(57)【要約】【課題】  手術野の脳表面から深部に存在する錐体路の位置を確認し、錐体路を温存させるばかりでなく、錐体路の虚血の発生を防止するような手術を迅速に行うことができる双極電極を提供する。【解決手段】  大脳１０に電気的な刺激を与え、該刺激により大脳の神経線維のうち主に錐体路１５の有無を確認しながら、大脳１０の病変の摘出手術を行うための双極刺激電極１であって、該双極刺激電極１は、大脳１０に刺入すべく先端２１が尖った２つの針状電極体２，２を備えており、該２つの針状電極体２，２は、大脳１０に刺入されたときに大脳１０に電気的な刺激を与えるべくその先端２１の間が通電可能に配置してなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大脳に電気的な刺激を与え、該刺激により大脳の神経線維の有無を確認しながら、大脳の病変の摘出手術を行うための双極刺激電極であって、
該双極刺激電極は、大脳に刺入すべく先端が尖った２つの針状電極体を備えており、該２つの針状電極体は、大脳に刺入されたときに大脳に電気的な刺激を与えるべくその先端間が通電可能に配置されていることを特徴とする双極刺激電極。
【請求項２】
２つ針状電極体は、電極体間が一定距離となるように平行配置されており、各針状電極体は、先端から基端に沿って、所定の間隔毎に目盛りが付されていることを特徴とする請求項１に記載の双極刺激電極。
【請求項３】
双極刺激電極は、針状電極体の基端側に、針状電極体の先端方向を所望の方向に調整すべく屈曲し、その方向に保持することが可能な方向調整部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の双極刺激電極。
【請求項４】
各針状電極体は導電性材料からなり、各針状電極体の胴部表面には、絶縁被膜が形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の双極刺激電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大脳の腫瘍などの病変を摘出する際に、大脳白質内にある神経線維を確認するための双極刺激電極に係り、特に、脳表面から深部に存在する錐体路の位置を容易に確認することができる双極刺激電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、脳腫瘍等の脳の摘出手術において、患者の大脳白質の神経線維（主に、錐体路）に損傷を与えないように、大脳運動野近傍の病変を摘出することが重要視されてきた。特に、錐体路を切断してしまうと、術後の患者の半身が麻痺したり、患者の視野が狭くなるなど、様々な後遺症が残る可能性があるからである。
【０００３】
そこで、このような大脳における病変の摘出を行うときに、大脳皮質または大脳白質部分の表面にＯｊｅｍａｎｎ  Ｃｏｒｔｉｃａｌ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｏｒ等の双極電極をあて、該電極に電圧を印加し、その表面に電気的な刺激を与えながら、錐体路の有無を確認するような方法が採られてきた。
【０００４】
このような双極電極の一例して、図４に示すように、大脳１０に電気的な刺激を与え、該刺激により大脳１０の神経線維のうち、主に錐体路１５の有無を確認しながら、大脳１０の病変の摘出手術を行うための錐体路確認装置６０の双極電極６３が開示されている。この双極電極６３は、手術時に大脳皮質または大脳白質に配置され、刺激装置６１から出力される電流により通電され、電気的な刺激を与えるものである。そして、腫瘍などの摘出の際に、白質断端（切除表面）１２から約２〜３ｍｍの深さに錐体路１５がある場合には、この錐体路１５は、白質断端１２に与えられた電気的な刺激に誘発され、筋電図記録装置６２に応答する。このような一連の操作により、錐体路１５の有無を確認し、錐体路１５に損傷を与えないように、大脳皮質及び大脳白質の病変を少しずつ摘出することが可能となる（非特許文献１参照）。
【０００５】
また、この他にも、硬膜下において脳表面に接触して脳表面の電位を検出する電極であって、脳表面に接触する接触部分を可撓性のある複数の導電繊維で構成された硬膜下電極が提案されている（特許文献１）。
