(57)【要約】【課題】脊髄に損傷を与えることなく容易にかつ精度よく脊髄の詳細な機能評価を行うことが可能な脊髄誘発電位測定用電極を提供する。【解決手段】脊髄２０８の表面に直接接触して配置される脊髄誘発電位測定用電極は、脊髄２０８の複数の高位に配置される電極部１０２ａ〜１０２ｄを備える。電極部１０２ａ〜１０２ｄの各々では、電極である半田バンプ１０３が、脊髄２０８の周方向の複数箇所に配置される。【選択図】        図３
2006187342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極であって、
絶縁性シートから構成された電極基体と、
前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、
前記複数の電極の各々は、前記脊髄の周方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触することを特徴とする脊髄誘発電位測定用電極。
【請求項２】
脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極であって、
絶縁性シートから構成された電極基体と、
前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、
前記複数の電極の各々は、前記脊髄の長手方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触することを特徴とする脊髄誘発電位測定用電極。
【請求項３】
脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極と、
前記脊髄誘発電位測定用電極を脊髄表面と直接接触させるための接触手段と、を備え、
前記脊髄誘発電位測定用電極は、絶縁性シートから構成された電極基体と、前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、
前記接触手段は、前記脊髄誘発電位測定用電極の前記複数の電極の各々を、前記脊髄の周方向の複数の異なる箇所の表面および／または前記脊髄の長手方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触させることを特徴とする脊髄誘発電位測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、脊髄誘発電位測定用電極および脊髄誘発電位測定装置に関し、特に、脊髄損傷のメカニズムにかかる研究および開発を行う医療研究機関や、それらの研究・開発を応用する医療現場や創薬研究機関等で利用される脊髄誘発電位測定用電極および脊髄誘発電位測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
脊椎は、人間の体幹および頭部を支持する重要な役割を果たす。そして、脊椎の内腔には脊髄が存在しており、脊髄が脊椎によって保護されている。脊髄は、脳と四肢体幹の間を司る中枢神経組織である。それゆえ、事故等による外傷、変成、腫瘍等により脊髄が一旦損傷すると、神経組織に傷害が発生するため四肢や下半身等に麻痺を生じさせることとなり、車椅子や全介助の生活を強いられることとなる。
【０００３】
これまで、中枢神経である脊髄は、一旦損傷すると回復することはないと言われてきた。しかしながら、近年の研究により、条件を整えれば脊髄は再生することが明らかとなり、現在では多くの脊髄機能再生に関する研究が盛んに行われている。かかる脊髄機能再生に関する研究では、以下のような３つの脊髄機能の評価方法が利用されている。
【０００４】
まず、脊髄機能の評価方法の一つとして、組織学的評価がある。組織学的評価とは、例えば、採取した骨髄組織に色素を注入し、当該色素による組織の染色状態から、脊髄組織の損傷の有無、損傷範囲等を評価する方法である。かかる方法では、脊髄の損傷範囲や、浸潤細胞および軸索連続性等の脊髄構造の詳細な評価が可能となる。しかしながら、脊髄の一部の組織についての評価しかできず、よって、実際の脊髄機能の評価は不可能である。また、評価対象である実験動物を屠殺しないと脊髄組織の評価ができないため、経時的な機能評価では多くの実験動物を要するとともに、実験に要する時間も長くなる。
【０００５】
また、他の脊髄機能の評価方法として、運動学的評価がある。運動学的評価とは、四肢の運動機能を点数化して評価する方法であり、例えば、検者（すなわち評価する者）が、肉眼やビデオ観察等により評価対象の歩行状態等を観察して当該対象の運動機能の解析を行い、その解析結果を点数で表すものである。点数評価は、評価対象の運動機能の状態に応じて段階的に行い、例えば、Ｂａｓｓｏ  Ｂｅａｔｔｉｅ  Ｂｒｅｓｎａｈａｎ  ｓｃａｌｅやＭｏｔｏｒ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｓｃｏｒｅ等のように標準化された点数評価を適用する。かかる方法によれば、実際の運動機能の評価を行うことが可能となる。しかしながら、点数評価の標準化が進められているものの、検者によって評価にばらつきが生じるため、客観性を欠く評価となり、詳細な評価が困難である。
【０００６】
さらに他の脊髄機能の評価方法として、電気生理学的評価がある。電気生理学的評価とは、電極を評価対象の脊髄表面に配置するとともに、脳または末梢神経を刺激することにより脊髄で誘発される電位（以下、脊髄誘発電位と呼ぶ）を測定する方法である。かかる方法によれば、信号伝導路としての脊髄の機能を、検者の判断に委ねることなく客観的に定量化して評価することが可能となる。また、運動機能だけではなく感覚機能等の他の脊髄機能も詳細に評価可能となり得る。さらに、かかる方法は、評価対象生存下において適用することが可能であり、経時的評価の点でも優れる。
【０００７】
ところで、神経の表面に電極を配設する方法の一つに、電極が内面に配設された円筒形の神経カフを用いる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。かかる方法では、神経カフを神経の外周を取り囲むように配設し、当該神経カフの内腔に配置される神経の表面にカフ内の電極を直接接触させる。このような神経カフは、例えば、脊髄損傷等で麻痺した手足を動かすための治療として、手足につながる神経束に外部から強制的に電気刺激を与える際に用いられる。
【０００８】
【特許文献１】特表２００１−５１４９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような神経カフを脊髄に配設しようとすると、神経カフは外科的処置を施して神経の周囲に配設する必要があるので、配設が困難であり容易に脊髄の機能評価を行うことができない。また、神経カフの配設時に脊髄に損傷を与えるおそれがある。したがって、脊髄機能の評価に神経カフを適用するのは困難である。
【００１０】
そこで、神経カフの代わりに、脊髄の表面に容易に配設することが可能な針電極やシート状電極を用いて脊髄誘発電位の測定を行う方法がある。針電極やシート状電極では、神経カフのように脊髄の外周全体を取り囲むように配設する必要がなく、脊髄表面の少なくとも一部に電極の表面が接触していればよいことから、神経カフに比べて配設が容易である。
【００１１】
例えば、シート状電極は、脊髄に損傷を与えることなく容易に脊髄表面に配設することが可能であることから、脊髄誘発電位の測定に適していると推察される。しかしながら、脊髄は径が小さく電極配置のための十分な面積が確保できないので、シート状電極の配置の自由度が低く、配置する電極数等が制限される。このため、脊髄表面にシート状電極を配設して脊髄誘発電位を測定しようとすると、脊髄における高さが同一の部位（以下、同一高位と呼ぶ）において、脊髄周方向（すなわち脊髄の断面方向）の１箇所にしかシート状電極を配置できず、よって、当該箇所の脊髄誘発電位しか測定することができない。
【００１２】
ここで、脊髄は、同一高位であっても、周方向の各領域、例えば、脊髄の左側領域、中央領域および右側領域において発生する脊髄誘発電位には違いが生じると推定される。したがって、シート状電極の配置上の制限から脊髄周方向の特定箇所の脊髄誘発電位しか測定することができない上記の方法では、脊髄全体を一つの伝導体として測定しているに過ぎない非常に大まかな測定となり、脊髄周方向の各領域の機能を詳細に評価することは困難である。また、脊髄はわずかな圧迫でもすぐに機能障害が生じる易損性であることから、安全な測定を実現するために、シート状電極の軽量化が必要となる。
【００１３】
一方、針電極は、電極配置に要する面積が小さく微小かつ軽量であるので、シート状電極の場合のような脊髄への配置上の制限が低減される。しかしながら、前述のように脊髄は易損性であるため、針電極を脊髄に穿刺すると脊髄損傷を招くおそれがある。それゆえ、針電極の適用は好ましいとは言えず、特に、脊髄の複数箇所に針電極を穿刺することは実際には困難である。
