(57)【要約】【課題】患者の脳内における脳深部の特定のターゲット領域において、各脳神経細胞に対し、個別に所定の電気的刺激を与えることを可能とし、当該患者固有のオーダメイドの治療を実現することを目的とする。【解決手段】脳深部刺激装置は、先端を患者の脳深部に向けて穿刺し、基端部を脳表面に位置させる状態で脳内に留置される針状基体１０を備える。針状基体１０の先端部位の表裏両面には、正面円形からなる電極チップ２１〜２８が配設される。電極チップ２１〜２８には、マトリックス状に全部で３０個の電極素子３０が配列される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の脳深部に穿刺し、留置されて脳深部における脳神経細胞に電気的刺激を与える脳深部刺激装置であって、
先端を脳深部に向けて穿刺し、基端部を脳表面に位置させる状態で脳内に留置される針状基体と、
針状基体の先端部位の表面に配設され、相互に５μm ないし５００μm 間隔で複数の電極素子を配列されてなる電極チップと、
針状基体の基端部に配設され、上記電極チップの各電極素子と電気的に電通され、電極チップの各電極素子に対向配置される脳神経細胞から発生する電流をそれぞれ入力可能とし、あるいは電極チップの各電極素子に対向配置される脳神経細胞に電源から供給される刺激電流を出力可能とする電極端子と、
を備えることとしてなる脳深部刺激装置。
【請求項２】
針状基体は長尺で帯状からなる薄板状のものとされ、電極チップは針状基体の先端部位における表裏両面に複数個配設させてなる請求項１に記載の脳深部刺激装置。
【請求項３】
電極チップの各電極素子は、マトリックス状に配列され、かつ対向配置される脳神経細胞に係合可能な突起状のものである請求項１に記載の脳深部刺激装置。
【請求項４】
針状基体の基端部に配設される電極端子には、電極チップの各電極素子側から入力される電流の電流値並びに電流波形をそれぞれ計測するための計測手段を接続させることとした請求項１に記載の脳深部刺激装置。
【請求項５】
針状基体の基端部に配設される電極端子には、電源より電極チップの各電極素子に向けて個別に所定の電流値並びに電流波形からなる刺激電流を選択的に出力可能とする信号処理制御手段を接続させることとしてなる請求項１に記載の脳深部刺激装置。
【請求項６】
信号処理制御手段は、体外から無線により、電源より電極チップの各電極素子に向けて個別に出力する刺激電流の出力制御の操作を行うことを可能とし、刺激電流の電流値並びに電流波形を無線操作信号により調整可能に制御することとした請求項５に記載の脳深部刺激装置。
【請求項７】
患者の脳深部に向けて穿刺する針状基体の周部に外装される全体可撓性を有する管状体からなり、針状基体の先端部に配設される電極チップの部分を穿刺された脳深部の脳神経細胞に対向配置するための開口部を先端に備えた被覆チューブを有してなる請求項１に記載の脳深部刺激装置。
【請求項８】
患者の脳深部に向けて被覆チューブを外装させた針状基体を穿刺するに際して使用される被覆チューブ内に挿入され、脳深部に穿刺する針状基体全体に剛性を保持させるための保形ワイヤを備えることとしてなる請求項７に記載の脳深部刺激装。
【請求項９】
計測手段に、計測された電極チップの各電極素子側から入力される電流の電流値並びに電流波形をそれぞれ記録し、記憶するメモリが接続される請求項４に記載の脳深部刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばパーキンソン病、ハンチントン病などの患者の脳深部に向けて穿刺し、留置され、例えば患者の脳深部におけるターゲット領域での各脳神経細胞に、個別に所定の電気的刺激を与え、例えば当該患者固有のオーダメイド治療を実現可能とするための脳深部刺激装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
パーキンソン病、ハンチントン病などの患者に見られる不随意運動、脳卒中患者等に見られる特定機能障害（歩行障害等）を抑制する方法として、脳深部刺激装置（Deep Brain Stimulation System）と呼ばれる装置（通称ＤＢＳ装置）を脳内の深部に埋め込む治療法が注目を集めている。
【０００３】