【０００６】
【非特許文献１】山口文雄、寺本明，電気生理学的モニタリング、術中脳機能モニタリング，ＣＬＩＮＩＣＡＬ  ＮＥＵＲＯＳＣＩＥＮＣＥ別冊，中外医学社，２００２．９．１，Ｖｏｌ．２０，Ｎｏ．９，Ｐ．１００３−１００７
【特許文献１】特開平２００２−３０１０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、大脳白質の断端に、電極を配置して病変の摘出手術を行う場合には、白質断端から、約３ｍｍまでの組織しか電気的な刺激を与えることができず、大脳白質の深部の錐体路の有無を確認することは困難であった。そのため、病変摘出の手術時には、白質断端の組織を少しずつ切除し、再度切除面に電極を設置し、錐体路の確認作業を行う必要があり、手術に時間を要し、患者の身体にも負担がかかっていた。
【０００８】
さらに、このような手術方法により、大脳白質内にある錐体路に損傷を与えることなく、病変を摘出したとしても、錐体路が虚血状態になる可能性もあった。すなわち、錐体路に充分な量の血液を供給するには、錐体路からおよそ３ｍｍ程度の厚みの脳組織を残しておく必要があるが、上述したような錐体路の有無を確認する方法では、仮に錐体路に損傷を与えずに手術を行ったとしても、切除面が錐体路から３ｍｍ程度にまで迫ってしまい、錐体路の虚血が引起され、術後の患者に後遺症が残るおそれもあった。
【０００９】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、手術野の脳表面から深部に存在する錐体路の位置を確認し、錐体路を温存させるばかりでなく、錐体路の虚血の発生を防止するような手術を迅速に行うことができる双極刺激電極を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく、大脳白質の深部に電気的な刺激を与えるためには、白質内に電極を刺入することが有効な方法であると考え、安全かつ効率的に大脳白質に電気的な刺激を与える方法として、脳内に単極の電極を刺入する定位脳手術方法に着眼した。そして、多くの実験と研究を行った結果、大脳白質に一対の針状の電極を刺入することにより、電極先端からおよそ３〜５ｍｍの深さにある錐体路に電気的な刺激を与えることが可能であるとの知見を得た。
【００１１】
本発明は、基本的には上記の新たな知見に基づくものであり、本発明に係る双極刺激電極は、大脳に電気的な刺激を与え、該刺激により大脳の神経線維の有無を確認しながら、大脳の病変の摘出手術を行うための双極刺激電極であって、該双極刺激電極は、大脳に刺入すべく先端が尖った２つの針状電極体を備えており、該２つの針状電極体は、大脳に刺入されたときに大脳に電気的な刺激を与えるべくその先端間が通電可能に配置されている。
【００１２】
本発明の如き双極刺激電極は、先端が尖った２つの針状電極体を大脳のうち大脳皮質、さらには大脳白質に刺入した状態で、電極の先端間を通電し、電気的な刺激を大脳白質に与えることができる。その結果、病変摘出断端から約３０ｍｍの深さまで電気的な刺激を与えることが可能となり、その深さに存在する神経線維の位置を確認することができる。さらに、この針状電極体を刺入することにより、病変摘出前に、特に、大脳白質内にある神経線維からなる錐体路の位置を確認することが可能となる。このように錐体路の位置を事前に確認することができるので、迅速に病変を摘出し、錐体路に損傷を与えることなく、錐体路の虚血発生の防止を図ることができる。
【００１３】
このような針状電極体は、先端が尖った円筒形状であり、電極体の刺入時に、大脳皮質及び大脳白質に影響を与えず、電極体の剛性を確保するための円筒棒の直径は０．５ｍｍ〜２ｍｍ程度であることが好ましいが、刺入時に大脳皮質及び大脳白質に損傷を与えないような形状及び大きさであるならば特に限定されるものではない。
【００１４】
また、本発明に係る双極刺激電極の２つ針状電極体は、電極体間が一定距離となるように平行配置されており、各針状電極体は、先端から基端に沿って、所定の間隔毎に目盛りが付されていることが好ましい。このように針状電極体を平行に配置することにより、大脳皮質及び大脳白質を傷つけることなく、その表面に対して同じ方向から２つの針状電極体を同時に刺入することができる。