【００１４】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、脊髄に損傷を与えることなく容易かつ良好に詳細な脊髄機能評価を実現することが可能な脊髄誘発電位測定用電極および脊髄誘発電位測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる脊髄誘発電位測定用電極は、脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極であって、絶縁性シートから構成された電極基体と、前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、前記複数の電極の各々は、前記脊髄の周方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触することを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、脊髄を損傷させることなく脊髄表面に適切に脊髄誘発電位測定用電極を配置して脊髄誘発電位の測定を行うことが可能となる。また、この場合、脊髄の同一高位において周方向の複数の異なる箇所における測定を同時に行うことが可能となるため、脊髄の周方向に沿って複数走る神経線維のうちのいずれの線維が機能しているか、また、脊髄の周方向のいずれの箇所において損傷が発生しているかを正確かつ容易に把握することが可能となる。
【００１７】
また、本発明にかかる脊髄誘発電位測定用電極は、脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極であって、絶縁性シートから構成された電極基体と、前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、前記複数の電極の各々は、前記脊髄の長手方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触することを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、脊髄を損傷させることなく脊髄表面に適切に脊髄誘発電位測定用電極を配置して脊髄誘発電位の測定を行うことが可能となる。また、この場合、脊髄誘発電位測定用電極により、脊髄の複数の高位の各々における測定が可能となるため、神経伝達経路としての脊髄の機能を定量的に詳細評価することが可能となり、また、損傷が発生している脊髄の高位を正確かつ容易に把握することが可能となる。
【００１９】
また、本発明にかかる脊髄誘発電位測定装置は、脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極と、前記脊髄誘発電位測定用電極を脊髄表面と直接接触させるための接触手段と、を備え、前記脊髄誘発電位測定用電極は、絶縁性シートから構成された電極基体と、前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、前記接触手段は、前記脊髄誘発電位測定用電極の前記複数の電極の各々を、前記脊髄の周方向の複数の異なる箇所の表面および／または前記脊髄の長手方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触させることを特徴とする。
【００２０】
かかる構成によれば、脊髄誘発電位測定用電極において上記の効果が奏されるので、客観的かつ定量的であり詳細で精度の高い脊髄機能評価を、脊髄に損傷を与えることなく容易に実現することが可能となる。
【００２１】
また、脊髄の同一高位において周方向の複数の異なる箇所における測定を同時に行うことが可能となるため、脊髄の周方向に沿って複数走る神経線維のうちのいずれの線維が機能しているか、また、脊髄の周方向のいずれの箇所において損傷が発生しているかを正確かつ容易に把握することが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明にかかる脊髄誘発電位測定用電極、脊髄誘発電位測定装置および脊髄誘発電位測定方法によれば、脊髄に損傷を与えることなく容易かつ良好に詳細な脊髄機能評価を行うことが可能となるという効果が奏される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる脊髄誘発電位測定用電極、脊髄誘発電位測定装置および脊髄誘発電位測定方法の好適な実施の形態を詳細に説明する。ここでは、本発明をラットの脊髄機能の評価に適用する場合について説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる脊髄誘発電位測定用電極を示す平面図である。図１に示すように、本実施の形態の脊髄誘発電位測定用電極１００は、微小かつ薄型のいわゆるシート状電極であり、シート形状を有する絶縁性の電極基体１０１の一方の表面に、個々の電極に相当する微小な半田バンプ１０３が配置された電極部１０２ａ〜１０２ｄがそれぞれ形成されている。
【００２５】
ここでは、電極部１０２ａ〜１０２ｄが、電極基体１０１の長手方向の４箇所に所定間隔で形成されている。そして、各々の電極部１０２ａ〜１０２ｄでは、表面から突出する突起状電極である半田バンプ１０３が、電極基体１０１の短手方向に沿ってほぼ一直線上に複数配設されている。ここで、電極基体１０１の短手方向とは、長手方向と直交する方向である。
【００２６】
脊髄誘発電位測定用電極１００における電極基体１０１の大きさ、電極部１０２ａ〜１０２ｄの間隔および配設数等は、測定対象の脊髄の長手方向および短手方向の大きさ等に応じて適宜設定されている。ここでは、測定対象であるラットの脊髄の長手方向の長さ（すなわち、脊髄の縦断面の径）および脊髄の短手方向（以下、周方向と呼ぶ）の長さ（すなわち、脊髄の横断面の径）に応じて、脊髄誘発電位測定用電極１００の電極基体１０１の長手方向の長さおよび短手方向の長さが適宜設定されている。
【００２７】
各電極部１０２ａ〜１０２ｄでは、電極基体１０１の短手方向に沿って１０個の半田バンプ１０３が所定間隔で配設されている。なお、図中では、便宜上、１０個のうち６個の半田バンプ１０３についてのみ図示している。また、図中では各半田バンプ１０３が隣接して配置されているが、実際には、各半田バンプ１０３は所定の間隔をあけて個々に独立して分散配置されており、各々が電気的に絶縁されている。
【００２８】
各電極部１０２ａ〜１０２ｄにおける複数の半田バンプ１０３は、それぞれ２０〜３０μｍ程度の径を有しており、５０〜６０μｍ程度の微小な間隔（ピッチ）で電極基体１０１の短手方向に配設されている。ここで、半田バンプ１０３の間隔とは、隣接する半田バンプ１０３の突出部中央間における距離である。
【００２９】
半田バンプ１０３が配設された電極基体１０１の表面には、電極基体１０１の長手方向に延在する配線１０４が複数配設されており、各配線１０４は、電極基体１０１の短手方向で所定間隔をあけてそれぞれ配置され各々が電気的に絶縁されている。そして、短手方向における位置が同一である各電極部１０２ａ〜１０２ｄの半田バンプ１０３が、電極基体１０１の長手方向に延在する同一の配線１０４にそれぞれ電気的に接続されている。
【００３０】
電極基体１０１は、ポリシリコンやポリイミド等の絶縁性の薄膜フィルムから構成される。また、半田バンプ１０３は、蒸着法、メッキ法、印刷法等により電極基体１０１に形成されて電極パターンを構成する。ここで、脊髄誘発電位測定用電極１００を用いた脊髄の機能評価では、後述のように脊髄誘発電位測定用電極１００を脊髄に配置した際、血液中に脊髄誘発電位測定用電極１００が浸漬する可能性が高い。このような浸漬が起こると、イオン分解反応が生じて電極材料が溶出する可能性がある。そこで、イオン化反応を抑制する被覆材、例えば金メッキ等により、脊髄誘発電位測定用電極１００の表面、特に、半田バンプ１０３および配線１０４の表面を被覆することが好ましい。
【００３１】
また、脊髄誘発電位測定用電極１００は、脊髄表面に配置された際に損傷を与えぬよう、薄型かつ軽量である必要がある。さらに、脊髄の表面は平坦ではなく湾曲していることから、脊髄誘発電位測定用電極１００は、フレキシブル性を有し適切な圧力で脊髄と安定した接触を実現可能であることが好ましい。なお、損傷を与えずかつ良好な接触を実現できるのであれば、脊髄誘発電位測定用電極１００の電極基体１０１は、必ずしもフレキシブル性を有していなくてもよい。
【００３２】
次に、図１の脊髄誘発電位測定用電極１００を用いたラットの脊髄誘発電位測定について説明する。図２は、図１の脊髄誘発電位測定用電極１００を用いた脊髄誘発電位測定装置の構成図である。図２に示すように、脊髄誘発電位測定装置は、図１の脊髄誘発電位測定用電極１００を備えた測定部２０１と、当該測定部２０１で得られた脊髄誘発電位の測定結果を処理する処理部２０２とを主たる構成要素として備える。
【００３３】
具体的に、測定部２０１は、脊髄誘発電位測定用電極１００と、脊髄２０８に印加する刺激パルス２０９を生成するパルスジェネレータ２０３と、刺激パルス２０９の印加により脊髄２０８で発生した脊髄誘発電位の信号波形を検出するデジタルオシロ２０４とを備える。パルスジェネレータ２０３は、生成した刺激パルス２０９の情報を処理部２０２に出力可能に構成されている。また、デジタルオシロ２０４は、脊髄誘発電位測定用電極１００に配設された配線１０４（図１参照）の一端（すなわち信号取り出し側端部）が接続され、当該配線１０４を介して入力される脊髄誘発電位の信号波形を検出してその結果を処理部２０２に出力可能に構成されている。
