GROUP 3

蕭季威陳姿樺王政豪

生物控制

OUTLINE• 腦部

• DBS

• TMS

• 肌肉

• 神經

OVERVIEW

• Input

• Output

OUTLINE

• 腦部

• DBS

• TMS

• 肌肉

• 神經

利用fMRI偵測異常腦區再加以控制

BRAIN IMPLANT

• 需先以醫學影像分析

• 操作 20~50 uA

OUTLINE

• 腦部

• DBS

• TMS

• 肌肉

• 神經

DBS (DEEP BRAIN STIMULATION 深層腦電刺激)• Implant electrodes in the brain,

• connect to a pulse generator beneath the skin of the chest.

• The patient can adjust the level of stimulation.

• Does not destroy brain tissue

• The entire system is removable.

• During their six-month follow-up, 100 percent of Swedish patients treated with DBS reported symptom improvement, increased independence and improved quality of life.

應用 - 抑制癲癇

• 右圖為兒童失神性癲癇（childhood absence epilepsy）患者的腦電波釋放出的3赫茲穗波（Spike-and-wave）

• 癲癇抽搐發作是由於大腦皮質神經細胞活動過度或異常的結果

應用 - 抑制癲癇

聖路易大學醫學中心 http://www.sluhospital.com/en-US/Pages/default.aspx

• 交大生醫電子轉譯研究中心 BETRC研究團隊

• 閉迴路訊號處理

• 判斷癲癇發作與否

• 8通道顱內腦波(iEEG)擷取訊號

• 8通道類比前端放大器(AFEA)放

大訊號

• 10位元差動式類比數位轉換器

(DMSAR ADC)轉換訊號

• 生理訊號處理器(BSP)

• 結合特徵演算法

• 適應性高電壓刺激器

• 0.8秒

• 無線傳輸系統

• 體外控制器以無線供電

• 無線數據傳輸方式回傳腦波偵測結果

• 晶片一經植入即永久使用

應用 - 癲癇治療SOC晶片

應用 - 改善憂鬱症

• 藍色區域 –

情緒、決策、動機

• Cg25 - 悲傷

應用 - 治療阿茲海默症

• 部分腦區區域逐漸拒絕吸收葡萄糖養分

• 患者的大腦在接受DBS療程後，逐漸恢復了吸收葡萄糖的功能

OUTLINE

• 腦部

• DBS

• TMS

• 肌肉

• 神經

TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION

• 跨顱磁刺激儀

• 行為與大腦之間的因果關係

• 非侵入性

• 以快速變化的磁場(脈衝)誘導弱電流

• 干擾特定大腦區域

• rTMS (重複經顱磁刺激)

• 治療各種神經和精神病障礙

• 偏頭痛、中風、帕金森氏症、耳鳴和憂鬱

OUTLINE

• 腦部

• DBS

• TMS

• 肌肉

• 神經

CYBORG BEETLES

CYBORG BEETLES

OUTLINE

• 腦部

• DBS

• TMS

• 肌肉

• 神經

ROBOROACH

ROBOROACH

REFERENCE

• DBS

• http://www.swedish.org/services/neuroscience-institute/neuroscience-services/deep-brain-stimulation

• http://tedxtaipei.com/2013/05/turn-off-the-parkinsons-depression/

• http://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=6487737&tag=1

REFERENCE

• TMS

• http://www.airitilibrary.com/Publication/alDetailedMesh/?docid=15609251-200512-x-28-51-74-a

• http://en.wikipedia.org/wiki/Transcranial_magnetic_stimulation

• http://icn.ncu.edu.tw/f_031.htm

REFERENCE• Cyborg beetles

• http://sa.ylib.com/MagCont.aspx?Unit=featurearticles&id=1728

• https://www.youtube.com/watch?v=_i-_1QdY2Zc

• RoboRoach

• https://www.youtube.com/watch?v=63qwg7EBxbM

• https://www.backyardbrains.com/experiments/roboRoachSurgery