30分のミニ講義を聴講しよう! 医療を支える工学技術:医用メカトロニクス

メカトロニクス技術とは「機械を電子・情報技術で柔軟化・高度化する技術」です。研究・開発が進められている最新の手術機器や人工心臓を例にとり、医療分野で活躍する工学技術:医用メカトロニクスについて説明します。

先生からのメッセージ

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

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夢ナビ講義も読んでみよう 医学の進歩に欠かせない「医用工学技術」とは?

計測から治療へと発展する医用工学技術 医学の進歩には、さまざまな工学技術が生かされてきました。例えば、心電図の原理は約120年前に開発され、長年医療現場で利用されています。さらにコンピュータの発達にともない、CT(コンピュータ断層撮影)、MRI(核磁気共鳴画像)など、医療用の計測機器が開発されてきました。
また、近年、治療機器もめざましい発展を遂げています。内視鏡手術を遠隔操作で行う手術支援ロボットもその一つです。こうした技術開発を支える学問分野が、医用工学、医用メカトロニクスと呼ばれるものです。
機械と生体組織を接着する技術 工学技術の医療への応用例として、生体組織を接着する技術があります。人工心臓などの機械を人体に埋め込む際に、人体の組織と金属を離れないように接続するのは難しいことです。一つの方法として生体組織を熱して接着する技術があります。料理で、熱した鉄板に肉が貼りついてしまうことがあるように、人間の組織に含まれるコラーゲンが熱によりゲル化し、冷えると固まる、という現象を応用したものです。高温で熱することで、その箇所の細胞はいったん死んでしまいますが、細胞が住んでいる組織構造(部屋のようなもの)はそのまま残ります。回復するとその部屋に再び細胞が入り込み、組織がよみがえります。この方法は組織同士の接着にも使え、針と糸でつなぐよりも、早く接着でき、回復も早いことがわかっています。 医用工学技術の課題 治療機器を開発するにあたっては、いくつかの課題があります。まず、人間の生命に関わる技術なので、安全性を担保しなければなりません。また、私たちの体は熱に弱いので、体内に埋め込む人工心臓のような機器の場合、熱を発生しにくい構造にする必要があります。機器が熱を発生することは、仕事に使われない無駄なエネルギーが熱となって漏れているということです。電気エネルギーを無駄なく運動エネルギーに変換する、熱が発生しない、効率の良いシステムを作ることも、医用工学技術の課題の一つです。

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

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