キャンパス情報
Direction to Our Campuses

医工学研究科は、東北大学の3つのキャンパスで研究・教育を行っています。
至泉中央
北山

北仙台
北仙台

東北福祉大前東北大学国際交流会館

国見

北線
地下鉄南
仙台市営

至 山形

星陵キャンパス

東照宮
JR

至 青森

仙山

線

北四番丁

JR東北本線

幹線

JR東北新

広瀬川
勾当台公園

陸前原町

禅寺通

定
宮城県美術館

広瀬通 青葉通国際センター
一番町
大町西公園
川内キャンパス
仙台国際センター

青葉通

仙台市博物館

青葉山キャンパス

至 石巻

広瀬通
JR仙台駅

川内

青葉山

石線

JR仙

宮城野原

あおば通

仙台

仙台
西口バスプール宮城野通榴ヶ岡片平キャンパス

仙台城址（青葉城址）

仙台市営地

五橋

下鉄東西線

連坊

瑞鳳殿

薬師堂

愛宕橋

八木山動物公園

至 東京

至 富沢

八木山動物公園

医工学研究科青葉山キャンパス 〒980-8579 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6●仙台市営地下鉄東西線
青葉山駅下車東北大学大学院

南1番出口から徒歩10分

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

星陵キャンパス 〒980-8575 仙台市青葉区星陵町2-1●仙台市営地下鉄南北線●仙台市営バス
東北大学病院前下車

徒歩1分

交通局東北大学病院前下車

北四番丁駅下車

北2番出口から徒歩15分

徒歩4分

計測・診断医工学 Biomedical Measurements and Diagnostics
治療医工学 Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment
生体機械システム医工学 Biomechanical Engineering

片平キャンパス 〒980-8577 仙台市青葉区片平2-1-1
東北大正門前下車

生体再生医工学 Regenerative and Biomedical Engineering●仙台市営地下鉄東西線●仙台市営バス
徒歩2分

青葉通一番町駅下車

南1番出口から徒歩10分●仙台市営地下鉄南北線●JR
仙台駅西口より徒歩15分

五橋駅下車

北2・北4番出口から徒歩10分

社会医工学 Biomedical Engineering for Health and Welfare
医療機器創生医工学 Medical Device Innovation
生体流動システム医工学 Biofluids Control System

東北大学大学院医工学研究科〒980-8579 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-12

URL https://www.bme.tohoku.ac.jp/

Graduate School of Biomedical Engineering
Tohoku University
6-6-12, Aoba, Aramaki, Aoba-ku,
Sendai 980-8579, Japan
https://www.bme.tohoku.ac.jp/
2024.4改訂版

人工臓器医工学 Artificial Organs
生体材料学 Medical Materials
生体システム制御医工学 Biomedical System Control Engineering
生体情報システム学 Biomedical Information Systems

医学と工学の融合で革新的な未来へ

グローバルな医工学研究・教育拠点としての医工学研究科の未来
The Future of the Graduate School of Biomedical Engineering
as a Global Center of Excellence for Biomedical Engineering
Research and Education

Fusion of medicine and engineering for an innovative future研究科長挨拶

1

医工学研究科の理念

2

教育目標

3

教育内容

4

研究領域

12

Message from the Dean

Our Vision at the Graduate School of Biomedical Engineering

Policy and Philosophy

Education

Divisions

計測・診断医工学

12

治療医工学

15

生体機械システム医工学

19

生体再生医工学

22

社会医工学

25

医療機器創生医工学

27

生体流動システム医工学30

人工臓器医工学

32

生体材料学

34

生体システム制御医工学

36

生体情報システム学

38

Biomedical Measurements and Diagnostics

Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment

Biomechanical Engineering

Regenerative and Biomedical Engineering

Biomedical Engineering for Health and Welfare

Medical Device Innovation

Biofluids Control System

Artificial Organs

Medical Materials

Biomedical System Control Engineering

Biomedical Information Systems

研究者索引

Researchers Index

40

研究センター

42

修了後の進路44

Research Center

Career Options for Graduates

東北大学は10兆円規模のファンドの運用益により支援を受ける「国際卓越研究大学」の候補として選定されました。
国際的に卓越した（＝世界トップレベルの）研究を行う大学という意味では、創立当初から「研究第一主義」を掲げている
東北大学は、その理念の通り、より一層研究に注力していけばよいように思えます。しかし、世界トップレベルの研究成果を上げるには、学生・教員が研究に集中できるような学修・
業務改革、若手研究者が独立して研究できる環境の構築、学
生・教員・職員など東北大学の構成員全てがグローバルに活躍していくためのキャリア設計など、大学の大きな変革が必要で、医工学研究科もその変革の真っただ中にいます。
時々間違えられますが、私たちは医工学研究所ではなく大学院医工学研究科です。したがって、教員は自らが大きな研究成果を上げるだけではなく、学生の教育により医工学研究を発展させることも重要なミッションとしています。現在、講義・実習科目の再編成、オンライン／オンデマンド授業活
用など、効率的な講義により学生が研究に集中できる時間を増やしており、これらの改革は同時に教員の研究時間も増やしています。また、学生は単に教員の研究を手伝うのではな
く、学生自身が1人の独立した研究者として研究を行うこと
で、修了後に研究機関や企業の研究分野の即戦力となる責任感・発想力を育成しています。
「国際卓越研究大学」の重点項目として国際化も求められており、大学院生の留学生比率を40%に高めることや国際的に卓越した外国人教員を招聘することなどが公約として掲げられています。医工学研究科では、これらのいわば「輸入」だけではなく「輸出」を重視した国際化も進めていきます。現在も行っている学生の海外の大学・研究機関への短期留学・インターンシップを拡充していきます。また、すでに
オンライン授業により海外の大学との共同講義を開講していますが、今後さらに提携大学を増やし、海外の大学とのダブ
ルディグリー、ジョイントディグリーなどの制度も拡充していきます。
日本の文化は「和」の文化と言われます。これは国際化の対極にあるように思えますが、医工連携にとって「和」は非常に重要です。医学と工学という異分野の研究者が同じ空気を吸うことで「和」が生まれ医工連携が成熟していくというポリシーの元、理工系を卒業した学生への医学・生物学教育、
医学・保健・生物系の学生への工学教育だけではなく、学生を大学病院に派遣して臨床ニーズを探索し、新たな医療機器を創出するという医療機器開発実習など、「和」を重んじた教育を実践しています。また、産業界との「和」も重視して、技術者のための医学・医工学教育プログラム：EMBEEや、多くの共同研究・受託研究を行っています。
医工学研究科は、医工学研究や医療機器の開発だけではな
く、健康の概念を変え人間の生活をより豊かにすることを目指しています。学生の皆さん、医療従事者の皆さん、そして企業の皆さん、私たち医工学研究科と一緒に医工学の「和」を世界に広めていきませんか？


研究科長

西條 芳文

Tohoku University has been selected as a candidate for the "Universities
of International Research Excellence" to be supported by the investment
profits of a 10 trillion-yen fund. In terms of a university that conducts
internationally outstanding (i.e., world-class) research, Tohoku University,
which has been committed to the "research first" principle since its
founding, should just focus on research as per its philosophy. However, for
conducting world-class research, the university is required to make majorchanges in academic and operational reforms so that students and faculty
members can focus on research, create an environment where young
researchers can conduct research independently, and design careers sothat all members of Tohoku University, including students, faculty, andstaff, can be active and brilliant on a global scale. The Graduate School of
Biomedical Engineering is also in the midst of these changes.
Although sometimes mistaken, we are not the Institute of Biomedical
Engineering, but the Graduate School of Biomedical Engineering.
Therefore, the mission of the faculty is not only to achieve significant
research results themselves, but also to advance biomedical engineeringresearch by educating students. Currently, we are increasing the amountof time students can concentrate on their research by reorganizing
lectures and practical training courses and utilizing online/on-demandclasses. These reforms are also increasing the amount of time faculty
members have for research. In addition, students do not just assist the
research of faculty members, but rather conduct their own research as anindependent researcher, thereby fostering a sense of responsibility andconceptual ability that will enable them to be immediately effective inresearch fields at research institutes and companies after completion of
the program.
Internationalization is also required as a priority item of the "Universityof International Research Excellence," with commitments to increase
the ratio of international students to 40% and to invite internationally
outstanding foreign faculty members. The Graduate School of Biomedical
Engineering will promote internationalization with an emphasis on"export" as well as "import". We will expand the short-term study abroad
and internship programs for students at overseas universities andresearch institutes that we are currently offering. In addition, we are
already offering joint lectures with overseas universities through online
classes, and will further increase the number of partner universities andexpand the double degree and joint degree programs with overseas
universities in the future.
Japanese culture is said to be a culture of "wa" (harmony). This may seemto be the opposite of internationalization, but "wa" is extremely importantfor medical-engineering collaboration. Harmony is created and medicalengineering collaboration matures when researchers from different fields,such as medicine and engineering, breathe the same air. We are providing
medical and biological education for science and engineering graduatesand engineering education for medical, health, and biological students.
We send students to our university hospital to explore clinical needs andcreate new idea on medical devices through medical device developmenttraining. The Graduate School of Biomedical Engineering also emphasizes"harmony" with industry, and conducts many joint and funded research
projects, as well as the Educational Program on Medicine and Biomedical
Engineering for Engineers (EMBEE).
The Graduate School of Biomedical Engineering aims not only to conduct
biomedical engineering research and develop medical devices, but also
to change the concept of health and enrich human life. Students, medical
professionals, and companies, join us, the Graduate School of Biomedical
Engineering, in spreading the "harmony" of biomedical engineering to
the world.



Dean, Graduate School of Biomedical EngineeringYoshifumi Saijo

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University1

医工学研究科の理念

教育目標

医工学研究科の理念

教育目的と目標

Our Vision at the Graduate School of Biomedical Engineering

Aim and objective of our graduate school

医工学は、数学、物理学、化学などを学術基盤としこれBiomedical engineering is an education and research

医学と工学の融合領域における広い視野と深い知識

Our aim is to educate researchers and engineers who haveを総合した工学によって医学・生物学を革新する教育・研

discipline that seeks to bring innovation to the conventionalを基本としつつ、豊かな社会の実現を目指し、自ら考えてcreativity, strong research skills, and expert knowledge in

Our Vision at the Graduate School of Biomedical Engineering

究の学問領域である。医工学においては、工学の基礎理

Policy and Philosophy

fields of medicine and biology through an engineering
perspective predicated on mathematics, physics and研究を遂行し、医療・福祉における科学技術の発展と革the integrated field of biomedical engineering. These
researchers and engineers will pursue their own researchchemistry. Biomedical engineering marries engineering

新を担うことができる創造性と高い研究能力を有するにおける基盤的知識と専門的技術を駆使して、生命体のtheory, knowledge and practical applications with basic

人材育成ならびに高度な専門知識を有する技術者育成

science for the improvement of medicine and social welfare in

構造と機能を解明することにより、医学・生物学とともに

knowledge and specialized technology from medicine andを教育の目的とする。これを達成するため、各課程の教order to realize a truly affluent society.

論・知識の集積や実践的技術および医学・生物学や臨床工学の進展を図る。
医工学研究科は、東北大学の理念である「研究第一」、「門戸開放」、「実学尊重」のもと、国際水準の医工学研究を推進し、これを通して学生に基盤的・先進的知識と技術を習得させ、世界を先導できる研究者、高度技術者を育成し、学術的基盤の革新および医療の根本的改革を通して人類社会の福祉と発展に貢献することを使命とする。

biology in order to further understand the mechanisms
and functions of life and, in turn, to promote ongoingand development to promote evolution and innovation in

育目標を以下のように定める。

advancements in medicine, biology and engineering.
The Graduate School of Biomedical Engineering isdedicated to the pursuit of international-standard biomedical
research in line with the tenets of Tohoku University: research
first, an open-door policy, and an overriding emphasis onpractice-oriented

researchandeducation.

前期課程

Masters Program

Research

研究遂行に必要な、複合領域の幅広い基礎学力を習得したうえで、研究課題を独自の発想により解決する研究能力と高度技術を備えた人材を育成する。

We educate researchers and engineers who use their own ideas to solve problems using strong researchskills and expertise based on fundamental knowledge in the field of biomedical engineering.

programs at the Graduate School equip graduates with thebasic theory and applied expertise to become world-leading
researchers and advanced engineers. Our mission is tocontribute to social welfare and to improve human welfare
by taking a new approach to the conventional foundations of

後期課程

Doctoral Program

this academic discipline and promoting fundamental

医療・福祉における社会的ニーズを視野に入れた研究課題を新たに設定し、独自の発想から展開解決する研究能力を有するとともに、将来にわたって自己啓発をしながら、リーダーとして広い視野から研究を指導・推進できる人材を育成する。

We educate expert researchers who choose pertinent, socially relevant research subjects for the betterment ofsocial welfare and medicine. We also educate leaders who teach in their fields and carry out the researchsubjects while developing their own broader perspectives.

innovation in the field of medicine.

教育方針
Educational policy
医工学は、医学・生物学と工学の境界領域を埋めるとBiomedical engineering is a new interdisciplinary field that

共に、これらを深く融合させることによって革新的な医

bridges the gap between engineering and biomedicine and,

学と工学の発展を目指す学問分野であり、単に2つの領域の知識の吸収や2つの分野の協力ではなし得ない、新by integrating them, aims for the evolution of both. This
field develops not only by collaboration and expertise in
medicine and engineering, but also by creation of new

しい学問分野であるといえる。そのため、医工学研究科

discipline. Therefore, in our graduate school of biomedical

においては、深い工学的知識や技術、および幅広い医engineering, we teach in-depth knowledge and techniques of

学・生物学、医療の知識の習得ばかりでなく、これらによって生体や医学、医療に関する新しい原理の発見や工学技術の開発などを可能にする思考過程を構築させる

engineering and broad expertise in biomedicine to foster
the discovery of new principles in biology and medical
science and new technology for medical diagnosis andtreatment.

教育を行う。

2

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

3

教育内容

教育内容
Education

Education

Curriculum

医工学研究科には医工学専攻博士課程前期2年の課程および後期3年の課程が設置され、それぞれ修士（医工学）および博士（医工学）の学位を取得することができます。

後期課程（医工学）12名

医・歯・薬学系卒業者

既存の理工系大学院前期課程修了者（社会人含む）

医学系
基礎科目

前期課程（医工学）39名
保健・生物・
薬学・農学系
卒業者

医工学基礎科目

工学系
基礎科目

応用科目

基礎医工学
コース

応用医工学
コース
理工学系
卒業者

医学系
基礎科目

（社会人含む）

大

4

学

国 公 立
研究機関

官
庁
自 治 体

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

医療機器創生
コース

審査機関

医療機器
企
業

Graduates of existing graduate schoolsof science and engineering master's programs(including those in work force)

Health, biology,
pharmaceutical,
agriculture
graduates(including thosein work force)

病

院

医薬品
企 業

医療機器
ベンチャー
起
業

Basic Biomedical
Engineering

Basic
Biomedical
Engineering
Course(including thosein work force)

National
research
institutes

Basic
Medicine

Government
agencies andlocal authorities

Medical
DeviceCourseExaminingauthorities

Medicalequipment
companies

Basic
Engineering

Applied Biomedical
Engineering

AppliedBiomedical Engineering
Master's Thesis Studies Subjects

AppliedBiomedical
Engineering
CourseScience andengineering
graduates

University

Basic
Medicine

Master's program(biomedical engineering)
39 students

Basic
Engineering

医工学特別研修
医工学博士研修

学際基盤科目

Doctoral program(biomedical engineering)
12 students

Medical, dental, pharmaceutical graduates

工学系
基礎科目

医工学応用科目

医工学応用科目 ︵実習︑PBL含む︶（社会人含む）

医工学
修士論文研究The Graduate School of Biomedical Engineering oﬀers a graduate course, which is divided into a
two-year course (zenki-katei, or Master's Course) and a subsequent three-year course (koki-katei orDoctoral Course). Students that complete the courses are granted a masterʼs degree (shushi-go) anddoctorʼs degree (hakushi-go), respectively.

