| 講演名 | 2018-09-06 神経応答解析における末梢神経のモデル化に関する一検討 速水 崚汰(名工大), 伊藤 孝弘(名工大), ゴメスタメス ホセ(名工大), 和坂 俊昭(名工大), 平田 晃正(名工大), |
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| 抄録(和) | 近年，糖尿病診断への応用を見据え，様々な皮下神経線維を選択的に刺激することに関心が高まっている．その刺激方法の一つとして，表皮内電気刺激(IES)がある．IESとは皮膚に刺した電極から微弱な電流を流すことで，神経線維を刺激する方法である．しかしながら，安全性を念頭に入れた刺激閾値の検討はほとんどされていない．そこで，痛覚を考慮した抹消神経の計算モデルを構築することができれば，IESを行う際の電極，入力電流の最適化を行うことが可能になり，選択的刺激の精度の向上が期待できる．本稿では，モデル構築に先駆け，従来の有髄抹消神経モデルにおいて痛覚閾値の観点から神経の電気的なパラメータに関する基礎検討を行った．具体的には，電磁界解析によりIESを行った際の電位分布を算出し，有髄神経活性化モデルと連結することで，神経応答を電気的に模擬した．また，神経が反応する入力電流強度の閾値について実験結果と比較検討を行った．その結果，電気的パラメータの変更により実験結果のRheobaseに近づけることは可能であったが，実験結果と計算結果のRheobaseは90 %の誤差率を示した．結果として，従来の有髄神経モデルの電気的パラメータの変更だけでは痛覚へのモデル化は困難であり，神経が複数反応している可能性など考慮する必要があると考えられる．針先端部の線維の計算結果は，実験結果の痛覚閾値の1/10の値を示した |
| 抄録(英) | In recent years, there has been a growing interest in selective stimulation of various small fibers in the skin for pain research. Intra-epidermal Electric Stimulation (IES) has been proposed for selective stimulation by injecting a weak current through a concentric bipolar needle electrode. However, there are few studies on stimulation thresholds considered of safety. By constructing a computational model of peripheral nerve included pain sensation, it becomes possible to optimize electrodes and input current when IES is performed, and selective stimulation improvement can be expected. In this study, we examined effect of electrical parameters of the conventional nerve model on activation threshold of peripheral myelinated nerve (Aδ fiber). The potential distribution by IES is computed by electromagnetic field analysis, and a threshold value was searched using a neural model. Although it was possible to approximate computation results to experimental results of pain threshold by modifying the electrical parameters,computation results are compared with experimental results of pain threshold and showed a pain threshold prediction error of 90% with respect to experimental measurements. As a result, Modeling including pain sensation is difficult by only modifying the electrical parameters of the conventional myelinated nerve model, it seems necessary to consider the possibility that multiple nerves are reacting. |
| キーワード(和) | 末梢神経 / 表皮内神経刺激 / 痛覚閾値 |
| キーワード(英) | Peripheral nerve / Epidermal electrical stimulation / Pain threshold |
| 資料番号 | EST2018-45 |
| 発行日 | 2018-08-30 (EST) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | EST |
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| 開催期間 | 2018/9/6(から2日開催) |
| 開催地（和） | 久米島イーフ情報プラザ（沖縄県久米島町） |
| 開催地（英） | Kumejima-machi, Okinawa |
| テーマ（和） | シミュレーション技術，一般 |
| テーマ（英） | Simulation techniques, etc. |
| 委員長氏名（和） | 平田 晃正(名工大) |
| 委員長氏名（英） | Akimasa Hirata(Nagoya Inst. of Tech.) |
| 副委員長氏名（和） | 大貫 進一郎(日大) / 君島 正幸(アドバンテスト研) / 柴山 純(法政大) |
| 副委員長氏名（英） | Shinichiro Ohnuki(Nihon Univ.) / Masayuki Kimishima(Advantest) / Jun Shibayama(Hosei Univ.) |
| 幹事氏名（和） | 江口 真史(千歳科技大) / 園田 潤(仙台高専) |
| 幹事氏名（英） | Masashi Eguchi(CIST) / Jun Sonoda(National Inst. of Tech.,Sendai College) |
| 幹事補佐氏名（和） | 伊藤 孝弘(名工大) / 藤田 和広(富士通) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takahiro Ito(Nagoya Inst. of Tech.) / Kazuhiro Fujita(Fujitsu) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on Electronics Simulation Technology |
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| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | 神経応答解析における末梢神経のモデル化に関する一検討 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | A Study on Modeling of Peripheral Nerves in Nerve Response Analysis |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | 末梢神経 / Peripheral nerve |
| キーワード(2)（和/英） | 表皮内神経刺激 / Epidermal electrical stimulation |
| キーワード(3)（和/英） | 痛覚閾値 / Pain threshold |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 速水 崚汰 / Ryota Hayami |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Insititute of Technology(略称：NITech) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 伊藤 孝弘 / Takahiro Ito |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Insititute of Technology(略称：NITech) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | ゴメスタメス ホセ / Jose Gomez-Tamez |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Insititute of Technology(略称：NITech) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 和坂 俊昭 / Wasaka Toshiaki |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Insititute of Technology(略称：NITech) |
| 第 5 著者 氏名（和/英） | 平田 晃正 / Akimasa Hirata |
| 第 5 著者 所属（和/英） | 名古屋工業大学(略称：名工大) Nagoya Insititute of Technology(略称：NITech) |
| 発表年月日 | 2018-09-06 |
| 資料番号 | EST2018-45 |
| 巻番号（vol） | vol.118 |
| 号番号（no） | EST-209 |
| ページ範囲 | pp.17-21(EST), |
| ページ数 | 5 |
| 発行日 | 2018-08-30 (EST) |