【００３４】
一方、処理部２０２は、例えば、パーソナルコンピュータ等により構成される。この場合、処理部２０２は、演算処理部（ＣＰＵ）２０５と、半導体メモリ等からなる記憶部２０６と、ＣＲＴ等から構成されたディスプレイ２０７とを備える。演算処理部２０５は、測定部２０１で得られた測定結果に基づいて、パルス伝播解析や脊髄内部電位解析等の処理を実行する。また、記憶部２０６は、演算処理部２０５における処理で利用される各種情報、例えば、予め取得された脊髄２０８の内部の電気的性質（具体的には脊髄実質の比誘電率や抵抗率）等を記憶している。また、ディスプレイ２０７は、演算処理部２０５で取得される処理結果を可視化して表示する。
【００３５】
なお、脊髄誘発電位測定装置は、図示した構成に限定されるものではなく、上記構成要素以外の構成を備えていてもよい。例えば、ここでは図示を省略しているが、デジタルオシロ２０４の前段に、アンプ等が適宜配設されてもよい。
【００３６】
脊髄誘発電位測定装置に測定対象である脊髄２０８が配置されると、脊髄２０８の表面を覆うように脊髄誘発電位測定用電極１００が接触配置される。この時、脊髄誘発電位測定用電極１００は、長手方向が脊髄２０８の長手方向と一致するように配置され、脳側２０８ａの脊髄２０８に配置された配線１０４（図１参照）の一端（すなわち、信号取り出し側端部）が、デジタルオシロ２０４に接続される。
【００３７】
図３は、図１の脊髄誘発電位測定用電極１００の電極部１０２ａ〜１０２ｄの脊髄２０８における詳細配置を示す模式図である。図３に示すように、脊髄２０８の長手方向に配置された脊髄誘発電位測定用電極１００（図１参照）では、脳側２０８ａから尾側２０８ｂにかけて長手方向に電極部１０２ａ〜１０２ｄがこの順で配置される。なお、前述のように、各電極部１０２ａ〜１０２ｄでは短手方向に１０個の半田バンプ１０３が配設されているが、ここでは説明の便宜上、各電極部１０２ａ〜１０２ｄの短手方向の第１〜第４の位置３０１〜３０４に４個の半田バンプ１０３が配設された状態を例示して説明する。
【００３８】
まず、脊髄誘発電位を測定する際には、図２のパルスジェネレータ２０３で刺激パルス２０９を生成し、この刺激パルス２０９を末梢神経２１０（図２参照）に印加する。この時、パルスジェネレータ２０３から処理部２０２に、刺激パルス２０９の情報が出力される。処理部２０２に入力された刺激パルス２０９の情報は、演算処理部２０５における処理に供される。ここでは、刺激パルス２０９として電流パルスを用いるが、パルスジェネレータ２０３からの電圧を刺激として印加してもよい。
【００３９】
図３に示すように、印加された刺激パルス２０９によって末梢神経２１０（図２参照）の神経細胞が刺激され、それにより、脊髄２０８では尾側２０８ｂで活動電位（すなわち、脊髄誘発電位）が生じる。かかる活動電位の発生により、脊髄２０８において誘発電位パルス３０５が得られる。この誘発電位パルス３０５は、脊髄２０８を構成する神経組織内に形成された神経伝達経路を通じて、脊髄２０８の尾側２０８ｂから脳側２０８ａに向かって伝播される。そして、この誘発電位パルス３０５の伝播に対応して、脊髄誘発電位測定用電極１００において電気信号が検出される。
【００４０】
この場合、脊髄誘発電位測定用電極１００の各電極部１０２ａ〜１０２ｄの半田バンプ１０３の各々において、それぞれ誘発電位パルス３０５の伝播に対応して電気信号が検出される。そして、各半田バンプ１０３において検出された電気信号は、配線１０４（図１参照）を介してデジタルオシロ２０４（図２参照）に出力される。デジタルオシロ２０４では、各半田バンプ１０３から出力される電気信号から、以下のように誘発電位パルス３０５の波形を取得する。
【００４１】
図４は、図３の電極部１０２ａ〜１０２ｄの第１〜第４の位置３０１〜３０４に配置された各半田バンプ１０３で検出される電気信号に基づいてデジタルオシロ２０４（図２参照）により取得される誘発電位パルス３０５の波形を示す図である。なお、ここでは、図３に示すように、脊髄２０８の尾側２０８ｂに印加された刺激パルス２０９により、脊髄２０８の周方向の第３の位置３０３を中心に誘発電位パルス３０５の伝播経路が形成される場合を例示し、かつ、電極部１０２ｂが配置された脊髄２０８の領域付近が損傷を受けている場合について説明する。
【００４２】
具体的に、図４（ａ）は、電極部１０２ａの第１〜第４の位置３０１〜３０４に配置された半田バンプ１０３で検出される誘発電位パルス３０５の波形を示しており、図４（ｂ）は、電極部１０２ｂの第１〜第４の位置３０１〜３０４に配置された半田バンプ１０３で検出される誘発電位パルス３０５の波形を示しており、図４（ｃ）は、電極部１０２ｃの第１〜第４の位置３０１〜３０４に配置された半田バンプ１０３で検出される誘発電位パルス３０５の波形を示しており、図４（ｄ）は、電極部１０２ｄの第１〜第４の位置３０１〜３０４に配置された半田バンプ１０３で検出される誘発電位パルス３０５の波形を示している。
【００４３】
まず、図３に示すように刺激パルス２０９の印加により脊髄２０８で誘発電位パルス３０５が発生すると、当該誘発電位パルス３０５は、脊髄２０８の周方向の第３の位置３０３付近を長手方向に伝播する。そして、誘発電位パルス３０５が電極部１０２ｄの配置領域に達すると、電極部１０２ｄの第１〜第４の位置３０１〜３０３に配置された半田バンプ１０３において検出される誘発電位パルス３０５の波形は、図４（ｄ）に示す各波形となる。
【００４４】
すなわち、図４（ｄ）に示すように、電極部１０２ｄでは、誘発電位パルス３０５（図３参照）の伝播経路から離れた第１の位置３０１では誘発電位パルス３０５（図３参照）が検出されず、それ以外の第２〜第４の位置３０２〜３０４では、誘発電位パルス３０５（図３参照）が所定の各波形で検出される。特に、伝播経路に近い第３の位置３０３においては、強い誘発電位パルス３０５（図３参照）が検出される。
【００４５】
誘発電位パルス３０５がさらに伝播して電極部１０２ｃの配置領域に達すると、電極部１０２ｃの第１〜第４の位置３０１〜３０４（図３参照）に配置された半田バンプ１０３（図３参照）において検出される誘発電位パルス３０５の波形は、図４（ｃ）に示す波形となる。図４（ｃ）に示すように、この場合には、電極部１０２ｄ〜１０２ｃに至る脊髄２０８（図３参照）の領域に損傷がないことから、電極部１０２ｃの第１〜第４の位置３０１〜３０４（図３参照）の半田バンプ１０３（図３参照）で検出される誘発電位パルス３０５（図３参照）の波形は、前述の図４（ｄ）と同様となる。
【００４６】
誘発電位パルス３０５（図３参照）がさらに伝播して電極部１０２ｂの配置領域に達すると、電極部１０２ｂの第１〜第４の位置３０１〜３０４（図３参照）に配置された半田バンプ１０３において検出される誘発電位パルス３０５（図３参照）の波形は、図４（ｂ）に示す波形となる。ここでは、電極部１０２ｂが配置された脊髄２０８（図３参照）の領域に損傷が存在するため、かかる損傷により、誘発電位パルス３０５（図３参照）の伝播が阻害される。したがって、図４（ｂ）に示すように、電極部１０２ｃでは得られた第２および第４の位置３０２，３０４（図３参照）の誘発電位パルス３０５（図３参照）の波形が消失し、また、第３の位置３０３（図３参照）で得られる誘発電位パルスの波形が、電極部１０２ｃの第３の位置３０３（図３参照）の場合に比べて著しく減衰する。
【００４７】
誘発電位パルス３０５（図３参照）がさらに伝播して電極部１０２ａに達すると、電極部１０２ａの第１〜第４の位置３０１〜３０４（図３参照）に配置された半田バンプ１０３（図３参照）において検出される誘発電位パルス３０５（図３参照）の波形は、図４（ａ）に示す波形となる。この場合、電極部１０２ｂ〜１０２ａに至る脊髄２０８（図３参照）の領域には損傷がないことから、図４（ａ）に示すように、電極部１０２ｃの第１〜第４の位置３０１〜３０４の半田バンプ１０３（図３参照）で検出される誘発電位パルス３０５（図３参照）の波形が、前述の図４（ｂ）と同様となる。このように、損傷が発生している脊髄２０８（図３参照）の電極部１０２ｂの領域よりも高位においては、損傷発生領域において誘発電位パルス３０５（図３参照）の伝導が阻害されるために、かかる伝導阻害の影響を受けることとなる。
【００４８】
図２に示すように、処理部２０２では、例えば上記の図４の状態に基づいて、演算処理部２０５が、パルスジェネレータ２０３およびデジタルオシロ２０４から出力された各種情報をデジタル演算し、パルス伝播解析等の処理を行う。そして、解析結果をディスプレイ２０７に出力し、ディスプレイ２０７が当該結果を表示する。ここでは、脊髄の組織学的状況、運動機能的状況と脊髄表面電位との関係を明らかにするために、フーリエ解析を用いて演算処理部２０５が処理を実行する。フーリエ解析は、誘発電位パルス応答特性を周波数領域で解析する手法であり、かかる手法によって、誘発電位パルス３０５（図３参照）の電位情報のみならずパルス幅やパルス形状情報を利用した新しい脊髄機能評価方法を確立することが可能となる。
