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砂川 賢二(すながわ けんじ) データ更新日:2014.8.15

学術研究員 /  循環器病未来医療研究センター 循環器内科学分野


大学院(学府)担当

医学系学府 臓器機能医学専攻 循環器内科学講座

学部担当

その他の教育研究施設名

役職名

教授
九州大学病院 ハートセンター長
九州大学附属心臓血管研究施設長
大学院医学研究院副研究院長(2005.9~2007.3)


ホームページ
http://www.med.kyushu-u.ac.jp/cardiol/
九州大学大学院医学研究院循環器内科学.
FAX番号
092-642-5374
取得学位
医学博士(論文博士)
専門分野
循環器内科学(心不全・致死性不整脈・虚血性心疾患)・バイオニック心臓学(経神経性治療、自動治療、コンピュータシミュレーション)
活動概要
【世界に先駆けてバイオニック心臓病学を提唱】 近年の医学の進歩は生命科学、とりわけ分子生物学の進歩に支えられてきたが、最近の著しい工学の進歩に伴い、医学、生命科学とハイテクを統合した新たな医学(バイオニック医学)が開けてきた。バイオニック医学は人工システムと生体を機能的に融合させることで難治疾患を克服する21世紀に初めて現実となった医学である。砂川は世界に先駆けてバイオニック医学の概念を提唱すると共に、実際に循環器領域に導入し大きな成果を上げてきた。とりわけ神経リンクを利用して循環の神経制御システムに介入するバイオニック心臓病学は劇的な成果を上げてきた。これらの業績は国の評価を受け、2000年以降代表研究者としておよそ45億円を獲得した。国内外特許は総数37件にのぼる(国際16件)。バイオニック心臓病学は海外でも高い評価を受け世界最大の医学会として知られる米国心臓学会(AHA)で、最高の栄誉であるPaul White Awardを2000年に受賞した。

【脳を聴く技術の開発】脳はすべての制御の中枢である。神経経由で送出されるメッセージを理解することができれば、脳で制御されたシステムの開発が可能になる。脈拍は脳により厳密に制御されているが、神経符号化の文法は明らかで無かった。砂川はその文法の翻訳を試みた。その結果、心臓交感神経活動は履歴を考慮することで正確に翻訳できることが示された。脳を聴く技術は人工システムを脳で直接制御する可能性を開いた。

【脳を創る技術の開発】脳幹部の損傷に伴う低血圧などの血圧失調は、脳が破綻しているため未だに有効な治療法がない。砂川らは脳幹部をCPUで電子的に再構成し血圧調節機能を再建するバイオニック血圧制御システムの開発を試みた。その結果、半導体センサで計測した血圧をCPUが高低を判断し適切に交感神経遠心路を刺激する負帰還ループを構成することで、血圧制御機能を再建することができた。本拠点形成では脳を創る技術を発展させ、脊髄損傷の起立性低血圧を防ぐシステムの開発を目指す。

【脳を超える技術の開発】先進国における最大の死因である心不全は循環制御の破綻が病態の本質に関わる。生体で最も強力な循環制御系は自律神経であり、それによる心臓血管系の過度の刺激が心不全の生命予後を短縮している。現代の心不全治療はこの過度の刺激を薬理的に抑制している。しかしながら5年生存率はこの半世紀に殆ど改善していない(50%)。そこで砂川は心臓の自律神経を脳幹部にかわりCPUで制御する仕組みを開発した。その結果、慢性心不全動物において生存率を50%から90%に劇的に改善することができた。本拠点形成では脳を超える技術を発展させ心不全治療の実用システムの開発を目指す。

【医師を介さない自立的な診断治療システムの開発】 急性心不全の血行動態の管理は熟練を要するが、その病態が明解になると自動治療システムの開発ができる。砂川は病態を反映するために必要な循環モデルを開発し、そのモデルを規範とした自動治療システムを開発した。このシステムは重症心不全を専門医以上の効率で治療することが示された。心不全のような複雑な病態に対する世界初の自動治療の試みである。この成果を基盤に本拠点形成では自動治療システムの実用化(Hospital in-silico)を目指す。

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