(57)【要約】      （修正有）【課題】  硬膜で守られた脳内に、多数の電極を比較的安全に、かつ簡便に埋め込む。【解決手段】  電極の素材としては、硬膜の切開等が必要な硬質の剣山型電極アレイなどではなく、侵襲性の低い微小ワイヤー状の電極部材２１を用いる。ワイヤー状の電極部には、脳との間で信号のやり取りを行うインターフェイスを形成する記録/刺激点が設けられる。微小ワイヤー電極は自力で硬膜を貫通する強度がないため、硬質の電極埋め込み器を用いる。電極埋め込み装置は、硬膜３５を貫通しやすいように形成された先鋭な先端部を有するとともに、直線状のワイヤー電極部材２１を保持して電極を脳内に導く。また、埋め込み後、電極の位置が安定するように、あらかじめ電極先端近傍にストッパ部Ｓを形成する。このストッパ部Ｓは、電極部材２１の挿入方向（先端方向）に向けて縮径するテーパ形状を有している。【選択図】  図１
2006212133.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内に埋め込まれる埋め込み型電極装置であって、
ワイヤー状の電極部材と、
該電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部と、
前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に設けられ前記生体の測定対象に当接して該測定対象との間で信号のやり取りを行う電気的接点と
を有する埋め込み型電極装置。
【請求項２】
頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置であって、
ワイヤー状の電極部材と、
該電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有し、前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部と、
前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に設けられ前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点と、
を有する脳内の埋め込み型電極装置。
【請求項３】
前記ストッパ部は、前記電極部材の一部により前記電極部材よりも大径に形成されたループ状構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋め込み型電極装置。
【請求項４】
前記ストッパ部は、前記電極部材の外周の少なくとも一部に前記電極部材よりも大径に形成された略円筒状のストッパ構造であることを特徴とする請求項１又は２に記載の埋め込み型電極装置。
【請求項５】
前記電気的接点が、前記ループ状構造の一部に形成されていることを特徴とする請求項３に記載に埋め込み型電極構造。
【請求項６】
前記電極部材は、導電性の芯部と、該芯部を被覆する絶縁性の被覆層とを有しており、前記電気的接点は、前記被覆部を除去して前記芯部を露出させることにより形成されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の埋め込み型電極装置。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか１項に記載の埋め込み型電極装置を生体内又は脳内に配置するための棒状の電極埋め込み装置であって、
前記ストッパ部を係止する係止部と、
該係止部に係止されている前記埋め込み型電極装置の係止を解除する解除手段と
を有することを特徴とする電極埋め込み装置。
【請求項８】
前記硬膜を貫通するための先鋭な先端部を有することを特徴とする請求項７に記載の電極埋め込み装置。
【請求項９】
ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の先端側に設けられ前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点と、前記電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有し前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部とを有し、頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置を配置する方法であって、
