高度感覚機能を有し生体による随意運動可能な次世代人工肢開発に関する基礎的研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09450103
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 満渕 邦彦 東京大学, 国際・産学共同研究センター, 教授 (50192349)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 松浦 弘幸 東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (30262116) ; 鎮西 恒雄 東京大学, 医学部, 助手 (20197643) ; 鈴木 一郎 東京大学, 医学部, 講師 (30162928) ; 國本 雅也 横浜労災病院, 神経内科, 部長 ; 石川 正俊 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (40212857)
• Keywords: 人工感覚 / 神経再生型電極 / マイクロニューログラム / 神経インタフェース / 運動制御 / 生体電極

Research Abstract

我々の最終的な目標は、装着している患者が、あたかも自分の手を動かすような感覚で動かすことができ、また、自分の手で対象物に触れているような感覚で、対象物に触れている圧感覚や温度感覚を感じうるような人工肢の開発することにあるが、本年度は、まず、1)多チャンネルの生体神経信号導出用電極として神経再生型電極のプロトタイプの開発、および、2)マイクロニューログラム法を用いた神経線維刺激による人工感覚創出、および、同じく、3)マイクロニューログラム法を用いて導出した神経信号を用いた外部機器制御の試みを行った。1)に関しては、ポリイミド基盤上にマイクロマシニング技法を用いて4チャンネル、および16チャンネルの神経再生型電極を作成し、ラットの座骨神経に1〜2か月埋め込んだ後に、再生神経からの神経信号の導出の確認を行い、作成した電極の電極孔の径や材料の影響に関する検討を行った。また、2)に関しては、マイクロニューログラム電極を被験者の正中神経に刺入し、感覚神経線維をマイクロ刺激することによって感覚を人工的に創出させる試みを行い、基本的には、神経線維刺激により種々の感覚を生じさせる事が可能という結果を得、今後、任意の感覚をえるための刺激の強度や刺激のパターンなどについて検討を行う予定である。3)に関しては、上記の2)と同じマイクロニューログラム法で、覚醒状態の人の正中神経から導出した神経信号(主に交感神経信号)をフィードバックすることにより、外部機器(人工臓器や環境温湿度制御装置など)の制御を自動的にかつ合目的に行わせる実験を行い、これが可能な事が示された。

Research Products

• [Publications] 満渕邦彦: "神経再生型電極による神経インタフェース" 医用電子と生体工学. 第35巻特別号. 182 (1997)
• [Publications] 満渕邦彦: "マイクロ医療デバイスと神経インタフェース" 日本ME学会誌 BME. 12巻.4号(印刷中). (1998)
• [Publications] 石川正俊: "超並列超高速ビジョンを用いた lms ターゲットトラッキングシステム" 日本ロボット学会誌. Vol.15 No.3. 417-421 (1997)
• [Publications] Kunihiko Mabuchi: "Attempt to use sympathetic nervous signals for the control of an artificial heart system" The International Jaurnal of Artificial Organs. (印刷中). (1998)
• [Publications] 満渕邦彦: "第12回生体・生理工学シンポジウム論文集" (社)訂測自動制御学会, 463 (1997)
• [Publications] Kunihiko Mabuchi: "Proceedings of the 19th Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society" IEEE Engineering in Medicine and Biology Society(CD Rom version), (1997)