同年、本学会の「第 13 回日本 ME 学会大会」において世界最初のパルスオキシメトリの報告を行った。私は、1990
年に青柳が開発していたパルスダイデンシトメトリ装置（パルスオキシメータの原理で血液中に投与した色素の濃度を
連続測定するもの）の商品化を命じられ、幸運にも青柳と一緒に仕事をする機会を得て 1997 年にこの Japan Original を
商品化した。この新技術の最初の学会発表も本学会の第 31 回大会であった。日本光電で青柳と仕事をしてきた私たちは、
パルスオキシメトリの応用として、無侵襲 Hb 濃度測定技術や、パルスオキシメータと心電図を組み合わせた無侵襲心拍
出量測定技術など、Japan Original の研究開発を継続している。パルスオキシメトリの誕生と、パルスオキシメトリ技
術より生まれたこれらの新たな Japan Original について紹介する。
− 217 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
JO-3
Revolutinary Displaying in Red and Blue Colors
○三木基弘
アロカ株式会社　常務取締役
Abstruct　肝臓内の門脈や心臓内の血流を容易に識別、把握できないかという臨床側からの要望があった。1980 年頃の
シーズであったメカニカルセクタの持つドプラー感度、レーダーの技術を組み合わせることにより、超音波断層画像上
の動くもの（速度）対して色をつけた世界最初の試作機が完成し、その後直ちに血液の流速に色をつけ、それをリアルタ
イムで表示することができた。しかし製品化の段階では種々の問題により電子走査型のセクタ探触子を使用せざるを得
ず、そのために周波数帯域やサイドローブなどでの工夫が必要となった。一方で画像の表示についてもリアルタイム化
のために回路やメモリーが増大化し、診断装置のサイズも大型化した。小型化や消費電力削減への戦い、撮影記録装置
の新たな開発、社内テストや臨床家との検討会などの当時の工夫や苦労について述べる。
JO-4
How and why we develop a new Index of Atherosclerosis "CAVI" and
present condition
○山本智幸 1、津田慎一 2、原田昌明 3
1
フクダ電子株式会社　技術研究センター、2 フクダ電子株式会社　開発本部　第 1 開発部開発 1 課、
3
フクダ電子株式会社　血管予防営業部
日
26
午後の部
（土）
近年、生活習慣の変化により，動脈硬化疾患等が増えてきている．危険因子としての肥満，糖尿病，高血圧，脂質代謝
異常等で，リスクを算定されている中，動脈硬化そのものの進行を簡便で精度よく計測できる装置が望まれている．従来，
動脈の硬さを直接表す指標として脈波伝播速度（baPWV）があり，この指標が用いられる事が多かった．しかし，計測
に関して計測血管の対象部位があいまいな事，血圧の依存性等の問題点が指摘されていた．動脈硬化指標 CAVI（Cardio
Ankle Vascular Index）は，スティフネスパラメータβ法を Bramwell-Hill の式を用いて PWV をあらわすことで測定時血
圧に依存しない指標となり，計測部位に関して上腕～足首までの脈波伝播時間だけでなく，心 II 音～上腕切痕部までの
時間も加味することで心臓～足首間の計測を実現した．医療機器の場合，器械の開発だけでなく，その後の臨床現場で
の継続した研究が重要である．男女別年齢毎のデータの収集、CAVI と動脈硬化危険因子との関係、CAVI の診断基準の
作成等、種々の施設、多くの先生をはじめ様々な医療関係者にお世話になりながらここまで来た．最近，CAVI は日本
国内だけでなく，アジア諸国，南米，ヨーロッパなど，海外でも普及し始めている．これら現在の状況に関しても述べ
られればと思う．
シンポジウム 10「細胞バイオメカニクスの新しい展開」
S-10-1
14：00－16：00　第 2 会場
Mechanical Responses of Vertebrate Cells under Some Kinds of External
Stretch: Cellular Memory Effects Found by Scanning Probe Microscopy
○水谷武臣 1、田村和志 2、竹本憲司 2、芳賀　永 1、川端和重 1
北海道大学大学院先端生命科学研究院、2 北海道大学大学院理学研究院
1
Living organisms are ordered to memorize external stimuli. Although many cells collectively contribute to retain
the memories in most cases, single cell level memory effects have rarely been reported. Recently, we have found
memory effects in a single cell, where cellular stiffness changes under external deformation were measured by using
scanning probe microscopy. Cellular stiffness, reflecting cellular contractile force, instantly increased with a singlestep like stretch, and then decreased to the initial state for about one hour. This observation means that cells possess
a mechanism to regulate their contractile force against external disturbance. Next, we applied multi-step deformation
followed by the single-step like stretch. In this case, cellular stiffness did not change after the single-step stretch. The
result implies that cells memorize multi-step deformation and change their stiffness response to the single-step stretch.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 218 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
S-10-2
Responses of osteocytic cellular network to mechanical damage mimicking
bone fatigue microcrack
○藏田耕作、堀川直斗、高松　洋
九州大学大学院工学研究院　機械工学部門
Bone fatigue microcrack ruptures osteocytic cellular network in bone and causes local death of osteocytes, which is
considered as a major event leading to the initiation of bone remodeling. However, it is not clear how the osteocytic
cellular network responds to bone fatigue microcrack. In this study, mouse osteocyte-like cell line MLO-Y4 cells were
cultured on a plastic substrate with a notch and exposed to cyclic supra-physiological tensile strain. Tensile strain
above 0.7 % induced regressive changes in cell morphology, and moreover necrotic cell death could be identified
near the strain-concentrated notch bottom. Close to the necrotic cells, apoptotic cells were distributed. Recent study
reported that apoptotic bodies released from apoptotic osteocytes could stimulate osteoclast differentiation. Considering
the apoptotic cell induction by tensile strain loading, mechanical damage to the osteocytic cellular network would
provide a mechanism, by which osteoclastic bone resorption could target to fatigue microcrack.
S-10-3
Mechanical Characterization of Myofibroblasts in Response to Cyclic
Stretch Towards Wound Healing
○大橋俊朗、木幡健吾、前田英次郎
北海道大学大学院工学研究院　人間機械システムデザイン部門
Experimental Model for Studying Molecular Behavior in Endothelial Cells
during Interaction with Monocytes
○片岡則之 1、橋本　謙 2、毛利　聡 2、梶谷文彦 1
川崎医療福祉大学医療技術学部　臨床工学科、2 川崎医科大学　生理学 1
1
Monocyte accumulation in the arterial intima is a crucial step in early atherosclerosis. PECAM-1 is a junctional
protein expressed on both monocytes and endothelial cells (ECs), and participates in paracellular transmigration via
homophilic binding between these cells. In this study, we built an experimental model for studying molecular behavior
of PECAM-1 during monocyte transmigration. A plasmid vector containing PECAM-1 tagged with green (GFP) or red
(DsRed) fluorescent protein was constructed, and separately transfected into ECs. The mixture of both transfectants
in culture achieved a monolayer that contains an intercellular PECAM-1 boundary between PECAM-1-GFP- and
PECAM-1-DsRed-expressing cells which is visualized as yellow in merged image. Using this model, molecular behavior
of PECAM-1 on neighboring ECs during monocyte transmigration was observed in live cells. This model can be
essential to directly visualize binding/dissociation state of PECAM-1 between neighboring ECs during monocyte transendothelial migration in relation to mechanical monocyte-EC interactions.
− 219 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
S-10-4
26
日
Cutaneous wound healing is characterized by three sequential phases including an initial inflammatory phase,
proliferative phase, and maturation/remodeling phase. In the maturation phase, myofibroblasts align at a certain
direction and contract, pulling the edges of wound together. In this study, mechanical responses of myofibroblasts
to a cyclic stretch were observed. Myofibroblasts are differentiated from transforming growth factor- β 1-treated
fibroblasts. Myofibroblasts were exposed to 20% cyclic stretch at 1 Hz for 12 hours. Under control conditions, cells
randomly oriented and the angle of cell orientation was evenly distributed. Under stretch conditions, most cells
aligned between 50 and 90 degree or -50 to -90 degree, possibly suggesting that myofibroblasts could align at a
certain direction in response to a stretch due to local body motion and contrat to close wound. It is concluded that
myofibroblasts may play an important role for wound healing by exhibiting cell alignment followed by contraction to
close wound.
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
S-10-5
A New Door for Tissue Engineering Opened by Microfluidic Devices
○須藤　亮
慶應義塾大学理工学部　システムデザイン工学科
Tissue engineering is a concept to reconstruct tissues in vitro that can be used for regenerative medicine. MicroElectro-Mechanical Systems (MEMS) technology has been providing many microfluidic devices that can control
convection and diffusion in a small confined space. Recently, these microfluidic devices begin to be applied for biological
researches. In particular, spatial and temporal control of cellular microenvironments is important for facilitating multicellular morphogenesis. This talk will focus on tissue engineering researches using a microfluidic device. Specifically,
this talk will discuss co-culture of hepatocytes and endothelial cells in a microfluidic device where cell migration and
morphogenesis were induced under precisely controlled microenvironments such as cellular distribution, diffusion, and
convection. Microfluidic devices are useful for controlling microenvironments around cultured cells. The integration of
the MEMS technology and biological studies allowed us to control cellular morphogenesis, and opened a new door for
tissue engineering researches.
シンポジウム 11「バイオメディカルデザイン戦略による未来医療」 16：00－17：30　第 3 会場
S-11-1
Productive Approach to Hybrid Medicine Based on Traditional Medicine,
Engineering, and Design
○川崎和男
大阪大学大学院工学研究科　機械工学専攻
日
26
午後の部
（土）
医工連携がブームだが、この連携は幻想である。これが学界なら学際化条
件が必至である。なぜなら、医＝「治す」ことは修繕することであり、工＝「創
る」ことは破壊することから始まる。この両極を融合し接合するために、私
は「デザインの導入」を主張してきた。工学的な「人工臓器」は、人工物を創
造していくが、その前にこれまでの発想や常識を破壊しなければならない。
一方、「再生医療」は、生体細胞や生体部位の再生や改善や修繕である。し
たがって、融合手法としての「デザイン」が関与すれば、再生医療と人工臓
器のハイブリッド化という新領域の研究開発、そして具現化が目標となる。
私は、医工＋デザインによって、「ハイブリッド医療領域」を提案していき
たい。「かたち」が「いのち」を支える学際化である。
S-11-2
Bio Medical Design "Design Development for Laryngoscope"
○國本桂史
公立大学法人名古屋市立大学大学院芸術工学研究科
「医療」、
「健康」、
「福祉」は 21 世紀のデザインの主要テーマになると考える。
新しい創造を行うデザイン行為では、人間が究極の創造の対象でなければ
ならない。医工連携といわれる動き始まっている現在、デザインの領域が
研究・設計・開発において、手術など直接的に医療に関わるところから予
防医療、健康維持、介護や看護、MHR などの領域に関わっていくことが未
来の医療にむけて必要であると考える。ME 関連事業を 21 世紀の日本の戦
略的産業と捉え、従来型の機械工学に近い領域での研究開発だったものを、
デザインという領域と統合化し、医学・工学・デザインの三領域でのバイ
オメディカルデザイン分野の構築が急務あると考える。「喉頭鏡」のデザイ
ン設計開発等を例に私見を述べ、未来医療の構築の一助にしたいと考える。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 220 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
S-11-3
The Potentiality Of The Medical Engineering Development Device With The
Design
○長倉俊明 1、山田憲嗣 2、大野ゆう子 2、生田幸士 3、石原　謙 4
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 大阪大学大学院医学系研究科　保健学専攻、
3
東京大学大学院情報理工学系研究科　システム情報学専攻、4 愛媛大学医学部付属病院　医療情部
1
医用工学によって開発され、臨床的に成功したデバイスで、開発後変化していないものがある。聴診器や内視鏡のよ
うに始めの完成度が高かったか、メスのように変わる必要がないのか変化していない。一方で冠動脈ステントのように
変化しながら発達してきた機器もある。そこで医療機器がどれなのかを、あらためて検討してみる必要があると考える。
開発のポイントをデザインの見地で検討すると整理しやすいので、（1）スペースのない病変や微細なものを対象にし、
デザインが必須な領域。（2）デザインで利用の可能性が変わる領域。（3）デザインで付加価値の変わる領域に分類して検
討した。ステントを例にすると冠動脈の微小領域なので（1）に相当し、ステント固定やデリバリーの工夫は（2）に相当し、
普及要素であった。新合金や構造デザインで複雑病変への対応、デリバリ性能向上や薬剤溶出による再狭窄予防は（3）
の要素であろう。このようにデザインで分析すると整理しやすく、航空機や自動車のように医療にもデザイナーが参画
すれば可能性も高まる。我々の糖尿病治療用の浸透圧バルブ研究が工業デザイナの目にとまり、2007 年グッドデザイン
賞・経産大臣賞を受賞した。この原理に共感するデザイナが存在するだけではなく、原理の理解と提案の方向も一致し
たことに驚いた。おそらく医療機器開発への思いは共通すると思うので、同じ場所で協力すれば未来への可能性は高ま
ると考える。
S-11-4
Creative Education Process via Designer Education
○生田幸士
東京大学大学院情報理工学系研究科　システム情報学専攻
S-12-1
14：00－16：15　第 4 会場
How do we extract knowledge from information resources? - An example in
medicine ○鷲尾　隆
大阪大学産業科学研究所
Along development of information technology for efficient data acquisition, the acquired data has become not only
massive but also complex and structured. For example, the data in an electronic medical recoding system is a set of
massive time series of various treatment actions and examination records. On the other hand, techniques to extract
characteristic relations among data items are rapidly developed in the forefront of data mining studies in recent years.
Upon this background, many studies to mine knowledge from structured data by interactively exchanging suggestions
and evaluations between analysts and domain experts have been attempted under a MEXT project named "Realization
of Active Mining in the Era of Information Flood". In this report, we show an attempt to visualize characteristic
relations between hepatitis progression and its treatment process by applying a graph mining technique to massive
time series data of medical examination records on hepatitis patients.
− 221 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
シンポジウム 12「医療を「可視化」する」
26
日
約 10 年前、名古屋市立大学に新設早々の芸術工学部を訪問したときのことである。教室では数十名の学部学生達が、
デザインスケッチを書いたり、紙で模型を作ったりしていた。多種多様な製品を生み出すプロダクトデザインの授業で
あった。アイデアスケッチを指導教員に見せ、1 対 1 で指南を受けている。もちろん、素人の私にもプロの卵としてすで
に高い描画レベルであることは認識できた。しかし、問題はそこではなかった。製品のコンセプトの甘さ、プレゼンの弱さ、
説明文の稚拙さを、人間性まで掘り下げて学生達は指導されていた。何度も同様の違いを繰り返した学生は、大声で罵
倒されている。みんな真剣さを通り越して、半泣き状態である。正直、驚いたと同時に感動した。ここまで個人の活動
に情熱を込め熱心に学生教育をしている教授は少ない。
次世代医工学やマイクロマシンでは、これまで概念すら存在しない物を発想し、独自に技術開発するアプローチが重
要になる。しかし、その教育プロセスは、まだ整理統合されていない。追従開発や改良開発では重視されてこなかった
創造的な研究開発能力をどうやって育てるのか。近年の大学や大学院など高等教育でも問題提起される機会も増えた。
この問題への解答は、デザイン教育にヒントがある。スケッチをうまく描く訓練だけでなく、思考錯誤プロセス、それ
を導くベテランデザイナの教育手法など、医工学とデザインとの融合によるもう一つのブレイクスルーが、創造的な教
育である。本シンポジウムでも、議論を深めたい。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
S-12-2
Data Mining Method in Use of Medical Information
○金　智隆
Evidence 創出者倶楽部
21 世紀に入り日本では高齢化社会を迎えることが必至となり、高齢者が健康に社会生活を送れる期間である健康寿命
の延長および生活の質の改善が国家的急務となっている。この観点から心不全に対して多様な薬理効果を有する循環
器病治療薬が開発され実際の臨床で応用されているが、その効果は必ずしも十分であるとはいえない。science-based
medicine から evidence-based medicine へパラダイムシフトの必要性が生じているのが現状であるにもかかわらずその
効果が十分でないのは、従来の手法では臨床に即した evidence-based medicine の確立にいくつかの問題点があるから
である。かかる問題点に関しては従来の医学研究手法に加え新しい包括的解析手法を用いることが有用であると考えら
れており、医学分野においてその有用性の実証が待ち望まれている。本研究では、社会学・経済学分野で広く応用され
る新しい解析手法であるデータマイニング手法を用い、膨大な組み合わせの中から選び出すことが極めて困難であった
心不全多剤併用療法の候補薬剤群をコンピュータの助けを借りて日常診療情報を網羅的に解析することによって見つけ
出し比較介入試験で実証することにより、わが国における心不全治療の evidence 確立のみならず臨床に即した新しい
evidence-based medicine 実現手法の実践及び有効性の実証を目的とする。
S-12-3
Making health care system to provide visibility
○守安　充
株式会社ブレイン・シェア
日
26
午後の部
（土）
情報社会においていわゆる「可視化（見える化）」は、問題把握・問題解決の有効な手段であり、ビジネス分野を中心に広
く応用されている手法であります。「見える化」とは、企業活動の漠然とした部分を数字等客観的に判断できる指標で把
握する取り組みを表す言葉でなっています。近年、情報インフラの整備により、電子データ化された各種業務内容を有
効活用するために、蓄積されたデータの抽出・加工などインフラ環境を利用して行うことにより、可視化が効率的に行
われています。しかし医療において、例えば日常診療記録はカルテ内に記載されているのですが、その活用（二次利用）
の為には膨大なコストが必要であるため、カルテの電子化が推進されている現在でも「可視化」は全く進んでいないのが
現状となります。そう言った現状の中でどうすれば日常診療記録を始めとする医療の情報を「可視化」出来るのか？構造
化されたキーワードによる記録（量子化）方式を利用し、「医療の可視化」を実現出来る仕組みを報告致します。
S-12-4
Medical Visualization from the legal view point
○稲葉一人
中京大学法科大学院
1. 法的観点とは　法的観点とは特に定まった定義はないが、通常次のような点を最低限、構成要素として持つ。1 社
会的法規範に適合しているか（実体的適合性・Substantive relevance）、2 関係する者に十分な手続的配慮がなされて
いるか（手続的適合性・Procedural relevance）、3 記録に対する適切なアクセスが可能か（Appropriate access to
records）、4 記録の作成保存過程が適切か（透明性・Transparency）ということである。2. 法的観点から見た医療の可視
化の論点表題の「医療の可視化」といった場合は、1 医療の可視化は何ために誰のために行うのか－医療内容を知る権利
は、だれにどのように与えられているのか、2 可視化はだれが行い、その過程で医療の主体である当事者への説明や理
解はどのようにとられるのか、また、手続が公正であるために、第三者はどのように関わるのか、3 可視化は、記録を
残すだけではなく、記録へのアクセスを可能にするが、だれのどのような記録へのアクセスを保障し、だけのアクセス
を拒絶するのか、4 記録はどのように残され、保存されるのかという論点が生ずる。もっとも、このような観点からの
分析は緒についたばかりであるので、今後の議論を進めて行くにおいて必要な法的情報を提供する。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 222 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
パネルディスカッション2「医・看・工連携セッションヘルスケアにおける医・看・工連携の重要性」 14：00－16：00　第 3 会場
P-2-1
Importance of Medical engineering and Nursing engineering
○大野ゆう子 1、山田憲嗣 2
大阪大学大学院医学系研究科、2 ロボティクス＆デザイン看工融合講座（Panasonic）共同研究講座
1
高齢者や治療後の患者、治療継続中の患者における社会参加を促すバリアフリー空間やアクセシブルデザインの研究、
ロボティクスの臨床導入など重要性は指摘されており、看護・保健・医療現場の実践から乖離しないためには研究と実
践の距離が近いことが重要である。全国的にみても、看護・福祉領域への工学的手法の導入は急速に検討されている。
本シンポジウムでは、従来の医工連携のみでなく、臨床現場に常に接している看護福祉領域における医看工連携の必要
性について議論する。
P-2-2
Proposal of Product Design by Applied Self-Cell Reproduction Sheet For a
Hybrid Artificial Organ
○川崎和男、Funayama Toshikatsu、Nakamura Shohei、Kanaya Ichiroh
大阪大学大学院工学研究科　機械工学専攻
Approaches to palliative care setting
○東村昌代
医療法人友紘会彩都友紘会病院
今回、当院の病院建設を設計の段階から看護師の視点で患者の療養環境について提言する機会があったので報告する。
2007 年 8 月開院後 2 年半経過し、2010 年 5 月緩和ケア病棟を開設する予定になった。当初、設計の段階から緩和ケア病棟は、
治療の変化や患者のニーズが変化することを想定し、見晴らしのよく、療養空間が広い 5 階病棟を改装し開設する予定
であった。昨年の 11 月、緩和ケア病棟開設プロジェクトチームを立ち上げ検討した結果、改修経費を最小限に抑えるこ
とが重点課題となり 3 階病棟 55 床を 40 床に減らす方向で検討することになった。それが実現可能となった要因として、1.
3 階は 15 床の個室があること。2. 4 床室にトイレと洗面台が配置され、4 床から 3 床に減らすことにより、共有のスペー
スを確保できること。3. 家族部屋を洋式と和式の 2 タイプを用意できること。4. 洗髪室を改装することにより、介助に
必要な浴室のスペースを確保できたことであった。
− 223 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
P-2-3
26
日
In the case of heart operations, cardiac surgeon implanted self-cell reproductionsheet to seriously ill heart defect
patient, and as results in the operation treatments, number of succeeded examples increased recently. The incubation
system ofthe self-cell reproduction sheet multiplies myoblast of patients themselves, andmaking flat sheet requires one
month under the current system environment. Therefore, innovative method to improve clinical adaptation speed is
demanded. In addition, even if we regenerated both the self-cell and the heart cell, it might befrom problematic part of
the heart, we would face the same problem since the cellsheet is genetically same if we do not avoid the fall of the cell
function. This is thereason why we aim at the design of the artificial organ system that controls theimprovement of
the incubation system for the reproduction of the cell sheet and theactivation of the reproduced cell sheet.
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
P-2-4
The importance of collaboration in health care medical nurses Engineering
○越野八重美
大阪電気通信大学医療福祉工学部　理学療法学科
理学療法士（以下 PT）の臨床思考過程では動作の観察から開始し、何故できないかといった症候学的分析を行い、動作
の不全要因を特定し機能予後の推測を行う。治療は、様々な治療ガイドラインやクリニカルパスが導入されてはいるが、
全ての対象者をその流れで治療することはなく、対象者のもつ個人因子や環境因子などを考慮し、適宜修正を加えたプ
ログラムを実施する。その根拠となる部分には、PT 個人のもつ経験が追加されることが臨床上良くみられる。このよう
な思考過程を行っている PT とエンジニアが検査・治療機器の開発を行う場合、議論のすれ違いが生じることが多々見
られる。例えばエンジニアが臨床での問題を解決するためのシンプルな工学モデルを作成したとする。しかし概ね、シ
ンプルな工学モデルを提示されると、PT からは、「ヒトはこのように単純でない」との反発が生じる。そのように反発
する背景には、PT が推測する問題点への解決方法は、適宜対象者の状態に合わせ修正されるものであるからである。こ
のように、臨床の PT とエンジニア両者の思考過程をお互いに理解していないことで開発がすすまないのが現状ではな
いだろうか。今回、リハビリテーションを行うときの PT の障害の見方と、医看工連携について考えを述べたい。
P-2-5
The Proposal of Bed-Shaped Robot Transformable into Wheelchair to
Support People with Limited Mobility to Lead Independent Life
○本田幸夫、KAWAKAMI HIDEO、KUME YOHEI
パナソニック株式会社　生産革新本部　ロボット事業推進センター
日
26
Aiming to bring about secure, safe and comfortable living we have been conducting research and development
activities in the field of welfare robots that assist human beings. For people who need assistance with daily living
activities, it s essential to secure a safe and comfortable way to move on their own to lead an independent life. For
care workers, it requires physical exertion to lift and move such a person from the bed to a wheelchair and carries
risks of dropping and injures. We propose that the bed-shaped robot transformable into wheelchair (The Robotic Bed)
provides solutions for the both.
