March 24, 2016

この資料は講演内容の一部です。

手外科とは？
手のひらをついて転倒

Nerve-Machine Interface と 手外科

高木岳彦

東海大学医学部 外科学系 整形外科学

2016/3/24 電気通信大学

脳科学ライフサポート研究 セン ター セミ ナー

手外科とは？

手外科とは？
骨折の整復

手のひらをついて転倒橈骨遠位端骨折

手外科とは？

手外科とは？

手術による固定ジャングルジムから転倒

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手外科とは？

手外科とは？

神経損傷の可能性

上腕骨顆上骨折

手外科とは？

手外科とは？

使いすぎ→腱鞘炎
神経の圧迫→手根管症候群

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

手外科とは？
手に発生した腫瘤

手外科とは？

野球肘、テニス肘、スキー損傷

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

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手外科とは？
肘が抜けた？？

手外科とは？
関節リウマチ

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

先天異常

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

手外科とは？

手外科とは？
切断指

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

手外科とは？
切断指 再接着

マイクロサージャリー講習2009.9.14-18 新潟

2010.10.11-10.15 Mayo Clinic

2012.6.18-22 Louisville

http://www.jssh.or.jp/ippa n/sikka n/index.html

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手外科とは？

腕神経叢引き抜き損傷

マイクロサージャリー
10-0糸

成人

直径 0.020-0.029mm

髪の毛（日本人）

小児（新生児）http://www.bra c hia lplexushe lp.c o.uk/

直径 0.080-0.120mm

2006.4〜 慶應義塾大学大学院医学研究科博士課程

末梢神経の研究に従事
１．末梢神経はMRIで可視化できるか？

2006.4 慶應義塾大学大学院医学研究科博士課程（外科系整形外科専攻）

末梢神経の研究に従事
2008.42009 T akag i et al., Neuro imag e

2. 栄養因子を加えた人工神経で神経再生は可能か？

3. 末梢神経損傷後のシュワン細胞は？

2012 T akag i et al., Plast Reco nst r SurgIntelligent義肢???

2011 T akag i et al., Plo s One

2006.4 慶應義塾大学大学院医学研究科博士課程（外科系整形外科専攻）

横井研究室訪問末梢神経の研究に従事
2008.9Intelligent義肢???

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ない手は作れない??

ない手は作れない??

平成２２年度厚生労働科学研究費補助金（難治性疾患克服研究事業）
先天性横軸形成障害（前腕欠損、上腕欠損）に対する個性適応型
情報処理に基づいた筋電義手の治療指針作成（H22-難治-一般-215）

切断肢と手外科

Krukenberg
ない手は作れない??

筋電義手によって可能では！

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切断肢と手外科

切断肢と手外科Toe to thumb transfer
足のゆびの移植

Krukenberg

Ca mpbe ll's Ope ra tive Orthopae dic s 12th e d

切断肢と手外科

切断肢と手外科
Hand transplantation

Toe to thumb transfer

手の同種移植足のゆびの移植

Ha rtze ll TL , Ha nd Clin 2011

切断肢と手外科

切断肢と手外科

Hand transplantation？

手の同種移植外科治療の限界？？

Gora ntla VS Ha nd Clin 20116

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切断肢と手外科

切断肢と手外科

筋電義手
断端部に残された筋を効率よく手指の動きに変換

筋電義手によってのみ可能!?

http:/ / w w w .audi.jp/ innovator/ ism/ i̲ 20/ index.html

切断肢と手外科

http:/ / w w w .audi.jp/ innovator/ ism/ i̲ 20/ index.html

切断肢と手外科

筋電義手

筋電義手

断端部に残された筋を効率よく手指の動きに変換

断端部に残された筋を効率よく手指の動きに変換

http:/ / w w w .audi.jp/ innovator/ ism/ i̲ 20/ index.html

2016 粕谷昌宏ら 情報管理

筋電義手

筋電義手

前腕の場合前腕の場合非常に利率が良い

2016 粕谷昌宏ら 情報管理2016 粕谷昌宏ら 情報管理7

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筋電義手上腕、肩離断は？

筋電義手上腕、肩離断は？

Nerve-Machine Interface

Nerve-Machine Interface

筋電義手上腕、肩離断は？

筋電義手上腕、肩離断は？

筋は切除されてもその筋を支配する神経は残っている！

筋は切除されてもその筋を支配する神経は残っている！
↓これを生かせないか！

Brain-Machine Interface(BMI)• Brain activity• Motor impairments‒ ALS‒ Stroke‒ Spinal cord injury

Output action

Brain-Machine Interface(BMI)• Brain activity

Output action• Motor impairments‒ ALS‒ Stroke‒ Spinal cord injury

O ne small step A 5 8-yea r-old w oman, paralyz ed by a st roke fo r
almost 15 yea rs, uses her thoug hts to c ont rol a r obotic a rm ,grasp a bot tle of co ffee, serve he rself a d rink, and re tur n thebottle to the table.
https:/ / new s.brow n.edu/ articles/ 2012/ 05/ braingate2

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切断肢への応用

切断肢への応用

Brain-Machine interface
Nerve-Machine interface

Micera S., et al. J Neuroeng Rehab 2011

Mic e ra S., e t a l. J Ne uroengRe hab 2011

Targeted muscle reinneration(TMR)

Targeted muscle reinneration

肩離断上腕切断

Kuiken TA., et al. Lancet 2007

Targeted muscle reinneration

Kuiken TA., et al. JAMA 2009

切断肢と手外科

マイクロサージャリーの技術が必須

http:/ / w w w .ric.org/ resea rch/ rese ar ch- cen te rs- -p ro gr ams/ bionic -m edici ne/ Vi deo/

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切断肢と手外科

切断肢と手外科

Krukenberg??

Krukenberg??
Hand transplantation??

Hand transplantation??

手の同種移植Toe to thumb transfer??
足のゆびの移植

手の同種移植Toe to thumb transfer??
足のゆびの移植

Targeted Muscle Reinnervation!!

Targeted Muscle Reinnervation!!

Targeted muscle reinneration

Targeted muscle reinneration

Hand Close
Hand Open

さらに効率よくできないか！

Alternate Hand/Wrist
Elbow Flexion
Elbow Extension
http:/ / w w w .ric.org/ resea rch/ rese ar ch- cen te rs- -p ro gr ams/ bionic -m edici ne/ Vi deo/

Targeted muscle reinneration
１．神経移行 → 義手操作の効率性↑
２．神経腫切除 → 断端神経腫による痛み、しびれの緩和
３．筋間への脂肪組織挿入 → 筋電取得の効率性↑

http:/ / w w w .ric.org/ resea rch/ rese ar ch- cen te rs- -p ro gr ams/ bionic -m edici ne/ Vi deo/

謝辞
電気通信大学
横井浩史教授、横井研の皆様
横浜国立大学
加藤龍准教授、加藤研の皆様
国立成育医療研究センター
高山真一郎部長、関敦仁医長
東海大学

持田讓治教授、渡辺雅彦教授
Kuike n TA e t a l., Ta rge te d Musc le Re inne rva tion 2014東海大学整形外科の皆様10