周産期医学 52巻7号 (2022年7月発行)

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特集　周産期と最先端サイエンス

総論

AIとは―医療分野における活用細野　裕行 , 関　弘翔 52巻7号 , 2022年7月 , pp.933-937

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はじめに

　日本語で人工知能すなわちAI（artificial intelligence）^1）とよばれるコンピュータ科学技術を医療分野に活かすには，まずAIに何ができるのか，そして何が不得意なのかを理解する必要がある。本稿では，AIの基本について初学者にもわかりやすいように論じる。とくに現在AIの中核的技術である機械学習でもっとも有望な技術である深層学習（deep learning）^2）を説明する。次に，深層学習を活用するうえでの留意点である，何を根拠にその結果を得たか（判断根拠）が人間にはわかりづらいという弱点について，最新の研究で克服されつつあるというところに重きをおいて説明する。さらに上記留意点をふまえた筆者らの取り組みを紹介し，これからの医療でどのようにAIが活用されるかの一助としたい。

AIと臨床薬理学―周産期・小児科領域での応用辻　泰弘 , 尾上　知佳 52巻7号 , 2022年7月 , pp.939-943

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“John Henry Moments”

　米国の有名な言い伝えに「ジョン・ヘンリー伝説」がある。この物語は19世紀末，鉄道建設現場に蒸気工作機械が導入されることとなり，多くの非熟練労働者が一方的に解雇を通告された。それに対し，力自慢で優れたハンマー打ちのジョン・ヘンリーが「機械と勝負して，俺が勝ったら解雇を撤回してくれ」ともちかけた。機械の力が人間よりも優れたとなると人間は職を失うからだ。重いハンマーで岩山に鋼鉄のタガネを打って見事に勝利するが，直後に彼は疲労困憊で死んでしまう^1,2）（著者意訳）。

情報伝達技術（ICT）の医療分野での活用山本　隆一 52巻7号 , 2022年7月 , pp.944-948

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はじめに

　医療は人が人に対して行うことが基本であり，きわめて人間的な行為といえる。コンビニのセルフレジのように，人が介在しないサービスもコロナ禍もあり，広まりつつあるが，健康や医療の世界では，単純な健康チェックやスクリーニング的な問診であれば，機械的な処理も不可能ではないが，健康上の問題を抱え悩んでいる患者への対応は，人の介在が必須であろう。それにもかかわらず，医療や健康管理へのデジタル技術の導入は活発に議論されており，さまざまな分野で実際に導入も進められている。これは医療が，コンピュータの助けを借りるか借りないかにかかわらず，情報の処理が大きな比重を占めていることによると考えることができる。帝王切開でメスを入れる瞬間に情報処理が行われてはいないが，経腟分娩のリスクを評価し，帝王切開を選択するためには，母体や胎児の状態をさまざまな診察や検査で情報を収集し，情報を処理し，方針を決定しなければならないし，帝王切開後の評価も同様である。内科的な疾患であれば，ほぼすべて情報処理といっても過言ではない。さらに，検査技術や診断技術の進歩により，処理しなければならない情報量は日々増加している。人の脳だけで情報を整理し，処理することは難しくなりつつある。また，わが国では国民皆保険制度のサスティナビリティを確保するために，医療や健康管理の分業化が進み，さまざまなステークホルダーの間での情報共有も必要で，情報量の増加と相まって合理化が避けられない。

産科領域

コンピュータサイエンス・エンジニアリングの進歩　AIと胎児心臓超音波スクリーニング松岡　隆 52巻7号 , 2022年7月 , pp.949-952

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　古く画像診断を補助するツールとして1960年代よりコンピュータ支援診断（computer-aided diagnosis：CAD）が行われてきた。CADとは医用画像をコンピュータで定量的に解析した結果を「第2の意見」として利用する「医師による診断の支援」である。世界初の商業CADはマンモグラフィ画像の病変部位候補を指し示すImageChecker（R2 Technology社）で，1998年にFDAの認可を受け上市され，2000年わが国で薬事承認されている。しかし，その精度は臨床の求めるレベルにほど遠く，その後冬の時代に突入してしまった。昨今の人工知能（AI）ブームは三度目のブームといわれている。1950～1960年代が第一次AIブーム＝推論探索の時代，1980年代が第二次AIブーム＝知識の時代，そして，2000年以降が第三次AIブーム＝機械学習およびdeep learningである。一次，二次はその後冬の時代を迎えているが，今回も三度冬の時代を迎えるかどうか深層学習（deep learning：DL）にかかっている。