午後の部
（土）
コメディカルセッション「生体医工学的見地からの症例報告」 14：00－15：30　第 1 会場
CS-1
Study of relations between sitting posture and body pressure distribution of
elderly sitting on Wheelchair
○永田昌美
甲南女子大学看護リハビリテーション学部　理学療法学科
高齢者介護施設では車いすがイスとして用いられ、高齢者が車いすに座って過ごす時間が長くなっている。一方で、身
体状況に適合しない車椅子を使用している場合も多く、車いす着座中の不良姿勢を招いている。不良な座位姿勢では圧
力分布が偏り、臀部の痛みや不快感、褥瘡発生等の原因となり、座位時間の短縮を余儀なくされる場合も少なくない。
不良姿勢への対応策として、シーティング技術の有効性が報告されているが、自力で座り直しができない高齢者は、同
一姿勢で長時間過ごすこととなる。実際介護施設では、介護職員が三大介護に追われ、入所者の姿勢をきめ細かに直す
時間的余裕がないのが実情である。そしてマンパワーの不足というだけでなく、シーティングに携わる専門職がいない
ために、座り直し援助の重要性が十分周知されていないという現実も存在する。本研究では、車いす座位に問題のある
高齢者を対象に、車いす座位姿勢の特徴と圧力分布の関係を見ることにより、姿勢観察から圧力分布の傾向を推察する
可能性を検証する。また、姿勢改善後の圧力分布の傾向を見ることにより、良好な座位姿勢であっても、長時間同一姿
勢でいることの弊害を検証する。そして、姿勢観察から圧力分布上の問題点を推察し、座りなおし援助を行うことの重
要性を提唱する。更に、座りなおし援助がベッド上での体位変換と同様に、ケアプランの中に一般的に反映されるよう
啓蒙するきっかけとしたいと考える。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 224 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
CS-2
Evaluation of gait function at control site in hemiplegia person during
walking using by wearable motion sensor
○貴嶋芳文 1、桑江　豊 1,2、緒方　匡 1、湯地忠彦 1、東　祐二 1、藤元登四郎 1、関根正樹 2、
田村俊世 2
1
藤元早鈴病院、2 千葉大学大学院工学研究科
脳卒中片麻痺歩行は，麻痺側機能が大きく関与しているが，非麻痺側機能低下により，歩行困難な症例も見られる．そこで，
非麻痺側へ重心移動した際の腰部加速度に着目し，歩行評価の一助に成りえるか検討した．自立群 11 名（平均年齢 58.3
± 15 歳，Br.stage III：1 名，IV：5 名，V：5 名），監視群 11 名（平均年齢 66.4 ± 13 歳，Br.stage III：1 名，IV：4 名，V：
6 名）を対象に 10m 歩行時の腰部加速度を計測した．定常歩行区間において，非麻痺側への重心移動と推定される左右方
向加速度のピーク値を検出し，その前後 0.5 秒間を 10 歩分抽出し解析を行った．姿勢成分と運動成分を遮断周波数 0.2Hz
のローパスフィルタとハイパスフィルタで抽出し，姿勢成分から角度に変換し姿勢角度振幅を，運動成分から RMS とそ
の位相面軌跡から水平面での RMS 面積を算出した．左右姿勢角度振幅は，自立群 0.16 ± 0.12deg，監視群 0.32 ± 0.2deg
と自立群で有意に減少していた（P ＜ 0.05）．前後 RMS は自立群 0.13 ± 0.04g，監視群 0.08 ± 0.02g，左右 RMS は自立群 0.12
± 0.03g，監視群 0.09 ± 0.03g と自立群で有意に増加していた（P ＜ 0.01，P ＜ 0.05）．RMS 面積は自立群 0.11 ± 0.04g，監
視群 0.05 ± 0.02g と自立群が有意に増加していた（P ＜ 0.01）．自立群は，非麻痺側へのダイナミックな運動や，動揺時に
姿勢制御可能であるという事が分かった．RMS 面積により，視覚的に判断できる可能性があり，非麻痺側機能や歩行評
価判定の一助と成り得る事が示唆された．
CS-3
Evaluating posture changes and daily living conditions for stroke patients
immediately after leaving the hospital
○谷口早弥香 1,2、東　祐二 1、藤元登四郎 1、岩瀬義昭 1,2、本井幸介 3、山越憲一 3
藤元早鈴病院、2 鹿児島大学大学院保健学研究科、3 金沢大学自然科学研究科
1
Comparison of Function and Usability in Intravascular Ultrasound ○近藤智勇 1、増田行雄 1、丸山雄一 1、川畑典彦 1、角辻　暁 2、南都伸介 2
1
大阪大学医学部附属病院　ME サービス部、2 大阪大学大学院医学系研究科
血管内超音波断層装置（IVUS）は、超小型振動子を冠動脈の血管内腔に誘導し、その振動子から 360 度方向に超音波を射
出して，血管の短軸方向の断層像を得る装置である。IVUS カテーテルから得た血管内の情報は、鮮明な血管断層画像と
して表示され、血管壁および内腔の評価に優れている。今日、IVUS は経皮的冠動脈形成術（PCI）施行時のサポートツー
ルとして有用であり、広く使用されているが、複数の装置が使用可能であり各装置には若干の差異がある。本研究では
IVUS の不潔野、清潔野でのセットアップ、カテーテルの操作性、記録、計測、データ管理などのコンソール・データの
操作性を比較した。各社 IVUS の特性、機能の違いを臨床工学技士が理解することで、誤操作も減少し、診断効率も高
まると考えられる。今後も IVUS の知識をつけ、操作だけに留まらず、画像の解析などを行い診断に参加し、臨床工学
技士の業務向上に努めたい。
− 225 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
CS-4
26
日
脳血管障害者の退院後の生活状況の把握はリハビリテーションにおいて重要である。今回はウェアラブル姿勢・活動計
測システム（本システム）を用いた姿勢変化と日常生活評価指標の評価により，退院後 3 ヶ月間の脳血管障害者の生活状
況を評価した．対象は自宅退院した脳血管障害者 10 名で、退院前、退院直後，退院 1，2，3 ヶ月後に本システムでの計
測と日常生活評価（FIM，FAI，LSA，MFES）を実施した．本システムの計測時間は午前 9 ～ 11 時の 2 時間とした．分析は，
姿勢変化の割合と日常生活評価の結果をそれぞれ計測時期毎に比較した。結果、臥位時間は退院前と退院直後，1，3 ヵ
月後で有意に短縮した。起立・着座時間は退院前と退院 3 ヵ月後で有意に短縮した．休息座位時間は退院前と退院直後，1、
3 ヵ月後で有意に延長した．活動座位時間は退院 1 ヶ月後と 2 ヶ月後の間で有意に延長した．FIM 得点は退院前と 2、3 ヵ
月後で有意に向上した．FAI 得点は退院前と退院直後，1，2、3 ヵ月後，退院直後と 3 ヵ月後で有意に向上した．LSA 得
点は退院前と退院直後、1，2，3 ヵ月後で有意に向上した．MFES 得点は退院直後と 3 ヵ月後で有意に向上した。退院後
は座位中心の生活で、日常生活と日常生活関連活動、生活範囲が拡大，自己効力も向上していた。既存の評価に本シス
テムを併用することで，在宅脳血管障害者の退院後の生活状況を評価するのに有用であった．
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
CS-5
Case Report of Ventricular Tachycardia which is caused by Right Ventricle
Pacing in CRTD Planting Patient
○井口新一、関本　崇、辻本紘史、三浦晃弘、内田真寿美、井上　武
医仁会武田総合病院
現在、両室ペーシング機能付き植込み型除細動器（以下 CRT-D）を含む生体内植込みデバイスには様々なタイプのデー
タを収集し保存する臨床診断機能が搭載されている。その一つに心房性、心室性の不整脈が発生した場合に記録される
不整脈エピソードがあるが、適正に検出されるとは限らない。そのため、必ず医療従事者が確認するべきである。今回、
記録された不整脈エピソードを評価することにより、心室頻拍（以下 VT）が右心室ペーシングにより誘発されていたこ
とを確認した症例を経験したため報告する。不整脈エピソードを評価することによって、右心室ペーシングにより VT
をきたしていたことを確認した症例を経験した。不整脈エピソードを含む臨床診断機能は診療の材料として非常に有効
であるが、医療従事者が各種設定を理解し、さまざまな角度からデータを確認し評価することが重要である。
CS-6
Medical engineering collaboration in education of allied medical profession
○小田邦彦 1、菊池武士 2、古荘純次 3
1
大阪電気通信大学医療福祉工学部　理学療法学科、2 山形大学大学院理工学研究科、3 福井工業大
学工学部　機械工学科
日
26
午後の部
（土）
コメディカルの専門教育において，臨床技術は臨床実習前に確実に修得しておくことが要求される．理学療法士の教育
においても最終学年でほぼ 4 ヶ月間の臨床実習までに基本的な検査，評価，治療技術の修得が必要である．しかし，解剖学，
生理学，運動学などの基礎専門科目を修得しただけで，医学的検査技術を学内演習科目として修得することは，臨床経
験を持たず患者の病態像を獲得していない学生にとっては非常に困難であり，臨床実習に際し大きな不安を持つ原因や
円滑な臨床実習教育への導入にしばしば障害となる．また理学療法は身体に障害を有するものがその対象となる．基本
的動作能力の改善をその直接的な目的としていることから，科学的な動作の分析とそれにもとづく障害像の理解が必須
となる．近年，三次元動作解析装置などが導入され，定量的な分析が可能となったが，その分析に工学的な意味が十分
に理解されているとは言えない．我々はヒトの足部のシミュレータを製作し，中枢神経系の障害を持つ患者の筋緊張の
徴候をシミュレーションさせた．それにより理学療法の学生にこのシミュレータを試用させた結果、検査技術の獲得で
きるばかりでなく，解剖学，生理学の知識の有機的な関係が理解できたという感想を得た．このように，臨床技術の教
育にロボット工学や VR 技術を導入することによりヒトの構造や機能の工学的モデルを構築できその科学的な理解が進
むことが推測できた．
一般口演 20「脳・神経系における無侵襲・無拘束計測と評価」 16：10－17：00　第 2 会場
FC-20-1
Assessment of autonomic nervous system in response to stress states using
pulse wave analysis
○林　拓世、岡本永佳、西村治彦、稲田　紘、水野（松本）由子
兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科
本研究では，情動的ストレス負荷時における脈波特徴点解析により，ストレス状態の自律神経機能影響性を評価した．
健常成人 22 名（平均年齢 25.0 ± 4.8 歳）について，大学生用ストレス自己評価尺度によりストレス状態を評価し，2 群に分
類した．実験は，視聴覚動画像による安静，快，不快刺激の情動負荷を用い，刺激中及び刺激後の想起閉眼について自
律神経機能評価を行った．脈波計測には光電式指尖容積脈波計を用い，サンプリング周波数 200Hz で記録した．解析は，
心収縮により振幅が最高値を示す点を脈波最大振幅値，切痕により生じる上昇を切痕波とし，振幅と時間成分を評価した．
さらに，血管の弾性率を評価する指標として，切痕波と脈波最大振幅値の比率を屈折点とした．各指標の経時変化は回
帰分析，区間の平均値は分散分析を行った．脈波最大振幅値の経時的変化は，刺激中では両群とも安静及び快刺激で上
昇もしくは変化せず，不快刺激で減少を示した．刺激後においては，非ストレス群では短時間で定常状態に移行したが，
ストレス群では定常状態への移行に時間を要した．屈折点の区間平均値は，両群とも不快刺激で有意に高値を示し，非
ストレス群はストレス群と比較して有意に高値を示した．以上より，ストレス負荷に伴い両群とも自律神経機能の活性
化を示すが，ストレス状態にある者ではストレス負荷後の回復が遅く，自律神経機能の低下が示唆された．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 226 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-20-2
Development of EEG interface for BCI
○小池麻美、山下和彦
東京医療保健大学医療保健学部　医療情報学科
現在日本には , パーキンソン病や筋委縮性側索硬化症（ALS）などの神経難病による特定疾患医療受給者は約 18 万人存在
する . 神経難病の多くは進行性であり , 神経が阻害され , 除々に様々な身体機能の障害をきたす . 例えば , 筋委縮性側索硬
化症（ALS）の有病率は 10 万人に 5 人程度であり , 運動神経が選択的に阻害される . そこで , 重度の身体麻痺の人には , 自
分の意思を伝える手段として , 自分で動作させることができるコンピュータのインタフェースが必要である . 本研究で
は , ブレイン コンピュータ・インタフェース（BCI : Brain Computer Interface）に着目し , 脳波を用いたインタフェース
の開発を行うことを目的とする . 本報告では , 脳波の特徴量を見出すための基本的実験を行った . 被験者は , 健常若年者
3 名（20 歳代・女性）である . 脳波は前頭全野の 1ch から検出した . その結果から特徴量解析を行った . 神経難病の特性と
して ,　その生活からは , 複雑なシステムでは対応できないことが予測される . そのため , 簡便で取り付けただけでの脳波
検出手法であることが望まれる . そこで本実験では , NeuroSky 社製の電極を用いて実験を行った . サンプリング周波数
は 512Hz であり , ノイズ除去には 30Hz のローパスフィルタを用いた . そして高速フーリエ変換を行い , 周波数解析を行っ
た . 本実験から , 脳波の検出精度を検証し , 周波数解析の結果から特徴量を見出し , 検討を進めたので報告する .
FC-20-3
EEG measurement using capacitively-coupled electrode
○木村拓也 1、福村　肇 2、岡田志麻 1、牧川方昭 1
立命館大学理工学部　ロボティクス学科、2 立命館大学大学院理工学研究科
1
Microsaccade rate varies with arousal level
○田中達朗 1、小濱　剛 2、吉田　久 2
1
近畿大学大学院生物理工学研究科　電子システム情報工学専攻、2 近畿大学生物理工学部　電子シ
ステム情報工学科
自動車運転等の視覚依存性の高い作業下における覚醒水準の減衰は，視覚機能や運動能力の低下をもたらし，ヒューマ
ンエラーによる事故のリスクを増加させるため，その変動を客観的に捕らえるための判断基準の確立が望まれている．
覚醒水準と眼球運動の動的特性との関係を調査した報告によると，高速で断続的な視線のジャンプであるサッカードの
最高速度と継続時間の比 PV/D が，覚醒水準と強い相関を示すことが明らかにされているが，ヒューマンエラーに結び
付くような危機的状況の直前の変動については検討されていない（植野ら，2000）．そこで本研究では，覚醒水準が低下
して睡眠に至る直前に発生するとされる SEM（slow eye movement）を覚醒維持の限界点として定め，一定間隔でステッ
プ的に呈示位置を変える視標をサッカードにより追尾させる実験を実施し，SEM 発生に至るまでの PV/D と，サッカー
ド間の固視微動の解析を行った．その結果，PV/D の値が減少するのに伴って，固視微動中のマイクロサッカードの発
生頻度が増加することが示された．マイクロサッカードは，視覚的注意の集中状態に依存して発生頻度が変化すること
から，本研究の結果は，覚醒水準の低下によってもたらされる注意の集中力の低下の推移を示しているものと考えられ，
マイクロサッカードの発生頻度解析に基づいた覚醒水準評価技術への応用の可能性が示された .
− 227 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
FC-20-4
26
日
現在 , 脳波計測を行う際には , 頭皮処理を施し , ペーストを使用して頭皮に皿電極を接触させ , サージカルテープなど
を用いて電極を固定する方法が一般的であり , 被験者の負担は大きい . そこで本研究では , 毛髪を介しても脳波計測が可
能な容量結合型電極を開発した . この電極を用いれば , 頭皮処理やペーストは不要であり , 頭皮に直接電極を接触せず脳
波計測を行うことが可能である . これにより , 脳波計測における被験者の負担を軽減することを目的とした . また , その
電極を目出し帽に組み込むことで , 日常生活でも簡便に長時間脳波計測可能とすることも目的とした . 計測機器には , 携
帯型多用途生体アンプを用いた . 開発した電極による脳波計測と同時に , リファレンスとして皿電極による脳波計測をし
た . 電極の装着位置は , 10-20 法に基づいて C3, C4, O1, O2 の 4 点とした . 実験は , 1 分間の開眼 / 閉眼時の脳波計測実験と ,
長時間計測の可能性を示すため 1 晩の睡眠実験を行った . なお , 生体アンプを 2 台使用することで , 開発した電極とリファ
レンス電極を完全に電気的に分離した . 実験の結果 , 容量結合型電極によりα波 , β波 , δ波が計測可能であること , そし
て目出し帽に組み込んでも同様にδ波が計測可能なことが確認できた . 長時間計測に関しても , 終夜の計測が可能である
ことが確認できた . また , クロストーク検証の結果 , リファレンスからのクロストークはないものと考える .
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-20-5
Effects of motion sickness on fixation eye movements
○中川　啓 1、小濱　剛 2、吉田　久 2
1
近畿大学大学院生物理工学研究科　電子システム情報工学専攻、2 近畿大学生物理工学部　電子シ
ステム情報工学科
動画像中の激しい振動や急速な回転は，吐気やめまいなどの乗り物酔いと同様の病的な症状を引き起こす．これを映像
酔いと呼ぶ．家庭用テレビの大型化や高精細化と相俟って，日常生活における映像酔いのリスクが高まっているものの，
映像酔いが生体に及ぼす影響については，未だ全容の解明には至っていない．映像酔いは，視覚情報と前庭系の不調和
に依存して発生するものと考えられ，眼球運動制御系への強い関与が予想されるものの，固視微動への影響に関する詳
細な解析例はほどんど存在しない．そこで本研究では，映像酔いを生じさせる要素を含んだ映像を一定時間だけ観察す
る試行を繰り返し実施し，インターバル中の眼球運動を計測して固視微動の解析を行った．固視微動のうち，微小な視
線のジャンプとして観測されるマイクロサッカード（MS）は，視覚的注意の集中度合いによって，その発生頻度が変化
することが知られている．映像酔いは集中力の低下をもたらすと考えられることから，映像酔いの発症に伴って MS の
発生頻度が増加すると予想される．映像中の運動成分の主観評価と，MS の発生頻度との関係を分析したところ，激し
い運動成分が含まれ，映像酔いを引き起こす映像は，MS 発生頻度の増加をもたらすことが示された．このことから，
映像酔いが注視維持機構にまで影響を及ぼしている可能性が示され，固視微動の解析に基づく映像酔いの客観的評価の
可能性が示唆された．
一般口演 21「循環器系における無侵襲・無拘束計測と評価」
FC-21-1
17：10－18：00　第 2 会場
Assessment of left ventricular wall stiffening based on its epicardial
movement
○竹田泰治 1、坂田泰史 1、東森　充 2、真野敏昭 1、上村大輔 1、玉置俊介 1、大森洋介 1、塚本泰正 1、
相澤芳裕 1、増山　理 3、金子　真 2、山本一博 4、小室一成 1
1
大阪大学大学院医学系研究科　循環器内科学、2 大阪大学大学院工学研究科　機械工学専攻、3 兵
庫医科大学　内科学講座循環器内科、4 大阪大学　臨床医工学融合研究教育センター
日
26
午後の部
（土）
The prevalence of heart failure with preserved ejection fraction (HFpEF) has increased. However, the noninvasive
assessment of left ventricular (LV) wall stiffness which plays a crucial role in HFpEF is currently difficult.Based on the
linear elastic theory, we hypothesized that the epicardial movement during diastole is promoted with wall stiffening if
wall thickness at the beginning of diastole and the endocardial movement during diastole are the same. According to
this hypothesis, we devised epicardial movement index (EMI) reflecting the LV epicardial movement (EMI= (endocardial
movement during diastole - epicardial movement during diastole) / (wall thickness at the beginning of diastole ×
epicaldial movement during diastole)) to assess LV stiffening. The animal study showed significant and inverse
correlation between EMI and myocardial stiffness constant. We confirmed the abnormality of EMI in HFpEF patients.
In conclusion, the assessment of LV epicardial movement is useful for evaluation of LV stiffening.
FC-21-2
Preliminary study on beat-by-beat HPCD method for non-invasive
hemodynamics evaluation
○小川充洋、野川雅道、大兼政天平、田中志信、山越憲一
金沢大学大学院自然科学研究科
Gregg らは "Hemodynamic Profile"（HP）と "Compensation Deficit"（CD）と呼ばれる 2 量により表現される循環動態モデル
と評価法（HPCD 法）を提案した［1］。これは、心拍出量 CO と総抹消循環抵抗 TPR で表現される平面を 45 度回転させて
HPCD 平面を得るものであり、y 軸に相当する CD は血圧上昇反応に相当し、x 軸に相当する HP は中枢と抹消のどちらが
優位かを表現する。TPR の計測は不可能であるので、平均血圧 MBP と CO の測定から TPR を算出することで HPCD 法
を行う。従来の HPCD 法は 2 点の比較を行うものであったが、今回われわれは、毎心拍において HPCD 法による評価を
行う方法を試みた。なお、CO と MBP は胸部アドミタンス法および容積補償法を用いて 1 心拍毎に計測を行い、被験者
に寒冷負荷とエルゴメータ運動を課した。結果、1 心拍毎に計測された HPCD 平面上のプロットは、寒冷負荷時には末
梢優位方向に、エルゴメータ運動時には中枢優位方向に移動した。結果より、これまでの HPCD 法を毎心拍での評価に
拡張し、各種ストレス負荷時の循環動態の動的な評価が可能となると考えられた。［1］ME. Gregg, TA. Matyas and JE.
James: A new model of individual differences in hemodynamic profile and blood pressure reactivity. Psychophysiology.