例えばパーキンソン病などに見られる振戦（通常１秒間に４〜５回周期で繰り返される手足に起こるふるえ）を抑制するＤＢＳ装置として、図１３に示される装置が使用されている。
【０００４】
この装置は先端を脳深部に向けて穿刺し、基端部を脳表面に位置させる状態で脳内に留置される針体１と、例えば脳内などの体内に留置され、上記針体１の基端部に電気ケーブル２を介して接続される刺激電流の出力装置３とにより構成される。
【０００５】
針体１はタングステン針の表面を絶縁物質でコーティングして構成され、この針体１においては先端部並びに電気ケーブル２が接続される基端部については絶縁物質のコーティングを行わないようにしている。出力装置３から電気ケーブル２を介して針体に供給される刺激電流は、針体１の先端から図１４に示すターゲット領域に存在する脳神経細胞４に向けて出力させることを可能にしている。針体１の基端部に向けて刺激電流の供給を行う出力装置３内には、電力供給手段としてのバッテリ、並びに脳神経細胞４に対して所定の電流値並びに電流波形からなる刺激電流を出力するための制御回路が内蔵される。
【０００６】
こうしたＤＢＳ装置を脳内に留置させるについては、図１８に示すように、ある程度剛性を備えたシリコンチューブ等で形成される被覆チューブ５内に針体１を挿入し、この被覆チューブ５を図１７に示すように脳深部のターゲット領域Ａに向けて穿刺する手術が最初に行われる。この手術は、先ず頭蓋骨の頂部を開頭して行われ、開頭された状態で頭蓋骨を固定して所定のターゲット座標領域ＡをＭＲＩ画像で確認しながら被覆チューブ５を目的領域Ａに穿刺、誘導する操作が行う。
【０００７】
現在いわゆる脳マップにおいて、パーキンソン病の振戦に作用すると思われる脳深部の脳神経細胞については、大抵、その位置が特定されており、先ず脳深部の領域Ａにおいて被覆チューブ５の先端より針体１の先端を対応する脳神経細胞４に接触させ、この状態で図１６に示すように接触された脳神経細胞４から発生する電流計測を行う。電流計測は針体１の基端部に電流計を接続して行われ、対応する細胞４から発生し、振戦に作用していると思われる発生電流の電流値並びに電流波形をオシロメトリックにモニタすることにより実施される。
【０００８】
こうして、いくつかの脳神経細胞４に対して針体１の先端を接触させ、電流計測を実施した後、針体１の先端を接触させ、刺激電流を供給するのに適した脳神経細胞４をターゲットＡ中の細胞の中から選択し、図１９に示すようにして針体１の先端を対応する脳神経細胞４に接触・位置決めし、続いて脳深部まで穿刺されていた被覆チューブ５を抜去する。
【０００９】
この結果、図２０に示すように、針体１の先端部が対応する脳神経細胞４に接触・位置決めされる状態で脳深部に穿刺された針体１が脳内に留置される状態となり、一方針体１の基端部は脳表面に位置されることとなる（図１５参照）。この状態において、先程オシロメトリックにモニタされ、記憶された対応する脳神経細胞の発生電流の電流値並びに電流波形に基づき、これら発生電流を相殺させて、振戦を発生させないようにするため、所定の電流値並びに電流波形を出力するための制御プログラムを出力装置３内の制御回路に記憶させる。こうして制御回路に当該患者に固有刺激電流の出力プログラムが記憶された該出力装置３を体内（例えば胸部）に埋め込み、出力装置３から脳表面電気ケーブル２を体内に通し、針体１の基端部にケーブル２を接続するようにする。ちなみに、従来電流計測のために脳に穿刺する針体１と、特定のターゲットとなる脳神経細胞４が決定された場合に、当該細胞４に先端を接触し、脳に留置する針体１は別のものとされていた。
【００１０】
続いて開頭していた状態にあった頭蓋骨を再び頂部に取着して手術を完了し、出力装置３からケーブル２を介して所定の電流値並びに電流波形からなる刺激電流を対応する脳深部の脳神経細胞４へと供給させるようにする。この結果、パーキンソン病の患者に見られる振戦を抑制することが可能となり、各患者に対応したオーダメイドの治療が実現できることとなる。
【００１１】
【特許文献１】特開平１０−１３７３４６
