(57)【要約】【課題】脳波の異常部位をピンポイントで効率よく冷却することができる小型で取り扱いが容易な頭蓋内埋込み型大脳冷却装置及びこれを使用する脳波制御システムを提供する。【解決手段】脳硬膜２１下腔に当接及び／又は挿入して脳波を測定するための１又は複数の頭蓋内電極１１を有し、それぞれの頭蓋内電極１１毎に近接して設けられ、脳硬膜２１下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うための吸熱面１３と、吸熱面１３に対向して設けられ移送される熱が送り込まれるための発熱面１４を備えるペルチェ素子１５からなる冷却手段を有する。【選択図】　　　　図１
2004129964.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して脳波を測定するための１又は複数の頭蓋内電極を有し、それぞれの該頭蓋内電極毎に近接して設けられ、前記脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うための吸熱面と、該吸熱面に対向して設けられ移送される熱が送り込まれるための発熱面を備えるペルチェ素子からなる冷却手段を有することを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置であって、前記ペルチェ素子が半導体素子からなることを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置であって、前記冷却手段の前記発熱面に移送された熱を放熱するための放熱手段を有することを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項４】
請求項３記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置であって、前記放熱手段が水冷方式からなり前記発熱面に当接して通過し、体外に延設するパイプ状の冷却水通路を有することを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項５】
脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うための吸熱面と、該吸熱面に対向して設けられ移送される熱が送り込まれるための発熱面を備える半導体素子のペルチェ素子からなる冷却手段を有することを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項６】
請求項５記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置であって、前記発熱面に送り込まれた熱を放熱するための前記発熱面に当接して通過する前記パイプ状の冷却水通路を備える水冷方式からなる放熱手段を有することを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項７】
脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うためのパイプ状の冷却水通路を備える水冷方式からなる放熱手段を有することを特徴とする頭蓋内埋込み型大脳冷却装置。
【請求項８】
請求項１又は２記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、前記脳硬膜下腔に１又は複数の前記頭蓋内電極を当接及び／又は挿入すると同時に、それぞれの該頭蓋内電極毎に近接して前記冷却手段を当接及び／又は挿入し、それぞれの前記頭蓋内電極から導出されるリード線を介して通電して脳波を測定し、該脳波の異常部位を同定すると共に、該異常部位に相当する前記冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して前記吸熱面から前記発熱面に熱を移動させて冷却を行うことを特徴とする脳波制御システム。
【請求項９】
請求項３又は４記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、前記脳硬膜下腔に１又は複数の前記頭蓋内電極を当接及び／又は挿入すると同時に、それぞれの該頭蓋内電極毎に近接して前記冷却手段を当接及び／又は挿入し、それぞれの前記頭蓋内電極から導出されるリード線を介して通電して脳波を測定し、該脳波の異常部位を同定すると共に、該異常部位に相当する前記冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して前記吸熱面から前記発熱面に熱を移送させ、該熱を前記発熱面から前記放熱手段で放熱させることを特徴とする脳波制御システム。
【請求項１０】
請求項５記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、脳波の異常部位が検出された前記脳硬膜下腔の前記異常部位に前記冷却手段を当接及び／又は挿入し、前記冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して前記吸熱面から前記発熱面に熱を移送させて冷却を行うことを特徴とする脳波制御システム。
【請求項１１】
請求項６記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、脳波の異常部位が検出された前記脳硬膜下腔の前記異常部位に前記冷却手段を当接及び／又は挿入し、前記冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して前記吸熱面から前記発熱面に熱を移送させ、前記発熱面に送り込まれた前記熱を前記発熱面を通過する冷却水通路に冷却水を流水する水冷方式からなる放熱手段で放熱することを特徴とする脳波制御システム。
【請求項１２】
