DE19938549A1 - Mikrosondensystem - Google Patents

Abstract

Ein Mikrosondensystem zur Anwendung in der Medizin, namentlich in der Neurophysiologie und Neurochirurgie, hat eine am Kopf eines Probanden festlegbare Zielfindungs-Anordnung (10) mit einer verstellbaren Halterung (16), an bzw. mit der ein Adapter (20) paßgenau verbindbar ist, der einen Manipulator (30) mit einer lösbaren Sondeneinheit (S) trägt, die mittels einer elektrisch nach Raumkoordinaten (X, Y, Z bzw. R) steuerbaren Antriebs-Anordnung (34) zielgerichtet verfahrbar ist. Die Sondeneinheit (S) weist eine Rohrführung (54) für eine austauschbare Mikrofaserelektrode (60) auf, die an einem spitzen Ende mit Sensorflächen (65, 67) zum Ableiten von Aktivitäts-Signalen versehen ist, welche über eine PC-Schnittstelle in einer Datenerfassungs-Anlage speicherbar sind, die mit einer Ausgabe-Einrichtung für Daten ausgestattet oder verbindbar ist. Der Manipulator (30) hat eine Stellmechanik, z. B. XYZ-Schlitten (34) mit zugehörigen Stellschrauben und Skalen, sowie einen Grundkörper (22), an bzw. mit dem in zwangsläufig vorgegebener Richtung die Sondeneinheit (S) festlegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrosondensystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Man verwendet in der Medizin sowie in der biologischen Forschung Mikrosonden, die in ein Gewebe eingebracht werden, wo eine Körperstruktur punktuell abgetastet oder beeinflußt werden soll. Ein spezifisches Beispiel ist die Behandlung von essentiellem Tremor oder auch, bei Parkinson-Leiden, von therapierefraktärem Tremor. Hierzu führt man eine Mikroelektrode gezielt in den ventral intermediären Kern (VIM) des Thalamus eines Patienten ein und verbindet sie mit einem elektrischen Stimulator, der subkutan unterhalb des Klavikels implantiert wird. Ein solcher "Hirnschrittmacher" kann den unwillkürlichen Aktionstremor wirkungsvoll hemmen, so daß sich die Lebensqualität des Patienten drastisch verbessert.

Bei anderem Krankheitsbild, etwa Akinese oder medikamentös induzierten Überbewe­ gungen, nutzt man andere Zielpunkte, z. B. den Nucleus subthalamicus oder den Globus pallidus. Ferner führt man seit einiger Zeit die Koagulation (Verkochung) der für manche Krankheitssymptome verantwortlichen Hirngebiete unter Einsatz einer Makro- Elektrode durch, und zwar je nach Zielgebiet als Pallidotomie (Zielgebiet Globus Pallidus) oder Thalamotomie (Zielgebiet Thalamus).

Die Lokalisation erfolgt gewöhnlich mit Hilfe von elektrophysiologischen Tiefenablei­ tungen neuronaler Entladungsmuster entlang einer stereotaktisch vorgegebenen Trajektorie. Entscheidend ist stets die korrekte Bestimmung eines naturgemäß sehr kleinen Zielgebietes im Gehirn, denn eine fehlplazierte Schrittmacher-Elektrode würde benachbarte Gehirnareale schädigen und stimulieren, beispielsweise Fasertrakte wie die Sehbahn, Pyramidenbahn usw.

Herkömmliche Ableitsysteme besitzen manuelle Mikrometer-Vortriebe, die nur eine relativ ungenaue und zudem artefaktbehaftete Positionierung ermöglichen. Die Mikroelektroden-Position wird üblicherweise nur punktuell von einer Mikrometer­ schraube abgelesen und handschriftlich in einem OP-Protokoll mit allen eingehenden Ablesefehlern und Ungenauigkeiten erfaßt. Eine permanente Aufzeichnung der Mikroelektroden-Position simultan zu den digital aufgezeichneten Werten findet aber nicht statt. Während des Elektroden-Vorschubs ist die Signalableitung zudem störungsanfällig. Aufgrund ihrer Dimensionen sind die Ableitelektroden meist nicht selektiv genug, um Einzelzellen abzutasten; dann ist die Signal-Ableitwahrschein­ lichkeit entsprechend gering. Alle diese Umstände führen zu nachteilig verlängerter Operationsdauer und unsicherem Erfolg.

Ein weiterer wesentlicher Nachteil konventioneller Techniken besteht darin, daß die zu implantierende Makro-Therapieelektrode (Hirnschrittmacher-Elektrode) nach exakter Plazierung im Zielpunkt durch die Wegnahme eines Teils des Stereotaxie-Systems (Führungsrohr) in ihrer Position verschoben werden kann. Zur Korrektur dieses Fehlers muß die Therapieelektrode nachträglich in mühsamen Versuchen replaziert werden. Die erneute, manuelle Suche nach dem vorher unter Einsatz der beschriebenen stereotaktischen Maßnahmen bestimmten Zielpunkt erfolgt nun ohne stereotaktische Hilfsmittel und verlängert zusätzlich die Operationsdauer unnötigerweise.

Es ist ein wichtiges Ziel der Erfindung, diese und weitere Nachteile des Standes der Technik mit möglichst wirtschaftlichen Mitteln zu überwinden und ein verbessertes Mikrosondensystem zu schaffen, das bei erheblich verkürzter Operationsdauer hohe Genauigkeit der Positionierung leistet und zugleich eine Dokumentation ermöglicht, mit der man den Ablauf nachvollziehen und daraus Erkenntnisse gewinnen kann.

Hauptmerkmale der Erfindung sind im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 ange­ geben. Ausgestaltungen sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 17.

Bei einem Mikrosondensystem zur Anwendung in der Medizin, namentlich in der Neurophysiologie und Neurochirurgie, ist gemäß Anspruch 1 vorgesehen, daß eine am Kopf eines Probanden festlegbare Zielfindungs-Anordnung eine verstellbare Halterung zum lösbaren Anbringen eines Adapters aufweist, wobei der Adapter einen Manipulator trägt, der mittels einer elektrisch nach Raumkoordinaten steuerbaren Antriebs-Einheit relativ zum Koordinatensystem der Zielfindungs-Anordnung zielgerichtet verfahrbar ist, daß an dem Manipulator eine austauschbare Mikrofaserelektrode festlegbar ist, die mit Sensorflächen zur Ableitung von neuronalen Aktivitäts-Signalen versehen ist, wobei die Mikrofaserelektrode mittels einer Sondeneinheit in einer Vorzugsrichtung zielgerichtet verfahrbar ist, und wobei von einer in der Sondeneinheit vorhandenen elektronischen Positionserfassung erzeugte Positonsdaten simultan zu den von der Mikrofaserelektrode erzeugten neuronalen Aktivitäts-Signalen anzeigbar und mit diesen speicherbar sind. Ferner ist an dem Manipulator anstelle der Mikrofa­ serelektrode in deren Position und Ausrichtung eine Makro-Therapieelektrode festleg­ bar, mit der gezielte elektrische Stimulationen durchführbar sind, wobei der die Makro- Therapieelektrode tragende Manipulator anhand der gespeicherten Positionsdaten der Mikrofaserelektrode in Vorzugsrichtung zielgerichtet verfahrbar ist. Die Signale können z. B. über eine PC-Schnittstelle in einer Datenerfassungs-Anlage gespeichert werden, die mit einer Ausgabeeinrichtung für Daten versehen oder verbindbar ist, beispiels­ weise einem PC-Bildschirm.

