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講義No.10009

医学の進歩に欠かせない「医用工学技術」とは?

計測から治療へと発展する医用工学技術

 医学の進歩には、さまざまな工学技術が生かされてきました。例えば、心電図の原理は約120年前に開発され、長年医療現場で利用されています。さらにコンピュータの発達にともない、CT(コンピュータ断層撮影)、MRI(核磁気共鳴画像)など、医療用の計測機器が開発されてきました。
 また、近年、治療機器もめざましい発展を遂げています。内視鏡手術を遠隔操作で行う手術支援ロボットもその一つです。こうした技術開発を支える学問分野が、医用工学、医用メカトロニクスと呼ばれるものです。

機械と生体組織を接着する技術

 工学技術の医療への応用例として、生体組織を接着する技術があります。人工心臓などの機械を人体に埋め込む際に、人体の組織と金属を離れないように接続するのは難しいことです。一つの方法として生体組織を熱して接着する技術があります。料理で、熱した鉄板に肉が貼りついてしまうことがあるように、人間の組織に含まれるコラーゲンが熱によりゲル化し、冷えると固まる、という現象を応用したものです。高温で熱することで、その箇所の細胞はいったん死んでしまいますが、細胞が住んでいる組織構造(部屋のようなもの)はそのまま残ります。回復するとその部屋に再び細胞が入り込み、組織がよみがえります。この方法は組織同士の接着にも使え、針と糸でつなぐよりも、早く接着でき、回復も早いことがわかっています。

医用工学技術の課題

 治療機器を開発するにあたっては、いくつかの課題があります。まず、人間の生命に関わる技術なので、安全性を担保しなければなりません。また、私たちの体は熱に弱いので、体内に埋め込む人工心臓のような機器の場合、熱を発生しにくい構造にする必要があります。機器が熱を発生することは、仕事に使われない無駄なエネルギーが熱となって漏れているということです。電気エネルギーを無駄なく運動エネルギーに変換する、熱が発生しない、効率の良いシステムを作ることも、医用工学技術の課題の一つです。

命を救うための工学技術~人工心臓の開発~

夢ナビライブ2017 東京会場

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心臓移植と人工心臓の現状

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人工心臓の課題を克服するために

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この学問が向いているかも 医用工学

茨城大学
工学部 機械システム工学科 教授
増澤 徹 先生

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メッセージ

 これから大学に進んで勉強するにあたって、「何が大事か」を考えるとしたら、「自ら考える力」だと言えます。それは、与えられた情報をうのみにせず、自分で考えて判断する力です。常に物事をよく見て、自分で考えるという習慣をつけるようにしましょう。
 そこからさらに、「物事を理解する」ためには、幅広い知識と論理的な思考が役に立ちますが、それには高校での学びがとても重要です。どの分野もおろそかにせず、まんべんなく勉強して基本的な知識を身につけましょう。

先生の学問へのきっかけ

 大学の卒業研究で、医用工学をテーマとしたことと、その後、制御工学や電気・電子工学を学んだことがきっかけで、その知識が生かせる人工心臓の開発に携わるようになりました。自動車でも工場でも工学の仕事は、人の生活の向上のために使われている「生活としてのライフサポート」ですが、医用工学は「生命も支えるライフサポート」で、それがやりがいになっています。新しい医用機器、仕組みの創造では、克服すべき課題を明確にして、自分で解決しなければなりません。そのプロセスは大変ですが、工学者として挑戦しがいを感じています。

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増澤 徹 先生がいらっしゃる
茨城大学に関心を持ったら

 10月5日(土)に夢メッセみやぎで開催される大学研究&学問発見のための国公私立大 合同進学ガイダンス「夢ナビライブ2019仙台会場」で、増澤 徹先生が【医療を支える工学技術:医用メカトロニクス】というタイトルの講義ライブを13:30から実施! 全部で140名の大学教授が講義ライブを実施するほか、本学を含む118大学が個別ガイダンスを実施します。詳しくは
 https://yumenavi.info/live/sendai/をご覧ください。

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