JP4742356B2 - Embedded electrode device and electrode embedded device - Google Patents

Embedded electrode device and electrode embedded device Download PDF

Info

Publication number
JP4742356B2
JP4742356B2 JP2005026446A JP2005026446A JP4742356B2 JP 4742356 B2 JP4742356 B2 JP 4742356B2 JP 2005026446 A JP2005026446 A JP 2005026446A JP 2005026446 A JP2005026446 A JP 2005026446A JP 4742356 B2 JP4742356 B2 JP 4742356B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrode member
brain
embedded
core
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2005026446A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2006212133A (en
Inventor
良平 長谷川
茂 山根
一郎 高島
由香子 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Original Assignee
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST filed Critical National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority to JP2005026446A priority Critical patent/JP4742356B2/en
Publication of JP2006212133A publication Critical patent/JP2006212133A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4742356B2 publication Critical patent/JP4742356B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

本発明は、生体内への電極埋め込み技術に関し、特に、脳硬膜上から脳実質に電極を埋め込む埋め込み型電極形成技術に関する。   The present invention relates to an electrode embedding technique in a living body, and more particularly, to an implantable electrode forming technique for embedding an electrode in the brain parenchyma from the brain dura mater.

従来から、生体の脳に微小電極を一時的または定常的に埋め込み、神経細胞の活動を観測し、その細胞あるいは、その細胞が属する脳部位の機能を調べるような研究がなされてきた。近年、このような研究における細胞活動の記録効率を上げる目的や、複数の細胞間の機能的連携を調べる目的、さらには、リアルタイムで外部機器を操作したりするブレイン・マシン・インターフェース技術の一部として、できるかぎり多くの神経細胞から同時に細胞活動を記録できるような装置(多電極システム;多チャンネル細胞活動記録システム)に関するいくつかの提案がなされている。例えば、剣山のように、ほぼ等間隔に配置された針状の硬質の金属電極を用いた剣山型多電極アレイが提案されている(例えば、特許文献1)。あるいは、多数のプローブが設けられているプローブカード型の電極装置も提案されている(例えば、特許文献2参照)。また、多電極システムは、細胞活動の記録のみならず、末梢および中枢神経系の電気刺激による、人工視覚や人工聴覚装置の一部として医療的な実用のなされているケースもある(例えば、特許文献3参照)。
米国特許第5215088号明細書 米国特許第5563067号明細書 特開平10−137346号明細書
Conventionally, studies have been made to temporarily or constantly embed microelectrodes in the brain of a living body, observe the activity of nerve cells, and examine the function of the cells or brain regions to which the cells belong. In recent years, the purpose of improving the recording efficiency of cell activity in such research, the purpose of examining the functional linkage between multiple cells, and also part of the brain machine interface technology that operates external devices in real time Some proposals have been made regarding an apparatus (multi-electrode system; multi-channel cell activity recording system) that can simultaneously record cellular activities from as many neurons as possible. For example, a sword mountain type multi-electrode array using needle-like hard metal electrodes arranged at almost equal intervals like a sword mountain has been proposed (for example, Patent Document 1). Alternatively, a probe card type electrode device provided with a large number of probes has also been proposed (see, for example, Patent Document 2). In addition, the multi-electrode system is used not only for recording cell activity but also for medical use as a part of artificial vision or an artificial hearing device by electrical stimulation of the peripheral and central nervous systems (for example, patents). Reference 3).
US Pat. No. 5,215,088 US Pat. No. 5,563,067 Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-137346

上記プローブカード型の電極装置は、細胞からの信号を取得することができるが、大がかりな装置となるため、例えば生体に適用しようとすると、限定された位置に限定された状態で設置されることになり、種々の制約がある。   The probe card type electrode device can acquire a signal from a cell, but becomes a large-scale device. For example, when it is applied to a living body, the probe card type electrode device must be installed in a limited position. There are various restrictions.

また、上記、剣山型およびプローブカード型の多電極アレイにおける電極の配置や数は、埋め込み手術に先立って予め決められている。このため、手術時に初めてわかる埋め込み予定脳領域付近の脳溝や血管の走行に合わせて、柔軟に電極の配置や数を変えるといった自由度に乏しい。また、これらの多電極アレイを埋め込むには、脳を覆う硬膜という厚さ約1mm弱の生体膜を広く切開する必要があり、脳に対する細菌等の感染の危険性が高まるという問題がある。さらに、剣山型の多電極アレイは比較的直径の大きい硬質の電極群によって構成されるため、埋め込み時の衝撃や埋め込み後の生活振動などによる脳組織へのダメージが危惧されている。また、たとえダメージがない程度の振動でも、振動による脳組織の動きに電極が追従しにくいために、神経細胞活動が安定に記録できないという問題もある。   Further, the arrangement and number of electrodes in the sword mountain type and probe card type multi-electrode arrays are determined in advance prior to the implantation operation. For this reason, there is a low degree of freedom in flexibly changing the arrangement and number of electrodes in accordance with the movement of the cerebral sulcus and blood vessels in the vicinity of the brain region to be implanted that can be understood for the first time at the time of surgery. In addition, in order to embed these multi-electrode arrays, it is necessary to dissect a biological membrane having a thickness of about 1 mm or less, which is a dura mater covering the brain, and there is a problem that the risk of infection of bacteria or the like to the brain increases. Furthermore, since the Kenyama-type multi-electrode array is composed of a group of hard electrodes having a relatively large diameter, there is a concern about damage to the brain tissue due to impact during implantation and life vibration after implantation. There is also a problem that even if there is no damage to the extent of damage, the electrodes are difficult to follow the movement of the brain tissue due to the vibration, so that the nerve cell activity cannot be recorded stably.

本発明は、生体への侵襲性を最小限に抑えるとともに、電極を配置する位置と数に関する自由度を向上させることを目的とする。また、より適切な位置により多くの電極を埋め込むことができるような抜本的なシステムを構築することを目的とする。   An object of the present invention is to minimize the invasiveness to a living body and improve the degree of freedom regarding the position and number of electrodes. Another object of the present invention is to construct a radical system that can embed more electrodes at a more appropriate position.