Dieses neuartige System zeichnet sich durch einen mikrometergenau steuerbaren, reproduzierbaren Vortrieb aus, wobei Hand-Unsicherheiten zuverlässig vermieden werden. Die Mikrofaserelektrode liefert während ihrer Bewegung neuronale Signale, die zusammen mit den extrem genauen Momentan-Daten der Mikroelektrodenposition fortlaufend in der Datenerfassungs-Anlage verarbeitet und angezeigt werden. Dies erlaubt eine außerordentlich präzise, von Bewegungs-Artefakten freie Führung der Mikrosonde in das Zielgebiet hinein. Im Gegensatz zu der bislang gegebenen Notwen­ digkeit, die Signalableitung und die Mikrostimulation im Gewebe in getrennten Arbeits­ gängen nacheinander durchzuführen, integriert das erfindungsgemäße System diese Vorgänge, was eine enorme Verkürzung der Operationsdauer bewirkt. Weil die exakte Position der Mikrofaserelektrode in jedem Augenblick digital erfaßt und ausgewertet wird, sind alle Daten für die Plazierung der eigentlichen Makro-Therapieelektrode jederzeit voll verfügbar und kontrollierbar, sei es per Bildschirm oder Lautsprecher- Darbietung oder durch Ausdruck eines Protokolls.

Gemäß Anspruch 2 ist zur Ausrichtung und Führung der Mikrofaserelektrode und/oder der Makro-Therapieelektrode entlang der Vorzugsrichtung an dem Manipulator eine Trägereinheit vorhanden, die laut Anspruch 3 eine Rohrführung aufweist, in welcher die Mikroelektrode und die Makro-Therapieelektrode wechselweise einführbar sind. Die Trägereinheit sorgt für eine stets identische Ausrichtung der nacheinander einzuset­ zenden Elektroden, so daß eine mittels der Mikroelektrode ermittelte Stellung mit der Makroelektrode exakt anfahrbar ist.

Von besonderem Vorteil ist die Maßnahme von Anspruch 4, wonach die Makro- Therapieelektrode in der Rohrführung in einer vorgebbaren Position fixierbar und in dieser Stellung zumindest abschnittsweise freilegbar ist. Die durch die Sondeneinheit vorbestimmte Positionierung kann durch die Rohrführung auf überaus einfache Weise zuverlässig beibehalten werden. Zudem besteht die Möglichkeit die in der Rohrführung festgelegte und anschließend freigelegte Makroelektrode an der Kopfschwarte eines Patienten interoperativ zu fixieren, ohne daß die bereits eingestellte Positionierung verloren gehen kann.

Für das Freilegen der Makroelektrode sieht Anspruch 5 vor, daß die Rohrführung in ihrer Länge veränderlich ist, wobei gemäß Anspruch 6 bevorzugt ein Teleskoprohr verwendet wird, das in beliebigen Auszugslängen arretierbar ist.

In der Weiterbildung von Anspruch 7 ist die Mikrofaserelektrode in der Sondeneinheit integriert und mittels dieser an dem Manipulator festlegbar, wobei die Sondeneinheit zur Aufnahme und Führung der Mikrofaserelektrode laut Anspruch 8 eine Mikroelek­ troden-Trägereinheit aufweist und zum zielgerichteten Verfahren der Mikrofaserelek­ trode einen Mikroelektroden-Manipulator aufweist. Dadurch ist eine besonders genaue und zuverlässige Elektroden-Verschiebung gewährleistet.

Laut Anspruch 9 weist der Mikroelektroden-Manipulator neben der elektronischen Positionserfassung einen zusätzlichen mechano-optischen Positionsdetektor zur Erfassung und Anzeige der Mikroelektroden-Position auf. Während der elektronische Positonsdetektor neben den mit Hilfe einer PC-gestützten Datenerfassungseinheit aufgenommenen Nervensignalen die simultane Erfassung und Aufzeichnung der Positionsdaten der Mikroelektrode ermöglicht und man sich die dadurch gewonnenen Daten über einen PC-Bildschirm mikrometergenau anzeigen lassen kann, ermöglicht die mechano-optische Positionsanzeige als direkter Wegaufnehmer die Anzeige der zurückgelegten Wegstrecke der Mikroelektrode mit einer Genauigkeit von 1 mm. Sie dient daher dem Neurochirurgen als Gegenkontrolle zur indirekten elektronischen Positionserfassung der Mikroelektrode. Insgesamt wird hierdurch die OP-Dokumen­ tation wesentlich präzisiert und vereinfacht. Weiterhin sind die gewonnenen Daten für eine postoperative wissenschaftliche Auswertung hervorragend geeignet.

Konstruktiv ist es günstig, wenn die Mikroelektroden-Trägereinheit gemäß Anspruch 10 ein Führungsrohr aufweist, welches die Mikrofaserelektrode aufnimmt und welches beim Ansetzen der Sondeneinheit an den Manipulator in die Rohrführung der Träger­ einheit einführbar ist. Ist also durch vorherige Messung mittels der Mikrofaserelektrode eine bestimmte Position der Sondeneinheit und damit der Rohrführung ermittelt und festgelegt worden, so besitzt letztere ohne jede weitere Justierung bereits die erforder­ liche Position für das Einführen der Stimulations-Elektrode.

Laut Anspruch 11 weist die Mikrofaserelektrode in Quarzglas eingebettete Leiter auf, insbesondere einen zentralen Leiter und drei ihn mit minimalem Radialabstand symmetrisch umgebende Außenleiter. Diese Konfiguration bildet eine Tetrode kleinster Abmessungen, so daß die Ableit-Wahrscheinlichkeit auf engstem Raum beachtlich gesteigert ist. Derzeit ist ansonsten weltweit nur ein 1-Kanal-Ableitsystem erhältlich, das von Axon Instruments, Inc. unter der Bezeichnung Guideline 3000 angeboten wird und keinen motorischen Antrieb der Mikrofaserelektrode besitzt.