39 (1): 64-72, 2002.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 228 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-21-3
Development of blood pressure measuring system installed in a toilet-seat
using the volume-oscillometric method
○田中直登、本井幸介、秦　一裕、野川雅道、小川充洋、五十嵐朗、田中志信、山越憲一
金沢大学理工研究域
近年治療型医療から予防型医療へのシフトが急務であり、生活習慣病予防のために毎日かつ長期的な健康チェックが非
常に重要になってきた。しかしながら、現在の市販計測機器は、センサの身体装着や機器操作を必要とするため、非常
に煩わしく、健康チェックが長続きしないという問題がある。そこで本研究では、便座に組み込んだ反射型光電容積脈
波センサ・接触圧センサ内蔵の圧迫板により大腿部後面を局所圧迫することにより、容積振動法の原理に基づき最高・
平均血圧を計測可能な「便座内蔵型血圧計」の開発を目的とし、システムの試作及び計測精度評価を行ってきた。今回シ
ステムの実用化に向けて、様々な体格の被験者において、安定して容積振動法適応に最適な光電容積脈波及び加圧力を
得ることが可能な便座形状の検討・試作を行い、システムの計測精度評価を実施した。まず、便座形状については、普
段どおり座るだけで計測対象血管である大腿部貫通動脈付近に血圧計が接触するように、大腿部をサポートする形状と
した。また便座幅についても、着座時に大腿部を大きく圧迫しないよう幅広形状とした。この便座に血圧計を組み込み、
健常成人 12 名を対象とした本システム及び市販血圧計との同時計測を行った結果、80%以上の確率で最適な脈波・圧変
化を検出可能であると共に、市販品と良く一致した血圧値が得られ、実用に供し得ることが確認された。
FC-21-4
Noninvasive beat-by-beat blood pressure measurement for preventing
severe orthostatic hypotension with spinal cord injury
○長瀬樹生 1、小野崇貴 1、野川雅道 1、小川充洋 1、山越健弘 1、坂本隆史 2、戸伏倫之 2、村山佳範 2、
田中志信 1、山越憲一 1、砂川賢二 2
1
金沢大学大学院自然科学研究科、2 九州大学大学院医学研究院
Noninvasive systolic and diastolic blood pressure measurement method
based on volume oscillometric method
○野川雅道、小川充洋、山越健弘、田中志信、山越憲一
金沢大学理工学域
本研究は間欠式血圧計測法である容積振動法に着目した明確な物理的根拠を持つ最高・最低血圧決定法の提示と，理論
的・実験的検討による本法の妥当性を評価した研究である．本法の基本原理は，血管内外圧が一致する血管内容積を最
高・最低血圧の各血圧において決定するために，外圧変化（Pc）に対する血管容積（光電容積 :V）変化 :dV/dPc を光電容積
信号脈波成分のボトム・ピーク点のエンベロープに対して導出し，その最大変化点（コンプライアンス最大点）から，最
高・最低血圧を決定するものである．本法の妥当性を検討するために，有限要素法において超弾性体を適用した血管壁
モデルに対し血管内外圧変化に伴なう血管内容積変化を解析したところ，上記エンベロープ解析から最高・最低血圧が
導出可能であることを確認した．また，実験的に行った直接法との比較においても，光電容積信号の解析から，最低血
圧 =-1.8 ± 6.4［mmHg］,　最高血圧 =2.3 ± 7.7［mmHg］と良好な結果を得た．
− 229 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
FC-21-5
26
日
我が国における脊髄損傷患者（以下脊損者）は毎年約 5000 人ずつ増えており，現在約 10 万人以上，世界においても 120 万
人以上いるとの報告がなされている．受傷により，自律神経障害などの合併症を引き起こすが，特に脊損者の 70%以上
が起立性低血圧に悩まされており，QOL の著しい低下が問題となっている．また，医学の発達により脊損者の平均余命
が伸びていることからも，QOL の向上が望まれている．そこで我々は，起立性低血圧予防のための血圧制御システムの
開発を行っている．本システムは脊損者の血圧を無侵襲的に連続計測し，制御目標値との差分から血圧調節装置により
血圧を維持し，起立支援を行うものである．今回このうち無侵襲連続血圧計測システムについて検討した．本システム
における計測部位について，重度脊損者は寝たきりで上肢での運動を行っていることからその運動を妨げない足背動脈
を選択し，足背動脈圧連続計測の可能性の検証，および計測精度向上のための取り組みを行ったので報告したい．
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
一般口演 22「基盤技術－脳・神経系」
FC-22-1
14：00－14：50　第 5 会場
Study on Picture Quality Evaluation by ERP -Fundamental Study on
Development of Method without Pushing Button Corresponding to each
Opinion○中島恵子 1、田中元志 1、井上　浩 1、新山喜嗣 2
秋田大学工学資源学部　電気電子工学科、2 秋田大学大学院医学系研究科
1
画質評価時において，評価語に対応したボタンを押させたときの事象関連
電位（ERP）計測を行った結果，評価によって P300 振幅が異なったが，ボタ
ンによる評価を行わずに ERP による評価ができることが望ましい。本研究
では，すべての評価語に対して共通のボタンを押させて，画質を比較評価
させたときの ERP を測定した（実験 A）。評価用画像は鮮明な静止風景画 P1
（標準画像）と品質劣化画像 3 枚 P2 ～ P4（P4 が最も劣化）を用いた。比較の
ため，各評価語に対応したボタンを押させた実験も行った（実験 B）。図に
P300 振幅の結果例を示す。実験 A，B のどちらにおいても P3 の P300 振幅
が最も大きく，実験 B で平均評価値（MOS）を求めた結果，P300 振幅と関連
が見られた。ボタン押し評価を用いない方法の可能性が示唆された。
FC-22-2
Study on Evaluation of Food by ERP -P300 in the Case while Changing the
Number of Displayed Pictures Corresponding to eacn Opinion○本間智大 1、田中元志 1、井上　浩 1、新山喜嗣 2、高橋　徹 3、熊谷昌則 3、秋山美展 4
1
秋田大学工学資源学部　電気電子工学科、2 秋田大学大学院医学系研究科、3 秋田総合食品研究所、
4
秋田県立大学生物資源科学部
日
26
午後の部
（土）
事象関連電位（ERP）による食品の好み評価を目的とし，画像を提示して 3
段階の好み評価時の ERP を測定した結果，評価語に対応する画像の枚数の
組合せによって P300 が異なる場合があった。本研究では，評価語に対応す
る画像の枚数を変えて，好み評価と ERP の関連を検討した。評価語は「3：
とても好き」，「2：次に好き」，「1：普通に好き」とし，被験者に用意したケー
キ画像から各評価語に対応する画像をそれぞれ 1，1，3 枚（実験 A），1，2，
2 枚（実験 B）を選ばせた。実験 A と B の P300 面積（潜時 250 ～ 500ms 間の面
積，Pz）を図に示す。実験 B では評価による違いが見らないが，実験 A では，
「とても好き」のときに最も大きい。「とても好き」，「次に好き」と評価する
画像が各 1 枚となる方法がよいことが示唆された。
FC-22-3
Discrimination of individual images at several viewing angles contributes to
the development of view-invariant object recognition
○岡村純也、山下和香代、潤　美紀、池尻祐大、王　鋼
鹿児島大学大学院理工学研究科
It has been reported behaviorally in monkeys that after experiencing individual images of objects in several viewing
angles without experiencing association, view-invariant object recognition ability develops. To clarify whether the
ability develops after active discrimination of the individual images or just passive seeing, two kinds of preparatory
tasks were performed before testing with view-invariant object discrimination task. An object set contained 16
images, which consisted of four objects created by deforming a prototype and four views for each. One of the
preparatory tasks required the monkeys to discriminate objects from those of low similarity in a different set. The
other required discrimination of objects from those of high similarity within a set. After the latter preparatory task
the monkeys successfully discriminated objects from similar distractors when the viewing angle changed, while
they failed after the former. The result indicates active discrimination is required for the development of the viewinvariant object recognition.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 230 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-22-4
Relationship between the brain recognition and the difference of SSRs
latency by stimulation of multi modality
○三谷博子、石山陽事
杏林大学保健学部　臨床生理学・医用応用工学教室
【目的】交感神経皮膚反応（SSR）は様々な感覚刺激や深吸気刺激により誘発される汗腺由来の緩徐な反応であることが知
られている。そこで深吸気刺激，音刺激，視覚画像刺激等を用いて，それぞれの SSR 立上り潜時差と刺激による大脳の
認識時間について検討した。【方法】正常成人被験者を用いて手掌の SSR を記録した。深吸気刺激の開始点は胸部にスト
レンゲージを装着し呼吸曲線を，また音刺激の刺激点はマイクロフォンによって集音し SSR と同時記録した。視覚画像
刺激はディスプレイ上に映す画像を用い，単色画像中に意味のある画像を 8：2 の頻度で表示し SSR を同時記録した。【結
果と考察】深吸気の SSR 潜時は音より短く，視覚画像の潜時は音の潜時より短いことが観察された。深吸気刺激による
SSR は肺の伸展受容器からのインパルスが 求心性神経を経た 脳幹での反射による反応であり，音刺激による SSR は 1 次
聴覚野を経て大脳で認識され，交感神経を介して誘発される反応であると考えられている。従って音と深吸気刺激によ
る SSR 潜時差は大脳での音認識に要する処理時間を含んでいると考えられる。さらに視覚画像刺激による SSR 潜時の延
長はより複雑な大脳での認識処理時間が含まれていると推定された。以上の深吸気刺激と他の感覚刺激による SSR の潜
時差が事象関連電位（ERP）の潜時同様，認知機能の検査に対する新たなパラメータとなり得ることが示唆された。
FC-22-5
Examination of the Measurment of Reaction of Autonomic nerve by having
stimulated Acupuncture point by using Low energy Laser
平井紀光 1、○八木明日香 2、福長一義 3、大竹　隆 4
1
桐蔭横浜大学医用工学部　臨床工学科、2 桐蔭横浜大学医用工学部　臨床工学科、3 杏林大学保険
学部　臨床工学科、4 三千堂治療院
FC-23-1
14：50－16：00　第 5 会場
Angular Dependence of MRI Signal Intensity from Achilles Tendon for
Noninvasive Detection of Minute Rupture
○徳井隆博 1、井村誠孝 1、大口　諒 3、田畑慶人 4、石垣陸太 4、鍵山善之 2、黒田嘉宏 1、藤原一央 3、
大城　理 1
1
大阪大学基礎工学研究科　機能創成専攻、2 大阪大学臨床医工学融合研究教育センター、3 メディ
カルチャート登美ヶ丘、4 京都医療科学大学医療科学部
跳躍や走行中に起きるアキレス腱断裂は、スポーツ選手の選手生命において致命的であり、医用画像による非侵襲的
な兆候把握が期待されている。しかし従来の画像化手法では、特殊な機器を用いる必要があること、画像のコントラス
トが不十分であることなどの問題があり、断裂予防のための有効な可視化手法は確立されていない。アキレス腱は、三
重螺旋構造であるコラーゲン繊維が、同一方向に整列した構造をもつ。そのため、アキレス腱に対して水和する水分子
は規則正しく整列し、緩和時間が短くなるので、一般的な MRI 計測器では信号を検出することができない。一方、MRI
計測において、均一な繊維配列をもつ計測対象は静磁場方向に対する角度に依存して信号強度が変化することが知られ
ている。特に Magic Angle Effect（MAE）という、繊維方向と静磁場方向が約 55 度になったときに発生する強い信号は、
アーチファクトとされ診断の妨げになるものである。しかし MAE による信号強度の変化は、組織の繊維方向の一様性
を示す尺度ととらえることもできる。本研究では、一般的にはアーチファクトの原因となる計測信号の角度依存性を利
用し、アキレス腱に生じた傷の検出の可能性について検証する。正常な試料と、コラーゲン繊維を一部破壊した試料を
静磁場に対して複数の角度で配置・計測し、MRI 信号強度の角度依存性と腱の断裂状態との関連性を明らかにする。
− 231 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
一般口演 23「基盤技術－電気・磁気・電波」
26
日
〔緒言〕解剖学・生理学を基礎とした工学的な分析的方法による西洋医学に基づく現代の医療技術は、副作用や安全性に
問題が指摘され医療技術の限界とも言われている。一方の東洋医学の鍼灸療法は自律神経の制御や自然治癒力の向上な
ど安全な全人的医療として一定の評価が得られている。しかし、科学的根拠が明らかになっていないことなどが技術の
向上と普及を阻んでいると考えられる。〔目的〕低エネルギーレーザの電磁波効果を利用して経穴を刺激し、自律神経の
反応と生体内部環境への影響が経穴反応へのフィードバックの状態を調査し、動的平衡機能状態の計測法を検討する。
〔方法〕個人を対象に、日常の一日の時間帯に対応する自律神経の状態に応じ、特定した経穴をパルス強度変調した直線
偏光レーザで刺激したときの各経穴の電気インピーダンスの変化及び光ファイバー式超高分解能分光器（Ocean Optics
HR4000）を用いて経穴部位の光吸収分光特性を測定した。〔結果〕特定した左手掌外側の経穴（合谷）を刺激すると、反対
側の右手掌外側の電気インピーダンス変化と経穴の分光特性にも僅かな吸収波長の変化が見られ、生活状態においても
経穴の特性変化があることも確認された。〔結語〕生体の特殊性である外部環境および内部環境に適応するための動的平
衡（恒常性）を保つ過程のゆらぎ反応を経穴の特性変化の測定から得られる可能性が示唆された。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-23-2
Parameters decision of noise rejection using independent component
analysis for low SNR magnetocardiogram
○小林宏一郎 1、小山田健太 1、吉澤正人 1、内川義則 2
1
岩手大学工学部　電気電子・情報システム工学科、2 東京電機大学理工学部　電子・機械工学系
We have studied a method of environmental magnetic noise rejection using independent component analysis (ICA)
for magnetocardiograms (MCGs). ICA is a useful method of separating the signal from noise. However ICA has
various problems in determining numerous parameters and distinguishing signal or noise components from separated
components. In many cases, these have been determined from the experiential results, and it has been difficult to
determine the optimum parameters. We proposed a method of the distinguishing signal or noise components using
the autocorrelation function of electrocardiograms (ECGs) and MCGs. Contraction dimension decisions were used to
determine the maximum value of the autocorrelation function. The testing to verify its accuracy was carried out for
MCGs with various signal-to-noise ratios. We found that this method was effective for the noise rejection.
FC-23-3
Evaluation of the influence of exposure to intermediate-frequency magnetic
fields before seeding on the growth rate of pink white radish sprout
○茅野　功、望月精一、小笠原康夫
川崎医療福祉大学医療技術学部　臨床工学科
日
26
午後の部
（土）
[Purpose] We aimed at evaluating quantitatively the influence of pre-sowing exposure to intermediate frequency
magnetic fields on seeds growth.
[Experimental Methods] We measured from the time of sowing till 103 hours the germination rate and full length of a
root and stalk of pink white radish sprout seeds that were grown under the following two conditions. Group 1 (exposure
group): First, seeds were pre-exposed to intermediate frequency magnetic fields (25 kHz, 10 µT) for 168 hours and
longer (n=67), and then were sowed in the living environment (1 Hz-400 kHz, 0.14 µT or less). Group 2 (control): Seeds
were sowed and grown in the living environment throughout the experiment (n=70).
[Results] No significant differences were observed for both the germination rate and full length of a root and stalk
between the two groups (p=NS). Therefore, pre-sowing exposure to intermediate frequency magnetic field does not
exert any growth-stimulating effects.
FC-23-4
Evaluation of regional ventilation by the multi-electrode impedance method
降矢典雄、○下山田直人
産業技術高等専門学校　医療福祉工学コース
現在、局在性肺疾患を有する患者の肺換気動態の評価には、主に Xe133 吸引によるシンチグラムを用いられている。し
かし、同法は放射性同位元素を用いるため、非侵襲的では無く、特に閉塞性肺疾患患者に施行した場合、Xe ガスの半減
期（約 5 日程度）を待たざるを得ないことから、連続した反復施行は難しいと言える。胸部電気インピーダンス変化が肺
換気量変化を反映していることは既に明らかとなっており、肺換気量変化情報を得る上で、簡便な電気インピーダンス
法は有用であると言える。本研究では、局所肺換気量変化を検出する事を目的として、多電極インピーダンス法により
アプローチを加えている。インピーダンス感度理論によれば、局所導電率の変化はインピーダンス感度で重み付けられ
測定インピーダンス変化として現れる。我々は、体表面に複数の電流電極対と電圧電極対を配置し、同時に電流電極か
ら電流を印加する事で、インピーダンス感度分布を目的に合わせ作る事を狙っている。今回は、3 次元アイソパラメトリッ
ク有限要素法によるラプラス場のシミュレーション解析を行ない、インピーダンス感度分布を求めると共に導電率変化
に伴うインピーダンス変化を算出し検討を加えた。肺を左右肺レベルで考えた場合、肺を 4 肺野レベルで考えた場合の
電極数、電極配置、通電方法について検討した結果、提案する手法により局所肺換気動態の推定が可能であるとの結論
が得られた。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 232 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-23-5
An approach to the diagnosis of metabolic syndrome by the multi-electrode
impedance method
降矢典雄 1、○手嶋祐太 1、宮崎彩加 1、酒本勝之 2
産業技術高等専門学校　医療福祉工学コース、2 首都医校　臨床工学科
1
血管性病変を上流側で予防するためメタボリックシンドローム診断の必要性が叫ばれている。その診断には X 線 CT や
MRI 等の画像診断が用いられ、また簡易的には「腹囲測定」や電気インピーダンス法による「体脂肪量推定」が実施され
ている。電気インピーダンス法では、ラプラス型の問題となるため電極近傍の情報が強く反映され、その結果、測定イ
ンピーダンスは、皮下脂肪の影響を強く受けることとなる。本研究ではインピーダンス感度理論を基に検討を加えている。
内臓脂肪量を推定するためには、生体深部のインピーダンス感度を高める必要がある。加えて、測定インピーダンス値
から皮下脂肪の影響を取り除くため、浅部にある皮下脂肪の影響を調べる必要がある。我々は、多電極インピーダンス
法を提案し、体表面から同時に電流電極に電流を印加することで、インピーダンス感度の重み付けを行っている。また、
インピーダンス測定用として、深部測定用チャンネル（Ch-A）と浅部測定用チャンネル（Ch-B）の 2 つのチャンネルを設
けている。今回は 3 次元アイソパラメトリック有限要素法を用いたシミュレーション実験を通じて、内臓脂肪体積、皮
下脂肪体積と各チャンネルのインピーダンス値の関係を調べ、重回帰分析を行った結果、通常 4 電極法施行時の内臓脂
肪体積－インピーダンス値の相関係数に比べ、高い相関係数を有する簡便な内臓脂肪量推定の重回帰式が得られたので
報告する。
FC-23-6
Basic study of electrical impedance CT
降矢典雄 1、小島良平 1、小浦駿弥 1、○藤川　隼 1、酒本勝之 2
産業技術高等専門学校　医療福祉工学コース、2 首都医校　臨床工学科
1
Study of Measurement of Water Content in Human Body by Impedance
Method
○久森康平 1、阿部武志 1、秋山庸子 1、三島史人 1、前川義量 1、山田憲嗣 2、西嶋茂宏 1
1
大阪大学大学院工学研究科、2 大阪大学臨床医工学融合研究教育センター
介護者が被介護者の尿意を理解して適切に処置することは被介護者の QOL 向上のために重要である。しかし現在、尿量
を自動的にかつ定量的に評価できる簡便な手法はない。本研究では膀胱内尿量の変化を生体電気インピーダンス法で測
定することを検討した。インピーダンス法は装置が簡単・安価であるという利点がある。まず人体の下腹部の等価回路
モデルを作成し、シミュレーションを行った。腹部断面図に基づいて回路モデルは複数の抵抗とキャパシタを用いて作
成し、物性値は実測文献値をもとにそれぞれの部位で定義することで、脂肪、筋肉、尿、骨の 4 要素を定義した。下腹
部に電流を印加した際、膀胱内に蓄尿しているときとしていないときで電流経路がどのように変化するかを調べた。そ
の結果、蓄尿前後で電流経路が変化し体表面の電圧分布が低下することがわかった。このことから尿量の増加により生
体インピーダンスは低下することが予想される。このシミュレーションの結果を受けて実際に被験者に交流電流を印加
し、水分を摂取する前後で生体インピーダンスが変化するかを調べた。介護現場の状況を想定して仰臥位で測定を行った。
同時に尿意の官能値を取ることで、尿意と生体インピーダンスの相関を調べた。その結果、尿意の官能値の増加とともに、
生体インピーダンスは低下した。今後は本手法の臨床での実用化に向けた検討を行う。
− 233 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
FC-23-7
26
日
電気インピーダンス CT は非侵襲的計測法であり、実現により生体内部導電率情報が得られるメリットを有している。
我々は体表面で計測される電気インピーダンス値から内部導電率分布を推定する逆問題に取り組んでいる．本研究では
インピーダンス感度理論を用い、各ボクセルの導電率仮想値と真値の差が、複数の電極セットで測定されるインピーダ
ンスにおける仮想値と真値の差としてどの様に現れるかを定式化し、これを解き、導電率補正項を求めながら、繰り返
し演算を経て再生像を求めている。これまでに、シミュレーション実験及び、生体ファントムと計測システム（1 組の定
電流源とインピーダンス測定回路をマルチプレクサでスイッチングする形式）を用いた実測実験から，4 ～ 5 桁程度の計
測精度が必要であることが分り、この計測精度以上で内部領域に存在する異導電率媒質を明らかにする再生画像が示せ
ることを報告している。今回はより正確な再生像を得るために必要な精度について、1）電場解析の計算精度の影響、2）
解析条件に解剖学的構造情報を付加した場合の影響、3）未知導電率ボクセルと異導電率媒質の位置関係に着目して検討
を加えた。その結果、未知媒質の数を減らすことで、収束に要する演算回数が減ると共に、必要な測定精度も軽減され
ること、また、異導電率媒質がボクセルの 75%程度を占める場合、的確な再生像が得られることが分った。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
一般口演 24「シミュレーション・モデル解析 1」
FC-24-1
16：10－17：20　第 5 会場
Constraints for compartmentmodel estimation in PET neuroreceptor
quantification based on a structure of solution space
○岡西洋祐 1、木村裕一 1,2、菅　幹生 1,2
1
千葉大学大学院工学研究科、2 放射線医学総合研究所　分子イメージング研究センター
PET で計測された組織中および動脈血漿中の時間放射能曲線に対し，薬剤の挙動を記述するコンパートメントモデルを
推定することにより，神経受容体濃度などの生理学的機能情報を得ることができる．しかし，神経受容体に対する薬剤
のコンパートメントモデルは，指数項を二つ含むためにその推定が不安定となる．そこで本研究では，モデル推定のた
めの解空間の構造に着目した拘束条件の導入による推定の安定化について検討する．本手法は，まず投与薬剤から生理
学的に想定される一連の組織内時間放射能曲線を事前に準備し，各時刻のデータを座標値とする特徴空間を生成する．
この特徴空間上の多様体を解空間と呼ぶ．評価関数にマハラノビス距離を用い，解空間内の最近傍点を最適解とした．
アデノシン A2A 受容体用のプローブである［11C］TMSX を想定した計算機シミュレーションを行った結果，神経受容体
濃度を反映する全分布体積（VT）のバイアスは 0%と安定していた．さらに解空間の構造を検討した結果，VT を局所に
限定することで binding potential（BPND）の分布も限局化されることがわかった．そこで，解空間を VT の真値から±
1%以内に該当する範囲に限定し，再度本手法を適用したところ，BPND はバイアスが全て± 10%以内となり推定性能に
改善がみられた．これより，解空間に基づいた拘束条件を設定する妥当性が示唆された．
FC-24-2
Effects of the Frequency of Supra-threshold Input Signals on Mutual
Information in a Population of Hippocampal CA1 neuron models
○川口　港 1、簑　弘幸 2、百瀬桂子 3、Dominique Durand4
1
早稲田大学人間科学学術院人間科学研究科、2 関東学院大学工学部　電気・電子・情報学科、3 早
稲田大学人間科学部　人間情報学科、4Neural Engineering Center, Department of Biomedical
Engineering, Case Western Reserve University
日
26
午後の部
（土）
確率共振（SR: Stochastic Resonance）は、非線形系において閾値未満の微弱な信号が適切な強度の雑音の印加によって検
出される現象である。一方、閾値以上の入力信号に対しても適切な強度の雑音の印加によって情報伝達が向上する現象
が観測されており、Supra-threshold SR（SSR）と呼ばれている。この枠組に則り、我々は信号としてポアソンショット
雑音を海馬ニューロンネットワークモデルに入力したときに SSR が観測されることを報告した。しかしながら、ポアソ
ンショット雑音の頻度が SSR に影響を与えるか否かはこれまで明らかにされていなかった。本研究の目的は、海馬 CA1
ニューロンネットワークモデルに対して様々な頻度の入力信号を与えたときに、SSR が観測されるか否かを調査するこ
とである。シミュレーションでは、閾値以上の入力信号とそれに独立な雑音を各ニューロンの樹状突起に印加し、細胞
体で記録された活動電位の発火時刻より得られた集合発火レートから相互情報量を推定した。その結果、θ波帯（5［Hz］）
の頻度では特定の雑音強度で相互情報量が最大化される SSR が観測されたが、β波帯（20［Hz］）の頻度では SSR は観測
されなかった。海馬 CA1 ニューロンネットワークモデルにおいてθ波帯の入力信号で SSR が明瞭に観測されたことから、
SSR が記憶の形成に役割を果たしていることが示唆された。
FC-24-3
3D Visualization of brain electrical activity using coronal, sagittal, and
transverse dipole imaging
○堀　潤一、佐藤晃司
新潟大学大学院自然科学研究科
脳内電気活動を非侵襲で可視化する方法として，等価ダイポール信号強度分布を用いた脳波ダイポールイメージングが
ある．この方法によれば，脳内信号源の数や方向を制限することなく，頭部モデルの逆問題を解くことにより，高空間
分解能で脳内電気活動を表現できる．これまで，脳表面に平行な層上に仮想的に複数ダイポールを配置した球状頭部モ
デルが提案された．このモデルでは信号源の 2 次元的な位置は精度よく求まるが，信号源の深さに関する情報を得るこ
とは困難であった．本研究では，CT，MRI などの医療画像可視化技術のように，前額面，矢状面，水平面で構成される
頭部基準面において等価ダイポール分布を推定し，信号源の深さ，方向を可視化する 3 次元脳内電気活動イメージング
手法を提案した．球状の等価ダイポール信号強度分布は任意の深さに設定できるので，複数の深さのダイポール強度分
布を算出することにより 3 次元情報を獲得した．ある一定の厚さを持ったイメージング平面を設定することにより，任
意の断面での情報を得ることができた．様々な信号源を想定したシミュレーションを行った結果，本手法によって信号
源の位置，深さ，方向の情報を得ることができた．さらに，視覚誘発脳波へ応用したところ，生理学的知見と一致した
結果が得られた．時系列データに拡張することで信号源の追跡も可能となった．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 234 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-24-4
The relationship between QT interval and RR interval using Multivariate
Autoregression Model
○大無田孝夫 1、柴田仁太郎 2、斎藤園子 2、野口　晶 2、高橋早苗 2、小船井良夫 2
1
東京電機大学　先端工学研究所、2 新宿三井ビルクリニック
＜はじめに＞心電図 QT 間隔は心室の活動電位持続時間を反映し，抗不整脈薬の効果判定や QT 延長症候群の病状推定な
どに用いられている．我々は新しい QT 間隔自動計測法を開発し，基線の動揺した心電情報でも 5ms の誤差範囲で QT 計
測が可能であると報告した（心電図 2006；809）．心電図 QT 間隔は RR 間隔との相関が知られているが，1 拍毎の RR-QT
関係の瞬時変化はどのような挙動を示すのか，一拍もしくは数拍前の RR 間隔が QT 間隔に及ぼす効果について多変量自
己回帰モデルを用いて検討を行った．＜方法＞健常例 11 名に安静臥位にて第二誘導心電図を 5 分間記録し，我々の開発
した自動計測法により QT 自動計測を行い，RR 間隔および QT 間隔を計測し，両者を多変量自己回帰モデルにあてはめ
制御依存関係を求めた．また，ペースメーカー装着者 8 名のペースメーカチェックの際に急激に RR 間隔を延長させた際
の QT 間隔の挙動と比較検討を行った．なお実験は被験者のインフォームド・コンセントを得て行い，Mother Wavelet
には Mexican Hat を用いた．＜結果＞健常例より求めた RR 間隔にインパルス入力した際の QT 間隔の応答はペースメー
カチェックの際の急激に RR 間隔を延長させた際の QT 間隔の挙動とよく似た傾向を示した．＜まとめ＞多変量自己回帰
モデルより求めた RR，QT 間隔の制御依存関係とペーシング時の心電図を用いることは RR 間隔が QT 間隔に及ぼす効果
を検討する手法として有用であると考えられた．
FC-24-5
Analysis of phase singularity during local hypothermic defibrillation using
optical mapping system
○荒船龍彦 1、佐久間一郎 2、柴田仁太郎 3、芦原貴司 4、中沢一雄 5、本荘晴朗 6、神谷香一郎 6、
児玉逸雄 6
1
産業技術総合研究所　人間福祉医工学研究部門、2 東京大学大学院工学系研究科、3 新宿三井ビル
クリニック、4 滋賀医科大学　呼吸循環器内科、5 国立循環器病センター研究所、6 名古屋大学　環
境医学研究所
Radius-based volume visualization for vessel structures
○衛藤　聖、中尾　恵、杉浦忠男、湊小太郎
奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科
近年，CT や MRI などの撮像技術の向上に伴い，大規模なボリュームデータが取得されるようになった．この膨大なデー
タから診断や手術計画に有用な情報を効率的に可視化することが望まれている．現在，広く利用されているボリューム
可視化方法は，ボリューム全体の輝度値や勾配情報を指標としているため，血管や神経の走行など複雑な局所構造を効
率的に可視化することは困難である．一方，局所構造に着目した可視化では，局所構造の種類や大きさを考慮した柔軟
な可視化が課題となっている．そこで本研究では，局所構造を定量化する可視化手法を発展させ，特に管状構造の太さ
を指標としたスケール空間の構築とそのボリューム可視化への応用を目指している．本手法は，管状構造に関する固有
値データを利用してスケール空間を生成し，元のボリュームデータに含まれる管状構造の半径と対応するスケールを可
視化パラメータとして利用する．本稿では，提案手法を医用画像データに適用し，検証した結果について報告する．
− 235 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
FC-24-6
26
日
Cardiac electrical defibrillation is the most effective treatment to stop cardiac arrest. However defibrillation shock
still has some issue, such as low QOL and risk of re-fibrillation, it should be solved immediately. Recently novel low
energy defibrillation method is reported that global or local moderate hypothermia approve defibrillation success. For
clarifying the mechanisms of local cooling defibrillation, we have developed optical measurement system with highspeed digital camera, Langendorff apparatus of rabbit heart and transparent cryoprobe using Peltier devices. The
results of defibrillation shock against initiated VT ware classified to 4 groups ((1) Phase resetting, (2) New phase arises
and terminate reentry, (3) Multiple wave arises, (4) Unchanged) and ware compared with control condition. In local
cooling, the group of (2) was increased and (3)(4) was decreased, and total defibrillation threshold was significantly
decreased. The results suggested that shock induced phase singularity under local hypothermia has important role in
defibrillation success.
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-24-7
FDTD analysis of a waveguide antenna used in a RFID sensing system
○木谷啓祐 1、工藤孝人 1、花田英輔 2、広里成隆 3
大分大学工学部　電気電子工学科、2 島根大学医学部附属病院　医療情報部、3 竹中工務店　技術
研究所
1
現在，IC タグ技術は様々な分野で活用されている．バッテリーがなくても動作し，データの送受信が可能であることに
加えて，汚れに強い，形状加工が容易，小さなタイプは物に埋め込むことができるなど，IC タグには多くのメリットが
存在する．近年では，医療機関における人，物，情報を連動させて管理するための手段として IC タグの導入が進み，様々
な IC タグ用アンテナも開発されている．本研究では，導波管アンテナを利用した RFID 物品センシングシステムの設計
に資することを目的として，導波管アンテナから放射される電磁波の電界振幅分布について FDTD 法に基づき解析して
いる．まず，一辺が 2m の立方体の解析空間を設定し，その周囲を PML 吸収境界で終端する．次に，2 箇所の開口部の
ある導波管を解析空間内に設置する．さらに，導波管内の端部に半波長ダイポールアンテナ 2 本を十字に組み合わせて
配置する．これらのアンテナから円偏波を放射し，導波管内外の電界振幅分布を可視化している．シミュレーションの
一例として，開口部の左右または上下に金属ガイドを設置した場合とガイドを設置していない場合の開口部前方への電
磁波の指向性を比較し，設計支援におけるシミュレーションの有効性を示している．今後の課題として，金属ガイドの
最適な長さに関する検討や実験結果との比較などが挙げられる．
一般口演 25「シミュレーション・モデル解析 2」
FC-25-1
17：20－18：00　第 5 会場
Prediction of thrombus formation process in blood flow with separation
using lattice Boltzmann method
○玉川雅章、鳥屋尾亮
九州工業大学大学院生命体工学研究科
日
26
午後の部
（土）
Recently artificial organs, especially rotary blood pumps, have been developed in the worldwide, but in this
development, thrombus occurs in the pumps. In general, the main physical factors of thrombus formation are
considered to be shear rate, wall properties for blood s adhesion. In this paper, assuming that the blood flow is
multiphase flow composed of blood plasma and activated fibrinogen, the effects of surface tension and adhesion
force to the wall were added to lattice Boltzmann method (LBM) computational model. From these computations
for symmetrical backward facing step flow, it was found that the thrombus formation occurred just after the
reattachment point and behind the step. To predict thrombus formation in blood flow, effects of threshold level of
physical parameters such as shear rate, adhesion force was estimated. It was found that the predicted adhesion point
on the wall agrees with the visualization of thrombus formation by taking proper thresholds.