【００４９】
また、処理部２０２の記憶部２０６に予め記憶した脊髄２０８の内部の電気的性質（例えば、脊髄実質の比誘電率や抵抗率等）を利用した演算処理部２０５による処理により、検出された脊髄２０８の表面の電位情報と脊髄２０８の内部の電気的性質とから、表面の電位情報に基づいて内部の電位状態を推測することが可能となる。したがって、脊髄内部電位解析が可能となる。さらに、かかる解析により得られた脊髄内部電位を、脊髄電位マップとして可視化してディスプレイ２０７に表示することにより、脊髄２０８の内部で発生する誘発電位を、リアルタイムで認識することが可能となる。
【００５０】
以上のように、実施の形態１では、脊髄誘発電位測定用電極１００が、微小かつ軽量でフレキシブル性を有するので、易損性でありかつ径の小さいなる脊髄２０８に直接接触させても、脊髄２０８を損傷させることなく適度な圧力で表面に適切に配置することが可能となる。そして、かかる脊髄誘発電位測定用電極１００を用いた脊髄誘発電位測定装置による脊髄誘発電位測定によれば、脊髄誘発電位測定用電極１００の電極部１０２ａ〜１０２ｄが脊髄２０８の複数の高位（すなわち長手方向の異なる複数の位置）に配置されているので、各高位における検出結果を連続的に解析することにより、神経伝達経路としての脊髄２０８の機能を詳細に評価することが可能となり、また、損傷が発生している脊髄２０８の高位を把握することが可能となる。
【００５１】
また、各電極部１０２ａ〜１０２ｄでは、脊髄２０８の周方向の複数箇所に半田バンプ１０３が配設されるので、脊髄２０８の周方向の各領域においてそれぞれ脊髄誘発電位を検出することが可能となる。よって、脊髄２０８の同一高位において複数点で同時に誘発電位を測定することが可能となる。その結果、脊髄２０８の周方向に沿って複数走る神経線維のうちのいずれの線維が機能しているかを把握することが可能となる。
【００５２】
例えば、図５は、図２の処理部２０２のディスプレイ２０７に表示された脊髄２０８の電極部１０２ｂの配置領域（図３参照）の断面図である。図５に示すように、ここでは脊髄２０８の周方向１０箇所にそれぞれ半田バンプ１０３が配設されている。そして、領域５００が、印加された刺激パルス２０９に応じて誘発電位パルス３０５（図３参照）が検出される領域、すなわち、神経伝達機能の活性領域である。この場合には、脊髄２０８の右側領域に、誘発電位パルス３０５（図３参照）の伝導経路が形成されている。
【００５３】
ここで、この場合には、脊髄２０８の右側領域の５個の半田バンプ１０３のうちの中央の半田バンプ１０３の配置領域に損傷が発生しており、よって、かかる領域では、誘発電位パルス３０５（図３参照）の伝導が阻害される。このため、かかる領域では、脊髄２０８の神経伝達機能が活性化されない。このように、本実施の形態の方法によれば、同一高位の脊髄２０８の表面の周方向における誘発電位の分布を把握することが可能となり、脊髄２０８の同一高位において周方向いずれの領域に損傷が発生しているかを推察することが可能となる。このような脊髄２０８の周方向における誘発電位の測定は、従来の針電極を用いた測定方法では実現が困難であることから、脊髄２０８の機能評価に特に有効である。
【００５４】
以上のように、実施の形態１では、脊髄２０８の長手方向だけでなく周方向の評価も含めて、脊髄神経伝達状態の電気生理学的機能評価を定量的に容易かつ精度よく行うことが可能となる。特に、ここでは、針電極を用いる従来の場合のように単電極を脊髄２０８の測定箇所にその都度移動させて配置しなくても、脊髄２０８の複数の高位および周方向各領域における測定が可能となる。したがって、脊髄２０８に損傷を与えることなく容易に所望の高位および周方向の各領域の脊髄誘発電位を測定することが可能となる。
【００５５】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２にかかる脊髄誘発電位測定装置の構成および動作を示す模式図である。なお、図６では、図２と同一の構成要素に同一符号を付し、かかる構成要素の説明を省略する。
【００５６】
図６に示すように、本実施の形態の脊髄誘発電位測定装置は、図２に示す実施の形態１の脊髄誘発電位測定装置と同様の構成を有するが、測定対象であるラットの脊髄２０８の複数の高位に、シート状の脊髄誘発電位測定用電極６００がそれぞれ配置される点が実施の形態１と異なっている。以下に、本実施の形態の脊髄誘発電位測定装置の詳細、および当該装置で用いられる脊髄誘発電位測定用電極６００の詳細を説明する。
【００５７】
まず、本実施の形態で用いられる脊髄誘発電位測定用電極６００の構成を説明する。図７〜図１１は、脊髄誘発電位測定用電極６００の構成を模式的に例示した平面図である。図７〜図１１に示すように、脊髄誘発電位測定用電極６００は、実施の形態１の脊髄誘発電位測定用電極１００（図１参照）と同様のシート状電極であり、絶縁性の電極基体１０１上に、当該電極基体１０１の長手方向に延在する複数の細線電極７０１からなる電極パターンが形成された構成を有する。
【００５８】
ここでは、脊髄２０８（図６参照）の同一高位において周方向複数箇所の電位を同時に測定可能なように、複数の細線電極７０１の各々は、電極基体１０１の短手方向に所定間隔をあけて分散配置されている。そして、各細線電極７０１は、電気的に絶縁されている。
【００５９】
脊髄誘発電位測定用電極６００は、各細線電極７０１の一部領域が脊髄２０８（図６参照）に直接接触可能であるように構成されている。例えば、図７に示すように、電極基体１０１の表面に配置された各細線電極７０１の表面が全体にわたって完全に露出した構成であってもよい。また、この場合、実施の形態１で前述したように、イオン化反応を抑制する被覆材によって各細線電極７０１の表面が被覆されていてもよい。
【００６０】
また、図８および図９に示すように、脊髄２０８（図６参照）と直接接触する領域を除いて、細線電極７０１および電極基体１０１の表面が被覆材８００で被覆された構成であってもよい。例えば、被覆材８００として保護フィルムが細線電極７０１および電極基体１０１の表面に配置された構成であってもよく、また、細線電極７０１および電極基体１０１の表面が絶縁コーティングにより被覆材８００で被覆された構成であってもよい。
【００６１】
細線電極７０１の露出する領域は、脊髄誘発電位測定用電極６００の長手方向いずれの位置に形成されてもよいが、脊髄２０８（図６参照）に配置した際の占有面積や加圧の点から、当該露出領域は脊髄誘発電位測定用電極６００の端部近傍に形成されることが好ましい。また、露出した細線電極７０１の表面が、イオン化反応を抑制する被覆材によって被覆されていてもよい。
【００６２】
また、脊髄２０８（図６参照）は表面が平坦ではなく湾曲していることから、脊髄誘発電位測定用電極６００は、湾曲した脊髄表面との接触部分において良好な密着性を実現するために、脊髄接触側の端部が脊髄表面の湾曲に対応した形状を有することが好ましい。かかる構成として、例えば、図１０に示すように、電極基体１０１の脊髄接触側の端部が円弧状に切り欠かれ、切り欠き端部の輪郭が曲面を有する構成であってもよい。また、図１１に示すように、電極基体１０１の脊髄接触側の端部がＶ字状に切り欠かれ、切り欠き端部の輪郭がＶ字に切り込んだ構成であってもよい。これらの構成によれば、表面が湾曲する脊髄２０８（図６参照）においても良好な接触状態を実現することが可能となり、呼吸性の変動等が生じてもかかる接触状態を保持することが可能となる。
【００６３】
次に、上記構成を有する脊髄誘発電位測定用電極６００の脊髄２０８（図６参照）への配置および誘発電位測定時における動作について説明する。ここでは、図７に示すように細線電極７０１の表面全体が露出した構成を有し、かつ、図１０に示すように脊髄２０８（図６参照）との接触側の端部が曲面を形成するように切り欠かれた構成の脊髄誘発電位測定用電極６００を例示して説明する。
【００６４】
図１２は、平均差動波形処理を行って脊髄誘発電位を測定する場合を説明するための模式図である。また、図１３は、平均差動波形処理を行わずに脊髄誘発電位を測定する場合を説明するための模式図である。ここで、平均差動波形処理とは、図１２に示す脊髄２０８の表面の周方向の各領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７で検出される誘発電位パルスの平均波形を用いて、各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの波形を差動増幅する処理のことである。
【００６５】
平均差動波形処理については詳細を後述するが、概要を説明すると、刺激パルス２０９（図６参照）の印加により誘起され脊髄２０８の表面の周方向各領域で検出される誘発電位パルスの波形（すなわち応答波形）は、脊髄２０８の内部における誘発電位パルスの波形とは異なり、各領域において似通った波形となる。そこで、ここでは、脊髄２０８の周方向各領域における誘発電位パルスの平均波形を取得するとともに、当該平均波形と検出された波形との差分を取得して増幅する。それにより、脊髄２０８の周方向各領域における波形の違いを際立てることが可能となり、各領域の機能評価が容易となる。
【００６６】
