Restoration of self body control by implantable FES and BMI

通过植入式 FES 和 BMI 恢复自我身体控制

• 批准号: 22KF0236
• 负责人: 平田 雅之
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KF0236/
• 关键词: ブレインマシンインターフェース; 機能的電気刺激; 体内埋込み; 機能再建

研究員を確保する本研究と合わせて、研究実施に必要な研究費として基盤研究Aを獲得でき、これらを合わせることにより、以下の研究成果を得た。1)埋込FES用刺激電極の開発：神経束に損傷なく安全に固定でき、神経束を選択的に多点刺激でき、長期間安定して刺激できることを目標に、埋込FESに至適な電極を2タイプ開発した。神経束に巻き付けるようにして装着し、3極刺激にて微細な電気刺激が可能な構造とした。2)埋込FESの手術手技の確立：腕神経叢・馬尾に効果的に刺激電極を留置するための手術手技を開発した。上肢では上肢痙縮の治療に用いられる筋皮神経縮小術の手術手技を参考に、腕神経叢の近位測で正中、橈骨、尺骨、筋皮、腋下の各神経に5cmの皮膚切開でアプローチする手技を開発した。下肢は通常の腰椎後方アプローチで馬尾レベルの露出ができることを確認した。電気刺激にて運動枝と感覚枝を判別する手法を検討した。動物種としてはヒトとの解剖学的機能的相同性の観点からマカクサルを用いた。3)腕神経叢・馬尾FESによる選択的筋制御法の開発：動物実験にて近位末梢神経電気刺激により生じる筋収縮に関して、刺激強度と筋電位と関係を明らかにした。次いで、個々の神経の電気刺激により誘発される筋収縮を同定した。本動物実験で用いる筋活動計測ならびにFES用の電気刺激システムは、既存の計測システムに、電気刺激モジュールを新たに導入して、刺激・計測プログラムを組んで構成した。4)埋込FES装置の開発：埋込BMI装置と連動する埋込FES装置の基本的な要求仕様を検討し、20チャンネル、triphasicパルス連続刺激、刺激電流 0～4mA、刺激時間0～1ms、刺激周波数30～60Hz程度が必要と考えた。

Researcher を ensure す る と close this study わ せ て, study be giving に necessary な と し て base plates A を obtain で き, こ れ ら を close わ せ る こ と に よ り research achievements, the following の を た. 1) buried 込 FES with stimulating electrode の open 発 : god 経 に beam damage な く security に fixed で き, god 経 を sentaku に more stimulus で き, long-term stability between し て stimulus で き る こ と を target に, buried 込 FES に to optimum な electrode を 2 タ イ プ open 発 し た. God 経 beam に 巻 き pay け る よ う に し て し, 3 very stimulating に て imperceptible な electrical 気 stimulate が may な tectonic と し た. 2) buried 込 FES の surgical manipulation の established: wrist god 経 plexus, horsetail に unseen fruit に stimulation electrode を lien す る た め の surgical manipulation を open 発 し た. Upper limb で は upper limb spasm, shrinkage に の treatment with い ら れ る muscle skin 経 god removed の surgical manipulation を reference に で, wrist 経 plexus の god a test center, radius, ulna, muscle skin, axillary の god 経 に 5 cm の skin incision で ア プ ロ ー チ す る manipulation を open 発 し た. The lower extremities are usually the posterior part of the <s:1> lumbar vertebrae アプロ チで チで the tail of the horse レベ がで the とを is exposed がで る る とを とを とを confirm た. Electrical stimulation にて movement branch と sensation branch 覚 branch を discrimination する method を検 to determine た. Species と し て は ヒ ト と の anatomy of the function of identity の 観 point か ら マ カ ク サ ル を with い た. 3) wrist god 経 plexus, horsetail FES に よ る sentaku reinforcement suppression method の open 発 : animals be 験 に て proximal endings god 経 electric 気 stimulus に よ り raw じ る reinforcement 収 shrinkage に masato し て, stimulation intensity と myogenic potential と masato を and Ming ら か に し た. Each で で and each 々 <s:1> Shinto <s:1> electrical stimulation によ で induces される muscle contraction を and fixed <s:1> た. This animal be 験 で with い る muscle activity measuring な ら び に FES 気 stimulation with の electricity シ ス テ ム は, existing の measuring シ ス テ ム に, electricity 気 stimulus モ ジ ュ ー ル を new た に import し て, stimulation, measuring プ ロ グ ラ ム を group ん で constitute し た. 4) buried 込 FES device の open 発 : buried 込 BMI device と correlation す る buried 込 FES の basic な asked shi others を beg し, 20 チ 検 ャ ン ネ ル, triphasic パ ル ス even 続 stimulate, stimulate the current 0 ~ 4 0 ~ 1 ms ma, exciting time, degree of stimulation cycle for 30 ~ 60 hz が と necessary test え た.

项目成果

植込み型機能的電気刺激による運動機能再建： 新規脳神経外科治療の可能性

使用植入式功能性电刺激重建运动功能：新神经外科治疗的可能性

• 发表时间: 2022
• 作者: 平田雅之;Fortune Benjamin;Yan Tianfang;江村拓人;鈴木隆文;海住太郎;野村泰伸;Milocevic Matija
• 通讯作者: Milocevic Matija

Implantable Brain Machine Interface

植入式脑机接口

• 发表时间: 2017
• 作者: Shionoya Akira;Kenmotsu Yusuke;北城圭一;小林育斗，阿江通良，村田宗紀，木下まどか，大津卓也，齋藤優輝;Kubo K;Hirata M
• 通讯作者: Hirata M

Feasibility Study of Electrical Stimulation at the Brachial Plexus on a Non-human Primate

非人灵长类臂丛神经电刺激的可行性研究

• 发表时间: 2022
• 作者: FORTUNE C.Benjamin;平田雅之
• 通讯作者: 平田雅之

植込み神経治療デバイスの薬機戦略、治験

植入式神经治疗装置的药物策略和临床试验

• 发表时间: 2022
• 作者: 上野真夕;大野哲史;石田翔大;本田雄士;松井誠;野本貴大;杉山仁志;永井一清;遠藤貴士;高山利夫;大山智子;田口光正;西山 伸宏;三浦裕;平田雅之
• 通讯作者: 平田雅之