請求項７記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、脳波の異常部位が検出された前記脳硬膜下腔の前記異常部位に、前記冷却水通路の一部を当接し、該冷却水通路に冷却水を通水して放熱することを特徴とする脳波制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、脳波の乱れから異常部位を検出し、この異常部位を冷却する頭蓋内埋込み型大脳冷却装置及びこれを使用する脳波制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、てんかんで苦しむ人に対しては、抗てんかん薬等を投与する薬物治療での対処、又は、発作を起こす大脳の一部を切除したり、てんかん異常波の広がりを防止するために伝播経路を遮断したりする等の手術する外科治療での対処が行われている。
【０００３】
これらの薬物治療や外科治療を行うためには、脳波を測定して、てんかんの発症部を同定したりしてその対処方法を検討する必要がある。この脳波の測定には、直接脳硬膜下腔に頭蓋内電極である薄いシート状の硬膜下電極を脳の硬膜下腔の表面に当接したり、細い棒状からなる深部電極を大脳の深部に挿入したりして測定する方法が用いられている。そして、頭蓋内電極は、頭蓋骨内の硬膜下腔の大脳の表面及び／又は深部に複数個が装填され、大脳の表面及び／又は深部からの脳波を直接測定し、異常波の発生源や、異常の分布を正確に捉え、てんかん発作焦点を同定し、記録して薬物治療や外科治療を行うために利用している。
【０００４】
また、てんかんが発病した時には、大脳の異常部位の温度を２３℃程度以下に冷却することによって、脳から発生するてんかん異常波が抑制でき、発作症状が緩和されることが実験的に確かめられている。
【０００５】
なお、心臓外科手術においては、心臓の洞房結節部をペルチェ素子等を用いた冷却装置で冷却して患者の心臓機能を過度に抑制することなく、しかも多量の薬剤を使用しないで、心拍動を任意に抑制し且つその回復を円滑に達成できる洞房結節冷却装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、人体等を冷却するために、熱伝導性の良い液体の入った袋状容器を複雑な曲面をした人体等に当接し、更に、ペルチェ素子の吸熱面を袋状容器に当接し、ペルチェ素子の放熱面（発熱面）及び放熱面に取り付けられた放熱装置で暖められた液体の熱を冷却する電子冷却器が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−１０４３６２号公報（第１−５頁、第１図）
【特許文献２】
特開平８−１６６１８０号公報（第１−３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述したような従来の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置及びこれを使用する脳波制御システムには、未だ解決すべき次のような問題がある。
（１）てんかんの中には、薬物効果が小さい難治性てんかんの症例があったり、発作を起こす部位が脳の重要な役割を担う部位に存在して、脳の切除や、遮断手術が不可能な症例があったりして、薬物治療や外科治療に難渋する症例が多く存在している。
（２）大脳の温度を冷却しててんかんの発作を緩和させることにおいては、発作と同時に異常部位を即座に冷却する必要があるが異常部位を即座に冷却することが難しいので大脳全体を冷却することが考えられる。しかしながら、正常部位まで冷却が行われることになるので、正常部位への影響がある。また、発作抑制の効果も小さい。
（３）てんかん発症初期の段階では、大脳の異常部位検出のために脳波測定用の頭蓋内電極を脳硬膜下腔に埋設し脳波の測定をして異常部位を同定し、再度冷却装置を大脳の異常部位に取り付けるという方法が考えられるが、繰り返される手術で患者への苦痛が大きく、また、手術のための時間や、費用が大きく掛かる。
（４）放熱に空冷方式等を用いる場合には、冷却装置自体が大型となり、脳硬膜下腔に埋設させることができない。また、冷却装置が大きいと、正常な時の患者の行動範囲を広げることができない。
（５）吸熱に熱伝導性のよい液体が入った袋状容器を介して行おうとする場合には、人体内に埋設することに、安全性や、衛生的な問題がある。
【０００８】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであって、脳波の異常部位をピンポイントで効率よく冷却することができる小型で取り扱いが容易な頭蓋内埋込み型大脳冷却装置及びこれを使用する脳波制御システムを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して脳波を測定するための１又は複数の頭蓋内電極を有し、それぞれの頭蓋内電極毎に近接して設けられ、脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うための吸熱面と、吸熱面に対向して設けられ移送される熱が送り込まれるための発熱面を備えるペルチェ素子からなる冷却手段を有する。これにより、てんかん等に対して、薬物治療や、外科治療を行うことなく、頭蓋内電極で脳波の異常部位を同定すると同時に近接して設けられているペルチェ素子に連動させてピンポイントに冷却を行うことができるので、発作を速やかに緩和することができる。また、冷却手段がペルチェ素子を用いているので、小型で効率のよい冷却を行うことができる。更に、装置が頭蓋内電極とこれに近接させたペルチェ素子からなる冷却手段で構成されているので、診断用としても、治療用としても使用することができる。
【００１０】
ここで、ペルチェ素子が半導体素子からなるのがよい。これにより、Ｐ型半導体とＮ型半導体を組み合わせて電流を流すことで一方に吸熱面を、他方に発熱面を形成でき、電流の大きさを変えることで吸熱面から発熱面への移送熱量をコントロールできるので、正確且つ容易に冷却温度をコントロールすることができる。また、ペルチェ素子に半導体素子を使用したものは、２種の金属を用いた場合に比較して熱の変換効率が高く、小型で、軽量で、形状の自由度があり、大きい冷却を行うことができる。更に、フロン等の冷媒を使用することなく冷却できるので、安全に取り扱うことができる。