図１２および図１３に示すように、脊髄誘発電位測定用電極６００は、各細線電極７０１の一端が脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ１〜Ｓ９と直接接触するように配置される。そして、当該接触領域から他端にかけて電極基体１０１が徐々に脊髄２０８の表面から離れるように支持部材（図示せず）によって脊髄誘発電位測定用電極６００が支持され、それにより、脊髄２０８の長手方向仮想断面に対して所定の角度θ傾斜して脊髄誘発電位測定用電極６００が脊髄２０８に配置される。
【００６７】
脊髄誘発電位測定用電極６００の細線電極７０１の各々では、脊髄２０８と接触しない側の端部が、配線１２００を介してオペアンプ１２０１の入力側に接続されている。オペアンプ１２０１の出力側は、配線（図示せず）を介してデジタルオシロ２０４の入力側に接続されている。このデジタルオシロ２０４の入力側には、生体グランド１２０２がさらに接続され、それにより、当該生体グランド１２０２の電位が基準電位として利用可能となる。
【００６８】
図１２に示すように、平均差動波形処理を行う場合には、一端が脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９と直接接触する各細線電極７０１の他端を、配線１２００を介して各オペアンプ１２０１のマイナス端子に共通接続し、また、一端が脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８と直接接触する各細線電極７０１の他端を、配線１２００を介して各オペアンプ１２０１のプラス端子にそれぞれ接続する。
【００６９】
かかる構成では、脊髄誘発電位測定用電極６００の細線電極７０１により、脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９における誘発電位パルスの波形を検出し、これを、共通接続された配線１２００を介して各オペアンプ１２０１のマイナス端子に入力する。それにより、各オペアンプ１２０１のマイナス端子では、脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ１〜Ｓ９における誘発電位パルスの平均波形が取得される。
【００７０】
一方、各オペアンプ１２０１のプラス端子には、脊髄誘発電位測定用電極６００の細線電極７０１により脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８において検出された誘発電位パルスの各波形をそれぞれ入力する。このようにマイナス端子に平均波形が入力されるとともにプラス端子に各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８の個々の検出波形が入力されたオペアンプ１２０１では、両波形を用いて差動処理が行われる。そして、かかる処理により、脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８における波形の違いが顕著となった出力波形Ｓ２ａ，Ｓ４ａ，Ｓ６ａ，Ｓ８ａが取得される。このようにして得られた出力波形Ｓ２ａ，Ｓ４ａ，Ｓ６ａ，Ｓ８ａは、デジタルオシロ２０３に出力される。
【００７１】
図１４は、平均差動波形処理の動作を説明するための図である。具体的に、図１４（ａ）は脊髄２０８（図１２参照）の表面の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの各波形を示しており、図１４（ｂ）は、脊髄２０８の周方向における平均波形を示している。また、図１４（ｃ）は、平均差動波形処理により取得された出力波形Ｓ２ａ，Ｓ４ａ，Ｓ６ａ，Ｓ８ａを示しており、図１４（ｄ）は、脊髄２０８（図１２参照）の内部の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの各出力波形を示している。
【００７２】
図１４（ａ）に示すように、脊髄２０８（図１２参照）の表面における周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの各波形は、図１４（ｄ）に示す脊髄２０８（図１２参照）の内部における波形とは異なり、各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８において似通った波形となる。そこで、ここでは、図１４（ｂ）に示す周方向の各領域Ｓ１〜Ｓ９の平均波形を用い、当該平均波形と図１４（ａ）の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８の波形との差分を取得して当該差分を増幅する。それにより、図１４（ｃ）に示すように、周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８における波形の違いが顕著となった出力波形Ｓ２ａ，Ｓ４ａ，Ｓ６ａ，Ｓ８ａが取得される。
【００７３】
一方、図１３に示すように、上記のような平均波形差動波形処理を行わない場合には、
各オペアンプ１２０１のマイナス端子を生体グランド１２０２に接続して接地するとともに、一端が脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８と直接接触する各細線電極７０１の他端を、配線１２００を介して各オペアンプ１２０１のプラス端子に接続する。
【００７４】
この時、脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９に配置された細線電極７０１の他端は、いずれとも電気的に接続せず開放状態としてもよい。あるいは、各領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９に配置された細線電極７０１の各々に対応してさらにオペアンプ１２０１を配設し、かかる領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ５，Ｓ７，Ｓ９において検出される波形を、領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８において検出される波形とともにさらに脊髄誘発電位測定に利用する構成であってもよい。このように、平均波形差動波形処理を行わない場合は、簡易な構成の実現、あるいは測定点の増加の実現が可能となる。
【００７５】
かかる図１３の場合の構成では、各オペアンプ１２０１のマイナス端子が接地されているので、各オペアンプ１２０１が単なるアンプとして機能する。したがって、上記の図１２の場合のような脊髄２０８の各領域Ｓ１〜Ｓ９における平均波形を用いた差動処理が行われず、この場合には、脊髄２０８の周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出された波形の増幅が行われて出力波形Ｓ２ｂ，Ｓ４ｂ，Ｓ６ｂ，Ｓ８ｂが取得される。このようにして得られた出力波形Ｓ２ｂ，Ｓ４ｂ，Ｓ６ｂ，Ｓ８ｂは、デジタルオシロ２０３に出力される。
【００７６】
図１５は、平均差動波形処理を行わない場合の処理の動作を説明するための図である。具体的に、図１５（ａ）は、脊髄２０８（図１３参照）の表面の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの各波形を示しており、図１５（ｂ）は、図１３のオペアンプ１２０１による増幅後の出力波形Ｓ２ｂ，Ｓ４ｂ，Ｓ６ｂ，Ｓ８ｂを示しており、図１５（ｃ）は、脊髄２０８（図１３参照）の内部の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの各出力波形を示している。
【００７７】
図１５（ａ）に示すように、脊髄２０８（図１３参照）の表面における周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８で検出される誘発電位パルスの各波形は、図１５（ｃ）に示す脊髄２０８（図１３参照）の内部における波形とは異なり、各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８において似通った波形となる。この場合には、この似通った各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８の波形をオペアンプ１２０１（図１３参照）により増幅する。それにより、図１５（ｂ）に示すように、周方向の各領域Ｓ２，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ８について、各出力波形Ｓ２ｂ，Ｓ４ｂ，Ｓ６ｂ，Ｓ８ｂが取得される。
【００７８】
ところで、上記においては、図６に示す脊髄誘発電位測定装置の測定部２０１における脊髄誘発電位測定用電極６００の動作の概要を説明したが、かかる動作を実現するために、測定部２０１は、例えば、以下の電極配置装置を備えてもよい。
【００７９】
図１６は、図６に示す脊髄誘発電位測定装置の測定部２０１の構成を例示した図であり、具体的には、測定部２０１が備える電極配置装置の構成を示す側面図である。また、図１７は、図１６の電極配置装置で用いられる脊髄誘発電位測定用電極６００の構成を示す平面図であり、図１８は、図１７の脊髄誘発電位測定用電極６００の側面図である。
