天アキ25mm

9 編 医療・福祉・バイオ機器
企画・編集

執 筆 者

小 林 英津子山 海 嘉 之渋 谷 恒 司

菅 野 重

樹

高 西 淳

夫

高 信 英 明鎮 西 清 行

手 嶋 教

之

西 澤 幸

司

藤 江 正 克

増 田

正

阿 江 通

良

浅 野 武 秀

伊 関

洋

市 川 祝

善

井 手 將

文

稲 田

紘

井 上 剛 伸

井 上 武

宏

伊福部

達

入 江 隆 之上 野 照 剛

牛 場 潤

一

内 田 正

明

内 山 幸 信梅 村 晋一郎

遠 藤 真

広

大 内

厚

大 島 宣 雄大 月 佳代子

大 西 正

俊

尾 崎

眞

小 澤 秀 夫

小 野 由 子

笠 井 純

一

加 藤 俊

和

金 澤 秀 子金 田 安 史

金 村 米

博

河 田

聡

神 原 秀 記

菊 地

眞

木 村 哲

彦

口ノ町 康

夫

倉 片 憲 治小 池 関 也

河 野 一

郎

河 埜 吉

明

小 林 英津子

古 山 将 康

佐 川

賢

佐久間 一

郎

佐 藤 嘉 伸

澤

充

山 海 嘉

之

軸 屋 智

昭

繁 成

剛

篠 崎 彰 大

篠 原 一

彦

柴 田 崇

徳

渋 谷 恒 司島 上 和 則

信 藤 康

孝

菅 野 重

樹

鈴 木

真

関 根 千 佳高 信 英明

田 中 喜代次田部井 俊 明千 原 國 宏

鎮 西 清

行

筒 井 達

夫

都 築 和 代手 嶋 教 之

寺 岡

慧

土 居 正

雄

戸 川 達 男富 田豊

鳥 脇 純一郎

中 井 敏

晴

永 井

長 沖

功

中 川 昭

夫

中 川 辰

哉

長 嶋 祐 二中 野 壮 陛

長 町 三

生

中 山

剛

南 部 恭二郎

新 妻 淳 子根 本 英

明

野 呂 影 勇橋 本 大 定

波 多 伸

彦

野 村

清

藤 江 正

克

藤 沢

章

藤 田 克 昌

藤 田 吉

之

藤 野 雄

一

藤 本 浩 志星 川 安 之松 尾 清

美三 浦 謹一郎

三 宅 謙 作

三 宅

淳

宮 本 俊

和

村 垣 善

浩

村 山 秀 雄持 丸 正 明

箭 内 博

行

柳 原 一

照

山 内 康 司山 田 一 尋

山 田 幸

生

横 井 孝

志

横 内 久 猛

吉 田

敏

吉 田 雅

之

吉 原 俊

雄

吉 原 博 幸

米 本

清

渡 辺

敏

目

次

第 1 章 メディカルエンジニアリング
1・1 医用機器とメディカルエンジニアリン
グ ………………………………………………1
1・2 メディカルエンジニアリングの定義 ………1

1・3 機器開発 ………………………………………1
1・4 医用機器体系 …………………………………1

目

ii

次

第 2章 福 祉 工 学
2・1 障害者とリハビリテーション工学 …………2
2・1・1 障害者とその現状………………………2

2・3 福祉機器に関する注意点……………………13
2・3・1 福祉機器を取り巻く問題 ……………13

2・1・2 障害者福祉の基本理念…………………82・3・2 福祉機器の適合 ………………………13

2・1・3 リハビリテーション工学………………92・3・3 ハイテクノロジー福祉機器と道具

2・2 高齢者とジェロンテクノロジー ……………92・2・1 高齢者とその現状………………………9…………………………………………14
2・3・4 福祉機器の情報 ………………………14