Applied Biomedical Engineering(including internships and PBL)

教育課程

Special Biomedical
Engineering Training
Doctoral Training in
Biomedical Engineering

Interdisciplinary
BasicsHospitals

Pharmaceuticalcompanies

Medicalequipment
venturecompanies

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

5

教育内容

教育内容

Education

Education

コース編成

Course Composition

基礎医工学コース

Basic Biomedical Engineering Course●工学の知識と技術を用いて医学、生物学の基礎の学理の解明を目指す医工学研究者を育成することを目的とする。

●The course aims to provide opportunities for the students to develop global academic skills in biomedical●基本となる学理を深く理解し、発展させ得る基礎研究能力を習得する。
●世界的レベルの修士研究・博士研究を展開させることにより世界最高水準の研究者となることを期待する。
●国際アイテネラント教育（海外協定校への短期遍歴留学）
や国際インターンシップ（海外企業等での研修）などを推engineering research that enables new paradigms in the ﬁeld of biology and medicine based on innovativetechnology and knowledge of engineering.
●Provides and promotes opportunities to participate in international academic biomedical engineering communities and industries through academic conferences, exchange programs and internship programs.

進して、国際的な医工学研究ネットワークに参加する機会を提供する。

応用医工学コース

Applied Biomedical Engineering Course●新しい診断・治療技術の研究開発を目指す指導的人材の育成を目的とする。

●The course aims to provide opportunities for the students to develop leading skills in translational research and●診断・治療に結びつく可能性のある技術の基本となる学理を理解し、これを実用的な技術に展開する能力を涵養する。
●前期課程での修了を視野にいれ、学部レベルでの教育との一貫性を考慮する。
●修士研究においては隣接する他分野の研究者・技術者と協力関係を構築し学際的研究・開発を主導することができる能力の育成を目指す。
●博士進学者には国際的な視野に基づき実用化に向けた研究に参加することを期待する。
●我が国医療産業の弱点である世界市場への展開を積極的に担う国際的人材をつくるために、国際的な医工学ネッ
トワークに国際インターンシップ（海外企業等での研修）などを推通じて参加する。

development of innovative diagnostic and therapeutic technologies.
●Oﬀers linkage between undergraduate biomedical engineering programs in the school of engineering will beconsidered for the students who participate in this course.
●Provides and promotes opportunities and experiences of collaborative studies with researchers and engineers
in the adjacent ﬁeld outside of the lab.
●Global academic activity is expected for the students in the PhD program.
●Provides and promotes opportunities to participate in international academic biomedical engineering communities and industries through academic conferences, exchange programs and internship programs.

医療機器創生コース

Medical Device Innovation Course●新しい医療機器や医療技術の開発と、それらのグローバルな展開に資する人材を育成することを目的とする。

●The course aims to provide opportunities for the students to develop innovative medical devices and technolo-●医工学の基本の学理と技術を理解・習得する。
●医療現場の観察や国内外インターンシップ等を通じて未解決医療ニーズの探索および評価能力を涵養する。
●医工学に関係する国内外の保健医療制度や医療機器等に関する規制などの法律、倫理、経済、
ビジネスおよびSDGsなどの社会課題について理解する。
●日本の医療産業の弱点である世界市場への展開を積極的に担う国際的人材をつくるために、国際的な医療機器イノ
ベーションのネットワークに国際インターンシップ（海外の大学・研究機関、企業等での研修）などを通じて参加する。

gies and to expand them in global industries.
●Provide opportunities to understand and learn the basic principles and techniques of biomedical engineering.
●Provide opportunities to promote skills to deﬁne and to evaluate unmet clinical needs through observation inclinical departments and internships.
●Provide opportunities to overview regulatory aﬀairs of medical devices, healthcare systems in diﬀerent
countries, ethics, business planning in medical device industries and social problems such as SDGs.
●Provide opportunities to participate in international medical industrial communities through workshops, study
abroad programs and internship programs.

6

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

7

教育内容

教育内容

Education

科目一覧

前期課程
Masters
Program

Education

List of Subjects

科目一覧

コース共通

Common to all courses

基礎医工学コース

Basic Biomedical
Engineering Course

医工学基礎科目

Basic Biomedical Engineering

医工学応用科目

Applied Biomedical Engineering

工学系基礎科目

Basic Engineering

医工学概論

Introduction to Biomedical Engineering

Mathematics and Physics of Biomedical Engineering

医工コーチング概論

Introduction to Coaching Communication in Biomedical Engineering

医工基礎力学

Basic Mechanics for Biomedical Engineering

生体力学

Biomechanics

医工流体力学

Bio-fluid  Mechanics

生体材料学

Biomaterials Science

医工材料力学

Strength of Materials for Biomedical Engineering

医用マイクロ・ナノ技術論

Medical Micro/Nano Technology

医工熱力学

Thermodynamics for Biomedical Engineering

医用超音波工学

Biomedical Ultrasonics

医工電磁気学

Medical Aspects of Electromagnetic Theory

生体計測制御医工学

Measurement and Control Theory for Medicine

電気・電子回路工学

Electrical and Electronic Circuits

医用情報計測学

Medical Information Measurement

生体機能創成学

Bio-Medical Interface Fabrication

医工基礎数学・物理学

医学系基礎科目

Basic Medicine

医用画像診断工学

Technology Related to Diagnostic Medical Imaging

Basic Biology

分子イメージング概論

Molecular Imaging

分子・遺伝生物学

Medical Molecular Biology

人工臓器・再生医療学

Artificial Organs and Regenerative Medicine

生体機能科学

Physiology for Biomedical Engineering

臨床病態治療学

Pathogenesis and Treatment of Diseases and Disorders

人体構造・機能学

Anatomy量子生命科学概論

Quantum Biology

病態分子解析学

Instrumental Biomolecular Analysis

社会医工学

Socio-Biomedical Engineering

基礎生化学

Fundamental Biochemistry

医用福祉工学

Medical and Welfare Engineering

医療機器開発論

Medical device innovation strategy

医療機器レギュラトリーサイエンス

Regulatory Science for Medical Device

医療機器ビジネス学

Business Ecosystem for Medical Device

医用機械・電気工学実習

Laboratory Training in Mechanical and Electrical Engineering for Biomedical Applications

細胞遺伝子工学実習

Laboratory Work for Biotechnology

医療機器開発実習

Medical Device Development Practice

医工学特別講義 A

Special Lecture on Biomedical Engineering A

国内インターンシップ研修 A

Domestic Internship Training A

国際インターンシップ研修 A

International Internship Training A

医療機器創生国際インターンシップ研修 A

Medical Device Innovation International Internship A

PBL ゼミナール

Problem-Based-Learning Seminar

医工学修士研修

Master Course Seminar on Biomedical Engineering

関連科目

Related subjects

基礎生物学

本研究科委員会において関連科目として認めたもの

後期課程
Doctoral
Program

List of Subjects

学際基盤科目
計測・診断医工学特論
物質・エネルギー特論
生体システム特論
社会医工学特論
医療機器創生特論

8 Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

治療医工学特論
医工学特別講義 B
国内インターンシップ研修 B
国際インターンシップ研修 B
医療機器創生国際インターンシップ研修 B

Subjects recognized as related by the Graduate School Committee

Interdisciplinary Basics
Advanced Course for Biomedical Measurements and Diagnostics
Advanced Course for Materials and Energy
Advanced Course for Biological Systems
Advanced Course for Biomedical Engineering for Health and Welfare
Advanced Course for Medical Device Innovation

Advanced Course for Medical Diagnosis and Treatment
Special Lecture on Biomedical Engineering B
Domestic Internship Training B
International Internship Training B
Medical Device Innovation International Internship B

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

9

教育内容

教育内容

Education

科目一覧

前期課程
Masters
Program

Education

List of Subjects

Doctoral
Program

List of Subjects

応用医工学コース

Applied Biomedical Engineering
Course

医療機器創生コース

Medical Device Innovation
Course

医工学応用科目

Applied Biomedical Engineering

医工学応用科目

Applied Biomedical Engineering

医工学概論

Introduction to Biomedical Engineering

医療機器開発論

Medical device innovation strategy

医工コーチング概論

Introduction to Coaching Communication in Biomedical Engineering

医療機器レギュラトリーサイエンス

Regulatory Science for Medical Device

医用画像診断工学

Technology Related to Diagnostic Medical Imaging

医療機器ビジネス学

Business Ecosystem for Medical Device

分子イメージング概論

Molecular Imaging

医工学概論

Introduction to Biomedical Engineering

人工臓器・再生医療学

Artificial Organs and Regenerative Medicine

医工コーチング概論

Introduction to Coaching Communication in Biomedical Engineering

臨床病態治療学

Pathogenesis and Treatment of Diseases and Disorders

社会医工学

Socio-Biomedical Engineering

量子生命科学概論

Quantum Biology

臨床病態治療学

Pathogenesis and Treatment of Diseases and Disorders

医療機器開発論

Medical device innovation strategy

医用福祉工学

Medical and Welfare Engineering

生体力学

Biomechanics

生体力学

Biomechanics

生体材料学

Biomaterials Science

生体材料学

Biomaterials Science

医用マイクロ・ナノ技術論

Medical Micro/Nano Technology

医用マイクロ・ナノ技術論

Medical Micro/Nano Technology

医用超音波工学

Biomedical Ultrasonics

医用超音波工学

Biomedical Ultrasonics

生体計測制御医工学

Measurement and Control Theory for Medicine

生体計測制御医工学

Measurement and Control Theory for Medicine

医用情報計測学

Medical Information Measurement

医用情報計測学

Medical Information Measurement

生体機能創成学

Bio-Medical Interface Fabrication

生体機能創成学

Bio-Medical Interface Fabrication

社会医工学

Socio-Biomedical Engineering

医用画像診断工学

Technology Related to Diagnostic Medical Imaging

医用福祉工学

Medical and Welfare Engineering

分子イメージング概論

Molecular Imaging

医療機器レギュラトリーサイエンス

Regulatory Science for Medical Device

人工臓器・再生医療学

Artificial Organs and Regenerative Medicine

医療機器ビジネス学

Business Ecosystem for Medical Device

量子生命科学概論

Quantum Biology

医用機械・電気工学実習

Laboratory Training in Mechanical and Electrical Engineering for Biomedical Applications

医用機械・電気工学実習

Laboratory Training in Mechanical and Electrical Engineering for Biomedical Applications

細胞遺伝子工学実習

Laboratory Work for Biotechnology

細胞遺伝子工学実習

Laboratory Work for Biotechnology

医療機器開発実習

Medical Device Development Practice

医療機器開発実習

Medical Device Development Practice

医工学特別講義 A

Special Lecture on Biomedical Engineering A

医工学特別講義 A

Special Lecture on Biomedical Engineering A

国内インターンシップ研修 A

Domestic Internship Training A

国内インターンシップ研修 A

Domestic Internship Training A

国際インターンシップ研修 A

International Internship Training A

国際インターンシップ研修 A

International Internship Training A

医療機器創生国際インターンシップ研修 A

Medical Device Innovation International Internship A

医療機器創生国際インターンシップ研修 A

Medical Device Innovation International Internship A

PBL ゼミナール

Problem-Based-Learning Seminar

PBL ゼミナール

Problem-Based-Learning Seminar

医工学修士研修

Master Course Seminar on Biomedical Engineering

医工学修士研修

Master Course Seminar on Biomedical Engineering

関連科目

Related subjects

関連科目

Related subjects

本研究科委員会において関連科目として認めたもの

後期課程

科目一覧

専門科目
医工学特別研修
医工学博士研修10 Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Subjects recognized as related by the Graduate School Committee

Specialized subjects
Advanced Seminar on Biomedical Engineering
Doctor Course Seminar on Biomedical Engineering

本研究科委員会において関連科目として認めたもの

関連科目
本研究科委員会において関連科目として認めたもの

Subjects recognized as related by the Graduate School Committee

Related subjects
Subjects recognized as related by the Graduate School Committee

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University11計測・診断医工学

Biomedical Measurements and Diagnostics

Biomedical Measurements and Diagnostics

研究領域 Divisions

計測・診断医工学

バイオセンシング
医工学

半導体センサによる化学・バイオイメージング

Biosensing

欠かせません。生体関連物質について迅速かつ信頼性の高い分析・

Semiconductor sensors for chemical and bio-imaging

生体とエレクトロニクスのインターフェイスにはセンシング技術が診断を行うためには、特定の分子・イオンを高感度に検出・定量・可視化するセンサが必要です。本分野では、半導体デバイスを用いた化Biomedical Measurements and Diagnostics

これらの技術を用いた、生物や生体関連物質の計測に関する研究

計測・診断医工学講座では、新たな医用計測・診断方法の開発とその基礎となる理工学、それらを用いた基を行っています。

礎医学研究ならびに臨床応用に関する教育研究を行います。本講座には、以下の分野を設置しています。

① 半導体化学イメージセンサの開発

Students in the Course of Biomedical Measurements and Diagnostics learn the underlying science fordeveloping new medical measurement and diagnostic techniques, then use these to conduct fundamental
medical research as well as education and research on clinical applications. We teach the following fields.

学物質の計測とイメージングに関する研究を行っています。また、教授 吉信 達夫

Professor Tatsuo Yoshinobu

研究分野 Laboratories●生体超音波医工学●バイオセンシング医工学●分子構造解析医工学●医工放射線情報学

Medical Ultrasound

Biomedical Supramolecular Analysis② センサ技術のバイオ応用
Sensing technologies are essential for the bio-electronic interface. For
rapid and reliable analysis of biomolecules, highly sensitive andselective sensors are required for detection, measurement andvisualization of specific molecules and ions. In this laboratory, chemicaland biosensing technologies are developed based on semiconductor
devices, which can be applied to biology and medicine.

Biosensing

生体組織の定量診断のための新しい超音波計測・制御法の研究

Medical Ultrasound

音波断層像による定性的診断に加え、粘弾性特性など、生体組織・

超音波診断技術全般に関する研究を行っています。特に、従来の超器官の様々な特性を計測して定量的診断を可能とすることを目指
ディジタル信号解析技術の研究開発を通して、深い工学的専門知
識と問題発見能力・問題解決能力および医用応用のために必要な生理学などの医学的知識の両者を兼ね備えた人材を育成しております。
① 高性能ディジタル信号解析・超音波計測法の研究と生体医療応用௔ԽഀϕϫʖϔͶΓΕ‫ܯ‬଎݄ͪ͢ѻ>PP+J@

Research on new methods for ultrasonic measurements and controls for quantitative diagnosis of biological tissues

しています。そのために必要な、超音波音場制御法、超音波計測法、

PP

ᒹࠐಊຼ

化学イメージングセンサによる 微生物代謝の検出

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/hkanai/
http://www.ecei.tohoku.ac.jp/hkanai/index_en.html

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Biomedical
Supramolecular Analysis

疾病の解明においても重要な鍵となるものである。タンパク質の機能はその立体構造と大きな関わりがあり、タンパク質の立体構造の解明はその機能の解明にとっても本質的重要性をもつ。我々は量分析、分子分光法などを用いて、その立体構造から理解すること

Left: Developed ultrasonic probe capable of measuring arterial① X線結晶構造解析による生体高分子の詳細な立体構造の解明② マルチドメインタンパク質の全体構造の研究
准教授 村山 和隆

Associate Professor Kazutaka Murayama

Top: Microscopic image of normal (left) and aggregated (right)
red blood cells (RBCs). Bottom: Change in the sizes of ultrasonicscatterers (RBCs) due to aggregation during avascularization

遺伝子産物としてタンパク質はさまざまな生命現象を担っており、を目指している。

Left:pressure
Developed
ultrasonic probe capable of measuring arterial
waveform. Right: Relationship between arterial pressure andpressure
waveform.
Right:
diameter,and B-mode
image.Relationship between arterial pressureand diameter, and B-mode image.

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

Comprehensive analysis for biological suplamolecular complexes

タンパク質に代表される生体分子の機能をX線結晶構造解析、質血圧計測が可能な超音波プローブ
（開発品）
（ 左）
と圧
݄ѻ‫ܯ‬଎͗Ն೵͵௔Խഀϕϫʖϔʤ֋൅඾ʥʤࠪʥͳѻྙ―࿬Ίಝ੓͕Γ;BϠʖχஇ૜଀ʤӊʥ力―歪み特性およびBモード断層像（右）③ 生体組織の性状および動態・機能の定量診断法の研究

1. Studies on high-performance digital signal processing and ultrasonicmeasurements and their application for medicine and biology
2. Studies on control of ultrasound field for high temporal and spatial
resolution medical imaging
3. Studies on tissue characterization and quantitative measurements ofthe dynamics and function of biological tissue

生体機能の解明に向けた超分子複合体の多角的構造解析

ϐητϨεη‫ۄ‬ત͹ܑ͗͘nஆ੓ི|ɼ֨͗Ε͗|೬੓ི|ͶଲԢͤΖɽ

② 高速・高分解能生体イメージングのための超音波制御法の研究

Metabolic activities of microorganisms detected by the chemical
imaging sensor

分子構造解析
医工学݄؇‫>ܚ‬PP@

Ultrasonic measurements of physical properties such like viscoelasticity
of biological tissues and organs are investigated to realize theirquantitative diagnosis, in addition to qualitative diagnosis based onconventional ultrasonic images. Researchers acquiring deep knowledge
and excellent ability in engineering and fundamental knowledge inmedicine, such like physiology, are nurtured through research anddevelopment of methods for controlling ultrasonic fields, ultrasonicmeasurements, and digital signal processing required for thequantitative measurements.