FC-25-2
Real-time Stress Analysis for Preoperative Planning in Microendoscopic
Discectomy
○畑　丈智 1、中尾　恵 1、木岡雅彦 2、吉田宗人 2、今中良一 3、湊小太郎 1
1
奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科、2 和歌山県立医科大学　整形外科学教室、3 パナソ
ニックメディカルソリューションズ株式会社
内視鏡下脊椎後方手術は、従来の固定具を用いた脊椎の固定術と異なり、椎骨の一部のみを切削することで患部へアプ
ローチし、低侵襲で神経の圧迫を緩和する手術である。術後の脊椎への負担を最小限に抑えるために、切削範囲の綿密
な計画や切削後の強度評価が望まれている。強度評価には患者の医用画像から脊椎のメッシュを作成し、有限要素法に
基づいた応力解析を実施することが考えられる。切削は構造変化を伴うが、計画時にユーザが頻繁にメッシュを再生成
することは現実的でない。本研究では、実測医用画像から構築される椎骨モデル上で、有限要素法に基づいて切削後に
生じる応力分布をシミュレートし、リアルタイムに可視化することで切削範囲の計画・評価を支援するシステムの開発
を目指している。切削されるメッシュの一部を頂点数の増減なく更新し、部分的に剛性マトリクスを修正することで，
切削による構造変化に対しても高速にシミュレーションを実施する。本発表では、最初の試みとして、実測 CT データ
を用いて椎骨切削前と切削後の応力分布の変化を確認したので、その結果を報告する。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 236 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-25-3
Deformation Analysis of Ankle Foot Orthoses with Different Shapes by the
Dynamic Finite Element Method using a Human Lower Leg Model
○花房昭彦 1、丸山倫靖 2、池田知純 2、不破輝彦 2、中山　剛 3
芝浦工業大学システム理工学部　生命科学科、2 職業能力開発総合大学校、3 国立障害者リハビリ
テーションセンター研究所
1
The deformation of plastic shoehorn-type ankle-foot orthoses (AFOs) with different shapes during the stance phase
was simulated by the dynamic finite element method (FEM), because the deformation and contact of the AFO with
the lower leg affect gait. Two types of AFOs named normal type and heel-cut type whose heel area is cut and opened
were evaluated. Human lower leg FEM models are composed of 6,650 elements in which bone, muscle, and fat models
are included. And AFO FEM models are composed of about 1,500 elements including belts. At the heel-off position
of stance phase, most stretched part exists around the center portion of ankle in the case of normal type. On the
other hand, low stretch part exists at the same portion in the case of heel-cut type. The trend of strain distribution
coincided with the measured strain obtained from gait experiments by the normal subject.
FC-25-4
Stiffness Estimation for Living Tissue by Point-type Displacement
Measurement
○田中信行、内田亮平、東森　充、金子　真
大阪大学大学院工学研究科　機械工学専攻
皮膚組織の剛性は，筋疲労や浮腫の定量化における重要な指標である．柔
軟組織の剛性を計測する場合，外力を加えた際の変形量として算出される
ことが多い．しかしながら，繊維質で構成される生体組織の剛性は繊維方
向とこれに垂直な方向とで異なることが知られており，これらを独立に評
価することが望まれている．本研究では，柔軟組織に外力を加えた際に力
印加点だけでなくその周辺部位も引きつれて変形する事に着目し，組織表
面に沿った方向のバネとこれを支持する方向のバネだけで構成される変形
モデルに対して力をポイントで印可し，さらにその点の変位だけを計測す
ることによって，剛性パラメータを推定することができるポイント型非接
触センシングシステムを開発した．また，皮膚を対象として実験を行い，
剛性推定が可能であることを確認した．
（土）
午後の部
FC-26-1
日
一般口演 26「医療情報システム 1」
26
14：00－15：20　第 6 会場
Explanation system for operative procedure by using 3-D computer graphics
on Senning operation
○後藤陽一 1、原口　亮 2、鍵崎康治 3、黒嵜健一 4、笹川みちる 5、稲田　紘 1、中沢一雄 2
1
兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科、2 国立循環器病センター研究所、3 国立循環器病センター
心臓血管外科、4 国立循環器病センター　小児科、5 国立循環器病センター　看護部
複雑な先天性心疾患の手術を理解するためには、心臓を立体的に把握する必要がある。しかしながら、2 次元のイラ
ストだけで正確に理解することはきわめて困難な場合が多い。本研究では、先天性心疾患の手術において、特に心臓の
立体的な把握が必要な Senning 手術（心房内血流転換術）を対象とし、3 次元のコンピュータグラフィックスを用いた手
術過程説明システムを試作した。Senning 手術の複雑な構造変化は、医師でも理解と説明が困難である。そこで医療従
事者への教育支援ツールとしてのみならず、インフォームドコンセントを得る場合の患者説明用ツールとしても役立つ
ように、直感的に術式の理解ができる機能を実装した。代表的な機能として、3 次元モデルの 2 画面での表示、マウス操
作とコントロールパネルによるインタラクションや、手術の切開・縫合などのイベントごとのアニメーションである。
さらに、手術前と手術後の血流の様子を矢印が流れるように点滅させることで、仮想的な血流を表示する機能や、ワイヤー
フレームにより 3 次元モデルの内部を分り易く表示する機能などである。試作したシステムが有用かどうかを評価する
ため、医師、看護師、学生を対象としたアンケート調査を実施した。その結果、アンケートの各項目において高い評価
が得られ、本研究で開発したシステムは、Senning 手術の手術過程理解のために有用であることが示唆された。
− 237 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-26-2
Detection of Daily Life Style Change from Pulse Rate Measured during
Sleep
○渡辺寛央 1,2、陳　文西 2
1
会津大学大学院コンピュータ理工学研究科　コンピュータ・情報システム学専攻、2 会津大学コン
ピュータ理工学部　情報システム部門生体情報学講座
本研究では、家庭内でも気軽に利用可能な睡眠モニタリングシステムの開
発を行った。睡眠時に Nonin4100 パルスオキシメーターを指に装着し、脈
拍数と SpO2 を計測し、さらに Bluetooth を用いて PC にデータを転送する。
その後 PC からユーザーの情報を管理するデータベースサーバに HTTP 通
信で転送する。サーバでは、median フィルタと LMS フィルタを用いて雑音
を除去した後、脈拍数の変動プロファイルから Dynamic Time Warping 法
を用いて日毎の Sleep Index（SI）を計算し、日々のライフスタイルの変化を
推定する。このシステムは一人の健常者より 1 年間に収集したデータを用い
て検証された。結果は、ライフスタイル変化のある日、例えば、深酒、風邪、
緊張がある日に SI 値の大きな変化（+3SD）が認められた。図は一年間にわ
たって毎晩の SI 値の変動プロファイルを示す。
FC-26-3
Development of knowledge support application on an infant vaccination for
parents.
○楠田佳緒、山下和彦
東京医療保健大学医療保健学部　医療情報学科
日
26
午後の部
（土）
現在，予防接種は推奨接種であり，小児の場合は保護者が判断して決める．
厚生労働省によると，2008 年の第 1 期麻疹ワクチンの接種率は，東京都で
93.7%と目標の 95%には届かず，同年の発症数は 11007 例と流行した．そこ
で，予防接種の知識向上を図ることを目的にアプリケーションを開発した．
各ワクチンの説明，副作用の危険性，疾患による年間死亡数の確認，接種
履歴の保存・閲覧ができるよう構築した．本アプリケーションの効果検証
のために，保護者数名にヒアリングを行った．その結果，2008 年に許可さ
れた Hib ワクチンの情報や，行政から詳しく通達されない任意接種の情報
が得られたことが，意見として挙げられた．以上より保護者の予防接種に
ついての知識向上をする支援が出来たと考えられる．
FC-26-4
Development of an online health instruction support system - Trial
production and validation of a meal entry application ○谷　昇子 1、原口　亮 1、高田　彰 2、岡村智教 3、稲田　紘 4、中沢一雄 1
1
国立循環器病研究センター研究所、2 国立循環器病研究センター　専門医療連携室、3 国立循環器
病研究センター　予防検診部、4 兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科
平成 20 年 4 月から施行された特定健診・特定保健指導は、内臓脂肪型肥満を要因とするメタボリックシンドロームに着
目した早期介入および行動変容（食習慣の自発的改善など）を目標としている。そこで本研究では、この特定保健指導に
適した支援システムについて検討するとともに、自己管理が可能なことを前提とした壮年層の肥満症患者あるいは初期
糖尿病患者を対象とし、オンライン上で容易に食事記録が可能となるアプリケーションの開発を行った。本アプリケー
ションでは、簡便で正確な食事内容の入力が重要となる。このため、食事内容の入力方法としてボタン操作による料理
メニュー選択方式を用い、画面構成を工夫することとあわせて、入力操作の簡便化をはかった。また、食品量の目安が
ブラウザでいつでも視覚的に確認できるフードモデル（疫学研究などで使用されている食品模型）の参照という機能を考
案・付加することにより、情報の正確性向上をはかった。さらに、総摂取熱量の自動算出も加味した。今回、保健指導
者によるアプリケーションの検証を行うとともに、ボランティアとしての一般健診受診者に対し、入力機能を中心とし
た評価実験を開始した。検証結果および専門家による意見聴取から、本研究は受診者の食事や摂取量への意識を高める
と同時に、保健指導者による説明ツールとしても活用できることが期待された。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 238 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-26-5
Prospective analysis and comparison of the results of Information Shearing
System about Athletes Performance Improvement
○関　満彦、武藤俊彦、川崎忠志、近井　学、矢野匡人、瀧澤　徹、三宅　仁
長岡技術科学大学
We have developed a tool for the swimmers and canoe players who participated in Niigata National Athletic Meet
2009 to improve their swimming ability by supervising their state of physical and mental motivation on their own
through the use of integrated information on a cell phone and a PC. It is aimed to make up for the cognitive gaps
between the swimmers and their coaches. The performance of Information Shearing System (ISS) was monitored
on the swimmers of Niigata Prefecture Team to evaluate their conditions at the training camp before the meeting.
According to the results, the possibility of breaking their own records turned out to be high. Most of the feedback
was quite positive from the swimmers who tried out ISS while practicing before the meet. ISS let those swimmers
maintain their composure, understand their present condition and review it for better performance.
FC-26-6
Development of data management system of physical function for
improvement of lower-limb muscle strength for the elderly
○岩上優美 1、今泉一哉 2、山下和彦 2、尾内理紀夫 1
1
電気通信大学大学院電気通信研究科　情報工学専攻、2 東京医療保健大学医療保健学部　医療情報
学科
高齢者の転倒による骨折が，寝たきりの要因の 1 つとして社会的問題になっ
ている．本研究では，高齢者の下肢筋力に注目し，筋力の定量的計測，身
体機能向上のための運動支援を行ってきた．具体的には，先行研究により
開発された機器を使用した下肢筋力の定量的評価とバランス機能評価とし
て重心動揺計による計測を行い，筋力向上のための運動やフットケアの指
導と転倒リスクの評価を行った．本発表では，転倒予防教室に参加した高
齢者 18 名の計測結果を PDA で記録する実験を行い，即時に電子的な記録を
可能にした．これにより，計測結果を即時にデータベースに記録し，追跡
調査を可能にすることで横断・縦断的比較を可能にすること，計測結果を
即時に対象者にフィードバックし，対象者の身体機能に合わせた指導が行
うことが可能であると考える．
日
（土）
午後の部
FC-26-7
26
Spatially Transparent Electrotactile Display by Stimulating Digital Afferent
Pathway
○吉元俊輔 1、黒田嘉宏 1、井村誠孝 1、鍵山善之 2、大城　理 1
大阪大学大学院基礎工学研究科　機能創成専攻、2 大阪大学　臨床医工学融合研究教育センター
1
人は触覚フィードバックに基づき正確な運動制御を行う．近年注目される Augmented Reality（AR）技術を用いた手術
支援では，触覚情報の不在や視覚情報に基づいた直感的な空間認識が難しいことによる手技精度の低下が問題として挙
げられる．本研究では術中の道具操作において，術前に決定した危険領域を回避するための空間的な誘導に焦点を当てる．
特に，術具の把持部位に操作の誘導を行う触覚を知覚させることで直感的な空間理解を可能にし，道具操作の精度を向
上させることを目的とする．触覚ディスプレイが手術支援に導入できていない原因として，術具と指の間に介在するア
クチュエータが術具の把持と操作に物理的な制約を課すことが挙げられる．問題の解決策として本研究では，経皮的電
気刺激により生成される触覚を利用することで空間透明型の触覚ディスプレイを提案する．基礎実験として指の求心神
経路に基づいて電気刺激の提示部位と触覚の知覚部位が分離可能であることを確認した．被験者実験により両者の対応
を調べることで，道具の把持部位である指先に知覚される触覚の領域と電極配置の関係を定量化し，道具操作の邪魔を
せずに力の大きさと方向が提示可能な電気触覚ディスプレイの設計を行った．さらに，開発した電気触覚ディスプレイ
を用いて，道具操作における危険領域回避ナビゲーションを行う試作システムを構築した．
− 239 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-26-8
Screening of obstructive sleep apnea syndrome by frequency analysis on
snore
○橋本知明 1、榎本崇宏 1、芥川正武 1、ウダンタ アビイラトナ 2、木内陽介 1、小中信典 1、
近藤英司 3
1
徳島大学工学部　電気電子工学科、2 クイーンズランド大学、3 阿南共栄病院
現在，閉塞型睡眠時無呼吸症候群（OSA）は睡眠ポリグラフ（PSG）検査から確定診断される。しかし，PSG 検査は多数の
計測用センサを必要とし，患者は一晩中，入院する必要がある。従って，PSG 検査に代わる精度の高い簡単な検査が求
められている。いびきは OSA の最も代表的な特徴である。近年，いびきの周波数解析による研究は盛んに行われ，いび
きの周波数スペクトルを分析した結果，OSA に随伴するいびき（OSA いびき）は単純いびきに比べて 800Hz 以上に特徴
的なピークがみられることが分かった。本研究では，OSA いびきと単純いびきの違いが報告されている周波数帯域にお
いてスペクトル密度を算出し，精度の高いスクリーニングが出来るか検討する。さらに複数のスペクトル帯域でスペク
トル密度を算出し，多変量解析により OSA スクリーニングを高精度に出来るか検討する。被験者総数 40 人（OSA 20 人
（17061 エピソード），単純いびき症 20 人（28834 エピソード））を解析した結果，周波数帯［1］
（2000Hz から 4000Hz）と周
波数帯［2］
（800Hz から 5000H）のスペクトル密度には，それぞれ，OSA いびきと単純いびきを識別することのできる特
徴があると考えられた。さらに，両周波数帯のスペクトル密度をもとに多変量解析を行うことにより，より精度の高い
OSA スクリーニングが出来る可能性を示した。
一般口演 27「医療情報システム 2」
FC-27-1
15：20－16：30　第 6 会場
A study on construction and using of an education support system in the
hospital by e-Learning system
○稲本昌也 1、渕脇栄治 2、則村正文 2、石崎　潤 1、稲田一樹 1、片山友子 1、兼信尚生 1、高橋拓也 1、
山内　段 1、江村政紀 1、後藤陽一 1、田中清子 1、陳　劼 1、竹本敬子 1、西谷陽志 1、早川敦子 1、
谷　昇子 1、丸上輝剛 1、稲田　紘 1
1
兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科、2 りんくう総合医療センター市立泉佐野病院
日
26
午後の部
（土）
病院では医療スタッフ間で必要な知識の共有や作業手順等の周知をはかるため、種々の研修会や勉強会等が実施され
ている。これらの研修会等の実施にあたり、特定の時間帯に対象となる職員が会議室等に集まらねばならず、このため
シフト制などの病院の勤務体系を考慮するとあまり効率がよいとはいえない。そこで本研究では、現在、大学等の教育
現場で導入が進んでいる e-Learning システムを病院での教育に適する形に構築し、運用することを計画した。昨年度の
日本生体医工学会大会では、この院内教育支援システムの使用において必要な要件とその準備について発表した。その後、
本システムを実際に病院で利用することを前提として、コンテンツサンプルの作成、ファイル保管システムの追加、病
院職員を対象としたシステムの使用感の調査、ストリーム形式での動画再生システムの追加等を行った。今回の大会では、
それらの内容とともに、全体システムの運用形態について検討した結果を報告する。現在、コンテンツサンプルの試作
と評価、実稼動に向けた環境整備を準備しており、終了次第、病院全体からアクセスができる形に整え、実際の研修等
での試用に移る予定である。このシステムを構築することによって、種々の院内教育が Web ブラウザを通じで実施でき
るようになるばかりか、ファイル保管も容易になるため、教育に必要な資料等の管理にも役立つものと期待される。
FC-27-2
Lifestyle estimation based on subjective data of beneficiaries by remote
information system
○高橋琢理、若松秀俊
東京医科歯科大学大学院　保健衛生学研究科
For the self control and support of everyday life, an important aspect of dairy lifestyle is estimated from long term
subjective record by beneficiaries using information system. The authors have ever developed the system for the easy
communication and calculation of necessary data using the Internet. It enables of beneficiaries to care by themselves
and to prevent their lifestyle-related disease. Medical staff may also provide them appropriate advices according to
their long term concerning records. The data consist of simple categorized data of their everyday diet meal and data
of their lifestyle such as work, sleep, exercise and so on. Combination of these subjective data shows a tendency of
a personal life style and pattern, such as work-rest balance or skimping on vegetables during the concerning period.
Thus, our method was confirmed useful not only for their self-care but also for support and advice from the medical
staff.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 240 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-27-3
Comparison of clinical document each hospital by morphological analysis
○土井俊祐 1,2、嶋田　元 3、高崎光浩 4、鈴木隆弘 2、高林克日己 2、田村俊世 1
千葉大学工学研究科、2 千葉大学医学部附属病院　企画情報部、3 聖路加国際病院　医療情報セン
ター、4 佐賀大学医学部附属病院　医療情報部
1
近年，病院情報システムの普及により，医療情報の多くが電子化されるようになった．しかし，急速に進んだ電子化の
ために，退院時サマリー等の診療文書は内容が標準化されないまま電子カルテに組み込まれることとなった．現在，標
準化に向けた動きがあるが，いまだに実現には至っていない．本研究では，実際に電子化が進んでいる 3 病院の退院時
サマリーを比較することで，病院間で診療文書にどのような差があるかを検証する．対象は 2006 年 4 月から 2008 年 3 月
までに千葉大学医学部附属病院，聖路加国際病院，佐賀大学医学部附属病院を退院した患者の退院時サマリー文書で，
件数としては合計約 50000 件である．方法としては，まず各病院の退院時サマリーの作成様式や項目を調べ比較した．
次に，用意した退院時サマリーを形態素解析し，文書内に含まれる単語の種類や頻度を比較した．形態素解析ソフトと
しては Mecab，単語辞書には医療用語集の PHYXAM に加え，実際に医療機関で使用されている用語集として千葉大学
医学部附属病院と聖路加国際病院の薬剤・病名・検査名マスターの他，従来の研究で追加してきた未知語辞書を利用した．
結果としては，各病院で退院時サマリーの作成様式や項目に独自性があることがわかった．また，形態素解析により抽
出した単語の種類や文書ごとの頻度にも各病院で大きな差がある他，疾患の種類別にみると各病院に共通する特徴も見
られた．
FC-27-4
Alarm disregard and characteristics of alarm
○星　善光
東京都立産業技術高等専門学校　ものづくり工学科　医療福祉工学コース
Development of an Automated Time-and-Motion Study for Analyzing Patient
Transport by Odometory
高林泰央、○岡田志麻、牧川方昭
立命館大学理工学部　ロボティクス学科
看護業務の増加は看護師への負担を増加させ，医療事故の発生を高める可能性がある．看護師の負担減少のために看護
業務の改善が必要とされ，業務改善のための基礎資料作成手法としてタイムスタディが行われている．タイムスタディ
は，「自計式」と「他計式」に分けられる．自計式は調査対象者が自身の業務内容を記録する方法であり，他計式は調査者
が調査対象者の行う業務内容を記録する方法である．詳細なタイムスタディを行うために従来の方法では多くの人員や
時間を必要とするため，タイムスタディの自動化が望まれている．本研究では，急性期病棟において長い看護業務時間
を占める車椅子による患者搬送業務のタイムスタディに着目しこれを自動化することを目的とする．患者搬送業務とは，
自立歩行が不可能な患者を検査室やリハビリ室へ搬送する業務のことである． タイムスタディ自動化の方法として，ポ
テンショメータを用いたオドメトリによる車椅子の移動距離と移動軌跡を推定するシステムを製作した． オドメトリと
は，センサから取得したデータを処理して移動物体の移動軌跡を求める手法である．本研究ではポテンショメータを用
いた計測器を車椅子の車輪に取り付け，ポテンショメータからの出力を記録した．そして記録したポテンショメータの
出力データから，車椅子の移動距離と移動軌跡を推定した．その結果，車椅子の移動距離と移動軌跡が精度よく推定可
能なことが確認できた．
− 241 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
FC-27-5
26
日
医療現場で利用される多くの機器には、安全装置として警報装置が備えられている。警報装置が正しく運用されれば多
くの事故を防ぐことができるが、現実には警報機器の故障や運用上の問題により正しく機能せず、事故に至ることがある。
警報についての多くの問題のうち、何らかの理由で故意に警報を無視する行為は特に重要である。また、警報の無視には、
警報装置の特性が深く関与していると考えられる。警報の重要度、時間的な制約などが要因と考えられるが、本論では、
これらの要因により決定される「警報装置に対する信頼度」を用いて警報無視の要因を研究することとした。この信頼度
が低いと、発生した警報を無視することになり大きな問題となる。本研究では、警報装置から警報監視者への情報伝達
過程と警報装置に対する信頼度の関係を通信路モデル応用してモデル化し、情報量の変化から警報無視発生メカニズム
の解析を行った。これまでの結果では、通信路モデル中で情報量が変化することが確認できた。今回は、これまでに得
られた結果を基に、モデル中に新たな情報源を設定する修正を行ったので、報告する。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-27-6
Development of electronic note for senior citizens and practical use in
Tono-city
○山田恒夫 1、矢野喜代子 1、畑山　透 2、佐々木奈央 2、河野弘就 3、尾形優子 3、渋谷昭子 4、
原　量宏 5
1
財団法人医療情報システム開発センター、2 遠野市役所、3 株式会社ミトラ、4 東北大学大学院医療
情報学分野、5 香川大学瀬戸内圏研究センター
岩手県遠野市では、妊娠から子供が 6 才になるまでの両親や子供を IT の活用で支援する母子電子手帳（第 47 回生体医工
学会大会で発表）、その後の小学校入学から 18 才までの子育てを支援する子育て電子手帳、成人期の健康維持・増進を
支援するための健康増進電子手帳（生体医工学シンポジウム 2008 で発表）を開発し、市民に提供してきたが、このたび高
齢者を IT の活用で支援するための長寿電子手帳を開発し市民への提供を開始した。高齢の市民は自分の携帯電話を使い、
市役所に設置されたサーバにアクセスして長寿電子手帳を利用することができる。主な内容は、市で実施した健康診断
結果の参照や市役所スタッフとのやりとり、あらかじめ設定してある医薬品の服用を忘れないためのメール自動送信や
それに対する高齢者からの返答、日々の自分の記録の入力、所属するグループ内での連絡などである。長寿電子手帳の
利用にあたっては、市で開催する高齢者携帯電話教室で機能の説明や操作方法の実施指導などを 3 回にわたって行った。
使用を始める前と使用後にユーザに対してアンケート調査を行ったので、システム開発とあわせて報告する。
FC-27-7
Medical engineering course at Medical School of Ehime University
○吉川武樹 1、小林慎治 2、木村映善 3、石原　謙 3
愛媛大学医学部附属病院　総合臨床研修センター、2 愛媛大学医学部附属病院　第一内科、3 愛媛
大学大学院医学系研究科　医学専攻医療情報学分野
1
日
26
午後の部
（土）
We can hardly imagine medical practices without medical equipments (ME). Physicians' acquiring ME skill will
contribute to quality of their medical treatments and to advances in medical science. We have the ME course for the
first grade student at Medical School of Ehime University since 1982. The course should be organized and conducted
by lecturers with seasoned knowledge of both medicine and engineering. In the course last year, after the briefing
and general theory lecture, we divided 100 students into six groups. They rotated every six practical rooms in two
successive days. We deployed devices (ex. ECG, ultrasonograph, endoscope, respirator and hydrodynamic model, etc.)
at the rooms. Mentors are consisted of teaching staff, teaching assistants and staffs from medical device makers.
Questionnaires revealed the students could enjoy practical experiences with medical devices. Lectures on engineering
background with clinical knowledge were given high marks.