【００１１】
また、冷却手段の発熱面に移送された熱を放熱するための放熱手段を有するのがよい。これにより、発熱面に移送されてきた熱を効率よく放熱することができるので、脳硬膜下腔内での熱の滞留を防止することができる。
【００１２】
更に、放熱手段が水冷方式からなり発熱面に当接して通過し、体外に延設するパイプ状の冷却水通路を有するのがよい。これにより、放熱手段は、脳硬膜下腔内に水からなる冷媒をパイプ状の冷却水通路に通すのみであるので、安全であり、しかも小型な放熱手段を構成することができる。また、発熱面の熱を容易に体外に放熱することができる。
【００１３】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うための吸熱面と、吸熱面に対向して設けられ移送される熱が送り込まれるための発熱面を備える半導体素子のペルチェ素子からなる冷却手段を有する。また、この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、発熱面に送り込まれた熱を放熱するための発熱面に当接して通過するパイプ状の冷却水通路を備える水冷方式からなる放熱手段を有するのがよい。これにより、脳の異常部位が検出されている場合に、薬物治療や、外科治療を行うことなく、ペルチェ素子を用いて、小型で、しかも効率のよい冷却を異常部位に集中させてピンポイントにできるので、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。また、放熱手段が冷媒に水を用い、パイプ状の冷却水通路に通して発熱面の熱を容易に体外に放熱することができるので、安全であり、しかも小型な放熱手段を構成することができる。
【００１４】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、脳硬膜下腔に当接及び／又は挿入して冷却を行うためのパイプ状の冷却水通路を備える水冷方式からなる放熱手段を有する。これにより、脳の異常部位が検出されている場合に、薬物治療や、外科治療を行うことなく、冷媒に冷却水を用いたパイプ状の冷却水通路に流水して直接異常部位の熱を体外に放熱することができるので、装置自体を小型で、安価にすることができる。また、冷媒に安全な冷却水を用いて、効率のよい冷却を異常部位に集中させてピンポイントにできるので、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００１５】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムは、脳硬膜下腔に１又は複数の頭蓋内電極を当接及び／又は挿入すると同時に、それぞれの頭蓋内電極毎に近接して冷却手段を当接及び／又は挿入し、それぞれの頭蓋内電極から導出されるリード線を介して通電して脳波を測定し、脳波の異常部位を同定すると共に、異常部位に相当する冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移動させて冷却を行う。これにより、頭蓋内電極で正確に脳波の異常部位が同定でき、この異常部位の頭蓋内電極に近接するペルチェ素子からなる冷却手段を作動させることができ、速やかに発作を緩和させることができる。また、ペルチェ素子からなる冷却手段を用いた脳波制御システムであるので、小型で、しかも効率のよい冷却を行うことができる。更に、脳波制御システムが頭蓋内電極とこれに近接させて設置された冷却手段に通電して作動させることができ、診断用、治療用のいずれでも適用できる。
【００１６】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムは、脳硬膜下腔に１又は複数の頭蓋内電極を当接及び／又は挿入すると同時に、それぞれの頭蓋内電極毎に近接して冷却手段を当接及び／又は挿入し、それぞれの頭蓋内電極から導出されるリード線を介して通電して脳波を測定し、脳波の異常部位を同定すると共に、異常部位に相当する冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移送させ、熱を発熱面から放熱手段で放熱させる。これにより、頭蓋内電極で正確に脳波の異常部位が同定でき、この異常部位の頭蓋内電極に近接するペルチェ素子からなる冷却手段で発熱面に熱を移送し、更に、この熱を放熱手段で放熱して脳硬膜下腔内での熱の滞留を防止することができ、速やかに発作を緩和させることができる。また、ペルチェ素子からなる冷却手段と、熱を発熱面から放熱する放熱手段を用いた脳波制御システムであるので、小型で、しかも効率のよい冷却を行うことができる。更に、脳波制御システムが頭蓋内電極とこれに近接させて設置された冷却手段に通電して作動させることができ、診断用、治療用のいずれでも適用できる。特に、放熱手段がペルチェ素子の発熱面に当接して通過し、体外に延設するパイプ状の冷却水通路に冷却水を流水させる水冷方式からなる脳波制御システムの場合には、冷媒が水であるので、安全であり、しかも小型であって、発熱面の熱を容易に効率よく体外に放熱することができる。
【００１７】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムは、脳波の異常部位が検出された脳硬膜下腔の異常部位に冷却手段を当接及び／又は挿入し、冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移送させて冷却を行う。これにより、脳の異常部位が既に検出されている場合の脳波制御システムに適しており、薬物治療や、外科治療を行うことなく、ペルチェ素子で異常部位の冷却をピンポイントにできるので、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００１８】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムは、脳波の異常部位が検出された脳硬膜下腔の異常部位に冷却手段を当接及び／又は挿入し、冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移送させ、発熱面に送り込まれた熱を発熱面を通過する冷却水通路に冷却水を流水する水冷方式からなる放熱手段で放熱する。これにより、脳の異常部位が既に検出されている場合の脳波制御システムに適しており、薬物治療や、外科治療を行うことなく、異常部位の冷却をペルチェ素子と放熱手段を用いてピンポイントにでき、しかも放熱手段が冷媒に水を用い、パイプ状の冷却水通路に流水して発熱面の熱を容易に体外に放熱するので、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００１９】