12

Chemical imaging sensor system

Radiation Informatics for Medical Imaging

生体超音波
医工学

Associate Professor Mototaka Arakawa

化学イメージングセンサシステム

1. Development of chemical imaging sensor.
2. Biomedical application of sensor technology.

URL http://www.bme.ecei.tohoku.ac.jp/

准教授 荒川 元孝

計測・診断医工学③ 天然変性タンパク質／領域の物理化学的性質と機能の解析
As gene products, proteins are concerned with many biologicalphenomena and they are key molecules to understand the mechanisms
for diseases. A protein structure has close relationship with its function;
therefore, revealing protein structures is very important forunderstanding protein functions. Although analyses of structural details
for multidomain proteins or complexes are not simple task to achieve,
the combination of various measurements (x-ray crystallography,
molecular spectroscopies, mass spectrometry, etc) enables us toinvestigate mechanisms of diseases as well as to design new drugs.

X線回折装置による反射データの測定

Measurement of reflection data by x-ray diffractometer

1. High resolution x-ray crystallography for biological macromolecules
2. Structural analyses of multidomain proteins in solution
3. Biophysical characterization and functional analysis of intrinsicallydisordered proteins / regions
タンパク質の電子密度の計算と分子モデルの構築
Electron density and modeling of protein molecule

URL http://www.structbiol.med.tohoku.ac.jp/index.html

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University13計測・診断医工学

Biomedical Measurements and Diagnostics

Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment

医工放射線
情報学

放射線を利用した医用画像の情報高度利用

Radiation Informatics for
Medical Imaging

は診断や治療に欠かすことのできないものとなっています。
しかし、Applied information technology for medical imaging with radiation
PETやSPECTに代表される核医学画像、放射線を利用した画像
現状では、画像の持つ一部の情報しか使われていません。本講座では放射線を利用した画像データから有益な情報を抽出し、高度利① PETやSPECTを用いた生体の機能を定量する方法論を確立、研究ならびに臨床応用に関する教育研究を行います。本講座には、以下の分野を設置しています。

② 複数のモダリティを利用した分子イメージングの応用研究③ 画像データベース開発研究教授 渡部 浩司

治療医工学

治療医工学講座では、治療に用いられる方法の開発とその基礎となる理工学、それらを用いた基礎医学実証する。

Professor Hiroshi Watabe

研究領域 Divisions

Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment

用を図る研究を行います。

Radiation is widely utilized for medical field as diagnostic andtherapeutic tools. Radiation gives us information of living organism
noninvasively. However, detected signals are in a tangle from several
sources. We will investigate and develop advanced techniques toextract useful information from medical imaging including PET(positron emission tomography), SPECT (single photon emission
computed tomography) and other modalities.

Students in the Course of Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment learn the underlying sciencefor developing new medical treatments, then use this knowledge in fundamental medical research as well as
in education and research on clinical applications. We teach the following fields.
NIRSとPETの融合画像
Fusion image of NIRS and PET

研究分野 Laboratories●生体電磁エネルギー医工学●超音波ナノ医工学●腫瘍医工学●先進歯科医工学●医用材料プロセス工学●生体機能材料プロセス工学

Electromagnetics for Biomedical Engineering

1. Measurement of tracer kinetics in vivo by PET or SPECT to investigate
physiology and pharmacology in living organism. and drug efficacy
2. Multimodal molecular imaging for drug development
3. Image database for data mining

Biomedical Engineering for Cancer
Biomedical Materials Processing

URL https://www.cyric.tohoku.ac.jp

治療医工学

Ultrasound Enhanced Nanomedicine
Advanced Dental Science and Technology
Biofunctional Materials Processing

ラットのPETデータから機能画像の作成

Generated parametric images from PET images with a rat

生体電磁エネルギー
医工学

電磁気現象を利用した低侵襲の医療福祉機器

Electromagnetics for
Biomedical Engineering

な医療機器、福祉機器が必要とされている。当研究室では電磁界をElectromagnetics for minimally invasive medical and welfare applications
少子高齢化、医療福祉費抑制の背景のもと、
コンパクトでスマート媒体とする生体内外の生体情報の計測・伝送技術を開発するとともに、電磁気現象を利用した低侵襲の診断・治療技術の研究を進め、医療機器および福祉・介護機器として社会実装を目指す。
1.磁性ナノ粒子を用いた細菌等の検出システム開発とヘルスケア
や福祉介護分野への適用
2.室温動作の生体磁気情報計測システムの開発と低侵襲医療機
器への応用
3.生体内外の位置情報計測・伝送システムの開発と低侵襲医療・福教授 藪上 信Professor Shin Yabukami

リアルタイムで検出可能な微生物センサを開発
Real-time detector for microorganism

祉機器への応用
4.生体磁気計測センサ用磁性薄膜評価装置の開発
Measurement and translation techniques of bio-information fromhuman body by electromagnetic field approach are developed. We
develop minimally invasive medical devices and welfare equipment byusing electromagnetic phenomena.
1.Evaluation of bacteria using magnetic nanoparticle and its application
for health care and welfare devices
2.Development of bio-magnetic sensors operating at room
temperature

准教授 桑波田 晃弘

Associate Professor Akihiro Kuwahata

3.Position sensing and translating system for minimally invasive medical
and welfare applications
4.Development of broad bandwidth thin film evaluation system for bio
magnetic sensor

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/yab/14

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

室温動作の生体磁気情報計測システムによる心磁界測定実験
Measurement of Magneto Cardiogram without magnetic
shielding

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University15

治療医工学

Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment

超音波ナノ
医工学
Ultrasound Enhanced
Nanomedicine

Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment

先進歯科医工学

見えない患部を体の外から治療
体に負担のない優しい超音波治療を研究

Advanced Dental
Science and Technology

Noninvasive ultrasonic treatment of non-superficial tissue
超音波は、その情報が医療診断に広く用いられてきましたが、最近

機能性生体材料の創製を行い、多角的に臨床的有用性を評価する
ことで、様々な医療分野への臨床応用を目指す。

出する技術が必要不可欠です。さらに、患部に選択的に集まりやす① 生体用モーションキャプチャシステム開発に関する研究

く、低い超音波強度で治療効果を発生する増感物質が開発できれば、超音波治療の安全性と効率を飛躍的に高めることができます。

教授 金髙 弘恭

① 集束超音波技術の研究開発

Professor Hiroyasu Kanetaka② 超音波治療増感技術の研究

Biomedical Engineering
for Cancer

教授 小玉 哲也

Professor Tetsuya Kodama

Preclinical study of early diagnostic and treatment of lymph node metastasis

がん患者の死亡の90%は転移に起因し、その多くの場合にリンパ節転移が確認されます。本分野においては、
リンパ節転移の超早期な診断・治療システムの開発を目的にしています。生物発光イメー
ジング法、造影超音波イメージング法、
マイクロCTなどの複数の高感度・高精度のイメージング法を駆使して、前臨床研究をおこない、臨床への応用を目指します。研究項目は以下の三つです。

Most cancer cells are invasive and metastatic, and they become
disseminated to distant anatomical sites by invasive-metastasis cascade.
We will develop diagnosis and treatment methods of lymph nodemetastasis at the early stages. Our research is interdisciplinary or
integrated research based on fluid dynamics, optics, molecular cellbiology, oncology, and pathology. Our research subjects are as follows.
1. Mechanisms of lymph node mediated hematogenous metastasis
2. Lymphatic Drug Delivery System (LDDS) targeted at metastatic lymph
nodes using nanoparticles
3. Assessment of treatment for lymph node metastasis using
noninvasive multimodal in vivo imaging techniques such as
high-frequency ultrasound, bioluminescence, micro X-ray
computerized tomography (CT) and small animal magnetic
resonance imaging (MRI).
4. Mechanisms of activation of tumor cells in distant organs after
dissection of lymph nodes

URL https://web.tohoku.ac.jp/kodama/

16

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University④ 最新AI技術を応用した医療システムの開発

1. Development of wireless motion capture system for human body.
2. Medical applications of Ni-free Ti-based shape memory alloys.
3. Development of biodegradable biomaterials for medical use.
4. Development of medical system applying the latest AI technology
5. Regulatory science through industry-government-academia
collaboration

超音波イメージガイド下での気泡援用集束超音波治療
Ultrasound image-guided focused ultrasound treatment
utilizing bubbles

リンパ節転移の早期診断・治療法に関する前臨床試験① リンパ行性ドラッグデリバリーシステム(LDDS)に関する研究② リンパ節介在血行性転移理論に関する研究③ リンパ節郭清後の遠隔部位における腫瘍細胞活性化機序に関する研究③ 生体吸収性医療用材料の開発に関する研究

磁気式ワイヤレスモーションキャプチャ技術を応用した
摂食嚥下機能評価システムの開発
Development of deglutition evaluation system using
magnetic wireless motion capture system.

The aim of our researches is to contribute to the creation of highly
advanced medical technology using high technology in bio-dental
engineering. In our research, we will develop wireless motion
capture system for human body and create reformative functional
biomaterials using Ni-free Ti-based shape memory alloys or
biodegradable materials. We aim to clinical applications of these
new technologies though multifaceted assessments for clinicalusefulness.

マイクロバブルによる組織の温度上昇
Tissue heating enhancement with microbubbles

1. Research and development of ultrasonic focusing technology.
2. Research on sensitization of tissue to ultrasound.
3. Research on ultrasonic detection of changes in tissue.

腫瘍医工学② ニッケルフリーTi基形状記憶合金の医療応用に関する研究⑤ 産官学民連携によるレギュラトリーサイエンス③ 超音波による組織変化検出技術の研究

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/ume/
http://www.ecei.tohoku.ac.jp/ume/english/

測機器および機能性生体材料の開発を行い、高度先進医療技術のケルフリーTi基形状記憶合金や生体吸収性材料を利用した革新的は見えない患部に照準を定め、患部の治療による変化を実時間検Ultrasound, whose information has been widely used for medical
diagnosis, is now becoming to be used for therapy by focusing its
energy into a tumor. Not only the technology to focus ultrasonic energy
into non-superficial tissue to be treated but also the imaging
technologies to aim the tissue and to detect its change due totreatment in real time are required. Furthermore, a tissue selective
ultrasonic sensitizer, which induces therapeutic effect at lower
ultrasonic intensity, can markedly improve the safety and efficiency of
the ultrasonic treatment.

歯科医工学における先端技術を応用し、先駆的な非侵襲的生体計

レスモーションキャプチャシステムの構築、生体適合性の高いニッ

超音波エネルギーを集める技術だけではなく、体の外から肉眼でProfessor Shin Yoshizawa

歯科医工学の先端技術応用による高度先進医療技術イノベーション

Innovation of highly advanced medical technology using high technology in bio-dental engineering

創出に貢献することを目的とした研究を行う。特に、生体用ワイヤでは、そのエネルギーを患部に集めて、がんなどを治療することにも用いられるようになっています。これを実現するためには、患部に教授 吉澤 晋

治療医工学

URL https://www.bme.tohoku.ac.jp/labo/field_02.html
http://www.dent.tohoku.ac.jp/field/liaison/02/index.html

医用材料
プロセス工学
Biomedical Materials
Processing

マイクロCTならびに高周波超音波で可視化されたリ
ンパ節内の灌流欠損
対照群（Control）に比べて、腫瘍塊では血管網が形成されないために灌流欠損が生じ、黒く映像化される（矢印）。
Perfusion deficiency in lymph nodes visualized by micro-CT andhigh-frequency ultrasound.
Vascular deficiency occurs in the tumor mass due to the lack ofvascular network, and it is visualized black (arrow) by these imaging
system.

リンパ行性薬物送達法
センチネルリンパ節に微量の抗がん剤を投与し、センチネルリンパ節と下流のリンパ節を治療する。

Lymphatic drug delivery.
A small amount of anticancer drug is administered to the sentinel
lymph nodes to treat them and their downstream lymph nodes.

ニッケルフリーTi基形状記憶合金を利用した生体埋入型骨整形装置の開発
New internalized orthopedic device for craniofacial
plastic surgery using Ni-free Ti-based shape memory
alloy.

教授 成島 尚之

Professor Takayuki Narushima

金属材料の表面・組織制御に基づく生体機能化

Biofunctionalization of metals based on surface and microstructural control
超高齢社会に突入した我が国では、今後生体機能の低下や喪失に対応した生体機能再建用材料システムの高度化が期待されています。本分野では、チタン合金、NiTi、Co-Cr合金やMg合金などの生体用金属材料の表面・組成/組織制御を通した生体埋入デバイス（インプラント）の高機能化や耐久性向上に関する研究を展開しています。生体環境下における金属系およびセラミックス系生体材
料の表面・界面反応制御に関する基礎的研究とともに、抗ウイル
ス能・抗菌能と骨形成能を発現させる材料開発や表面創製、人工関節・ステント用材料開発などの応用研究を行っています。
① インプラント用チタン表面の抗菌・抗ウイルス機能化② ステント用Co-Cr合金の微細組織制御と力学特性③ 生体用チタン合金の表面反応に関する実験的・計算材料学的研究
The demand for high-performance devices to restore functions of thehuman body is steadily increasing. This is due to the decline or loss of
biological functions of elderly persons in today’s super-aged society. Our
research group focuses on the basic and applied research pertaining
to the enhancement of the functionality and durability of implantabledevices (implants) through surface and composition/microstructuralcontrol of metallic biomaterials, such as Ti, NiTi, Co-Cr, and Mg alloys.
We conduct basic research on controlling surface reactions of metallic/ceramic biomaterials in a biological environment. In addition, on theapplied research front, we develop materials having surfaces with bothantivirus/antibacterial activity and bone-compatibility, as well as designmaterials for artificial joint and stent applications.
1. Antibacterial and antiviral functionalization of Ti surface for implants
2. Microstructure control and mechanical properties of Co-Cr alloys for stents
3. Experimental and computational studies on surface reactions of biomedical Ti alloys

TiO2膜への可視光照射に伴う規格化生菌数の変化と含有される炭素濃度（可視光照射下で抗菌能を発現す
るアタナーゼ優勢TiO2膜には炭素が含有されている、** p<0.01）
Change in normalized number of viable bacteria withvisible-light irradiation and carbon concentration in TiO2
layers: the carbon caused the antibacterial activity ofanatase-rich TiO2 layers under visible-light irradiation.

汎用合金（L605）と設計合金のCTイメージ（Ptを含有する設計合金においてX線視認性が向上している）
CT images of standard Co-Cr alloy (L605) and designed
alloys: X-ray visibility was improved in designed alloys
containing Pt.

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University17

治療医工学

Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment

生体機能材料プロセス工学
Biofunctional Materials
Processing

教授 山本 雅哉

Professor Masaya Yamamoto

Biomechanical Engineering

再生医療やDDSへの応用を指向した生体機能材料プロセスの開発

Development of biofunctional materials process for regenerative medicine and drug delivery systems
先端医療を支える生体機能材料の設計には、生体機能の分子科学的な理解に基づく材料研究が重要である。本分野では、生体で機能するソフトマター、プラスチック、生体由来材料、有機・無機ハイブリッドの分子科学的な理解と設計に関する基礎研究を行っている。さらに、分子設計した生体機能材料を、再生医療、がん研究、ドラッグデリバリーシステム（DDS）、環境問題ナノ・
マイクロプラスチックの生態影響評価へ応用展開している。
1. ナノ・マイクロプラスチックの生体影響解析
2. 再生医療への応用を指向した生体機能材料・3Ｄバイオプリンティングの開発
3. 環境・創薬・がん研究のための体外疾患モデルの開発
4. 有機・無機ハイブリッドナノ材料の開発
5. 分光学的手法を利用した生体組織の機能解析
Materials processing by molecularly understanding biofunctions inbiological systems plays a pivotal role in designing biofunctional
materials for advanced medicine, such as regenerative medicine anddrug delivery systems. Our objective is to molecularly understandbiofunctions in biological systems to create novel biofunctional
materials as well as to pursue fundamental researches on organicinorganic hybrids and soft materials to be applied for biologicalsystems. Based on the fundamental findings, we design andsynthesize biofunctional materials, such as hydrogels, peptides,
polymeric particles, stimuli-responsive polymers, and their hybrids
with inorganic materials, and investigate their applications forregenerative medicine and drug delivery systems.