Zur Miniaturisierung trägt es ferner bei, daß nach Anspruch 12 die Außendurchmesser von Mikrofaserelektrode, zentralem Leiter und Außenleitern zueinander in einem Verhältnis im Bereich von 6 : 1,5 : 1 bis 5 : 1,2 : 1 stehen. Hohe Selektivität gewinnt man vor allem auch durch die Ausbildung gemäß Anspruch 13, wonach die Mikrofaserelektrode ein spitzes Ende hat, an dem die Leiter als Sensorflächen austreten, wobei der Zentralleiter eine Kegelspitze und die Außenleiter Ellipsenflächen bilden. Bei denkbar geringem Elektroden-Durchmesser erreicht man auf diese Weise relativ große Sensorflächen und infolgedessen eine stark erhöhte Wahrscheinlichkeit der Neuronen- Erfassung.

Wenn die Leiter laut Anspruch 14 aus hochfestem Metall bestehen, beispielsweise aus einer Platin-Wolfram-Legierung (Pt95/W5), hat man eine besonders hohe Knickfestig­ keit der Sonde, die daher auch in zähfeste Schichten z. B. einer Dura gut eindringt.

Für die Steuerung des Vortriebs ist es günstig, wenn gemäß Anspruch 15 dem Mikroelektroden-Manipulator ein Mikroprozessor zugeordnet ist, mit dem unter Auswertung der Positions- und Aktivitäts-Daten die Zielkoordinaten (x, y, z bzw. R, ϕ) für die Sondeneinheit bestimmbar sind. Die vom Mikroprozessor gelieferten Ausgangs- Signale können zudem nach Anspruch 16 sicht- und/oder hörbare Meldungen auslö­ sen, z. B. akustische Muster, die in Form von Lautsprecher-Übertragungen während der Operation außerordentlich hilfreich sind, zumal der Arzt ein Zielgebiet anhand der neuronalen Aktionsimpuls-Muster entlang der Mikroelektroden-Trajektorie identifizieren kann.

Außerdem läßt sich die Erstellung und Benutzung der Dokumentation gut unterstützen, weil die Ausgangssignale des Mikroprozessors im Einklang mit Anspruch 17 direkt einem Speicher zugeführt, dort abgelegt und nach Bedarf abgerufen werden können. Das erleichtert und beschleunigt die Auswertungs-Arbeit erheblich.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Wortlaut der Ansprüche sowie aus der folgenden Beschreibung von Ausführungs­ beispielen anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Darstellung einer Zielfindungs-Anordnung für ein Mikrosondensystems,

Fig. 2 eine Schrägansicht eines Manipulators mit Adapter,

Fig. 3 eine Schrägansicht einer Mikroelektroden-Trägereinheit,

Fig. 4a eine Teil-Seitenansicht einer Mikrofaserelektrode,

Fig. 4b einen stark vergrößerten End-Ausschnitt der Mikrofaserelektrode von Fig. 4a und

Fig. 5 einen stark vergrößerten Querschnitt durch die Mikrofaserelektrode von Fig. 4a.

Das in den Fig. 1 und 2 dargestellte Mikrosondensystem besteht im wesentlichen aus einer am Kopf eines (nicht gezeigten) Probanden festlegbaren Zielfindungs-Anordnung 10 (Fig. 1) sowie einem mit einem Adapter 20 an der Zielfindungs-Anordnung 10 festlegbaren Manipulator 30 (Fig. 2). Dieser dient als Aufnahmeeinheit für eine Sondeneinheit S mit einem Mikroelektroden-Manipulator 40, der eine in einer Mikro­ elektroden-Trägereinheit 50 geführte (in Fig. 1 und 2 nicht sichtbare) Mikroelektrode 60 bewegt. Der Manipulator 30 dient ferner - nach Abnahme der Sondeneinheit S - als Positioniereinheit für eine (ebenfalls nicht dargestellte) Makro-Therapieelektrode (Hirnschrittmacher-Elektrode).

Fig. 1 zeigt eine Zielfindungs-Anordnung 10 in Form eines Stereotaxie-Geräts 12, z. B. des Typs Riechert-Mundinger, RM (Fa. Howmedica Leibinger, Freiburg, BRD). In diesem System werden Ziel- und Trepanationspunkt durch kartesische Koordinaten dargestellt; jeder Punkt im Gehirn oder an der Schädelbasis des Probanden kann von jedem außerhalb gelegenen Punkt vorausberechnet und exakt angezielt werden. Das Gerät 12 besteht aus einem Grundring 13 und einem Schwenkbügel 14. Im Grundring 13 wird der Kopf des Patienten unverrückbar fixiert und außerdem das stereotaktische Koordinatensystem festgelegt. Am äußeren Scheitelpunkt des im wesentlichen halbkreisförmigen Schwenkbügels 14 ist eine Sondenhalterung 15 befestigt, die ihrerseits eine Halterung 16 für eine Aufnahme-Schiene 17 trägt. Letztere verfügt über jeweils eine in der Ober- und Unterseite eingebrachte Schwalbenschwanz-Nut 18. Zu der Vorrichtung 12 gehört weiterhin eine Tiefenanschlagnadel 19, die in der mit dem Schwenkbügel 14 um eine Achse A verschwenkbaren Halterung 16 festgelegt ist.

Der Adapter 20 hat zur Festlegung des Manipulators 30 an der Zielfindungs-Anordnung 10 einen Grundkörper 22 mit einer Schwalbenschwanz-Halterung 24. Diese paßt mit geringst möglichem Bewegungsspiel in die untere Schwalbenschwanz-Nut 18 der Aufnahme-Schiene 17 und wird soweit eingeschoben, bis ein durch die Tiefenan­ schlagnadel 19 des Stereotaxie-Geräts 12 definierter Anschlagpunkt erreicht ist. Letzterer wird beispielsweise durch den Grundkörper 22 des Adapters 20 oder durch ein anderes an dem Adapter festgelegtes Bauteil definiert, das an der Anschlagnadel anschlägt. In dieser durch den Anschlagpunkt stets reproduzierbaren Endstellung wird der Adapter 20 mittels einer (nicht dargestellten) Feststellschraube arretiert, so daß eine starre Verbindung zwischen dem Manipulator 30 und dem Stereotaxie-System 10, 12 bzw. dessen kartesischem Koordinatensystem erzielt wird. Der Manipulator 30 folgt präzise jeder Bewegung des Schwenkbügels 14 um die Schwenkachse A.

Um den xyz-Manipulator 30 auch an anderen Stereotaxie-System-Typen festlegen zu können, kann der Adapter 20 auch variabel gestaltet sein, d. h. man kann anstelle der Schwalbenschwanz-Lösung eine andere geeignete Befestigungsart wählen. Wichtig ist, daß der Manipulator 30 spielfrei mit dem Schwenkbügel 14 des Stereotaxie-Geräts 12 verbindbar und in einer jederzeit reproduzierbaren Stellung fixierbar ist.