2・2・2 老化 ……………………………………11

2・3・5 海外の福祉機器との相違 ……………14

2・2・3 高齢者福祉の基本理念 ………………12

2・3・6 福祉機器開発手法 ……………………14

2・2・4 ジェロンテクノロジー ………………12

2・4 福祉用語と概念………………………………15

第 3章 生 活 工 学
3・1 生活工学のコンセプトと歴史………………17
3・1・1 生活工学のコンセプト ………………17

3・3 感性工学………………………………………19
3・3・1 感性工学への社会的要請 ……………19

3・1・2 生活工学と福祉工学の相違点 ………17

3・3・2 感性工学の歴史 ………………………19

3・1・3 人間工活工学 …………………………17

3・3・3 感性的な感性の定義 …………………20

3・1・4 生活工学において重要な基盤研究…………………………………………17
3・1・5 生活工学への社会的な期待 …………17
3・2 健康工学………………………………………18
3・2・1 健康増進の意義と取組み ……………18

3・3・4 感性工学の対象の広がり ……………20
3・4 情緒工学………………………………………20
3・4・1 遊びと癒しの工学 ……………………20
3・4・2 情報化社会における情緒工学 ………20

3・2・2 健康日本 21……………………………18

3・5 スポーツ工学…………………………………21
3・5・1 スポーツ工学の体系 …………………21

3・2・3 健康モニタリング技術 ………………18

3・5・2 スポーツ工学の歴史 …………………22

3・2・4 高齢者の生活行動モニタリング技

3・5・3 スポーツ工学の研究 …………………22

術 ………………………………………19

3・5・4 今後の課題 ……………………………22

3・2・5 睡眠に関わる研究：睡眠工学 ………19

第 4 章 検査・診断機器
4・1 概説……………………………………………23
4・1・1 技術分類および発展の経緯 …………23

4・5 X 線装置 ……………………………………31
4・5・1 X 線イメージングシステム …………31

4・1・2 今後の技術動向 ………………………23

4・5・2 透視撮影装置 …………………………34

4・2 生体現象測定記録装置………………………24
4・2・1 バイタルサイン計測 …………………24

4・5・3 直接撮影装置 …………………………35

4・2・2 心電計 …………………………………24

4・5・5 循環器用 X 線システム ………………35

4・2・3 心音計 …………………………………25

4・5・6 ディジタルフロログラフィー ………36

4・2・4 脳波計 …………………………………25

4・5・7 医用 X 線 CT 装置 ……………………36

4・2・5 筋電計 …………………………………25

4・5・8 歯科の検査装置 ………………………38

4・2・6 血圧計 …………………………………26

4・6 核医学診断装置………………………………38
4・6・1 SPECT ………………………………38

4・2・7 血流計 …………………………………26
4・3 磁気測定装置…………………………………27
4・3・1 SQUID …………………………………27

4・5・4 断層撮影装置 …………………………35

4・3・2 脳磁計 …………………………………28

4・6・2 PET ……………………………………39
4・7 NM R・MRI 装置 …………………………40
4・7・1 磁気共鳴装置 …………………………40

4・3・3 心磁計 …………………………………29

4・7・2 磁気共鳴画像（M RI）装置 …………40

4・3・4 肺磁計 …………………………………29

4・7・3 データ収集法 …………………………41

4・4 生体情報モニタ………………………………29
4・4・1 ベッドサイドモニタ …………………29
4・4・2 セントラルモニタ ……………………30
4・4・3 周産期用生体情報モニタ ……………31

4・7・4 磁気共鳴機能画像法（fM RI）と超高速撮影法 …………………………42
4・8 超音波診断装置………………………………42
4・8・1 二次元・三次元スキャン ……………42