再生医療やDDSへの応用を指向した生体機能材料
プロセスの開発
Development of biofunctional materials process forregenerative medicine and drug delivery systems

1. Nano/Microplastics toxicology
2. Biofunctional materials and 3D bioprinting for regenerative medicine
3. In vitro tissue and organ models for environmental, drug, and cancer research
4. Organic-inorganic hybrid nanomaterials
5. Spectroscopic analyses for understanding tissue functions

URL http://www.material.tohoku.ac.jp/~seitai/
http://www.material.tohoku.ac.jp/english/labs/mtp/yamamoto.html

生体機械システム医工学

研究領域 Divisions

生体機械
システム医工学
Biomechanical Engineering

生体機械システム医工学講座では、機械システム工学的アプローチによる生体システムの研究と、それらを用いた基礎医学研究ならびに臨床応用に関する教育研究を行います。本講座には、以下の分野を設置しています。
Students in the Course of Biomechanical Engineering for Biomechani-cal Systems learn how to employ a mechanicalsystems engineering approach to research on life systems, and to apply this approach to fundamental medical
research as well as education and research on clinical applications. We teach the following fields.

研究分野 Laboratories●生体流体力学●医用ナノシステム学●病態ナノシステム医工学●ウェットデバイス工学

Biological Flow Studies
Biomedical Nanoscience

Medical Nanosystem Engineering
Wet Device Engineering●ニューロロボティクス
Neuro-Robotics

生体流体力学
Biological Flow Studies

生体機能の解明を目指すバイオメカニクス
Biomechanics for studying biological functions

我々は、力学を基盤として生物の機能を解き明かす「バイオメカニクス」の分野を開拓しています。近年、健康問題や環境問題に力学が重要な役割を果たすことが分かってきました。我々はこうした諸問題の解決を目指し、実験と理論、数値シミュレーショを融合したバイオメカニクスを用いて生体機能を解明しています。
研究対象は、循環器系・呼吸器系・消化器系の流れや、精子の遊教授 石川 拓司

Professor Takuji Ishikawa

准教授 菊地 謙次

Associate Professor Kenji Kikuchi

泳と受精、腸内フローラの形成、医療機器開発などの健康問題のみならず、バイオフィルムの形成や赤潮の発生、多細胞動物の進左）ゼブラフィッシュと腸内流動の可視化実験，右）皮膚表面に摩擦刺激を与えた際の角質層のひずみ(left) Visualization of zebrafish intestine and the inside
flow, (right) Strain of stratum corneum caused bymechanical stimulation on the skin surface.

化など、多岐にわたります。
We are pioneering the field of "biomechanics," which is the studyof biological functions based on mechanics. In recent years, it has
become clear that mechanics plays an important role in healthand environmental problems. In order to solve these problems, we
elucidate biological functions from the perspective of biomechanics
by combining experiment, theory, and numerical simulation.
Our research interests include not only health issues such as theflow of the circulatory, respiratory, and digestive systems, sperm
swimming and fertilization, the formation of intestinal flora, and thedevelopment of medical devices, but also biofilm formation, red tidedevelopment, and the evolution of multicellular animals.

左）ヒト精子の協調遊泳シミュレーション，右）微生物群の行動シミュレーション(left) Simulation of collectively swimming human sperm,(right) Simulation of microorganisms' behaviors underflow.

准教授 沼山 恵子

Associate Professor Keiko Numayama

18

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

URL http://www.bfsl.mech.tohoku.ac.jp/index_jp.html
http://www.bfsl.mech.tohoku.ac.jp/

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

19生体機械システム医工学

Biomechanical Engineering

医用
ナノシステム学
Biomedical Nanosystem
Engineering

Biomechanical Engineering

生体・環境親和性に優れるバイオ融合型デバイスの開発

半導体神経工学は生体の神経システムへ半導体工学を駆使して迫り、その構

ウェットデバイス
工学

造と機能の探究を通して、生体と機械を綜合した新しい融合システムを創成す

Wet Device Engineering

を行っている。特に、ウェットな生理環境中で行うソフトマテリアル

半導体神経工学に基づく生体融和型マイクロ・ナノ集積システム

Research and development of biomedical micro/nano system based on semiconductor neural engineering

る研究領域である。本研究室では半導体神経工学に基づいた生体融和型の新を最大限に活かして動作する安全・高感度・高効率な自律駆動デバ
イスを創出する。

開発した37×37ピクセルの人工網膜チップ
A 37×37 pixels artificial retina chip
(3.2mm×3.2mm)① バイオ電池で駆動する診断・治療パッチ② ハイドロゲル製の神経モニタリング電極システム

テムの研究も行う。
教授 西澤 松彦

① 人の眼に埋め込んで視覚を再生する人工網膜システム② 埋込・貼付型集積化知能デバイスと脳・機械インターフェイス

Professor Matsuhiko Nishizawa③ ウェアラブル・フレキシブルデバイス実装技術④ 3D/チップレット集積技術とアナログ・デジタル集積回路設計
Semiconductor neural engineering is a discipline that uses semiconductor
process/device/circuit technologies to further understand properties of neuralsystems and to create novel fusion systems of living body and machine. One of thegoals in this laboratory is to establish semiconductor neural engineering anddevelop biomedical micro/nano systems. Another goal is to educate the next
generation of leaders in biomedical engineering through research including:

Associate Professor Takafumi Fukushima

Biomedical Nanoscience

教授 神崎 展

Professor Makoto Kanzaki“プラズマ” は、固体・液体・気体に続く第4の物質状態です。近年、低温大気圧でのプラズマ生成が可能となり、その医療分野への応用が注目を集めていますが、“プラズマ” による生命機能の調節メカニズムは未解明です。
神﨑研究室では、①生命体がいかにして “プラズマ” を感知し反応しているのか？ ②どのような “プラズマ” が医療に適しているのか？ に関する基盤研究を行っています。特に、プラズマの医療応用をさまざまな疾患（生活習慣病や加齢性疾患）へと新たに適応することを試み、プラズマ医療科学の新展開を目指した研究を推進しています。また、③最先端の生体イメージング技術を用いて、糖尿病やサルコペニアの病態ナノシステムを視覚的に理解し、新規の治療法開拓へと繋げる研究も行っています。

① Atmospheric Plasma Actions on Biological Nano-systems② Plasma Medical Science for the Lifestyle-related Disorders and Ageing③ Nano-imaging Analysis of Life and Diseases④ Mechanisms underlying the Beneficial Effects of Exercise

We have developed biohybrid devices and systems that are bio- andeco-compatible. By inventing manufacturing techniques applicable fordelicate biological elements (proteins, hydrogels, cells etc.), superior
biofunctions including high-sensitivity and high-efficiency can beutilized as the device functions for medical, healthcare, cosmetic, drug
discovery applications.

URL http://www.biomems.mech.tohoku.ac.jp/index_ j.html
http://www.biomems.mech.tohoku.ac.jp/index_e.html

ニューロ
ロボティクスNeuro-Robotics

骨格筋のライブイメージング解析
Live Imaging Analysis of Skeletal Muscles

教授 林部 充宏

Professor Mitsuhiro Hayashibe

生体ナノシステム解析用の蛍光顕微鏡

Fluorescent Microscopy for Biological Nano-systems Analysis

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/kanzaki/
https://tohoku.pure.elsevier.com/en/persons/makoto-kanzaki

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

自己発電型バイオDDSパッチ
Self-powered DDS patch④ 再生医療と創薬を革新する細胞培養ソフトデバイス

1. Biobattery-driven skin patches for healthcare and drug delivery
2. Hydrogel-based microelectrodes for neuro-monitoring
3. Implantable autonomous DDS devices
4. Novel in vitro cellular assay devices

クリーンルーム内でのデバイス試作
Device fabrication in the clean room
(Handling of 8-inch silicon wafer)

Cold Atmospheric Plasma in Future Medicine and Healthcare① プラズマによる生体ナノシステム制御機構の解明② プラズマ医療科学の新展開、特に生活習慣病への治療的応用③ 生命機能ナノイメージングに関する研究④ 身体活動（運動）による生活習慣病の治療効果に関する研究③ 体内に埋め込む自律型の投薬デバイス

ハイドロゲル電極
Hydrogel-based microelectrodes

大気圧プラズマ医療科学の創成“Plasma” is the fourth state of matter following Solids, Liquids andGases. Recently, cold atmospheric plasma has been successfully utilized
for several medical applications, but the underlying mechanisms in details
remain unknown. Current research in the Kanzaki Laboratory has been
focused on understanding ① How our body / cells sense and react the“Plasma”, and ② What types of “Plasma” are suitable for medical
treatments, especially applicable for ③ the lifestyle-related diseases
including type 2 diabetes, and obesity. Furthermore, we are exploring
the molecular pathogenesis of the life-style diseases (diabetes andsarcopenia) by employing the cutting-edge live-imaging technologies.

20

神経プローブによる海馬スライスへの電気刺激と活動電位記録
Electrical stimulation and recording of
hippocampal slice with intelligent Si
neural probe

1. Fully-implantable retinal prosthesis system
2. Intelligent neural probe and brain-machine interface
3. Wearable/Flexible device packaging technology
4. 3D/Chiplet integration technology and analog/digital IC design

URL http:// www.lbc.mech.tohoku.ac.jp/

病態
ナノシステム医工学の加工技術を開拓し、脆弱なバイオ素材（タンパク質・ゲル・細胞な構造を有する人工網膜や、脳や神経系を多元的・立体的に計測・解析・操作する子を生体適合性材料で気密封止し、フレキシブル基板に集積する生体医用シス

准教授 福島 誉史

生体・環境親和性に優れるバイオ融合型デバイス・システムの開発

ど）を取り込むデバイス製造を可能とすることによって、
バイオ機能

ル・インプランタブルデバイス実装技術を用いて、極小の生体センサや光学素教授 田中 徹Research and development of bio-hybrid devices

しいマイクロ・ナノ集積システムについての教育と研究を行う。生体と同じ積層
埋込・貼付型集積化知能デバイスについて研究を行っている。また、
ウェアラブ

Professor Tetsu Tanaka

生体機械システム医工学

ロボティクスのためのニューロサイエンス、ニューロサイエンスのためのロボティクス
Robotics for Neuroscience, Neuroscience for Robotics

ロボットの世紀などと近年言われるが、特に実世界の環境との適応的イ
ンタラクションという側面ではまだまだ人間のもつ高度な運動制御、感覚機能から我々が学ぶべきことは多い。本研究室では人間の持つ環境
適応，運動学習能力を工学的にも脳科学的にも深く理解するため、情報処理およびロボティクスのモデル化技術をベースとして用い脳科学的にも説明が可能なレベルで人間の運動制御、学習メカニズムの解明とそれに資する人間の運動情報の収集およびロボティクスツールを用いた解析に関する技術開発を行っています。ロボティクスのためのニューロサ
イエンス、ニューロサイエンスのためのロボティクスと双方向的に科学するニューロロボティクスに取り組んでいます。また運動学習と脳の環
境知覚の研究から得た知見から，運動学習効果を最大限に引き出すニュ
ーロリハビリテーションを目指しています。
① 人間の運動制御、環境適応学習メカニズムの研究② 生体感覚信号、生体機能のモデリングと同定技術の開発③ 脊椎動物の冗長関節制御と生物運動学習に関する研究④ ロボット技術のニューロリハビリテーションへの展開

筋肉の機能，
生理，
変形ボリュームモデリングMuscle volumetric modeling for function, physiology anddeformation

Recently, the current era is referred as a century of robotics and AI. However,robot capability in real life is still rather limited then there are still a lot ofthings we need to deeply learn from advanced and robust motor control andsensory functions which humans have, for next step forward. Robotics is also
useful as computational tool to understand human motor learning
mechanism. Neuroscience knowledge can be useful to improve robot
capability.
We study on neuroscience for robotics and robotics for neuroscience as[Neuro-Robotics].
1. Study of human motor control, adaptive learning mechanism
2. Modeling and identifying biological signals and functions
3. Study on redundant joint control and biological motor learning of vertebrates
4. Development of robot technology to Neuro-Rehabilitation

URL http://neuro.mech.tohoku.ac.jp

経頭蓋直流電気刺激中のNIRS-EEG同期モデリング
NIRS-EEG joint imaging during transcranial direct current
stimulation

足圧力計測に依存しないバランス推定
Balance estimation
independent from footpressure measurement

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

721

生体再生医工学

Regenerative and Biomedical Engineering

Regenerative and Biomedical Engineering

研究領域 Divisions

生体再生医工学
Regenerative and Biomedical Engineering

神経外科
先端治療開発学
Department of
Neurosurgical Engineeringand Translational
Neuroscience

生体再生医工学講座では、生体再生を形態と機能の両面から工学技術を駆使して実現する。細胞・組織レベルでの再生を目指すとともに、人工臓器による機能再建を発展させ、さらに複雑系としての生体機能を制御する
情報工学技術を開発、確立し発展させる。このため、生体再生医工学講座には以下の分野を設置しています。
Students in the Course of Regenerative and Biomedical Engineering learn to apply engineering techniques toregeneration from the standpoints of both form and function. Starting from regeneration at the cell andtissue level, they study the restoration of functions by means of artificial organs, and go on to the more
complex challenge of developing and establishing information engineering technologies for controlling life
functions. We teach the following fields.

教授 新妻 邦泰

Professor Kuniyasu Niizuma

研究分野 Laboratories●聴覚再建医工学

Rehabilitative Auditory Science●視覚抗加齢医工学

Department of Aging Vision Healthcare●神経外科先端治療開発学

Department of Neurosurgical Engineering andTranslational Neuroscience●分子病態医工学
Medical Science

准教授 ラシャード シェリフ

Associate Professor Sherif Rashad

聴覚再建医工学

加齢性ならびに音響性聴覚障害の予防

Rehabilitative Auditory
Science

音響性聴覚障害は、過大な音響暴露によって生じる感音難聴でPrevention of age-related and acoustic hearing impairment

Department of Aging
Vision Healthcare

ある。WHOは、職場や社会活動中の音響暴露により、世界人口の約半分が難聴のリスクを有すると報告している。また本邦では65歳以上で3割、75歳以上で7割の高齢者が難聴を有しており、中高年で発症する難聴が認知症のリスクを高めることから、難聴への対応は喫緊の課題となっている。加齢性難聴は不可逆的な変化であるが、我々はその予防に抗酸化機能が有望であることを見出してきた。現在、音響性聴覚障害や加齢性難聴に対する実効性の高い予防策を求めて、研究を進めている。

教授 香取 幸夫

Professor Yukio Katori

22

Acoustic hearing impairment is sensorineural hearing loss caused byexcessive acoustic exposure. The WHO reports that about half of theworld's population is at risk of hearing loss due to acoustic exposure
during workplaces and social activities. In Japan, 30% of people
aged 65 and 70% of people aged 75 have hearing loss, and hearing
loss that develops in middle-aged and elderly people increases therisk of dementia, so dealing with hearing loss is an urgent issue. Agerelated hearing loss is an irreversible change, but we have foundthat antioxidant functions are promising in its prevention. Currently,
we are conducting research in search of highly effective preventive
measures against acoustic hearing impairment and age-related
hearing loss.

