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フォマティックス

NTT Research：Upgrade Realityをめざした3つのオープンコラボレーション バイオイン

バイオデ ジタルツイン

心 臓 血管病治療

バイオデジタルツイン研究の最新状況

バイオインフォマティックスとデータサイエンスの医療応用をめ
ざす NTT Research, Inc. Medical and Informatics（MEI）Lab は，サイバー空間上に患者さん 1 人ひとりのデジタルレプリカを構築する
バイオデジタルツインの研究に取り組んでいます．本稿では，特にこの 1 年間の MEI Lab におけるバイオデジタルツイン研究の研究体制の進展と，国立循環器病研究センターを中心としたコラボレーションの状況について解説します．

MEI Lab のミッションと研究体制の構築状況

Joe

Alexander

NTT Research, Inc. Medical and Informatics Lab 所長

合わせた最適な治療を実現することでています．2020年12月には，日本の国す．このプロジェクトの最初の取り組

立循環器病研究センター（NCVC）

みとして，MEI Lab では心血管バイとの共同研究契約を締結しました．こNTT Research, Inc. Medicalオデジタルツイン（CV BioDT）の開のプロジェクトでは，心血管疾患関連and Informatics（MEI）Lab の使命発に取り組んでいます．私たちが心血の計算モデルの開発，バイオデジタルは，バイオインフォマティクスとデー管系をターゲットとしているのは，心ツインプラットフォームへのその計算タサイエンスを医療研究に応用するこ血管系の病気が世界の死亡率に大きくモデルの実装，さらに医師や患者が活とです．私たちのバイオデジタルツイ

寄与していることと，モデリングに必用できるアプリケーションの開発を進ン構想では，医師がさまざまな治療を要なデータを比較的容易に得られるかめます．2021年前半には，シニアサイシミュレーションできる人体のデジタらです．

エンティスト Jon Peterson 博士と，ルレプリカの作成をめざしています．

この 1 年にわたり，MEI Lab は，サイエンティスト Shelly Iris の， 2

この研究の目標は，患者 1 人ひとりに研究体制構築の面で大きな進展をみせ名の重要な研究者の採用を行いました．

NCVCとの共同研究プロジェクト
2020年12月からの NCVC との 2 年
半 に わ た る プ ロ ジ ェ ク ト は，「TheDevelopment of HumanHemodynamics Mapping andAutonomous MultimodalTherapeutics Systems（臨床的血行動態マッピングと自動マルチモーダ
ル治療システムの開発）」と題されています．このプロジェクトでは双方の組織が主体的に研究に参加します．
NCVC 側の共同研究契約の主任研究442021.11

特集

員（PI）は，NCVC の循環動態制御部制御治療機器研究室長である朔啓太博士が務め，NTT Research, Inc.
側の PI は私が担当します．
今回の共同研究により，NCVC は，急性心筋梗塞（AMI）と急性心不全（Acute HF）に対するマルチモーダ
ルクローズドループ治療介入をサポートする統合計算モデルの開発を進めます．これと並行して，MEI Lab はこ
れらのモデルのバイオデジタルツインプラットフォームへの実装とともに，るための計算プラットフォームの基盤恩師であり（私の場合は，ジョンズ・医師の臨床判断と患者のセルフケアをとなります．朔博士が CV BioDT をホプキンス大学，九州大学，NCVC支援する医師・患者向けのアプリケーサポートするために開発している新しで師事），この共同研究の仲立ちをしション開発も進めます．

いモデルは，薬物，医療機器，神経調ていただきました．今後は MEI Lab

NCVC は国立研究開発法人です．

節など，複数の治療法から AMI およのために，砂川博士にはこのプロジェ

政府所轄は日本の厚生労働省であり，び Acute HF に最適な治療介入を決クトでリーダー役として手腕を発揮しこれは米国の保健福祉省（HHS）に定するのに役立ちます．長期的な目標ていただきます．

相当します．NCVC は，心臓血管とは，患者固有の CV BioDT を実現し，MEI Lab では，2021年 2 月までに脳の臨床的な治療と専門的な心血管研

患者 1 人ひとりに合わせた治療を可能

2 つの PoC（Proof of Concept）

究に重点を置いています．米国国立衛にすることです．

レベルの研究をすでに実施し，初期の生研究所の一組織である国立心臓・私たちが朔博士と NCVC とのパーバイオデジタルツインプラットフォー肺・血液研究所（NHLBI）に似ていトナーシップを締結したのは，国際的ムアーキテクチャの要求条件と枠組みます．とはいえ NCVC は NHLBI とはに認められた心血管調節 ( 心血管循環を確立しています．この共同研究で開異なり，心血管研究の資金提供機関で動態または循環動態制御 ) の専門知識発する CV BioDT モデルは，臨床試はなく，治療と研究を自ら行う機関とともに，心不全などの症状に対する験での検証に進む前に，さらなる試験です．