コンピュータサイエンス・エンジニアリングの進歩　AIのCTGへの応用加藤　浩介 , 永松　健 52巻7号 , 2022年7月 , pp.953-956

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AIと深層学習

　AI（人工知能）という言葉が聞かれるようになって久しい。国内で初めて現在のAIブームは第3次AIブームとよばれるものである。1980年代の第2次AIブームにおけるAIは，いわゆるエキスパートシステムとよばれるもので，さまざまなルールを機械に埋め込ませて，情報解析を行わせるというアプローチであった。そのため膨大な知識をすべて人間の手で入力する必要があり，労力的な観点からも有用性に限界があった。2000年代からの第3次AIブームでは，自ら膨大な情報のなかからアルゴリズム自身が必要な要素とルールを発見する機械学習とよばれる研究が行われてきたが，その一手法として登場し，一世を風靡しているのが深層学習である（図1）。

コンピュータサイエンス・エンジニアリングの進歩　ICTのFHRモニタリングへの応用土井　宏太郎 , 鮫島　浩 52巻7号 , 2022年7月 , pp.957-962

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はじめに

　分娩時胎児心拍数モニタリング（FHRモニタリング）は，40年以上にわたって産科診療の現場で広く使用されてきた。しかし，2013年のCochrane Databaseのシステマティックレビューにおいて，分娩時FHRモニタリングは間欠的聴診法と比較して，脳性麻痺を減少させずに帝王切開分娩や器械分娩を増加させると報告された^1）。一方でローリスク妊娠においては，分娩時FHRモニタリングは胎児低酸素症を予測する有効な手段であるとする報告もあり^2），その有用性は，未だ一定の見解を得られていない。

コンピュータサイエンス・エンジニアリングの進歩　糖尿病管理における新規デバイスの展開村田　敬 52巻7号 , 2022年7月 , pp.963-966

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はじめに

　妊娠中の糖尿病患者に対する薬物療法は基本的にインスリンのみである。インスリンには ① 血糖効果作用が確実に期待できる，② 用量依存的に血糖効果作用を調節できる，③ 極量がない，といった利点がある反面，過量投与により容易に低血糖を起こすという問題がある。このため，食後2時間血糖値120mg/dL未満を目標とする厳格な血糖コントロールが必要な妊娠中の血糖管理においては，インスリン投与量の精密なコントロールと正確な血糖値のモニタリングが鍵となる。これらを実現するため，インスリンポンプと持続血糖測定器（continuous glucose monitoring：CGM）が活用されている。

最新医療　子宮移植の臨床応用の現状木須　伊織 , 阪埜　浩司 52巻7号 , 2022年7月 , pp.967-973

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はじめに

　世界保健機関（WHO）は，不妊症は1年以上の期間，避妊をしていないのに妊娠にいたらない「病気」として定義づけている^1）。不妊症の原因には，男性因子，卵管・腹膜因子，排卵因子，子宮因子，頸管因子などが挙げられるが，子宮自体の異常が原因である子宮性不妊症に対する治療に対してはこれまで解決策がないのが現状であった。これらの女性が児を得るには代理懐胎や養子制度などの選択肢が残されるが，代理懐胎に関しては多くの倫理的・社会的・法学的問題点を抱えていることにより，わが国では日本産科婦人科学会の会告より認められておらず，諸外国においても同様な状況である国が多い。このような背景のなか，近年，子宮性不妊女性の妊娠出産のための選択肢として，「子宮移植」という新たな生殖補助医療技術が考えられるようになった。海外ではすでに臨床研究がなされ，2014年9月にはスウェーデンにおいて，世界で初めて生体間子宮移植後の出産が報告された^2）。この報告を機に国際的に子宮移植が新たな医療技術として急速に展開され，わが国での実施も期待されている。本稿では，これまでに公開されている国際論文発表，学会発表，研究者間におけるpersonal communicationなどの情報をもとに，海外の子宮移植の臨床応用の現状について概説する。