本発明の脳内への埋め込み電極は、その素材として、硬膜の切開等が必要な硬質の剣山型電極アレイなどではなく、侵襲性の低い微小ワイヤー状の電極部材を用いる。ワイヤー状の電極部には、脳との間で信号のやり取りを行うインターフェイスを形成する記録/刺
激点が設けられる。微小ワイヤー電極は自力で硬膜を貫通する強度がないため、硬質の電
極埋め込み器を用いる。上記埋め込み装置は、硬膜を貫通しやすいように形成された先鋭な先端部を有するとともに、直線状のワイヤー電極部材を保持して電極を脳内に導く。また、埋め込み後、電極の位置が安定するように、予め、電極先端近傍にストッパ部を形成する。このストッパ部は、電極部材の挿入方向(先端方向)に向けて縮径するテーパ形状を有している。埋め込み器により一旦、ストッパ部が硬膜よりも脳内に入った場合には、ストッパ部の逆テーパ形状により硬膜の内面にストッパ部が引っかかるため、電極部材が抜けにくくなるように工夫されている。さらに、記録/刺激点とストッパ部との位置関係
を調整することで、脳内における記録/刺激点の位置決めを正確にすることができる。こ
のようなストッパ付直線状ワイヤー電極以外にもストッパ機能を兼ねるループ状ワイヤー電極とそれを埋め込むための埋め込み器も提示されている。脳内に埋め込まれた微小ワイヤー電極は、その先端の形状に関わらず、非常に微細構造であるため、近接した脳領域に比較的高密度で埋め込むことが可能である。また、埋め込み器は硬膜に必要最小限の穴しか開けず、その穴も自然に治癒するため、硬膜を切開したり縫合するなどの特殊な手術技術も必要ない。
The electrode embedded in the brain of the present invention uses, as a material, an electrode member in the form of a micro wire with low invasiveness, instead of a hard sword mountain type electrode array that requires incision of the dura mater or the like. The wire-like electrode portion is provided with a recording / stimulation point that forms an interface for exchanging signals with the brain. Since the microwire electrode does not have the strength to penetrate the dura by itself, a hard electrode implanter is used. The implanting device has a sharp tip formed so as to easily penetrate the dura mater and holds a linear wire electrode member to guide the electrode into the brain. In addition, a stopper portion is formed in the vicinity of the electrode tip in advance so that the position of the electrode is stabilized after embedding. The stopper portion has a tapered shape that decreases in diameter in the insertion direction (tip direction) of the electrode member. Once the stopper part has entered the brain rather than the dura mater, the electrode part is devised to make it difficult for the electrode member to come off because the stopper part is caught on the inner surface of the dura mater by the reverse taper shape of the stopper part. Yes. Furthermore, by adjusting the positional relationship between the recording / stimulation point and the stopper portion, the recording / stimulation point can be accurately positioned in the brain. In addition to such a linear wire electrode with a stopper, a loop-shaped wire electrode having a stopper function and an embedder for embedding it are also presented. Since the microwire electrode embedded in the brain has a very fine structure regardless of the shape of the tip, it can be embedded in a close brain region at a relatively high density. In addition, since the implanter can make only the minimum necessary holes in the dura mater and the holes heal naturally, special surgical techniques such as incising and suturing the dura mater are also unnecessary.

これにより、硬膜で守られた脳内に、多数の電極を比較的安全に、かつ簡便に埋め込むことができる。   Thereby, it is possible to embed a large number of electrodes relatively safely and simply in the brain protected by the dura mater.

すなわち、本発明の一観点によれば、生体内に埋め込まれる埋め込み型電極装置であって、ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部と、前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に設けられ前記生体の測定対象に当接して該測定対象との間で信号のやり取りを行う電気的接点とを有する埋め込み型電極装置が提供される。   That is, according to one aspect of the present invention, there is provided an implantable electrode device embedded in a living body, which is provided at a position in a wire-shaped electrode member and a direction in which the electrode member extends, than the electrode member. An embedding having a stopper portion having a large diameter and an electrical contact provided on the distal end side of the stopper portion of the electrode member and in contact with the measurement target of the living body to exchange signals with the measurement target A mold electrode device is provided.

また、頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置であって、ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有し、前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部と、前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に設けられ前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点と、を有する脳内の埋め込み型電極装置が提供される。   Further, it is an intracerebral implantable electrode device that penetrates the dura mater formed in the cranium and is embedded in the brain, and is provided at a position in a direction in which the electrode member extends and the electrode member extends. A stopper portion having a diameter larger than that of the electrode member and contacting the inner wall of the dura mater to prevent the electrode member from being pulled out, and a measurement target of the brain provided on the distal side of the stopper portion of the electrode member There is provided an implantable electrode device in a brain having an electrical contact that contacts a region and exchanges signals with the region to be measured.

上記埋め込み型電極装置によれば、前記電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部を有するため、一旦、生体内(脳内)に埋め込むと、簡単には引く抜くことができず、電極位置を仮固定することが可能である。前記貫通位置によって脳表面における前記電気的接点の位置決めがなされ、前記ストッパ部と前記電気的接点との距離によって、前記硬膜と前記電気的接点との距離を規定することができる。従って、予め設定した位置に電気的接点を正確に仮固定することが可能である。   According to the above-described implantable electrode device, since it has a stopper portion that is provided at a position in the extending direction of the electrode member and has a larger diameter than the electrode member, once implanted in a living body (in the brain), It cannot be pulled out easily, and the electrode position can be temporarily fixed. The electrical contact on the brain surface is positioned by the penetrating position, and the distance between the dura mater and the electrical contact can be defined by the distance between the stopper portion and the electrical contact. Therefore, the electrical contact can be accurately temporarily fixed at a preset position.