天アキ
25mm
目

4・8・2 エラスチックイメージング …………44
4・9 内視鏡…………………………………………45
4・9・1 硬性内視鏡 ……………………………45

次iii

4・11 その他の映像検査装置 ……………………52
4・11・1 CT ……………………………………52
4・11・2 サーモグラフィー……………………53

4・9・2 軟性内視鏡 ……………………………45

4・11・3 顕微鏡…………………………………56

4・9・3 電子スコープ …………………………46

4・12 検体検査装置 ………………………………57
4・12・1 血液ガス分析…………………………57

4・9・4 立体内視鏡 ……………………………46
4・9・5 内科以外で使われる内視鏡（顎関4・12・2 簡易血液分析装置……………………58

節鏡など） ……………………………46

4・12・3 その他の検体検査装置………………58

4・10 光計測装置 …………………………………48
4・10・1 血糖値検査……………………………48

4・13 その他の検査機器 …………………………59
4・13・1 眼圧検査機器…………………………59

4・10・2 ヘマトクリット………………………49

4・13・2 眼底検査機器…………………………59

4・10・3 酸素飽和度……………………………50

4・13・3 オージオメータ………………………60

4・10・4 光トポグラフィー……………………50

4・13・4 赤外線検査計…………………………62

4・10・5 血栓計測方法…………………………51

4・13・5 骨密度検査機器………………………63

第 5 章 手術・治療機器
5・1 概説……………………………………………66
5・2 手術周辺支援機器……………………………66

5・5・10 コンピュータによる手術支援………89

5・2・1 手術台 …………………………………66

5・5・12 能動鉗子………………………………90

5・2・2 フレーム（頭部固定装置と定位脳

5・5・13 腹部領域におけるカテーテル………90

5・5・11 マニピュレータシステム……………89

手術装置） ……………………………66

5・5・14 心細動除去装置………………………91

5・2・3 人工呼吸器 ……………………………67
5・2・4 麻酔器 …………………………………73

5・6 放射線治療……………………………………93
5・6・1 RI 治療装置 ……………………………93

5・2・5 手術顕微鏡 ……………………………76

5・6・2 粒子加速装置 …………………………93

5・3 シミュレーション・治療計画・ナビゲーション………………………………………76

5・6・3 ガンマナイフ …………………………94

5・3・1 概説 ……………………………………76

5・6・5 X 線治療 ………………………………96

5・3・2 訓練用シミュレータ …………………76
5・3・3 治療計画システム ……………………77

5・7 レーザ治療装置………………………………97
5・7・1 概説 ……………………………………97

5・3・4 手術ナビゲーションシステム ………78

5・7・2 レーザの生体作用 ……………………97

5・4 手術用装置 …………………………………80
5・4・1 回転治療機器 …………………………80

5・7・3 手術・治療用レーザ手術装置 ………99

5・6・4 サイバーナイフ ………………………95

5・7・4 皮膚・形成外科治療用レーザ手術

5・4・2 電気メスなどの電気手術器 …………80

装置……………………………………100

5・4・3 手術用レーザメス ……………………81

5・7・5 眼科治療用レーザ手術装置…………100

5・4・4 超音波メス ……………………………81

5・7・6 泌尿器科（結石破砕）治療用レー

5・5 手術用装置 …………………………………81
5・5・1 低侵襲治療器具 ………………………81

ザ装置…………………………………100
5・7・7 消化管・管腔臓器用レーザ内視鏡

5・5・2 つり上げ ………………………………82

治療装置………………………………100

5・5・3 ガス ……………………………………83

5・7・8 心臓・血管系レーザ治療装置………100

5・5・4 自動縫合器 ……………………………84
5・5・6 バイオプシー（生検） ………………85

5・7・9 PDT 用レーザ治療装置 ……………100
5・8 音響化学的原理による治療技術 …………100
5・8・1 音響化学治療システム………………100

5・5・7 フォトン放射線治療装置 ……………86

5・8・2 ドラッグデリバリーシステム………102

5・5・8 RFA（ラジオ波熱凝固療法） ………87

5・9 ガイドライン ………………………………104
5・9・1 リスクマネジメント…………………104

5・5・5 組織接着剤 ……………………………85

5・5・9 電気生理学的診断支援機器 …………87

第 6 章 遺伝子工学応用機器
6・1 概説 …………………………………………107
6・2 診断 …………………………………………107

6・2・1 遺伝子診断概説………………………107
6・2・2 ゲル電気泳動を用いた装置…………108

目

iv

次

6・2・3 DNA プローブアレイ ………………110

6・3・2 再生医療………………………………118

6・2・4 種々の SNPs 解析方法と機器 ……112

6・3・3 バイオ人工臓器………………………120

6・2・5 その他のバイオセンサ………………114

6・3・4 胎児性幹細胞（ES 細胞） …………121

6・3 治療 …………………………………………115
6・3・1 遺伝子治療……………………………115

6・3・5 体外受精………………………………121
6・4 ガイドライン ………………………………121

第 7章 人 工 臓 器
7・1 短期運用人工臓器 …………………………124
7・1・1 人工心肺………………………………124
7・1・2 大動脈内バルーンパンピングシス