【特許文献２】特開２０００−３３４０４８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ところで、上記図１３ないし図２０に示す従来の例によれば、脳内にＤＢＳ装置を埋め込む場合、ターゲット領域Ａに存在し、例えばパーキンソン病の振戦に作用すると思われる各脳神経細胞の電流計測を行わざるを得ないものとされている。こうした細胞ごとの電気計測は、時間的に限られる脳外科手術において医師に大きな負担となるところであり、ターゲット領域Ａ内において複数存在する細胞のうち、特に振戦等に作用していると思われる脳神経細胞を的確に捕捉できる方法が求められるところである。
【００１３】
また上記図１３にないし図２０に示す従来例のような方法によると、電流計測の結果、ターゲットＡ中の細胞の中から刺激電流の供給に適した脳神経細胞４を決定し、針体１の先端の接触・位置決めを行った後は、そのまま頭蓋骨を閉頭してしまうこととなる。
【００１４】
このため手術後、一定期間、対応する細胞４に対して刺激電流を供給したものの、他の周辺細胞に対する刺激電流がもたらす振るまいにより、微妙に振戦等を作用する細胞の位置が変化することもあり、場合によっては刺激電流の電流値や電流波形を調整し、ターゲットＡ内の細胞に対する刺激電流の供給を複合的に調整する方法が考えられる。
【００１５】
こうした調整は、これまで再手術に頼るしか方法が存在せず、手術は再び開頭し、同じターゲットＡに対して試行錯誤による電流計測を行わなければならないため、脳外科医にとっても、また患者にとっても大きな負担となるところである。
【００１６】
本発明は上記課題に着目してなされたものであり、患者の脳内における脳深部の特定のターゲット領域において、各脳神経細胞に対し、個別に所定の電気的刺激を与えることを可能とし、当該患者固有のオーダメイドの治療を実現可能にすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は患者の脳深部に穿刺し、留置されて脳深部における脳神経細胞に電気的刺激を与える脳深部刺激装置であって、先端を脳深部に向けて穿刺し、基端部を脳表面に位置させる状態で脳内に留置される針状基体と、針状基体の先端部位の表面に配設され、相互に５μm ないし５００μm 間隔で複数の電極素子を配列されてなる電極チップと、針状基体の基端部に配設され、上記電極チップの各電極素子と電気的に電通され、電極チップの各電極素子に対向配置される脳神経細胞から発生する電流をそれぞれ入力可能とし、あるいは電極チップの各電極素子に対向配置される脳神経細胞に電源から供給される刺激電流を出力可能とする電極端子と、を備えることとしてなる脳深部刺激装置としたものである。
【００１８】
また、本発明の請求項２は、針状基体は長尺で帯状からなる薄板状のものとされ、電極チップは針状基体の先端部位における表裏両面に複数個配設させてなる請求項１に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【００１９】
また、本発明の請求項３は、電極チップの各電極素子は、マトリックス状に配列され、かつ対向配置される脳神経細胞に係合可能な突起状のものである請求項１に記載の脳深部刺激装置としたものである。    
【００２０】
また、本発明の請求項４は、針状基体の基端部に配設される電極端子には、電極チップの各電極素子側から入力される電流の電流値並びに電流波形をそれぞれ計測するための計測手段を接続させることとした請求項１に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【００２１】
また、本発明の請求項５は、針状基体の基端部に配設される電極端子には、電源より電極チップの各電極素子に向けて個別に所定の電流値並びに電流波形からなる刺激電流を選択的に出力可能とする信号処理制御手段を接続させることとしてなる請求項１に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【００２２】
また、本発明の請求項６は、信号処理制御手段は、体外から無線により、電源より電極チップの各電極素子に向けて個別に出力する刺激電流の出力制御の操作を行うことを可能とし、刺激電流の電流値並びに電流波形を無線操作信号により調整可能に制御することとした請求項５に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【００２３】
