補助任務導向型團隊赴國外研習-2024(龍門計畫)-高頻時間干涉經顱交流電刺激開發計畫 (1/2)

本研習計畫預計開發一高頻電流調變電路應用於深層腦電刺激。傳統電刺激裝置已被廣泛地應用於脊隨損傷、帕金森斯症、癲癇抑制等醫療用途。然而，傳統電刺激裝置多使用電壓控制容易因外在因素產生不同的刺激電流進而導致刺激效率不穩定，應用在腦電刺激更會因為不同腦區間的阻抗不一導致刺激位置失準。再者，傳統電刺激裝置多為被動無感測功能的刺激模式，無法針對身理狀況進行適時調整。本研習計畫所開發之刺激電路有別於傳統電刺激裝置，我們採用電流源控制技術能夠不受負載阻抗影響精準控制刺激電流。此外，本研習計畫將使用反向電流驅動技術降低多極點電刺激應用的電流分流問題，並且我們提出失配電流的補償方法能有效降低非刺激節點受到刺激電流的干擾以利於未來加入感測器回授當前身理狀態。在時域干涉經顱交流電流刺激（TI-tACS）應用方面，本研習計畫所設計之干涉刺激波型使用100kHz的脈波震幅調變遠高於過去文獻所使用的干涉刺激頻率(2kHz)。在干涉刺激信號中加入100kHz的調變信號能夠有效降低表皮之接觸阻抗，可以使刺激電路所需的工作電壓降低並增加刺激電路的效率。此非侵入式的深層腦電刺激技術，將與美國南方衛理公會大學（Southern Methodist University, SMU）喬榮治講座教授合作，針對創新高頻tACS進行開發，並且預計完成系統的精準化與微型化。最終結合腦機介面藉由迴授式腦波訊號以驅動神經調控儀器，達到時間上的精準醫療，以及藉由事件相關腦波訊號輔佐神經調控治療標的之導航系統達到空間上的精準醫療，此為全球首創的復健系統亦獲得醫策會國家新創獎的肯定。於本次研習計劃之研究將完成：(1) 高頻精確電流控制電路。（2）刺激電極設計。（3）失配電流補償方法。