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

視覚抗加齢
医工学

野生型ならびに抗酸化能の高いマウスの加齢に伴う聴力像を示す。
２か月齢で両者の聴力に差はないが、5か
月齢および12か月齢では野生型のマウスのほうが有意に聴力が低下している。
Age-related hearing picture of wild-type and antioxidant
mice model (Keap f FA/FA) is shown. There is no differencein hearing between the two at 2 months of age, but at 5
and 12 months of age, wild-type mice have significantly
reduced hearing.
(Oishi T. et al. 2020 npj Aging Mech Dis)准教授 檜森 紀子

Associate Professor Noriko Himori

生体再生医工学

神経外科疾患の診断・治療法開発と臨床応用

Development of new tools and therapies for neurosurgical diseases, and rapid translation
to patientse
中枢神経系は脆弱かつ再生能にも乏しく、傷害されることによる
QOL (quality of life)の低下も著しい。
種々の中枢神経疾患における病態を分子生物学的手法や数値流体力学などの工学的手法を駆使して解明し、以下の新規薬剤や幹細胞などによる新たな治療法開発と臨床応用を目指す。
① Muse細胞を用いた中枢神経再生治療法の開発② 新規血栓溶解・神経保護薬の開発③ 骨再生療法に関する研究④ 数値流体力学を用いた動脈瘤などの血行動態に関する研究⑤ 神経における分子シグナリングに関する研究
The central nervous system (CNS) is especially vulnerable and has limited
potential for regeneration in the baseline level. Even with the current
sophisticated treatments for CNS injury, lots of patients get disabled. We
reveal pathophysiology of CNS diseases with both biological andengineering approaches and develop new treatments for CNS injuries.
1. Development of neuro-regenerative therapy with multi-lineage
differentiating stress enduring (Muse) cells.
2. Development of new thrombolytic and neuroprotective agents.
3. Development of materials for bone regeneration.
4. Research for hemodynamics of cerebral aneurysms using computational
fluid dynamics (CFD)
5. Research for molecular pathways of CNS injuries.
実験的脳動脈瘤。発生、成長、破裂、治癒の各過程に関連する因子を分析。新しいデバイスの開発、薬物療法の研究などに使っている。
Experimentally induced aneurysm inrat. The process related to the initiation, growth, rupture and cure is analyzed. This model is useful to study new
development of endovascular devices
and and pharmacological therapy.

CFDを用いた実データーによる脳動脈瘤の解析 このタイプの動脈瘤では壁剪断応力が成長、破裂に強く関連している。
Patient data specific CFD analysis of brain aneurysm. This
type of aneur ysm had strong relationship between
maximum wall shear stress and growth and rupture.

早期発見・治療、個別化医療・予防への試み

Early detection and treatment, and attempt for personalized medicine and prevention
平均寿命が長い日本では現在、健康寿命を延ばすことが課題に挙げられています。人間が生きているうえで必要な情報の約8割は視覚から得ていると言われており、健康寿命を延ばすためには視力を保つことが非常に重要です。そのために未来型医療創成センター（INGEM）と協力して、ライフスタイル（喫煙、節酒、体重、食事、運動、睡眠等）、オミックスデータ（遺伝子、メタボ
ローム）、眼底写真、光干渉断層撮影（OCT）画像を突合したビッ
クデータを構築し、日常人間ドックのデータからAI画像診断にて予後予測、全身疾患のスクリーニング等のデータサイエンスに基づいた目の疾患予防に関する研究に取り組んでおります。また、個人の酸化ストレスを新しい機器を用いて数値化し眼疾患との関連を探索することで個別化医療の創設に努めております。全身の血管疾患や認知症に重要な情報を眼球からバイオマーカーとして非侵襲的に取り出すマイクロデバイス等の医療機器の開発にも取り組んでおります。
Japan has a long average life expectancy, and extending its healthy
life expectancy is a current challenge. Humans acquire approximately
80% of the information they need for survival through vision, so
preserving vision is essential for extending healthy life expectancy. To
this end, we are collaborating with the Advanced Research Center for
Innovations in Next-Generation Medicine (INGEM), aiming to build
a big data set that combines lifestyle variables (smoking, alcohol
consumption, weight, diet, exercise, sleep, etc.), omics data (genes,
metabolome), ocular fundus photographs, and optical coherence
tomography (OCT) images. Our research focuses on the preventionof eye diseases and is based on data science that includes subjecting
data from routine physical checkups to AI diagnosis for prognosis ofand screening for systemic diseases. Furthermore, we are working topromote personalized medicine, using new equipment to quantify
oxidative stress in individuals and exploring the relationshipbetween oxidative stress and eye diseases. We are also engaged in
the development of medical devices such as micro-devices that can
non-invasively extract information presented by ocular biomarkers
to elucidate systemic vascular diseases and dementia.

日本における失明原因の内訳
Classification of the causes of blindness in Japan

緑内障における危険因子と全身疾患との関連性
Association between risk factors and systemic disease inglaucoma.

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

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生体再生医工学

Regenerative and Biomedical Engineering

分子病態医工学
Medical Science

Biomedical Engineering for Health and Welfare

腎不全、高血圧・糖尿病治療法の開発と抗癌剤探索

Development of remedies for cancer, hypertension, diabetes and renal failure
本研究分野では、薬物、ホルモン、生体内物質（尿毒症物質や肝不全物質）の細胞膜輸送機構と体内動態、病態時における調節メカニ
ズムの解明を通して、癌、腎不全、高血圧、内分泌疾患の新たな治療法の開発と臨床応用を図ります。

② 腎不全、高血圧の診断・治療法の開発

准教授 鈴木 健弘

います。本講座には、以下の分野を設置しています。

④ 糖尿病発症、肥満メカニズムの解明
Variety of membrane transport systems play essential roles formaintaining homeostasis in the body. In addtion, many membranetransporters involve in the regulation pathogenesis of renal failure,
hypertension and cancer as well as diabetes and obesity. We study
for developing diagnositc tools or screeing new drug by modulatingsuch molecules.
1. Characterization of membrane transport systems
2. Search of diagnostic tool and new drugs for renal failure andhypertension
3. Discovery of anti-cancer drugs
4. Research for diabetes and obesity

Associate Professor Takehiro Suzuki

社会医工学

社会医工学講座では、社会医療システムの改革をめざす技術革新およびその応用に関する教育研究を行③ 抗癌剤の探索

Professor Takaaki Abe

研究領域 Divisions

Biomedical Engineering for Health and Welfare① 細胞膜輸送機構の解明

教授 阿部 高明

社会医工学

腎臓特異的遺伝子発現法
Renal-specific gene delivery

The Biomedical Engineering for Health and Welfare Course provides education and research on innovativetechnologies and their applications aimed at creating revolutionary new social health and welfare systems.
We teach the following fields.

研究分野 Laboratories●医療福祉工学

Medical Welfare Engineering●神経電子医工学

Neural Electronic Engineering●ライフサポート工学

Life Support Engineering

医療福祉工学
Medical Welfare
Engineering「やさしさ」を先端技術で創出する医療福祉工学

Advanced medical welfare engineering for improvement of QOL (quality of life)
医療福祉工学の発展には、新たなセンサやアクチュエー

タの創製、システムや情報処理技術の高度化が重要な課題となります。本研究分野ではセンサやアクチュエータの設計や製作、それらに計測・自動制御やメカトロニクスなどの技術の組み込み、
さらに情報処理技術の高度化の研究も行い、新たなシステムの開発研究などに取り組み、医療福祉工学に関連する教育と研究を行っていきます。
① 医療・福祉・健康に関するQOL テクノロジーの創出

教授 田中 真美

Professor Mami Tanaka

准教授 奥山 武志② 触覚機能を有するセンサシステムの開発に関する研究
Our aim is to improve the QOL by technologies ofadvanced medical welfare systems such as development of
the sensing and actuator devices, integration of the system,
and information processing technologies, et al.. The
research and education involved the innovation of thesensor/actuator for medical welfare field, integration of
mechatoronics technologies including measurement andcontrol, and advanced information processing
technologies are carried out in our Laboratory.
1. QOL technologies for medical welfare and health care
2. Development of tactile sensor system

Associate Professor Takeshi Okuyama

前立腺触診ロボットフィンガシステム
Robot finger system for prostate palpation

セルフチェックのための乳がん触診センサシステム（左）およびセ
ンサ出力の解析結果の一例（右）Palpation sensor system for self-checking of breast cancer (left) andan example of sensor output analysis (right )URL http://rose.mech.tohoku.ac.jp/

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Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University25

社会医工学

Biomedical Engineering for Health and Welfare

神経電子医工学
Neural Electronic
Engineering

教授 渡邉 高志Professor Takashi Watanabe

Medical Device Innovation

運動機能の補助・再建，リハ支援のための計測・制御技術

Measurement and control for assisting and restoring motor functions, and for advanced
rehabilitation system
運動系や感覚系の機能障害に対する支援・代行技術、治療・リハビリ
テーション技術等に関する研究を行う。特に、機能的電気刺激（FES）
技術、慣性センサによる運動計測技術を応用し、脊髄損傷や脳血管疾患等による運動機能麻痺、感覚機能障害に対するリハビリテーション
装置、動作支援装置を、日常でも利用可能なウェアラブルシステムとして実現するための研究開発を行う。また、これらの医工学的基盤技術の開発を行うともに、人（脳）−コンピュータ間の相互作用を考慮したシステムへの展開を図り、先進的医療・福祉システムの実現を目指す。
① 機能的電気刺激（FES）
による麻痺肢の動作制御に関する研究② ウェアラブルセンシングと機械学習を利用した運動機能計測・評価に関する研究③ 機能的電気刺激（FES）
を利用した運動リハビリテーション法に関する研究

FESを利用した歩行リハビリテーションシステムの開発
Development of rehabilitation system using FES

研究領域 Divisions

医療機器創生医工学
Medical Device Innovation（ここに医療機器創生医工学の説明が入ります）(Description : Medical Device Innovation)

Our laboratory conducts research and development to realize
assistive systems, neural prosthesis, and rehabilitation systems formotor and/or sensory disabilities caused by spinal cord injury or
cerebrovascular disease, as wearable systems that can be used indaily life, applying functional electrical stimulation (FES), wearable
sensing, and machine learning. In addition, we aim to realize
advanced medical and welfare systems through the study on thesebasic medical engineering technologies.
1. Motor control of paralyzed limbs by functional electrical stimulation (FES)
2. Measurement and evaluation of motor function using wearable
sensing and machine learning
3. Study on motor rehabilitation method using functional electricalstimulation (FES)

研究分野 Laboratories●医用イメージング●医用光工学●生体機能創成学●ナノデバイス医工学

Biomedical Imaging

ウェアラブルセンサと機械学習を利用した歩行中の身
体重心位置推定Estimation of body center of mass position during gaitusing wearable sensors and machine learning

Bio-Medical Interface Fabrication

Nanodevice Engineering●近未来生命情報工学

Next Generation Biological Information Technology

ライフサポート工学

安全安心な社会を実現する生命・生活支援工学

医用イメージング

Life Support Engineering

安全安心な生活や、高齢者及び障害者の自立した生活の実現のため

Life support engineering for safe and secure society

Biomedical Imagingには、生命・生活を支援する新しい工学技術分野（ライフサポート工

解析・画像解析を行うことで実現しています。また、高周波数の超音
波でナノレベルの解像度を実現した超音波顕微鏡の開発により、ポーツ用品や生活用品の開発などを通じて、ライフサポート工学に関心血管系以外にも、腎臓、肝臓、前立腺、腱、軟骨、骨、歯など身体の連する教育と研究を行う。

中のさまざまな組織や生きた細胞のイメージングを実現し、各種病① 歩行安定性に関するバイオメカニクス研究

Professor Takeshi Yamaguchi③ 超耐滑靴底及び床の開発に関する研究

すべり転倒機構の解明
Elucidation of the mechanism of slip-related falls

In order to realize an independent living of elderly people anddisabled people and a safe and secure life, the construction of newengineering filed that supports life and livelihood i.e. life support
engineering. Our laboratory promotes education and researchconcerning life support engineering through studies oninvestigation of fall mechanism, development of footwear and floor
for fall prevention, development of evaluation method of gaitstability, and development of high-performance sport equipment
and livingware, etc.
1. Biomechanical study on gait stability
2. Investigation of mechanism of fall due to induced slip
3. Development of high slip-resistant footwear and floor

教授 西條 芳文

Professor Yoshifumi Saijo

態をバイオメカニクス的な視点から解析しています。
① 心血管系組織の三次元イメージングおよび高精度自動診断② 心血管系の血液の流れの解析③ 高分解能生体イメージングのための超音波顕微鏡の開発
Our laboratory is developing signal and image processing methods ofultrasound, CT (computed tomography) and MRI (magnetic resonanceimaging) in order to realize three-dimensional imaging, precise
automatic diagnosis and flow analysis of cardiovascular tissues. We arealso developing several acoustic microscopes to visualize kidney, liver,tendon, cartilage, bone and tooth besides cardiovascular tissues andassessing pathophysiology from the view point of biomechanics.

超耐滑靴底意匠の開発
Development of high slip resistant shoe outsole pattern

URL http://www.glocaldream.mech.tohoku.ac.jp/ja/index.html
http://www.glocaldream.mech.tohoku.ac.jp/en/index.html

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

本研究分野では、主に心血管系組織の三次元イメージング、高精度
タ断層法）、MRI（磁気共鳴画像）などのデータを用い、独自の信号止のための靴・床の開発、歩行安定性評価手法の開発、高性能なス

教授 山口 健先進的データ収集・解析による生体組織のイメージング

Imaging of biological tissues by novel data acquisition and analysis
自動組織診断、血液の流れの解析などを、超音波やCT（コンピュー学）の確立が必要である。本研究分野では、転倒機構の解明や転倒防

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Biomedical Optics

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/fes/index.html
http://www.ecei.tohoku.ac.jp/fes/English/index_eng.html② すべり転倒機構の解明に関する研究

医療機器創生医工学

1. Three-dimensional / automatic precise diagnosis of cardiovascular
tissues
2. Blood flow analysis of cardiovascular system
3. Development of acoustic microscopes for precise biomedical
imaging

左上：左心室内の血流ベクトル
右上：指紋の三次元超音波像
左下：冠動脈の超音波顕微鏡像
右下：生きた細胞の超音波顕微鏡像
Upper left: Blood flow vector in left ventricle
Upper right: Three-dimensional ultrasound image offingerprint
Lower left: Ultrasound microscope image of coronary
arteryLower right: Ultrasound microscope image of living cell

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/imaging/index.htm
http://www.ecei.tohoku.ac.jp/imaging/index-e.html

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University27医療機器創生医工学

Medical Device Innovation

医用光工学
Biomedical Optics

Medical Device Innovation

光学技術を駆使した無侵襲診断、ヘルスケア機器開発

Development of non-invasive diagnosis and healthcare devices using optical technology
新しい光学技術を導入することにより、センサ部に触れるだけ

ナノデバイス
医工学
Nanodevice Engineering

で、人間ドックで得られるような血液中の成分を分析したり、息を吹きかけるだけで、さまざまな病気の診断を行うことができる
診断・ヘルスケア機器の研究を行っています。そのためのシステ
ム開発をはじめ、機器を構成する光ファイバなどの要素技術や生体組織の光学技術の解明など、幅広い分野で研究・開発を行っています。
教授 松浦 祐司

Professor Yuji Matsuura① 赤外光を用いた生体分光分析システム② 光ファイバガスセルを用いた高感度ガス分析システム③ 中空光ファイバおよび光ファイバ光学素子開発
By introducing new optical technology, we develop diagnostic andhealth care systems that analyze components in blood by touching
the optical sensor and that diagnose various diseases by simply
blowing on it. We are conducting research and development ina wide range of fields, including the development of healthcare
systems, elemental technologies such as the optical fibers for thosesystems, and the investigation of the various optical characteristics
of biological tissues.

赤外光を用いた血糖測定器
Blood glucose measurement system using infrared light

教授 芳賀 洋一

Professor Yoichi Haga

(1) Biological spectroscopic analysis system using infrared light(2) High-sensitivity gas analysis system using an optical fiber gas cell(3) Development of hollow optical fibers and optical fiber devices「生体に優しい」ものづくり：生体機能性インターフェースの創成
Fabrication of biocompatible/bio-functional interface using new machining processes

ナノ精度機械加工等の高度な“ものづくり”技術を基盤として、ス
マート機能性インターフェース創成技術の創出と科学的解明、並びに医療応用を視野に入れた実用研究を産学連携体制のもとで行っている。

教授 水谷 正義

Professor Masayoshi Mizutani

Our laboratory aims to promote innovations of nano-precision
Micro/Meso Mechanical Manufacturing (M4 process) at the frontier ofmanufacturing technology for a smart functional interface. The
geometric structure and chemical composition of material surfaceschange in a variety of ways under machining conditions. Our laboratory
examine this phenomenon and attempt to clarify and control themechanism. This method can create various surface functions, such as
biocompatibility, antibacterial activity, and wettability, which could leadto new surface creation processes. Our goal is to create new principle
and technology for the next-future bio-medical interface and devices.

