JP2021101802A

JP2021101802A - 経頭蓋電気刺激用電極

Info

Publication number: JP2021101802A
Application number: JP2019233624A
Authority: JP
Inventors: 亮介冨尾; Ryosuke Tomio
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-25
Filing date: 2019-12-25
Publication date: 2021-07-15
Anticipated expiration: 2039-12-25
Also published as: JP6855560B1

Abstract

【課題】本発明は電流量を低減し、脳表を効率よく刺激して精度の高い運動誘発電位検査を行うことができる経頭蓋電気刺激用電極を提供する。【解決手段】先端鋭利な導電性の芯部４の外周面に螺旋状の切刃５が形成されて頭蓋骨Ｓ１にねじ込む切込ねじ式の電極部１と、電極部１の基端部を被覆して頭皮Ｓ２と電極部１とを電気的に絶縁する絶縁部２と、絶縁部２を介して電極部１に給電するリード線を接続する接続部３とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、頭蓋骨を介して脳に電気的な刺激を与える際に頭皮に刺入する経頭蓋電気刺激用電極に関する。

脳神経外科や整形外科において脳や脊髄近傍の病変に対する手術操作を行う際には、術中の運動神経機能を評価するために運動誘発電位（ＭＥＰ：Motor Evoked Potential）検査が行われている（例えば、特許文献１参照）。

術中の運動誘発電位検査では、経頭蓋電気刺激運動誘発電位測定用の定電流刺激装置等の給電手段にリード線を介して接続された電極が用いられ、当該電極から頭皮に印加される電流により脳表の運動野を刺激して、その運動野から錐体路を伝って末梢の筋肉群に発生する筋収縮からの電気信号（筋電図）を得ることで運動機能を評価している。

近年、この種の電極として、リード線に接続された螺旋状の電極針と、該電極針の基端側を把持可能に覆う電極ホルダとを備える所謂コークスクリュー型電極が知られている。螺旋状の電極針を備える電極を用いることにより、電極ホルダを把持して回転させるだけで電極針の頭皮への刺入や抜去が容易に行える。また、電極針が螺旋状であるため頭皮に刺入されたときには外れ難く、電極の固定状態を確実に維持することができる。

特開２０１４−１５０９３０号公報

しかし、この種の電極においては、頭皮内脳波用の電極を流用する場合もあり、頭皮内脳波用の電極は螺旋状の電極針を備えるものの、穿刺量（穿刺したときの深さ）は頭の表皮から真皮に到達する程度であるから比較的浅い。

このため、脳表を刺激するために電極から印加する刺激用の電流量については軽減の余地があり、現状では患者の頭部へ不必要に大きな電流量が流れている。電流量が多くなると、電極針からの電流漏れの量も大きくなるため、漏れ電流の影響で頸部筋群が刺激され術中に患者頭部が動き、固定された頭部および頸部に負担がかかるだけでなく、精密な手術操作を妨げることがある。また、顔面の筋群などの機能を評価する際には当該筋群が漏れ電流によって刺激されてしまい、運動誘発電位検査自体が正確に行えないおそれがある。

上記の点に鑑み、本発明は電流量を低減し、脳表を効率よく刺激して精度の高い運動誘発電位検査を行うことができる経頭蓋電気刺激用電極を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために、本発明の経頭蓋電気刺激用電極は、先端鋭利な導電性の芯部の外周面に螺旋状の切刃が形成されて頭蓋骨にねじ込む切込ねじ式の電極部と、前記電極部の基端部を被服して頭皮と前記電極部とを電気的に絶縁する絶縁部と、前記絶縁部を介して前記電極部に給電するリード線を接続する端子部とを備えることを特徴とする。

本発明においては、切込ねじ式の電極部を頭蓋骨にねじ込むことにより、脳の表面に十分な強い電場を生成することができる。このとき、頭皮との接触部分は絶縁部によって電気的に絶縁されているので、電極部に印加した電流の頭皮への漏れが抑制され、電場を脳表に確実に集中させることができる。

これにより、効率的に脳表を刺激することで術中の患者の不用意な動きを防止することができる。しかも、電極部を頭蓋骨にねじ込むことで、電極部を脳表の近傍に位置させることができ、電流量を低減させて脳表を効率よく刺激することができる。