一般口演 28「福祉工学」
FC-28-1
16：40－17：40　第 6 会場
System of isolated elderly people supported by the network equipment
○酒井亮嘉 1、北間正崇 2、木村主幸 2、有澤準二 2
北海道工業大学大学院工学研究科　応用電子工学専攻、2 北海道工業大学医療工学部　医療福祉工
学科
1
【背景】高齢者人口が年々増加する中、一人暮らしをする単身高齢者が増えてきている。これにより、家屋内事故による
負傷で助けが呼べない状態が続く放置、長時間の放置による衰弱や突然の発作等による孤独死が心配される。本研究で
は、単身高齢者の家屋内事故における放置や孤独死を早期発見し、家族に知らせる支援システムの開発を行った。単身
高齢者と家族が離れて暮らしている事を想定し、Web サーバ機能を持つネットワーク機器である XPort を用いた安価で
簡便なシステムの構築を目的とした。【方法】単身高齢者が家屋内事故や発作等で動けなくなった時、家族に知らせる事
ができれば放置や孤独死を早期発見できると考えられる。我々はこれまで赤外線センサにより単身高齢者の位置を取得
し、その位置の滞在時間を計測して設定時間を過ぎた場合異常と判定し、家族に知らせるシステムを構築してきた。こ
れまでの研究では異常判定を PC 上のアプリケーションで行っていたが、単身高齢者宅に PC を設置するため PC に不慣
れなら導入は難しい。本報では、Web サーバ機能を持つ XPort を PC の代替として用いたシステム構成について検証した。
【結果】XPort を用いる事で、単身高齢者宅に PC の設置が不要になり、XPort とセンサ類だけの簡単なシステム構成となっ
た。また、XPort は Web サーバ機能から、家族宅 PC の Web ブラウザ上で単身高齢者の現状を確認できる。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 242 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-28-2
Fundamental Study for Controlling Living Environment Using
Bioinstrumentation
○森　達也 1、阿部武志 1、前川義量 1、秋山庸子 1、三島史人 1、須谷康一 2、岩木　直 2、西嶋茂宏 1
大阪大学大学院工学研究科、2 産業技術総合研究所
1
光の視覚刺激に関して、心電図、脳波、脳磁図を用いて環境光が人の生理機能に及ぼす影響について評価を行った。環
境光を特徴づける要因としては，照度と色温度が挙げられるが、本研究では光の三原色である赤・緑・青を用いて色温
度が生理機能に及ぼす影響を調べた。被験者前面の視野角 41°を占めるスクリーンに、三原色をそれぞれ提示した状態
で心電、脳波計測を行った。交感神経活動と副交感神経活動のバランスを示す心電データの LF/HF は、赤の環境色に比
べて緑の方が有意に低かった。また脳波データのα波の含有率は、緑に比べて赤の方が有意に高かった。このことから
緑の環境色には安静の効果が、赤には集中の効果があるのではないかと考えられる。これらの結果は、環境光の色温度
の違いが人の生理機能に影響を及ぼすことを示している。この結果を基に、生体信号を利用してストレスの度合いを客
観的に評価・提示するシステムや、生活環境の自動制御システムの構築が考えられ、QOL の向上に役立てることができ
ると考えている。
FC-28-3
Development of calculation of money for the dementia prevention
○杉山みなみ
東京医療保健大学医療保健学部　医療情報学科
日本は高齢化率が 22%を超え超高齢社会に突入し，認知症の増加が社会的
問題である．そのため，認知症予防や自立した生活を支援する必要性が生
じた．本研究では日常的に必要な機能の 1 つとして買い物に着目した．買
い物は外出促進因子であり，ADL 低下を予防すると考えられる．そこで本
研究では，認知症予防のための金額計算アプリケーションを開発し，フィー
ルド実験を通し，基礎的検証を行った．健常高齢者 17 名，認知症高齢者 3
名での実験の結果，本アプリケーションを利用し，計算が可能であった．
正答率はほぼ 100%であるが，時間のパラメータに大きなバラつきが生じた．
対象者のバックグラウンドを調べた結果，過去の仕事などの経験が影響し
たことから，アプリケーション継続により計算能力を維持できることが推
定された．
日
（土）
午後の部
FC-28-4
26
Research of web page reader using pen tablet for the visually challenged
○原　直人、川澄正史
東京電機大学大学院未来科学研究科　情報メディア学専攻
情報通信技術の進歩により WEB ページを利用することで，容易に情報を入手することができるようになった．しか
し，視力にハンディキャップを持つ視覚障害者のインターネット利用率は，視覚障害者の人口全体の 1%にしかすぎない．
その背景には，視覚障害者は WEB ページのテキスト情報をスクリーンリーダで読み上げる音声情報を最後まで聞かな
ければその内容を把握することが出来ず，情報を入手するのに時間がかかるという問題がある．また，すべての情報を
聞いたとしても，WEB ページの 2 次元的な全体像を理解することは出来ない．既存研究として，触覚ディスプレイを用
いたグラフィカルユーザインターフェースの操作を支援する研究が行われている．しかし，WEB ページの読み上げ方法
についての検討はあまり行われていない．本研究では，ポインティングデバイスの一つである，タブレットを利用して，
WEB ページの閲覧を支援するシステムについて検討している．このシステムは，タブレットのペン操作で動かしたマウ
スポインタが WEB ページ内のテキスト情報に移動した場合に，音声で読み上げるシステムである．タブレットを利用
することで，WEB ページの全体像が把握できると考えられる．今回，タブレットの範囲内にペン操作の目安となる段差
を仮設置し，操作性にどのように関わるかについて実験を行った．また，タブレット操作時におけるテキスト情報の読
み上げ方法についても検討を行った．
− 243 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
FC-28-5
Estimation of user's state using reaction to robot's modest approach
○山田英治 1、大須賀美恵子 1、橋本　渉 2、井上裕美子 2、中泉文孝 1
大阪工業大学　工学部、2 大阪工業大学　情報科学部
1
We are developing a friendly home-use system to facilitate physical activities. The major problem in practical use of
this system is how to keep user's motivation. Therefore, we introduced a low-cost robot that encourages the user to
use the system. Whether the user welcome the robot's approach or not depends on his/her state and situation. An
assertive appeal may offend the user who is focusing on something, however, a modest approach would not be cared
but only be ignored. Our idea is that the user's reaction to the low-key approach can provide means to measure the
degree of concentration. We conducted a preliminary experiment to study the user's reaction and response to the
slight movement and small driving sound of a robot during watching video programs. Two male adults who gave a
written informed consent participated in the experiment. Their faces were captured by a web camera on TV and
a camera-equipped robot with a wireless LAN. Eye movement and some physiological indices were also measured.
Neither participant turned around toward the robot, however one of them turned his eyes to the robot in the later half
trials, when he was supposed to be bored with the video programs.
FC-28-6
演題取り消し
日
26
午後の部
（土）
ポスターセッション 2-1「診断機器開発 1」
PS2-1-1
14：00－14：30　ポスター会場
Neuronal Activity Topography assisting differential diagnosis of patients in
MCI-AD and in vascular cognitive impairment with carotid artery stenosis
○松崎晴康 1、武者利光 1、柴田　孝 2、朝田　隆 3、遠藤俊郎 4、林　央周 4
1
（株）
脳機能研究所、2 富山県済生会富山病院　脳卒中センター　脳神経外科、3 筑波大学　臨床医
学系精神医学、4 富山大学医学部　脳神経外科
We have developed a new imaging system of Neuronal Activity Topography (NAT) based on normalized power
variances (NPV) of EEG (2 〜 40 Hz) recorded at 21 sites on a scalp. With NPV data of 52 normal controls, 16 VCI
(vascular cognitive impairment) patients with carotid artery stenosis and 21 MCI-AD patients in mild cognitive
impairment developed probable or possible AD (Alzheimer's disease) after 12-18 months, neuronal activity is given in
terms of the z-score derived from a NPV value in reference to normal controls. Z-scores are mapped on a standard
brain to make a NAT image. The mean NAT images averaged across VCI and MCI-AD patients are regarded
as template NAT images. Squared correlation coefficients of an observed NAT image to these templates define
likelihoods of the patient to be in VCI and MCI-AD. The likelihood diagram clearly separates VCI, MCI-AD, and
normal subjects.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 244 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-1-2
Automation of a speech discrimination test adapted with a touch panel LCD
○鈴木　裕 1、加藤隆也 2、阪田　治 2、今村俊一 3、遠藤周一郎 3、水越昭仁 3
山梨大学総合分析実験センター、2 山梨大学医学工学総合教育部、3 山梨大学医学部　耳鼻咽喉科・
頭頸部外科
1
When a hearing aid is adjusted to match the hearing level of a hearing-impaired person, a speech discrimination test
is conducted as one of the methods to evaluate the effect of the hearing aid. Presently the test is conducted by having
the hearing-impaired person with the hearing aid listen and then write what he/she heard on an answer sheet. As
a result, the task of calculating the intelligibility of the sounds and other tasks are needed. Therefore, in this study,
automation of the test is performed for the purpose of saving effort and analyzing the acquired data more effectively.
For automation, a PC equipped with both a touch panel LCD and Windows 7 was used. The inputted data were saved
in spreadsheet software, and the intelligibility was calculated. The author reports the current result being that the
device had been developed and the trials have started.
PS2-1-3
Detection of Knee Joint Motions by Linear Accelerometers for Pendulum
Test
○楠原俊昌 1、軸屋和明 2、中村隆夫 1、道西博行 3、山本尚武 4、岡本卓爾 5
1
岡山大学大学院保健学研究科、2 川崎医療福祉大学医療技術学部、3 岡山理科大学工学部、4 姫路獨
協大学医療保健学部、5 岡山大学名誉教授
A Feasibility Study of Simplified Joint Angle Measurement System Using
Wireless Inertial Sensors for Gait Evaluation
○齋藤広樹、渡邉高志
東北大学大学院医工学研究科
A motion measurement system can be effective for objective and quantitative evaluation of motor function. The
purpose of this study is to develop simplified low cost wearable sensor system for gait evaluation with inertial sensors,
such as a gyroscope and an accelerometer. It is expected that this system is effective for application of rehabilitation,
healthcare, control of FES system and so on. In our previous study, we proposed a method of estimating lower limb
joint angles from outputs of gyroscopes and accelerometers using Kalman filter, and showed that the method could
measure the angles stably with wired sensor units that consist of gyroscopes and accelerometers during gait. In
order to realize practical system, we developed prototype wireless lower limb joint angle measurement system with
commercially available wireless sensors instead of the wired sensors in this paper. It was indicated that characteristics
of gait pattern could be found by difference in lower limb joint angles that were measured with the developed system.
− 245 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-1-4
26
日
ペンドラムテストは、椅子などに座らせた被験者の下腿部を振り子運動させたときの膝関節運動から痙縮を定量的に評
価しようとする方法である。本テストにおいては膝関節の運動を正確に検出できることが重要であるが、我々は 2 つの
1 軸加速度センサを下腿の上部と下部に 45cm 間隔で装着し、両出力を演算することにより膝関節の運動を角加速度とし
て検出している。本研究ではこの角加速度検出手法の精度について検討を行った。回転面が鉛直となるように設置した
角度センサに 65cm のアルミ製の棒の一端を固定し、さらにこの棒の上部と下部にペンドラムテスト時と同様に 2 つの加
速度センサを取り付け、角度センサを中心に振り子運動をさせた。この運動によって得られる角度センサの出力を 2 階
微分することにより求めた角加速度と、2 つの加速度センサの出力を演算して求めた角加速度とを比較した結果、両者
の角加速度波形はほぼ一致（類似度 0.999）し、その差は± 1rad/s2 程度に収まった。実際のペンドラムテストにおいて予
測される装置の装着や被験者の姿勢にもとづく精度低下を考慮すると、本法による角加速度の検出精度は実用上十分で
あると考える。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-1-5
Diagnosis Support System for Quantitative Evaluating of Rigidity in
Parkinson's disease
○奥野竜平 1、遠藤卓行 2、横江　勝 2、佐古田三郎 2、赤澤堅造 3
摂南大学工学部　電気電子工学科、2 大阪大学大学院医学系研究科、3 大阪工業大学工学部　生体
医工学科
1
The purpose of this study was to develop Diagnosis Support System for Quantitative Evaluating of Rigidity in
Parkinson's disease (PD). This system was composed of two compact three-axis force sensors, a gyroscope, and surface
electrodes. The force sensors were attached by sandwiching the wrist joint. The force along the Z-axis was measured
to estimate elbow joint torque during flexion and extension movements. The elbow joint angle was calculated by the
gyroscope attached between the two force sensors. The measurement experiments were conducted. The subjects
were 25 PD patients and 20 healthy elderly volunteers. The examiner applied the measuring system to the wrist joint
of the subject with the other hand and performed passive flexion and extension movements of the elbow joint. The
relationships between elbow joint torque and elbow angle were calculated from the obtained data. It was shown that
the slope of the relationships in the PD patients was larger than that in the healthy subjects and the bias of elbow
joint torque in flexion was larger than that in extension.
ポスターセッション 2-2「診断機器開発 2」
PS2-2-1
14：30－14：54　ポスター会場
Analysis of foot pressure distribution parameter for the evaluation system of
foot shape
○今泉一哉 1、岩上優美 1、山下和彦 1,2
1
東京医療保健大学医療保健学部　医療情報学科、2 東京大学先端科学研究センター
日
26
午後の部
（土）
高齢者の転倒が社会的問題である．足部は重心保持・移動の作用点であり，
扁平足やハイアーチなどの足部異常は転倒リスクを高めると考えられる．
本研究では，足圧分布データを用いた高齢者の足部形態評価システム開発
を目的とした．特に本報告では健常高齢者対象のフィールド実験を行い，
パラメータ抽出と統計値との対応を分析した．対象者は転倒予防教室参加
の高齢者 35 名，開眼静止立位状態の足圧分布を計測した．足圧分布データ
は前後方向に 3 分割し（前足部，中足部，後足部），面積比と圧力比を算出
した．比較のため足圧分布図により扁平足，ハイアーチを視覚的に分類した．
その結果，中足部の面積比・圧力比が足部形態との対応が見られた．これ
らのパラメータの度数分布はほぼ正規分布し，第 1・3 四分位値と視覚的評
価が概ね対応した．
PS2-2-2
Development of motion recognition algorithm for home health-care
monitoring service
○小林郁夫
帝京平成大学現代ライフ学部　情報サイエンス学科
Receiving data from Nintendo's Wii remote-control unit, human motion is recognized with the algorithm we have
developed. By monitoring and knowing human motions such as 'standing', 'sitting on chair', 'walking', and 'falling down',
home medical services are able to comprehend the current activity of the recipients of the service. The hardware
is inexpensive, recently wide-spread, and easy to carry in the home. Here we present the algorithm of the motion
recognition.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 246 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-2-3
Development of a fully-implantable wireless recording system for the ECoGbased BMI system
○松下光次郎 1、平田雅之 1、鈴木隆文 2、吉田　毅 3、後藤　哲 1、柳澤琢史 1、吉峰俊樹 1
1
大阪大学大学院医学系研究科　脳神経外科学講座、2 東京大学大学院情報理工学系研究科、3 広島
大学大学院先端物質科学研究科　半導体集積科学専攻
We are developing a fully-implantable wireless system to record electrocorticograms (ECoGs) for clinical brain
machine interface. In order to reduce infection risk, it is indispensable to implant all the devices within the patient's
head and abdomen and to transmit the data and power wirelessly. The system consists of four parts: (1) High-density
multi-electrodes (100 [ch], 2.5 [mm] spacing) with a 3D shaped sheet fitting to the individual brain surface to effectively
record the ECoG signals; (2) An integrated circuit chip with 128 [ch] analogue amplifiers and A/D converters at
the sampling rate of 1 [kHz] in Size 5.0 [mm] *5.0 [mm] *2.5 [mm]; (3) A wireless device using the Bluetooth protocol
communicating with the PC installing its dedicated software at the data transmitting rate 230.4 [kbps]; (4) A noncontact power supply transmitting electrical power 400 [mW] to the device 40 [mm] away. So far, we have checked
each performance. At the next step, we will integrate them, and investigate its performance on animals.
PS2-2-4
The preliminary study of the small osmometer
吹留健太 1、伏井義人 1、○藤原光希 1、長倉俊明 1、生田幸士 2、池内真志 2、稲田一樹 3
1
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 名古屋大学、3 兵庫県立大学大学院
26
日
濃度の異なる 2 つの溶液間を半透膜で隔てると、溶媒は濃度の低い部分から高い部分へ、濃度が均一になるまで移動（拡
散）する。これにより生ずる圧力差が浸透圧である。この浸透圧を測定するために小型浸透圧計の作製を行った。この
浸透圧計では、小型化により応答性が向上し、数分で測定を行うことができる。また、この測定システムであれば病院
の外来などで簡単に浸透圧を測定することができる。さらに血液や尿の浸透圧を手軽に検査することで体液の濃縮や希
釈の傾向を知ることができる。また、測定に関係するパラメータを最適化することで、医療応用だけでなく培養液の浸
透圧の調整や食品の品質管理などに応用することができると考えられる。将来的にはさらに小型化することで低侵襲か
つ環境にも配慮した測定装置を目指している。
午後の部
（土）
ポスターセッション 2-3「診断機器開発 3」
PS2-3-1
15：04－15：34　ポスター会場
Basic research for non-invasion monitoring technique of artificial heart valve
○安達直樹 1、水戸部一孝 2、鈴木雅史 2
1
秋田大学大学院工学資源学研究科　電気電子工学専攻、2 秋田大学
Heart valve replacement surgery needs to be evaluated with time by heart ultrasonic examination, stethoscope etc.
This research deals with a non-invasive approach for monitoring the mechanical artificial valve by using magnetic
field. We have prepared a system which can detect the movements of valve by measuring the magnetic field. A thin
plane coil is installed of each valve leaflet and high frequency magnetic flux in applied from outside of the body. From
our experiments, the change in the magnetic field by the coil was measured. Thus, the validity of our method was
confirmed.
− 247 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-3-2
Mechanical design of a cerebrovascular closed-cell stent with high flexibility
○正林康宏 1、田之上哲也 1、立嶋　智 2、谷下一夫 3
1
慶應義塾大学大学院、2 カリフォルニア大学ロサンゼルス校　放射線科学科、3 慶應義塾大学理工
学部　システムデザイン工学科
Mechanically, a cerebrovascular stent must have high longitudinal flexibility to adapt to a curved vessel. However,
mechanical behavior by Finite Element Method (FEM) and experiments of cerebrovascular stent has not been studied
yet. Clinically, a flexible intracranial stent is used to treat cerebrovascular aneurysms. However, open-cell stent has
risk of vascular damage. Therefore, high flexibility stent with closed-cell structure is required. To design a clinical
feasible stent with high flexibility closed-cell stent, it is important to investigate mechanical properties for its structure.
Multiple types of mesh patterns were designed and the differences of characteristic due to the patterns were studied
by FEM. The results of this study show that the bending stiffness of a closed cell stent decreased by the geometry of
the stent cell stretched to the circumferential direction. Mechanical flexibility equal to open cell structure was obtained
in the closed-cell structure by varying geometrical configuration of the stent cell.
PS2-3-3
Development of a vascular endoscopic system observing inner wall of aorta
for the use of endovascular interventions.
○徳義和也 1、垰本知樹 2、田中志信 1、小川充洋 1、本井幸介 1、野川雅道 1、大竹裕志 3、渡邊　剛 4、
山越憲一 1
1
金沢大学大学院自然科学研究科　人間・機械科学専攻、2 金沢大学工学部　人間・機械工学科、
3
金沢医学部付属病院　心肺総合外科、4 金沢大学院医学系研究科
日
26
午後の部
（土）
血管内視鏡法は直接目視で病変部を観察できることから有効な診断法である．しかし，観察の際にバルーンにより血流
を遮断するため中・小血管に限られており，大動脈などの大血管には適用が困難である．そこで我々は血流存在下でも
大血管内腔が可視化可能なシステムの開発を行ってきた．具体的には血流量が低下する心拡張期に同期して内視鏡先端
部から生理食塩水を噴射し，イメージガイド前方の血液を排除し血管壁を可視化するもので、今回は可視化性能をさ
らに向上させるべくシステムの改良化研究を行った．具体的にはイメージガイドの直径を 0.37mm（画素数：6000）から
1.39mm（同：14000）に増加し視野の拡大と画質の向上を図るとともに、噴射チャネル直径を 1.2mm から 1.72mm に拡大
することで生食噴射時の管路抵抗の低減化を図った．また内視鏡先端部に円筒状のチューブを 45 度にカットしたもの（以
下「ヘモ・バイザー」と呼称）を取り付け生食噴射時における血流遮断性能の向上を図った．これらの改良により，従前
のシステムに比べ画質が向上し，0.2MPa 前後であった所要噴射圧は 0.1MPa 前後に低減された．またヘモ・バイザーの
効果については模擬循環回路を用いた in vitro 性能試験の結果より，ヘモ・バイザーなしでは観察対象マーカーの所定個
所における輝度差が最高で 53 であったのに対して，装着時では輝度差の最高値は 150 まで増加し，今回のシステム改良
の有効性が確認された．
PS2-3-4
The effect of rotation of the head on the depth of carotid artery
○永峯有馬、永井公太、仁木清美
東京都市大学工学部　生体医工学科
【目的】近年、動脈硬化の指標として頚動脈エコーによる血管弾性計測が注目されている。エコートラッキングによる血
管弾性計測は精度が高く有用な方法である．しかし明瞭で，拍動・呼吸等により生じる振動の少ない至適画像を得るま
で時間を要することが多い．そこで，首の角度変化に伴う胸鎖乳突筋の緊張・弛緩が総頚動脈の深度に及ぼす影響を調べ、
頚動脈エコートラッキング計測における至適頭位を検討した。【方法】健常成人 7 例を対象とした．プローブを頚部に当
てて頚動脈を描出したところで保持器具を用いて固定し，その後，首を 90 度右方向に回旋したときの頚動脈の深度，胸
鎖乳突筋の太さを計測した．次に顎を上部に挙上したときの頚静脈径，頚動脈深度を計測した．【結果】頭部の回旋によ
り乳突筋は厚くなり（from 5.0 ± 1.9 to 6.8 ± 0.9 mm），頚動脈深度は深くなった（from 13.6 ± 3.3 to 16.0 ± 3.1mm）．また，
顎の挙上により頚静脈径は縮小し，頚動脈深度は浅くなった（from 13.6 ± 3.3 to 12.9 ± 2.6 mm）．頚動脈エコートラッキ
ング計測における頚動脈の至適位置（深度 1.5-2cm）を描出するのに至適な頭位置は顔面 30-60 度回旋であったが，顎の至
適位置は個人差が大きかった．【結語】頭部の回旋と顎の挙上により頚動脈の描出位置が変化する．至適画像を描出する
にはプローブの位置のみではなく，至適頭位置に固定することも必要である．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 248 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-3-5
Development of a sleep apnea event detection method using
photoplethysmography
○鈴木琢治 1,2、亀山研一 1、田村俊世 2、猪子芳美 3
株式会社東芝　研究開発センター　ヒューマンセントリックラボラトリー、2 千葉大学工学部　メ
ディカルシステム工学科、3 日本歯科大学新潟生命歯学部　歯科補綴学第 2 講座
1
We studied the possibility of detection of sleep apnea or hypopnea events from pulse wave variation patterns
during sleep. In three patients with suspected sleep apnea syndrome, PSG (manufactured by Sensor Medics) and the
photoelectric pulse wave (manufactured by Toshiba) were measured simultaneously during sleep, the characteristics
of the pulse wave variation patterns in the apnea or hypopnea event detected by PSG. As a result, pulse rate increases
and pulse wave amplitude reduces during apnea or hypopnea events, and the respiratory component of heart rate
variability has a tendency to decrease before the apnea or hypopnea events. Also, compared to the hypopnea, the
ratio of the pulse rate is higher, the reduction of the pulse amplitude is more significant, and the degree of respiratory
variation component is also more decreased in the apnea event. We devised the apnea / hypopnea detection algorithm
using these characteristics and evaluated its effectiveness.
