新たな脳科学・脳機能診断を切り
拓くＣＭＯＳ技術
奈良先端科学技術大学院大学
物質創成科学研究科
太田 淳
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アナログ/無線，パワーデバイス，センサ・MEMS，バイオチップなど
More Than Moore
人と環境との
インターフェイス
→非デジタル的内容
More Moore
C
P
U
，
メ
モ
リ
，
ロ
ジ
ッ
ク
回
路
な
ど
システムイン
パッケージ
（SiP）技術
情報処理
→デジタル
的内容
システム
オンチップ
（SoC）技術
ITRSの資料をもとに作成
2
CMOS技術のバイオメディカル応用
個人向け
病院向け
・ヘルスケアチップ
・カプセル内視鏡
・人工視覚
・DNAチップ
・BMI (Brain Machine I/F)
・X線カメラ
・ MRI, PET
・内視鏡（胃カメラ）
・脳深部刺激
3
超小型生体内埋植フォトニックデバイス
頭部搭載小型顕微鏡システム
（Stanford大）
埋植可能小型フォトニックデバイス
（奈良先端大）
Inscopix / Stanford Univ.
サイズ：∼
10mm×10mm×15mm
重量：1.9g
自由行動の制約
単一搭載のみ
解像度： ∼µm
計測部位：脳表計測のみ
計測機能のみ
サイズ： ∼1mm×3mm×0.2mm
重量：0.02g
 自由行動制約なし
 複数個埋植可能
解像度： ∼10µm
脳深部への埋植可能
刺激機能搭載可能
→診断・治療一体型デバイスへの展開
マルチモーダル刺入型デバイス
−撮像・電位計測・電気刺激−
デバイス外観
蛍光画像と電位の同時計測
蛍光画像と電気刺激の同時動作
チップ写真 撮像結果
人工視覚システム例
提供：ニデック
6
光刺激用CMOSデバイス
培養皿
デバイス
(a) in vitro向け実装例
(b) in vivo向け実装例
7
脳表皮から深部に至る
フォトニック脳機能イメージングの創成
マウス脳表皮
機能イメージング
→ｆNIRS応用
デバイス
脳内埋植マウス
マウス脳深部
機能イメージング
→脳深部OCT応用
ヒト脳深部
機能イメージング
→パーキンソン治療
マウス脳深部
イメージング
デバイス
ヒト脳深部
イメージング
デバイス
1mm

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