マイクロマシニング、ナノテクノロジー、MEMS（微小電気機械システム）技術などの微細加工技術を駆使して、小さく高機能，多機能な内視鏡やカテーテル、手術器具などの低侵襲医療機器を開発し、近い将来に役立つ実用的な医療機器の開発を行うとともに、長期的には体内からのロボット外科手術、マイクロサージェリーの実現を目指しています。この実現のために、マイクロセンサ、マイクロアクチュエータなどの運動機構、これらを一括で低コストに組み立てる技術開発を行っています。
また、これらの微細加工技術をヘルスケア（健康管理）用途に活用し、広く役立つ新
しい測定項目およびその手段を実現するとともに、体表に装着して用いることができる薄く軽いウェアラブルヘルスケア機器の開発を行っています。さらに、血管や脳などマイクロセンサを搭載した臓器モデルを開発し、医師の手術トレーニング、
医療機器開発における安全性および効果の評価に役立てることを目指しています。

極細径光ファイバ圧力センサ（外径125μm）
Ultra-miniature fiber-optic pressure sensor (O.D. 125μm)① 外径125μmの極細径光ファイバ圧力センサ② 高度な内視鏡手術を可能にする多機能手術ツール③ 非平面フォトファブリケーション、非平面実装技術の開発④ 皮膚貼付型生体成分計測パッチ など
Small and high-functioning and multi-functioning endoscopes, surgical tools
have been developed using micro fabrication technologies, for example,
micromachining, nanotechnology and MEMS (Micro Electro Mechanical
Systems) technology aiming to realize practical and useful medical devices innear future, and we are aiming to realize robot surgery and microsurgery frominside the human body in the future. Microsensors, microactuators, and batch
fabrication technologies for low cost and precise production have been studied
and developed to realize the above. Utilizing these microfabrication
technologies, we also aim for healthcare applications to realize new widely
useful measurement items and methods and to develop thin and light weight
wearable healthcare devices. Furthermore, organ models, for example vascularmodel and brain model, equipped with micro sensors have been developed tocontribute surgical training of medical doctors and to evaluate effectivenessand safety of developing new medical devices.

腹腔内手術用変形型内視鏡（外径5mm）
Bending Transformative Endoscope for Intraperitoneal surgery（O.D. 5mm）

皮膚貼付型生体成分計測用微小流路付金属針と流路断面（針外径200μm）
Metal needle with micro flow channel for biological substances
monitoring patch Cross-section view of flow channel (needle O.D.
200µm).

近未来生命
情報工学

発生の場からみた生命の解明と生命情報工学への応用

Next Generation
Biological Information
Technology

神も確実にむしばみつつある。小児ぜんそくやアレルギーの増加、① 生体親和表面の創成② バイオミメティック表面の創成等。

Next-generation medicine based on micro/nano technology

URL http://www.medmems.bme.tohoku.ac.jp/

URL http://www.ecei.tohoku.ac.jp/photonics/

Bio-Medical Interface
Fabrication

マイクロ／ナノテクノロジーが創出する次世代医療機器

1. Ultra-miniature fiber-optic pressure sensor (O.D. 125μm)
2. Multifuntional medical tools which enable sophisticated endoscopic surgery
3. Non-planar photofabrication and non-planar mounting technology
4. Patch system on the skin for continuous monitoring of biological substances

光ファイバガスセルを用いた呼気分析装置
Breath analysis system using optical-fiber gas cell

生体機能創成学

医療機器創生医工学

The application of complex biological networks throughout various stages of development
現代社会の環境の悪化は、地球温暖化だけではなく我々の体や精
学童期の自閉症の増加、若年性糖尿病の増加が世界中で見られ、未来への警告とし無視できない段階に達している。最近、これらの疾患の多くの部分が、ジャンクフードの過剰摂取やストレスをはじめとする妊娠中の母体を取り巻く住環境の悪化が原因であることが解ってきた。本研究室では、母体の環境と胎児の病気の関係を臨

生体親和表面の創成（生体活性機能の付与）
Generation of bio-active surface

床研究やマウスを用いた動物実験、遺伝子解析などを通して解明
し、複雑系システム工学を駆使して母体から得られるかすかな胎児情報を計測、制御する近未来の医療工学を探る。
教授 齋藤 昌利

バイオミメティックな発想での表面機能創成（材料表面の濡れ性の制御）
An example of surface function: surface wettability control

Professor Masatoshi Saito

1. Generation of biocompatible surface,
2. Fabrication of biomimetic surface, etc,

講師 笠原 好之It has been found that some environments around fetus, such as
maternal diet and infection, affect the baby’s growth or constitution
significantly. For example, the excessive intake of fat diet of motherduring pregnancy is due to recent increase of children's autism,juvenile diabetes, and air pollution around mother has been foundthe cause of increase in childhood asthma. In spite of the recent
advanced technology, most of the precise mechanism of fetal
differentiation process has been unknown in the black box named
uterus. In this laboratory, we study the fetal diseases from therelationship between maternal conditions and fetal developmentusing the mice experiments, gene analysis, and clinical studies. And
we explore the medical engineering in the near future though thestudy of measurement information obtained from the faint fetal
signals appeared from maternal body.

世界で初めて胎児生体電気信号を抽出することによる
胎児心拍数モニタリング装置を開発し、2018年7月より発売が開始されました。この装置を用いることで高精度な胎児モニタリングか可能になります。

Senior Assistant Professor Yoshiyuki Kasahara

URL https://mmlab.mech.tohoku.ac.jp/

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Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

URL http://www.fetalecg.med.tohoku.ac.jp/kimuralab/kimuralab_top_jn.html
http://www.fetalecg.med.tohoku.ac.jp/kimuralab/kimuralab_top_en.html

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University29生体流動システム医工学

Biofluids Control System

Biofluids Control System

研究領域 Divisions

生体流動
システム医工学
Biofluids Control System

疾患のメカニズムの解明やその予防および治療法の確立のため、流体力学的視点と生物学的視点の両面からの教育・研究を行います。本講座には、以下の分野を設置しています。
The Biofluids Control Systems Course provides education and research from the standpoints of both fluid
dynamics and biology, aimed at clarifying the mechanisms of circulatory system diseases and establishingmethods for treatment and prevention, based on an understanding of the blood circulating system and othercomplex fluid systems in vivo. We teach the following fields.

研究分野 Laboratories
Integrated Biomedical Simulation

Biomedical Fluid System

治療工学を通した生体の構造と機能の解明

To approach the structures and function of the body through biomedical engineering.
本研究分野では、治療に直接役立つ新デバイスの開発と、新デバイスの性能評価法の確立を目指した研究を行っています。これらを通じ、生体の構造と機能を学ぶことができると考えます。中でも血流および血管は身体を維持するために最も重要と捉え、脳動脈瘤の発見、診断、治療に寄与する医工学を展開し、生体環境や構造の再現に向けて、実験とコンピュータシミュレーション技術を礎に、国内外との積極的な共同研究を行い、重点的に取り組んでいます。

教授 太田 信Professor Makoto Ohta

口腔粘膜、骨モデルの研究開発① 生体高分子材料を用いた血管モデル、② 血流・治療のコンピュータシミュレーション③ 医療現場での血流測定法の開発

脳動脈瘤および脳動脈の形状と力学的機能を再現した血管モデルDevelopment of cerebral aneurysm model withrealistic physical material properties.

④ 深層学習を用いた血流解析

生体流動システム医工学講座では、血液循環系など生体内の複雑な流動システムの理解に基づく循環系●融合シミュレーション医工学

医用流動工学

生体流動システム医工学●医用流動工学

Biomedical Fluid System

融合
シミュレーション
医工学

生体内の微小環境の再現と細胞動態の操作技術の創成

Integrated Biomedical
Simulation

よる生体内現象の解析により、疾患や障害の発生に至る機序の解The focus of this laboratory is to develop new concept of implant
especially based on flow and to establish new methods for evaluating
the implants. For example, when you treat a cerebral aneurysm withendovascular treatment, you should know the effects of medical
devices on controls of blood flow. The flow may depend on thegeometry, materials and clinical conditions. Since these are so big issues,
we collaborate with biomaterial groups, biomechanical groups, andmedical groups to gather their top knowledge.
1.The development of blood vessel, oral mucosa, and bone biomodels
using biomaterial gel
2. Computational simulation for blood flow in aneurysms with treatments
3. Development of in-situ measurement of blood flow in treatments
4. Blood flow analysis using deep learning

ステントを留置したときの脳動脈瘤付近の血流の様子
Blood flow in stent on cerebral artery withaneurysm

URL http://www.ifs.tohoku.ac.jp/bfc/html/index_ohta_j.html
http://www.ifs.tohoku.ac.jp/bfc/html/English/index_ohta_e.html

Creation of technology for reproduction of in vivo microenvironment and control of cell dynamics
流体工学を基盤として、バイオメカニクスや細胞生物学を融合した学際的な研究を展開しています。マイクロ流体デバイスの開発
や、細胞動態の計測と制御の実験、計測と数値解析の融合手法に明と、その予防法・治療法の開発のための教育・研究を行っています。
① 生体内微小環境を再現するマイクロ流体デバイスの開発② 細胞群の挙動と相互作用の解明および制御③ 計測融合シミュレーションによる生体機能の解明

准教授 船本 健一

Associate Professor Kenichi Funamoto

The Integrated Biomedical Simulation Laboratory conducts
education and interdisciplinary research integrating biomedical
engineering and cell biology based on fluid engineering to elucidate
the mechanisms of diseases and disorders and to develop novel
methods for their prevention and treatment. The main research
projects are listed below.

3-in-1生体模擬チップ
3-in-1 organ-on-a-chip

1. D evelopment of microfluidic devices to reproduce in vivo
microenvironments.
2. E lucidation and control of cellular behaviors and interactions.
3. Understanding biofunctions by measurement-integrated simulation.

URL http://www.ifs.tohoku.ac.jp/sme/index-j.htm
http://www.ifs.tohoku.ac.jp/sme/index-e.htm

30

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

チップ内に形成した微小血管網
Microvascular network created in the chip

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University31人工臓器医工学

Artificial Organs

Artificial Organs

人工臓器医工学

研究領域 Divisions

人工臓器
医工学
Artificial Organs

人工臓器医工学講座は、頭からお尻までおおよそすべての人工内臓の開発と研究を通じて、医学工学の境界領域における教育に尽力しています。講座内のさまざまな人工内臓開発プロジェクトを介して、医学と工学の基本知識を身につけることを目指します。
The Artificial Organs Course provides education in interdisciplinary fields of biomedical engineering throughR&D on almost all artificial organs, from head to tail. The aim is to instill students with basic knowledge of
medicine and engineering through various artificial organ development projects.

頭のてっぺんからお尻まで。全身のありとあらゆる人工内臓を具現化
Every kinds of artificial organs are developed in this division

教授 山家 智之

Professor
Tomoyuki Yambe

東北大学は人工臓器に関する長年の研究の伝統があります。空気圧補助人工心臓の最初の長期生存は東北大学で成功し、製品化に進み、また遠心ポンプ式補助人工心臓でも動物実験世界記録を更新し、現在も、日本中で重症心不全患者の生命を救っています。また、現在、重症新型コロナ患者を救命しているECMOシステムの血液ポンプは、東北大学で実験されていたシステムです。
原理的には、身体のあらゆる臓器は機械化が可能であるといわれています。そういう意
味では、ひとつの臓器が病魔に冒されただけで、命を落としてしまうのはあまりにも残念です。本研究講座は、人工心臓、人工心筋、人工食道、人工括約筋、てんかん制御装置
等々、さまざまな人工臓器の開発研究を通じて、人類の健康と福祉に貢献していきます。

人工心筋埋め込みシェーマ
ナノセンサと形状記憶合金アクチュエータの組み合わせにより、心筋の収縮サポートを行う。
Schematic illustration of the artificial
myocardium① 補助人工心臓、
全置換型人工心臓、
人工心筋② 人工食道③ 人工括約筋④ てんかん制御装置⑤ ECMOシステム
准教授 白石 泰之

Associate Professor
Yasuyuki Shiraishi

Tohoku University has a long tradition of research on artificial organs. The first long-term
survival of a pneumatic ventricular assist device was successful at Tohoku University andproceeded to commercialization. The centrifugal pump ventricular assist device also set a
new world record for animal experiments and is still saving the lives of patients withsevere heart failure in Japan.
All intenal organs in human body are reported to be able to be replaced by the artificialorgans. Artificial heart, myocardium, esophagus, and sphincter are developed in thislaboratory.
Currently, the blood pump of the ECMO system, which is saving the lives of severe COVID19
patients, is a system that was being evaluated at Tohoku University.
1. Ventricular Assist Device, Total Artificial heart, Artificial myocardium
2. Artificial esophagus
3. Artificial sphincter
4. Convulsion attach stopper
5. Extra Corporeal Membrane Oxygenator (ECMO)

32

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

植込型遠心式補助人工心臓 EvaHeart-2
Implantable Rotary Blood Pump, Eva Heart2

開発されて
いる人工心
筋による心
補助効果は、
様々な定量
診断的な実
験により確
認されつつ
ある

重症新型コロナ感染症患者を救命するvvECMOシステム
vvECMO for the patients with
Covid-19

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

33

生体材料学

Medical Materials

Medical Materials

研究領域 Divisions

生体材料学

医用金属
構造形態制御学
Designing Metal for
Medicine Based on Metallurgy

Medical Materials

生体材料学講座では、
インプラントや医用器具・部材等への応用を念頭に、金属ならではの特性を生かしたとその最新応用に関する教育研究を推進します。このため、生体材料学講座には以下の分野を設置しています。
In the Medical Materials Course, students will engage in research and development of titanium alloy andother metallic biomaterials from design to manufacturing, processing and evaluation under a system ofcollaboration with medical and dental researchers.

金属学に基づいた医用金属材料の成分・構造・形態制御に関する研究

Alloy, Structure and Morphology Design of Metals for Medicine Based on Material Science and Engineering
金属材料の構造およびその形態を、冶金学に基づくプロセスを用いて制御することにより、生体適合性・生体機能性に優れる新しい
医用金属材料を開発する。急冷凝固法等の非平衡プロセスを用いたナノ構造・非晶質化によって構造を制御し、新奇な機械的特性を呈する新しい医用金属を見出す。また，脱成分法等の改質プロセスを用いた無毒・多孔質表面化によって表面形態を制御し、既存または最新医用金属材料の更なる生体適合性の改善に貢献する。
Structure and morphology of metals are designed by metallurgicalmethods to develop new metals for medicine with highbiocompatibility and excellent biological function.

新医用材料やその組織・形態制御および加工プロセスの開発を通した医療貢献を目指して、金属学の基礎

教授 加藤 秀実

Professor Hidemi Kato

生体材料学

1.Phase of metal is controlled to be the non-equilibrium states such as
glassy and nano-crystalline phases by mean of the non-equilibrium
process.
2.Surface or whole body of metal is controlled to be porous with lesstoxicity by mean of the dealloying technique.

SUS316L表面から毒性ニッケル元素を脱成分する
反応設計
Dealloying reaction design to remove toxic Ni elementfrom SUS316L surface

研究分野 Laboratories●医用金属材料学

Metallurgical and Materials Engineering for Biomedical Applications●医用金属構造形態制御学

Designing Metal for Medicine Based on Metallurgy

マグネシウム液体中に浸漬してニッケルが除去された
SUS316L表層断面を示すEDS分析結果
EDS results on cross section of SUS316L surface in which
toxic Ni element has been selectively removed in a Mg
liquidURL http://www.nem2.imr.tohoku.ac.jp/
http://www.nem2.imr.tohoku.ac.jp/index-e.html

医用金属材料学
Metallurgical and Materials
Engineering for Biomedical
Applications

先端加工プロセスによる高機能医用金属材料の開発
Advanced processing for metallic biomaterials

金属材料の組織や特性は合金組成だけでなく加工プロセスにも大きく依存して変化し、「どのように作るか」という製造の観点

(a)

鋳造

EB-PBF

50 μm

20 μm

が実用化の課題となることも少なくありません。本分野では、加工プロセスに注目して医用金属材料に関する研究を行っています。鋳造や塑性加工といった基本的な金属加工プロセスから近年注目を集めるAdditive Manufacturing (積層造形)まで幅広く対象とし、飛躍的な特性改善と生体内で長期間使用可能な高い信頼性の両立するための材料・プロセス設計の確立を目指していま

111
001

101

(b)
EB-PBFす。また、放射光や中性子を用いた先端組織・変形解析により体准教授 山中 謙太

Associate Professor Kenta Yamanaka

系化したプロセス−組織−特性の関係や臨床ニーズに基づく新
しい医用金属材料の創製にも取り組んでいます。
The characteristics of metallic biomaterials and their clinicalapplications depend not only on alloy composition but also on
the manufacturing process. Our research focuses on metallic
biomaterials from a manufacturing standpoint. We delve
into both fundamental metal processing technologies, suchas casting, plastic deformation, and powder metallurgy, andemerging technologies, namely Additive Manufacturing. Our
goal is to establish material and process designs that enablesignificant improvements in alloy properties to ensure highreliability for long-term use in the human body. Additionally, we
are actively involved in the elucidation of the process-structureproperty relationships by utilizing advanced characterization
techniques, such as synchrotron radiation and neutron analysis,
while also addressing clinical needs.