最新医療　母体血中胎児成分解析技術の進歩鈴森　伸宏 52巻7号 , 2022年7月 , pp.974-977

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はじめに

　母体血中胎児成分解析による非侵襲的出生前検査（noninvasive prenatal testing：NIPT）は，2013年から国内で施設登録制度のもとで実施可能となっており，胎児染色体疾患に関する情報を得るためのもっとも新しい手段となっている。NIPTの利点は，羊水検査など侵襲的な検査を行うことなく，妊娠9週目以降にトリソミーの早期発見の契機を得ることができる点で，海外で高く評価されている^1）。検査結果の95％以上は正常，つまり陰性であることが予想されるため，高年妊婦以外でも検査を希望するケースが増えている。

境界領域：先天性疾患・遺伝性疾患への挑戦

Turner症候群の妊孕性温存髙井　泰 52巻7号 , 2022年7月 , pp.979-983

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はじめに

　Turner症候群（TS）は，女児約2,000人に1人出生し，標準的な女性の2本のX染色体のうち1本の短腕の欠失がその本態である。染色体核型の基本型は45,Xのモノソミー型であるが，しばしばモザイク型や構造異常を示す。高ゴナドトロピン性卵巣機能低下症を呈し，原発性または続発性無月経による不妊症となることが多いが，2～7％で自然妊娠することもある。卵巣機能不全以外では低身長を呈することがほとんどであり，そのほかに耐糖能異常などの内分泌疾患，大動脈二尖弁・大動脈縮窄症などの先天性心疾患や高血圧・大動脈拡張・大動脈解離・冠動脈疾患などの後天性心血管疾患，1型糖尿病や炎症性腸疾患など種々の自己免疫疾患，小顎症・翼状頸・外反肘などの身体的特徴がみられる。知的障害はみられないが，特定の領域の学習障害や心理・行動上の問題をもつことがある^1）。

頭蓋顎顔面領域における骨・軟骨再建―再生医療の応用についての試み疋田　温彦 , 星　和人 52巻7号 , 2022年7月 , pp.984-987

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はじめに

　口腔・顎・顔面は，頭部の下半分を占め，聴覚，嗅覚，味覚，視覚などのさまざまな感覚器官が集合する生体情報の窓口である。また，食べ物の入り口で，吸啜・咀嚼をつかさどる重要な消化器，運動器である。さらには，人格の象徴である顔面において，多彩な表情を作る審美臓器でもある。そのため，生活の質（QOL）の維持にはもちろんのこと，生命の維持にも必須な，きわめて大切な臓器である。このような口腔・顎・顔面には，粘膜，皮膚，神経や筋肉，唾液腺などの多くの組織が，限られた領域のなかで密接に結合し，高度な機能を営んでいる。これらの機能を実現するため，合理的ではあるがきわめて複雑な形態を呈しており，その形態を規定するのは，まさに骨と軟骨である。