本発明の他の観点によれば、ワイヤー状の電極部材と、該電極部材の先端側に設けられ前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点と、前記電極部材の延在する方向のある位置に設けられ前記電極部材よりも大きい径を有し前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部とを有し、頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置を配置する方法であって、前記電極埋め込み装置の係止部に前記ストッパ部を係止するステップと、硬膜を貫通する方向に前記電極埋め込み装置を移動させるステップと、硬膜を貫通して脳内のある位置において移動を停止するステップと、前記係止部から前記ワイヤー状の電極部材が外れるように前記脳内埋め込み型電極装置を引き抜くステップとを有する方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, a wire-like electrode member and an electric device provided on the distal end side of the electrode member and in contact with the measurement target region of the brain to exchange signals with the measurement target region. And a stopper that is provided at a position in the extending direction of the electrode member and has a larger diameter than the electrode member and abuts against the dura inner wall to prevent the electrode member from being pulled out. A method of disposing an intracerebral implantable electrode device that penetrates the dura formed in the skull and is embedded in the brain, the step of engaging the stopper portion with the engagement portion of the electrode implanting device; Moving the electrode implanting device in a direction penetrating the dura mater, stopping the movement at a position in the brain penetrating the dura mater, and releasing the wire electrode member from the locking portion So that the brain embedded Method comprising the step of withdrawing the write electrode device is provided.

上記方法によれば、硬膜を貫通して脳内のある位置において移動を停止するステップと、前記係止部から前記ワイヤー状の電極部材が外れるように前記脳内埋め込み型電極装置を引き抜くステップとを有することで、効率良く脳内に電極を埋め込むことができる。   According to the above method, the step of stopping the movement at a certain position in the brain through the dura mater, and the step of pulling out the implantable electrode device in the brain so that the wire-like electrode member is detached from the locking portion It is possible to efficiently embed an electrode in the brain.

本発明によれば、直接硬膜を貫通する強度のない微小ワイヤー電極を安全かつ効率的に脳内の目標位置に配置することが可能となる。この際、剣山型電極の場合のように硬膜を広く切開する必要はないので、感染の危険性を最小限に抑えることができる。   According to the present invention, it is possible to safely and efficiently arrange a microwire electrode without strength that directly penetrates the dura mater at a target position in the brain. At this time, since it is not necessary to cut the dura widely as in the case of the Kenyama-type electrode, the risk of infection can be minimized.

また、微小ワイヤーを素材に用いることで、硬質な電極一本一本よりも直径をはるかに小さくすることができ、電極自体による脳組織への侵襲性も最小限に抑えることができる。   In addition, by using a micro wire as a material, the diameter can be made much smaller than that of each hard electrode, and the invasiveness to the brain tissue by the electrode itself can be minimized.

さらに、長期間の埋め込みを考えた場合においても、柔軟性に富む微小ワイヤー電極は振動などによる脳の動きに追従するために、安定に神経細胞活動を記録し続けることが可能である。   Furthermore, even when long-term implantation is considered, since the flexible micro-wire electrode follows the movement of the brain due to vibration or the like, it is possible to continue recording nerve cell activity stably.

また、簡単な構造と方法で多数のワイヤー電極を埋め込むことにより、多数の神経細胞集団と外部との信号のやり取りを行うことができるため、より多くの脳内情報を簡単に取得することができるという利点がある。   In addition, by embedding a large number of wire electrodes with a simple structure and method, it is possible to exchange signals between a large number of neuronal cell populations and the outside, so that more information in the brain can be easily obtained. There is an advantage.

本発明に係る埋め込み型電極形成技術は、硬膜を広く切開することなく任意の位置に任意の数の電極を埋め込むことを特徴とする。以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施の形態による埋め込み型電極技術について説明する。図1(A)〜(E)までは、本実施の形態による埋め込み型電極形成技術の要素技術の基本構成を示す図であり、図1(A)は、脳に電極を埋め込んだ状態を示す外観図であり、図1(B)は、図1(A)の断面図であり、図1(C)、図1(D)は、埋め込み電極と電極埋め込み器とを示す図である図1(E)は、図1(D)に示すループ状ワイヤー電極を移植針3’に取り付けた様子を示す図である。   The embedded electrode forming technique according to the present invention is characterized in that an arbitrary number of electrodes are embedded at arbitrary positions without widely cutting the dura. Hereinafter, an embedded electrode technology according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A to 1E are diagrams showing a basic configuration of elemental technology of the embedded electrode forming technology according to the present embodiment, and FIG. 1A shows a state where electrodes are embedded in the brain. FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG. 1A, and FIGS. 1C and 1D are diagrams showing a buried electrode and an electrode embedder. (E) is a figure which shows a mode that the loop-shaped wire electrode shown to FIG. 1 (D) was attached to the transplantation needle 3 '.

図1(A)に示すように、脳を包む頭骨33に所定の形状の孔Hを形成し、孔Hを形成した開口部に硬膜35が露出する。図1(B)に示すように、開口部から露出した硬膜35を貫通するように例えば柔軟な糸状又は針状の、例えば0.03〜0.2mm径程度の太さを有する電極部材21が形成される。この電極部材21を脳内に固定するため、例えば図1(B)の右側に示す実施例では、電極部材21の先端近傍にストッパ部Sが形成されている。このストッパ部Sは、電極部材21の挿入方向(先端方向)に向けて縮径するテーパ形状を有している。この形状により、脳に対しては侵襲製を抑えつつ、電極部材21が抜けにくくなるように工夫されている。さらに、ストッパ部Sの位置により脳37への電極部材21の入り方を調整することができる。   As shown in FIG. 1A, a hole H having a predetermined shape is formed in the skull 33 that wraps the brain, and the dura mater 35 is exposed in the opening in which the hole H is formed. As shown in FIG. 1 (B), for example, a flexible thread-like or needle-like electrode member 21 having a diameter of about 0.03 to 0.2 mm diameter so as to penetrate the dura 35 exposed from the opening. Is formed. In order to fix the electrode member 21 in the brain, for example, in the embodiment shown on the right side of FIG. 1B, a stopper portion S is formed near the tip of the electrode member 21. The stopper portion S has a tapered shape that decreases in diameter in the insertion direction (tip direction) of the electrode member 21. With this shape, the electrode member 21 is devised so that it is difficult for the brain to come out while suppressing the invasiveness of the brain. Further, the way in which the electrode member 21 enters the brain 37 can be adjusted by the position of the stopper portion S.