また、本発明の請求項７は、患者の脳深部に向けて穿刺する針状基体の周部に外装される全体可撓性を有する管状体からなり、針状基体の先端部に配設される電極チップの部分を穿刺された脳深部の脳神経細胞に対向配置するための開口部を先端に備えた被覆チューブを有してなる請求項１に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【００２４】
また、本発明の請求項８は、患者の脳深部に向けて被覆チューブを外装させた針状基体を穿刺するに際して使用される被覆チューブ内に挿入され、脳深部に穿刺する針状基体全体に剛性を保持させるための保形ワイヤを備えることとしてなる請求項７に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【００２５】
また、本発明の請求項９は、計測手段に、計測された電極チップの各電極素子側から入力される電流の電流値並びに電流波形をそれぞれ記録し、記憶するメモリが接続される請求項４に記載の脳深部刺激装置としたものである。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の請求項１によれば、患者の脳内における脳深部の特定のターゲット領域において、各脳神経細胞に対し、個別に所定の電気的刺激を与えることを可能とし、当該患者固有のオーダメイドの治療を実現することが可能となる
【００２７】
また本発明の請求項２によれば、電極チップが複数備えられるため、特定のターゲット領域において、より細かく的確な治療の実現が図られることとなる。
【００２８】
また本発明の請求項３によれば、各電極素子と対応する脳神経細胞が強固に結びつき、より細かく的確な治療の実現が図られることとなる。
【００２９】
また本発明の請求項４によれば、各電極素子に対応して、脳神経細胞からの電流が計測できるため、より細かく的確な治療の実現が図られることとなる。
【００３０】
また本発明の請求項５によれば、各電極素子に対して個別に所定の電流値並びに電流波形からなる刺激電流が出力可能となり、より細かく的確な治療の実現が図られることとなる。
【００３１】
また本発明の請求項６によれば、脳外科手術後において外部より個別に刺激電流の出力制御の操作が行えるため、医師や患者の負担を軽減し、より細かく的確な治療の実現が図られることとなる。
【００３２】
また本発明の請求項７によれば、被覆チューブを外挿させた状態でより安全に針状基体の先端を特定のターゲット領域へと誘導させることが可能となる。
【００３３】
また本発明の請求項８によれば、請求項７と同様に被覆チューブを外挿させた状態でより安全に針状基体の先端を特定のターゲット領域へと誘導させることが可能となる。
【００３４】
さらに本発明の請求項９によれば、計測手段に、計測された電極チップの各電極素子側から入力される電流の電流値並びに電流波形をそれぞれ記録し、記憶するメモリが接続されるため、計測される電流値並びに電流波形に基づき、刺激電流を出力すべき脳神経細胞を容易に選択することができ、ひいては信号出力手段より出力する刺激電流の電流値並びに電流波形を調整する際のデータとして利用することが可能となる。
【００３５】
さらに本発明の請求項９によれば、計測手段に、計測された電極チップの各電極素子側から入力される電流の電流値並びに電流波形をそれぞれ記録し、記憶するメモリが接続されるため、計測され、記録並びに記憶される電流値並びに電流波形に基づき、刺激電流を出力すべき脳神経細胞を容易に選択することができ、ひいてはそれら数値を信号出力手段より出力する刺激電流の電流値並びに電流波形を調整する際のデータとして利用することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
本実施形態に係る脳深部刺激装置は、例えば先端を患者の脳深部に向けて穿刺し、基端部を脳表面に位置させる状態で脳内に留置される針状基体１０を備える。
【００３７】
針状基体１０は、図１の（Ａ）並びに（Ｂ）に示すように全体長尺で帯状からなる薄板状のものとされ、上方の基端部を脳表面に位置させ、下方の先端部を脳内に穿刺し、留置させて使用可能とされる。この針状基体１０は、脳内に穿刺し、留置される図１（Ａ）での先端領域の長さＬを８０ｍｍないし１６０ｍｍ程度の長さのものとし、針状基体１０の下方先端部には、基体１０をの脳内に穿刺する際の抵抗を和らげるための尖鋭部１１を備える。また針状基体１０の幅Ｗ（図１（Ａ）参照）は、２ないし６ｍｍ程度のものとしている。さらに図１（Ｂ）に示す針状基体１０の厚さＴは３００μm ないし１ｍｍ程度のものとされる。