前記目的に沿う本発明に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムは、脳波の異常部位が検出された脳硬膜下腔の異常部位に、冷却水通路の一部を当接し、冷却水通路に冷却水を通水して放熱する。これにより、脳の異常部位が既に検出されている場合の脳波制御システムに適しており、薬物治療や、外科治療を行うことなく、異常部位の冷却を冷却水通路に冷却水を通水して異常部位を直接ピンポイントにでき、しかも、冷媒が水であるので、安全であり、熱を容易に体外に放熱して発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１は本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図、図２（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の脳内埋設の説明図、部分拡大断面図、図３は同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の挿入型頭蓋内電極の説明図、図４（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置に放熱手段を付加した頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図、図５は本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図、図６（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の更に他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図、図７は本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムの説明図、図８は同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置に放熱手段を付加した脳波制御システムの説明図、図９は本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムの説明図、図１０は同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置に放熱手段を付加した脳波制御システムの説明図、図１１は本発明の更に他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムの説明図である。
【００２１】
図１に示すように、本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０は、脳波を測定するための硬膜下電極からなる頭蓋内電極１１を、シリコーン樹脂等からなる可撓性の樹脂シート１２に１又は複数個（図１では８個）を接合し固定して有し、脳硬膜２１（図２（Ｂ）参照）下腔の大脳の表面に平面的に当接、及び／又は、大脳の深部に垂直的に挿入できる深部電極からなる頭蓋内電極１１（図示せず）を、シリコーン樹脂等からなる可撓性の棒状体２２（図３参照）に１又は複数個を接合し固定して有し、脳硬膜２１下腔の大脳の深部に垂直的に挿入して有している。また、この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０は、それぞれの頭蓋内電極１１毎に近接する位置の同じ樹脂シート１２、又は棒状体２２に設けられ、脳硬膜２１下腔の大脳の表面に平面的に当接、及び／又は、大脳の深部に垂直的に挿入して冷却を行うための１又は複数個の冷却手段（図１では平面的に当接する冷却手段が８個）を有している。
【００２２】
この冷却手段は、セラミック基板の表面に熱伝導性の良い材質を接合し、吸熱面１３と、吸熱面１３に対向して設けられ吸熱面１３と同様に形成された発熱面１４を備え、吸熱面１３と発熱面１４の間に設けられたペルチェ素子１５に電流を流すことで吸熱面１３から発熱面１４に熱を移送することができ、吸熱面１３と接する部分を冷却することができる。そして、この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０は、それぞれの頭蓋内電極１１及びペルチェ素子１５に接続されたリード線１６を体外（頭蓋外）に導出しコンピューター１７で管理して、それぞれの頭蓋内電極１１から送られる脳波を測定し、脳波の異常部位が検出された頭蓋内電極１１に近接するペルチェ素子１５に電流を流して異常部位を冷却することができるようになっている。
【００２３】
ここで、図２（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０の頭蓋内電極１１と、ペルチェ素子１５からなる冷却手段が大脳内に装填される形態を詳細に説明する。図２（Ａ）は樹脂シート１２に接合した頭蓋内電極１１と、ペルチェ素子１５からなる冷却手段を頭蓋内に装填した状態を示す概略図であり、図２（Ｂ）はその部分拡大断面図を示している。頭蓋内電極１１と、ペルチェ素子１５からなる冷却手段は、頭蓋内電極１１及びペルチェ素子１５を整列させて、例えば、硬度２０〜７０度程度の可撓性のシリコーン樹脂等で吸熱面１３及び頭蓋内電極１１の電極面を外部に露出させてシート状の樹脂シート１２に固定されている。また、それぞれの頭蓋内電極１１及びペルチェ素子１５に接続するリード線１６には、樹脂被覆が施されている。そして、図２（Ａ）に示すように、リード線１６は、頭蓋内電極１１と、ペルチェ素子１５からなる冷却手段が頭蓋内に装填された後、一部が頭蓋内から頭蓋外に導出し、コンピュータ１７（図示せず）に接続されている。なお、コンピューター１７は、人が移動する場合には腰に携行できる程度の小型なものでもよい。