次に、電極部材21を脳内に埋め込むために用いられる電極埋め込み器の構成例について説明する。図1(C)に示す直線状ワイヤー電極用の埋め込み器と図1(D)に示すループ型ワイヤー電極用の埋め込み器とに大別される。図1(C)に示す構成では、例えば、直線状ワイヤー電極3eを収容する筒状部材3’であって、先端部3aが斜めに切られている先鋭化された形状を有する。この形状では、直線状ワイヤー電極3eを収容した状態で先端部3aの先鋭化された形状により、図1(B)における硬膜35を突き抜けて脳37方向に直線状ワイヤー電極3eを進めることができる。この場合には、直線状ワイヤー電極3eの先端に脳との間の信号やり取りのインターフェイスを構成する記録/刺激点
が設けられている。このインターフェイス部が脳37内に入り込み又は当接して、脳との
間で情報(信号)のやりとりを行う。記録/刺激点とストッパ部Sとの位置関係を調整す
ることで、脳内における記録/刺激点の位置決めを正確にすることができる。
Next, a configuration example of an electrode implanter used for embedding the electrode member 21 in the brain will be described. It is roughly divided into a linear wire electrode embedder shown in FIG. 1 (C) and a loop type wire electrode embedder shown in FIG. 1 (D). In the configuration shown in FIG. 1C, for example, a cylindrical member 3 ′ that accommodates the linear wire electrode 3e has a sharpened shape in which the tip 3a is cut obliquely. In this shape, the straight wire electrode 3e can be advanced in the direction of the brain 37 through the dura mater 35 in FIG. 1 (B) by the sharpened shape of the tip 3a in a state in which the straight wire electrode 3e is accommodated. it can. In this case, a recording / stimulation point that constitutes an interface for signal exchange with the brain is provided at the tip of the linear wire electrode 3e. This interface unit enters or contacts the brain 37 and exchanges information (signals) with the brain. By adjusting the positional relationship between the recording / stimulation point and the stopper portion S, the positioning of the recording / stimulation point in the brain can be made accurate.

一方、図1(D)、(E)に示すように、先端にループ形状21a’を有するループ状ワイヤー電極21’の場合には、例えば、中実の棒状部3’の先端に先鋭な部分3a’と、ループ形状21b’を引っかけるための引っかけ部3b’とが設けられており、図3(E)のようにループ状ワイヤー電極21’を引っかけることができる。尚、ループ形状21a’の先端に記録/刺激点21a’が形成されている。この構成においても、先鋭な部
分3a’により硬膜35を突き抜けることができるように工夫されている。また、このループ状電極には、直線状電極3eのストッパ部5は設けられていないが、埋め込み後、ロープの中に組織が入り込み、電極の安定性を高める効果を担う。
On the other hand, as shown in FIGS. 1D and 1E, in the case of the loop-shaped wire electrode 21 ′ having the loop shape 21a ′ at the tip, for example, a sharp portion at the tip of the solid rod-shaped portion 3 ′ 3a ′ and a hook portion 3b ′ for hooking the loop shape 21b ′ are provided, and the loop wire electrode 21 ′ can be hooked as shown in FIG. A recording / stimulation point 21a 'is formed at the tip of the loop shape 21a'. This configuration is also devised so that the dura 35 can be penetrated by the sharp portion 3a ′. The loop electrode is not provided with the stopper portion 5 of the linear electrode 3e. However, after embedding, the tissue enters the rope and has the effect of increasing the stability of the electrode.

複数本のワイヤー電極を形成する場合には、1本ずつ複数箇所に埋め込むようにしても良いし、複数の電極埋め込み器を備えた電極埋め込み装置を用いても良い。以下、埋め込み型電極形成技術について、以下の実施例に基づいてより具体的に説明を行う。   When forming a plurality of wire electrodes, one wire may be embedded at a plurality of locations, or an electrode embedding device including a plurality of electrode embedders may be used. Hereinafter, the embedded electrode forming technique will be described more specifically based on the following examples.

本実施例による埋め込み型電極形成技術は、直線状ワイヤー電極にストッパを形成した技術に関するものである。図2(A)、(B)は、本実施例による電極埋め込み器Aの構成例を示す図である。図2(C)、(D)、(E)は、ストッパ付きワイヤー電極の構成例を示す図である。   The embedded electrode forming technique according to this embodiment relates to a technique in which a stopper is formed on a linear wire electrode. 2A and 2B are diagrams showing a configuration example of the electrode implanter A according to the present embodiment. 2C, 2D, and 2E are diagrams showing a configuration example of a wire electrode with a stopper.

図2(A)、(B)に示すように、本実施例による電極埋め込み器Aは、先端側の第1の筒状部73と、これに続く第2の筒状部71とを有しており、両方の筒状部71・73には互いに連通する通路が形成されている。この通路内を、ステンレス製の円柱状部(ステンレス芯)73b・71a(実際には一体でよい)が移動可能に挿入されており、柱状部73b・71aは基部の把持部75により先端側、基端側に移動させることができる。第1の筒状部73は、先端がテーパ状に形成されており、テーパ形状の基部側からさらに基部側に延びる第1の筒状部73の壁部において径方向に一部を切り欠いた切り欠け部77c(スリット)が形成されている。このスリットの幅は、後述するワイヤーの太さとほぼ同等であるのが好ましい。   As shown in FIGS. 2A and 2B, the electrode embedder A according to this embodiment has a first cylindrical portion 73 on the distal end side and a second cylindrical portion 71 that follows the first cylindrical portion 73. Both cylindrical portions 71 and 73 are formed with passages communicating with each other. In this passage, stainless steel columnar parts (stainless steel cores) 73b and 71a (which may actually be integrated) are movably inserted, and the columnar parts 73b and 71a are connected to the distal end side by the gripping part 75 of the base, It can be moved to the base end side. The first cylindrical portion 73 has a tapered tip, and a portion of the first cylindrical portion 73 extending from the tapered base side further to the base side is cut out in the radial direction. A notch 77c (slit) is formed. The width of the slit is preferably substantially equal to the thickness of the wire described later.