【００３８】
一方、針状基体１０の先端領域Ｌが脳内に留置される状態にあって、脳表面に位置される基端部の長さＬ１は７ないし１０ｍｍ程度の長さとされ、この部分には図１０に示すように体内（例えば胸部）に埋め込まれる出力基置１２から、体内を通して脳内まで延設される電気ケーブル１３の一端部に配設される接続プラグ１４が、図１（Ａ）に示すように接続可能とされる。
【００３９】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、針状基体１０の先端部位の表裏両面には、正面円形からなる電極チップが複数配設される。すなわち、針状基体１０の先端表面側には、電極チップ２１ないし電極チップ２４の４つの電極チップが上下所定間隔（５ないし８ｍｍ間隔）をもって配設され、また針状基体１０の先端両面側には、電極チップ２５ないし電極チップ２８の４つの電極チップが同じく上下所定間隔をもって配設されるようにしている。
【００４０】
針状基体１０における各電極チップ２１〜２８は、シリコン基板などの薄板基板で形成される基体１０上の表面に、薄膜状にパターン形成され、図２に示すように円形をなす電極チップ２１〜２８には、マトリックス状に全部で３０個の電極素子３０が配列される。各電極素子３０は、脳深部内の脳神経細胞間の間隔に対応して５μm ないし５００μmの間隔を置いて配列形成可能とされ、実施形態では２００μm の間隔でパターン形成される。
【００４１】
各電極素子３０は、図３に示すように側方より観た状態において、突起状に外方に突出形成され、該突起状の素子３０はパターン形成された素子上に、さらに電着等の方法で導電性金属を付着させて形成される。シリコン基板等で形成される針状基体１０の表裏各面は、各電極チップ２１〜２８のマトリックス状に配列された電極素子３０以外の部分については、酸化膜等の絶縁膜で被覆される。絶縁膜で被覆され、積層構造をなす針状基体１０の内層には、各電極チップ２１〜２８の各電極素子３０から上方に延びるパターン配線３１が層状に配設され（図２参照）、各パターン配線３１は、針状基体１０の先端が脳内に穿刺された状態において、脳表面に位置される基端部まで延設されて、該基端部において、接続プラグ１４に接続可能な電極端子３２として位置されることとなる。すなわち、電極端子３２は、各電極素子３０に対応する数の端子群にて構成され、電極チップ２１〜２８の各電極素子３０の数に対応する端子が基体１０の上端に存在することとなる。
【００４２】
この結果、針状基体１０の基端部に配設され、図１１に示すように電極チップ２１〜２８の各電極素子３０と電気的に導通される電極端子３２は、針状基体１０の先端部を脳深部に穿刺し、各電極チップ２１〜２８の各電極素子３０がそれぞれ対応する脳神経細胞に対応配置される状態において、該対向配置される脳神経細胞から発生する微弱な電流をそれぞれ入力することができる。すなわち、図１１に示すように電極端子３２に電流計測手段３３（電流波計測計）に接続することにより、該手段３３において、それぞれの電極チップ２１〜２８の各電極素子３０から入力される各脳神経細胞から発生する電流の電流値並びに電流波形を、入力してモニタすることが可能となり、さらにこうしたデータを記憶することも可能となる。
【００４３】
一方、電極端子３２に接続プラグ１４を接続し、該電極端子３２から例えば出力装置１２に内蔵される電源３４（バッテリ）より供給される電流を、同じく出力装置１２に内蔵される信号処理制御手段３５において所定の電流値、電流波形に変換させ、個別の電極チップ２１〜２８の各電極素子３０に向けて選択的に出力することが可能となる。すなわち、信号処理制御処理手段３５は、予め設定された所定の電流値並びに電流波形からなる電流を電極端子３２を介して個別に対応する電極素子３０に供給することを可能とし、これにより脳深部に穿刺し、各電極チップ２１〜２８の各電極素子３０がそれぞれ対応する脳神経細胞に対向配置される状態にあって、所望の脳神経細胞に対して対向配置される電極素子３０から対応する刺激電流を出力させることが可能となる。
【００４４】
