人工ニューロンネットワークを用いた機能的電気刺激による呼吸と咳の再生と協調

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本研究は、胸腔鏡下に低侵襲で埋め込め、従来型よりも生理的な呼吸を行える横隔膜電気刺激装置を開発し、横隔神経伝達が事故あるいは病的に障害を受けて人工呼吸器に依存した寝たきり状態になっている患者が、昼間、人工呼吸器から解放されてQOLが向上することを目指している。本年度は、急性実験によって、胸腔鏡下埋め込み手術に適した電極の開発と埋め込み手技の確立を達成した。当初、胸腔鏡下手術の実験には、福島エチコン・エンドサージェリー・インスティテュートを利用する予定であったが、極の開発が困難で何種類もの試作品をテストする必要があったため、自研究室に胸腔鏡下手術用システムをセットアップし、犬を用いて実験を行った。刺激装置の完全埋め込みは本年度は行わなかった。最終的な電極の仕様は、双極の白金電極をエンドクリップで固定できる鍔付きのシリコン製カフの内腔に沿って張ったカフ電極とした。刺激閾値の低下を防ぐため、どちらか一方の電極をanode側、アースをcathode側とした単極刺激を行った。埋め込み術は、全身麻酔下に片肺挿管し、5.5mmのポートを2つ(CCDカメラ用と神経剥離操作用)、11mmのポートを2つ(電極挿入用とエンドクリップ用)用い、4ポートで行った。急性実験では、埋め込んだ電極は、片肺でも良好な血液ガスを維持できることが示された。