また、本発明において、前記絶縁部は、頭皮に挿入状態となる挿入部と、該挿入部よりも大径に形成されて頭皮の外表面に当接する鍔部とを備えることを特徴とする。

絶縁部に鍔部を設けることにより、頭蓋骨に電極部をねじ込むときに、鍔部が頭皮の表面に当接して絶縁部が頭皮に埋没することを防止することができ、絶縁部による絶縁状態を確実に維持することができる。

また、本発明において、前記接続部は、前記電極部を頭蓋骨にねじ込む際に回転工具が接続可能となる形状に形成されていることを特徴とする。これによれば、回転工具を使用した電極部のねじ込み作業を円滑に行うことができる。

本発明の第１の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極の側面図。第１の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極の平面図。第１の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極の使用状態を示す説明的断面図。本発明の第２の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極の側面図。第２の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極の平面図。第２の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極の使用状態を示す説明的断面図。

本発明の第１の実施形態について図１〜図３を用いて説明する。第１の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極は、図１に示すように、ステンレス等の金属材料により形成された電極部１と、電気的絶縁性を有する合成樹脂を材料として形成された絶縁部２とを備えている。

絶縁部２の基端側（電極部１の反対側）からは、図示しないリード線を接続する接続部３が突出して設けられている。接続部３は、図２に示すように、六角形の柱状に形成されており、例えば、図示しない鰐口クリップ等を介してリード線を接続する。また、リード線を接続していないときには、図示しないが、ボックスレンチやスパナ等の回転工具を接続することができる。

電極部１は、図１に示すように、先端鋭利な芯部４を備えている。芯部４の外周面には、螺旋状の切刃５が形成されている。これにより、電極部１は、タッピングねじ等の所謂切込ねじと同様の構成を備える。

そして、図３に示すように、電極部１は、接続部３と一体に形成されている。これにより、接続部３を介して電極部１に回転力を付与することで、電極部１は、頭蓋骨Ｓ１にねじ込まれる。

電極部１は、頭蓋骨Ｓ１に螺着させたときに、頭蓋骨Ｓ１の厚み内に留まって螺着状態が十分深く且つ頭蓋骨Ｓ１を貫通することのない長さ寸法に設定される。電極部１の先端から絶縁部２までの長さ寸法は、具体的には、２〜５mmの範囲の何れかが選択的に設定されることが好ましい。

図１に示すように、絶縁部２は、電極部１の基端部を被覆して電極部１の軸線方向に延びる挿入部６を備えている。挿入部６は、図３に示すように、電極部１が頭蓋骨Ｓ１に螺着されているとき、頭皮Ｓ２の中に挿入状態となる。これにより、電極部１と頭皮Ｓ２とが非接触となる。

絶縁部２は、更に、図１に示すように、挿入部６よりも大径に形成されて外側に円盤状に張り出す鍔部７を備えている。鍔部７は、図３に示すように、頭皮Ｓ２の外表面に当接する。これにより、電極部１を頭蓋骨Ｓ１に螺着したときに、絶縁部２の挿入部６が頭皮Ｓ２に埋没することを防止することができる。

以上の構成により、図３に示すように、電極部１を頭蓋骨Ｓ１に螺着し、接続部３にリード線を接続して電流を印加することにより、脳表に極めて強い電場を生成できる。

しかも、絶縁部２が電極部１からの電流漏れを阻止することにより電流量が低減でき、術中の患者の不用意な動きを防止して、脳表を効率よく刺激することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について図４〜図６を用いて説明する。第２の実施形態の経頭蓋電気刺激用電極は、図４に示すように、ステンレス等の金属材料により形成された電極部１１と、電気的絶縁性を有する合成樹脂を材料として形成された絶縁部１２とを備えている。絶縁部１２の近傍には、図示しないリード線を接続する接続部１３が設けられている。

また、図５及び図６に示すように、絶縁部１２の基端側（電極部１１の反対側）には、六角形状の工具用接続穴１８が形成されている。接続穴１８には、図示しないが、六角レンチ等の回転工具が接続できるようになっている。

また、図示しないが、リード線の接続端部に六角柱状のプラグ端子を備えた場合、このプラグ端子を接続穴１８に挿着することで安定固定と給電も可能となる。この場合、接続穴１８は、接続部１３と同様の機能を有するものとなり、本発明における接続部に相当する。