【００８０】
図１６に示すように、図６の測定部２０１を構成する電極配置装置は、測定対象である脊髄２０８を載置するステージ１６００と、脊髄誘発電位測定用電極６００が取り付けられた支持部材１６０１と、当該支持部材１６０１のステージ１６００におけるＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向における位置を調整する微動調節器１６０２と、刺激パルス２０９（図６参照）を印加するパルス印加用電極１６０３が取り付けられた支持部材１６０４とを備える。
【００８１】
支持部材１６０１の位置調整を行う微動調節器１６０２の構成は、汎用の微動ステージ装置の構成と同様である。例えば、ここでは、微動調節ネジで構成されるＸＹ方向調節機構１６０２ａによって、支持部材１６０１およびこれに取り付けられた脊髄誘発電位測定用電極６００のステージ１６００のＸＹ平面における位置調節が実現され、また、微動調節ネジで構成されるＺ方向調節機構１６０２ｂによって、支持部材１６０１およびこれに取り付けられた脊髄誘発電位測定用電極６００のＺ方向における位置調節（すなわち高さ調節）が実現される。そして、かかる構成により、脊髄誘発電位測定用電極６００の各々を脊髄２０８の所望の位置に適切に配置することが可能となる。
【００８２】
なお、ここでは、固定されたステージ１６００に対して支持部材１６０１の位置が調節された場合を例示して説明したが、かかる構成以外に、固定の支持部材１６０１と、位置調節が可能な可動式のステージ１６００とを備えた構成であってもよい。
【００８３】
ここでは、支持部材１６０１の長手方向に所定間隔で四つの脊髄誘発電位測定用電極６００が取り付けられている。そして、脊髄誘発電位の測定の際には、測定対象である脊髄２０８の長手方向が、支持部材１６０１の長手方向と一致し、かつ、尾側２０８ｂがパルス印加用電極１６０３にくるようにステージ１６００に載置される。例えば、パルス印加用電極１６０３が取り付けられた支持部材１６０４は、脊髄誘発電位測定用電極６００が取り付けられた支持部材１６０１の場合と同様、図示を省略した微動調節器によりステージ１６００のＸＹ平面およびＺ方向における位置が調節可能に構成されている。
【００８４】
図１７および図１８に示すように、図１６の支持部材１６０１に取り付けられた四つの脊髄誘発電位測定用電極６００の各々は、脊髄２０８（図１６参照）と直接接触するフレキシブル電極部６００ａと、このフレキシブル電極部６００ａに接合される中継部６００ｂとから構成される。
【００８５】
フレキシブル電極部６００ａは、幅Ｗの狭い微小な矩形状の電極基体１０１に、複数の細線電極７０１が配設された構成を有する。一方、中継部６００ｂは、フレキシブル電極部６００ａに配置された複数の細線電極７０１と外部の汎用配線とを接続するための中継基板に相当する。中継部６００ｂは、フレキシブル電極部６００ａの複数の細線電極７０１と外部の汎用配線とに電気的に接続される複数の配線１７０１が基体１７０２に配設された構成を有する。
【００８６】
中継部６００ｂでは、フレキシブル電極部６００ａの細線電極７０１と外部の汎用配線との接続を容易にするために、配線１７０１の配設パターンが、フレキシブル電極部６００ａにおける細線電極７０１の配設パターンよりも大きくなっている。そして、このように配線１７０１の配設パターンの拡大が可能であるように、中継部６００ｂの基体１７０２は、フレキシブル電極部６００ａの電極基体１０１よりも大径を有する。例えば、この場合には、中継部６００ｂの基体１７０２は、フレキシブル電極部６００ａとの接合部側から外部配線接続側にかけて径が大きくなるテーパ形状を有する。
【００８７】
脊髄誘発電位測定用電極６００は、フレキシブル電極部６００ａと中継部６００ｂとが接合されて一体的に構成されている。ここでは、フレキシブル電極部６００ａの細線電極７０１と中継部６００ｂの配線とが直接接触して電気的に接続するように、細線電極７０１が露出するフレキシブル電極部６００ａの電極基体１０１の表面１８０１と、配線１７０１が露出する中継部６００ｂの基体１７０２の表面１８０２とを対向させて両者が接合される。
【００８８】
中継部６００ｂに配設された配線１７０２の他端は、外部の汎用配線に適宜接続され、当該汎用配線を介して、例えば図１２および図１３に示すオペアンプ１２０１に接続されている。また、中継部６００ｂは、フレキシブル電極部６００ａの細線電極７０１が露出する表面１８０１の一端部を脊髄２０８（図１６参照）の表面に直接接触可能とする配置で、図１６の支持部材１６０１に取り付けられる。
【００８９】
例えば、ポリイミド等の絶縁材料を構成材料とするフィルムシートから構成された電極基体１０１に、幅５０〜１００μｍの細線電極７０１が１００〜２００μｍの間隔（ピッチ）で複数本配設され、厚さ３０μｍ以下のフレキシブル電極部６００ａが形成される。
【００９０】
ここでは、ポリイミドを構成材料とする厚さ１５μｍのフィルムシートから構成された矩形状の電極基体１０１に、Ｃｕから構成された径１４μｍで幅８０μｍの細線電極７０１が１６０μｍの間隔で１６本配設されている。かかるフレキシブル電極部６００ａの構成により、２００μｍ以下の空間分解能で脊髄２０８（図１６参照）の周方向の１６箇所の電位測定を行うことが可能となる。
【００９１】
また、上記のフレキシブル電極部６００ａに接合される中継部６００ｂは、ポリイミド等の絶縁材料を構成材料とするフィルムシートから構成された基体１７０２に、幅２５０μｍ程度の配線１７０１が５００μｍ程度の間隔（ピッチ）で複数本配設され、厚さ４０μｍ以下の中継部６００ｂが形成される。
【００９２】
ここでは、Ｃｕから構成された径１４μｍで幅２５０μｍの配線１７０１が、５００μｍの間隔で１６本、厚さ１５μｍのフィルムシートから構成された基体１７０２に配設されている。中継部６００ｂの基体１７０２の構成材料は、絶縁材料であれば特には限定されず、例えば、フレキシブル電極部６００ａと同じ構成材料により構成されてもよい。なお、中継部６００ｂは、フレキシブル性を有してもよく、あるいは有していなくてもよい。
【００９３】
かかる構成の中継部６００ｂに、５〜１５ｍｍ、ここでは１０ｍｍの長さＬのフレキシブル電極部６００ａの一端が接合されて脊髄誘発電位測定用電極６００が形成される。かかる脊髄誘発電位測定用電極６００は、フレキシブル電極部６００ａの適度な弾性（いわゆる「こし」）とフレキシブル性とによって、適切な接触加圧で、損傷を与えることなく脊髄２０８（図１６参照）に配置される。ここで、湾曲した脊髄２０８（図１６参照）の表面と脊髄誘発電位測定用電極６００との接触状態をさらに向上させるために、図１０および図１１で前述したように、フレキシブル電極部６００ａの電極基体１０１において、脊髄２０８（図１６参照）と接触する側の端部を切り欠く構成としてもよい。
【００９４】
ここでは詳細な説明を省略するが、図１６の電極配置装置では、図１７および図１８に示す脊髄誘発電位測定用電極６００と同様の構成を有するパルス印加用電極１６０３が、支持部材１６０４に取り付けられている。かかるパルス印加用電極１６０３によれば、パルス電圧を所望の位置に適切に印加することが可能となる。
【００９５】
以上のように、実施の形態２においては、脊髄２０８に配置された複数の脊髄誘発電位測定用電極６００を用いて、脊髄２０８の誘発電位パルスを脊髄２０８の表面の複数の高位において測定することが可能となり、また、脊髄２０８の同一高位の周方向の複数箇所において、同時に誘発電位を測定することが可能となる。したがって、本実施の形態では、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００９６】
（実施の形態３）
図１９は、本発明の実施の形態３にかかる脊髄誘発電位測定装置における脊髄誘発電位測定用電極の模式図である。また、図２０〜図２２は、それぞれ図１９の脊髄誘発電位測定用電極６００を模式的に例示した平面図である。前述の実施の形態２では、図６に示すように脊髄誘発電位測定用電極６００の長手方向を脊髄２０８の長手方向と一致させて配置する場合（いわゆる縦配置）を説明したが、本実施の形態では、図２０に示すように、脊髄誘発電位測定用電極６００の長手方向を脊髄２０８の短手方向と一致させて配置（いわゆる横配置）する。なお、図１９〜図２２では、図１６と同一の構成要素に同一符号を付し、かかる構成要素については説明を省略する。
【００９７】
図１９に示すように、本実施の形態では、複数の脊髄誘発電位測定用電極６００が、脊髄２０８の複数の異なる高位にそれぞれ配置される。そして、各脊髄誘発電位測定用電極６００では、細線電極７０１および電極基体１０１の一端側の所定領域が、脊髄２０８の表面と直接接触する。この時、各細線電極７０１の一端は、脊髄２０８の周方向における位置がそれぞれ異なる領域Ｓ１〜Ｓ９にそれぞれ配置される。
【００９８】