このような構成からなる針状基体１０を備えた脳深部刺激装置は、脳深部に穿刺し、脳内に留置させる場合に、図５および図６に示すように、全体可撓性を有する管状体からなり、針状基体１０の周部を被覆する被覆チューブ３７内に挿入して行われる。すなわち、被覆チューブ３７はシリコンチューブなど人体に対して親和性有し、かつたとえば薄板状の金属片からなる針状基体１０を脳深部に穿刺するに際して、脳細胞を傷付けないように保護するようにしている。また、電極チップ２１〜２８の各電極素子３０が突起状とされるため、針状基体１０を被覆チューブ３７内に挿入して脳深部に穿刺することで電極素子３０が脳細胞を傷付けることが少ない。
【００４５】
また、被覆チューブ３７の先端側には、チューブ３７内に挿入される針状基体１０の先側に配設される各電極チップ２１〜２８の部分を、穿刺された脳深部の各脳神経細胞の対向位置に配置させ、露出させるための８つ開口部３８がそれぞれ備えられる（図５参照）。
【００４６】
こうして図４，図６に示すように被覆チューブ３７を周部に外装され、電極チップ２１〜２８の位置が各開口部３８に対応位置決めされた針状基体１０は、必要に応じて被覆チューブ３７内に保形ワイヤ３９を挿入させ（図４参照）、被覆チューブ３７を被覆した針状基体１０を、脳深部に向けて穿刺する場合において、針状基体１０の全体の剛性を保持し、その直線状態を保形させて、図７のターゲットＡに向けて針状基体１０を到達させる作業が行い易くなるようにしている。
【００４７】
図７に示す脳深部のターゲット領域Ａに向けてチューブ３７を外装させた針状基体１０を穿刺する手術は、先ず頭蓋骨の頂部を開頭して行われ、開頭された状態で頭蓋骨を固定し、所定のターゲット座標領域ＡをＭＲＩ画像で確認しながら、針状基体１０の先端部をターゲット領域Ａに穿刺、誘導する操作を行うようにする。
【００４８】
そしていわゆる脳マップに基づく所定のターゲット領域Ａに針状基体１０の周部が位置決めされた状態において、一旦被覆チューブ３７から保形ワイヤ３９を抜き、図８に示すように開口部３８において、対応する電極チップ２１〜２８の各電極素子３０に、ターゲット領域Ａに存在する脳神経細胞４０が対向配置される状態とする。
【００４９】
この際、マトリックス状に配置される各電極素子３０は、２００μm の間隔をもって相互に隣接されているため、５〜５００μm 程度の間隔で脳深部において隣接する脳神経細胞４０が、個別の脳神経細胞に接触する確率がその分増えることとなる。また各電極素子３０は突起状とされるため、開口部３８の部分を介して接触される各脳神経細胞４０に対して素子３０が強固に係合可能となり、電気的接触性がその分増すことが可能になる。
【００５０】
この状態において、針状基体３２の基端部における電極端子３２を電流計測手段３２に接続し、対応する各電極チップ２１〜２８の電極素子３０から入力される細胞より発生する発生電流の電流値並びに電流波形を該手段３２でオシロメトリックにモニタして記録し、メモリ４１に記憶させるようにする。そして例えば、患者がパーキンソン病患者で、振戦が存在する場合において、メモリ４１記憶された記録データでその原因となる脳神経細胞４０を計測される電流値や電流波形で特定することが可能となり、各電極チップ２１〜２８における特定の電極素子３０と係合する細胞４０の位置情報をメモリ４１に記憶されたデータから複合的に絞り込むことが可能となる。
【００５１】
こうして例えば患者の振戦の原因となる脳神経細胞４０が特定されたら、特定された脳神経細胞の発生電流の電流値並びに電流波形に基づき、これら発生電流を相殺させて、振戦を発生させないようにするため、所定の電流値並びに電流波形を出力するための制御プログラムを図１０に示す出力装置１２内に存在する信号処理制御手段３５（図１１参照）に記憶させる。こうして信号処理制御手段３５に当該患者に固有の刺激電流の出力プログラムが記憶させることが可能となり、この際各電極チップ２１〜２８の電極素子３０ごとに固有の電流値、電流波形からなる刺激電流の出力プログラムを設定し、信号処理制御手段３５に複合的に記憶させることができる。
【００５２】
このようにして信号処理制御手段３５に、電源３４が出力される当該患者固有の脳深部のターゲット領域Ａにおいて、電極素子３０に接する各脳神経細胞４０への出力電流の電流値、電流波形の出力プログラムが記憶されたら、図８に示す針状基体１０に対する被覆チューブ３７から図９に示すように被覆チューブ３７を針状基体１０から抜去するように操作する。こうして針状基体１０の外周部において、図８に示す状態から図９に示すように各電極チップ２１〜２８の電極素子３０が直接対応する脳神経細胞４０に係合し、接触されることとなり、脳深部に穿刺された針状基体１０が基端部を脳表面に位置させる状態で脳内に留置されることとなる。