一方、図2(C)に示すように、本実施例によるストッパ付きワイヤー電極Bは、ワイヤー電極81における先端近傍に先端に向けて縮径しワイヤーと同軸の円錐状のストッパ83が設けられている。ストッパは、例えば、絶縁素材によりこぶを形成する。ストッパ付きワイヤー電極Bの先端には、ワイヤーを切断した先端部に記録/刺激点が形成される
。尚、図2(D)、(E)は、ストッパの変形例を示す図であり、上記絶縁素材とは別部材により図2(C)と同様の形状83−1を形成する場合(図2(D))、上記絶縁素材とは別部材により、円筒状のストッパ83−2を形成する場合を、それぞれ示している。ワイヤー電極と別部材とを接着するためには、熱溶融によっても良いし、適切な接着材を用いても良い。
On the other hand, as shown in FIG. 2 (C), the wire electrode B with a stopper according to the present embodiment is provided with a conical stopper 83 which is reduced in diameter toward the tip in the vicinity of the tip of the wire electrode 81 and coaxial with the wire. Yes. The stopper forms a hump with an insulating material, for example. At the tip of the wire electrode B with a stopper, a recording / stimulation point is formed at the tip of the wire cut. 2 (D) and 2 (E) are diagrams showing a modified example of the stopper, and when the shape 83-1 similar to FIG. 2 (C) is formed by a member different from the insulating material (FIG. 2). (D)), the case where the cylindrical stopper 83-2 is formed by a member different from the insulating material is shown. In order to bond the wire electrode and the separate member, heat melting may be used, or an appropriate adhesive may be used.

図3は、上記電極埋め込み器Aにストッパ付きワイヤー電極Bを取り付けて、電極を脳内に埋め込む工程を示す図である。まず、図3(A)に示すように、電極埋め込み器Aの先端からストッパ83を入れるとともに、スリット77cにおいてストッパ83を係止するようにストッパ付きワイヤー電極Bを配置する。図3(B)に示すように、この状態で、電極埋め込み器Aとストッパ付きワイヤー電極Bとを頭骨の開口から脳97方向に向けて移動する。この際、電極埋め込み器Aの中心軸が硬膜95の放線方向に対してやや斜めの方向に移動させる(図3(C))。硬膜95が電極埋め込み器Bの先端によりせん孔され、形成された貫通孔を通して第1の筒状部73が脳97内に入る。脳97の所定の位置
において移動を停止し、把持部75を押しながら電極埋め込み器Aを上方向に引き戻すと、脳内にストッパ付きワイヤー電極Bのみが残る(図3(D)〜図3(E))。1つの開口部に複数のワイヤー電極を埋め込む場合には、図3(A)から図3(E)の作業を繰り返す。その後は図3(F)に示すように、人工骨、充填材101などで開口を塞ぎ、ワイヤー電極の基部をコネクタ方向に引き出す(L2)。この際、ストッパ83の一面が図示しない硬膜の内面に当接してワイヤー電極が戻るのを防止する。
FIG. 3 is a diagram showing a process of attaching a wire electrode B with a stopper to the electrode implanter A and implanting the electrode in the brain. First, as shown in FIG. 3A, the stopper 83 is inserted from the tip of the electrode embedder A, and the wire electrode B with the stopper is disposed so as to lock the stopper 83 in the slit 77c. As shown in FIG. 3B, in this state, the electrode implanter A and the wire electrode B with the stopper are moved from the skull opening toward the brain 97. At this time, the central axis of the electrode embedder A is moved in a slightly oblique direction with respect to the radial direction of the dura 95 (FIG. 3C). The dura mater 95 is perforated by the tip of the electrode implanter B, and the first cylindrical portion 73 enters the brain 97 through the formed through hole. When the movement of the brain 97 is stopped at a predetermined position and the electrode implanter A is pulled back upward while pushing the grasping portion 75, only the wire electrode B with a stopper remains in the brain (FIG. 3D to FIG. 3). E)). When embedding a plurality of wire electrodes in one opening, the operations of FIGS. 3A to 3E are repeated. Thereafter, as shown in FIG. 3 (F), the opening is closed with artificial bone, filler 101, etc., and the base of the wire electrode is pulled out in the connector direction (L2). At this time, one surface of the stopper 83 is brought into contact with the inner surface of the dura mater (not shown) to prevent the wire electrode from returning.

以上、本実施例による埋め込み型電極形成技術によれば、ワイヤー電極にストッパを付属させることにより、ワイヤー電極の位置を固定することができる。尚、「ストッパ」は、例えば釣り針のようにとがったものではないため、ある程度の力がかかれば(比較的弾力のある)硬膜を通り抜けることができる。また、ストッパ自身は脳組織の内部にあるわけでないため、引き抜く際に、組織に与えるダメージは非常に少ない。   As described above, according to the embedded electrode forming technique according to this embodiment, the position of the wire electrode can be fixed by attaching the stopper to the wire electrode. The “stopper” is not sharp like a fishhook, for example, and can pass through the dura mater (relatively elastic) when a certain amount of force is applied. Further, since the stopper itself is not inside the brain tissue, damage to the tissue is very small when it is pulled out.

次に、本発明の第2実施例による埋め込み型電極技術について図面を参照しつつ説明を行う。図4は、本発明の第2実施例によるステンレス製電極埋め込み器の一構成例を示す図である。図4(A)は埋め込み器Cを構成する筒状部材であって、基端側の第1の筒状部101と、先端側の第2の筒状部103と、筒状部内101a・103bに挿入可能な例えばステンレス製の芯部105であって、上記筒状部内に挿入される芯部105aと、基端側の把持部105bと、を有する芯部105を含んでいる。図4(A)に示すように、把持部105bを先端側に押すと、ステンレス芯105aの先端は筒状部材の先端に並ぶようになっている。一方、図4(B)に示すように把持部105bを基端側に引くと、ステンレス芯105aの先端は筒状部材の先端から後退し、筒状部材の先端側壁に形成されている電極を引っかけることができるフック部103cが開放される(図4(A)の状態では、フック部103cはステンレス芯105aの先端によって塞がれ、フック機能は失われている。図4(C)は、筒状部材を先端側から見た図であり、図4(D)は筒状部材の先端を上方から見た図である。これらの図に示されるように、筒状部材の先端には、フック部103cが水平方向に略等しい位置に設けられていることがわかる。   Next, the embedded electrode technology according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a view showing a structural example of a stainless steel electrode implanter according to a second embodiment of the present invention. FIG. 4A shows a cylindrical member constituting the implanter C. The first cylindrical portion 101 on the proximal end side, the second cylindrical portion 103 on the distal end side, and the inner portions 101a and 103b in the cylindrical portion. A core portion 105 made of, for example, stainless steel that can be inserted into the cylindrical portion, and includes a core portion 105 having a core portion 105a inserted into the cylindrical portion and a proximal end side grip portion 105b. As shown in FIG. 4A, when the gripping portion 105b is pushed toward the distal end, the distal end of the stainless steel core 105a is aligned with the distal end of the cylindrical member. On the other hand, as shown in FIG. 4B, when the gripping portion 105b is pulled toward the proximal end, the tip of the stainless steel core 105a is retracted from the tip of the cylindrical member, and the electrode formed on the tip side wall of the cylindrical member is attached. The hook portion 103c that can be hooked is opened (in the state shown in FIG. 4A, the hook portion 103c is blocked by the tip of the stainless steel core 105a, and the hook function is lost. 4 (D) is a view of the front end of the cylindrical member as viewed from above, and as shown in these drawings, the front end of the cylindrical member includes It can be seen that the hook portion 103c is provided at a substantially equal position in the horizontal direction.