Zur Festlegung der Sondeneinheit S an dem Manipulator 30 ist zwischen diesem und dem Mikroelektroden-Manipulator 40 bevorzugt eine weitere Schwalbenschwanz- Verbindung 32 vorgesehen. Diese umfaßt eine in dem Grundkörper 31 des Manipu­ lators 30 ausgebildete (nicht sichtbare) Schwalbenschwanz-Führung, beispielsweise in Form einer Nut, die eine an einem Gehäuse 41 des Mikroelektroden-Manipulators 40 ausgebildete (ebenfalls nicht sichtbare) Schwalbenschwanz-Halterung aufnimmt. Um auch hier eine präzise und stets reproduzierbare Festlegung zu gewährleisten, ist die Halterung mit geringst möglichem Bewegungsspiel in die Nut des Grundkörpers 31 einschiebbar und in einer durch einen Anschlag definierten Position mittels einer (nicht gezeichneten) Arretierung fixierbar. Anstelle der Schwalbenschwanz-Verbindung 32 kann man auch eine andere geeignete Verbindungseinrichtung verwenden.

Man erkennt in Fig. 2, daß der xyz-Manipulator 30 eine in drei Raumrichtungen x, y, z verstellbare Präzisions-Einstelleinheit 34 hat. Mit dieser kann man den Grundkörper 31 und die daran angekoppelte Sondeneinheit S mit Mikroelektroden-Manipulator 40 und Mikroelektroden-Trägereinheit 50 gegenüber dem Grundkörper 22 des Adapters 20 und damit gegenüber der Halterung 16 des Stereotaxie-Gerätes 12 in einer beliebigen Raumrichtung (R, ϕ) um eine definierte Strecke verstellen, wobei die lösbaren Verbin­ dungen 18, 24 sowie 32 zwischen Halterung 16 und Manipulator 30 bzw. zwischen Manipulator 30 und Sondeneinheit S für einen stets festen Bezug zum Koordinaten­ system des Stereotaxie-Geräts 12 gewährleisten. Legt man die Makroelektrode an dem Manipulator 30 fest, kann diese entlang einer wählbaren Vorzugsrichtung R (beispielsweise der z-Richtung) bewegt werden.

In dem Gehäuse 41 des Mikroelektroden-Manipulators 40 befindet sich eine (nicht dargestellte) 4-Kanal Vorverstärker-Einheit mit integrierter Konstantstrom-Brücken­ schaltung sowie ein (schematisch angedeuteter) DC-Mikromotor 42 mit integriertem Positionssensor 43 und Encoder. Ferner sind außen an dem Gehäuse 41 zwei multipolare Anschlußbuchsen 44, 45 vorgesehen. Diese dienen zur Verbindung des Mikroelektroden-Manipulators 40 mit einer Signalverarbeitungseinheit (über die Buchse 44) und einer PC-Motorsteuerung (über die Buchse 45).

Die in Fig. 3 separat gezeigte Mikroelektroden-Trägereinheit 50 der Sondeneinheit S ist seitlich paßgenau in das Gehäuse 41 des Mikroelektroden-Manipulators 40 einsetzbar und damit bei Bedarf, z. B. zu Sterilisationszwecken, jederzeit austauschbar. Sie hat eine Trägerplatte 51 mit einem endseitig aufgesetzten Halteblock 52, der stirnseitig ein Führungsrohr 53 trägt.

In dem Führungsrohr 53 liegt eine (nicht sichtbare) Mikroelektrode 60 (siehe dazu Fig. 4a). Bevorzugt verwendet man eine 4-fach Quarz-Platin-Wolfram Mikroelektrode (Tetrode). Diese hat einen zentralen Leiter 64 sowie drei Außenleiter 66, die in gleichmäßigen Abständen auf einem den zentralen Leiter 64 konzentrisch umgeben­ den Kreis liegen. Zur Abschirmung der Leiter 64, 66 ist eine im Querschnitt zylindrische Metall-Hülle 61 vorgesehen, die zur Isolierung der Leiter 64, 66 mit einer Füllung aus Quarzglas 62 ausgefüllt ist. Das freie Ende 63 der Mikroelektrode 60 ist, wie Fig. 4b zeigt, kegelförmig angespitzt, so daß der zentrale Leiter 64 eine Kegelspitze 65 bildet, während die Außenleiter 67 in der ebenfalls kegelförmigen Mantelfläche der Elektro­ denspitze 63 Ellipsenflächen 67 bilden. Kegelspitze 65 und Ellipsenflächen 67 dienen als Sensorflächen, zur Aufzeichnung neuronaler Aktivitätssignale.

Die Mikroelektrode 60 ist mittels eines Schlauchantriebs 56 in dem Führungsrohr 53 in kleinsten Mikroschritten linear bewegbar. Der Schlauchantrieb 56 wird von einem endseitig über die Mikroelektrode 60 gezogenen Gummischlauch 57 gebildet, der mit einem auf einem Wickelteller 58 auf- und abwickelbaren Spannfaden 59 verbunden ist (Dieses Antriebssystem ist im wesentlichen bereits aus US-A-5,413,103 bekannt). Der Wickelteller 58 wird nach dem Einstecken der Mikroelektroden-Einheit 50 in den Mikroelektroden-Manipulator 40 automatisch mit dessen Antrieb, d. h. mit dem PC- Mikromotor 42, gekoppelt und ist durch diesen antreibbar, so daß die Mikroelektrode 60 PC-gesteuert in dem Führungsrohr 53 vor und zurück bewegbar ist. Ein in das aus Metall gefertigte Führungsrohr 53 eingeklebtes (nicht sichtbares) Kunststoffrohr reduziert die parasitäre Shunt-Kapazität zwischen Führungsrohr 53 und den Innenlei­ tern 64, 66 der Tetrode 60. Durch diese Maßnahme wird der durch die Shunt-Kapazität hervorgerufene "Mikrofonie-Effekt" (Prinzip des Kondensator-Mikrofons) entsprechend reduziert.

Wie Fig. 2 zeigt, sitzt die in das Gehäuse 41 des Mikroelektroden-Manipulators 40 eingesetzte Mikroelektroden-Trägereinheit 50 hinter einem Sichtfenster 46. Durch dieses hindurch kann man die Bewegung des Schlauchantriebs 56 und damit die Bewegung bzw. die Eindringtiefe der Mikroelektrode 60 zusätzlich visuell beobachten und messen. Hierzu ist beispielsweise auf der Verbindung 47 zwischen Gummi­ schlauch 57 und Spannfaden 59 eine (nicht dargestellte) Markierung aufgebracht, die sich gegenüber einer in dem Sichtfenster 46 vorgesehenen Skala 48 bewegt. Mit diesem mechano-optischen Positionsdetektor lassen sich selbst kleinste Relativbewe­ gungen der Mikroelektrode 60 bequem ablesen und bei Bedarf mit errechneten Positionswerten vergleichen. Bevorzugt ist das Sichtfenster 46 in einem seitlichen Deckel 49 des Gehäuses 41 ausgebildet, was die Auswechslung der Trägereinheit 50 erleichtert.

