1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07555423
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Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
高橋 幸郎 埼玉大学, 地域共同研究センター, 助教授 (10124596)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 清一 日本電気(株)医療機器事業部, 課長
半田 康延 東北大学, 医学部, 教授 (00111790)
星宮 望 東北大学, 工学部, 教授 (50005394)
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| Keywords | 機能的電気刺激 / 運動機能再建 / 埋め込み装置 / FPGA / MCM |
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| Research Abstract |
脊髄損傷などによる四肢麻痺患者の運動機能再建のための完全埋め込み形機能的電気刺激装置の開発において本年度は以下の様な成果が得られた。
(1)埋め込み形FES装置への電力供給方式として、アモルファス磁性線を装着した直径40mmの平面形ループコイルを用いた電磁結合方式により、コイル間距離10mmで伝送効率60%で電力伝送が可能となった。
(2)体外制御装置と埋め込み刺激装置間に双方向性情報伝送能力を持たせることにより、埋め込み装置の受電状態や、刺激電流チェックおよび情報伝送誤り検出が可能になり、安全性の高いシステムが実現できた。
(3)デジタル回路部分にFPGA(Field Programable Gate Array)を採用することにより、一パッケージ内に全てのデジタル機能の集積化が可能となり、また低コストかつ短期間に開発が行えた。更にアナログ回路部分には、複数の低消費電力の高性能半導体チップを高密度実装するMCM(Multi-Chip Module)構造を取り入れ、小型化を実現した。
(4)一次試作した埋め込み形刺激装置を用いて動物実験を行い、本システムの動作確認を行った。この結果情報伝送用コイルの位置ずれ許容範囲が狭いことが問題となったが、埋め込み側新たな形状を有する8の字形コイルを導入しこの欠点を解決した。
(5)埋め込み装置と刺激電極とを接続するための超小型の防水型コネクタの開発により、接続の高信頼性および埋め込み手術の迅速化が可能となった。
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[Publications] K. Takahashi ando M. Kikuchi: "Externally Powered Implantable FES System" Proc. of the 6th Int. Symp. on Micro Machine and Human Science. 121-126 (1995)
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[Publications] M. Kikuchi and K. Takahashi: "Development of Implantable Stimulator for FES System with FPGA" Proc. of the 2ne Int. FES Symp.95-98 (1995)
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[Publications] 西原,慶一、高橋幸郎: "FPGAを用いた埋め込み型FES装置の開発" 第35回日本エム・イ-学友大会 医用電子と生体工学. 第34巻. (1996)
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[Publications] N. Hoshimiya and H.Higaki: "Development of Multi-Channel Implantable Functional Electrical Stimulation (FES) System for Clinical Usage" 10th Nordic-Baldic Conf. Biomed. Engin. and 1st Int. Conf. on Bioelectromagnetism. (1996)