請求項７又は８に記載の電極埋め込み装置の係止部に前記ストッパ部を係止するステップと、
硬膜を貫通する方向に前記電極埋め込み装置を移動させるステップと、
硬膜を貫通して脳内のある位置において移動を停止するステップと、
前記係止部から前記ワイヤー状の電極部材が外れるように前記脳内埋め込み型電極装置を引き抜くステップと
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体内への電極埋め込み技術に関し、特に、脳硬膜上から脳実質に電極を埋め込む埋め込み型電極形成技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、生体の脳に微小電極を一時的または定常的に埋め込み、神経細胞の活動を観測し、その細胞あるいは、その細胞が属する脳部位の機能を調べるような研究がなされてきた。近年、このような研究における細胞活動の記録効率を上げる目的や、複数の細胞間の機能的連携を調べる目的、さらには、リアルタイムで外部機器を操作したりするブレイン・マシン・インターフェース技術の一部として、できるかぎり多くの神経細胞から同時に細胞活動を記録できるような装置（多電極システム；多チャンネル細胞活動記録システム）に関するいくつかの提案がなされている。例えば、剣山のように、ほぼ等間隔に配置された針状の硬質の金属電極を用いた剣山型多電極アレイが提案されている（例えば、特許文献１）。あるいは、多数のプローブが設けられているプローブカード型の電極装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、多電極システムは、細胞活動の記録のみならず、末梢および中枢神経系の電気刺激による、人工視覚や人工聴覚装置の一部として医療的な実用のなされているケースもある（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】米国特許第５２１５０８８号明細書
【特許文献２】米国特許第５５５３０６７号明細書
【特許文献３】特開平１０−１３７３４６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記プローブカード型の電極装置は、細胞からの信号を取得することができるが、大がかりな装置となるため、例えば生体に適用しようとすると、限定された位置に限定された状態で設置されることになり、種々の制約がある。
【０００４】
また、上記、剣山型およびプローブカード型の多電極アレイにおける電極の配置や数は、埋め込み手術に先立って予め決められている。このため、手術時に初めてわかる埋め込み予定脳領域付近の脳溝や血管の走行に合わせて、柔軟に電極の配置や数を変えるといった自由度に乏しい。また、これらの多電極アレイを埋め込むには、脳を覆う硬膜という厚さ約１ｍｍ弱の生体膜を広く切開する必要があり、脳に対する細菌等の感染の危険性が高まるという問題がある。さらに、剣山型の多電極アレイは比較的直径の大きい硬質の電極群によって構成されるため、埋め込み時の衝撃や埋め込み後の生活振動などによる脳組織へのダメージが危惧されている。また、たとえダメージがない程度の振動でも、振動による脳組織の動きに電極が追従しにくいために、神経細胞活動が安定に記録できないという問題もある。
【０００５】
本発明は、生体への侵襲性を最小限に抑えるとともに、電極を配置する位置と数に関する自由度を向上させることを目的とする。また、より適切な位置により多くの電極を埋め込むことができるような抜本的なシステムを構築することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の脳内への埋め込み電極は、その素材として、硬膜の切開等が必要な硬質の剣山型電極アレイなどではなく、侵襲性の低い微小ワイヤー状の電極部材を用いる。ワイヤー状の電極部には、脳との間で信号のやり取りを行うインターフェイスを形成する記録/刺
激点が設けられる。微小ワイヤー電極は自力で硬膜を貫通する強度がないため、硬質の電
