# 医療機器開発特論 G3

###### tags: `医理工学院講義`

---
### 医療機器
[医療機器 資料](https://www.mhlw.go.jp/file/05-Shingikai-11121000-Iyakushokuhinkyoku-Soumuka/zaitaku5.pdf)

---
### アイディア

* VR バーチャルトレーニング
[Holoeyes](https://holoeyes.jp/)

* 遠隔診療
* 手術は対面で
* 治療は現場にいかなきゃいけない
[遠隔医療モデル参考書](https://www.soumu.go.jp/main_content/000812534.pdf)

* 中心静脈カテーテル

* 心電図（植込み型）

* がんと治療法のAIマッチング or 患者と医師のマッチング (医療機器に該当しなさそう)

* マーカーレスリアルタイムボリュームイメージングを用いた動体追跡陽子線治療装置
* [研究室](https://qsre.eng.hokudai.ac.jp/summary/realtime.html)

* 生体吸収マーカー (生体吸収ステント的なやつ)
* 侵襲性の低減(手術がいれる時だけになる) **取り出さないらしいです**
* 鉄合金, マグネシウム合金もあるっぽい(放射線不透過性は?)
* マーカーを留置する場所（肺、膵臓、前立腺）付近で吸収されるのか

<!-- * AI用医療画像オープンデータセット (医療機器に該当しなさそう)
[RadImageNet](https://www.radimagenet.com/copy-of-home) -->

* 希少疾患における診断支援
* 希少疾患における課題まとめ
[希少疾患における課題1](https://www.nikkei.com/)
[希少疾患における課題2](https://genetics.qlife.jp/documents/RD_WhitePaper.pdf)

---

### 11/1

---

#### 遠隔医療 (長谷川・山崎)
離島等、医者不足の現場に対して遠隔で治療を行う
実際に現場にいるのは看護師等少人数
現場にいる医師の負担を減らす

* 遠隔医療
* 遠隔コンサルテーション
* 遠隔カンファレンス
* 遠隔放射線画像診断...
⇒遠隔手術を想定

* 遠隔手術
[参考資料](https://mol.medicalonline.jp/library/archive/search?jo=ai1phmdl&ye=2021&vo=39&issue=4&UserID=133.87.74.221)
* 遠隔手術指導
伝送された術野映像をもとに、現地の医師に遠隔手術指導を行う形態⇒実運用されている
* 遠隔手術支援
* 完全遠隔手術
ヒノトリと５Gを組み合わせた研究も進められている
https://smartiot-forum.jp/iot-val-team/iot-case/case-robotic-surgery
→付加価値としてはARによる手術の質向上orAIによる画像情報の付与？
* 対象とする治療（遠隔で治療する範囲を絞ってもいいかも）
* 土日、夜勤
* 救急医療

* 遠隔で治療する方法
* ロボット？

* 遠隔手術の練習機器
今までの遠隔手術の治療のデータをAIに学習、指導を行う機器を作る

---

#### 動体追跡用生体吸収マーカー (稲生・清代)

<!-- * 前立腺や膵臓がんを想定
* 必要要件
* 治療期間中は消えないこと (1ヶ月以上)
* X線不透過性があること
* マーカーとして機能すること(腫瘍と同じように動くこと)

* 調べること
* マーカーを留置する場所
* 現在の金マーカー(膵臓：???, 前立腺???)
* 血管留置は可能か

* X線不透過性
* 生体吸収ステントの素材
* マグネシウム合金
* 鉄合金

* 吸収時期によってはマーカー脱落の危険性も？ -->

#### リアルタイムボリュームイメージング(RVI)を用いたマーカーレス動体追跡陽子線治療 (稲生・清代)

##### 現在の動体追跡陽子線治療の課題
* X線透視による被ばく量を減らすために透視範囲を体内マーカー近傍のみに限定

* マーカーの留置
* 侵襲的
* 腫瘍から脱落する恐れ
* 体内構造が把握しきれていないこと
* マーカーと腫瘍の動きは相関が高いが、必ずしも一致しない

* マーカーレスによる腫瘍位置予測: ←研究段階
* 呼気位相の4DCT + DVF(DIRの変形ベクトル場) → 各吸気相の4DCT
* DVFを主成分分析で拡張
* 事前に入手した4DCTの動きの範囲を超えるような動きに対応するため
* CNN (入力: 画像, 正解DVFを適切に表現する主成分係数+平均変形ベクトル, 出力: 主成分分析+平均変形ベクトル)
* 手法に関しては深入りせずに、現状このような研究がされていて、ある程度の精度(マーカーと比較して)のRVIが可能となった状況を想定

##### 現時点で考えられる(現在の研究の範囲を超えている)将来的な課題など

* RVIで取得した画像からどのようにゲーティング照射するか
* MRIリニアックの手法が参考になるかも? → CTV + 3mm
* [リアルタイムMRI撮影下での治療](https://www.ncc.go.jp/jp/ncch/division/radiological_technology/radiological_oncology/040/index.html)
<!-- * [MRI ゲーティングに関する論文](https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167814022001517)
-->
* 照射の可否判断(ビームのON・OFF)の判断の全てをAIが出力した画像のみに依存して良いのか
* 体表マーカーとの組み合わせ？
* 治療/照射中止判断
* [体表マーカー](https://www.varian.com/ja/products/radiotherapy/real-time-tracking-motion-management/real-time-position-management)
<!-- * 透視画像との組み合わせ？
* どのように判断する？ -->

* 合成画像と実画像のずれの評価は必須
* 目標値として金マーカーと実際の臓器の誤差と同程度であれば十分に使うメリットがある
* 誤差が大きくなるようなケース(呼吸パターンなど)の検証→ガイドライン

* リアルタイムボリュームイメージングはMRI + 陽子線
* 磁場が陽子の軌道に影響を与える
* ジオメトリの問題
* これらを折り込んだ治療計画, 照射方法の研究は進んでいる

<!-- ##### その他発表用項目
* 医療機器クラス分類
* クラスⅢ, クラスⅣ 高度管理医療機器
* 医工連携/産学連携
* 医学: 放射線科医、放射線技師
* 工学: エンジニア(制御システム、機械学習)

* 臨床試験・非臨床試験
* 動体追跡のやつに則る -->

---

## 11/8