【００１５】
さらに、先端から基端に沿って、所定の間隔毎に目盛りが付されているので、手術者が、この電極を把持しながら大脳皮質内さらには大脳白質内まで、針状電極体を刺入し、その刺入深さを目視により容易に把握することができる。よって、これまでの定位脳手術方法において、移動可能に電極を一方向に固定し、電極の移動距離から電極体の刺入深さを測定するような大掛かりな装置構成は不要となる。さらに、２つの針状電極体が平行な状態で配置され、先端からこのような目盛りが付されているため、手術者は、２つの針状電極体に付された目盛りを見ながら、所望の深さまで２つの針状電極体をバランス良く大脳に刺入することができるので、より正確かつ安全に錐体路の位置を確認することができる。
【００１６】
さらに、白質内にある錐体路の存在を広範囲に確認するためには、針状電極体間の距離を大きくした方が良いが、これでは白質内のどこに錐体路が走行しているかを同定することが困難である。錐体路を効率よく電気的な刺激を与え、かつ脳内での空間的位置を確認しながら手術をおこなうには、針状電極間の距離は５ｍｍ程度が望ましい。
【００１７】
目盛りを付す方法としては、針状電極体と異なる色の目盛りを電極体の胴部の周方向に付すことが好ましく、例えば、針状電極体を黒色にした場合には、容易に目視可能なように目盛りを黄色、白色、又は赤色でマーキングすることが好ましい。さらに、好ましい態様としては、先端から目盛りを１ｍｍ間隔毎にある色（例えば白色）でマーキングし、先端から５ｍｍ間隔毎に、別の色（例えば赤色)でマーキングすることで、手術者は、針状電極体を刺入した深さを瞬時に把握することができる。別の態様としては、先端から１ｍｍ間隔毎に、針状電極体の胴回りの半周に罫書き線を入れ、先端から５ｍｍ間隔毎に、針状電極体の全周に罫書き線を入れるようにしてもよい。
【００１８】
本発明に係る双極刺激電極の好ましい態様としては、針状電極体の基端側に、針状電極体の先端方向を所望の方向に調整すべく屈曲し、その方向に保持することが可能な方向調整部を備えている。このような、方向調整部を設けることにより、手術者は、この２つの針状電極体の先端を所望の方向に調整し、より手術がし易い安定した体勢で電極体を刺入することができる。
【００１９】
より好ましい態様としては、この双極刺激電極は、この電極を手術者が把持するための把持部を備えており、前記方向調整部は、この把持部と針状電極体との間に配設されている。このように、把持部近傍かつ針状電極体の基端近傍に、方向調整部を設けることにより、手術者は、手振れなく針状電極体を正確に刺入することができる。また、このような方向調整部としては、手術者により容易に屈曲でき、その屈曲状態を保持できるような材料又は形状であることが好ましく、例えば、銅またはその合金などのじん性を有した金属材料により製作された棒体などが好ましい。
【００２０】
また、各針状電極体は導電性材料からなり、各針状電極体の胴部表面には、絶縁被膜が形成されていることが好ましい。このように、針状電極体の胴部に絶縁被膜を形成することにより、胴部からの電流が漏洩することなく、針状電極体の先端間にのみ、効率的に電気を流すことができる。この結果、少ない電流で錐体路の有無を正確に確認することができ、大脳皮質及び大脳白質にかかる電気的な負荷を軽減することができる。さらに針状電極体の材料としては、例えば、耐腐食性に優れ、電気導電率が高い、金属材料が好ましく、ステンレス鋼、タングステン、白金イリジウムなどの材料が挙げられる。また、絶縁被膜の材料としては、人体に影響を与えない材料が好ましく、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、フッ素樹脂などの材料が挙げられる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の双極刺激電極によれば、手術野の脳表面から深部に存在する錐体路の位置を確認し、錐体路を傷つけることなく好適に手術を行うことができるので、大脳のうち特に大脳白質の病変を安全に、摘出することが可能となる。