ポスターセッション 2-4「診断機器開発 4」
PS2-4-1
15：34－16：04　ポスター会場
The relation of low frequency R-R waves to Breathing waves in SAS based
on the fitting sinusoids method
○佐藤哲郎 1、高塚伸太朗 2、新谷朋子 2、鈴木健治 3、明石浩史 2、佐藤昇志 2、村林　俊 1
1
北海道大学大学院情報科学研究科、2 札幌医科大学、3ME マーキス
The study of estimation outline vector for measuring shape of polyp
○瀬戸山浩平 1、長倉俊明 1、丸橋　学 1、高田祐樹 1、牧坂　光 1、吉田成人 2、川合真子 3、
道田知樹 4、平尾素弘 5、高橋秀也 6、山田憲嗣 7、河原邦光 8
1
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 広島大学病院　内視鏡診療科、3 鈴鹿医療
科学大学医用工学部　臨床工学科、4 大阪厚生年金病院、5 国立病院機構大阪医療センター、6 大阪
市立大学大学院工学研究科、7 大阪大学大学院医学系研究科、8 大阪府立呼吸器アレルギーセンター
今日において、内視鏡は診断のみならず、ESD などの治療を低侵襲的に行うことも可能となっている。しかしながら、
それは医師ら観察者の腕や経験による主観的なもので、定量性に大きく欠けていると言わざるを得ない。そこで、我々
はこれまでにも内視鏡画像による 3 次元計測の研究を行い、その定量化を目指してきた。従来の方法では、ビットマッ
プ画像において 3 次元計測を行ったため、輪郭部分が比較的粗く表現されていた部分があった。本研究では、その内視
鏡画像の輪郭をベクトル化することで、胃や食道などの臓器の壁とポリープを区別することを目指す。
− 249 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-4-2
26
日
睡眠時無呼吸症候群の診断基準は無呼吸・低呼吸指数（AHI）によるところが大きく、その検査方法は睡眠ポリグラフが
一般的である。しかし、この検査方法は入院が必要で、非常に煩雑である。そこで簡易的な診断方法を開発するために、
心拍変動が呼吸性洞性不整脈による変動成分を含んでいることに着目した。心拍変動に呼吸障害による影響が現れるこ
とから、心拍変動解析による無呼吸、低呼吸の検出を目的とした研究を行った。本研究では我々が独自に開発した正弦
波フィッティングを利用した手法を用いた。この手法は心電図 RR 間隔データに正弦波をフィッティングさせることで
周波数・振幅・位相・基準値を得るという手法である。これは区間・データ数・周波数精度を自由に設定することが可
能で、そのため、心拍変動のような不等間隔データを補間することなく適用できる。札幌医科大学で睡眠ポリグラフによっ
て検査したデータ 22 例を解析した。その結果、呼吸の気流データ、呼吸障害のイベントデータ、RR 間隔データに次の
ような関連が見られた。呼吸障害時には RR 間隔データから気流データの乱れを推測できるが、中には RR 間隔データに
呼吸障害の兆候が見られたにも関わらずイベントとして判断されていない個所が見られた。また低周波数成分において、
気流と RR 間隔に類似した変動成分が見られた。これらのことから、RR 間隔を解析することによって無呼吸・低呼吸を
検出できる可能性が示唆された。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-4-3
Development of efficient skin-pretreatment technique for minimally invasive
interstitial fluid extraction
○吉川泰生、佐藤利幸、岡田正規、萩野　圭、朝倉義裕、渡辺敏弘
シスメックス株式会社　中央研究所　研究グループ
【目的】食後血糖の簡便な把握のため、微侵襲的に 2 － 3 時間組織液を抽出し、無採血でその間の血糖 AUC（血糖値の時
間積分）を測定する技術を開発している。組織液抽出の前処理として、中実の微細針アレイを一定速度で衝突させ皮膚
に微細孔を形成し、瞬時に引き抜く方法を採用している。この方法による組織液抽出量は、2 － 3 時間で数 µL と極微量
であり、組織液中の存在量の少ない分子の分析は困難である。そこで前処理法を改善し、組織液抽出量を増加させるた
めの検討を行った。【方法】前腕部に長さ 0.3mm の微細針アレイを押し当て、表層に組織液の通るパスを形成後に抽出溶
媒を接触させ、組織液を浸出させた。微細針アレイの押し当て方法として、1. 衝突時の速度の上昇、2. 衝突後に微細針
を皮膚に押し付けた状態の維持、という 2 種類の方法を検討した。一定時間毎にサンプリングした抽出溶媒中の Na イオ
ンを分析し、抽出量の指標とした。【結果】衝突時の速度を上げると抽出量は増大するが、痛みや出血がみられた。微細
針を皮膚に押し付けた状態を維持する方法では、維持時間に依存して抽出量は増大し、維持時間 60 秒での抽出量は、従
来法の 5 倍程度であった。また、その際に出血は見られなかった。【結論】穿刺後に微細針を皮膚に押し付けた状態を維
持することにより、微侵襲で組織液抽出量を大幅に増大させることができた。
PS2-4-4
A study on detection ability of linear array imaging system of electrical and
ultrasonic properties in a living body
○濱津文哉、木本　晃、高橋英嗣
佐賀大学大学院工学系研究科　先端融合工学専攻
日
26
午後の部
（土）
現在，医療分野において，超音波 CT やインピーダンス CT を用いた様々な診断やモニタリングが行われている．また，
新しい診断技術や画像融合による診断能力の向上に関する研究も盛んに行われている．本研究の目的は同一空間内での
電気・超音波特性の画像化を行うことで電気・超音波特性同時イメージングシステムを確立することである．本稿では，
8 個の圧電素子を用いた，リニアアレイ型生体内電気・超音波イメージングシステムの検出能力について検討した．実
験として，濃度 0.1%の食塩水中にアクリル柱やプラスチックフィルムを挿入し提案システムで電気・超音波特性のイメー
ジングを行うことにより試料の位置，及び深さ情報の検出能力について検討した．結果として，提案システムが不十分
ではあるが一定の物体検出能力を有していることが分かったので報告する．
PS2-4-5
Signal processing for reduce motion artifact in T-wave alternance analysis
○藤浪大樹 1、田中　明 1、後藤貴文 2、山内　剛 2
福島大学　共生システム理工学類、2 フクダ電子
1
突然死あるいは心室細動の発生を予測する手段として，心室再分極過程の時間的な不均一性の指標である，マイクロボ
ルトレベルの T 波オルタナンス（TWA）が注目されている．TWA の検出には，一定以上の心拍数増加を必要としており，
一般的には病院などにおいて運動負荷試験を基に検査をすることが多い．一方で，TWA は生活中の活動による心拍上
昇においても生じるため，ホルター心電図による記録においても TWA を検出できることが望ましい．しかし，運動時
には様々な体動が生じそれらに起因するアーチファクトが心電図に混入するため，TWA 検出を困難なものにしている。
そこで本研究では，特定の体動の影響の除去のための信号処理について検討を行った．階段の昇降およびエルゴメータ
による運動を対象とし，特に心拍周期に近い体動が生じている際の心電図と加速度を計測した．得られた心電図信号に
対して，T 派の形状に基づく基線変動除去法および加速度センサの情報を利用したアーチファクトの除去を施し，一般
的なスペクトル解析によるオルタナンス検出法に与える影響を検討した．その結果，スペクトル解析によるオルタナン
ス検出方法において提案手法によるアーチファクト除去の有効性が示された．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 250 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
ポスターセッション 2-5「医療情報」
PS2-5-1
14：00－14：36　ポスター会場
Development of Personal Authentication System by High Frequency ECG
-Evaluation of identification rate by Using Neural Network○田代太志、青山拓矢、石島正之、京相雅樹
東京都市大学大学院
コンピュータ技術の目覚しい発展が進み、一般社会でも多くの情報をコンピュータ上で処理する機会が増えてきてい
る。そこで重要視されているのが、その情報の送受信者が誰であるのか、また、第 3 者への流失・悪用を防げるのかと
いう点である。そのような中、近年より強固なセキュリティとして、ヒトがもつ生体情報を利用したバイオメトリクス
個人認証が注目されている。本研究では心電図、特に高周波帯域の心電図（これをここでは高周波心電図と定義する）を
用いた個人認証システムの開発を目指す。本報告ではその中でも、PC 上での波形処理、並びに識別方式にニューラルネッ
トワークを用いた場合の識別率の向上を行った。心電図の導出には標準肢誘導を用い、被験者より得た心電図を PC に取
り込み、80 ～ 500Hz の帯域を高周波心電図として記録した。これにスムージング、波形の位置合わせなどの前処理を施
した後、ニューラルネットワークを用いて判別を試みた。1 心拍のデータ量長を 0.2 秒間（200 ポイント）として、被験者 1
人につき 10 心拍をニューラルネットワークに学習させ、100 心拍の判別を 8 人で行なった結果、8 人全員について 95%を
超える確率での認証率が得られた。
PS2-5-2
Architecture of Remote Analysis and Monitoring System for Multi-modulation
ECG Analysis, and Information Compression
○小野　保 1、三田光男 2
1
岩手看護短期大学　看護学科、2 岩手医科大学医学部　医用工学室
Study on web application for remote childcare support
○鈴木　真 1、片岡幸代 2
1
2
東京電機大学情報環境学部、（株）
HALCA ラボ
Because of the change of our lifestyle such as nuclear families, the number of parents with anxiety or stress about
childcare is increasing. Although counseling by experts can be great help for these families, skilled specialists like
pediatricians are decreasing and tend to work in urban area, not in rural area. To solve this situation, we are studying
on remote support for childcare, using Internet technology. For this purpose, simple video chat consisting from voice
and face is not enough. An expert needs to observe how the parent and child act, and grasp the exact situation of the
client family. The client parent would like to get helpful advices with concrete materials, like texts and movies. In this
report, we develop a web application for presenting multimedia materials with control of the remote expert. Adobe
Flex3 was used for development, and its merits and problems for practical use was discussed.
− 251 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-5-3
26
日
我々は標準 12 導出心電信号のゆらぎ解析から導かれる換気導出分布から患者の急変と患者の気道閉塞の状態を肺の不均
一換気から評価することを達成した。そこで、遠隔の医療スタッフがインターネット上の遠隔サーバを介して在宅のゆ
らぎ解析モニタを計測し、解析情報を遠隔サーバを介して閲覧する構成の遠隔医療モニタステーションの構築を試みた。
今回、複数のスタッフが複数のゆらぎ解析モニタを同時にリアルタイムに安全に計測と閲覧するために導入した情報圧
縮法およびモニタ装置の制御法を紹介して、1 モニタ当たりのこれらの処理時間を評価した。即ち、30 拍の約 200 点のス
ケール変換と 512 項のエネルギ振幅＋位相のフーリエ成分による解析情報が、観測信号を約 1/100 に圧縮し、ランダムノ
イズを含む約 30 秒の源信号を誤差 0.01%以下での完全再生を達成した。また、SQL によるリアルタイムモニタ制御およ
び FTP 転送メソッドによる圧縮データは、64kbps の回線において、30 拍の心電信号情報を約 0.5 秒で転送できる。さら
にデータベースサーバはモニタごとのユーザ認証により管理され、スタッフ、患者、解析データなどの医療情報は安全
に管理される。よって本システムは所有者の異なる約 30 台のモニタを管理し、そのリアルタイム同時計測性提供するた
め、換気管理に必要な遠隔医療モニタステーションの機能が達成されたと考える。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-5-4
The study of a brief medical cost calculation system of WEB type.
原　雅樹 1、○中森翔大 1、長倉俊明 1、川合真子 2、石原　謙 3、竹上智信 4
1
大阪電気通信大学医療福祉工学部　医療福祉工学科、2 鈴鹿医療科学大学、3 愛媛大学、4 兵庫県立
大学
現在日本の医療費制度は複雑で、医療従事者でさえその仕組みを理解することが難しく、一般人が医療費制度を考え
る機会が少ない。そこで、我々は一般人が医療費に付いて理解が深まるよう、インターネットで誰でもアクセスでき、
簡単に医療費の計算、医療費制度の概要が理解できるシステムを構築してきた。我々の医療費計算システムは Apache,
SQL, PHP で構築し、DPC（Diagnosis Procedure Combination）と出来高払いの医療費計算に対応している。最新の厚生
労働省医療診断報酬点数を SQL で管理し、PHP（Hypertext Preprocessor）を用いてホームページ上で計算できるように
した。医療費は自己負担額が 3 割であったり、高額医療制度による医療費支払額の還付があるために、費用を度外視し
た治療行なわれている。そこで、一般の人が医療費を病院に依存するのではなく、関心を持つようにインターネットを
用いた簡易医療費計算システムを作製した。本研究では、これまでよりも一般的な疾患を対象とした医療費の計算を行
えるようにした。
PS2-5-5
A Practical Study of Hospital RTLS Using Ubiquitous Sensor Networks
○笠松眞吾 1、大垣内多徳 1、大北美恵子 2、江守直美 2、山下芳範 1
1
福井大学医学部　医療情報部、2 福井大学医学部附属病院　看護部
日
26
午後の部
（土）
【始めに】近年、医療の質と安全の向上にユビキタスネットワーク技術を応用する動きが急速に広がっている。看護医療
の現場や医療機器を管理運営する部門では、人および機器の位置情報がリアルタイムに収集され、所在位置が簡単に把
握することができれば効率的で安全な運用が可能になる。しかし、実際の導入状況では、機器類のコストと要求される
位置精度とのトレードオフが必要になる。【目的】本研究では、機器に取り付けた位置検出用 ZigBee 移動局（BN）の位置
精度を指標として基準位置設定用 ZigBee 固定局（RN）の設置方法の最適化を目的とする。【方法】病棟内に 9 台の RN を
設置した。シリンジポンプ、輸液ポンプおよび被験者に BN を取り付けた。BN の推定位置は、RN から得られた無線電
波の受信信号強度（RSSI）を用いて 3 点測量により算出され、解析用ソフトウェアにより位置座標データとして制御用
PC に収集される。BN の座標データは、ディスプレー上にあらかじめ建築図面や実測により準備した地図画像上に独立
したアイコンで表示される。RN の設置位置や遮蔽物の違いにより既知の座標上に設置した BN の推定座標の誤差がど
のように変化するかを RSSI と各種アナライザーにて評価した。【結果】実際の病棟など室内構造物が入り組んだ状況下
で ZigBee を用いたリアルタイムロケーションシステム（RTLS）の位置精度が明らかになり効率的な RN の配置が可能に
なった。
PS2-5-6
The Practices and Problem in Investigator initiated Clinical Trial of Medical
Devices
○大矢久美子、山下美和、八木優子、山本　学、小林史明
社団法人日本医師会治験促進センター
平成 15 年の薬事法改正により、医師が「自ら治験を実施する者」として、承認申請を目的とした臨床試験を計画・実施す
ることが可能となった。これが医師主導治験である。医師主導治験は、採算性の観点から企業が積極的に開発を行わな
い医薬品や医療機器の承認取得の手段として有用だが、治験を実施する上で遵守すべき「医薬品 / 医療機器の臨床試験の
実施の基準に関する省令」その他関連通知（以下、医薬品 GCP/ 機器 GCP）で、医師は企業と同格の責任と品質の確保が
求められているため、医師に課せられる負担や責任は大きい。日本医師会治験促進センターでは、平成 19 年より医療機
器の医師主導治験への支援も開始した。実施体制の構築、運営は、先行して実施された医薬品の医師主導治験で培った
経験やノウハウを活用することで、大きな障害なく実施することができている。一方、医療機器の治験では、医薬品に
はない医療機器特有の問題点が従来から指摘されているが、医師主導治験においても、新たな問題点が認められた。医
療機器の医師主導治験の手法を確立するために、医療機器の医師主導治験の実際を紹介した上で、医療機器治験特有の
問題点を整理していく。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 252 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
ポスターセッション 2-6「無侵襲 1」
PS2-6-1
14：36－15：00　ポスター会場
A discrimination of throwing motion using forearm electrical impedance
○中村隆夫 1、杉原誠治 2、楠原俊昌 1、山本尚武 3
岡山大学大学院保健学研究科、2 岡山大学医学部　保健学科、3 姫路獨協大学医療保健学部　臨床
工学科
1
投球フォームの評価は目視やカメラの映像により主観的に行われている場合が多いため，簡便かつ客観的に投球動作を
判別する方法は有用である。本研究では，前腕部インピーダンスの周波数特性から得られるパラメータを用いて，投球
動作の判別が可能かを検討した。3 名の被験者（A、B、C）がそれぞれ，ボールを持って上肢を自然に垂らした状態から
4 種の投球動作をした時のインピーダンスパラメータの変化率Δ Re，Δ Ri，Δ Z ∞，Δ fm，Δβを算出する。この 5 パラメー
タの時系列データにおいて，ボールを加速させる動作によって背屈が最大になった時刻 t1，肘関節の伸展と手指関節の
屈曲が最大になる時刻 t2，ボールリリースによる前腕部の動作が最大になる時刻 t3 のうち，t2 と t3 におけるパラメータ変
化率および t1 から t3 までの時間 T の 11 パラメータにより判別分析を行った。その結果，各パラメータ変化率の経時変化
は被験者固有だが，各投球動作ごとにパラメータ変化率の経時変化が異なることが確認され，事前に判別式を求めた場
合の被験者 A，B，C の判別的中率は 92.5%以上と高精度で判別ができた。よって，本法は、準備測定により判別式を求
めておく必要があるものの，投球動作を判別できるため、投球動作の評価に期待ができる。
PS2-6-2
Accuracy in lung volume obtained from electrical impedance tomography
data
○佐藤絵奈 1、森　正弘 2、小島みどり 2、野城真理 1,2、稲岡秀検 1,2、小林こず恵 2、根武谷吾 1,2
北里大学院医療系研究科　医療工学群、2 北里大学医療衛生学部　医療工学科臨床工学専攻
1
Development of the non-contact measurement system of waist
circumference for diagnosing the metabolic syndrome.
○渡辺篤志、瀬野晋一郎、小林博子、嶋津秀昭
杏林大学保健学部　臨床工学科
メタボリックシンドロームの診断基準の中で腹囲計測は内臓脂肪面積を測定する方法として必須項目であるが、簡易法
としての用手による腹囲計測は時間がかかり、誤差も大きい。この問題を解決するため、本研究では身長や体重測定と
同時に体表周囲径の自動計測システムを考案した。測定システムはレーザ変位センサを用いて非接触で腹囲径を高精度
に短時間で測定するものである。人体を中央部において、その周りを回転する変位センサから体表面までの距離を連続
的に測定し、周囲長としての腹囲と腹部断面積を算出する。計測されたアナログデータとしての回転角 0.72°ごとの距離
情報を A/D 変換し、コンピュータ転送後に中心部から腹部表面までの距離 r を使って、余弦定理により計算を行い、ディ
スプレイ上に断面形状の画像とともに数値を表示できるようにした。システムの精度を検討するため、さまざまな形状
を持つモデルを作成して計測を行った結果、測定誤差は最大で 1%程度に収まり、良好な結果を得た。実際に人を対象に
した測定を行った測定では、測定時の体動や用手的な測定値のばらつきなどにより誤差は拡大したが、最大 5%程度に収
まった。本装置は約 1 秒（データ表示などを含めて約 5 秒）で非接触的に測定が行え、実用上の簡便性を持っている。構
造的に、腹囲や断面積と同時に身長、体重、簡易体脂肪率計測などが可能であり、この意味でも実用的な価値が期待で
きるものと考えている。
− 253 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-6-3
26
日
現在の肺気量を測定する方法は、マスク等を必要としている。マスクを用いずしかも校正不要で肺気量を測定できれば、
被験者の負担を軽くできる。マスクが不要な電気インピーダンス CT（以下 EIT とする）を用いて、肺気量を測定し、同
時にスパイロメータから得られた肺気量と比較することで EIT の精度を検討した。EIT によって、生体内インピーダン
スの相対的な変化が得られる。インピーダンスの絶対値を求めるために、患者の三次元胸部 FEM モデルを用いて胸部の
電位分布を計算する。その電位分布から得られる電極間の電位差と実測電位差との差が最も小さくなるようにモデルの
肺抵抗率を変化させ、最小となったときのモデルの肺抵抗率を患者の絶対肺抵抗率とする。この肺抵抗率と既知の肺密度、
肺体積、質量から肺気量を求めることができる。被験者は、健常な成人男性 17 名である。測定条件として、体位を 5 通
り（座位・仰臥位・伏臥位・右側臥位・左側臥位）と、電極貼り付け位置を 4 通り（第 3 肋間・第 4 肋間・第 5 肋間・第 6 肋間）
設定し、それぞれにおいて 1 分間の測定を 2 度行った。その後、EIT から肺気量を求め、スパイロメータとの誤差を計算
した。全体としては、第 3 肋間での誤差が最も小さく、他の電極位置では誤差が、かなり大きくなった。次に、体位別
に結果を比較したところ、誤差が現れにくいのは、側臥位であることがわかった。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-6-4
Basic study on the solution of mechanism for gastric activity with
electrogastrography
○高橋圭太、井上　浩
秋田大学工学資源学部　電気電子工学科
胃の電気活動は，胃電図により体表から経皮的に記録することができ，非侵襲かつ簡便に記録可能な方法として臨床へ
の応用が期待されている．しかし，腹腔内の胃の位置については個人差があり，再現性のよいデータが記録できないと
いうことが課題としてある．さらに，胃の実際の動きと胃電図で記録した波形との対応については明らかになっておら
ず，胃電図の有用性について研究の余地がある．本研究では，胃電図による胃の活動メカニズム解明のための基礎検討
として，胃の解剖学的位置を考慮した電極配置の検討を行い，電極間の伝播時間差を相互相関関数により計算し，slow
wave の伝播について定量的に検討した．基準電極は，電位変動の小さい部位として，剣状突起を通る水平線と右鎖骨
中線との交点付近とした．測定電極部位は，胃体上部 3 分の 1 の大彎側付近にあるペースメーカー細胞から幽門側へと
slow wave が伝播することを考慮して，剣状突起と臍の間を 4 等分する上から 4 分の 1 の高さの水平線と左鎖骨中線との
交点付近（ペースメーカー）および，剣状突起と臍の間を 2 等分する点付近（幽門）に配置した．結果として，ペースメーカー
付近の胃電図振幅が他の電極よりも大きいことが確認され，さらに 2 電極間の伝播時間差について，摂食後においてペー
スメーカー付近と幽門付近の電極間で 10s 程度の時間差が確認された．
ポスターセッション 2-7「無侵襲 2」
PS2-7-1
15：00－15：24　ポスター会場
Effect of muscle length on Mechanomyographic activities during single
twitch contraction of quadriceps femoris muscles
○武貞征孝 1、赤滝久美 2、伊東保志 3,4、三田勝己 4,5、佐藤哲大 1、湊小太郎 1
1
奈良先端科学技術大学院大学情報科学研究科、2 大阪電気通信大学医療福祉工学部、3 愛知県心身
障害者コロニー　発達障害研究所、4 理化学研究所　理研 - 東海ゴム人間共存ロボット連携センター、
5
星城大学大学院健康支援学研究科
日
26
午後の部
（土）
The purpose of the present study was to investigate the effect of muscle length on the Mechanomyogram (MMG)
signal during isometric single twitch contraction of quadriceps femoris muscle. The muscle length was determined
using different combinations of hip and knee joint angle. The MMGs and Electromyograms (EMGs) were recorded
simultaneously by small accelerometer and bipolar surface electrodes on individual muscle bellies of three muscle
heads; rectus femoris, vastus lateralis and vastus medialis muscle. The evoked twitch force was measured as knee
extension force with dynamometer. The MMG demonstrated the greatest amplitude at the intermediate length
whereas it decreased with muscle shortening as well as lengthening. The behavior in the MMG associated with
muscle length was consistent with that in force production. The present results suggest that the MMG reflects
interaction between actin and myosin filaments of skeletal muscle fibers affected by muscle length.
PS2-7-2
Non-Restrictive Method of Eye-Blink Detection by Image Processing
○大西祐哉 1、大矢哲也 2、川澄正史 1
1
東京電機大学大学院工学研究科　情報メディア学専攻、2 東京電機大学未来科学部　情報メディア
学科
瞬目は，覚醒度や注意力，視覚負担の生理的指標として利用可能である．パソコン等の VDT 利用時の生理指標とし，瞬
目を無拘束で簡便に計測する手法を検討した．すなわち，普及している Web カメラからの映像を画像処理し，瞬目の判
定を行う手法の検討を行った．試作システムにおいて，画像処理としてテンプレートマッチング法を用い，取得した映
像から眼領域を追跡し，更に眼領域内の上眼瞼の動きを追跡，瞬目の判定を行う手法を用いてきた．撮影解像度 QVGA
（320 × 240［pixel］）時に 90%を超える検出率であった．しかし，撮影解像度を更に低く設定した場合，眼領域内の上眼瞼
の追跡精度が極端に低下した．その改善策とし，眼領域内の上眼瞼位置検出の新たな手法の検討を行った．眼領域内に
おける，瞳孔および虹彩を合わせた画素数（面積）の変化より瞬目の判定を行う手法を用いた．可視光下の Web カメラか
らの映像では，瞳孔および虹彩は一様に黒く見え，眼瞼と比較し色の濃度が高い．この濃度が高い部位を瞳孔および虹
彩と判別し，その画素数の時間的変化に着目した．瞳孔および虹彩の画素数を 1 フレーム毎に取得することで，瞬目波
形を得られ，テンプレートマッチング法を用いた手法と比較し，高い精度で瞬目率および瞬目間間隔，瞬目持続時間を
得られた．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 254 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-7-3
The performance of capacitively-coupled electrodes on the size and the
inter-distance
○塩見玲雄 1、中村英夫 2
1
大阪電気通信大学院医療福祉工学研究科　医療福祉工学専攻、2 大阪電気通信大学医療福祉工学部
健康スポーツ科学科
本研究では，容量結合型電極の性能評価を行う為に銅板間でコンデンサを形成し，空気層を介して振幅を導出する方
法を用いた電極モデルをつくり，電極板距離と電極板面積を変更して出力振幅の変化を調査した．電極モデルはアクリ
ル板上に 60.0mm の間隔で 3 枚の銅板を並べて配置し，電極板面積は 16.0cm2，25.0cm2，36.0cm2 の 3 種類とした．電極
板距離は 1.0mm から 1.0mm 毎で最大 9.0mm まで計測し，それぞれの電極板面積で出力振幅の違いを見た．電極間距離の
変化に対しては 3 種類どの面積の電極板を用いても距離と出力振幅の関係は反比例しており，電極板面積の変化と出力
振幅の関係は比例していた．しかし電極間距離が 1.0mm から 5.0mm の間では出力振幅の減衰率が 76.6 から 82.8%と大き
く，わずかな距離の変動で電圧が大きく変化する．5.0mm 以降ではこれが安定してくる．静電容量を求める式から，面
積毎のこの時の静電容量を計算すると，2.8pF，4.0pF，5.2pF となった．最も出力振幅が大きくなったのは電極板面積
36.0 cm2 であった．以上より電極板面積が 16.0cm2 から 36.0cm2 の範囲では 1.0mm から 9.0mm まで出力振幅が計測でき
ることがわかった．また実際の計測では電極間距離は 5.0mm 以降で，電極板面積が大きい程，出力振幅も大きくなるが
わかった．
PS2-7-4
Measurement of Body-Surface Sympathetic Nerve Activity with Laplacian
Electrode Array and High-Input-Impedance Electrometer
○青木勇人 1、植野彰規 2
1
東京電機大学大学院工学研究科　電気電子工学専攻、2 東京電機大学工学部　電気電子工学科
PS2-8-1
15：34－15：58　ポスター会場
Event-related potentials affected by the visual background and its spatial
frequency during calculation
○三浦　孟 1、加藤和夫 1、石川敦雄 2、黒木友裕 2
2
東北学院大学工学部　電子工学科、（株）
竹中工務店　技術研究所
1
We characterized the calculation-associated neural activations that are affected by the visual background and its
spatial frequency. We used vertically striped visual stimuli possessing the frequency characteristics of white noise
(frequency spectrum slope: 1/f0), as well as 1/f, 1/f2, or 1/f3; with embedded number from 0 to 9. Subjects were
instructed to add (addition task) or not add (reference task) numbers that were presented 50 times as visual stimuli.
For each task, a 150-250 ms positive component was observed in the central area for all frequency characteristics;
this addition component with a slope of 1/f indicated frontal as well as central area involvement. The activations of
the 300-400 ms positive components in the parietal areas differed between addition tasks with slopes 1/f and 1/f3
and the reference task. Thus, the visual background and its spatial frequency may affect calculation-associated neural
activations.