電極基体１０１は、脊髄２０８との接触領域から他端にかけて徐々に脊髄２０８の表面から離れるように支持部材（図示せず）によって支持されている。それにより、脊髄２０８の長手方向仮想断面に対して所定の角度θ傾斜して脊髄誘発電位測定用電極６００が脊髄２０８に配置される。このような脊髄２０８の所定高位にそれぞれ配置された各脊髄誘発電位測定用電極６００では、各高位における脊髄２０８の周方向の複数の領域Ｓ１〜Ｓ９の各々において、誘発電位測定を同時に行うことが可能となる。
【００９９】
実施の形態２の場合と同様に、脊髄誘発電位測定用電極６００の細線電極７０１は、全体にわたって露出した構成であってもよい。また、図２０〜図２２に示すように、脊髄２０８（図１９参照）と直接接触する領域以外の領域が被覆材８００で被覆された構成であってもよい。また、露出した細線電極７０１の表面は、イオン化反応を抑制する被覆材によって被覆されていてもよい。
【０１００】
例えば、図２０に示すように、各細線電極７０１の一端が電極基体１０１において傾斜配置されるとともに、当該一端を除く領域が、被覆材８００により被覆された構成であってもよい。かかる構成によれば、脊髄２０８（図１９参照）の周方向の異なる複数の領域Ｓ１〜Ｓ９（図１９参照）に、各細線電極７０１の一端を配置することが可能となる。
【０１０１】
また、例えば、図２２に示すように、電極基体１０１の長手方向両端にわたって延在する複数の細線電極７０１において、各細線電極７０１毎に異なる位置に電極露出部を形成し、それにより、当該電極露出部が傾斜配置される構成であってもよい。かかる構成によれば、脊髄２０８（図１９参照）の周方向の異なる複数の領域Ｓ１〜Ｓ９に、露出した各細線電極７０１を配置することが可能となる。
【０１０２】
また、図２２に示すように、電極基体１０１にＬ字状の細線電極７０１が複数組み合わさって配置された構成（いわゆる千鳥パターン）であってもよい。この場合、電極露出部である各細線電極７０１のＬ字端部が、脊髄２０８（図１９参照）の周方向の異なる領域Ｓ１〜Ｓ９にそれぞれ配置される。
【０１０３】
以上のように、脊髄誘発電位測定用電極６００の長手方向を脊髄２０８の長手方向と直交させて配置する実施の形態３においては、脊髄２０８に配置された複数の脊髄誘発電位測定用電極６００を用いて、脊髄２０８の誘発電位パルスを脊髄２０８の表面の複数の高位において測定することが可能となり、また、脊髄２０８の同一高位の周方向の複数箇所において、同時に誘発電位を測定することが可能となる。したがって、本実施の形態では、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【実施例】
【０１０４】
実施例においては、雄で体重４２０〜５００ｇのウィスターラット（Ｗｉｓｔａｒ  Ｒａｔ）を用い、イソフルレン吸入全身麻酔下で第８、第９および第１０胸椎椎弓切除を行った。そして、坐骨神経刺激による感覚性脊髄誘発電位（ｓｅｎｓｏｒｙ  Ｓｐｉｎａｌ  Ｃｏｒｄ  Ｅｖｏｋｅｄ  Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ：以下、ＳＣＥＰと略す）を第９胸椎レベルの脊髄硬膜上で測定した。ここでは、図６に示す実施の形態２の構成によりＳＣＥＰの測定を行うとともに、比較例として、針電極を用いる従来の方法により実施例と同様にしてＳＣＥＰの測定を行った。
【０１０５】
図２３は、針電極を用いる従来の方法を適用した比較例の測定により得られた第９胸椎レベルの所定箇所におけるＳＣＥＰの波形を示す図である。また、図２４は、実施の形態２の方法を適用した実施例の測定により得られた比較例と同一箇所におけるＳＣＥＰの波形を示す図である。図２３および図２４に示すように、比較例および実施例のいずれにおいても、ＳＣＥＰの測定結果は、ほぼ同様となった。
【０１０６】
図２５は、脊髄２０８の表面に配置された実施例の脊髄誘発電位測定用電極６００の各細線電極７０１ａ〜７０１ｈの位置を示す模式的な断面図である。図２５に示すように、この場合には、第９胸椎レベル背側の脊髄２０８の表面に脊髄誘発電位測定用電極６００が配置され、脊髄誘発電位測定用電極６００の各細線電極７０１ａ〜７０１ｈが、脊髄２０８の周方向の８箇所にそれぞれ配置されている。かかる構成により、実施例では、細線電極７０１ａ〜７０１ｈが配置される当該８箇所が測定点となる。ここでは、左坐骨神経刺激を与えた場合と右坐骨神経刺激を与えた場合とについて、各測定点でＳＣＥＰ測定を行った。
【０１０７】
図２６は、左坐骨神経刺激を与えた場合に細線電極７０１ａ〜７０１ｈの各々で測定されるＳＣＥＰの波形を示す図である。また、図２７は、右坐骨神経刺激を与えた場合に細線電極７０１ａ〜７０１ｈの各々で測定されるＳＣＥＰの波形を示す図である。ここで、図２６および図２７中の矢印Ａで示す部分は、第１陽性波である。図２６および図２７に示すように、左坐骨神経刺激を与えた場合および右坐骨神経刺激を与えた場合のいずれにおいても、細線電極７０１ａ〜７０１ｈでは、第１陽性波に続いてさらに複数の波形が検出されるが、ここでは、図中の矢印Ａで示す第１陽性波に着目して測定結果を検討した。
【０１０８】
図２８は、左坐骨神経刺激を与えた場合に細線電極７０１ａ〜７０１ｈでそれぞれ検出されたＳＣＥＰの第１陽性波の振幅を示す図である。また、図２９は、右坐骨神経刺激を与えた場合に細線電極７０１ａ〜７０１ｈでそれぞれ検出されたＳＣＥＰの第１陽性波の振幅を示す図である。図２８および図２９に示すように、脊髄誘発電位測定用電極６００（図６参照）を用いれば、各細線電極７０１ａ〜７０１ｈにより、脊髄２０８（図２６参照）の同一高位における周方向の８箇所の各領域のＳＣＥＰを、安全かつ簡便に測定することが可能となる。
【０１０９】
さらに、上記のように脊髄誘発電位測定用電極６００（図６参照）を用いたＳＣＥＰ測定では、坐骨神経刺激の印加側と同側の後索近傍において高い電位が得られ、当該電位は、電位が最小である部位の約３倍であるという結果が得られた。また、印加する坐骨神経刺激を左右反対にすることにより、坐骨神経刺激により活性化される部位が反対となるという結果が得られた。これらの結果は、坐骨神経刺激が主に刺激印加側と同側の後索を上行性に伝導するという過去の報告、また、坐骨神経刺激を左右反対にすることにより当該刺激により活性化される部位が反対となるという過去の報告と一致するものであり、脊髄誘発電位測定用電極６００（図６参照）による測定の信頼性が裏付けられる。
【０１１０】
（付記１）脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極であって、
絶縁性シートから構成された電極基体と、
前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、
前記複数の電極の各々は、前記脊髄の周方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触することを特徴とする脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１１】
（付記２）脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極であって、
絶縁性シートから構成された電極基体と、
前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、
前記複数の電極の各々は、前記脊髄の長手方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触することを特徴とする脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１２】
（付記３）突起状の前記複数の電極の各々が、前記電極基体上に分散して配列されたことを特徴とする付記１または２に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１３】
（付記４）細線状の前記複数の電極の各々が、前記電極基体上に延在して配列されたことを特徴とする付記１または２に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１４】
（付記５）前記電極基体が、フレキシブル性を有する薄膜シートから構成されたことを特徴とする付記１または２に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１５】
（付記６）前記脊髄の周方向に沿って配置される前記電極基体の端辺が、曲線状またはＶ字状であることを特徴とする付記１または２に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１６】
（付記７）前記複数の電極の表面に、イオン化反応を抑制する処理を施したことを特徴とする付記１または２に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１７】
（付記８）前記電極基体は、脊髄接触部と、中継部と、から構成され、
前記電極基体の前記脊髄接触部上に配設される前記複数の電極の各々の幅および間隔が、前記電極基体の前記中継部上に配設される前記複数の電極の各々の幅および間隔よりも小さいことを特徴とする付記１または２に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１８】