【００２４】
図２（Ｂ）に示すように、頭蓋内に頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０の頭蓋内電極１１と、ペルチェ素子１５からなる冷却手段を装填する方法は、先ず、頭皮１８及び筋層１９を剥離させた後、頭蓋骨２０を脳波の異常部位の広がりの範囲に合わせてドリル等で切除して、開頭する。次に、頭蓋骨２０の直下の脳硬膜２１を切開し、脳硬膜２１下腔である脳（大脳）の表面及び／又は深部（図２（Ｂ）では表面のみ）に頭蓋内電極１１と、ペルチェ素子１５からなる冷却手段を接合した樹脂シート１２を当接及び／又は挿入（図２（Ｂ）では当接のみ）して載置する。載置後は、脳硬膜２１を縫合し、更に、頭蓋骨２０を数箇所でチタン製プレート等で固定する。また、リード線１６は、頭蓋骨２０の欠損部より導出し、更に、筋層１９及び頭皮１８を通過させて体外に導出している。最後に、筋層１９及び頭皮１８を縫合している。
【００２５】
なお、頭蓋内電極１１及びペルチェ素子１５からなる冷却手段を脳の深部に挿入して、脳波を測定したり、異常部位を冷却する場合には、例えば、図３に示すように、棒状の先端部に深部電極の頭蓋内電極１１と、頭蓋内電極１１の上部にペルチェ素子１５からなる冷却手段をシリコーン樹脂等からなる可撓性の棒状体２２に接合し固定した形態のものがよい。また、頭蓋内電極１１とペルチェ素子１５からなる冷却手段を交互に複数個接合して形成した棒状体２２の場合には、脳の深さ方向の色々な部分での脳波の異常部位の検出及び冷却が可能となる。
【００２６】
次いで、上記の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０で用いられる冷却手段のペルチェ素子１５は、Ｐ型半導体と、Ｎ型半導体を交互に整列させ直列に金属で接合し、直流電流を流すと一方の接合部側が低温になり、この接合部側の面である吸熱面１３で吸熱を行うことができ、他方の接合部側が高温になり、この接合部側の面である発熱面１４で発熱を行うことができる半導体素子からなるペルチェ素子１５がよく、高いペルチェ効果を発揮することができる。また、この半導体素子からなるペルチェ素子１５は、セラミック基板や半導体素子等で構成されているので、小型で、衛生面に優れ、脳内部での装填を可能にすることができる。更に、半導体素子からなるペルチェ素子１５は、電流の大きさを変えることで吸熱面１３から発熱面１４に移送する熱量の大きさを変えることができ、精密な温度コントロールが可能である。
【００２７】
上記の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０で用いられる冷却手段の発熱面１４には、例えば、熱伝導性のよい金属を発熱面１４に当接したり、水等の冷媒を通すパイプを発熱面１４に当接して、発熱面１４に移送された熱を放熱するための放熱手段を有するのがよく、この放熱手段によって、熱を脳内に閉じ込めることなく、体外に放出することができる。
【００２８】
図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０の放熱手段は、冷却手段のペルチェ素子１５の発熱面１４に、例えば、体外まで延設して設けられるシリコーン樹脂等からなる可撓性のパイプ状の冷却水通路２３の一部を蛇行させて当接し接着して有し、冷却水通路２３に冷却水を流水することで、発熱面１４の熱を体外に放熱させる水冷方式であるのがよい。てんかんの発作を緩和させるには、脳波の異常部位を２３℃以下程度に冷却することで実現できるので、冷却水には２０℃以下程度の水を用いることでよいが、冷却水通路２３の内部を凍らせるものであってはならない。
【００２９】
次いで、図５に示すように、本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ａは、脳の異常部位が検出されている場合において、脳硬膜２１下腔の大脳の表面に平面的に当接、及び／又は、大脳の深部に垂直的に挿入して冷却を行うための冷却手段をシリコーン樹脂等からなる可撓性の樹脂シート１２や、棒状体２２（図示せず）に接合し固定して有している。この冷却手段は、セラミック基板の表面に熱伝導性の良い材質を施して形成する吸熱面１３と、吸熱面１３に対向して設けられ吸熱面１３と同様に形成された発熱面１４を備え、吸熱面１３と発熱面１４の間に設けられたペルチェ素子１５に電流を流すことで吸熱面１３から発熱面１４に熱を移送することができ、吸熱面１３と接する部分を冷却することができる。そして、この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ａは、ペルチェ素子１５からなる冷却手段に接続されたリード線１６を頭蓋外に導出し、ペルチェ素子１５に直流電源装置で電流を流して何時でも異常部位を冷却することができるようになっている。この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ａは、ペルチェ素子１５を用いて、小型で、しかも効率のよい冷却を異常部位に集中させてピンポイントにできるので、薬物治療や、外科治療を行うことなく、発作を速やかに緩和できる治療用として用いることができる。
【００３０】
この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ａの放熱手段は、冷却手段のペルチェ素子１５の発熱面１４に、例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示した形態と同様に、体外まで延設して設けられるシリコーン樹脂等からなる可撓性のパイプ状の冷却水通路２３の一部を蛇行させて当接し接着して有し、冷却水通路２３に冷却水を流水することで、発熱面１４の熱を体外に放熱させる水冷方式であるのがよい。てんかんの発作を緩和させるには、脳波の異常部位を２３℃以下程度に冷却することで実現できるので、冷却水には２０℃以下程度の水を用いることでよいが、冷却水通路２２の内部を凍らせるものであってはならない。