ダウン症治療研究最前線　染色体工学技術を用いた新規ダウン症モデルマウス平塚　正治 , 香月　康宏 52巻7号 , 2022年7月 , pp.988-993

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はじめに

　ダウン症候群（通称：ダウン症）は，通常は2本であるヒト21番染色体（HSA21）が3本になっている染色体異常（21トリソミー）であり，発生率は約700人に1人と推察されている。ダウン症の症状として，知的障害，特徴的顔貌，心奇形や白血病の頻度が高いなどのさまざまな症状がみられる。一方，どのようなHSA21上の遺伝子（群）がそれらの症状に関係しているのかは不明な部分が多いのが現状である。これまでにダウン症候群の各症状に対する原因遺伝子の解明や治療薬開発を目的として，いくつかのグループからダウン症特有の表現型を示すモデルマウスが作製されてきた（図1）^1）。マウス16番染色体（MMU16）のテロメア側領域がHSA21の大部分と相同であることから，さまざまな長さのMMU16を部分的トリソミーとして有するマウスが樹立されている〔Ts65Dn，Ts1Cje，Ts1Rhr，Dp（16）1Yey〕。トリソミー化の領域が異なることから病態の重篤度に差があるが，共通する領域に病態発症のための原因遺伝子（群）が存在すると考えられている。事実，この領域だけを2コピーに戻したDp（16）1Yey；Ms1Rhr^2）やこの領域に含まれるDyrk1aを2コピーに戻したDp（16）1Yey/Dyrk1a^m1は記憶学習障害が回復する^3）ことが示されている。しかし，Dp（16）1Yey/Dyrk1a^m1の回復は部分的であったことから，この領域の複数の遺伝子が記憶学習障害に関与していると考えられている。一方で，HSA21長腕の残りの領域と相同性を示すMMU10の領域およびMMU17の領域のトリソミーマウスとの交配により作製した，HSA21上の遺伝子の80％以上を保持する，より完全なモデルマウス（TTS：Dp（10）1Yey/＋；Dp（16）1Yey/＋；Dp（17）1Yey/＋）^4）を用いて，前述の共通領域を2コピー化したTTS；Ms1Rhrでは記憶学習障害の回復がみられなかった^2）。共通領域に加えてMMU17の領域を2コピー化することにより障害が回復したことから，MMU17上のオルソログ遺伝子（群）も記憶学習にかかわっていると考えられる。この結果は，ダウン症候群の記憶学習障害に対する治療薬候補を評価するためには，MMU16の部分トリソミーモデルマウスでは不十分であり，TTSのようなより完全なモデルマウスを用いなければならないことを示唆していると考えられる。また，マウス細胞にヒトがん細胞由来のHSA21を1本移入することにより樹立されたモデルマウスがある（Tc1）^5）。マウス特異的遺伝子のトリソミーをもたない利点があるが，作製の際に放射線照射されており，移入したHSA21には多くの遺伝子再構成，欠失や重複がある^6）。加えてHSA21はマウス細胞中では不安定であり，HSA21が脱落した正常細胞とHSA21が保持されたトリソミー細胞とのモザイクを呈しているという課題がある。これらの問題を解決するために，筆者らは，HSA21上の遺伝子を正常に近い形でより多く，かつ安定的に保持するモデルマウスの開発を行ったので，この研究成果を紹介する。

ダウン症治療研究最前線　ダウン症の疾患モデル細胞パネルの樹立と新しい病態コンセプト北畠　康司 52巻7号 , 2022年7月 , pp.994-996

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はじめに

　ヒト人工多能性幹細胞（induced pluripotent stem cells：iPS細胞）の発明により，多くの難治性疾患へのアプローチが可能となった。患者と同一のゲノム構造をもちさまざまな系列細胞を生み出すこの技術は，動物モデルでは得られなかった知見を与えてくれる。そして近年目覚ましい勢いで開発が進むゲノム編集技術と組み合わせることで，より深く，一歩踏み込んだ研究を行うことができるようになった。

ダウン症治療研究最前線　アルジャーノンによるダウン症出生前治療の可能性小林　亜希子 52巻7号 , 2022年7月 , pp.997-1000

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はじめに

　ダウン症候群（ダウン症，21トリソミー）はヒト21番染色体が1本多いことによりひき起こされるもっとも多い染色体異常である。現在出生前診断が可能であるものの，その治療法はまだないのが現状である。本稿ではダウン症の出生前治療の可能性を示す「アルジャーノン」の取得経緯と，今後の方向性について紹介したい。

ダウン症治療研究最前線　Erg遺伝子とDown症候群に対する胎児治療の可能性石原　慶一 , 左合　治彦 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1001-1003