34

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

鋳造

室温圧縮試験

電子ビーム積層造形(EB-PBF)と鋳造を用いて作製した多成分系合金の(a)組織と(b)力学特性。合金組成は同じでも作製方法の違いを反映して異なる組織が得られ、力学特性に大きな影響を及ぼす。
(a) Microstructures and (b) mechanical propertiesof a multi-principal element alloy prepared using
electron beam powder bed fusion (EB-PBF) additive
manufacturing and conventional casting. Despite having
the same alloy composition, variations in manufacturingmethods result in distinct microstructures, thereby
exerting a significant impact on mechanical properties.

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University35

生体システム制御医工学

Biomedical System Control Engineering

Biomedical System Control Engineering

研究領域 Divisions

生体システム
制御医工学
Biomedical System Control Engineering

生体システム制御医工学講座では、サイバネティクス、
システム制御工学、及び知能システム工学の医工学応用に関する教育研究を行います。本講座には、以下の分野を設置しています。
Using information, systems and control engineering and advanced information technology, students will engage
in research related to development of biosystem modeling, state estimation and simulation techniques along with
development of technology to optimally control artificial organs, rehabilitation equipment, healthcare equipment
and other medical systems as well as technology to achieve highly func-tional human interfaces.

研究分野 Laboratories●サイバー医療システム
Cybermedical System●知能システム医工学

Intelligent Biomedical Systems Engineering

生体システム制御医工学

知能システム
医工学

生体信号解析と制御に基づき知的な医療機器・システムを開発

Intelligent Biomedical
Systems Engineeringを引き出すため、AI・機械学習を含む計算知能（computational

Intelligent Computer-aided Diagnosis and Therapy based on Biomedical Signal Analysis and Control
本分野では、生体信号や医用画像に含まれる有用な情報・知見
intelligence）を活用した新たな理論・技術を探究し、より高度な診断・治療を支援するシステムとして実装する研究に取り組んでいます。たとえば、画像診断支援のため、医用画像に潜む病変や病因を深層学習モデルによって自動検出・識別し、その根拠を専門医のもつ高度な読影論理や画像解剖学的知見とも関連付けて提示する手法
や、がん放射線治療の効果向上・副作用低減のため、Ｘ線透視像から腫瘍の位置・形状の時間変化を追跡し、予測する数理的手法などの教育・研究を行っています。また、企業との共同研究も積極的に教授 本間 経康Professor Noriyasu Homma

深層学習を用いた胃がん検診画像診断支援システムとその根拠解析
Explainable deep learning-based computer-aided system
for H. Pylori infection diagnosis using gastric X-ray
images.

推進しており、
技術移転を通して研究成果を社会に還元しています。
To derive clinically useful information and findings from biomedical
signal and images, we aim at studying and developing new methods
and theories of computational intelligence including AI and machinelearning technologies and implementing them as intelligent medical
systems to advance the clinical diagnosis and treatment further. For
example, we are developing intelligent systems that automaticallydetect lesions latently captured in the medical diagnosis images
and classify them based on more clear explanations associated withmedical evidence and practices in specialists’ diagnoses. Anotherresearch topic for achieving more accurate radiation therapy is themathematical and computational methods to accurately track andpredict the time-varying location and shape of tumors obscurely
captured in X-ray images. Also, we are actively advancing researchcollaboration with companies in the field of medical systems andmaking contributions to our society by releasing our developed
technologies.

深度計測による呼吸解析を用いた、放射線治療のための安定で軽負担な誘導制御システム
Comfortable bio-feedback control system with bodysurface measurement for stable respiration induced
tumor motion during radiotherapy.

URL https://www.rii.med.tohoku.ac.jp/

サイバー医療システム

健康社会のためのサイバーフィジカルシステム

Cybermedical System

生体センシング、人工知能、システム制御を融合させた手法を用Cyber-physical Systems for Well-being Society

いて、生体システムの解析・評価・モデリングについて研究を行うと共に、医療・健康福祉におけるサイバーフィジカルシステム
に関する理論の構築と社会実装に向けた先進的技術の開発を進める。
1. サイバー空間を用いた健康管理システム
2. 非接触ヒューマンセンシング
3. 医療・健康福祉のためのバーチャルリアリティシステム
4. 生体信号に基づくデジタルコンテンツ評価
教授 杉田 典大Professor Norihiro Sugita

We are conducting a study on the analysis, evaluation, and modelingof biological systems using methods that integrate biologicalsensing, artificial intelligence, and system control. We aim to propose
theories about cyber–physical systems in medicine, health, andwelfare and develop advanced techniques for social implementation.

鏡型生体信号計測デバイス
Mirror type device for non-contact measurement of
biological signal

1. Cyber health management systems
2. Contactless human sensing
3. Virtual reality systems for medicine, health, and welfare
4. Assessment of digital content using biological signals

バーチャル足こぎ車いすシステム
Virtual cycling wheelchair

36

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University37

生体情報システム学

Biomedical Information Systems

Biomedical Information Systems

研究領域 Divisions

生体情報
システム学

マイクロ
磁気デバイス
医工学
Micro Magnetic Devices
for Medical Engineering

以下の分野を設置しています。

生体との電磁コミュニケーションを確立し、生体のもつ情報システムとしてのはたらきを理解するためには、生体の有するさまざまな機能性を情報として捉え、それらを総合的に解明することが必要です。本研究分野は、生体の発する情報を受け取るセンシング技術ならびに生体に働きかけを行う技術に関する研究を推進しており、極めて高い磁界分解能を有する高周波キャリア型磁界センサや、
ワイヤレスアクチュエータ・マニピュレーターに関する研究開発を行っています。これらの成果の一部は、カプセル内視鏡の駆動機構等への応用が進められています。

③ 磁気利用次世代医療機器教授 石山 和志Professor Kazushi Ishiyama

For realizing good communication with human body, and forrealizing the properties of the human body as a information system,
we have to realize the function of the human body as information.
We are working on the technology for sensing the information fromthe human body and for approaching action to the human body.
High-frequency carrier-type magnetic field sensor is studied forsensing system for bio-information. As one of the approachingsystem for human body, wireless actuators and manipulators areinvestigated. A part of this technology is applied for a motion system
for a capsule endoscope working in the colon tube.
1. Magnetic sensing system
2. Micro magnetic actuators
3. New medical equipments using magnetic

研究分野 Laboratories
Bio-inspired Robotics

Move and Measure by Magnetics② マイクロ磁気アクチュエータ

The Biomedical Information Systems Course provides research and educa-tion concerning medical
applications of biological information processing. We teach the following fields.

●生物規範ロボティクス

電磁で生体とコミュニケーション。カプセル内視鏡への応用が進行中① 磁気センシングシステム

Biomedical Information Systems

生体情報システム学講座では、生体情報処理の医工学応用に関する教育研究を行います。本講座には、

生体情報システム学

カプセル内視鏡駆動用アクチュエータ
Actuator for Capsule Endoscope●マイクロ磁気デバイス医工学

Micro Magnetic Devices for Medical Engineering●ナノバイオ医工学

Nano-Biomedical Engineering

URL http://www.ishiyama.riec.tohoku.ac.jp/

生物規範
ロボティクスロボットを創りながら生き物のからくりを理解する

Bio-inspired Robotics

本研究室では、ロボティクスや数理科学、生物学、物理学といったさまざまな学問領域を縦横無尽に行き来しな

Understanding Biological Systems by Building Robots

生物は、自身の身体に持つ膨大な自由度を巧みに操り、実世界環境に対してしなやかかつタフに適応可能である。
がら、「ハードでドライ」なシステムを基盤とする既存技術では決してなし得ない、生物のような「しぶとさ」や「多芸多才さ」といった知を有する人工物システムの創成を目指した研究を進めている。

ナノバイオ
医工学

ナノと生体材料の融合による新しいバイオデバイス

Nano-Biomedical
Engineering

上に再構成することにより、新しい医用・創薬用デバイスや生体機

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能解析プラットフォームの創成を目指す。特に、神経細胞やその細
胞膜、さらには細胞膜中の膜タンパク質（イオンチャネル）のような造体や半導体デバイスから生物科学に至る研究分野の融合であり、③ 絶滅動物の運動様式の理解・復元

学際領域にまたがる広範な知識と研究能力とを兼ね備えた人材を

Living organisms exhibit surprisingly adaptive and versatile behavior
in real time under unpredictable and unstructured real world
constraints. Such behaviors are achieved via spatiotemporal
coordination of a significantly large number of bodily degrees of
freedom. Clarifying these remarkable abilities enable us tounderstand life-like complex adaptive systems as well as toconstruct truly intelligent artificial systems. We study the designprinciple of autonomous decentralized systems that exhibit life-likeresilient behaviors from the viewpoints of robotics, mathematics,
nonlinear science, and physics.
1.Real-time adaptive control of legged robots via distributed neuralsystem
2. Autonomous decentralized control of soft-bodied robots (e.g.
snake robot)
3. Understanding behaviors of extinct animals

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の構築とそのメディカル応用について研究する。本分野は、ナノ構② ヘビ型ロボットなどのソフトロボットの自律分散制御

Professor Akio Ishiguro

ナノテクノロジーとバイオ材料を融合し、生体機能を小さなチップ

様々な階層のバイオ材料を対象に、人工細胞膜や人工神経回路網① 分散神経系による脚式ロボットの実時間適応制御

教授 石黒 章夫

Novel biodevices based on the combination of nanotechnology and biomaterials

育成する。

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3'06

6L

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① 人工細胞膜デバイスの開発とその応用に関する研究
教授 平野 愛弓

Professor Ayumi Hirano

身体特性や移動速度の変化に応じて脚の動かし方を自
己組織的に適応可能な4脚ロボット
Quadruped robot driven by a fully decentralized neuralnetwork-based control.

② 二次元バイオ材料に基づく電子・イオンデバイスの創成に関する研究③ 培養神経細胞を用いた人工神経回路網に関する研究

ヒトを構成するバイオ材料とそれに倣ったバイオデバ
イス
Biomaterials in the human body and biodevices basedon these materials

This group is developing novel nano-biomedical devices throughthe reconstitution of biological functions on small chips based on
the combination of nanotechnology and biological materials.
Attention is mainly focused on construction of artificial cell
membranes and artificial neuronal networks, and their application to
medical devices. This research field is a fusion of various fields,
including nanotechnology, nano-structures, semiconductor devices
and biological sciences.
1. Artificial cell-membrane devices and their medical application
2. Construction of electronic/ionic devices based on biologicaltwo-dimensional materials
3. Artificial neuronal networks using cultured neuronal cells

URL http://www.cmplx.riec.tohoku.ac.jp/

38

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

URL http://www.riec.tohoku.ac.jp/~hir-lab/index.html

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

39

Researchers Index
研究者索引

A

Researchers Index
研究者索引※Last name, First nameAbe, Takaaki………………………………… P24

Kanetaka, Hiroyasu… ………………… P17

Niizuma, Kuniyasu… …………………… P23

Arakawa, Mototaka… ………………… P12

Kanzaki, Makoto… ……………………… P20

Nishizawa, Matsuhiko………………… P21

Fukushima, Takafumi… ……………… P20

Kasahara, Yoshiyuki…………………… P29

Numayama, Keiko… …………………… P19

Funamoto, Kenichi……………………… P30

Kato, Hidemi………………………………… P34

Haga, Yoichi………………………………… P29

Katori, Yukio… …………………………… P22

Hayashibe, Mitsuhiro… ……………… P21

Kikuchi, Kenji… …………………………… P19

Himori, Noriko… …………………………… P23

Kodama, Tetsuya… …………………… P16

Hirano, Ayumi… …………………………… P38

Professor｜Medical Science
Development of remedies for cancer, hypertension, diabetes and renal
failureK

Associate Professor｜Medical UltrasoundResearch on new methods for ultrasonic measurements and controls forquantitative diagnosis of biological tissues

F

Associate Professor｜Biomedical Nanosystem Engineering
Research and development of biomedical micro/nano system based on
semiconductor neural engineeringW

O

Ohta, Makoto… …………………………… P31
Professor｜Biomedical Fluid System
To approach the structures and function of the body through biomedical
engineering.

Watabe, Hiroshi…………………………… P14
Professor｜Radiation Informatics for Medical Imaging
Applied information technology for medical imaging with radiation

Watanabe, Takashi… ………………… P26

Associate Professor｜BIological Flow Studies
Biomechanics for studying biological functions

Professor｜Neural Electronic Engineering
Measurement and control for assisting and restoring motor functions, andfor advanced rehabilitation system

Y

Yabukami, Shin… ………………………… P15
Professor｜Electromagnetics for Biomedical Engineering
Electromagnetics for minimally invasive medical and welfare applications

Yamaguchi, Takeshi…………………… P26

R

Rashad, Sherif… ………………………… P23

Yamamoto, Masaya…………………… P18

S

Saijo, Yoshifumi…………………………… P27

Yamanaka, Kenta… …………………… P33

Kuwahata, Akihiro… …………………… P15

Saito, Masatoshi………………………… P29

Yambe, Tomoyuki… …………………… P32

Matsuura, Yuji……………………………… P28

Shiraishi, Yasuyuki……………………… P32

Yoshinobu, Tatsuo……………………… P13

Ishiguro, Akio… …………………………… P37

Mizutani, Masayoshi…………………… P28

Sugita, Norihiro…………………………… P35

Yoshizawa, Shin… ……………………… P16

Ishikawa, Takuji…………………………… P19

Murayama, Kazutaka… ……………… P13

Suzuki, Takehiro… ……………………… P24

Professor｜Rehabilitative Auditory Science
Prevention of age-related and acoustic hearing impairment

Associate Professor｜BIological Flow Studies
Biomechanics for studying biological functions

Associate Professor｜Department of Aging Vision Healthcare
Early detection and treatment, and attempt for personalized medicine andprevention

Professor｜Biomedical Engineering for Cancer
Preclinical study of early diagnostic and treatment of lymph nodemetastasis

Professor｜Nano-Biomedical Engineering
Novel biodevices based on the combination of nanotechnology andbiomaterials

Homma, Noriyasu… …………………… P36
Professor｜Intelligent Biomedical Systems EngineeringIntelligent Computer-aided Diagnosis and Therapy based on Biomedical
Signal Analysis and Control

M

Professor｜Bio-inspired Robotics
Understanding Biological Systems by Building Robots

Ishiyama, Kazushi… …………………… P38

Professor｜Micro Magnetic Devices for Medical Engineering
Move and Measure by Magnetics

Associate Professor｜Medical Welfare Engineering
Advanced medical welfare engineering for improvement of QOL (quality oflife)

Associate Professor｜Electromagnetics for Biomedical
Engineering
Electromagnetics for minimally invasive medical and welfare applications

Professor｜Biomedical Optics
Development of non-invasive diagnosis and healthcare devices using
optical technology

Narushima, Takayuki… ……………… P17
Professor｜Biomedical Materials Processing
Biofunctionalization of metals based on surface and microstructural control

Professor｜Biomedical Imaging
Imaging of biological tissues by novel data acquisition and analysis

Associate Professor｜Artificial Organs
Every kinds of artificial organs are developed in this division

Professor｜Cybermedical System
Cyber-physical Systems for Well-being Society

Associate Professor｜Biomedical Supramolecular Analysis
Comprehensive analysis for biological suplamolecular complexes

N

Associate Professor｜Department of Neurosurgical Engineering and Translational Neuroscience
Development of new tools and therapies for neurosurgical diseases, andrapid translation to patientse

Professor｜Next Generation Biological Information Technology
The application of complex biological networks throughout various stagesof development

Professor｜Bio-Medical Interface Fabrication
Fabrication of biocompatible/bio-functional interface using new machining
processes