【００５３】
この状態において、針状基体１０の基端部における電極端子３２に対して接続プラグ１４を接続させ、出力装置１４内の電源３４（バッテリ）から供給される電流を信号処理制御手段３５にて出力制御し、これにより電力端子３２を通じて各電極チップ２１〜２８の電極端子３０別に固有の電流値、電流波形からなる刺激電流が出力されることとなる。こうして当該患者固有の振戦などからなる不随意運動や特定機能障害を出力される固有の刺激電流によって防止することが可能となり、そうした状態が確認されたら、閉頭して手術を完了するようにする。
【００５４】
このようにして患者の脳内において針状基体１０を留置させ、各電極チップ２１〜２８の各電極素子３０から対向配置されるターゲット領域Ａでの特定の脳神経細胞４０に対し、個別に所定の電気的刺激が与えられることとなり、当該患者固有のオーダメイド治療が実現できることとなる。特にメモリ４１に記録し、記憶される電流計測データに基づき、電気的刺激を与えるべき細胞が容易に捕捉でき、刺激電流の電流値並びに波形を任意に設定できるため、患者本位の医療が実現できることになる。
【００５５】
こうした手術後において、従来微妙に振戦などからなる不随意運動や特定機能障害をもたらすターゲット領域Ａ内の脳神経細胞の位置が変化したり、場合によって刺激電流の電流値や電流波形を変化させなければならないことが生じていた。このような場合において、上記実施形態によれば図１１に示す信号処理制御手段３５内に記憶される制御プログラムを調整し、刺激電流を出力する電極チップ２１〜２８の電極素子３０を変化させたり、電流値や電流波形を変化させて調整することとすればよい。
【００５６】
こうした調整は、体内に埋め込まれた出力装置１２内のバッテリ電源を交換する際、電気ケーブル１３に電流計測手段３３を接続して各電極チップ２１〜２８の電極素子３０から電極素子３０に接触する脳神細胞４０から発生する電流値を再び計測し、モニタすることにより行うようにすればよい。すなわち、こうした再計測に基づき、再び信号処理制御手段３５に記憶される制御プログラム書き換え、調整することで容易に患者の病状変化に対応させることが可能となる。
【００５７】
さらに出力装置に内蔵される信号処理制御手段３５に、図１１に示すように無線信号処理受信部３６を付設し、上記脳を含む体外から、無線により信号の処理制御手段３５に記憶される制御プログラムを送信信号に基づいて書き換え、バッテリ電源３４より各電源チップ２１〜２８の電極素子３０に向けて個別に出力される刺激電流の出力制御操作を行ったり、刺激電流の電流値並びに電流波形を無線操作信号により調整可能に制御することも可能とされる。
【００５８】
さらに加えて、バッテリ電源３４を充電可能な電源とし、体外からマイクロ波で無線により電源３４に充電供給を行うようにしてもよい。
【００５９】
なお、上記実施形態では、出力装置１２を体内（胸内）に埋め込み、電気ケーブル１３を脳内に埋設される針状基体１０の基端部に接続するようにしているが、こうしたケーブル１３や出力装置１２を用いることなく、針状基体１０の基端部に小型の充電バッテリ電源や図１１に示す無線信号受信部３６、信号処理制御手段３５を内蔵させるようにしてもよい。
【００６０】
また、上記実施形態では、針状基体１０を帯状からなる薄板状の基板で形成するようにしたが、シリコンの棒状体からなる針状基体の先端表面の外周部に複数の電極チップを配設し、各チップから上方に向けてパターン配線を形成することとしてもよい。
【００６１】
さらに上記実施形態に係る脳深部刺激装置によれば、パーキンソン病患者、ハンチントン病患者などの患者の不随意動作の改善、脳卒中患者の特定運動機能回復に利用できる他、四肢に障害のある患者の筋肉運動機能の改善にも利用することが可能となり、この他にも様々な運動疾患、精神疾患の患者への利用も期待されるところである。
【００６２】
【実施例】
【００６３】