【００３１】
次いで、図６に示すように、本発明の更に他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ｂは、脳硬膜２１下腔の大脳の表面に平面的に当接、及び／又は、大脳の深部に垂直的に挿入して冷却を行うための、体外まで延設して設けられるシリコン樹脂等からなる可撓性のパイプ状の冷却水通路２３を備える水冷方式からなる放熱手段を有している。この放熱手段は、冷却水通路２３の一部を蛇行させて、シリコーン樹脂等からなる可撓性の樹脂シート１２や、シリコーン樹脂等からなる可撓性の棒状体２２（図示せず）に接合し固定して有している。この頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ｂは、脳の異常部位が検出されている場合の異常部位に直接当接し、冷却水通路２３に冷却水を流水することのみで、効率のよい冷却を異常部位に集中させてピンポイントにできると同時に異常部位の熱を直接体外に放熱させることができるので、薬物治療や、外科治療を行うことなく、発作を速やかに緩和できる治療用として用いることができる。
【００３２】
次いで、図７に示すように、本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０を使用する脳波制御システム３０は、脳硬膜２１下腔に、樹脂シート１２に接合された１又は複数の頭蓋内電極１１を当接、及び／又は、棒状体２２に接合された１又は複数の頭蓋内電極１１を挿入している（図７では１個の頭蓋内電極１１を当接する形態で図示）。また、脳波制御システム３０は、１又は複数のそれぞれの頭蓋内電極１１毎に近接して、同じ樹脂シート１２、又は同じ棒状体２２に１又は複数のペルチェ素子１５からなる冷却手段を当接、及び／又は、挿入している。そして、脳波制御システム３０は、それぞれの頭蓋内電極１１から導出されているリード線１６を介して通電してコンピューター１７で管理しながら脳波を測定している。更に、脳波制御システム３０は、測定された脳波の振幅から脳波の異常部位を同定すると共に、異常部位に相当する頭蓋内電極１１に近接するペルチェ素子１５からなる冷却手段のペルチェ素子１５から導出され、電流の大きさが変えられる直流電源装置に接続するリード線１６に通電してペルチェ素子１５に形成されている吸熱面１３から発熱面１４に熱を移動させて、吸熱面１３と接する部分の異常部位の大脳部を冷却している。なお、この脳波制御システム３０には、頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０のペルチェ素子１５として、高いペルチェ効果を発揮することができる半導体素子から形成されるものを用いるのがよい。
【００３３】
また、本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０を使用する脳波制御システム３０は、脳硬膜２１下腔に、樹脂シート１２に接合された１又は複数の頭蓋内電極１１を当接、及び／又は、棒状体２２に接合された１又は複数の頭蓋内電極１１を挿入すると同時に、１又は複数のそれぞれの頭蓋内電極１１毎に近接して、同じ樹脂シート１２、又は同じ棒状体２２に１又は複数のペルチェ素子１５からなる冷却手段を当接、及び／又は、挿入している。そして、この脳波制御システム３０は、それぞれの頭蓋内電極１１から導出されているリード線１６を介して通電して脳波を測定し、測定された脳波の振幅から脳波の異常部位を同定すると共に、異常部位に相当する頭蓋内電極１１に近接するペルチェ素子１５からなる冷却手段のペルチェ素子１５から導出され、電流の大きさが変えられる直流電源装置に接続するリード線１６に通電してペルチェ素子１５に形成されている吸熱面１３から発熱面１４に熱を移動させて、吸熱面１３と接する部分の異常部位の大脳部を冷却し、更に、発熱面１４に移動された熱を放熱手段で放熱している。
【００３４】
この脳波制御システム３０は、特に、図８に示すように、ペルチェ素子１５に形成されている吸熱面１３から発熱面１４に熱を移動させる冷却手段のためのペルチェ素子１５から導出されるリード線１６に通電するのと同時に、ペルチェ素子１５の発熱面１４に当接して通過する冷却水通路２３に流水して放熱する放熱手段のある脳波制御システム３０ａであるのがよい。この脳波制御システム３０ａの放熱手段は、例えば、コンプレッサー３１で加圧した保冷耐圧容器３２の中に保持されている冷却水３３を保冷耐圧容器３２に設けられている電磁弁３４を開放して流水させ、発熱面１４の熱を体外に放熱させる水冷方式からなる放熱手段がよく、冷媒に安全な冷却水３３を用いて、冷却水３３を流水させるシステムで体外に熱を容易に放出することができる。なお、冷却水３３は、コンプレッサー３１の加圧が停止している時、保冷耐久容器の蓋を開けて入れるか、あるいは、保冷耐圧容器３２内の圧力より大きい圧力を冷却水３３にもたせて、保冷耐圧容器３２内に入れることができる。
【００３５】
次いで、図９に示すように、本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ａを使用する脳波制御システム３０ｂは、樹脂シート１２、又は、棒状体２２（図示せず）に接合した１又は複数のペルチェ素子１５からなる冷却手段を脳波の異常部位が検出されている脳硬膜２１下腔の異常部位に、当接、及び／又は、挿入している。そして、この脳波制御システム３０ｂは、異常部位に当接、及び／又は、挿入するペルチェ素子１５からなる冷却手段のペルチェ素子１５から導出され、電流調整可能な直流電源装置に接続するリード線１６に通電してペルチェ素子１５に形成されている吸熱面１３から発熱面１４に熱を移動させて、吸熱面１３と接する部分の大脳の異常部位を冷却している。
