第６回日本オープンイノベーション大賞「厚生労働大臣賞」を受賞いたしました
～リアルとバーチャルの融合により小児心臓外科手術を支援する新しい心臓シミュレータの開発～
■取組・プロジェクト名称
『リアルとバーチャルの融合により小児心臓外科手術を支援する新しい心臓シミュレータの開発』
■表彰式参加者（写真左から）
千葉 修一 (ジャパンメディカルデバイス株式会社代表取締役）※PIA株式会社代表取締役会長中西聖の代理出席
久田 俊明（東京大学大学院新領域創成科学研究科名誉教授・株式会社UT-Heart研究所代表取締役会長）
白石 公（国立研究開発法人国立循環器病研究センター小児循環器内科・OIC名誉客員研究員）
竹田 正俊（株式会社クロスメディカル代表取締役）
岡野 貴史（ジャパンメディカルデバイス株式会社取締役）
■プロジェクトの概要
先天性心疾患は出生児100人に1人が発症し、新生児乳児に死亡をきたす最も頻度の高い疾患です。治療の対象となる小児の心臓は小さく、立体構造が複雑で病気の種類も多いため、外科手術は困難を極めます。そのため手術には、1)複雑な心臓大血管の立体的な構造を正確に把握すること、2)手術後に血液の流れがどのように変化するかを事前に正確に予測し手術術式を決定すること、が必要不可欠になります。今回のプロジェクトは、これらの問題を、独自の精密３Dプリンティング技術と、スーパーコンピュータを用いたシミュレーション技術をもって解決しようとするデジタルツインプロジェクトの一環です。
■連携の内容と目的
1) 3D心臓モデルの開発（リアルシミュレーション）
国立循環器病研究センターと(株)クロスメディカルは、患者の心臓CT画像から精密3Dプリンティングと真空注型技術を組み合わせることで、実物大の軟質3D心臓モデルを開発しました。患者の心臓をありのまま再現した柔らかい心臓モデルを外科医が手にすることで、手術前に患者の複雑な心臓内部の構造を詳細に確認することができるだけでなく、患者の心臓モデルを切開したり縫合したりすることで、事前に手術の予行演習を行うことが可能となります（2023年7月、クラスII医療機器として薬事承認）。
2) ped UT-Heartの開発（バーチャルシミュレーション）
一方で、東京大学と(株)UT-Heart 研究所は、スーパーコンピュータを使った数理シミュレーションにより、患者の心臓の拍動を分子・細胞機能に基いてコンピュータ内で忠実に再現する、世界最高峰の心臓シミュレータ“UT-Heart” を開発してきました。今回はこの技術を基盤とし、小児先天性心疾患に特有なさまざまな問題を解決することを目的に、新しい心臓シミュレータである“ped UT-Heart”を開発しました。考えられる複数の手術術式での術後の心臓の機能や血液の流れをコンピュータ上で予測することで、個々の患者に最も適した治療方針を客観的なデータに基づき提案することを可能とします。
これら20年に及ぶ研究開発の成果である２つの技術を融合させた世界初の手術支援システムは、外科手術が困難な複雑先天性心疾患の診療において、最先端のものづくり技術と最高峰のシミュレーション技術をハイブリッドすることで、個々の患者にとって最善の方法を提案し支援ことを可能とします。
■受賞会社コメント
１. 国立研究開発法人国立循環器病研究センター小児循環器内科・名誉客員研究員 白石 公
心臓病を患うお子さんたちと向き合う中、診療現場から出たニーズに基づき、数多くの研究者の方々や企業の皆さんのご支援を得て研究開発を進めてまいりました。賞をいただいたとはいえまだ道半ばです。患者さんの手元に届きお役に立てるようになるまで、これからも全力を尽くします。
２. 東京大学大学院新領域創成科学研究科（株式会社UT-Heart研究所）名誉教授 久田 俊明
本コンソーシアムはメンバーの数が多いように見えますが、実は誰が欠けてもプロジェクトは成立しません。この多彩な英知の融合と志ある協同により、難病のお子さん達の治療の一助となるだけでなく、日本の科学技術力の強化に繋がる成果が得られると確信しております。
3. ジャパンメディカルデバイス株式会社代表取締役 千葉 修一
大変光栄に思います。これまで、多くの方々に支えられながら研究開発を進めており、皆様のご協力なしでは今回のイノベーションは実現しなかったと考えています。今後も患者さんのお役に立てる技術開発に尽力していく所存です。
4. PIA株式会社 代表取締役会長 中西 聖
今回の栄えある受賞に感謝すると共に、この日本の素晴らしいテクノロジーで世界の皆様に貢献できますようより一層の責任を感じております。世界発信を目指して邁進してまいります。
5. 株式会社クロスメディカル 代表取締役 竹田 正俊
プロジェクトメンバーの多様な知恵を集積することで、大きな成果が生み出されようとしています。このサイバーフィジカルシステム※を早期に実現し、幼い命を救う一助になる事こそが我々にとっての最大の使命であると考えています。
※現実（フィジカル）世界の多様な情報を、コンピュータ上の仮想（サイバー）空間で融合して分析・解析を行ない、最終的に現実世界にフィードバックすることで、問題点の原因解明や社会の最適化を実現しようとするシステム
■謝辞
本研究は、日本医療研究開発機構（AMED）から以下の支援を受けて開発が進められてきました。
１） 医工連携イノベーション推進事業「小児先天性心疾患患者の救命とQOL改善を目指した最適な術式決定を支援する心臓シミュレータ“ped UT-Heart”の開発と事業化（2023-2025）」
２） 医療機器等における先進的研究開発・開発体制強靭化事業「小児先天性心疾患患者の生涯にわたるQOL改善を目指した、最適な治療方針決定のためのマルチスケール・マルチフィジックス心臓シミュレーター”ped UT-Heart”の開発と事業化（2020-2022）」
３） 医工連携事業化推進事業「立体構造が極めて複雑な先天性心疾患患者への3Dモデル診断による術時間削減を実現する、オーダーメイド型超軟質3D精密心臓モデルの開発・事業化（2017-2019）」
４） 医療機器開発推進研究事業「超軟質精密心臓レプリカの作成による心臓外科手術トレーニングと個別化医療の確立に向けた研究（2014-2016）」
■プロフィール
社名 : ジャパンメディカルデバイス株式会社（Japan Medical Device Corporation）
設⽴ : 2020年（令和2年）11⽉16⽇
所在地 : 〒210-0024 神奈川県川崎市川崎区⽇進町7番地1 川崎⽇進町ビルディング
代表者 : 千葉 修⼀（代表取締役 CEO / CTO）
事業内容 : ⼼臓シミュレータ（UT-Heart®）を活⽤した新たな医療機器コンピュータシミュレーションサービスの研究開発
ホームページ : https://jmd-corp.com/
【問い合わせ先】
ジャパンメディカルデバイス株式会社
担当部署：管理本部
E-MAIL: contact@jmd-corp.com
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