Restoration of self body control by implantable FES and BMI

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。

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。