図5は、上記筒状部材とともに用いるのに好適なループ状ワイヤー電極Dの一構成例を示す図である。図5に示すように、本実施例によるループー状ワイヤー電極Dは、円柱状の基部121と、基部121の先端に形成されるループ状のストッパ兼計測部111と、を有している。ストッパ兼計測部111は、ワイヤーの先端近傍をループ状に曲げ、先端部117を基部121側に戻して接着することでループ形状を形成している。尚、右図に示すように、ワイヤー全体は例えばパレリン樹脂などの絶縁体で覆われた直径0.05m
m程度の微小金属ワイヤー(例えば、プラチナとイリジウムを混ぜて作った合金などを材料として含む)125とにより構成されている。記録/刺激点115は、ループ111の
先端部において絶縁体を除去し微小金属ワイヤーを露出した構成を有している。これにより、脳からの電気信号や脳への電気信号を伝達することができる。
FIG. 5 is a diagram showing a configuration example of a loop-shaped wire electrode D suitable for use with the cylindrical member. As shown in FIG. 5, the loop-like wire electrode D according to the present embodiment has a columnar base 121 and a loop-shaped stopper / measurement unit 111 formed at the tip of the base 121. The stopper / measurement unit 111 forms a loop shape by bending the vicinity of the tip of the wire in a loop shape and bonding the tip end portion 117 back to the base 121 side. As shown in the figure on the right, the entire wire is covered with an insulator such as parylene resin and has a diameter of 0.05 m.
m metal wire (for example, an alloy made by mixing platinum and iridium is included as a material) 125. The recording / stimulation point 115 has a configuration in which the insulator is removed from the tip of the loop 111 to expose the fine metal wire. Thereby, an electrical signal from the brain and an electrical signal to the brain can be transmitted.

図6は、本実施例による電極埋め込み技術を用いた脳への電極埋め込み工程を示す図である。図6(A)に示すように、まず、ループ状ワイヤー電極Dを、ステンレス製電極埋め込み器Cの先端近傍に形成されているフック部(図4(C)における103c)に引っかける。この状態で、図6(B)に示すように、頭皮131と頭骨133とに開口を形成し、脳137の方向へステンレス製電極埋め込み器Cを近づける。次いで、図6(C)に示すように、ステンレス製電極埋め込み器Cの先鋭な先端により、あたかも皮膚注射のようにして脳膜135を貫通し、脳内にストッパ兼計測部111を移動させ所定の位置において移動を停止させる。図6(D)に示すように、把持部(図4における105b)を先端側に向けて押すと、ステンレス芯(同105a)により押されることでフック部(同103c)からループ状ワイヤー電極Bが外れる。次いで、ステンレス製電極埋め込み器C
を元の方向(脳137から離れる方向)に引くと、図6(E)に示すようにループ状電極Dのみが脳137内に残される。次いで、図6(F)に示すように、人工骨・充填材など141を配置して開口部を塞ぐとともに、ワイヤー電極の基部をコネクタ方向へ引き出す(L1)。ループ111は、硬膜135から抜けにくく脳内におけるストッパとしても機能する。ただし、ループ111はワイヤーの接着によって形成されているため、何らかの理由で測定終了後に接着力に抗してワイヤー電極Dを引っ張ることにより、ワイヤー電極Dを脳内から引き抜くことが可能である。
FIG. 6 is a diagram showing an electrode embedding process in the brain using the electrode embedding technique according to the present embodiment. As shown in FIG. 6A, first, the loop-shaped wire electrode D is hooked on a hook portion (103c in FIG. 4C) formed in the vicinity of the tip of the stainless steel electrode implanter C. In this state, as shown in FIG. 6B, an opening is formed in the scalp 131 and the skull 133, and the stainless steel electrode implanter C is brought closer to the brain 137. Next, as shown in FIG. 6 (C), the sharp tip of the stainless steel electrode implanter C penetrates the brain membrane 135 as if by skin injection, and moves the stopper / measurement unit 111 into the brain. The movement is stopped at the position of. As shown in FIG. 6 (D), when the gripping part (105b in FIG. 4) is pushed toward the tip side, it is pushed by the stainless steel core (105a), so that the loop-shaped wire electrode B is removed from the hook part (103c). Comes off. Next, stainless steel electrode implanter C
Is pulled in the original direction (the direction away from the brain 137), only the loop electrode D is left in the brain 137 as shown in FIG. Next, as shown in FIG. 6 (F), an artificial bone / filler 141 is disposed to close the opening, and the base of the wire electrode is pulled out in the connector direction (L1). The loop 111 does not easily come off the dura mater 135 and functions as a stopper in the brain. However, since the loop 111 is formed by wire bonding, the wire electrode D can be pulled out from the brain by pulling the wire electrode D against the adhesive force after the measurement is completed for some reason.

これにより、脳137に記録/刺激点(図5における115)を配置し、脳137から
ワイヤーにより配線を引き出すことができ、記録/刺激点115を介して脳137からの
信号を取得したり脳137に対して信号を与えたりすることができる。また、実施例1同様に、1つの頭骨開口部から複数のワイヤー電極を埋め込むことが可能である。
Thereby, the recording / stimulation point (115 in FIG. 5) can be arranged in the brain 137, and the wiring can be drawn from the brain 137 by the wire, and a signal from the brain 137 can be obtained via the recording / stimulation point 115 or the brain 137 can be given a signal. Further, similarly to the first embodiment, it is possible to embed a plurality of wire electrodes from one skull opening.