その結果として、術後の患者の神経症状の悪化（麻痺の増悪）を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る双極刺激電極の実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施形態に係る双極刺激電極の全体構成図であり、図２は、図１に示す双極刺激電極の断面を説明するための模式図、図３は、図１に示す双極刺激電極の先端近傍の拡大図である。尚、本実施形態に係る双極刺激電極１は、前述した図４の双極電極６３の代わりに用いる電極であり、錐体路確認装置６０は、電極の構造以外は、従来と原則的には同じ機器を用いるので、これらの機器ついての詳細な説明は省略する。
【００２３】
本実施形態に係る双極刺激電極１は、大脳１０に電気的な刺激を与え、該刺激により大脳白質の神経線維のうち主に錐体路１５の有無を確認しながら、大脳１０の病変の摘出手術を行うための電極であり、図１及び図２に示すように、双極刺激電極１は、主に、２つの針状電極体２，２、電極体固定部３、方向調整部４、及び把持部５を備えている。
【００２４】
この２つの針状電極体２，２は、大脳１０に針状電極体２，２が刺入されたときに、大脳１０に電気的な刺激を与えるために通電可能なように配置されている。具体的には、２つの針状電極体２，２は、電極体間に通電することが可能なように、一定距離（５ｍｍ程度の距離）を保持して平行に配置されている。さらに、各針状電極体２の基端側は、その相対的な位置関係が変化しないように、図２に示す如く、電極体固定部３の貫通孔３１を介して固定されている。さらに、この貫通孔３１を貫通した各針状電極体２の基端２２は、リード線７が接続されており、刺激装置６１（図４参照）により調整された所定電流を針状電極体２の先端２１の間に通電可能となっている。
【００２５】
また、図２に示すように、各針状電極体２は、直径０．６ｍｍ程度の円筒棒状のステンレス鋼からなり、大脳１０のうち大脳皮質、さらには大脳白質にまで刺入すべく、先端２１が尖っている。さらに、各針状電極体２の胴部２３には、エポキシ樹脂からなる絶縁被膜２４が形成されている。このように、絶縁被膜２４を胴部２３に形成することにより、手術時に、この絶縁被膜２４が形成されていない電極体の先端間のみに適切に電流を流すことができる。
【００２６】
また、図３に示すように、絶縁被膜２４の表面には、電極体の先端２１から基端２２に沿って、１ｍｍ間隔毎に目盛り２５ａが付されており、さらに５ｍｍ間隔毎に１ｍｍ間隔毎に付した目盛りとは区別可能な目盛り２５ｂが、１０ｍｍ間隔毎にこれらの目盛りとは区別可能な目盛り２５ｃが、付されている。この目盛り２５ａ〜２５ｃは、図３に示すように、周方向に異なる長さの周線を付して区別してもよく、例えば、各針状電極体２に黒色のエポキシ樹脂を被覆し、目盛り２５ａを黄色、目盛り２５ｂを赤色、目盛り２５ｃを白色となるように、着色したエポキシ樹脂をさらに周線に沿って被覆してもよい。このように、平行に配置された２つの針状電極体２，２の先端２１から基端２２に沿って、所定の間隔毎に目盛りが付されているので、手術者が、どの程度の深さまで大脳１０内に電極体を刺入したか、その刺入深さを簡単かつ正確に目視確認することができる。
【００２７】
このような針状電極体２の材料としては、電気導電性が高く、耐腐食性に優れ、人体影響を与え難い材料が好ましく、ステンレス鋼の他にも、例えば、タングステン、白金イリジウム、などの材料が挙げられ、絶縁被膜２４の材料としては、絶縁性に優れ、人体に影響を与えない材料であればよく、エポキシ樹脂の他にも、例えば、ウレタン樹脂、フッ素樹脂、などの材料が挙げられる。
【００２８】
さらに、針状電極体２の基端側には、アクリル樹脂からなる電極体固定部３を介して、方向調整部４が備えられている。この方向調整部４は、針状電極体２の先端方向（基端２２から先端２１に沿った方向）を手術者が望む方向に調整し、その調製した方向に、針状電極体２を保持することが可能な構成となっており、方向調整部４は、銅棒体４１と、シリコーンチューブ４２と、を備えている。
【００２９】