極埋め込み器を用いる。上記埋め込み装置は、硬膜を貫通しやすいように形成された先鋭な先端部を有するとともに、直線状のワイヤー電極部材を保持して電極を脳内に導く。また、埋め込み後、電極の位置が安定するように、予め、電極先端近傍にストッパ部を形成する。このストッパ部は、電極部材の挿入方向（先端方向）に向けて縮径するテーパ形状を有している。埋め込み器により一旦、ストッパ部が硬膜よりも脳内に入った場合には、ストッパ部の逆テーパ形状により硬膜の内面にストッパ部が引っかかるため、電極部材が抜けにくくなるように工夫されている。さらに、記録/刺激点とストッパ部との位置関係
を調整することで、脳内における記録/刺激点の位置決めを正確にすることができる。こ
のようなストッパ付直線状ワイヤー電極以外にもストッパ機能を兼ねるループ状ワイヤー電極とそれを埋め込むための埋め込み器も提示されている。脳内に埋め込まれた微小ワイヤー電極は、その先端の形状に関わらず、非常に微細構造であるため、近接した脳領域に比較的高密度で埋め込むことが可能である。また、埋め込み器は硬膜に必要最小限の穴しか開けず、その穴も自然に治癒するため、硬膜を切開したり縫合するなどの特殊な手術技術も必要ない。
【０００７】
これにより、硬膜で守られた脳内に、多数の電極を比較的安全に、かつ簡便に埋め込むことができる。
【０００８】
すなわち、本発明の一観点によれば、生体内に埋め込まれる埋め込み型電極装置であって、ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部と、前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に設けられ前記生体の測定対象に当接して該測定対象との間で信号のやり取りを行う電気的接点とを有する埋め込み型電極装置が提供される。
【０００９】
また、頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置であって、ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有し、前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部と、前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に設けられ前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点と、を有する脳内の埋め込み型電極装置が提供される。
【００１０】
上記埋め込み型電極装置によれば、前記電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部を有するため、一旦、生体内（脳内）に埋め込むと、簡単には引く抜くことができず、電極位置を仮固定することが可能である。前記貫通位置によって脳表面における前記電気的接点の位置決めがなされ、前記ストッパ部と前記電気的接点との距離によって、前記硬膜と前記電気的接点との距離を規定することができる。従って、予め設定した位置に電気的接点を正確に仮固定することが可能である。
【００１１】
本発明の他の観点によれば、ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の先端側に設けられ前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点と、前記電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有し前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部とを有し、頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置を配置する方法であって、前記電極埋め込み装置の係止部に前記ストッパ部を係止するステップと、硬膜を貫通する方向に前記電極埋め込み装置を移動させるステップと、硬膜を貫通して脳内のある位置において移動を停止するステップと、前記係止部から前記ワイヤー状の電極部材が外れるように前記脳内埋め込み型電極装置を引き抜くステップとを有する方法が提供される。