以上に説明したように、本実施例による埋め込み型電極技術によれば、硬膜135の損傷を少なくしつつ、脳内の所望の位置にループ状ワイヤー電極Bを配置することができる。硬膜135に形成される貫通孔よりもループ自体を大きくしておくことで、ループ111の接着部(同117)において硬膜135に引っかかるため、一旦埋め込まれると、電極基端側にワイヤー電極Dを引っ張っても、簡単にはループ電極が外れることはない。従って、硬膜135と測定対象部位との距離を予め見積もっておくことにより、記録/刺激
点115を測定部位に位置合わせして固定することが可能となる。この点は、実施例3に示すストッパ部材を用いた実施例においても同様である。このように、本実施例による技術を用いると、ループ状ワイヤー電極を脳内に簡単に埋め込むことができ、かつ、硬膜などの損傷も少なくて済むという利点がある。
As described above, according to the implantable electrode technique according to the present embodiment, the loop-shaped wire electrode B can be disposed at a desired position in the brain while reducing the damage to the dura mater 135. By making the loop itself larger than the through-hole formed in the dura mater 135, it is caught by the dura mater 135 at the bonding portion (117) of the loop 111. Even if D is pulled, the loop electrode does not come off easily. Therefore, by estimating the distance between the dura mater 135 and the measurement target part in advance, the recording / stimulation point 115 can be aligned and fixed to the measurement part. This also applies to the embodiment using the stopper member shown in the third embodiment. As described above, the use of the technique according to the present embodiment has an advantage that the loop-like wire electrode can be easily embedded in the brain and damage to the dura mater can be reduced.

本実施例による埋め込み型電極形成技術は、実施例2に記載の技術を脳深部への埋め込みに適するように一部改変したものである。図7(A)は、本実施例による電極埋め込み器Eの構成例を示す図である。実施例1及び2の埋め込み器に比べて、脳内に入る先端部253の構造が簡潔(中空ではなく中実)で、その直径も小さい。その結果、脳深部に刺入してもダメージが少なくなるような構造になっている。図7(B)は、ループ状ワイヤー電極の構成例を示す図である。図7(B)に示すように、本実施例によるループ状ワイヤー電極Eは、ワイヤー電極255の先端部に基部方向に先端部が向くようにすることでループ形状部258を形成するとともに、折り返し箇所において接着する(257)。この際、基部方向に記録/刺激点259が向くようにする。図7(A)に示すようループ状
ワイヤー電極Dのループ形状部258を引っかけるための凹状部253bが先端253a近傍に形成された先鋭な円筒状部253と、それに続く把持部251と、を有する。脳深部、特に脳表からの厳密な深さ関係が必要でない場合、本実施例のように、ワイヤー電極のループ形状の折り返し付近ではなく、もともとの切り口を記録/刺激点として利用して
も十分、目的を達成できると考えられる。その一方、脳深部への埋め込みの場合は、実施例1および2のように硬膜とストッパ部との関係において、電極が抜けるのを防止することが困難である。しかし、ワイヤー電極をα型ループにすることにより、引き抜きへの抵抗を大きし、電極を脳内で安定させることが可能となる。また、実施例1および2のようにワイヤー電極を埋め込み器から取り外す際に特殊な構造を利用しなくても、α型ループであれば脳深部において埋め込み器を引き抜くときに、自然に電極だけ脳内に残すことができると考えられる。さらに、このα型電極で記録/刺激点を実施例2のループ電極同様
、ループ折り返し位置に設定することにより、脳表あるいはステレオ座標上における位置をより厳密にコントロールすることも可能である。
The implantable electrode formation technique according to this embodiment is a partial modification of the technique described in Embodiment 2 so as to be suitable for implantation in the deep brain. FIG. 7A is a diagram illustrating a configuration example of the electrode embedder E according to the present embodiment. Compared to the implanters of Examples 1 and 2, the structure of the tip 253 that enters the brain is simple (solid, not hollow), and its diameter is small. As a result, the structure is such that even if it is inserted into the deep brain, damage is reduced. FIG. 7B is a diagram illustrating a configuration example of a loop-shaped wire electrode. As shown in FIG. 7B, the loop-shaped wire electrode E according to the present embodiment forms a loop-shaped portion 258 by turning the tip portion of the wire electrode 255 toward the base portion, and turns back. Glue in place (257). At this time, the recording / stimulation point 259 is set to face the base direction. As shown in FIG. 7A, a concave portion 253b for hooking the loop-shaped portion 258 of the loop-shaped wire electrode D has a sharp cylindrical portion 253 formed in the vicinity of the tip 253a, and a gripping portion 251 following it. . If a strict depth relationship from the deep brain, especially from the brain surface, is not necessary, it is sufficient to use the original cut as the recording / stimulation point, not the vicinity of the loop shape of the wire electrode as in this embodiment. It is thought that the purpose can be achieved. On the other hand, in the case of implantation into the deep brain, it is difficult to prevent the electrode from coming off in the relationship between the dura mater and the stopper as in the first and second embodiments. However, by making the wire electrode an α-type loop, it becomes possible to increase the resistance to extraction and stabilize the electrode in the brain. Even if the wire electrode is removed from the implanter as in Examples 1 and 2, if the α-type loop is used, when the implanter is pulled out deep in the brain, only the electrode is naturally It is thought that it can be left in. Furthermore, by setting the recording / stimulation point with this α-type electrode at the loop turn-back position as in the loop electrode of the second embodiment, the position on the brain surface or stereo coordinates can be controlled more strictly.