Professor｜Biological Flow Studies
Biomechanics for studying biological functions

40

Professor｜Biomedical Nanosystem Engineering
Research and development of biomedical micro/nano system based on
semiconductor neural engineering

Okuyama, Takeshi… …………………… P25

Professor｜Nanodevice Engineering
Next-generation medicine based on micro/nano technology

Professor｜Neuro-Robotics
Robotics for Neuroscience, Neuroscience for Robotics

I

Professor｜Wet Device Engineering
Research and development of bio-hybrid devices

Senior Assistant Professor｜Next Generation Biological Information Technology
The application of complex biological networks throughout various stagesof development

Professor｜Designing Metal for Medicine Based on Metallurgy
Alloy, Structure and Morphology Design of Metals for Medicine Based onMaterial Science and Engineering

Tanaka, Tetsu……………………………… P20

Professor｜Department of Neurosurgical Engineering and Translational Neuroscience
Development of new tools and therapies for neurosurgical diseases, andrapid translation to patientse

Professor｜Biomedical Nanoscience
Cold Atmospheric Plasma in Future Medicine and Healthcare

Associate Professor｜Integrated Biomedical Simulation
Creation of technology for reproduction of in vivo microenvironment andcontrol of cell dynamics

H

Professor｜Advanced Dental Science and Technology
Innovation of highly advanced medical technology using high technology
in bio-dental engineering

Professor｜Life Support Engineering
Life support engineering for safe and secure society

Professor｜Biofunctional Materials Processing
Development of biofunctional materials process for regenerative medicine
and drug delivery systems

Associate Professor｜Metallurgical and Materials Engineeringfor Biomedical Applications
Advanced processing for metallic biomaterials

Professor｜Artificial Organs
Every kinds of artificial organs are developed in this division

Professor｜Biosensing
Semiconductor sensors for chemical and bio-imaging

Professor｜Ultrasound Enhanced Nanomedicine
Noninvasive ultrasonic treatment of non-superficial tissue

Associate Professor｜Medical Science
Development of remedies for cancer, hypertension, diabetes and renal
failureT

Tanaka, Mami… …………………………… P25
Professor｜Medical Welfare Engineering
Advanced medical welfare engineering for improvement of QOL (quality oflife)■Biomedical Measurements and Diagnostics■Biomedical Engineering for Diagnosis and Treatment■Biomechanical Engineering■Regenerative and Biomedical Engineering■Biomedical Engineering for Health and Welfare		■Biofluids Control System			■Artificial Organs					■Medical Materials■Biomedical System Control Engineering■Biomedical Information Systems

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University■Medical Device Innovation

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

41

研究センター

研究センター
Research Center

Research Center2014年7月に医工学研究科に2つの研究センターを設置しました。
研究センターの目的は、本研究科に所属する研究者を中心に学内外の研究者・企業との共同研究および国際展開を推進することです。研究センターは、講座・研究分野の枠にとらわれず、
プロジェクトに応じて参加する研究者で構成されています。

がん医工学センター

医療機器創生開発センター
Medical Device Innovation Center
革新的医療機器の開発とその国際展開は日本の命運

Development of innovative medical devices and its globalを担う重要なテーマです。医療機器は医薬品と比較して、

outreach is one of the most important issues for future of

その種類が多く使用用途が多岐にわたるため、臨床ニーズを的確に反映した機器を個別に開発することが求めら

Biomedical Engineering Cancer Research Center

床ニーズに東北大学医工学研究科および関連部局の研by medical doctors or co-medical staffs with the

人を超え、その半数ががんで死亡しております。がん医

diagnosed with cancer, and around half this number die

究者が有する工学的シーズをマッチングさせます。また、

each year. The mission of The Biomedical Engineering

医療機器のプロトタイプを作製し、東北大学病院臨床研する学問を体系化し、医工学の観点からがんの医工学

Japan and indeed the world, through systematization that

を推進できる組織横断的な教育・研究体制を図り、がん

integrates the prevention, diagnosis and evaluation ofに苦しむ患者の根絶を目的に研究活動をおこなっておcancer,ります。活動内容は以下の通りです。

andthroughtheestablishmentofaninterdisciplinary education/research framework.
The main functions of the BECRC are to:1) 最先端のがん医工学研究の促進

1) Promote leading-edge biomedical engineering research2) 国際的な研究環境の整備

in the field of cancer

3) 国際的な臨床試験体制の強化

study of cancer3) Consolidate the international clinical trial system forcancerセンター長

究推進センターと連携することで、動物実験などの前臨

小玉 哲也

4) Develop innovative methods in biomedical engineeringengineering seeds possessed by the researchers in Graduate
School of Biomedical Engineering and related faculties in
Tohoku University. The center produces the prototype of the
medical device from the idea of matching of clinical needs
and engineering seeds and it relays to animal experiments

床試験や臨床治験への展開を図ります。
活動内容は以下の通りです。

or clinical trials with the collaboration with Clinical Research,

1) 臨床ニーズと工学シーズのマッチング

Hospital.

2) 医療機器のプロトタイプ作製

The main functions of the Medical Device Innovation Center3) 医療機器開発に関する産学連携の推進

are to:Innovation and Education Center, Tohoku University

1) Match the clinical needs and engineering seeds

2) Establish an international research environment for the4) がん医工学の新学術領域の創生

should be tailor-made for the each clinical needs. Medical
Device Innovation Center matches the clinical needs raised

In 2019, more than 999,000 people in Japan were newly

Cancer Research Center (BECRC) is to eliminate cancer inmedical device has a wide variety of size and styles and it

れます。医療機器創生開発センターは、医療従事者の臨本邦におけるがんの罹患者数は2019年で999,000
工学センターでは、がんの予防、診断および治療法に関Japan. In comparison with pharmaceutical products,

センター長

西條 芳文

2) Produce prototypes of medical devices
3) Promote collaboration between academia and industry
Director Yoshifumi Saijo

to treat cancer
Director Tetsuya Kodama

42

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

43

修了後の進路

修了後の進路Career Options for Graduates

Career Options for Graduates
医工学研究科には医工学専攻博士前期2年の課程および後期3年の課程が設置され、それぞれ修士（医工学）および博士（医工学）の学位を取得することができます。医療機器開発の現場から関連官庁、教育研究者等、多岐にわたる進路での活躍が期待されます。本医工学研究科では、以下のような人材の育成輩出を目指しています。
The Graduate School of Biomedical Engineering oﬀers a graduate course, which is divided into a two-year course(zennki-katei or Master's course) and a subsequent three-year course (koki-katei or Doctoral Course). Students thatcomplete the courses are granted a masterʼs degree (shushi-go) and doctorʼs degree (hakushi-go), respectively. The
career options are varied, from the front lines of medical equipment development to related governmental agencies
and education and research institutes. The aim of the Graduate School of Biomedical Engineering is to train andproduce human resources such as the following:

修了者の進路状況
2022年度修了者
その他 6％
進学 14％

教育研究者 Educators and researchers
新しい医工学を築き上げる能力を有する基礎的研究者で、学生の教育と研究を遂行する国公私立大学の教員や国公立研究機関の研究者になり得る者で、わが国の医工学関連の研究を推進するとともに、後進の育成にあたる人材。

就職 80％

Basic researchers with the ability to make new developments in biomedical engineering that can become teaching staﬀ at national and private universities carrying out student education and research and researchers atnational research institutes that will promote biomedical engineering research in Japan and train their juniors.

これまでの主な就職先〈一般企業〉

KDDI㈱ / NTT東日本㈱ / 旭化成㈱ / オムロン㈱ / オリンパス㈱ / ㈱エー・アンド・デイ / ㈱エーピーコ
ミュニケーションズ / キャノン㈱ / コニカミノルタ㈱ / シスメックス㈱ / シャープ㈱ / 常陽銀行 / シン
フォニアテクノロジー㈱ / スカイマーク㈱ / セイコーエプソン㈱ / ソニー㈱ / テルモ㈱ / キヤノンメディ
カルシステムズ㈱ / 東北電力㈱ / 日産自動車㈱ / 日本光電工業㈱ / 任天堂㈱ / 東杜シーテック㈱ / ファナック㈱ / 富士ゼロックス㈱ / 富士通㈱ / 富士フイルム㈱ / フナコシ㈱ / 本田技研工業㈱ / 三菱重工業㈱/ ヤマハ発動機㈱ / リオン㈱ / ㈱富士通新潟システムズ / ㈱ハッピージャパン / ㈱村田製作所 / ㈱日立ハイテクノロジーズ / ㈱島津製作所 / ㈱ジャムコ / ㈱デンソー / ㈱電通デジタル・ホールディングス / ㈱東
芝 / ㈱ニコン / ㈱日立製作所 / ㈱フジクラ / ㈱三井住友銀行 / ㈱五藤光学研究所 / 三菱電機インフォメー
ションネットワーク㈱ / 三菱自動車工業㈱ / 三菱電機エンジニアリング㈱ / 中部電力㈱ / 東レ㈱ / 日本メ
ドトロニック㈱ / 日本航空㈱ / 日本電気㈱ / 富士電機㈱ / 全日本空輸㈱ / JR東海㈱ / 大正製薬㈱ / ㈱野村総合研究所 / みずほ情報総研㈱ / 川崎重工業㈱ / PHC㈱ / パナソニック㈱ / テルモ㈱ / オリンパス㈱/ 帝人㈱ / TOTO㈱ / ㈱共生環境技術研究所 / 新東工業㈱ / バイオ・ラッドラボラトリーズ㈱ / アイシン・
ソフトウェア㈱ / ウエスタンデジタル㈱ / ㈱トプコン山形 / 武州製薬㈱ / 日本エー・エス・エム㈱ / 日鉄ソリューションズ㈱ / 日揮㈱ / 丸紅㈱ / 朝日インテック㈱ / 東日本電信電話㈱ / ㈱ベネッセコーポレーショ
ン / アトムメディカル㈱ / 日本光電工業㈱ / 日本ライフライン㈱ / スズキ㈱〈その他〉
東北大学 / 秋田県立大学 / 近畿大学 / 大阪大学 / 名古屋大学医学部附属病院 / 独立行政法人国立高等専門学
校機構 一関工業高等専門学校 / 東北大学病院 / 国立研究開発法人 理化学研究所 /（独）医薬品医療機器総合機
構 / 経済産業省 / 防衛省 / 神奈川県庁 / 栃木県庁 / 仙台市役所 /（一財）広南会広南病院 /（一財）日本海事協会 / 航空自衛隊 / 宮城県庁 / 特許庁 / NHK / 山形県立新庄病院 / 東京都庁 / バングラディシュ原子力規制庁

生体医工学関連官庁職員 Staﬀ at government biomedical engineering agencies
医工学や社会医工学、医療経済、法制、知財等に広い知識を有する技術者で、官僚としてわが国の医療行政や医工学関連の技術・政策立案、国・自治体等の医療プロジェクトの企画、国内・国際規格の創案、医療機器審査やその管理等に参画できる人材。

Graduates of the course situation

Engineers with wide-ranging knowledge ﬁelds such as biomedical engineering, socio-biomedical engineering,
medical economics, law and intellectual property that can participate in technical and policy proposals related tohealth services and biomedical engineering in Japan, planning of national and local medical treatment projects,
creation of national and international standards, review and management of medical equipment, etc. as government oﬃcials.

医療機器開発技術者 Medical equipment development engineers
医工学関連企業において、新しい医療機器の考案、設計開発の能力、組織工学・再生医療等の技術を備えた技術者〈General companies〉

2022 graduates
graduateschool14％

Other 6％で、医療機器製造・販売企業、医療機器ベンチャーの起業者、医薬品関連企業等に貢献できる人材。また、薬事法改正に伴って医療機器製造販売企業に義務付けられた医工学系の技術者、さらにこれらの企業で医工学関連の技術特許
や臨床治験などの法規を担当する技術者も含まれます。
Engineers at biomedical corporations that are able to design and develop new medical equipment and have skills
related to tissue engineering and regenerative medicine. Engineers who can start medical equipment manufacturing/sales companies and medical equipment ventures, and can contribute to medical and pharmaceutical companies. This includes biomedical engineers required at medical equipment manufacturing and sales companies by
the amendment to the Pharmaceutical Aﬀairs Law and engineers at these companies in charge of handlingregulations related to biomedical engineering technical patents and clinical studies.

病院での機器管理者 Equipment managers at hospitals
病院内の診断治療機器の改良、
メンテナンス、管理等の知識と能力を備えた技術者で、臨床工学技士の指導や病院の近代化計画に力を発揮できる人材。
Engineers with the knowledge and skills to modify, maintain and manage diagnostic and treatment
equipment at hospitals and exercise their ability to provide guidance to clinical engineers and formulate
hospital modernization plans.

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Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

The main employment of the past

Employment
80％

KDDI CORPORATION / NIPPON TELEGRAPH AND TELEPHONE EAST CORPORATION / Asahi
Kasei Corp. / OMRON Corporation / Olympus Corporation / A&D Company, Limited / AP
Communications Co., Ltd. / Canon Inc. / KONICA MINOLTA, INC. / Sysmex Corporation / Sharp
Corporation / JOYO BANK, Ltd / SINFONIA TECHNOLOGY CO., LTD. / Skymark Airlines Inc.
/ SEIKO EPSON CORPORATION / Sony Corporation / TERUMO CORPORATION / TOSHIBAMEDICAL SYSTEMS CORPORATION / Tohoku Electric Power Co.,Inc. / NISSAN MOTOR
CO.,LTD. / NIHON KOHDEN CORPORATION / Nintendo Co., Ltd. / Tohto C-tech Corporation/ FANUC CORPORATION / Fuji Xerox Co., Ltd. / FUJITSU LIMITED / FUJIFILM Corporation/ Funakoshi Co., Ltd. / Honda Motor Co., Ltd. / Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. / Yamaha
Motor Co., Ltd. / RION Co., Ltd. / FUJITSU NIIGATA SYSTEMS LIMITED / HappyJapan Inc. /Murata Manufacturing Company, Ltd. / Hitachi High-Technologies Corporation / SHIMADZUCORPORATION / JAMCO CORPORATION / DENSO Corporation / Dentsu Digital Holdings, Inc.
/ TOSHIBA CORPORATION / NIKON CORPORATION / Hitachi, Ltd. / Fujikura Ltd. / Sumitomo
Mitsui Banking Corporation / GOTO INC / Mitsubishi Electric Information Network Corporation/ Mitsubishi Motors Corporation / Mitsubishi Electric Engineering Co., Ltd. / CHUBU ElectricPower Co.,Inc. / TORAY INDUSTRIES, INC. / Medtronic / Japan Airlines Co., Ltd. / NEC
Corporation / FUJI ELECTRIC CO., LTD. / Kawasaki Heavy Industries Co., Ltd / PHC Co., Ltd /Panasonic Co., Ltd / Terumo Co., Ltd / Olympus Co., Ltd / Teijin Co., Ltd / TOTO Ltd / SymbioLabo co.,Ltd / SINTOKOGIO,Ltd / Bio-Rad Laboratories,Ltd / AISIN SOFTWARE Co., Ltd. /Western Digital Co., Ltd. / Topcon Yamagata Co., Ltd. / Bushu Pharma Co., Ltd. / ASM Japan
Co., Ltd. / NS Solutions Co., Ltd. / JGC HOLDINGS Co., Ltd. / Marubeni Co., Ltd. / ASAHI INTECC
Co., Ltd. / NTT EAST Co., Ltd. / Benesse Co., Ltd. / ATOM MEDICAL Co., Ltd. / NIHON KOHDEN
Co., Ltd. / Japan Lifeline Co., Ltd. / SUZUKI Co., Ltd.

〈Other〉

TOHOKU UNIVERSITY / Akita Prefectural University / Kindai University / Osaka University /Nagoya University Hospital / National Institute of Technology, Ichinoseki College / Tohoku
University Hospital / RIKEN, Japan / Pharmaceuticals and Medical Devices Agency / Ministryof Economy, Trade and Industry / Ministry of Defense / Kanagawa Prefectural Government/ Tochigi Prefecture / City of Sendai / Kohnan Hospital / Nippon Kaiji Kyokai/Japan Air SelfDefense Force / Miyagi Prefecture / Patent Office / NHK / Yamagata Prefectural Shinjo
Hospital / Tokyo Metropolitan Government / Bangladesh Atomic Energy Regulatory Authority

Graduate School of Biomedical Engineering, Tohoku University

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