この銅棒体４１は、一端が電極体固定部３の中央に設けられた凹部３２に嵌合するように固定されており、他端は、把持部５に設けられた凹部５２に嵌合するように固定されている。このように、じん性に富んだ銅金属の棒体４１を設けることにより、手術時において、手術者が、この銅棒体４１を容易に屈曲させて、電極体２を所望の先端方向に保持することができる。また、このような機能を確保することができるのであれば、針状電極体２と把持部５とに配置される棒体は、鉄、アルミニウム、などの金属材料等からなってもよく、この場合には、その棒径を変えることにより、棒体の剛性を調整することが可能となる。
【００３０】
さらに、シリコーンチューブ４２は、銅棒体４１と、前述したリード線７とを、覆うように配置されており、このチューブ端面は、電極体固定部３及び把持部５に固着されている。また、リード線７は、把持部５の貫通孔５１を介して、刺激装置６１に接続されている。このように、電気絶縁性があり、可撓性のあるシリコーンチューブ４２を設けることにより、より安全に手術者が手術をすることができるばかりでなく、各針状電極体２に接続された銅棒体４１の腐食も防止することができる。さらに、手術時において、手術者が方向調整部４を屈曲させたとしても、リード線７がチューブ内に収まっているので、リード線７の弛みにより手術者の作業性を悪化させることはない。
【００３１】
前記のように構成された双極刺激電極１の使用方法について、以下に説明する。まず、患者の大脳１０にある病変が摘出可能なように、患者の頭部を開頭する。一方、図４に示すように、電気的な刺激による患者の筋電の変化を得るために、筋電図記録装置６２に接続された針電極６４を患者の末梢筋群１１にセットする。
【００３２】
そして、手術者は、錐体路確認装置６０の刺激装置６１の電圧を所定の電圧に設定すると共に、双極刺激電極１の把持部５を持ち、手術者が大脳１０の病変に２つの針状電極体２，２を刺入し易いように、図１の破線に示す如く方向調整部４を所望の角度に屈曲させ、その先端方向を調整する。
【００３３】
手術者は、２つの針状電極体２，２に付された目盛り２５ａ〜２５ｃを目視により確認しながら、２つの針状電極体２，２が同じ深さになるように、大脳１０に２つの針状電極体２，２を刺入する。このように、手術者は、目盛り２５ａ〜２５ｃを確認しながら２つ電極体をバランス良く刺入し、電気的な刺激を与えた位置を正確に把握することができる。なお、ここでは、予め２つの針状電極体２，２に所定の電圧を印加しておいたが、この電極体を大脳１０に刺入した際に、電極体間に電圧を印加するようにしてもよい。
【００３４】
そして、電圧が付加された針状電極体２，２を大脳１０のうち大脳白質にまで刺入するので、絶縁被膜２４が被覆されていない電極体２，２の先端間のみに電流が流れ、所望の位置に正確に大脳白質に電気的な刺激が与えられ、大脳白質の深部に錐体路１５が存在する場合には、筋電図の波形に反映される。このように、電極体を大脳白質に刺入し、電極体の先端のみに電流を流すことができるので、病変摘出断端から３０ｍｍまでの深さにある錐体路１５の位置を正確に確認することができる。この確認により、手術者は、大脳白質の錐体路１５を傷つけることなく、さらには、錐体路１５への血流を温存するように、錐体路の周りの脳組織を残して、迅速に、病変の摘出手術を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本実施形態に係る双極刺激電極の全体構成図。
【図２】図１に示す双極刺激電極の断面を説明するための模式図。
【図３】双極刺激電極の先端近傍の拡大図。
【図４】電極を用いた大脳白質の錐体路の確認を説明するための図。
【符号の説明】
【００３６】
１…双極刺激電極、２…針状電極体、３…電極体固定部、４…方向調整部、５…把持部、７・・・リード線、１０…大脳、１１…末梢筋群、１２…白質断端、１５…錐体路、２１…先端、２２…基端、２３…胴部、２４…絶縁被膜、２５ａ〜２５ｃ…目盛り、６０…錐体路確認装置、６１…刺激装置、６２…筋電図記録装置、６３…双極電極、６４・・・針電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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