7・3・3 人工視覚器官…………………………130
7・3・4 終わりに………………………………130

テム……………………………………124

7・4 機能材料 ……………………………………130
7・4・1 人工骨，人工関節……………………130

7・1・3 経皮的心肺補助システム……………125

7・4・2 眼内レンズ……………………………132

7・2 長期運用人工臓器 …………………………125
7・2・1 人工心臓………………………………125

7・4・3 人工歯根………………………………133

7・2・2 人工弁…………………………………126

7・5 ハイブリッド型人工臓器 …………………134
7・5・1 ハイブリッド型人工臓器と再生医

7・2・3 ペースメーカと除細動器……………126

工学的人工臓器………………………134

7・2・4 人工肺…………………………………127

7・5・2 バイオ人工肝臓の必要性……………135

7・2・5 人工肝臓………………………………127

7・5・3 バイオ人工肝臓の開発の現状………135

7・3 人工感覚器官 ………………………………129
7・3・1 はじめに………………………………129

7・5・4 バイオ人工膵臓………………………137
7・5・5 ハイブリッド型人工血管……………137

7・3・2 人工聴覚器官…………………………129

第 8 章 機能回復訓練機器（医学的リハビリテーション機器)
8・1 概説 …………………………………………139
8・1・1 はじめに………………………………139

8・3 神経・筋・骨格系訓練機器 ………………140
8・3・1 トルクマシン…………………………140

8・1・2 歩行訓練に関連する機器……………139

8・3・2 TEM ，CPM …………………………141

8・1・3 電気刺激による治療訓練……………139

8・3・3 治療的電気刺激………………………141

8・1・4 姿勢・バランス・筋力トレーニン

8・3・4 平衡訓練………………………………142

グ………………………………………139

8・3・5 開閉口訓練装置………………………142

8・1・5 バイオフィードバック………………139
8・1・6 ファシリテーションと可塑性………140

8・4 その他 ………………………………………143
8・4・1 バイオフィードバック………………143

8・2 歩行訓練 ……………………………………140

8・4・2 ファシリテーションと可塑性………144

第 9 章 支 援 機 器
9 ・1 概説 …………………………………………145
9 ・2 義肢装具 ……………………………………146
9・2・1 義手……………………………………146

9・3・5 歩行補助具，生活用具，ネットワ
ーク……………………………………152

9・2・2 義足……………………………………147

9 ・4 聴覚言語障害者用機器 ……………………153
9・4・1 補聴器…………………………………153

9・2・3 装具……………………………………148

9・4・2 人工喉頭………………………………153

9・2・4 開発・設計・製作技術………………149

9・4・3 手話……………………………………154

9 ・3 視覚障害者用機器 …………………………150
9・3・1 視覚障害者のパーソナルコンピュ

9・4・4 字幕生成………………………………155

ータ利用と操作………………………150

9 ・5 移動用機器 …………………………………156
9・5・1 リフト…………………………………156

9・3・2 視覚障害者用端末機器等の触覚関

9・4・5 その他…………………………………155

係機器…………………………………151

9・5・2 手動車いす……………………………156

9・3・3 読書関係等の音声機器………………151

9・5・3 電動車いす……………………………156

9・3・4 拡大読書機などロービジョン（弱9・5・4 福祉車両………………………………157視）者用機器…………………………152

9 ・6 コミュニケーション機器 …………………158

天アキ
25mm
目

9・6・1 障害者用入力装置……………………158
9・6・2 パーソナルコンピュータ……………159
9・6・3 AAC（拡大代替コミュニケーシ

次v

9 ・8 操作用装置 …………………………………163
9・8・1 自助具…………………………………163
9・8・2 自立用ロボット………………………164ョン）…………………………………160

9・8・3 環境制御装置…………………………165

9・6・4 電話機…………………………………160

9・8・4 ページめくり機………………………165

9 ・7 排泄用機器と入浴用機器 …………………161
9・7・1 排泄用機器……………………………161

9 ・9 姿勢保持と除圧 ……………………………165
9・9・1 姿勢保持………………………………165

9・7・2 入浴用機器……………………………162

9・9・2 褥瘡防止装置…………………………167

第 10 章ジェロンテクノロジー

10・1 概説…………………………………………169
10・1・1 ジェロンテクノロジーの目標 ……169
10・1・2 ジェロンテクノロジーの研究対
象 ……………………………………169
10・1・3 ジェロンテクノロジーにおける