【００１２】
上記方法によれば、硬膜を貫通して脳内のある位置において移動を停止するステップと、前記係止部から前記ワイヤー状の電極部材が外れるように前記脳内埋め込み型電極装置を引き抜くステップとを有することで、効率良く脳内に電極を埋め込むことができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、直接硬膜を貫通する強度のない微小ワイヤー電極を安全かつ効率的に脳内の目標位置に配置することが可能となる。この際、剣山型電極の場合のように硬膜を広く切開する必要はないので、感染の危険性を最小限に抑えることができる。
【００１４】
また、微小ワイヤーを素材に用いることで、硬質な電極一本一本よりも直径をはるかに小さくすることができ、電極自体による脳組織への侵襲性も最小限に抑えることができる。
【００１５】
さらに、長期間の埋め込みを考えた場合においても、柔軟性に富む微小ワイヤー電極は振動などによる脳の動きに追従するために、安定に神経細胞活動を記録し続けることが可能である。
【００１６】
また、簡単な構造と方法で多数のワイヤー電極を埋め込むことにより、多数の神経細胞集団と外部との信号のやり取りを行うことができるため、より多くの脳内情報を簡単に取得することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明に係る埋め込み型電極形成技術は、硬膜を広く切開することなく任意の位置に任意の数の電極を埋め込むことを特徴とする。以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態による埋め込み型電極技術について説明する。図１（Ａ）〜（Ｅ）までは、本実施の形態による埋め込み型電極形成技術の要素技術の基本構成を示す図であり、図１（Ａ）は、脳に電極を埋め込んだ状態を示す外観図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の断面図であり、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）は、埋め込み電極と電極埋め込み器とを示す図である図１（Ｅ）は、図１（Ｄ）に示すループ状ワイヤー電極を移植針３’に取り付けた様子を示す図である。
【００１８】
図１（Ａ）に示すように、脳を包む頭骨３３に所定の形状の孔Ｈを形成し、孔Ｈを形成した開口部に硬膜３５が露出する。図１（Ｂ）に示すように、開口部から露出した硬膜３５を貫通するように例えば柔軟な糸状又は針状の、例えば０．０３〜０．２ｍｍ径程度の太さを有する電極部材２１が形成される。この電極部材２１を脳内に固定するため、例えば図１（Ｂ）の右側に示す実施例では、電極部材２１の先端近傍にストッパ部Ｓが形成されている。このストッパ部Ｓは、電極部材２１の挿入方向（先端方向）に向けて縮径するテーパ形状を有している。この形状により、脳に対しては侵襲製を抑えつつ、電極部材２１が抜けにくくなるように工夫されている。さらに、ストッパ部Ｓの位置により脳３７への電極部材２１の入り方を調整することができる。
【００１９】
次に、電極部材２１を脳内に埋め込むために用いられる電極埋め込み器の構成例について説明する。図１（Ｃ）に示す直線状ワイヤー電極用の埋め込み器と図１（Ｄ）に示すループ型ワイヤー電極用の埋め込み器とに大別される。図１（Ｃ）に示す構成では、例えば、直線状ワイヤー電極３ｅを収容する筒状部材３’であって、先端部３ａが斜めに切られている先鋭化された形状を有する。この形状では、直線状ワイヤー電極３ｅを収容した状態で先端部３ａの先鋭化された形状により、図１（Ｂ）における硬膜３５を突き抜けて脳３７方向に直線状ワイヤー電極３ｅを進めることができる。この場合には、直線状ワイヤー電極３ｅの先端に脳との間の信号やり取りのインターフェイスを構成する記録/刺激点
が設けられている。このインターフェイス部が脳３７内に入り込み又は当接して、脳との
間で情報（信号）のやりとりを行う。記録/刺激点とストッパ部Ｓとの位置関係を調整す
ることで、脳内における記録/刺激点の位置決めを正確にすることができる。
【００２０】