【００３６】
また、本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ａを使用する脳波制御システム３０ｂは、図１０に示すように、脳波の異常部位が検出されている脳硬膜２１下腔の異常部位に、樹脂シート１２、又は、棒状体２２（図示せず）に接合した１又は複数のペルチェ素子１５からなる冷却手段を当接、及び／又は、挿入し、ペルチェ素子１５から導出され、電流調整可能な直流電源装置に接続するリード線１６に通電してペルチェ素子１５に形成されている吸熱面１３から発熱面１４に熱を移動させると同時に、ペルチェ素子１５の発熱面１４に当接して通過する冷却水通路２３に冷却水を流水して放熱する水冷方式からなる放熱手段のある脳波制御システム３０ｃであるのがよい。この脳波制御システム３０ｃの放熱手段は、例えば、コンプレッサー３１で加圧した保冷耐圧容器３２の中に保持されている冷却水３３を耐圧容器３２に設けられている電磁弁３４を開放して流水させ、発熱面１４の熱を体外に放熱させる水冷方式からなり、冷媒に安全な冷却水３３を用いて、冷却水３３を流水させるシステムで体外に熱を容易に放出することができる。
【００３７】
次いで、図１１に示すように、本発明の更に他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置１０ｂを使用する脳波制御システム３０ｄは、脳波の異常部位が検出されている脳硬膜２１下腔の異常部位に、冷却水通路２３の一部を蛇行させて当接し接合した樹脂シート１２、又は、棒状体２２（図示せず）の部分を当接し、冷却水通路２３に冷却水を流水して放熱する水冷方式からなる放熱手段で放熱している。この脳波制御システム３０ｄの放熱手段は、例えば、コンプレッサー３１で加圧した耐圧容器３２の中に保持されている冷却水３３を保冷耐圧容器３２に設けられている電磁弁３４を開放して流水させ、大脳の異常部位の熱を体外に放熱させる水冷方式からなり、冷媒に安全な冷却水３３を用いて、冷却水３３を流水させるシステムで体外に大脳の異常部位の熱を容易に直接放出することができる。
【００３８】
【発明の効果】
請求項１及びこれに従属する請求項２〜４記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、脳硬膜下腔に頭蓋内電極と、近接してペルチェ素子からなる冷却手段を有するので、てんかん等に対して、薬物治療や、外科治療を行うことなく、頭蓋内電極で脳波の異常部位を同定すると同時にペルチェ素子に連動させてピンポイントに冷却を行うことができ、発作を速やかに緩和することができる。また、ペルチェ素子によって小型で効率のよい冷却を行うことができる。更に、装置が頭蓋内電極とペルチェ素子からなる冷却手段で構成されていて、診断用としても、治療用としても使用することができる。特に、請求項２記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、ペルチェ素子が半導体素子からなるので、正確且つ容易に冷却温度をコントロールでき、ペルチェ効果が高く、小型で、軽量で、形状の自由度がえられ、フロン等の冷媒を使用することなく冷却でき、安全である。
【００３９】
また、請求項３記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、冷却手段の発熱面に移送された熱を放熱するための放熱手段を有するので、発熱面に移送されてきた熱を効率よく放熱することができ、脳硬膜下腔内での熱の滞留を防止することができる。更に、請求項４記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、放熱手段が水冷方式で、発熱面に当接して通過し、体外に延設するパイプ状の冷却水通路を有するので、冷媒が安全な水であり、しかも、小型な放熱手段を構成でき、発熱面の熱を容易に体外に放熱できる。
【００４０】
請求項５及びこれに従属する請求項６記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、脳硬膜下腔に冷却を行うための吸熱面と、吸熱面に対向して移送される熱が送り込まれるための発熱面を備える半導体素子のペルチェ素子からなる冷却手段を有するので、脳の異常部位が検出されている場合に、薬物治療や、外科治療を行うことなく、小型で、しかも効率のよい冷却を異常部位に集中させてピンポイントにでき、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。特に、請求項６記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、発熱面に当接して通過するパイプ状の冷却水通路を備える放熱手段を有するので、冷却水通路に流水して発熱面の熱を容易に体外に放熱することができ、安全で、小型な放熱手段を構成できる。
【００４１】
請求項７記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置は、脳硬膜下腔にパイプ状の冷却水通路を備える水冷方式からなる放熱手段を有するので、脳の異常部位が検出されている場合に、薬物治療や、外科治療を行うことなく、直接異常部位の熱を体外に放熱することができ、装置自体を小型で、安価にすることができる。また、冷媒に安全な水を用いて、冷却を異常部位に集中させることができ、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００４２】
請求項８記載の脳波制御システムは、請求項１又は２記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、頭蓋内電極から導出されるリード線を介して通電して脳波を測定し、脳波の異常部位を同定すると共に、異常部位に相当する冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移動させて冷却を行うので、頭蓋内電極で脳波の異常部位が同定でき、これに近接する冷却手段を作動させ、速やかに発作を緩和させることができる。また、ペルチェ素子からなる冷却手段を用いた脳波制御システムであるので、小型で、効率のよい冷却を行うことができる。更に、脳波制御システムが頭蓋内電極とこれに近接させて設置された冷却手段に電流を変化して通電することで移送させる熱量を変化でき、診断用や、治療用に適用できる。