Zur präzisen Abstützung und Führung sowohl des Führungsrohrs 53 der Mikroelek­ troden-Trägereinheit 50 als auch einer später einzusetzenden Makro-Therapieelek­ trode ist seitlich an dem Grundkörper 31 des Manipulators 30 eine Trägereinheit 33 fest montiert. Diese hat einen Längsträger 35, in dessen Oberkante eine Führungsnut 36 eingebracht ist. In dieser ist ein zwei- oder dreifach ausziehbares Teleskoprohr 54 als Rohrführung unverlierbar eingesetzt. Letzteres ist in seiner Länge variabel und kann mittels einer Arretierung 37 in einer vorgebbaren Auszugslänge festgelegt werden. Die Länge des in der Nut 36 einliegenden Hauptteils 54' des Teleskoprohrs 54 ist so gewählt, daß das Teleskoprohr 54 bei Bedarf um ca. 60% seiner Länge eingefahren werden kann. Diese Einzugslänge ist insbesondere so abgestimmt, daß die darin geführte Makro-Therapieelektrode nach dem Einzug des Teleskoprohrs 54 auf einer Strecke von wenigstens 10 mm oberhalb der Kopfschwarte des Patienten freigelegt werden kann. Hierdurch wird es erstmals möglich, die Therapieelektrode intraoperativ zu fixieren. Dies verhindert eine Depositionierung der Makroelektrode beim Herausziehen des Teleskoprohres 54 aus dem Kopf des Patienten. Bisher notwendige, zeitaufwedige Positionskorrekturen sind durch den Einsatz des speziell abgestimmten Teleskoprohrs 54 nicht mehr erforderlich.

Beim Montieren des Mikroelektroden-Manipulators 40 an dem xyz-Manipulator 30 wird (nach Entfernen eines zuvor eingesetzten, nicht gezeigten Mandrins) das Führungsrohr 53 in das vollständig ausgezogene und in dieser Stellung arretierte Teleskoprohr 54 eingeführt. Anschließend steckt man die Schwalbenschwanz-Halterung des Mikroelek­ troden-Manipulators 40 in die Schwalbenschwanz-Führung des Grundkörpers 31 ein bis der (nicht sichtbare) Anschlag erreicht ist. Dort arretiert man beide mittels einer (ebenfalls nicht dargestellten) Feststellschraube. Das Führungsrohr 53 und das dieses umschließende Teleskoprohr 54 werden präzise von der Trägereinheit 33 unterstützt. Beide sind genauestens in z-Richtung der Präzisions-Einstelleinheit 34 des xyz- Manipulators 30 ausgerichtet, so daß die Mikroelektrode 60 stets exakt in z-Richtung des Koordinatensystems des Stereotaxie-Systems 10, 12 bewegt wird.

Anstelle der Mikroelektrode 60 des Mikroelektroden-Manipulators 40 kann man an dem xyz-Manipulator 30 die Makro-Therapieelektrode befestigen. Diese wird mit einem geeigneten (nicht dargestellten) Halter an dem Manipulator 30 festgelegt und ebenso wie das Führungsrohr 53 bei der Montage in das zunächst vollständig ausgezogene und arretierte Teleskoprohr 54 eingeführt. Auf diese Weise wird die Makroelektrode exakt in der gleichen Richtung wie die zuvor verwendete Mikroelektrode 60 ausgerich­ tet, nämlich in z-Richtung des Manipulators 30. Hat die Makroelektrode ihre gewünschte Position erreicht, kann man sie mittels eines federnd gelagerten Verriege­ lungshebels 38 an der Trägereinheit 33 fixieren. Der Hebel 38 ist seitlich an dem Längsträger 35 der Trägereinheit 33 gelagert und um seine Längsachse verschwenk­ bar. Löst man die Arretierung 37 des Teleskoprohres 54 und schiebt man dieses zurück, wird die in den Probanden eingeführte, exakt positionierte Makroelektrode zugänglich.

Sinn und Zweck des aus Zielfindungs-Anordnung 10, Adapter 20, xyz-Manipulator 30, Sondeneinheit S, Hauptverstärker-Filtereinheit mit PC gestütztem Datenaquisitions­ system, PC-gesteuerter Motorsteuereinheit und Akkumulator-Stromversorgung bestehenden Neuronavigationssystem ist die Ergänzung der radiologisch-anatomi­ schen Zielpunktfindung im Sinne einer zusätzlichen elektrophysiologischen Neuronavi­ gation.

Der xyz-Manipulator 30 ermöglicht mit seiner Trägereinheit 33 und dem daran festge­ legten Teleskoprohr 54 die exakte Positionierung und Ausrichtung der ankoppelbaren Geräte bzw. Einrichtungen, nämlich des Mikroelektroden-Manipulators 40, eines Mikrokanülen-Manipulators, einer Makro-Stimulationselektrode, einer Makro-Thera­ pieelektrode oder einer Makro-Koagulationselektrode in allen drei Raumachsen (x-, y- und z-Richtung) relativ zum Koordinatensystem des Stereotaxie-Gerätes 12, wobei jede Elektrode exakt in z-Richtung des Stereotaxie-Geräts 12 liegt. Auf überraschend einfache Weise ist es möglich, mittels der Präzisions-Einstelleinheit 34 des xyz- Manipulators 30 mehrere parallele Trajektorien stufenlos einzustellen. Ein Einstellbe­ reich von ± 5 mm ist vorgesehen, kann aber bei Bedarf erweitert werden.

Die funktionelle Zielpunktfindung erfolgt unter Einsatz des xyz-Manipulators 30 und der Sondeneinheit S. Nach der Ankopplung von xyz-Manipulator 30 und Mikroelektroden- Manipulator 40 an das vorhandene Stereotaxie-System 12 und Einstellung der mittels klassischer anatomisch-radiologischer Zielpunktfindung bestimmter Raumkoordinaten am Stereotaxie-System 12 wird dieses auf dem Kopf des Patienten eingerichtet. Vorausgegangen ist eine Simulation am ZP-Simulator um die ermittelten Daten zu verifizieren. Das vollständig ausgezogene Teleskoprohr 54 wird nun fixiert, mit einem (nicht dargestellten) Mandrin ausgefüllt und mit diesem möglichst dicht bis an das vermutete Zielgebiet herangefahren. Anschließend nimmt man das Mandrin heraus und setzt die Mikrofaserelektrode 60 ein Ausgehend von dem erreichten Startpunkt wird nun mit dem motorisch angetriebenen Mikroelektroden-Manipulator 40 das Hirngewebe bei langsamer Vorwärtsfahrt der 4-fach Quarz-Platin/Wolfram Mikroelek­ trode 60 "gescannt". Entlang der Trajektorie werden die Entladungsmuster der Hirnnerven über die Leiter 64, 66 der Mikroelektrode 60 aufgenommen, durch den in dem Mikroelektroden-Manipulator 40 integrierten 4-Kanal Vorverstärker verstärkt und einer externen (nicht dargestellten) Hauptverstärker-Filtereinheit zur weiteren Signal­ bearbeitung zugeführt. Die kontinuierliche Datenaufnahme erfolgt mit einem PC- gestützten digitalen Datenaquisitionssystem, das über die Anschlußbuchse 44 mit dem Mikroelektroden-Manipulator 40 verbunden ist. Simultan zu den physiologischen Signalen wird auch die Position der Mikroelektrode permanent erfaßt und die Positi­ onsdaten parallel zu den physiologischen Daten durch das digitale Datenaquisitions­ system permanent aufgezeichnet.