− 255 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
ポスターセッション 2-8「無侵襲 3」
26
日
自律神経活動を電気生理学的に記録するマイクロニューログラフィーは，針電極を用いる侵襲的手法であるため，電
極刺入に伴う感染症のリスクや疼痛等の理由からあまり普及していない．本研究では，体表面電極から非侵襲的に自律
神経活動を計測することを目的とした．電極には，電極直下の活動電位検出に有利なリング状小径ラプラシアン電極を
採用した．また，計測対象（神経繊維）の位置の特定は困難であることから，4 電極を直線状に並べアレイ電極とした．
電位検出用には，高入力インピーダンス型の電位計を製作し，4 チャネルの信号を同時検出できるように設計した．試
作装置の初段には，公称 1000T Ωの入力抵抗を持つ計装増幅器を実装した．電源ノイズの混入を抑えるため 50Hz のノッ
チフィルタを導入した．また，多チャンネル加算型 DRL（Driven-Right-Leg）回路を用いて 4 チャンネル分の同相ノイズ
の残差を加算し，基準電極にフィードバックし，S/N の向上を図った．基準電極は足の爪に設置した．周波数帯域は
100Hz ～ 3kHz，増幅度は 10 万倍とした．成人男性 1 名を対象に坐骨神経活動の計測を試みた．自律神経活動を亢進させ
るため，血圧変動を誘発するバルサルバ試験とハンドグリップ試験を課した．実験の結果，バルサルバ試験では，刺激
に連動する応答が得られ，ハンドグリップ試験では，刺激後半にかけて反応の亢進を確認した．
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-8-2
Extraction of magnocellular and parvocellular components from the visual
evoked potential
○百瀬桂子
早稲田大学人間科学部　人間情報科学科
The human visual system is composed of parvocellular (P) and magnocellular (M) pathways. P pathway responds
mainly to low temporal and high spatial frequency stimulation, respectively, while M pathway respond to high
temporal and low spatial frequency stimulation. In several optic nerve disorders, one of the visual pathways is
preferentially damaged. Therefore, measurement of the responses on each pathway of the human visual system is
believed to be effective for screening such disorders. The purpose of this study was to isolate components of the
human visual evoked potential (VEP) related to P and M activity. By sweeping spatial frequency and chromaticity
of the visual stimuli and applying the nonlinear identification method to the VEP, the components related to the
pathways were extracted.
PS2-8-3
Effect of music upon awakening from nap (short term sleep)
○田中有希 1、野川裕記 2、旭　保彦 3、倉光大輝 3、田中　博 4
東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科、2NPO 法人日本医療情報ネットワーク協会　特別研究
員、3 ヤマハ株式会社、4 東京医科歯科大学大学院生命情報科学教育部　教育部長
1
日
26
午後の部
（土）
Sleep and awakening are critical issues for people under strong stress of modern society. Though various studies
on sleep have been presented, few studies on awakening have been presented yet, which caused us to focus on
comfortable awakening of human.In this study, we perform quantitative analysis of feeling when awakened from a
nap (short term sleep). Our study composes as follows; we let the subjects awakened with a clock (only alarm tone)
or a clock radio (optional music sounds before two minutes of the getting up, and alarm tone sounds on time) after
a nap of 30/60/90/120 minutes. We use a clock radio of the Yamaha Corporation. We measure subjective feelings of
the subjects by POMS (Production and Operations Management Society) and VAS（Visual analogue scale. This paper
makes the first report to analyze comfort of forced awakening in relation of brain and music.
PS2-8-4
Personal adaptive method to estimate psychological tension using heart
rate variability
○吉野公三 1、松岡克典 2
1
産業技術総合研究所　人間福祉医工学研究部門、2 産業技術総合研究所　企画本部
本研究では長期間（2 ヶ月間）の日常生活中に計測した心拍データに基づいて，各個人ごとに最適化した心理的緊張感評
価方法を提案する．9 名の被験者が，2 ヶ月間にわたって，心拍変動と身体加速度を計測する装置を常時（睡眠時を含む，
入浴時等水に濡れる状況を除く）装着しながら日常生活を行った．被験者は起きている間，約 1 時間に 1 回の頻度で，緊
張感を含む 8 種類の気分状態のレベルを Visual Analog Scale（VAS）上に回答した．各回答時刻から 512 秒間前の心拍デー
タに対して，各種心拍変動指標を算出した．運動の影響を取り除くために，身体加速度が 30mG 以下であるデータを解
析対象とした．さらに，サーカディアンリズムの影響を取り除くために，気分点数と心拍変動指標値の両方について，
同じ時間帯の参照値からの差分（△気分点数，△心拍変動指標値）を計算した．次に，△心拍変動指標値のデータの主成
分得点を計算し，各個人毎に，△緊張感を△心拍変動指標値の主成分得点から推定する重回帰モデルを構築した．デー
タを 5-fold cross validation 法に基づいて，学習用と「非」学習用に分けた．学習用データを用いて，重回帰係数を決定
し，その最適化したモデルに対して「非」学習用データを用いて，モデルの汎化能力を調べた．その結果，モデルのパラ
メータの学習に用いていない△緊張感データの値とモデルによるその推定値との間の相関係数の被験者間平均値は 0.42
であった．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 256 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
ポスターセッション 2-9「無侵襲 4」
PS2-9-1
15：58－16：28　ポスター会場
Study on early diagnostic method of dementia using EEG during the
sternberg task
○俣江　忠 1、塗木淳夫 1、辻村誠一 1、湯ノ口万友 1、黒野明日嗣 2
1
鹿児島大学大学院理工学研究科　情報生体システム工学専攻、2 愛と結の街
著者らはワーキングメモリタスクの一つである Sternberg 課題を用いた脳波による認知症の早期診断法の確立を最終目
標として研究を行っている．特に，ワーキングメモリの機能の 1 つである記憶保持に着目し，記憶保持中の脳波を用い
て成人健常者と認知症患者の違いを考察し，早期診断に役立つ方法を模索している．先行研究で，記憶保持に着目し研
究を行った．その結果 , 健常者と認知症患者の Sternberg 課題による記憶保持機能での脳波の特徴を比較するには theta
波のある特定の周波数が有用であることを提案した．それゆえ，本研究では，認知症患者 4 名と健常者 32 名（高齢者 2 名
を含む）の被験者を解析対象とし、sternberg 課題遂行中の脳波を基に theta 波のある特定の周波数に着目してパワース
ペクトル値とコヒーレンス値を算出した．その結果 , 健常者のパワースペクトル値は，5.4Hz，5.9Hz，6.3Hz の周波数に
おいて Fz で最大値を示すことが分かった．また，高齢者，認知症患者では，健常者と異なる傾向が見られた．コヒーレ
ンス値においても 5.4Hz，5.9Hz，6.3Hz の周波数で健常者と認知症患者で異なる傾向が得られた．これらから，theta 波
帯域の 5.4Hz，5.9Hz，6.3Hz の周波数のパワースペクトル値とコヒーレンス値を用いて認知症の早期診断に役立てること
ができるのではと示唆される．
PS2-9-2
Relationship between ADL and quantitative parameters obtained by wireless
motion sensor
○沼田崇之 1、関根正樹 2、田村俊世 2、桑江　豊 3、東　祐二 3、三好寿顕 4、花田恵太郎 4
1
千葉大学工学部　メディカルシステム工学科、2 千葉大学大学院工学研究科、3 藤元早鈴病院、
4
シャープ株式会社
A Study on Driver's Stress Marker Using Differential Skin Temperature
Measurement - Investigated under Influences of General Disturbance ○後藤雄二郎 1、小林寛幸 1、山越憲一 1、田中志信 1、野川雅道 1、松村健太 2、廣瀬　元 3、
山越健弘 1
1
金沢大学大学院自然科学研究科、2 国立精神・神経センター　精神保健研究所、3 金城大学短期大
学部　ビジネス実務学科
近年，交通事故死者数は減少傾向にあるものの，依然として毎年 5 千人近い人が犠牲になっており，従来の車両側の安
全対策だけでなく，ドライバー側（生体側）に焦点を当てた対策も重要視されてきている．報告によれば，事故の原因の
約 8 割が運転パフォーマンスの低下と言われている．中でも単調運転時には，眠気我慢などによりストレスが高い状態
に置かれることで運転パフォーマンスが低下し，事故の危険性が増すと言う．そこで本研究では，運転ストレス検出指
標として非接触測定や計測簡便性といった利点を持つ顔面の体表面温度情報に着目して，既に提案した差分皮膚温スト
レス評価法という新規運転ストレス評価法の有用性を検討するものである．既報において，シミュレータを用いた環境
外乱一定の条件下での運転ストレス負荷実験では，本法がドライバーの運転ストレスを反映する有用な情報であること
が確認された．また，本法が実車環境で想定される気温・湿度，風速，放射強度の環境外乱の影響を除去できることも
確認された．そこで本報では，実車内環境を想定した環境外乱の存在する条件下での実験室レベルの運転ストレス負荷
実験，及び高速道路走行による実車レベルでの運転ストレス負荷予備実験を通して，本ストレス評価法のさらなる有効
性の検討を行い，環境外乱存在下でも本法がストレス評価可能であることが確認されたので報告する．
− 257 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-9-3
26
日
社会の急速な高齢化に伴い高齢者の日常生活活動（Active of DailyLiving：ADL）の機能低下を予防することは急務な課
題である．現在 ADL の評価においては医師や療法士の経験的な判断によるところが大きい．そこで本研究では，3 軸加
速度センサを搭載したワイヤレスモーションセンサ用いて高齢者の歩行を定量化し，その定量評価指標と ADL，10m 歩
行速度との関係について検討した．対象とした被験者は自立した歩行が行え，文部科学省の新体力テストのスクリーニ
ングテストとして用いられる ADL テストが 18 ～ 35 点の高齢者 15 名（67.6 ± 7.9 歳）とした．センサは外形寸法 55 × 50 ×
20mm，重量 60g であり，腰背部中央に装着した．計測は屋内廊下における 10m 歩行とし，データは Bluetooth を介して
PC にサンプリング周波数 100Hz で記録した．得られたデータから加速度信号の実効値（RMS）と自己相関関数の第 1 ピー
ク値（Ad1）を算出し，それぞれ歩行中の身体活動度と両脚の対称性の定量的な評価指標とした．歩行の定量的な評価指
標と ADL テスト，10m 歩行速度の相関関係を評価したところ，RMS は従来の報告 同様 10m 歩行速度に有意な強い相関
を示した（前後 r=0.77，上下 r=0.88, 左右 r=0.70，p ＜ 0.01）．Ad1 は ADL と有意な強い相関を示した（r=0.75，p ＜ 0.01）．
今回の実験においては，加速度センサにより歩行の特徴を定量化することにより，歩行だけではなく日常生活活動も評
価することができる可能性が示唆された．
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-9-4
Heart rate, blood pressure, and core body temperature responses in motor
sports
○山越健弘 1、山越康弘 2、松村健太 3、廣瀬　元 4
金沢大学大学院自然科学研究科、2 千葉大学大学院工学研究科、3 国立精神・神経センター精神保
健研究所　成人精神保健部、4 金城大学短期大学部　ビジネス実務学科
1
Physiological measurements and analysis were carried out in athletes participating the motor sports of Kart Racing.
The measurement quantities were vector magnitude of acceleration, G, instantaneous heart rate, HR, blood pressure,
BP, and core body temperature, Teardrum. After giving informed consent 11 healthy male subjects (34.4 ± 7.7 SD
yrs) were tested in the racing circuit. We successfully monitored the physiological variables during karting, finding a
statistically significant decrease in BP and a rise in Teardrum immediately after the driving. Additionally, we have
confirmed that HR was maintained at approximately 150bpm, which, by means of time-frequency analysis, could be
explained by sympathetic acceleration. Furthermore, it is strongly suggested that the rise in HR could be closely
related to the G forces to which the drivers were subjected. These results clearly disclose to us one aspect of the
possible physiological responses and the importance of physiological monitoring during motor sports.
PS2-9-5
Development of a micro-device to detach logger for studies on marine
biology: improvements and tests
松尾浩隆 1、○金谷道昭 1、内藤靖彦 2、眞鍋諒太朗 3、青山　潤 3、塚本勝巳 3、石島正之 1、
京相雅樹 1
1
東京都市大学、2 バイオロギング研究所、3 東京大学　海洋研究所
日
26
午後の部
（土）
海棲動物の生態情報を取得する方法として、動物に装着したデータロガーによって深度、温度などを記録するバイオロ
ギングと呼ばれる手法が用いられている。この手法では、データロガーを回収するツールとして、計測期間終了後に作
動してデータロガーを動物から離脱させる「切り離し装置」が利用されている。しかし、既存品は大型であり、魚類等の
小型動物の生態情報獲得は困難である。そこで本研究ではバイオロギング技術の更なる発展を意図して小型切り離し装
置の開発を行い、これを用いて小型海生動物の生態解明に貢献することを目的とする。我々は既存品の大部分を電池が
占めている点に着眼し、切り離しに必要な熱をコンデンサに蓄えた電荷で発生させる新回路により低消費電力化を実現
し、電池部体積の大幅削減に成功した。これにより動作可能時間は約 8 ヶ月となり、海洋研究において実用可能な数値
となった。次に、切り離しを行う時間の精度向上のため、装置内部のマイコンの温度特性に着目した。複数のマイコン
の温度特性を求め、これを考慮して環境温度にあわせた補正を行うことにより、時間精度の大幅な向上を実現した。さ
らに、魚類には深海を遊泳する種もいることから、装置の耐圧性を検証し、水深 1000m において正常に切り離しが行わ
れていることを確認した。
ポスターセッション 2-10「無侵襲 5」
16：28－16：52　ポスター会場
PS2-10-1 Development of the visualization system with interactive user interface for
EEG coherence analysis
○浅川徹也、林　拓世、岡本永佳、西村治彦、稲田　紘、水野（松本）由子
兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科　応用情報科学専攻ヘルスケア情報科学コース医療福祉情
報学領域
脳皮質神経は常に活動しており，内外から刺激を与えられることで活動性が変化する．しかし，刺激により誘発された
神経活動は，処理内容に応じて，関連部位における活動性と，相互間における情報の伝播が混在するため，必要な情報
を区分する事は困難である．そのため，評価対象に必要な情報の選別や抽出が重要となる．本研究では，脳皮質神経活
動における部位間関連性と情報伝播を，インタラクティブなユーザインターフェイス上で表示することで，必要な情報
の選別と抽出を可能とした汎用な可視化システムの開発を行った．脳皮質神経活動の測定には脳波を用い，部位間関連
性と情報伝播の評価としてコヒーレンス解析を行った．可視化システムの開発には C++ を用い，OpenGL をユーザイン
ターフェイス上で操作するため，GLUI（Graphics Library Utility Interface）を適用した．結果，3 次元で構成した脳皮質
上に電極部位間ごとの関連性と情報伝播を，等高線図または動的な矢印で示すことができた．また，操作者が任意に電
極の選別及び閾値の調節をすることで，状況に応じた結果をリアルタイムに抽出することが可能となった．本システム
により，様々な環境で解析された結果を視覚的に捉える事が可能となるだけでなく，関心領域における脳機能の評価が
可能になる事が示された．
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 258 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-10-2 Research on the EEG when displaying a movie of the motion for a braincomputer interface (BCI)
○渥美圭大 1、八木　透 2,3
1
東京工業大学工学部　機械科学科、2 東京工業大学情報理工学研究科　情報環境学専攻、3 理化学
研究所
Self-Paced（asynchronous）タイプの BCI では運動想像時の脳波を用いて入
力を行う．従来研究では，矢印記号など抽象的な視覚情報を画面に提示し
て被験者に運動を想像させている．一方，我々は，被験者が想像するべき
運動の映像（運動映像）を提示することで想像が容易になるのではないかと
考えた．そこで今回は，1）矢印記号に合わせて運動を想像する，2）矢印記
号に合わせて実際に運動をする，3）運動映像に合わせて運動を想像する，4）
運動映像提示時に運動の想像を行わない，といった 4 種類の課題遂行時の
脳波を計測し，解析を行った．その結果，想像の有無に関わらず運動映像
提示時には後頭部で信号強度の低下が 9 名中 6 名で起こり，この現象は記号
提示では見られなかった．今後は運動映像提示時の脳波に関する知見をさ
らに得て，BCI への応用を検討する．
PS2-10-3 Estimation of effect of feedback training on EEG
○日高俊平 1、八木　透 1,2
1
東京工業大学大学院情報理工学研究科　情報環境学専攻、2 理化学研究所
脳波を用いた意思伝達装置では使用者が自身の脳波をコントロールする必
要がある。その実現には、使用者から測定した脳波をもとに視覚情報や聴
覚情報を生成して使用者に提示する「フィードバック」が有効とされている
が，その効果や手法の検討は不十分である。そこで本研究ではフィードバッ
クトレーニングが脳波に与える影響の評価を行った。国際 10-20 法におけ
る FZ-CZ の双極誘導で計測した脳波データにバンドパスフィルタを適用し
て二乗し，0.2 秒ごとに時間平均を導出した。次にこの時間平均に対応した
色をスクリーンに表示することでフィードバックとした。なお脳波計測中、
被験者には暗算課題を行わせた。今回、フィードバックの有無と脳波の関
係を調べ，フィードバックの効果を評価したので報告する。
日
26
午後の部
（土）
PS2-10-4 Change of Balance Function using Virtual Reality
○八木亜依子 1、南部雅幸 2
大阪電気通信大学医療福祉工学研究科、2 大阪電気通信大学医療福祉工学部
1
バーチャルリアリティが家庭用ゲーム機などの普及により、身近なものとなった。それに伴い、バーチャルリアリティ
使用時における乗り物酔いに似た症状、いわゆるバーチャルリアリティ酔いが問題になっている。バーチャルリアリティ
酔いは平衡感覚機能と視覚との齟齬が原因ではないかと言われているが、その発生機序は明らかにされていない。本研
究では、バーチャルリアリティ酔いの発生機序の解明の手がかりとなるバーチャルリアリティコンテンツによる視覚刺
激がヒトの平衡感覚機能へ与える影響を評価することを目的とした。被験者には重心動揺計上で 3 分間起立して静止し
た後、周期的に動揺を繰り返すバーチャルリアリティコンテンツを 3 分間提示した。またそれと同時に重心動揺を計測
した。その結果バーチャルリアリティなしの場合に見られなかったバーチャルリアリティコンテンツの動揺の周期に一
致した重心動揺が確認された。さらに、重心動揺軌跡の外周面積は、バーチャルリアリティ無しの場合に比して約 2 倍
となり重心動揺が大きくなったことが確認された。実験の結果より、視覚刺激のみでも、平衡感覚に与える影響は大き
いことが確認された。したがって、平衡感覚機能と視覚との齟齬が原因ではないかという仮説を裏付ける結果となった。
− 259 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
ポスターセッション 2-11「シミュレーション 1」
14：00－14：24　ポスター会場
PS2-11-1 Single-trial-EEG-based BCI: task classification and prediction by Bayesian
Network Model
○後藤あい 1、高田紫野 1、坂本麻似子 1、山崎敏正 1、上條憲一 2、山ノ井高洋 3
九州工業大学情報工学部　生命情報工学科、2NEC ナノエレクトロニクス研究所、3 北海学園大学
1
【目的】本研究では single-trial-EEG-based BCI の学習及び予測モデルとして Bayesian Network Model（BNM）を利用し、
脳波計測時に課せられたタスクの分類と予測を試みる。【方法】動作イメージタスク遂行時の脳波を計測した。計測され
た脳波データについて、trial 毎に ICA とダイポール推定を適用し、推定結果に基づいて BNM を構築した。更に、確率
推論により各ノードの条件付確率を計算し、t 検定により左手イメージと右手イメージの場合を比較した。【結果】以下
では 28 歳右利きの女性被験者について報告する。従来研究により、一般に、右利きのヒトは右手イメージの場合、左右
の運動野の活動に違いが見られるという仮説を立て、比較を行ったが、全く逆の結果が得られた。このことから、今回
の被験者は左利きであると予想され、幼い頃左利きであったことが判明した。従って、この仮説に矛盾するものではな
く、左利き被験者でもタスクの分類が可能となった。更に、この被験者は、タスクを遂行する際に、他の被験者とは異
なり、手を握るイメージを心の中で『ぎゅっ』と声を発していた。そこで、言語中枢であるウェルニッケ野とブローカ野
に着目し、ノードを増やして前述と同様に BNM の構築、確率推論を行った。右利きのヒトの言語中枢は左脳優位である。
本被験者が左利きであることから、右脳の対応する部位の活動が有意に高いことが t 検定により示されたので、タスク
の予測が可能になった。
PS2-11-2 Single-trial-EEG-based BCI: first step for generalization to Dynamic
Bayesian Network Model
○高田紫野 1、坂本麻似子 1、山崎敏正 1、山ノ井高洋 2
1
九州工業大学情報工学部　生命情報工学科、2 北海学園大学
日
26
午後の部
（土）
［目的］Bayesian Network Model（BNM）を利用した single-trial-EEG-based BCI の性能向上を目指し、学習・予測モデル
として、脳活動の時間変化を考慮した Dynamic Bayesian Network Model（DBNM）への拡張を試みる。［方法］左手あ
るいは右手を握るときの運動準備電位（BP）および運動関連電位（MP）に対して、筋電の立ち上がりを 0ms とし、早期
BP 期（-1700 ～ -400ms）、NS' 期（-400 ～ 0ms）、MP 期（0 ～ 200ms）、その後（200ms ～任意）の 4 期に分け、それぞれの期
の脳波に ICA、ダイポール推定を適用し、推定結果から BNM を構築する。更に、これら 4 つの BNM を時系列的にリン
クさせて、DBNM を構築する。［結果・考察］その結果、NS' 期の BNM のノードとして、pre-SMA、premotor cortex、
motor cortex を含むことが分かった。更に、早期 BP 期の BNM のノードにも pre-SMA が含まれていた。この結果は、
BP の neural generators の推移として、pre-SMA → SMA → premotor cortex → motor cortex なる予想に関する従来研究
を支持するものであった。このことから、今後構築される DBNM は脳波の時間変化の特徴を捉えており、BCI の性能向
上に繋がると予想される。
PS2-11-3 Stochastic estimation of synaptic changes evoked by electrical stimuli in
neural network in vitro
○芳賀達也、深山　理、鈴木隆文、満渕邦彦
東京大学大学院情報理工学研究科
Synaptic plasticity contributes to the process of memory and learning
in the brain. However, measuring of EPSP as connection strength in
large neural network has required great amount of time and work. In
this paper, a novel way of estimating synaptic connectivities as a set of
parameters of probabilistic neural network model has been developed.
The parameters were identified to maximize the likelihood function by
assuming spontaneous firings generated from the model. The method was
evaluated with a simple simulated neural network, and applied to cultured
cell network under electrical stimulus in a Multi Electrode Array Dish.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 260 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-11-4 Wavelet analysis of spatiotemporal profile of extracellular action potential of
multi-compartment model of a hippocampal pyramidal cell
○孫　昊、片山統裕、白石泰士、辛島彰洋、中尾光之
東北大学大学院情報科学研究科　バイオモデリング論分野
多重電極を用いたニューロンの細胞外活動電位記録法は，脳活動をモニターする手法として広く用いられている．従来，
この手法で得られたデータからは，活動電位発生タイミングに関する情報のみが利用され，他の波形情報はあまり有効
に活用されていなかった．我々は，電極がニューロンから離れるに従って細胞外活動電位の振幅が小さくなる傾向があ
るという性質に着目し，ニューロンを点信号原と仮定することにより，多点記録した活動電位振幅からニューロンの 3
次元的位置を推定する方法を提案してきた．これにより，神経活動の時間情報のみならず空間情報を得ることが可能に
なった．しかしながら，記録電極がニューロンに近接していたとしても，誤差が大きくなる場合があることが示唆され
ていた．一方，最近の研究により，細胞外活動電位波形には，ニューロンの形態や樹状突起におけるイオンチャネルの
空間分布に関する情報が含まれているとの報告がある．これらの情報を利用することにより，位置推定の精度を改善で
きる可能性があると考えた．本研究では、ニューロンの形態とイオンチャネル分布を模擬したマルチコンパートメント
モデルを用いた細胞外活動電位記録の仮想実験を行い，細胞外活動電位の時空間プロフィールをウェーブレット解析に
より調べた．さらにその性質を利用してニューロンの 3 次元的位置を推定するアルゴリズムについて検討した．
ポスターセッション 2-12「シミュレーション 2」
14：24－15：00　ポスター会場
PS2-12-1 Depth profile of wavelength dependence of optical path length in cortical
tissue
○坂口浩一郎、柳原健人、福嶋丈浩、徳田安紀
岡山県立大学情報工学部　情報通信工学科
The wavelength-dependent pathlength factor (WPF) is important
parameter in multi-spectral measurement of the change in hemoglobin
concentration in cortical tissue. In this study, the depth profile of WPF of
partial optical path length in cortical tissue was estimated by Monte Carlo
simulation. A cortical tissue of guinea pigs was assumed to be 4-layer slab
model. Figure shows WPFs in each layer. Although the general trend of
WPFs was same, the WPF of the partial optical path length in cortical
layer IV where neural activation occurs was seriously different from that
of the mean optical path length, and the difference affected the accuracy of
multi-spectral measurement.
日
26
午後の部
（土）
PS2-12-2 Basic study of automated positioning of neural electrodes for chronic
recording.