10・4・1 自動車交通の高齢化（高齢運転者の増加） …………………………174
10・4・2 交通における高齢化の影響 ………174
10・4・3 高齢運転者の運転特性 ……………174
10・4・4 自動車における高齢者関連技術

基盤研究 ……………………………169
10・1・4 ジェロンテクノロジーの具体的な内容 ………………………………169
10・1・5 ジェロンテクノロジーの今後の展開 …………………………………170
10・2 高齢者特性に適した情報設計……………170
10・2・1 視覚情報 ……………………………170………………………………………175
10・4・5 自動車交通の高齢化に対する方策の方向性 …………………………175
10・5 高齢者特性に適した就労支援技術………175
10・5・1 高齢者の課題 ………………………175
10・5・2 加齢による生理的・心理的変化………………………………………175

10・2・2 聴覚情報 ……………………………171

10・5・3 暦年齢と機能年齢 …………………175

10・3 高齢者に適した環境設計…………………172
10・3・1 温熱環境 ……………………………172

10・5・4 職務再設計の実際 …………………176
10・5・5 終わりに ……………………………176

10・3・2 動作環境 ……………………………173
10・4 自動車および交通に関わるジェロンテ
クノロジー…………………………………174

第 11 章バリアフリーとユニバーサルデザイン

11・1 概説…………………………………………178
11・1・1 障害者支援としてのバリアフリ

11・3 共用品・アクセシブルデザイン…………181
11・3・1 共用品とは …………………………181

ー技術 ………………………………178

11・3・2 共用品誕生の背景 …………………182

11・1・2 バリアフリーの限界 ………………178

11・3・3 不便さ調査 …………………………183

11・1・3 高齢社会日本に紹介されたユニ

11・3・4 共通化・標準化の必要性 …………183

バーサルデザインの概念 …………178
11・1・4 バリアフリーとユニバーサルデ

11・3・5 JIS Z 8071：2003「高齢者及び障害のある人々のニーズに対応

ザイン ………………………………178

した規格作成配慮指針」 …………183

11・2 建築・住宅…………………………………179
11・2・1 バリアフリー環境と法制度 ………179

11・3・6 JIS Z 8071：2003からの発展 ……185

11・2・2 住宅のバリアフリー，公共建築物のバリアフリー …………………179

11・3・7 アクセシブルデザインのアドバ
イザリーグループ発足 ……………186
11・3・8 今後の検討課題 ……………………187

11・2・3 バリアフリー機器 …………………179

第 12 章 健
12・1 健康モニタリング…………………………188
12・1・1 概説 …………………………………188
12・1・2 パーソナルモニタリング …………188

康 工 学
12・1・3 生活のモニタリング ………………191
12・2 生活用品・リラクゼーション機器………192
12・2・1 概説 …………………………………192

目

vi

次

12・2・2 エルゴメトリー ……………………192

ステッピング ………………………195

12・2・3 トレッドミルエルゴメータ ………192

12・2・7 カロリー（エネルギー）計算 ……196

12・2・4 自転車エルゴメータ ………………194

12・2・8 電動歯ブラシ ………………………197

12・2・5 パワーアシスト自転車（電動ア12・2・9 マッサージ機 ………………………198

シスト自転車） ……………………195

12・2・10 アロマテラピー……………………199

12・2・6 アミューズメント機器：ダンス

第 13 章 感性・情緒工学
13・1 概説…………………………………………201
13・1・1 感性 …………………………………201

13・2・4 座り心地 ……………………………204

13・1・2 情緒 …………………………………201

13・3 情緒工学……………………………………207
13・3・1 はじめに ……………………………207

13・2 感性工学……………………………………201
13・2・1 足にフィットした靴の製作装置

13・2・5 その他 ………………………………206

13・3・2 情緒と機械 …………………………207………………………………………201

13・3・3 人間と機械の相互作用 ……………208

13・2・2 顔にフィットする眼鏡の開発 ……202

13・3・4 情緒工学を応用した機械 …………209

13・2・3 着心地の測定・評価 ………………203

13・3・5 終わりに ……………………………210

第 14 章 ス ポ ー ツ 機 器
14・1 概説…………………………………………211
14・2 競技用スポーツ機器………………………211
14・2・1 オリンピック，世界選手権等で使用される機器 ……………………211
14・2・2 パラリンピックで使用される機
器 ……………………………………215