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はじめに

　Down症候群（DS）では神経発達障害が必ずみられる。DSの知的障害に対して種々の薬物療法が試みられてきたが，未だ確立されたものはなく，最近のGABAA-α5受容体阻害薬バスミサニルやNMDA受容体拮抗薬メマンチンの二重盲検ランダム化比較試験でも有効性は認められなかった^1,2）。しかし，DS胎児の脳病理解析や頭部MRI解析あるいはヒト患者由来人工多能性幹細胞（iPSC）を用いたオルガノイド研究などの研究成果から，DSでは神経新生低下などの脳病変がすでに胎生期において認められることから，胎児治療への関心が高まっている^3）。本稿では，筆者らがDSモデルマウスを用いて同定したDSの神経発達遅延関連遺伝子を概説するとともに，DS知的障害に対する胎児治療の可能性について考えたい。

ダウン症治療研究最前線　ダウン症の病態を知る―一過性骨髄異常増殖症（TAM）の病態解明北畠　康司 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1004-1007

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はじめに

　ダウン症候群は21番染色体のトリソミーによって発症する染色体異常症である。700人に1人という頻度であり多彩な合併症を呈する。とくに新生児科医にとって忘れてはならないのが一過性骨髄異常増殖症（transient abnormal myelopoiesis：TAM）とよばれる病態である。ダウン症新生児の約10％が罹患する類白血病状態であり，その約8割は生後1か月以内に自然寛解するものの，残りの2割は芽球の過剰な増殖によって肝線維症から肝不全を呈し重篤な転帰をたどる。さらには自然寛解した症例のうちの約3割は数年以内にダウン症候群関連骨髄性白血病（myeloid leukemia of Down syndrome：ML-DS）に発展することから，「21トリソミー → TAM → ML-DS」という一連の病態は，白血病の多段階発症機構を解明するための最適な研究モデルになると考えられる^1,2）。

新生児領域

新生児蘇生講習のためのシミュレータの開発とその効果検証西本　騰 , 野間　春生 , 花岡　信太朗 , 岩永　甲午郎 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1009-1012

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はじめに

　新生児蘇生法（NCPR）訓練ではシミュレーション教育が導入されており，医療の質や患者安全の観点から医療者の到達目標達成のために，臨床環境の再現と効率的・効果的な学習促進を目的としたシミュレータ開発が進んでいる^1）。本稿では，情報理工学者である筆者らが開発した蘇生訓練用シミュレータについて概説し，開発したシミュレータを用いた講習において，医療従事者へ行ったインタビュー内容の質的分析について紹介する。

経皮ビリルビン測定が可能なウェアラブル型マルチバイタルデバイスの開発魚住　梓 , 嶋村　雅貴 , 太田　裕貴 , 伊藤　秀一 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1013-1017

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はじめに

　新生児黄疸は日常診療で高い頻度で遭遇する症候の一つであるが，血清ビリルビン値の急上昇や高値を放置するとビリルビン脳症をひき起こす可能性がある。現在，経皮黄疸計による経皮ビリルビン（transcutaneous bilirubin：TcB）のモニタリングと光線療法，交換輸血の治療法が確立され，日本において正期産児がビリルビン脳症で重篤な後遺症を残す症例は著しく減少している^1）。一方，開発途上国・新興国などでは，患児が医療機関へアクセスできない，経皮黄疸計が高価であり病院でも購入できないことがある。その結果，ビリルビン脳症による後遺症を残す新生児が少なからず存在する。実際，低・中所得国においてビリルビン脳症は新生児死亡および脳障害をひき起こす主要原因の一つとして大きな問題となっている^2,3）。そのために筆者らは安価で，誰でも簡便に操作できるデバイスが必要であると考えた。

AIを応用した便色判定アプリケーションによる胆道閉鎖症早期発見の試み大畠　雅之 , 藤枝　悠希 , 林　邦好 , 星野　絵里 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1018-1022

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はじめに

　医療分野におけるAI技術は，画像診断，電子カルテ情報解析，ゲノム解析，診療器具への組み込みなどですでに活用あるいは今後の応用が期待される。なかでも画像診断は応用が早かった分野でX線やCT，MRI画像の診断などでは異常の見逃し防止や微細病変の早期発見が期待されている。2014年から母子健康手帳に添付された便色カラーカード（SCC）を利用した胆道閉鎖症（BA）スクリーニングは広く認知されている方法で，わが国だけでなく海外での導入やパイロットスタディが実施されている^1～3）。わが国のSCCは十二指腸に分泌される胆汁酸量により変動する便色を薄い1番から濃い7番まで並べたもので，4番～7番が正常と判定される。以前からSCCで正常と判定された便色でBAが発症する事例の報告があり，肉眼による主観的判定の限界と考えられていた。今回「物の特徴」を見つけ出すことに高い性能をもつAI技術を応用した便色判定アプリケーションを利用して，BAスクリーニングとしての有用性について検証した。