（付記９）前記電極基体の前記脊髄接触部上に配設される前記複数の電極の各々は、幅が略５０μｍ以上略１００μｍ以下であり、配設間隔が略１００μｍ以上略２００μｍ以下であり、前記電極基体の前記中継部上に配設される前記複数の電極の各々は、幅が略２５０μｍであり、配設間隔が略５００μｍであることを特徴とする付記８に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１１９】
（付記１０）前記電極基体の前記脊髄接触部が少なくともフレキシブル性を有するとともに、前記電極基体と前記複数の電極との合計の厚みが、前記脊髄接触部では略３０μｍ以下であり、前記中継部では略４０μｍ以下であることを特徴とする付記８または９に記載の脊髄誘発電位測定用電極。
【０１２０】
（付記１１）脊髄表面の脊髄誘発電位を測定する脊髄誘発電位測定用電極と、
前記脊髄誘発電位測定用電極を脊髄表面と直接接触させるための接触手段と、を備え、
前記脊髄誘発電位測定用電極は、絶縁性シートから構成された電極基体と、前記電極基体上に複数配設され、それぞれ脊髄表面と直接接触する電極と、を備え、
前記接触手段は、前記脊髄誘発電位測定用電極の前記複数の電極の各々を、前記脊髄の周方向の複数の異なる箇所の表面および／または前記脊髄の長手方向の複数の異なる箇所の表面と直接接触させることを特徴とする脊髄誘発電位測定装置。
【０１２１】
（付記１２）前記接触手段は、脊髄を載置する脊髄載置手段と、前記脊髄誘発電位測定用電極と前記脊髄との相対配置を変化させる可動手段と、を備えることを特徴とする付記１１に記載の脊髄誘発電位測定装置。
【０１２２】
（付記１３）前記接触手段により、前記脊髄の長手方向の異なる複数の箇所の表面に、前記脊髄誘発電位測定用電極が、長手方向を前記脊髄の長手方向と略一致させて直接接触することを特徴とする付記１１に記載の脊髄誘発電位測定装置。
【０１２３】
（付記１４）前記接触手段により、前記脊髄の長手方向の異なる複数の箇所の表面に、前記脊髄誘発電位測定用電極が、長手方向を前記脊髄の長手方向と略直交させて直接接触することを特徴とする付記１１に記載の脊髄誘発電位測定装置。
【０１２４】
（付記１５）前記脊髄誘発電位測定用電極により検出される脊髄誘発電位のパルス波形を取得して処理する処理手段をさらに備えたことを特徴とする付記１１に記載の脊髄誘発電位測定装置。
【０１２５】
（付記１６）前記処理手段は、前記脊髄誘発電位測定用電極による検出により取得される前記脊髄の長手方向同一高位における周方向の複数箇所の検出パルス波形の各々から、当該高位における周方向の各箇所の平均パルス波形を取得し、当該平均パルス波形を用いて、前記検出パルス波形の各々について差動波形処理を行うことを特徴とする付記１１に記載の脊髄誘発電位測定装置。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明にかかる脊髄誘発電位測定用電極および脊髄誘発電位測定装置は、脊髄に損傷を与えることなく容易にかつ定量的に精度よく詳細な機能評価を実現する脊髄誘発電位測定用電極および脊髄誘発電位測定装置として有用である。
【０１２７】
このような脊髄誘発電位測定用電極および脊髄誘発電位測定装置は、脊髄を使用した実験や研究等に広く適用可能であり、その汎用性および経済効果は大きい。例えば、脊髄再生研究、神経再生研究等の医療研究や、動物モデルの脊髄を用いて行われている麻酔薬、神経作用薬等の創薬研究にこれらを適用してもよい。また、これらを臨床へ応用してもよく、例えば、脊椎手術中に脊髄への安全性を確認手段としての脊髄モニタリングシステムや、脊髄電気刺激による脊髄再生治療や、電気刺激による疼痛緩和治療等への応用も可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる脊髄誘発電位測定用電極を示す平面図である。
【図２】図１の脊髄誘発電位測定用電極を用いた脊髄誘発電位測定装置の構成図である。
【図３】図１の脊髄誘発電位測定用電極の電極部の脊髄における詳細配置を示す模式図である。
【図４】図３の電極部の第１〜第４の位置に配置された半田バンプで検出される電気信号に基づいてデジタルオシロにより取得される誘発電位パルスの波形を示す図である。
【図５】図２の処理部のディスプレイに表示された脊髄の電極部配置領域の断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２にかかる脊髄誘発電位測定装置の構成図である。
【図７】図６の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図８】図６の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図９】図６の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図１０】図６の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図１１】図６の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図１２】平均差動波形処理を行って脊髄誘発電位を測定する場合を説明するための模式図である。
【図１３】平均差動波形処理を行わずに脊髄誘発電位を測定する場合を説明するための模式図である。
【図１４】平均差動波形処理の動作を説明するための図である。
【図１５】平均差動波形処理を行わない場合の処理の動作を説明するための図である。
【図１６】図６に示す脊髄誘発電位測定装置の測定部が備える電極配置装置を示す側面図である。
【図１７】図１６の電極配置装置で用いられる脊髄誘発電位測定用電極の平面図である。
【図１８】図１７の脊髄誘発電位測定用電極の側面図である。
【図１９】本発明の実施の形態３にかかる脊髄誘発電位測定装置における脊髄誘発電位測定用電極の模式図である。
【図２０】図１９の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図２１】図１９の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図２２】図１９の脊髄誘発電位測定用電極を模式的に例示した平面図である。
【図２３】針電極を用いる従来の方法を適用した比較例における測定で得られたＳＣＥＰの波形を示す図である。
【図２４】実施の形態２の方法を適用した実施例における測定で得られたＳＣＥＰの波形を示す図である。
【図２５】脊髄の表面に配置された脊髄誘発電位測定用電極の各電極パターンの配置を示す模式的な断面図である。
【図２６】左坐骨神経刺激を与えた場合に電極パターンの各々で測定されるＳＣＥＰの波形を示す図である。
【図２７】右坐骨神経刺激を与えた場合に電極パターンの各々で測定されるＳＣＥＰの波形を示す図である。
【図２８】左坐骨神経刺激を与えた場合に電極パターンの各々で検出されたＳＣＥＰの第１陽性波の振幅を示す図である。
【図２９】右坐骨神経刺激を与えた場合に電極パターンの各々で検出されたＳＣＥＰの第１陽性波の振幅を示す図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１００，６００  脊髄誘発電位測定用電極
１０１  電極基体
１０２ａ〜１０２ｄ  電極部
１０３  半田バンプ
１０４，１２００  配線
２０１  測定部
２０２  処理部
２０３  パルスジェネレータ
２０４  デジタルオシロ
２０５  演算処理部
２０６  記憶部
２０７  ディスプレイ
２０８  脊髄
２０９  刺激パルス
２１０  末梢神経
７０１  電極パターン
８００  被覆材
１２０１  オペアンプ
【図１】
2006187342.tif 000003
【図２】
2006187342.tif 000004
【図３】
2006187342.tif 000005
【図４】
2006187342.tif 000006
【図５】
2006187342.tif 000007
【図６】
2006187342.tif 000008
【図７】
2006187342.tif 000009
【図８】
2006187342.tif 000010
【図９】
2006187342.tif 000011
【図１０】
2006187342.tif 000012
【図１１】
2006187342.tif 000013
【図１２】
2006187342.tif 000014
【図１３】
2006187342.tif 000015
【図１４】
2006187342.tif 000016
【図１５】
2006187342.tif 000017
【図１６】
2006187342.tif 000018
【図１７】
2006187342.tif 000019
【図１８】
2006187342.tif 000020
【図１９】
2006187342.tif 000021
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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