一方、図１（Ｄ）、（Ｅ）に示すように、先端にループ形状２１ａ’を有するループ状ワイヤー電極２１’の場合には、例えば、中実の棒状部３’の先端に先鋭な部分３ａ’と、ループ形状２１ｂ’を引っかけるための引っかけ部３ｂ’とが設けられており、図３（Ｅ）のようにループ状ワイヤー電極２１’を引っかけることができる。尚、ループ形状２１ａ’の先端に記録/刺激点２１ａ’が形成されている。この構成においても、先鋭な部
分３ａ’により硬膜３５を突き抜けることができるように工夫されている。また、このループ状電極には、直線状電極３ｅのストッパ部５は設けられていないが、埋め込み後、ロープの中に組織が入り込み、電極の安定性を高める効果を担う。
【００２１】
複数本のワイヤー電極を形成する場合には、１本ずつ複数箇所に埋め込むようにしても良いし、複数の電極埋め込み器を備えた電極埋め込み装置を用いても良い。以下、埋め込み型電極形成技術について、以下の実施例に基づいてより具体的に説明を行う。
【実施例１】
【００２２】
本実施例による埋め込み型電極形成技術は、直線状ワイヤー電極にストッパを形成した技術に関するものである。図２（Ａ）、（Ｂ）は、本実施例による電極埋め込み器Ａの構成例を示す図である。図２（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）は、ストッパ付きワイヤー電極の構成例を示す図である。
【００２３】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施例による電極埋め込み器Ａは、先端側の第１の筒状部７３と、これに続く第２の筒状部７１とを有しており、両方の筒状部７１・７３には互いに連通する通路が形成されている。この通路内を、ステンレス製の円柱状部（ステンレス芯）７３ｂ・７１ａ（実際には一体でよい）が移動可能に挿入されており、柱状部７３ｂ・７１ａは基部の把持部７５により先端側、基端側に移動させることができる。第１の筒状部７３は、先端がテーパ状に形成されており、テーパ形状の基部側からさらに基部側に延びる第１の筒状部７３の壁部において径方向に一部を切り欠いた切り欠け部７７ｃ（スリット）が形成されている。このスリットの幅は、後述するワイヤーの太さとほぼ同等であるのが好ましい。
【００２４】
一方、図２（Ｃ）に示すように、本実施例によるストッパ付きワイヤー電極Ｂは、ワイヤー電極８１における先端近傍に先端に向けて縮径しワイヤーと同軸の円錐状のストッパ８３が設けられている。ストッパは、例えば、絶縁素材によりこぶを形成する。ストッパ付きワイヤー電極Ｂの先端には、ワイヤーを切断した先端部に記録/刺激点が形成される
。尚、図２（Ｄ）、（Ｅ）は、ストッパの変形例を示す図であり、上記絶縁素材とは別部材により図２（Ｃ）と同様の形状８３−１を形成する場合（図２（Ｄ））、上記絶縁素材とは別部材により、円筒状のストッパ８３−２を形成する場合を、それぞれ示している。ワイヤー電極と別部材とを接着するためには、熱溶融によっても良いし、適切な接着材を用いても良い。
【００２５】
図３は、上記電極埋め込み器Ａにストッパ付きワイヤー電極Ｂを取り付けて、電極を脳内に埋め込む工程を示す図である。まず、図３（Ａ）に示すように、電極埋め込み器Ａの先端からストッパ８３を入れるとともに、スリット７７ｃにおいてストッパ８３を係止するようにストッパ付きワイヤー電極Ｂを配置する。図３（Ｂ）に示すように、この状態で、電極埋め込み器Ａとストッパ付きワイヤー電極Ｂとを頭骨の開口から脳９７方向に向けて移動する。この際、電極埋め込み器Ａの中心軸が硬膜９５の放線方向に対してやや斜めの方向に移動させる（図３（Ｃ））。硬膜９５が電極埋め込み器Ｂの先端によりせん孔され、形成された貫通孔を通して第１の筒状部７３が脳９７内に入る。脳９７の所定の位置
において移動を停止し、把持部７５を押しながら電極埋め込み器Ａを上方向に引き戻すと、脳内にストッパ付きワイヤー電極Ｂのみが残る（図３（Ｄ）〜図３（Ｅ））。１つの開口部に複数のワイヤー電極を埋め込む場合には、図３（Ａ）から図３（Ｅ）の作業を繰り返す。その後は図３（Ｆ）に示すように、人工骨、充填材１０１などで開口を塞ぎ、ワイヤー電極の基部をコネクタ方向に引き出す（Ｌ２）。この際、ストッパ８３の一面が図示しない硬膜の内面に当接してワイヤー電極が戻るのを防止する。