○柴本浩児、深山　理、鈴木隆文、満渕邦彦
東京大学大学院情報理工学系研究科
ブレイン・マシン・インタフェース（BMI）の実用化に向けた重要な課題として神経信号の慢性計測が挙げられる。慢性
計測が困難である要因の一つとして BMI 使用者が自由行動をする際、装置部分に加わる衝突や振動などの外的な衝撃に
よって針型電極と脳と相対的な位置関係がずれてしまうことが考えられる。そこで、針型電極の位置を外部から調整す
ることによって常にターゲットの細胞群付近に維持する方法がこれまでに考えられてきた。例えば神経細胞と針型電極
の距離によって神経由来の信号の振幅が変わることを利用し、最も細胞との距離が近いとされる位置に針型電極を移動
する方法が提案されている。ただしこの手法では移動の度に神経細胞からのスパイク波形を確認せねばならないため、
適切な位置に移動するまでに時間がかかるという問題があった。本研究では複数の神経細胞に対しての慢性計測に向け、
針型電極の自動位置制御を試みる。まず予備実験としてラット海馬に針型電極を刺入し、神経発火波形の平均振幅を基
準として手動での深度調節を行った。その結果、特定の深度に対して再現性良く振幅が極大となり、細胞に最も近接し
たことが示唆された。続いて、上述の作業を自動化したアルゴリズムを提案し、その検証を行った。
− 261 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-12-3 Simulation of nerve fiber activation by the electrodes for deep brain
stimulation
○上野彩子、片山統裕、辛島彰洋、中尾光之
東北大学大学院情報科学研究科　バイオモデリング論分野
脳深部刺激法（DBS）は，脳深部に留置した電極で神経線維や神経核を刺激することによって異常な神経活動を制御し，
不随意運動等を治療する手法である．より治療効果の高い DBS 電極を開発するためには，電極の形状や配置，および
刺激の時間パターンが，刺激領域や神経の活動パターンににどのように影響するかを予測する必要がある．本研究では
DBS 用電極によって惹起される細胞外空間の電位分布とそれに対する神経軸索の応答ダイナミクスをコンピュータ・シ
ミュレーションした．そのデータに基づき，DBS 電極の刺激範囲や電極と神経軸索の角度などの空間配置に対する依存
性について検討したので，その結果について報告する．
PS2-12-4 Numerical Analysis on the Cancer Growth accompanied with Angiogenesis
Using the Particle Model
○冨田浩基 1、永山勝也 1、三浦一郎 2
1
九州工業大学情報工学研究院　機械情報系、2 東京セントラルパソロジーラボ
日
26
腫瘍は新生血管との相互作用により増殖するが，そのメカニズム解明がのぞまれている．そこで、組織の分裂増殖と，
輸送網（血管）の成長を考慮した腫瘍成長解析ツールを構築する．血管の栄養供給と，腫瘍の血管新生誘引の，相互作用
と成長を考慮する数理モデルである．今回、血管の初期配置と腫瘍成長の関係の解析と、癌細胞の死滅を考慮した解析
の結果を報告する．将来的には解析ツールを活用し，腫瘍の成長や抑制メカニズムの解明への貢献や、観察が困難でか
つ成長に長期間かかる現象を短時間で表現するので治療の効果予測にも貢献が期待される．
午後の部
（土）
PS2-12-5 Urine style simulation with the urethra solid model
○作山　学 1、五十嵐辰男 2
千葉大学大学院　人工システム科学専攻メディカルシステムコース　博士前期課程、2 千葉大学　フロンティアメディカル工学研究開発センター　手術・生体機能支援機器研究部門
1
〈背景〉膀胱頸部硬化症は排尿障害の一因である。膀胱頸部の狭小化による尿流エネルギー損失を排尿障害の本態とする
報告があるが、エネルギー損失機構に関しては検討されていない。〈目的〉本研究では、膀胱頸部硬化症における尿流エ
ネルギー損失機構を、膀胱頸部近傍を摸したモデル形状と数値シミュレーションから解明することを目的とする。〈手法〉
膀胱頸部～前立腺部尿道での流体エネルギー損失があることに着目し、同部の変形が尿流状態に与える影響を可視化し
た。CAD で健常尿路モデル、病変モデルおよび病変処置後モデルを立体的に作製しこれらのモデルに流体シミュレーショ
ンを実行し、流体の動態、速度、圧力分布の詳細な解析をおこなった。〈結果〉シミュレーションより、有疾患モデルに
おいては、膀胱頸部の急湾曲部分に大きな渦を観測し、渦の発生による有効排尿流量の減少、急湾曲部分での圧力損失
を確認した。得られた速度・圧力分布をもとに、流体の力学的エネルギーを算出したところ、膀胱頸部から前立腺部に
至るまでに、健常モデルに比べ有疾患モデルでのエネルギー損失が有意に大きくなることが確認された。〈結論〉膀胱頸
部硬化症においては、頸部組織が硬化することにより下部尿路の相対的な拡張がみられる。本研究では頸部の細経化よ
りも拡張した下部尿路における渦流れの発生が流体のエネルギー損失を引き起こし、排尿障害の原因になっていること
が示唆された。
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 262 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-12-6 Dynamic characteristics of the arterial baroreflex in spontaneously
hypertensive rats
川田　徹、清水秀二、○神谷厚範、宍戸稔聡、佐田悠輔、杉町　勝
国立循環器病センター研究所　先進医工学センター　循環動態機能部
The arterial baroreflex system is an important negative feedback system that stabilizes arterial pressure (AP). The
arterial baroreflex system may be subdivided into a neural arc from pressure input to efferent sympathetic nerve
activity (SNA) and a peripheral arc from SNA to AP. Although derivative characteristics of the neural arc compensate
for the low-pass characteristics of the peripheral arc to improve the response speed of AP regulation, whether such
characteristics are preserved in hypertension remains unknown. Using an isolated carotid sinus preparation, we
estimated baroreflex dynamic characteristics in spontaneously hypertensive rats (SHR) and Wister Kyoto (WKY) rats.
At mean input pressure of 120 mmHg, AP was significantly higher in SHR than in WKY (177 ± 17 vs. 103 ± 6 mmHg,
P<0.01, n=6 each). The neural arc exhibited derivative characteristics in both SHR and WKY, suggesting that the
accelerating mechanism of the AP regulation is preserved in SHR.
ポスターセッション 2-13「シミュレーション 3」
15：00－15：36　ポスター会場
PS2-13-1 Scroll Wave Dynamics in Tachyarrhythmia: Effects of Rotational Myocardial
Anisotropy
○原口　亮 1、芦原貴司 2、難波経豊 3、池田隆徳 4、中沢一雄 1
国立循環器病研究センター研究所、2 滋賀医科大学　呼吸循環器内科・不整脈センター、3 姫路獨
協大学　臨床工学科、4 杏林大学医学部　第二内科
1
○入部玄太郎、成瀬恵治
岡山大学大学院医歯薬学総合研究科　システム生理学
これまで我々は心筋における様々な機械電気相互作用現象を報告してきた。今回我々はこれらの知見が機械刺激誘発性
不整脈にどのように関与しているかをコンピューターシミュレーションを用いて統合的に検討した。心筋細胞モデルと
しては、Iribe-Kohl-Noble モデルの電気生理・カルシウム動態モデルを用い、機械刺激誘発性不整脈は機械受容非選択
的陽イオンチャネル（nSAC）は背景電流のコンダクタンスを変化させることにより再現、さらに Moczydlowski らの BK
チャネルモデルを機械受容 BK（SAKCA）チャネルとして加えた。機械刺激誘発性不整脈は nSAC の活性化による脱分極
によって誘発されるとされているが、このメカニズムは再現された。また、我々の実験結果に基づき、筋小胞体からの
カルシウム放出を機械刺激に伴って増加させたところ、このメカニズムによっても不整脈が誘発されることが示唆され
た。背景カリウム電流に伸展感受性を持たせた場合は機械刺激誘発性不整脈を抑制したが、我々の実験結果とは異なり
SAKCA 電流は機械刺激誘発性不整脈を抑制しなかった。現在の所、nSAC の分子実態は不明でその数理モデルも確立さ
れていないため、今回の nSAC モデルでは実験結果を完全には再現できなかったものと思われる。
− 263 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-13-2 Integrative modeling study of stretch-induced arrhythmia
26
日
【目的】我々はこれまでに，3 次元心室壁モデルを用いたシミュレーション研究により，心室較差が増大するとスパイラ
ルリエントリー（SW）の分裂が促進され，催不整脈的に働くことを示した．本研究では，生理的な左室心筋線維走向ね
じれが，この心室較差と SW 動態の関係にどのような影響を与えるのかについて検討した．【方法】3 次元心室壁モデルに，
生理的な線維走向ねじれを追加的に導入した上で，カリウムチャネル電流を変化させることにより様々な心室較差を再
現できるモデルを開発した．S1-S2 cross-field 法により心室壁モデル中に SW を誘発し，SW とその旋回中心であるフィ
ラメントの動態解析を行った．【結果】心室較差が大きくなると SW 旋回中のフィラメント長さは延長したが，線維走向
ねじれが存在するとフィラメントの長さは相対的に短く抑えられた．【結論】生理的な心筋線維走向ねじれは，心室較差
増大による頻脈性不整脈の成立を妨げる働きがあることが示唆された．
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-13-3 Computer simulation of cardiac excitation using general-purpose graphics
processing unit (GPGPU)
○日高一郎 1,2、稲垣正司 1、杉町　勝 1
1
国立循環器病センター研究所　循環動態機能部、2 財団法人医療機器センター
生体シミュレーションは、疾病メカニズムの解明や病態予測、最適治療法の網羅的探索等において非常に重要である。
数理モデルの構築においては、まず細胞のような微少要素の挙動を精緻に再現し、これを多数結合するという要素還元
的なアプローチが採られるが、このような多要素系のシミュレーションでは、要素間の相互作用演算が律速系となるこ
とが多い。コンピュータのグラフィックスカードに搭載される GPU は、計算コードを多数の演算ユニットで並列実行可
能であり、また高速メモリを演算ユニット間で共有しているため、生体シミュレーションに必要な相互作用項の計算能
力は非常に高いと思われる。そこで本研究では、GPU を用いた大規模並列演算による心臓電気活動シミュレーションの
高速化の可能性を検証した。FitzHugh-Nagumo 型の興奮性ダイナミクスを有する素子を 256 × 256 × 256 個の三次元格
子状に配列した異方性反応拡散モデルを作成し、系の挙動を前進オイラー法により、時間刻み 0.1ms で 0.1 秒間、すなわ
ち 1000 回反復計算するのに必要な時間を計測した。比較的高速な CPU（Intel Xeon X5550）で計算を行うと 1141 秒を要
したが、GPU（NVIDIA Tesla C1060）を用いた並列計算では 22.8 秒で終了し、およそ 50 倍の計算速度向上を達成できた。
今後は複数 GPU を用いた演算高速化と、GPU の内部構造（共有メモリやマルチプロセッサ等）に即した計算アルゴリズ
ムの最適化を図る必要がある。
PS2-13-4 Wall Shear Stress Distribution on Induced Cerebral Aneurysm on Rabbits
○田之上哲也 1、立嶋　智 2、FERNANDO VINUELA2、和久井大輔 3、須藤　亮 1、谷下一夫 1
慶應義塾大学大学院理工学研究科　総合デザイン工学専攻、2Department of Radiological
Sciences, University of California, Los Angeles, David Geffen School of Medicine、3 聖マリアン
ナ医科大学　脳神経外科
1
日
26
午後の部
（土）
To acquire a similar aneurysm to human cerebral aneurysm, aneurysm induction on rabbit should be due to
hemodynamic stress at the cerebral artery without administration of elastase or collagenase. The purpose of this
study is to induce a similar aneurysm to human cerebral aneurysm on rabbit and evaluate the relationship between
the expression of MMPs or iNOS and hemodynamic characteristics. We applied the induction method by Hashimoto et
al. to rabbits, and set longer induction span compared to cerebral aneurysm induction on rats. The arterial structure
and the expression of MMPs or iNOS were observed in the stained images, and hemodynamic characteristic of flow
structure and WSS were measured in the real-shaped model of the induced cerebral aneurysm. We focused on the
WSS distribution relating to the arterial structure or the expression of MMPs and iNOS.
PS2-13-5 Numerical analysis of the intra-ventricular blood flow supported by the
catheter-type continuous flow pump
○矢野哲也 1、三浦翔也 1、須藤誠一 1、三田村好矩 2
1
秋田県立大学システム科学技術学部　機械知能システム学科、2 東海大学生物理工学部　生体機能
工学科
The thrombus formation is the one of the serious problems for operating the ventricular assist device. In particular
the left ventricular thrombus has been reported as a major cause of thromboembolic complication. In this study,
we focused on the blood flow within the ventricle supported by the catheter-type continuous flow blood pump. The
computational model of the simplified ventricle cavity with the catheter inserted into the ventricle through the aortic
valve was constructed. Assuming that the blood was pumped through the catheter continuously, the intra-ventricular
blood flow was calculated using the computational fluid dynamics analysis. The steady state flow analyses were
conducted for the three types of the computational models with different insertion depths. Significant differences of the
flow pattern and wall shear stress distribution due to the insertion depth of the catheter were revealed.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 264 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-13-6 Trial of the elasticity measurement using MRI images at multiple postures
○奥村陽介 1、黒田嘉宏 1、鍵山善之 2、井村誠孝 1、藤田　眞 3、大城　理 1
1
大阪大学大学院基礎工学研究科　機能創成専攻、2 大阪大学　臨床医工学融合研究教育センター、
3
西宮市立中央病院　放射線科
近年、医療に人工現実感の技術を適用した、触診シミュレーションや手術シミュレーションなどの研究が活発に行われ
ている。医療シミュレーションにおいて、臓器の弾性情報は臓器の変形を表現するために不可欠である。臓器の弾性情
報を非侵襲的に得るための手法として、核磁気共鳴弾性計測法や超音波弾性計測法などの方法がある。ただし、核磁気
共鳴弾性計測法では体内の奥深くにある臓器の弾性を計測することはできず、超音波弾性計測法は圧力を加えた直下の
領域しか計測することができないという欠点がある。本研究では、複数の姿勢で撮影した MRI 画像を用いて体内の奥深
くにある臓器の 3 次元弾性情報を非侵襲的に推定する方法を提案する。異なる姿勢で撮影された MRI 断層画像から、変
位前後の対応点及び重力方向に対する物体の傾きを求める。そして、ある方向の物体の長さ及び垂直応力を算出し、1
次元の弾性率を求める。次に、垂直な方向に対して同様に 1 次元の弾性率を求め、得られた 2 方向の 1 次元弾性率を逆投
影することにより、2 次元の弾性率を取得する。すべての断層画像に適用することで、3 次元の弾性情報を取得する。本
発表では、ファントムを作成し、複数の姿勢における MRI 画像に本手法を適用し、本手法の適用可能性を検討した。
ポスターセッション 2-14「シミュレーション 4」
15：46－16：10　ポスター会場
PS2-14-1 Noise quantification on Detrended Fluctuation Analysis of newborn heart
rate variability
○堀尾裕幸 1、菊池　瞳 1、中村義智 1、松田淳子 1、根木玲子 2、池田智明 2
1
兵庫県立大学大学院応用情報科学研究科、2 国立循環器病センター　周産期治療科
○高嶋一登 1、葭仲　潔 2、向井利春 1、柳　昌昊 3、太田　信 3、馬渕仁志 4
1
理化学研究所　基幹研究所、2 東京大学大学院工学系研究科　バイオエンジニアリング専攻、3 東
北大学　流体科学研究所、4 ジーマ株式会社
Catheters are used for transarterial embolization of arteriovenous malformations and hepatocellular carcinoma. Several
mechanical properties, including pushability and torquability, are necessary for such catheters. Therefore, we evaluated
the mechanical properties of catheters in hepatic blood vessels by numerical analysis. The catheter model comprises
viscoelastic springs and segments. The blood vessel model is a circular elastic cylinder, whose shape is defined by
the centerline and the radii. Collisions between the catheter model and the blood vessel model are calculated and the
contact forces are determined according to the stiffness of the vessel wall. In this study, we evaluated the effects of
the parameters of the catheter model, including stiffness and shape, on trajectory in a T-shaped vessel model. This
approach is useful for the analysis of catheter structure and may help guide the design of future catheters.
− 265 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-14-2 Computational simulation of catheter motion in hepatic blood vessels
26
日
DFA（Detrended Fluctuation Analysis）は、長期にわたる時系列の非定常性の解析法で、心拍数変動への応用が行われ
てきた。生体計測ではノイズが必然的に付随するにもかかわらずその影響については十分明らかではない。そこで、新
生児の R-R Interval データでのノイズの影響を解析した。方法はノイズがほとんどない原データに、スパイクの高さと
頻度を変えたノイズを合成したデータ、除去するセグメント長と頻度を変えた stitch データを使い、パラメータ変化が
スケーリング指数αに与える影響を、ボックスサイズが 4 から 40 の short time scale のα 1 と、40 から 1000 のα 2 に分け
て解析した。結果はスパイクノイズはα 1, α 2 ともに、ノイズ混入なしの DFA をα 0 とするとα 0-0.5 を基準としたグラ
フで、ノイズに比例して 0.5 に漸近した。stitch 処理ではα 1 はセグメントサイズ =1 で除去率 50%で最大値をとり、最大
値 - α 0 を基準とするグラフで、α 2 はα 0-0.5 を基準とするグラフで表現され、α 1、α 2 ともに除去幅はあまり影響せず，
その頻度が 10%を超えると急激に影響を受けた。またスパイク処理でも stitch 処理でもα 1、α 2 への影響が異なること
から、short time scale と long time scale ではその非定常性の性質が異なることが推定された。
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-14-3 Visualization Method for Intrinsic Interactions between Biological Functions
Based on Directed Coherence and Partial Directed Coherence
○斉藤　悠 1、田中尚樹 2、桂　卓成 1、田中宏和 1、牧　敦 1
日立製作所　基礎研究所、2 東洋大学理工学部　生体医工学科
1
生体機能は多くの生理的要素の相互作用からなり，正確な相互作用の理解には様々な生理信号の解析が必要である。
しかし，従来の情報移動解析は，計算時間が指数関数的に増加し，4 変数以上の多変数解析が困難であった。このため，
多数計測間の関係解析に適用可能な，計算速度の速い解析法が必要である。よって本研究では，多数計測間の関係解析
に用いることのできる解析法の検討を目的として，平均血圧・心拍数・局所脳酸素化ヘモグロビン濃度変化の低周波（0.04
～ 0.15Hz）変動間関係を対象に解析を行った。初めにモデルの作成を行い，その後解析を実行し，以下のことが明らか
になった。1）注目する生体信号間のパワーによる相互作用を定量的に求めることができる。2）生体信号から生体内部
の関係性を可視化することにより生体内部の機能ネットワークをとらえられる。これらの結果より，本解析法は生理信
号間の関係解析に用いることができることがわかった。また，この解析手法は情報移動解析に比べ計算時間が大幅に短
縮され，4 変数以上の多数計測間の関係解析に用いることができる。
PS2-14-4 Development and extension of physiome and systems biology oriented open
platform, insilicoPlatform
○浅井義之 1、鈴木康之 2、木戸善之 1、岡　秀樹 3、ヘイエン エリック 4、浦井誉仁 5、岡本達秀 1、
安部武志 1、萩原兼一 1,4、倉智嘉久 1,6、野村泰伸 1,2
1
大阪大学　臨床医工学融合研究教育センター、2 大阪大学大学院基礎工学研究科、3 富士通株式会社、
4
大阪大学大学院情報科学研究科、5 インタセクト・コミュニケーションズ、6 大阪大学大学院医学
系研究科
日
26
午後の部
（土）
The framework for archiving and sharing models and for support of creation of models with multiple levels are
inevitable for further development of physiome and systems biology. We have been developing an open platform,
insilico platform, and now we have released version 1.1. On the platform, physiological functions are considered as
an aggregate of "modules". Based on this modularity, physiological functions are structuralized and modeled. The
model is described in insilicioML which is a XML based language that we also defined to represent such modular and
hierarchical structure of the physiological functions. Using our platform users can integrate not only mathematical
models but also experimentally obtained timeseries data and morphological data. We also developed database to
enhance sharing of models and those data. We hope this platform can contribute to accelerate physiome and systems
biology researches and collaboration between wet and dry researches.
ポスターセッション 2-15「シミュレーション 5」
16：10－16：40　ポスター会場
PS2-15-1 Estimation of finger movements by electromyographic signals with external
triggers for playing trumpet
○小林悠太郎、深山　理、鈴木隆文、満渕邦彦
東京大学大学院情報理工学系研究科
Surface electromyographic (sEMG) signals are used to control functional prosthetic hands for amputees. One of the
obstacles in achieving such prosthetics has been the "timed" estimation of motion, because muscle movements correlate
with temporal sEMG patterns, which makes it difficult to estimate the motion onset with instantaneous signals. Here
we propose a hybrid method to estimate timed finger movements such as playing musical instruments by providing
external triggers in addition to sEMG signals. An experimental system for playing a trumpet with sEMG signals has
been developed. The system recorded sEMG signals from finger muscles from trumpet players. A handshape holding
the trumpet valves was then estimated by the sEMG patterns while the timings of toots were provided externally.
Finally, additional methods to raise the precision of the estimation further were discussed.
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 266 −
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-15-2 Simulation study for voluntary movement of human thumb by minimum
torque change model
○福田浩士、小田垣雅人、樋脇　治
広島市立大学大学院情報科学研究科
ヒトの腕の随意的な二点間到達運動は，緩やかに湾曲したほぼ直線の軌跡を画き，接線速度は時間に対してベル型の波
形になるような特徴をもつ．このような運動軌道を生成するモデルとしてトルク変化最小モデル提案されており，ヒト
の高次運動中枢がそのような最適化モデルに基づいて運動を企画していると考えられている．一方，ヒトの手は，物体
操作や書字といった巧みな運動を行うことができる．しかしながら，手指の随意運動については最適化モデルによるシ
ミュレーション解析が十分に行われていない．本研究では，手の拇指の中手指節関節と指節間関節の二関節による水平
面内の到達運動を対象として，運動軌道を計測し，トルク変化最小モデルによる軌道生成の計算機シミュレーションを
行った．実際に計測された拇指の運動軌道はヒトの腕と同様に，緩やかに湾曲したほぼ直線の軌跡となり，その接線速
度はベル型になった．計算機シミュレーションで得られた拇指の運動軌道は，計測された運動軌道と定性的に一致した．
この結果は，拇指の運動軌道が最適化モデルに基づいて生成されていることを示唆している．
PS2-15-3 Estimation of muscle fiber conduction velocity with matrix-like arrayed
surface electromyographic electrodes
○岩崎孝紘 1、中村英夫 2
1
大阪電気通信大学大学院医療福祉工学研究科　医療福祉工学専攻、2 大阪電気通信大学医療福祉工
学部　健康スポーツ科学科
○尾上　聡、山崎大河、忻　欣
岡山県立大学情報工学部　システム工学科
本研究では，水平面内で肘関節を屈曲伸展させる周期的な運動において，ヒトが選択する運動の特性を理解するための
基礎として，筋骨格系の実現する周期運動の安定性が，目標軌道に依存してどのように変化するかについて解析を行った．
そのため，肘関節まわりの単関節筋と二関節筋を考慮した Stroeve（Biol. Cybern., 81, 1999）の筋骨格モデルを用い，目標
軌道を入力とし関節角度を出力とするモデルを作成した．ただし，目標軌道から運動指令への変換は，各筋の発生する
筋張力の重みつき二乗和を最小にするという条件によって一意に決定した．そして，このモデルを目標軌道まわりで線
形化した周期係数の変分系に対して Floquet の理論を用いて運動の安定性を評価した．簡単のため正弦波状の目標軌道
を仮定して行った解析の結果から，周期運動の安定性は，周期，振幅および振幅中心に関する多くの条件下で，反射の
働きを考慮しなくても，筋の粘弾性的な働きによって保証できることが示唆された．さらに，解析の結果から，例えば
肘関節の 60 度屈曲を振幅中心としてやりやすい振幅で指定された周期の運動を行う場合，運動の安定性は振幅が中程度
のとき最大となり，この安定性が最大となる振幅は周期とともに小さくなる傾向があることなどが示唆された．
− 267 −
生体医工学 第 48 巻（2010）
（土）
午後の部
PS2-15-4 An analysis of dynamic stability in muscular control of a rhythmic elbow
movement
26
日
本研究では，多点格子状電極による多チャネル表面筋電図から筋線維伝導速度導出する方法について検討した．運動時
の強度によって運動単位の動員数と，発火頻度を変化させ筋収縮力を制御している．運動単位が発生する電位を運動単
位活動電位と呼ぶ．筋線維伝導速度は，筋線維筋組成や筋疲労を表す指標として利用されている．単一運動単位発火時
刻を元に筋線維伝導速度を導出することで，非侵襲的に各運動単位の性質や，筋収縮時の中枢神経系とそれに支配され
る末梢の筋線維群との関係などを評価できる可能性がある．筋線維に沿って運動単位活動電位が一定速度で伝播してい
る模擬筋電図データを作成した．作成する模擬データは実際に使用する筋電極と同様に，筋線維走行方向に対して並行
方向に差動増幅による双極誘導で 7 チャネルの筋電図計測が可能なチャネル列を 8 列並べ，計 56 チャネルの筋電図を模
擬する．本研究では筋線維伝導速度導出法についていくつか検討した．まず一つに，運動単位発火時刻を基に運動単位
活動電位波形を抜き取り，波形の時間遅れから筋線維伝導速度を導出する方法がある．また別の方法として，相互相関
法を用いるものがある．これらの方法で導出した筋線維伝導速度と模擬筋電図の筋線維伝導速度を比較し，S/N 比を変
化させたときの伝導速度の誤差から評価を行った．
第 49 回 日本生体医工学会大会　JSMBE（June 2010）
PS2-15-5 A proposal on estimation of spasticity using input-values to the model of the
pendulum test
○中村隆夫 1、楠原俊昌 1、道西博行 2、軸屋和明 3、山本尚武 4、岡本卓爾 5
1
岡山大学大学院保健学研究科、2 岡山理科大学工学部　電気電子システム学科、3 川崎医療福祉大
学医療技術学部　臨床工学科、4 姫路獨協大学医療保健学部　臨床工学科、5 岡山大学　名誉教授
The authors have constructed a model that can precisely simulate knee joint angular acceleration waveforms
measured at pendulum test, and have also improved the model so that it may convert the waveform of any subject
into that of a standard virtual one with the same degree of spasticity. In the report, we propose a way to estimate
spasticity using the latter model.
We first show acceleration waveforms of the virtual subject with various changes of the two inputs into the model.
Second we show that many conventional measures with one index proposed for quantitative estimation of spasticity
can not systematically express clearly their distinctions. We finally try to estimate quantitatively the spasticity with
two input values that are determined with the conversion to the waveform of the standard virtual one.
日
26
午後の部
（土）
生体医工学 第 48 巻（2010）
− 268 −

人気のYF-24で行く キャプテンフィッシング

在宅療養児のためのフォーラム

第 50 回宮本武蔵顕彰小中学生剣道大会 錬成会要項

クリスマスソングを歌おう

心がいやされる 初めてのフラワー講座

JSBA公認プロスノーボーダー 高橋信彦 パークレッスン

院内掲示用ポスター見本［PDF］

FIKA SEMINAR:STUDY AND WORKING IN SWEDEN