汎用生体埋植デバイスプラットフォームの創出

创建通用生物植入设备平台

• 批准号: 16J11518
• 负责人: 山口 貴大
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: Nara Institute of Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2016
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2016-04-22 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16J11518/
• 关键词: 脳機能イメージング; 埋植デバイス; フレキシブルデバイス; CMOSイメージセンサ; フレキシブルエレクトロニクス; 脳内埋植用フレキシブルデバイス

本年度は研究計画に基づき、前年度に引き続いて脳表面に密着する脳神経活動計測用イメージングデバイスの開発を行った。前年度に見出された製作プロセス上の課題がおおむね解決し、比較的歩留まり良くデバイスを試作することが可能となった。また、試作したフレキシブルなイメージングデバイスを用い、生体ラットの脳表血流動態の観察および血流速の推定が可能であることを実証した。電子素子のアレイ化も実証し、本技術の発展性も示した。本研究では生体の臓器表面に貼付可能なフレキシブル電子デバイスのプロセス開発およびコンセプト実証が達成された。これは、今後電子デバイスを用いて生体計測を行う上で汎用的な技術となり得る。・生体埋植デバイス製作プロセスの改善：前年度のプロセスでは、配線の形成時にデバイス表面に凹凸が生じて配線が断線しやすく、動作可能なデバイスの試作が困難であった。本年度は配線形成前に平坦化を目的としたバッファ層を設け、これを改善することに成功した。また、基板や配線の膜厚を調整したり、低消費電力・超小型のCMOSイメージセンサを開発することで、柔軟性や電気特性の改善を図った。・フレキシブルイメージングデバイスの試作と脳表血流動態の観察：開発したプロセスをもとに、フレキシブルイメージングデバイスを試作し、生体ラット脳に埋植することで、脳表面の撮像および脳表血流速の計測を実証した。製作したデバイスは薄く（素子部125 um、基板部11 um）、高いフレキシビリティを発揮し、ラットの硬膜や脳組織などの軟弱な生体組織間に、組織を傷つけることなく埋植可能であった。・埋植デバイスの高機能化：開発したプロセスを応用し、異なる種類の電子素子を同時に組み込む技術や、素子をアレイ化する技術へ発展させた。これは今後埋植デバイスを高機能化していくうえで欠かせない技術であり、本研究の高い発展可能性を示すことができた。

This year's research plan is based on the previous year's introduction of the surface of the brain activity measurement technology development. In the past year, we have seen the problems in the production and comparison of products. This is the first time that we've seen a patient's blood flow dynamics and blood flow velocity. The development of the technology has been demonstrated by the realization of the electronic element technology. In this study, we have demonstrated that the surface of biological devices can be attached to the surface of biological devices, and the surface of biological devices can be attached to biological devices. In the future, the technology of electronic measurement will be widely used in the field of biological measurement. The improvement of biological implantation equipment manufacturing process: the previous year's development process, the formation of wiring, the formation of uneven surface, wiring, disconnection, operation may be difficult to test. This year's planarizing process was successful. The film thickness adjustment of substrate wiring, low power consumption, development of ultra-compact CMOS film, flexibility and improvement of electrical characteristics The study of blood flow dynamics in rats and animals was carried out by means of an open source, a surface imaging and a measurement of blood flow velocity. Production of thin film (element part 125 um, base plate part 11 um), high film thickness, hard film tissue, soft tissue between tissues, tissue damage, implantation possible. High functionality of embedded devices: development of technologies for the simultaneous assembly of different types of electronic components This study demonstrates the high possibility of future development.

项目成果

生体埋植用イメージングデバイスに向けたフレキシブルデバイス

生物植入成像装置柔性装置

• 发表时间: 2016
• 作者: 山口貴大;須永圭紀;春田牧人;竹原宏明;野田俊彦;笹川清隆;徳田崇;太田淳
• 通讯作者: 太田淳

ブレイン・マシン・インターフェースに向けたフレキシブルデバイス

脑机接口柔性装置

• 发表时间: 2016
• 作者: Tokuma Ikegami;Hiroshi Fujimoto;Akira Nishizawa;Hiroshi Kobayashi;Yasumasa Watanabe;山口 貴大，須永 圭紀，春田 牧人，竹原 宏明，野田 俊彦，笹川 清隆，徳田 崇，太田 淳
• 通讯作者: 山口 貴大，須永 圭紀，春田 牧人，竹原 宏明，野田 俊彦，笹川 清隆，徳田 崇，太田 淳

A packaging method for an implantable brain-machine interface device with a thin film substrate

一种薄膜基板植入式脑机接口装置的封装方法

• 发表时间: 2016
• 作者: Takahiro Yamaguchi;Yoshinori Sunaga;Makito Haruta;Toshihiko Noda,Kiyotaka Sasagawa;Takashi Tokuda;and Jun Ohta
• 通讯作者: and Jun Ohta

イメージセンサのフレキシブルデバイス応用に向けた実装法の開発

图像传感器柔性器件应用安装方法的开发

• 发表时间: 2017
• 作者: Khuram RASHID;Tamon UEDA;Dawei ZHANG and Seiji FUJIMA;毛利哲也，安部 貴大，川﨑 晴久;山口 貴大
• 通讯作者: 山口 貴大

薄膜を基板とするCMOSイメージングデバイスの脳機能計測に向けた実証

以薄膜为基底的CMOS成像装置用于脑功能测量的演示

• 发表时间: 2017
• 作者: Rangga;A. S.;Osada;M. and Yamabe;T.;山口 貴大，速水 一，須永 圭紀，春田 牧人，野田 俊彦，笹川 清隆，徳田 崇，太田 淳
• 通讯作者: 山口 貴大，速水 一，須永 圭紀，春田 牧人，野田 俊彦，笹川 清隆，徳田 崇，太田 淳