【００２６】
以上、本実施例による埋め込み型電極形成技術によれば、ワイヤー電極にストッパを付属させることにより、ワイヤー電極の位置を固定することができる。尚、「ストッパ」は、例えば釣り針のようにとがったものではないため、ある程度の力がかかれば（比較的弾力のある）硬膜を通り抜けることができる。また、ストッパ自身は脳組織の内部にあるわけでないため、引き抜く際に、組織に与えるダメージは非常に少ない。
【実施例２】
【００２７】
次に、本発明の第２実施例による埋め込み型電極技術について図面を参照しつつ説明を行う。図４は、本発明の第２実施例によるステンレス製電極埋め込み器の一構成例を示す図である。図４（Ａ）は埋め込み器Ｃを構成する筒状部材であって、基端側の第１の筒状部１０１と、先端側の第２の筒状部１０３と、筒状部内１０１ａ・１０３ｂに挿入可能な例えばステンレス製の芯部１０５であって、上記筒状部内に挿入される芯部１０５ａと、基端側の把持部１０５ｂと、を有する芯部１０５を含んでいる。図４（Ａ）に示すように、把持部１０５ｂを先端側に押すと、ステンレス芯１０５ａの先端は筒状部材の先端に並ぶようになっている。一方、図４（Ｂ）に示すように把持部１０５ｂを基端側に引くと、ステンレス芯１０５ａの先端は筒状部材の先端から後退し、筒状部材の先端側壁に形成されている電極を引っかけることができるフック部１０３ｃが開放される（図４（Ａ）の状態では、フック部１０３ｃはステンレス芯１０５ａの先端によって塞がれ、フック機能は失われている。図４（Ｃ）は、筒状部材を先端側から見た図であり、図４（Ｄ）は筒状部材の先端を上方から見た図である。これらの図に示されるように、筒状部材の先端には、フック部１０３ｃが水平方向に略等しい位置に設けられていることがわかる。
【００２８】
図５は、上記筒状部材とともに用いるのに好適なループ状ワイヤー電極Ｄの一構成例を示す図である。図５に示すように、本実施例によるループー状ワイヤー電極Ｄは、円柱状の基部１２１と、基部１２１の先端に形成されるループ状のストッパ兼計測部１１１と、を有している。ストッパ兼計測部１１１は、ワイヤーの先端近傍をループ状に曲げ、先端部１１７を基部１２１側に戻して接着することでループ形状を形成している。尚、右図に示すように、ワイヤー全体は例えばパレリン樹脂などの絶縁体で覆われた直径０.０５ｍ
ｍ程度の微小金属ワイヤー（例えば、プラチナとイリジウムを混ぜて作った合金などを材料として含む）１２５とにより構成されている。記録/刺激点１１５は、ループ１１１の
先端部において絶縁体を除去し微小金属ワイヤーを露出した構成を有している。これにより、脳からの電気信号や脳への電気信号を伝達することができる。
【００２９】
図６は、本実施例による電極埋め込み技術を用いた脳への電極埋め込み工程を示す図である。図６（Ａ）に示すように、まず、ループ状ワイヤー電極Ｄを、ステンレス製電極埋め込み器Ｃの先端近傍に形成されているフック部（図４（Ｃ）における１０３ｃ）に引っかける。この状態で、図６（Ｂ）に示すように、頭皮１３１と頭骨１３３とに開口を形成し、脳１３７の方向へステンレス製電極埋め込み器Ｃを近づける。次いで、図６（Ｃ）に示すように、ステンレス製電極埋め込み器Ｃの先鋭な先端により、あたかも皮膚注射のようにして脳膜１３５を貫通し、脳内にストッパ兼計測部１１１を移動させ所定の位置において移動を停止させる。図６（Ｄ）に示すように、把持部（図４における１０５ｂ）を先端側に向けて押すと、ステンレス芯（同１０５ａ）により押されることでフック部（同１０３ｃ）からループ状ワイヤー電極Ｂが外れる。次いで、ステンレス製電極埋め込み器Ｃ
を元の方向（脳１３７から離れる方向）に引くと、図６（Ｅ）に示すようにループ状電極Ｄのみが脳１３７内に残される。次いで、図６（Ｆ）に示すように、人工骨・充填材など１４１を配置して開口部を塞ぐとともに、ワイヤー電極の基部をコネクタ方向へ引き出す（Ｌ１）。ループ１１１は、硬膜１３５から抜けにくく脳内におけるストッパとしても機能する。ただし、ループ１１１はワイヤーの接着によって形成されているため、何らかの理由で測定終了後に接着力に抗してワイヤー電極Ｄを引っ張ることにより、ワイヤー電極Ｄを脳内から引き抜くことが可能である。
