機能的電気刺激(FES)による核上型神経因性膀胱の尿失禁・尿排出機能再建

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11835004
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 半田 康延 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (00111790)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤居 徹 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (70302122) ; 浪間 孝重 東北大学, 医学部・附属病院, 助手 (70282069)
• Keywords: 機能的電気刺激 / 神経因性膀胱 / 排尿障害 / 尿失禁

Research Abstract

本研究は、仙髄前根を電気刺激する際に生じる排尿筋括約筋協調不全の問題を克服して蓄尿・排出動作を機能的電気刺激(FES)単独で再建することを目的としている。
本年度は、高周波数刺激で横紋筋性尿道括約筋の反応性を一時的にブロックしつつ、低周波数で膀胱排尿筋を収縮させ尿排出動作を獲得する至適条件を決定すること目標に以下の検討を行った。
1)刺激装置の開発:今回の研究では、同一神経に2種類の刺激波を同時に加えることが必要となる。このため、2チャンネルの多重変調刺激が可能な2channel /2phase刺激装置を開発した。本装置は、いままでコンピュータによって計算されていたパルス周波数やパルス幅の出力を完全にハードウェア化し、コンピュータの負荷を最小限に抑えることを可能にした。その特徴として、パルス幅(0-1msec)、パルス振幅(0-10V)、パルス周波数(0-4000Hz)までのパルス列をそれぞれパラメータに正比例した制御電圧を与えるだけで生成させることができること。また、パルス列出力の2チャンネル独立・チャンネル間同期・チャンネル間逆相(パルスの位相差π)をソフトウェアで瞬時に切り替え可能としたことが挙げられる。
2)刺激周波数による横紋筋性尿道括約筋の反応性の検討:横紋筋性尿道括約筋の応答を抑えるブロック刺激の至適周波数を検討する目的で、10頭の成犬雄を用いて当該括約筋の臨界融合周波数を求めた。その結果、5Hzでは0%、10Hzでは平均3.4%、20Hzでは平均54.7%、30Hzでは平均85.1%、50Hzでは100%のFusion indexが得られた。以上から臨界融合周波数は50Hzと考えられ、ブロック刺激には50Hz以上の刺激周波数が必要と考えられた。