第２３回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会 講演論文集
2010 年 10 月 9 日（土）、10 日（日）北九州
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特別推進研究『ソフトコンピューティング技術による「てんかん」原性域の特定と低侵襲治療法の確立』（H20 年度~H23 年度）― 中間報告 ―Identification of Epileptogenic Focus by Employing Softcomputing andEstablishment of Minimally Invasive and Definitive Surgery― Interim Report ―山川烈1,3,4，鈴木倫保2,4，大和田祐二2,4，藤井正美2,4，石塚智1,4，堀尾恵一1,4，常盤達司1,4，野村貞宏2,4，粟生修司1,4，井上貴雄2,4，平山裕哉1，古賀裕章１１）九州工業大学大学院生命体工学研究科脳情報専攻
２）山口大学医学部脳神経外科
３）一般財団法人 ファジィシステム研究所
４）先進てんかん治療開発共同体Takeshi YAMAKAWA1,3,4, Michiyasu SUZUKI2,4, Yuji OWADA2,4, Masami FUJII2,4,Satoru ISHIZUKA1,4, Keiichi HORIO1,4, Tatsuji TOKIWA 1,4, Sadahiro NOMURA2,4,Shuji AOU1,4, Takao INOUE2,4, Yuya HIRAYAMA1, Hiroaki KOGA1
1) Graduate School of Life Science and Systems Engineering, Kyushu Institute of Technology2) Department of Neurosurgery, Graduate School of Medicine, Yamaguchi Un iversity
3) Fuzzy Logic Systems Institute (FLSI)
4) Consortium of Advanced Epilepsy Treatment (CADET)
Abstract: The current localization accuracy of the epileptogenc focus is not good and thus the extirpation offocus with significant margin causes the removal of normal brain and leads to the severe aftereffects such as
restricted vision, motor dysfunction, disorder of memory, and so on. To cope with this problem, we should
develop the technology of (1) detecting the epileptogenic focus, (2) necrotizing the epileptogenic focus
excluding normal brain. In case of distributed focuses in the normal neuron networks, it causes the after effectto necrotize the distributed focuses. Thus we need to develop another technology of (3) cooling down but notfreezing the distributed focuses to suppress the seizures after onset of epilepsy.
Keywords: epilepsy, seizure, necrotization of epileptogenic focus, cryoprobe, laser ablation, refrigerant, iceball, minimally invasive surgery, cooling down of epileptogenic focus, after effect,
Takeshi YAMAKAWA
2-4 , Hibikino, Wakamatsu, Kitakyushu, 808-0196, Japan
Tel: 093- 095-6123

E-mail: yamakawa@brain.kyutech.ac.jp

URL: http://www.lsse.kyutech.ac.jp/lsse_e/kyokan/yamakawa.html
URL: http://www.brain.kyutech.ac.jp/~cadet/index_en.html

１．はじめに抗てんかん剤を服用しても全く発作を防ぐことのできない人たちに残された唯一の方法は，頭がい骨を開いて，「てんかん原性域」と呼ばれる病根を切除する外科手術である．このような難治てんかんの患者は，国内におよそ 25 万人，世界中に 1,360 万人存在する．

本研究プロジェクトでは，ソフトコンピューティング技術を用いて高精度にてんかん原性域の位置と形状を推定し，それをピンポイントで破壊する「瞬間凍結融解壊死」と「レーザー焼灼」という技術を開発することになった．今回は，その中間報告として，頭蓋骨の下で空間的な広がりのある脳波を低侵襲に計測するための― 7 ―第２３回バイオメディカル・ファジィ・システム学会年次大会

電極と，ピンポイントで凍結融解壊死を実施できるマイクロクライオプローブについて述べる．

-0.05

0.00

1020Time[ms]B

Electrode 1
Electrode 3

1mmElectrode 2(a)(b)
図１(a)六角形 SMA ガイドと，その頂点に形成する(b)電極．

1020Time[ms]301020Time[ms]

301020Time[ms]

30-0.03

E6-0.07-0.08-0.09-0.05

E330

E3[mV]-0.07

20
Time[ms]

1020
Time[ms]-0.04

E2E410E2[mV]

E5[mV]-0.03

E4[mV]

E1

E5-0.08-0.0930

図４ 100 回刺激に対する応答の平均波形

３.

Electrode 530-0.025cm

Electrode 6-0.06-0.07

図１に示すような形状記憶合金（SMA）をガイドとし，その頂点に白金電極を配置した脳波誘導電極を試作しアカゲザルの一次体性感覚野の誘発電位を観測した．
SMA ガイドに２A の電流を 4 秒間通電した時の様子を図２に示す．通電による発熱が形状回復をする間，フッ素樹脂被覆が熱の大脳皮質への伝導を阻止する．図 3 はアカゲザルの左頭頂内で展開した電極の X 線写真である．右手首をElectrode 4

E1[mV]

E6[mV]

0.01

２. 形状記憶合金ガイド電極A

講演論文集（2010）

マイクロ凍結プローブ

ステンレス（SUS304）と Kovar を利用した同軸三重構造の外径 1 ㎜のプローブを持ち，その先端内部で冷媒 HFC を気化させ，－50℃をに冷却するマイクロクライオプローブを試作した．
体内ではプローブ先端に瞬時にしてアイスボールが形成され，その直径はおよそ 3 分で定常状態となり，プローブ直径に比例する．その様子を図５(b)に示す．この結果から，凍結部位の(a)(b)(c)
図２六角形 SMA ガイドの通電加熱による展開(a) 挿入前，(b)挿入後，(c)通電加熱後．

⑤④③⑥①②(a)(b)
図５ (a)試作した各種のクライオプローブと，(b)プローブ直径とアイスボール直径．
大きさ，形状に応じてプローブ先端を交換するタイプの，温度制御が不要な信頼性の高いクライオプローブとして，臨床利用できることがわ
かる．

中心溝(一次体性感覚野)

４.
図３アカゲザルの左頭頂内で展開した電極．
電流刺激した時の各電極での P20 の誘発電位から，右手首刺激による一次体性感覚野の誘発電位であることがわかる．

まとめ

後遺障害リスクが低く低侵襲の脳神経外科手術に必要な形状記憶合金ガイドのマルチ電極と，脳組織をピンポイントで凍結融解壊死させるマイクロクライオプローブを開発し，その有用性を示した．

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