【００３０】
これにより、脳１３７に記録/刺激点（図５における１１５）を配置し、脳１３７から
ワイヤーにより配線を引き出すことができ、記録/刺激点１１５を介して脳１３７からの
信号を取得したり脳１３７に対して信号を与えたりすることができる。また、実施例１同様に、１つの頭骨開口部から複数のワイヤー電極を埋め込むことが可能である。
【００３１】
以上に説明したように、本実施例による埋め込み型電極技術によれば、硬膜１３５の損傷を少なくしつつ、脳内の所望の位置にループ状ワイヤー電極Ｂを配置することができる。硬膜１３５に形成される貫通孔よりもループ自体を大きくしておくことで、ループ１１１の接着部（同１１７）において硬膜１３５に引っかかるため、一旦埋め込まれると、電極基端側にワイヤー電極Ｄを引っ張っても、簡単にはループ電極が外れることはない。従って、硬膜１３５と測定対象部位との距離を予め見積もっておくことにより、記録/刺激
点１１５を測定部位に位置合わせして固定することが可能となる。この点は、実施例３に示すストッパ部材を用いた実施例においても同様である。このように、本実施例による技術を用いると、ループ状ワイヤー電極を脳内に簡単に埋め込むことができ、かつ、硬膜などの損傷も少なくて済むという利点がある。
【実施例３】
【００３２】
本実施例による埋め込み型電極形成技術は、実施例２に記載の技術を脳深部への埋め込みに適するように一部改変したものである。図７（Ａ）は、本実施例による電極埋め込み器Ｅの構成例を示す図である。実施例１及び２の埋め込み器に比べて、脳内に入る先端部２５３の構造が簡潔（中空ではなく中実）で、その直径も小さい。その結果、脳深部に刺入してもダメージが少なくなるような構造になっている。図７（Ｂ）は、ループ状ワイヤー電極の構成例を示す図である。図７（Ｂ）に示すように、本実施例によるループ状ワイヤー電極Ｅは、ワイヤー電極２５５の先端部に基部方向に先端部が向くようにすることでループ形状部２５８を形成するとともに、折り返し箇所において接着する（２５７）。この際、基部方向に記録/刺激点２５９が向くようにする。図７（Ａ）に示すようループ状
ワイヤー電極Ｄのループ形状部２５８を引っかけるための凹状部２５３ｂが先端２５３ａ近傍に形成された先鋭な円筒状部２５３と、それに続く把持部２５１と、を有する。脳深部、特に脳表からの厳密な深さ関係が必要でない場合、本実施例のように、ワイヤー電極のループ形状の折り返し付近ではなく、もともとの切り口を記録/刺激点として利用して
も十分、目的を達成できると考えられる。その一方、脳深部への埋め込みの場合は、実施例１および２のように硬膜とストッパ部との関係において、電極が抜けるのを防止することが困難である。しかし、ワイヤー電極をα型ループにすることにより、引き抜きへの抵抗を大きし、電極を脳内で安定させることが可能となる。また、実施例１および２のようにワイヤー電極を埋め込み器から取り外す際に特殊な構造を利用しなくても、α型ループであれば脳深部において埋め込み器を引き抜くときに、自然に電極だけ脳内に残すことができると考えられる。さらに、このα型電極で記録/刺激点を実施例２のループ電極同様
、ループ折り返し位置に設定することにより、脳表あるいはステレオ座標上における位置をより厳密にコントロールすることも可能である。
【００３３】
図８は、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す電極埋め込み器Ｅによりループ状ワイヤー電極Ｆを脳内（例えば白質よりも下の核）に配置する工程を示す図である。まず、図８（Ａ）に示
すように、頭皮２１１と頭骨２３３とに開口部を形成し、開口部に向けて、ループ状ワイヤー電極Ｆを凹状部（図７（Ａ）における２５３ｂ）に引っかけた状態の電極埋め込み器Ｅを移動させる。次いで、図８（Ｂ）に示すように、電極埋め込み器Ｅの先端により硬膜２３５を貫通させ、脳深部２３７内の所定の位置に電極埋め込み器Ｅの先端を移動させる。図８（Ｃ）に示すように、電極埋め込み器Ｅを基部方向に引き戻すと、ループ状ワイヤー電極Ｆが凹状部２５３ｂから外れ、ループ状ワイヤー電極Ｆのみが所定の位置に残る。この際、ループ２５８を形成するワイヤーの先端には記録/刺激点が形成されているため