Die Position der Mikroelektrode 60 wird zweifach erfaßt und angezeigt. Einmal verfügt der integrierte DC-Mikromotor 42 über einen integrierten Positionssensor 43 mit Encoder. Die Mikroelektrodenposition wird hiermit µm-genau elektronisch gemessen, über den PC zur Anzeige gebracht und auf dem Speichermedium des Rechners kontinuierlich gespeichert. Weiterhin wird die Elektrodenposition durch die Skala 48 im Sichtfenster 46 des Deckels 49 des Mikroelektroden-Manipulators 40 optisch ange­ zeigt. Hierbei handelt es sich um eine direkte Wegmessung wohingegen die elektroni­ sche Wegemessung eine indirekte Methode ist.

Anhand der für die einzelnen, mit der Mikroelektrode 60 durchfahrenen Hirnkerne charakteristischen Entladungsmuster kann der Arzt die Positionsdaten der Mikroelek­ trode 60 topographisch bestimmten Hirnkernen zuordnen. Nach erfolgreicher funktio­ neller Zielpunktfindung, wird der Mikroelektroden-Manipulator 40 vom xyz-Manipulator 30 abgenommen.

Anschließend wird für die Durchführung der Hirnschrittmacher-Therapie die Makro- Therapieelektrode in das Teleskoprohr 54 eingeführt, an dem Manipulator 30 festgelegt und mit Hilfe des z-Vortriebes der Präzisions-Einstelleinheit 34 an die mit dem Mikro­ elektroden-Manipulator 40 vorbestimmten Zielpunktkoordinaten gefahren. Nach erfolgreicher Teststimulation wird die Makro-Therapieelektroden mit Hilfe des Makro­ elektroden-Verriegelungshebels 38 an dem Träger 33 und damit relativ zu dem Manipulator 30 festgeklemmt. Danach wird die Teleskoprohr-Verriegelung 37 gelöst und das Teleskoprohr 54 über die volle Einzugsstrecke bis zum Anschlag zurückge­ schoben. Oberhalb der Kopfschwarte des Patienten wird nun durch das zurückgescho­ bene Teleskoprohr 54 die zuvor darin geführte Makro-Therapieelektrode sichtbar. Durch den nun ermöglichten Zugriff auf die Therapie-Makroelektrode kann diese vom Chirurgen an der Kopfschwarte des Patienten fixiert werden. Ein Verrutschen der Makro-Therapieelektrode ist aufgrund der definierten Fixierung nicht mehr möglich.

Der Mikroelektroden-Manipulator 40 kann alternativ auch zur µm-genauen Positionie­ rung einer Mikro-Kanüle im Gehirn eingesetzt werden. Über diese Mikro-Kanüle kann, mit Hilfe einer in das Gehäuse 41 des Mikroelektroden-Manipulators 40 integrierten Mikropumpe, eine neuroaktive Substanz o. ä. zur Therapie von Hirnerkrankungen injiziert werden.

Die Erfindung ist nicht auf die vorbeschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern in vielfältiger Weise abwandelbar. Wesentliche Vorteile aller Ausführungs­ formen beruhen darauf, daß das erfindungsgemäße Mikrosondensystem 10, 20, 30, 40, 50 dem Neurochirurgen ermöglicht, nach erfolgter Plazierung einer Makro-Thera­ pieelektrode (Hirnschrittmacher-Elektrode) im Zielpunkt auf diese zuzugreifen, ohne daß ein Verlust der zuvor präzise festgelegten Positionierung eintreten kann. Der Chirurg kann die Elektrode vielmehr vor der Wegnahme des Stereotaxie-Geräts 12 an der Kopfschwarte des Patienten so fixieren, daß sie beim Abbau des Geräts 12 in der beabsichtigten Position verbleibt. Weiterhin ist auch die Positionierung eines Applika­ tors für die interstitielle Implantation radioaktiver Isotope in Form von Seeds möglich. Denkbar ist ferner eine zur klassischen radiologischen Bildgebung ergänzende funktionelle Zielpunktfindung eines Hirntumors. Hierzu können radioaktive Seeds unter Einsatz eines an das erfindungsgemäße Mikrosondensystem angepaßten Applikators an den damit ermittelten Koordinaten plaziert werden.

Man erkennt, daß der xyz-Manipulator 30 im wesentlichen folgende Aufgaben erfüllt:

• - Aufnahme des Mikroelektroden-Manipulators 40 oder (alternativ je nach Anwen­ dungsfall) eines Mikrokanülen-Manipulators und deren Ankopplung an das Stereo­ taxie-System 10,
• - Aufnahme der Makroelektrode zur Durchführung einer Makrostimulation oder einer Gewebekoagulation (z. B. bei Pallidotomie oder Thalamotomie) und Ankopplung der Makroelektrode an das Stereotaxie-System 10,
• - Aufnahme der implantierbaren Makro-Therapieelektrode und deren Ankopplung an das Stereotaxie-System 10,
• - Positionierung der genannten Makroelektroden an den mit dem Mikroelektroden- Manipulator 40 ermittelten Zielpunkt-Koordinaten zum Zwecke einer Makrostimula­ tion oder einer Gewebekoagulation,
• - Positionierung der implantierbaren Makro-Therapieelektrode an den mit dem Mikroelektroden-Manipulator 40 ermittelten Zielpunkt-Koordinaten,
• - Mechanische Sicherung der Makroelektrode bzw. der implantierbaren Makro- Therapieelektrode in der Position des optimalen Therapieeffektes durch Betätigung des Makroelektroden-Verriegelungshebels 38, des Teleskoprohrs 54 und der Teleskoprohr-Verriegelung 37,
• - Variable Einstellung der x-, y- und z-Position des Teleskoprohres 54 im Bereich von ±5 mm (xy-Richtung) und im Bereich von 0 bis 20 mm (z-Richtung) um eine Null-Position mit Hilfe der Präzisions-Einstelleinheit 34.