【００４３】
請求項９記載の脳波制御システムは、請求項３又は４記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、頭蓋内電極から導出されるリード線を介して通電して脳波を測定し、脳波の異常部位を同定すると共に、異常部位に相当する冷却手段から導出され電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移送させ、熱を発熱面から放熱手段で放熱させるので、特に、放熱手段がペルチェ素子の発熱面を通過する冷却水通路に冷却水を流水させる水冷方式からなる脳波制御システムの場合には、冷媒が安全な冷却水であり、しかも小型であって、発熱面の熱を容易に効率よく体外に放熱することができる。
【００４４】
請求項１０記載の脳波制御システムは、請求項５記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、脳波の異常部位が検出された異常部位の冷却手段から導出され、電流調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移送させて冷却を行うので、脳の異常部位が予め検出されている場合の脳波制御システムに適し、薬物治療や、外科治療を行うことなく、異常部位の冷却をピンポイントにできて発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００４５】
請求項１１記載の脳波制御システムは、請求項６記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、脳波の異常部位が検出された異常部位の冷却手段から導出され、電圧調整可能な直流電源装置に接続するリード線に通電して吸熱面から発熱面に熱を移送させ、発熱面に送り込まれた熱を発熱面を通過する冷却水通路に冷却水を流水する水冷方式からなる放熱手段で放熱するので、脳の異常部位が予め検出されている場合の脳波制御システムに適し、薬物治療や、外科治療を行うことなく、異常部位の冷却をピンポイントにでき、しかも放熱手段の冷媒が冷却水で、冷却水通路に流水して発熱面の熱を容易に体外に放熱するので、発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【００４６】
請求項１２記載の脳波制御システムは、請求項７記載の頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用して、脳波の異常部位が検出された異常部位に、冷却水通路の一部を当接し、冷却水通路に冷却水を通水して放熱するので、脳の異常部位が予め検出されている場合の脳波制御システムに適し、薬物治療や、外科治療を行うことなく、異常部位の冷却を冷却水通路に冷却水を通水して直接ピンポイントにでき、しかも、冷媒が安全な冷却水であり、熱を容易に体外に放熱して発作を速やかに緩和できる治療用と用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図である。
【図２】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の脳内埋設の説明図、部分拡大断面図である。
【図３】同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の挿入型頭蓋内電極の説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置に放熱手段を付加した頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ本発明の更に他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置の説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムの説明図である。
【図８】同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置に放熱手段を付加した脳波制御システムの説明図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムの説明図である。
【図１０】同頭蓋内埋込み型大脳冷却装置に放熱手段を付加した脳波制御システムの説明図である。
【図１１】本発明の更に他の実施の形態に係る頭蓋内埋込み型大脳冷却装置を使用する脳波制御システムの説明図である。
【符号の説明】
１０、１０ａ、１０ｂ：頭蓋内埋込み型大脳冷却装置、１１：頭蓋内電極、１２：樹脂シート、１３：吸熱面、１４：発熱面、１５：ペルチェ素子、１６：リード線、１７：コンピューター、１８：頭皮、１９：筋層、２０：頭蓋骨、２１：脳硬膜、２２：棒状体、２３：冷却水通路、３０、３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ：脳波制御システム、３１：コンプレッサー、３２：保冷耐圧容器、３３：冷却水、３４：電磁弁
【図１】
2004129964.tif 000003
【図２】
2004129964.tif 000004
【図３】
2004129964.tif 000005
【図４】
2004129964.tif 000006
【図５】
2004129964.tif 000007
【図６】
2004129964.tif 000008
【図７】
2004129964.tif 000009
【図８】
2004129964.tif 000010
【図９】
2004129964.tif 000011
【図１０】
2004129964.tif 000012
【図１１】
2004129964.tif 000013