、脳２３７内の信号を取得したり、脳２５７内へ信号を与えたりすることができる。
【００３４】
このように本実施例による埋め込み型電極形成技術、すなわち簡潔な構造の埋め込み器とα型ループ構造を持つ電極の組み合わせにより、脳深部に電極を埋め込むことができる。本実施例の場合も他の実施例同様、一つの開口部から複数本のワイヤー電極を埋め込むことができる。また、本実施例を実施例１あるいは２と組み合わせることにより、一つの開口部から脳表近くと脳深部の双方に電極を埋め込むこともできる。
【００３５】
以上、本実施の形態によるワイヤー電極形成技術によれば、埋め込み時における生体への損傷を比較的少なく抑えながら、ワイヤー電極を、効率良く脳内に配置することが可能となる。微小ワイヤー電極は、硬質の電極に比べて、脳内で振動が生じた場合でも脳への侵襲性は低く、かつ長期間安定して機能することが可能である。このような微小ワイヤー電極を、本発明によって多数脳内に埋め込むことができれば、より多くの脳内情報を簡単に取得することができるという利点がある。また、本発明を実施するために用いる埋め込み装置自身は注射芯を少し改造した程度の簡単な構造をしているため、比較的安価に作成することができる。さらに、注射のような埋め込み方法自身も、硬膜の切開を伴うアレイ電極の配置などに比べて簡単であるため、初心者でもスムーズに技術習得が可能である。
【００３６】
尚、上記実施例においては、脳内にワイヤー電極を配置する例について説明したが、脊髄や筋肉など様々な生体内の組織に対しても適用することが可能である。また、ストッパは、例えば弾性部材により形成され、脳内に挿入する際には縮径して入りやすくなり、脳内に一旦挿入された後は、元に戻ることで、ワイヤーを引き戻しにくくなるようにするように工夫することも可能である。この場合でも、強く引っ張るとストッパが縮径して脳内からワイヤーを引き抜くことができるようにするのが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、生体、特に脳との信号のやり取りを行う技術として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】図１（Ａ）〜（Ｅ）までは、本実施の形態による埋め込み型電極形成技術の要素技術の基本構成を示す図であり、図１（Ａ）は、脳に電極を埋め込んだ状態を示す外観図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の断面図であり、図１（Ｃ）、図１（Ｄ）は、埋め込み電極と電極埋め込み器とを示す図であり、図１（Ｅ）は埋め込み電極を電極埋め込み器に引っ掛けた状態を示す図ある。
【図２】図２（Ａ）、（Ｂ）は、第１実施例による直線状電極埋め込み器の構成例を示す図である。図２（Ｃ）、（Ｄ），（Ｅ）は、ストッパ付きワイヤー電極の構成例を示す図である。
【図３】図３（Ａ）から（Ｆ）までは、直線状電極埋め込み器にストッパ付きワイヤー電極を取り付けて、電極を脳内に埋め込む工程を示す図である。
【図４】本発明の第２実施例によるループ状電極埋め込み器の一構成例を示す図である。
【図５】筒状部材とともに用いるのに好適なループ状ワイヤー電極の一構成例を示す図である。
【図６】本発明の第３実施例によるループ状電極埋め込み技術を用いた脳への電極埋め込み工程を示す図である。
【図７】図７（Ａ）は、脳深部用電極埋め込み器の構成例を示す図である。図７（Ｂ）は、ループ状ワイヤー電極の構成例を示す図である。
【図８】図８（Ａ）から（Ｃ）までは、図７（Ａ）、（Ｂ）に示す電極埋め込み器によりループ状ワイヤー電極を脳深部に配置する工程を示す図である。
【符号の説明】
【００３９】
Ｓ…ストッパ部、Ｈ…孔部、３’…筒状部材、３ａ…先端部、３ｂ…直線状ワイヤー電極、２１…電極部材、３３…頭骨、３５…硬膜、３７…脳、Ａ…電極埋め込み器、７１…第２の筒状部７１、７３…第１の筒状部と、７５…把持部７７ｃ…切り欠け部、Ｂ…ストッパ付きワイヤー電極、８１…ワイヤー電極、８３…円錐状のストッパ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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