図１２は上記実施形態に係る脳深部刺激装置の変形例に係る実施例である。上記実施形態では図８に示すように、針状基体１０の両面にそれぞれ電極チップ２１〜２８を備えるようにしているが、本実施例では針状基体１０の片面側にのみ電極チップ２３，２４を備えることとしている。この針状基体１０を脳深部に穿刺する場合も図８と同様に被覆チューブ３７を外装させる状態で行われる。
【００６４】
被覆チューブ３７において開口部３８は、電極チップ２３、２４に対応して片面側にのみ備えられる。チューブ３７を外装させてなる針状基体１０を脳深部に挿入させる場合も図４と同様に保形ワイヤ３９Ａをチューブ３７内に留置させて行うようにしている。
【００６５】
ここで保形ワイヤ３９Ａは、図１２の（Ａ）に示す上方から観た状態において、断面長円形としてなる。図１２に示すように所定の脳深部まで被覆チューブ３７に外装させた針状基体１０が穿刺された状態において、断面長円形状の保形ワイヤ３９Ａを角度９０度回転させるようにする。すると各電極チップ２３、２４が保形ワイヤ３９Ａに押し出されて、矢印Ｘ方向に移動し、各電極素子３０が開口部３８から脳神経細胞４０に向けて進出することとなる。
【００６６】
こうして、開口部３８から進出される電極チップ２３、２４の各電極素子３０の部分で各脳神経細胞からの発生電流を入力させることが可能となり、電極計測が終了し、当該針状基体１０を脳内に留置させる場合、保形ワイヤ３９Ａ並びに被覆チューブ３７を脳から抜去させるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の最良の実施形態に係る脳深部刺激装置のうち、（Ａ）は針状基体の正面、（Ｂ）は同側面を示す図である。
【図２】図１のII部を示す拡大図である。
【図３】図２のII−IIに沿う断面図である。
【図４】被覆チューブ内に挿入された針状基体を示す断面図である。
【図５】被覆チューブに針状基体を挿入する状態を示す正面図である。
【図６】被覆チューブ内に針状基体を挿入した状態からなる側断面図である。
【図７】脳深部に対して、被覆チューブに挿入された針状基体を穿刺する状態を示す脳の側面図である。
【図８】脳深部に穿刺され被覆チューブに挿入された針状基体を示す側断面図である。
【図９】脳深部に留置される針状基体の側断面図である。
【図１０】本発明の最良の実施形態に係る脳深部刺激装置を人体に埋設する状態を示す側面図である。
【図１１】脳深部刺激装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】針状基体の実施例を示す図８と同様の断面図である。
【図１３】従来の脳深部刺激装置を人体に埋設する状態を示す側面図である。
【図１４】図１３のＸＩＶ部を示す拡大図である。
【図１５】従来の脳深部刺激装置の構成を示す側面図である。
【図１６】針体により脳神経細胞から出力される電流を計測する状態を示す側面図である。
【図１７】脳内の特定ターゲットに向けて被覆チューブ内に挿入された針体を穿刺する状態を示す側面図である。
【図１８】被覆チューブに挿入された針体を示す断面図である。
【図１９】被覆チューブに挿入された針体を特定ターゲット内の対応する脳神経細胞に誘導させた状態を示す拡大図である。
【図２０】針体の先端を対応する脳神経細胞に接触させ、留置させた状態を示す拡大図である。
【符号の説明】
【００６８】
１              針体
２，１３        電気ケーブル
３．１２        出力装置
４，４０        脳神経細胞
５，３７        被覆チューブ
１０            針状基体
１１            尖鋭部
１４            接続プラグ
２１〜２８      電極チップ
３０            電極素子
３１            パターン配線
３２            電極端子
３３            電流計測手段
３４            電源
３５            信号処理制御手段
３６            無線信号受信部
３８            開口部
３９，３９Ａ    保形ワイヤ
４１            メモリ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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