クローズドループ自動治療介入や機械研究を経て検証する必要があります．

共同プロジェクトの短期的な目標と的循環補助などに関する高度な技術をこうした試験は国立循環器病研究センして，特に AMI と Acute HF に関連有していることが理由でした．このエター病院で実施されます．CV BioDTする心臓および血管の循環動態を示す

キサイティングなプロジェクトは，九の検証と導入の後半の段階では，バイモデルの開発と検証を進めます．血液州大学循環器内科の名誉教授であり，オデジタルツイン全体の目標に向けて循環の神経制御や心臓のエネルギー論

NCVC 研究所の循環動態制御部の創さらに臓器系を追加する予定です．現を含む心臓および血管モデルは，心臓設者である砂川賢二博士からの支援も在注目すべき開発成果として，腎臓，の状態に合わせて最適な治療を決定す得ています．砂川博士は朔博士と私の呼吸器，肺，一部神経系とのインタ

2021.114₅

特集

NTT Research：Upgrade Realityをめざした3つのオープンコラボレーション

フェースが予定より早く進んでいます．

新たなスタッフサイエンティスト

ンショット」目標をさらに前進させて設計，開発，検証を担当しました．

いくことを光栄に思います．

MEI Lab では，まず CV BioDT のモ

2021年 2 月に，Jon Nels Peterson

デルのアーキテクチャとインタフェー

博士が MEI Lab にシニアサイエンティスに取り組みます．彼女のアルゴリズストとして入社しました．Peterson

ム設計の経験と細部への配慮は，医療博士は，アカデミアと医療機器業界の機器研究とソフトウェア検証の長年の経験を有する生物医学エンジニアで経験に基づいており，CV BioDT のす． 直 近 で は，Micro Systemsモデル開発をサポートするために不可Engineering, Inc. で主席臨床システ欠なスキルです．

ムエンジニアを務め，埋め込み型心臓モニタ製品の開発をリードするシステ

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め，心臓の不整脈検出アルゴリズムのMEI Lab の所長の交代

ムエンジニアでした．それ以前は，ここまで述べてきたように，NCVC

Boston Scientific CRM andとのパートナーシップと新たなスタッCreare, Inc. で研究職とエンジニアリ

フの採用は，2020年にNTT Research,ング職を歴任し，バーモント大学医学Inc. に入社した私が率いてきた MEI部では研究助教授を務めていました．

Lab のバイオデジタルツイン構想の大Peterson 博士のバックグラウンドはきな進展ととらえることができます．

研究者と臨床システムエンジニアの双最後に，もう 1 つの変化として，私は方であり，ハードウェア，ファームウェ

2021年 7 月に友池仁暢博士の後任としア，ソフトウェアサブシステムの経験て MEI Lab の所長に任命されました．

があります．数学的モデリングとシ

友池博士は NTT 物性科学基礎研究所ミュレーションで才能を発揮し，生理のリサーチプロフェッサに就任しま学制御系や病態生理学（心不全など）した．

への造詣も深く，すべて MEI Lab でこの新しい役職で，私は引き続き必要とされる専門分野に直接合致してCV BioDT グループを率いることにいます．

な り ま す． 一 方 で， 私 は NTT

2021年 6 月には，Iris Shelly が MEI

Research, Inc. や NTT グループ全Lab にサイエンティストとして入社し体と足並みをそろえた包括的な戦略のました．Shelly は，生物医学信号処中で，埋め込み型電極やリモートセン

理と低電力デバイスの専門知識を備えシングなど，他の MEI Lab プロジェた応用研究エンジニアです．直近でクトについても，研究開発が円滑に進は，Micro Systems Engineering,むように努めていきます．友池博士のInc. でシニア応用研究エンジニアを務志を継ぎ，MEI Lab の意欲的な「ムー2021.11

Joe Alexander
CV BioDT は， 個 別 化 さ れ た 治 療（Precision Medicine）の実現を支援するために必要ないくつかの技術のうちの最 初 の も の と 位 置 付 け て い ま す．CV
BioDT 技 術 と 並 行 し て，Heart-on-aChip 技術なども研究しており，個別化された治療のための「精密心臓病学」を目的とした患者専用のデジタルツインをつくり，疾患の根底にある原因と健康を維持または回復する経路の両方を確実かつ正確に予測したいと考えています．私たちの研究は，疾患および健康の早期発見に向けて，急性心血管系ケアから慢性心血管系ケアへと進化していきます．

◆問い合わせ先NTT Research, Inc.
E-mail info

ntt-research.com