神経信号による外部機器制御のための神経再生型電極の開発研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11780612
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 鈴木 隆文 東京大学, 国際・産学共同研究センター, 助手 (50302659)
• キーワード: 神経再生型電極 / 神経電極 / ポリイミド / 神経信号計測 / マイクロマシン

研究概要

1.神経再生型電極の設計・制作
フレキシブル基板上にマイクロマシニング技術を利用して、神経再生型電極の設計、製作を行った。具体的には、ポリイミドフィルム上にリフトオフ法によって白金のパターン層を形成し、カバーレイ層として液体ポリイミドをコートして、エッチングによって電極部を露出させた。この作成法によって、微細化と多チャンネル化、及び電極金属の生体適合性の向上が可能となった。さらなる長期安定性、多チャンネル化、微細化、生体適合性の向上を念頭に置いて、電極のサイズや形状の違う様々なタイプの試作品を作成し、適宜ラットへの埋め込み実験を行って形状などに関して評価実験を行い、設計へのフィードバックを行った。
2.電極の動物への埋込実験・神経信号の計測及び解析
試作した電極の性能を評価するために、電極をラットの神経に埋め込み、一定期間後に神経信号の計測、および病理標本による神経再生の確認を行った。また再生を待たず、通常のフィルム型電極としての性能も、評価実験として確かめた。計測された多チャンネル神経信号から、電極の形状(穴のサイズ、個数、配置など)に関してフィードバックを行い、電極の改良に役立てた。
3.神経信号による外部機器制御システムの試作
計測した神経信号を利用して、外部機器(人工心臓)をリアルタイムで制御するシステムを試作した。計測した神経信号の中から、意味のある情報を抽出する方法についても検討を行なった。

研究成果

• [文献書誌] 鈴木隆文,國本雅也,満渕邦彦: "人工心臓の神経系情報による制御"BME. 13(10). 3-9 (1999)
• [文献書誌] 鈴木隆文: "神経電極とマイクロマシニング"Clinical Engineering. 10(1). 52-56 (1999)
• [文献書誌] 鈴木隆文: "感覚神経信号の計測と刺激〜神経電極と人工触圧覚生成技術の現状〜"Biophysics(生物物理). 40(sup.1). S3 (2000)
• [文献書誌] 鈴木隆文,齋藤敬,満渕邦彦: "末梢神経系に対する多チャンネル信号入出力のための神経電極開発"電子情報通信学会技術研究報告. 100(479). 63-66 (2000)
• [文献書誌] 鈴木隆文: "神経再生型電極"Clinical Engineering. 12(1). 10-11 (2001)
• [文献書誌] 鈴木隆文,三井美絵,大倉典子,齋藤敬,満渕邦彦: "末梢神経信号の長期安定計測に関する基礎的研究"医用電子と生体工学. 38suppl(発表予定). (2001)