14・3・1 動作の解析技術 ……………………217
14・3・2 トレーニング機器 …………………218
14・4 スポーツ医学………………………………219
14・4・1 スポーツ医学の基礎領域 …………219
14・4・2 スポーツによる医学 ………………219
14・4・3 スポーツのための医学 ……………220

14・3 トレーニング機器…………………………217

第 15 章

医療福祉の情報インフラストラクチャ

15・1 医療・福祉情報システムとしてのイン
フラストラクチャ…………………………223

15・4・1 医用画像とは ………………………229

15・1・1 セキュリティ ………………………223

15・4・3 医用画像の使われ方 ………………230

15・1・2 操作性 ………………………………224

15・4・4 医用画像利用のためのインフラ

15・4・2 可視化と計測 ………………………230

15・1・3 メディア品質 ………………………224

ストラクチャ ………………………230

15・1・4 ユビキタス …………………………224

15・5 ホームネットワークを利用した在宅システムとの連携……………………………231

15・2 ネットワーク………………………………224
15・2・1 はじめに ……………………………224
15・2・2 構内ネットワーク …………………225
15・2・3 アクセス系ネットワーク …………226
15・3 電子カルテ…………………………………227
15・3・1 はじめに ……………………………227

15・5・1 はじめに ……………………………231
15・5・2 家庭内情報インフラストラクチ
ャ技術 ………………………………232
15・5・3 家庭内情報インフラストラクチ
ャを利用した新アプリケーショ

15・3・2 電子カルテの開発の歴史 …………227

ン ……………………………………233

15・3・3 電子カルテの目的と概念 …………228

15・5・4 在宅医療システムとの連携 ………233

15・3・4 (広域）電子カルテを実現する仕組み …………………………………228
15・3・5 電子カルテに決まった形はない………………………………………228
15・3・6 電子化によるメリット ……………229

15・5・5 在宅医療システムの課題 …………235
15・6 地域医療と遠隔医療システム……………235
15・6・1 遠隔医療システムと遠隔診断・
治療 …………………………………236
15・6・2 遠隔医療システムに関する今後

15・3・7 終わりに ……………………………229と問題点 ……………………………238

15・4 医用画像……………………………………229

15・7 遠隔リハビリテーション…………………238

天アキ
25mm
目

次

vii

15・7・1 はじめに ……………………………238

15・8・5 今後の課題 …………………………242

15・7・2 遠隔リハビリテーションとは ……238
15・7・3 装置について ………………………238

15・9 徘徊高齢者用モニタリングシステム……242
15・9・1 はじめに ……………………………242

15・7・4 運用結果 ……………………………238

15・9・2 位置検出方法 ………………………242

15・8 健康モニタリングシステム………………239
15・8・1 デジタルエンジェルシステム ……239

15・9・3 GPS を基本にしたサービス ………243

15・8・2 Health Hero Platform …………240
15・8・3 家庭内動作から推定する体調検知システム …………………………240
15・8・4 保健指導支援システム ……………241

15・9・4 PHS を基本にしたサービス ………243
15・9・5 その他の位置情報取得システム………………………………………244
15・9・6 RFID を利用したユビキタス環
境 ……………………………………244

第 16 章 医療福祉に関わる法律・規格
16・1 概説…………………………………………247
16・2 薬事法………………………………………247
16・3 医療法………………………………………249
16・4 健康保険法…………………………………251
16・5 介護保険法…………………………………251
16・6 工業標準化法………………………………251
16・7 製造物責任法………………………………252
16・8 福祉用具の研究開発及び普及の促進に関する法律…………………………………253
16・9 電波法………………………………………253
16・9・1 医用電気機器への電波の影響を

16・9・2 電波防護指針 ………………………254
16・10 廃棄物の処理及び清掃に関する法律……………………………………………254
16・11 感染症の予防及び感染症の患者に対する医療に関する法律 …………………255
16・12 規格 ………………………………………255
16・12・1 規格一覧……………………………255
16・12・2 JIS における医療機器の規格 ……255
16・12・3 規格について正確に知りたい場
合の文献購入先……………………256

防止するための携帯電話端末等の使用に関する指針 ………………254
索引（日本語・英語）………………………………………………………………………………………………巻末