Der xyz-Manipulator 30 wird zudem wie folgt eingesetzt:

• - Tiefenanschlagnadel 19 des Stereotaxie-Systems 12 relativ zu dem xyz-Manipula­ tor 30 einstellen,
• - Teleskoprohr 54 mit Mandrin mittels Tiefenanschlag 19 bis zum vordefinierten Anschlag einschieben (z-Vortrieb = 0)
• - Teleskoprohr 54 mit der Arretierung 37 verriegeln und Mandrin herausziehen,
• - Präzisions-Einstelleinheit 34 in z-Richtung auf Nullpunkt bzw. Startpunkt einstellen. Position -10 mit z-Vortrieb einstellen. Tiefenanschlag 19 in Position belassen
• - Mikroelektroden-Manipulator 40 mit dem Führungsrohr 53 in das Teleskoprohr 54 einführen bis die durch den Tiefenanschlag 19 definierte Position erreicht ist und dort befestigen,
• - Mikroelektrode 60 mit PC-Motorsteuerung vorfahren, bis max. Eindringtiefe erreicht ist. Permanente Positionsbestimmung durch Online-Analyse der gemessenen Signale (Startpunkt +20 mm),
• - Elektrode zurückfahren und Mikroelektroden-Manipulator 40 mit Mikroelektrode 60 entnehmen,
• - einen (nicht gezeigten) Anschlagring der Makroelektrode auf die Verbindung 32 aufstecken und die Makroelektrode in das Teleskoprohr 54 einführen. Makroelek­ trode mit Verriegelungshebel 38 festklemmen. Die Spitze der Makroelektrode liegt nun im Isozentrum,
• - Durch Elektrostimulation und Änderung des z-Vortriebes der Präzisions-Einstell­ einheit 34 ideale Elektrodenposition bestimmen,
• - Teleskop-Führungsrohr 54 entriegeln und bis in hinteren Anschlag zurückschieben,
• - Makroelektrode an der Kopfschwarte des Patienten fixieren,
• - Mandrin aus der Makroelektrode entfernen,
• - xyz-Manipulator 30 entfernen, wobei das Teleskoprohr 54 über die Makroelektrode nach hinten weggezogen wird,
• - Elektrode endgültig verlegen.

Der Mikroelektroden-Manipulator 40 hat folgende Eigenschaften und Aufgaben:

• - µm-genaue Positionierung einer Mikroelektrode 60 (Einzel- oder Multielektrode im Gehirn zur Ableitung von Nervensignalen oder zur Durchführung einer Mikrostimu­ lation,
• - µm-genaue Positionierung einer Mikrokanüle (Einzel- oder Multi-Mikrokanüle) im Gehirn zur Injektion neuroaktiver Substanzen, manipulierter Zellen o. ä.,
• - Permanente Erfassung der Mikroelektroden-/Mikrokanülen-Position durch den mit dem Mikromotor 42 gekoppelten elektronischen Positionssensor 43,
• - Parallele Erfassung der Mikroelektroden-/Mikrokanülen-Position durch optischen Positionssensor mittels Sichtfenster und Millimeterskala im Deckel 49 des Mikro­ elektroden-Manipulators 18,
• - Positionierung der Mikroelektrode 60/Mikrokanüle mit unterschiedlichen, kontinuier­ lich einstellbaren Geschwindigkeiten und wählbarer Verfahrrichtung,
• - Bewegungsartefakt-reduzierte Positionierung der Mikroelektrode 60/Mikrokanüle durch den Schlauchantrieb 56,
• - Vermeidung eines Hysterese-Effektes bei der Mikroelektroden-/Mikrokanülen- Positionierung durch den Schlauchantrieb 56,
• - Verbesserung des Signal/Stör-Abstandes durch integriertes Abschirmkonzept des Mikroelektroden-Manipulators 40. Die Schirmung beginnt bereits kurz hinter der Mikroelektrodenspitze. Es werden keine Anschlußdrähte frei durch die Luft geführt! Der Mikroelektroden-Manipulator sorgt durch sein Metallgehäuse 41 für eine durch­ gängige Abschirmung der Signal- und Betriebsspannung führenden Leitungen. Zudem sind das Führungsrohr 53 und das Teleskoprohr 54 aus Metall gefertigt,
• - Reduzierung des "Mikrofonie-Effektes" durch Reduzierung der Shunt-Kapazität des Führungsrohres 53 der Mikroelektroden-Trägereinheit 50. Die Shunt-Kapazität wurde verringert durch Einkleben eines Kunststoffrohres 55 in das Metall-Führungs­ rohr 54 der Mikroelektroden-Trägereinheit.

Das neuartige Mikrosondensystem zur Anwendung in der Medizin, namentlich in der Neurophysiologie und Neurochirurgie, hat eine am Kopf eines Probanden festlegbare Zielfindungs-Anordnung 10 mit einer verstellbaren Halterung 16, an bzw. mit der ein Adapter 20 paßgenau verbindbar ist. Dieser trägt einen Manipulator 30 mit einer lösbaren Sondeneinheit S, die mittels einer elektrisch nach Raumkoordinaten (x,y,z bzw. R, ϕ) steuerbaren Antriebs-Anordnung 34 zielgerichtet verfahren werden kann. Die Sondeneinheit S hat eine Rohrführung 53 für eine austauschbare Mikrofaserelek­ trode 60, z. B. eine Tetrode, die an einem spitzen Ende 63 mit Sensorflächen 65, 67 zum Ableiten von Aktivitäts-Signalen versehen ist. Diese kann man über eine PC- Schnittstelle in einer Datenerfassungs-Anlage speichern und dank einer z. B. akusti­ schen und/oder optischen Ausgabe-Einrichtung sofort oder später auswerten. Der Adapter 20 bzw. der Manipulator 30 hat eine Stellmechanik, z. B. Kreuz- bzw. XYZ- Schlitten 34 mit zugehörigen Stellschrauben und Skalen, sowie einen Grundkörper 31 zur Befestigung an der Halterung 16 in zwangsläufig vorgegebener Richtung, z. B. durch Einpassen einer Schiene 24 in eine Führungsnut 18. Die Makroelektrode ist an einer Trägereinheit 33 des Manipulators 30 arretierbar, z. B. mittels eines Verriege­ lungshebels 38 einer Klemmzwinge o. dgl. Außerdem ist zum Positionieren des Teleskoprohrs 54 der Sondeneinheit S an einem Längsträger 35 der Trägereinheit 33 des Manipulators 30 ein Exzenterriegel 37 vorgesehen.

Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung hervorgehenden Merkmale und Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten, räumlicher Anordnun­ gen und Verfahrensschritten, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Bezugszeichenliste

A Achse
S Sondeneinheit

10

Zielfindungs-Anordnung

12

Stereotaxie-Gerät

13

Grundring

14

Schwenkbügel

15

Sondenhalterung

16

Halterung

17

Aufnahme-Schiene

18

Schwalbenschwanz-Nut

19

Tiefenanschlagnadel

20

Adapter

22

Grundkörper

24

Schwalbenschwanz-Halterung

30

Manipulator/Aufnahmeeinheit

31

Grundkörper

32

Schwalbenschwanz-Verbindung

33

Trägereinheit

34

Präzisions-Einstelleinheit

35

Längsträger

36

Führungsnut

37

Arretierung

38

Verriegelungshebel

40

Mikroelektroden-Manipulator

41

Gehäuse

42

Mikromotor

43

Positionssensor

44

Anschlußbuchse (Signalverarbeitung)

45

Anschlußbuchse (Motorsteuerung)

46

Sichtfenster

47

Verbindung

48

Skala

49

Deckel

50

Mikroelektroden-Trägereinheit

51

Trägerplatte

52

Halteblock

53

Führungsrohr

54

Teleskoprohr

54

Hauptteil

56

Schlauchantrieb

57

Gummischlauch

58

Wickelteller

59

Spannfaden

60

Mikroelektrode

61

Hülle

62

Quarzglas

63

spitzes Ende

64

zentraler Leiter

65

Kegelspitze

66

Außenleiter

67

Ellipsen(flächen)

74

Datenerfassungs-Anlage

75

PC-Schnittstelle

78

Ausgabe-Einrichtung

Claims (17)

1. Mikrosondensystem zur Anwendung in der Medizin, namentlich in der Neurophy­ siologie und Neurochirurgie, dadurch gekennzeichnet,

• a) daß eine am Kopf eines Probanden festlegbare Zielfindungs-Anordnung (10) eine verstellbare Halterung (16) zum lösbaren Anbringen eines Adapters (20) aufweist, wobei der Adapter (20) einen Manipulator (30) trägt, der mittels einer elektrisch nach Raumkoordinaten (x, y, z bzw. R, ϕ) steuerba­ ren Antriebs-Einheit (34) relativ zum Koordinatensystem der Zielfindungs- Anordnung (10) zielgerichtet verfahrbar ist,
• b) daß an dem Manipulator (30) eine austauschbare Mikrofaserelektrode (60) festlegbar ist, die mit Sensorflächen (65, 67) zur Ableitung von neuronalen Aktivitäts-Signalen versehen ist,
• c) daß die Mikrofaserelektrode (60) mittels einer Sondeneinheit (S) in einer Vorzugsrichtung (R) zielgerichtet verfahrbar ist, wobei von einer in der Son­ deneinheit (S) vorhandenen elektronischen Positionserfassung (43) erzeugte Positonsdaten simultan zu den von der Mikrofaserelektrode (60) erzeugten neuronalen Aktivitäts-Signalen anzeigbar und mit diesen spei­ cherbar sind und
• d) daß an dem Manipulator (30) anstelle der Mikrofaserelektrode (60) in deren Position und Ausrichtung eine Makro-Therapieelektrode -festlegbar ist, mit der gezielte elektrische Stimulationen durchführbar sind, wobei der die Makro-Therapieelektrode tragende Manipulator (30) anhand der gespei­ cherten Positionsdaten der Mikrofaserelektrode (60) in Vorzugsrichtung (R) zielgerichtet verfahrbar ist.

2. Mikrosondensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ausrichtung und Führung der Mikrofaserelektrode (60) und/oder der Makro-The­ rapieelektrode entlang der Vorzugsrichtung (R) an dem Manipulator (30) eine Trägereinheit (33) vorhanden ist.

3. Mikrosondensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheit (33) eine Rohrführung (54) aufweist, in welcher die Mikro­ elektrode (60) und die Makro-Therapieelektrode wechselweise einführbar sind.

4. Mikrosondensystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Makro-Therapieelektrode in der Rohrführung (54) in einer vorgebbaren Position fixierbar und in dieser Stellung zumindest abschnittsweise freilegbar ist.

5. Mikrosondensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrführung (54) in ihrer Länge veränderlich ist.

6. Mikrosondensystem nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrführung (54) ein Teleskoprohr ist, das in beliebigen Auszugslängen arretierbar ist.

7. Mikrosondensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikrofaserelektrode (60) in der Sondeneinheit (S) integriert und mittels dieser an dem Manipulator (30) festlegbar ist.

8. Mikrosondensystem nach 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonden­ einheit (S) zur Aufnahme und Führung der Mikrofaserelektrode (60) eine Mikro­ elektroden-Trägereinheit 50 aufweist und zum zielgerichteten Verfahren der Mikrofaserelektrode (60) einen Mikroelektroden-Manipulator (40) aufweist.

9. Mikrosondensystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroelektroden-Manipulator (40) neben der elektronischen Positionserfassung (43) einen zusätzlichen mechano-optischen Positionsdetektor (48) zur Erfassung und Anzeige der Mikroelektroden-Position aufweist.

10. Mikrosondensystem nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroelektroden-Trägereinheit (50) ein Führungsrohr (53) aufweist, wel­ ches die Mikrofaserelektrode (60) aufnimmt und welches beim Ansetzen der Sondeneinheit (S) an den Manipulator (30) in die Rohrführung (54) der Träger­ einheit (33) einführbar ist.

11. Mikrosondensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Mikrofaserelektrode (60) in Quarzglas (62) eingebettete Leiter (64, 66) aufweist, insbesondere einen zentralen Leiter (64) und drei ihn mit minimalem Radialabstand symmetrisch umgebende Außenleiter (66).

12. Mikrosondensystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Außendurchmesser von Mikrofaserelektrode (60), zentralem Leiter (64) und Außenleitern (66) zueinander in einem Verhältnis im Bereich von 6 : 1,5 : 1 bis 5 : 1,2 : 1 stehen.

13. Mikrosondensystem nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrofaserelektrode (60) ein spitzes Ende (63) hat, an dem die Leiter (64, 66) als Sensorflächen austreten, wobei der Zentralleiter (64) eine Kegel­ spitze (65) und die Außenleiter (66) Ellipsenflächen (67) bilden.

14. System nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter (64, 66) aus hochfestem Metall bestehen, beispielsweise aus einer Platin-Wolfram-Legierung (Pt95/W5).

15. System nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß dem Mikroelektroden-Manipulator (40) ein Mikroprozessor zugeordnet ist, mit dem unter Auswertung der Positions- und Aktivitäts-Daten die Zielkoordinaten (x, y, z bzw. R, ϕ) des Manipulators (30) bestimmbar sind.

16. System nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß durch vom Mikroprozessor gelieferte Ausgangssignale sicht- und/oder hörbare Meldungen auslösbar sind, z. B. akustische Muster mit Lautsprecher-Übertragung.

17. System nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß vom Mikroprozessor gelieferte Ausgangssignale direkt einem Speicher zuführbar, dort ablegbar und von dort abrufbar sind.