新生児の感情のモニタリング有光　威志 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1023-1028

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はじめに

　人間は生まれる前から母親の胎内で愛情や豊かな感情に育まれて成長している。このような感情は意図して生じたり与えたりするものでなく，直観的に備わっている。妊娠中の母親を含めた家族は多様な方法で直観的に胎児を育み，生まれた子どもを養育している。人類の歴史が始まってから社会様式の変化に合わせて，直観的育児が行われてきた。しかし，急速な社会構造の変化に対応するために効率的な育児を求められ，本来赤ちゃんのささやかなサインから触発される直観的育児が行われにくくなっている。このことは家族の愛着形成や児の互恵的な社会性の発達に悪影響を与えていると考えられ，現代社会の大きな課題の一つである。さらに，近年，子どもの約10人に1人が出生後に集中治療の必要となる可能性がある早産児か低出生体重児であることから，新生児集中治療室（NICU）における家族と子どもの愛情や豊かな感情に溢れたコミュニケーションの重要性が増している。このようななかで，われわれが新生児の感情や温かい心に向き合う重要性が増している。本稿では，新生児の気持ちに関する研究結果を紹介し，直観的育児や周産期医療における家族のコミュニケーションに対してサイエンスが果たす役割について考えてみたい。

NICU遠隔診療支援システム岩永　甲午郎 , 花岡　信太朗 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1029-1033

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はじめに

　テクノロジー発展により，医療・ヘルスケア業界のデジタル化が加速している。政府は2022年の成長戦略として，コロナ禍克服に向けて遠隔医療の普及，ICTやAIなどのヘルステックの技術活用促進を掲げている。本稿では，新生児医療分野における医療の質の担保や個人の生産性向上，地域連携強化，医療者の働き方改革にもつながる遠隔医療システムに関して，国内外の事例を通じて概説する。

予防接種履歴を電子的に管理―地域内の医療機関で予防接種情報を共有する取り組み楢林　敦 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1035-1039

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はじめに

　小児の予防接種の種類は徐々に増加しており，医療機関では，接種開始時期・接種間隔・接種可能時期・接種回数・接種量・有効期限などを間違いなく正確に接種することが求められる。各医療機関では過誤なく接種するためにさまざまな取り組みを行っているが，一定数の接種過誤が報告されている（表1）^1）。

新生児医療へのビッグデータの活用森崎　菜穂 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1040-1042

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はじめに

　新生児医療に関連しうるビッグデータとして，医療情報（診療情報など），保健情報（乳幼児健診情報など），学校情報〔全国学力・学習状況調査，体力・運動能力調査（スポーツテスト）など〕，民間情報（アプリデータなど）がある。本稿では，とくに診療情報に注目して，新生児医療へのビッグデータの活用について，紹介する。

最新医療　多能性幹細胞の低酸素性虚血性脳症への応用佐藤　義朗 52巻7号 , 2022年7月 , pp.1043-1045

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はじめに

　近年の周産期医療，新生児医療の進歩はめざましく，新生児の生命予後は飛躍的に改善した。しかしながら，脳性麻痺の発症率は依然として出生1,000人に対し1.5～2.5人の割合で生じており，改善がない。低酸素性虚血性脳症（HIE）は，脳性麻痺の主要な原因の一つであるが，HIEに対する有効な治療法は，現時点で低体温療法のみであり，その効果も限定的であるため，HIEに対する新規治療法の開発は急務である。

基本情報

周産期医学
52巻7号
(2022年7月発行)

電子版ISSN：印刷版ISSN：0386-9881 東京医学社

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周産期医学 52巻7号 (2022年7月発行)

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