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2013 年度 実績報告書

CMOS技術による高密度フレキシブル脳計測・刺激デバイス

研究課題

研究課題/領域番号 23656241
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

徳田 崇  奈良先端科学技術大学院大学, 物質創成科学研究科, 准教授 (50314539)

キーワードバイオデバイス / バイオセンシング / 脳刺激計測 / CMOS
研究概要

CMOS半導体集積回路技術をベースとしたフレキシブル脳計測・刺激デバイスを試作・機能実証した。本研究で実現したデバイスの最大の特長は、分散型アーキテクチャを採用した構造である。分散型アーキテクチャは、小型のCMOS神経刺激チップを、フレキシブル基板上に分散配置することで、集積回路のスイッチングによる少配線-多点刺激および、チップ内部での刺激信号生成やアンプによる計測性能の向上を狙うものである。
平成25年度は、それまでに実現したCMOS単位チップと、高性能電極を組み合わせたデバイスの試作・機能実証を行った。実現したデバイスは、電極の中にCMOS単位チップを内蔵する"スマート電極"タイプの構造をとっており、既存技術との形状互換性を維持しながら、集積回路搭載による高機能性を実現した。パッケージングには、フリップチップ実装技術を用いており、CMOS集積回路による単位チップはフレキシブル基板および電極によりシールされ、防水性を実現する。デバイスの駆動テストの結果、目的とする刺激・計測機能が実現できた。現在のプロセスは高い技術を必要とし、歩留まりに限りがある。実装プロセスを最適化し、信頼性を向上することによって、脳科学・医療分野に利用できるデバイス技術になると期待される。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (8件) (うち招待講演 4件)

  • [雑誌論文] Performance improvement and functionalization of an electrode array for retinal prosthesis by iridium oxide coating and introduction of smart-wiring technology using CMOS microchips2014

    • 著者名/発表者名
      T. Noda, K. Sasagawa, T. Tokuda, Y. Terasawa, H. Takashiro, H. Kanda, T. Fujikado, and J. Ohta
    • 雑誌名

      Sensors and Actuators A: Physcal

      巻: 211 ページ: 27-37

    • DOI

      10.1016/j.sna.2014.03.001

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A CMOS optoelectronic neural interface device based on an image sensor with on-chip light stimulation and extracellular neural signal recording for optogenetics2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Sawadsaringkarn, T. Miyatani, T. Noda, K. Sasagawa, T. Tokuda, and J. Ohta
    • 雑誌名

      ITE Transactions on Media Technology and Applications

      巻: 1(2) ページ: 184-189

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sputtering Condition Optimization of Sputtered IrOx and TiN Stimulus Electrodes for Retinal Prosthesis2013

    • 著者名/発表者名
      Yi-Li Pan, T. Noda, K. Sasagawa, T. Tokuda, and J. Ohta
    • 雑誌名

      IEEJ Transaction on Electrical and Electronic Engineering

      巻: 8(3) ページ: 310-312

    • 査読あり
  • [学会発表] CMOSベースマイクロバイオメディカルフォトニックデバイスの研究開発2014

    • 著者名/発表者名
      徳田 崇, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 太田 淳
    • 学会等名
      電子情報通信学会総合大会
    • 発表場所
      新潟大学 五十嵐キャンパス
    • 年月日
      20140318-20140321
    • 招待講演
  • [学会発表] AC駆動型人工視覚向け網膜刺激デバイスの駆動検証2014

    • 著者名/発表者名
      藤沢 匠, 黒木 渉平, 石井 孔明, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 徳田 崇, 太田 淳
    • 学会等名
      応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      青山学院大学相模原キャンパス
    • 年月日
      20140317-20140320
  • [学会発表] CMOSイメージセンサをベースとした生体埋め込みデバイス2014

    • 著者名/発表者名
      徳田 崇, 野田 俊彦, 笹川 清隆, 太田 淳
    • 学会等名
      集積光デバイスと応用技術時限研究専門委員会
    • 発表場所
      鬼怒川温泉ホテル
    • 年月日
      20140130-20140131
    • 招待講演
  • [学会発表] Device Packaging of CMOS-Based Optoelectronic Neural Interface Device for in Vitro and in Vivo Optogenetics2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tokuda, Shun Nakajima, Yasuyo Maezawa, Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Jun Ohta
    • 学会等名
      International IEEE EMBS Conference on Neural Engineering (NER2013)
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA
    • 年月日
      20131106-20131108
  • [学会発表] Intelligent Retinal Prosthetic Device Employs Smart Electrode Array Integrated with CMOS Microchips2013

    • 著者名/発表者名
      Toshihiko Noda, Kiyotaka Sasagawa, Takashi Tokuda, Yasuo Terasawa, Hiroyuki Tashiro, Hiroyuki Kanda, Takashi Fujikado, Jun Ohta
    • 学会等名
      International Conference on BioSensors, BioElectronics, BioMedical Devices, BioMEMS/NEMS and Applications 2013
    • 発表場所
      Tokyo Medical and Dental University, Japan
    • 年月日
      20131030-20131031
  • [学会発表] CMOSチップ搭載型生体埋め込みデバイス-エレクトロニクスの新しいバイオ・医療応用に向けて-2013

    • 著者名/発表者名
      徳田 崇
    • 学会等名
      応用物理学会関西支部平成25年度第2回講演会
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      20131009-20131009
  • [学会発表] Optoelectronics Devices for Biomedical Applications2013

    • 著者名/発表者名
      Takashi Tokuda
    • 学会等名
      The 10th Conference on Lasers and Electro-Optics Pacific Rim(CLEO-PR 2013)
    • 発表場所
      Kyoto International Conference Center, Kyoto, JAPAN
    • 年月日
      20130630-20130703
    • 招待講演
  • [学会発表] CMOS-based Bio-Implantable Neural Observation and Stimulation Device

    • 著者名/発表者名
      T. Tokuda
    • 学会等名
      International Workshop on Biomedical Engineering Translational Research
    • 発表場所
      National Chiao Tung University, Hsinchu City, Taiwan
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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