電極部１１は、図４に示すように、先端鋭利な芯部１４を備えている。芯部１４の外周面には、螺旋状の切刃１５が形成されている。これにより、電極部１１は、タッピングねじ等の所謂切込ねじと同様の構成を備える。

そして、図６に示すように、電極部１１は、その基端部が接続穴１８の内部面を構成するように形成されている。接続穴１８に付与された回転力は、電極部１１を回転させる。電極部１１は、回転することにより頭蓋骨Ｓ１にねじ込まれる。

電極部１１は、頭蓋骨Ｓ１に螺着させたときに、頭蓋骨Ｓ１の厚み内に留まって螺着状態が十分深く且つ頭蓋骨Ｓ１を貫通することのない長さ寸法に設定される。電極部１１の先端から絶縁部１２までの長さ寸法は、具体的には、２〜５mmの範囲の何れかが選択的に設定されることが好ましい。

絶縁部１２は、図４に示すように、電極部１１の基端部を被覆して電極部１１の軸線方向に延びる挿入部１６を備えている。挿入部１６は、図６に示すように、電極部１１が頭蓋骨Ｓ１に螺着されているとき、頭皮Ｓ２の中に挿入状態となる。これにより、電極部１１と頭皮Ｓ２とが非接触となる。

更に、絶縁部１２は、図４に示すように、挿入部１６よりも大径に形成されて外側に張り出す鍔部１７を備えている。鍔部１７は、図６に示すように、頭皮Ｓ２の外表面に当接する。これにより、電極部１１を頭蓋骨Ｓ１に螺着したとき、絶縁部１２の挿入部１６が頭皮Ｓ２に埋没してしまうことを防止することができる。

また、鍔部１７には、図４及び図６に示すように、溝部１９が形成されており、前記接続部１３は、この溝部１９内部に設けられている。接続部１３には、リード線の接続端部が接続されるが、リード線の接続端部には、前記溝部１９の形状に対応して開閉することにより接続部１３を把持する把持部材を設けておくことが好ましい。

以上の構成により、図６に示すように、電極部１１を頭蓋骨Ｓ１に螺着し、接続部１３にリード線を接続して電流を印加することにより、脳表に極めて強い電場を生成できる。

しかも、絶縁部１２が電極部１１からの電流漏れを阻止することにより電流量が低減でき、術中の患者の不用意な動きを防止して、脳表を効率よく刺激することができる。

Ｓ１…頭蓋骨、Ｓ２…頭皮、１，１１…電極部、２，１２…絶縁部、３，１３…接続部、４，１４…芯部、５，１５…切刃、６，１６…挿入部、７，１７…鍔部。

かかる目的を達成するために、本発明の経頭蓋電気刺激用電極は、先端鋭利な導電性の芯部の外周面に螺旋状の切刃が形成されて頭蓋骨にねじ込む切込ねじ式の電極部と、該電極部の基端部を被覆して頭皮と該電極部とを電気的に絶縁する絶縁部と、該絶縁部を介して前記電極部に給電するリード線を接続する接続部とを備え、前記絶縁部は、前記切刃が形成された部分よりも大径に形成されていて頭皮に挿入状態で先端側が頭蓋骨に当接する挿入部を備えることを特徴とする。

また、本発明において、前記絶縁部は、前記挿入部よりも大径に形成されて頭皮の外表面に当接する鍔部を備えることを特徴とする。

Claims

先端鋭利な導電性の芯部の外周面に螺旋状の切刃が形成されて頭蓋骨にねじ込む切込ねじ式の電極部と、
該電極部の基端部を被覆して頭皮と該電極部とを電気的に絶縁する絶縁部と、
該絶縁部を介して前記電極部に給電するリード線を接続する接続部とを備えることを特徴とする経頭蓋電気刺激用電極。
前記絶縁部は、頭皮に挿入状態となる挿入部と、該挿入部よりも大径に形成されて頭皮の外表面に当接する鍔部とを備えることを特徴とする請求項１記載の経頭蓋電気刺激用電極。
前記接続部は、前記電極部を頭蓋骨にねじ込む際に回転工具が接続可能となる形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の経頭蓋電気刺激用電極。