| 研究課題/領域番号 |
21H01290
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20020:ロボティクスおよび知能機械システム関連
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
竹内 大 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (20713374)
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| 研究分担者 |
徳武 克浩 名古屋大学, 医学部附属病院, 助教 (90822289)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
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| キーワード | 機能的電気刺激 / 機能的運動再建 / 埋込デバイス / 無線給電 / 神経刺激装置 / 末梢神経刺激 / 運動制御 / 運動再建 / 体内埋込デバイス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、申請者がこれまでに開発してきた、無線給電を用いた体内埋込型の末梢神経刺激デバイスを基盤技術とし、末梢神経を電気刺激することでその先の筋の収縮を制御する技術について、複数の筋を独立して同時に制御することで多関節の運動制御を実現可能なデバイスへと発展させる。さらに、痙縮など中枢からの異常な神経信号による筋の望まない収縮をブロックする技術を併用し、痙縮緩和と運動制御の同時実現を可能とするデバイスの基盤技術を創出する。以上のことから、最終的には機能的運動の再建、特に歩行運動の再建を目指した新たな体内埋込型の神経刺激デバイスを創製する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では末梢神経刺激による運動機能の再建を目指し、複数の末梢神経を1つのデバイスから独立して刺激し、四肢の運動を制御する方法を提案しており、随意運動と同期した多チャンネル神経刺激システムによるラットの歩行運動再建について研究を推進した。一対のコイルのみを用いた双方向無線通信機能について研究を進め、体内で計測した筋電情報を体外に送信し、その情報を基に神経刺激強度に関する情報を体内へと送信する双方向無線通信を可能とした。さらに、神経刺激における重要なパラメータである刺激電流値、刺激周波数、刺激パルス時間、波形を細かく調整可能な神経刺激デバイスを新たに構築した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で得られた成果は、新たな治療法の開発が望まれている下位運動ニューロン障害に対する新たな治療法の展開において重要な要素技術であり、本研究成果を基盤技術として研究を発展させることで四肢の運動障害に苦しむ多くの患者に対して新たな運動再建技術を提供できるものである。また、本技術は運動再建だけでなく内分泌系の制御など神経系の働きを体外から精密にコントロール可能とするものであり、応用先としては運動障害だけでなく疼痛や免疫系など様々な分野への発展が見込まれ、その社会的インパクトは非常に大きいと考えられる。
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