図8は、図7(A)、(B)に示す電極埋め込み器Eによりループ状ワイヤー電極Fを脳内(例えば白質よりも下の核)に配置する工程を示す図である。まず、図8(A)に示
すように、頭皮211と頭骨233とに開口部を形成し、開口部に向けて、ループ状ワイヤー電極Fを凹状部(図7(A)における253b)に引っかけた状態の電極埋め込み器Eを移動させる。次いで、図8(B)に示すように、電極埋め込み器Eの先端により硬膜235を貫通させ、脳深部237内の所定の位置に電極埋め込み器Eの先端を移動させる。図8(C)に示すように、電極埋め込み器Eを基部方向に引き戻すと、ループ状ワイヤー電極Fが凹状部253bから外れ、ループ状ワイヤー電極Fのみが所定の位置に残る。この際、ループ258を形成するワイヤーの先端には記録/刺激点が形成されているため
、脳237内の信号を取得したり、脳257内へ信号を与えたりすることができる。
FIG. 8 is a diagram showing a process of placing the loop-shaped wire electrode F in the brain (for example, the nucleus below the white matter) by the electrode implanter E shown in FIGS. 7 (A) and 7 (B). First, as shown in FIG. 8A, an opening is formed in the scalp 211 and the skull 233, and the loop wire electrode F is hooked on the concave portion (253b in FIG. 7A) toward the opening. The electrode embedder E is moved. Next, as shown in FIG. 8B, the dura 235 is penetrated by the tip of the electrode implanter E, and the tip of the electrode implanter E is moved to a predetermined position in the deep brain 237. As shown in FIG. 8C, when the electrode embedder E is pulled back in the base direction, the loop-shaped wire electrode F is detached from the concave portion 253b, and only the loop-shaped wire electrode F remains at a predetermined position. At this time, since a recording / stimulation point is formed at the tip of the wire forming the loop 258, a signal in the brain 237 can be acquired or a signal can be given into the brain 257.

このように本実施例による埋め込み型電極形成技術、すなわち簡潔な構造の埋め込み器とα型ループ構造を持つ電極の組み合わせにより、脳深部に電極を埋め込むことができる。本実施例の場合も他の実施例同様、一つの開口部から複数本のワイヤー電極を埋め込むことができる。また、本実施例を実施例1あるいは2と組み合わせることにより、一つの開口部から脳表近くと脳深部の双方に電極を埋め込むこともできる。   As described above, the electrode can be embedded deep in the brain by the embedded electrode forming technique according to the present embodiment, that is, the combination of the embedder having a simple structure and the electrode having the α-type loop structure. Also in this embodiment, a plurality of wire electrodes can be embedded from one opening as in the other embodiments. Further, by combining this embodiment with the first or second embodiment, it is possible to embed electrodes both near the brain surface and deep in the brain from one opening.

以上、本実施の形態によるワイヤー電極形成技術によれば、埋め込み時における生体への損傷を比較的少なく抑えながら、ワイヤー電極を、効率良く脳内に配置することが可能となる。微小ワイヤー電極は、硬質の電極に比べて、脳内で振動が生じた場合でも脳への侵襲性は低く、かつ長期間安定して機能することが可能である。このような微小ワイヤー電極を、本発明によって多数脳内に埋め込むことができれば、より多くの脳内情報を簡単に取得することができるという利点がある。また、本発明を実施するために用いる埋め込み装置自身は注射芯を少し改造した程度の簡単な構造をしているため、比較的安価に作成することができる。さらに、注射のような埋め込み方法自身も、硬膜の切開を伴うアレイ電極の配置などに比べて簡単であるため、初心者でもスムーズに技術習得が可能である。   As described above, according to the wire electrode forming technique according to the present embodiment, it is possible to efficiently arrange the wire electrode in the brain while suppressing relatively little damage to the living body at the time of implantation. Compared with a hard electrode, a microwire electrode is less invasive to the brain even when vibration occurs in the brain, and can function stably for a long period of time. If a large number of such fine wire electrodes can be embedded in the brain according to the present invention, there is an advantage that more information in the brain can be easily obtained. In addition, since the implanting device itself used for carrying out the present invention has a simple structure such that the injection core is slightly modified, it can be produced at a relatively low cost. Furthermore, since the implantation method itself such as injection is simpler than the arrangement of the array electrode accompanied by the incision of the dura mater, even a beginner can learn the technology smoothly.

尚、上記実施例においては、脳内にワイヤー電極を配置する例について説明したが、脊髄や筋肉など様々な生体内の組織に対しても適用することが可能である。また、ストッパは、例えば弾性部材により形成され、脳内に挿入する際には縮径して入りやすくなり、脳内に一旦挿入された後は、元に戻ることで、ワイヤーを引き戻しにくくなるようにするように工夫することも可能である。この場合でも、強く引っ張るとストッパが縮径して脳内からワイヤーを引き抜くことができるようにするのが好ましい。   In addition, although the example which arrange | positions a wire electrode in a brain was demonstrated in the said Example, it can be applied also to various in-vivo tissues, such as a spinal cord and a muscle. In addition, the stopper is formed of an elastic member, for example, so that the diameter of the stopper is reduced when inserted into the brain, and once inserted into the brain, the stopper is returned to the original position so that the wire is less likely to be pulled back. It is also possible to devise such that. Even in this case, it is preferable that the stopper is reduced in diameter when pulled strongly so that the wire can be pulled out from the brain.

本発明は、生体、特に脳との信号のやり取りを行う技術として利用可能である。   The present invention can be used as a technique for exchanging signals with a living body, particularly the brain.

図1(A)〜(E)までは、本実施の形態による埋め込み型電極形成技術の要素技術の基本構成を示す図であり、図1(A)は、脳に電極を埋め込んだ状態を示す外観図であり、図1(B)は、図1(A)の断面図であり、図1(C)、図1(D)は、埋め込み電極と電極埋め込み器とを示す図であり、図1(E)は埋め込み電極を電極埋め込み器に引っ掛けた状態を示す図ある。FIGS. 1A to 1E are diagrams showing a basic configuration of elemental technology of the embedded electrode forming technology according to the present embodiment, and FIG. 1A shows a state where electrodes are embedded in the brain. FIG. 1B is a cross-sectional view of FIG. 1A, and FIGS. 1C and 1D are diagrams showing a buried electrode and an electrode embedder. 1 (E) is a diagram showing a state in which the embedded electrode is hooked on the electrode embedder. 図2(A)、(B)は、第1実施例による直線状電極埋め込み器の構成例を示す図である。図2(C)、(D),(E)は、ストッパ付きワイヤー電極の構成例を示す図である。2A and 2B are diagrams showing a configuration example of the linear electrode embedder according to the first embodiment. 2C, 2D, and 2E are diagrams showing a configuration example of a wire electrode with a stopper. 図3(A)から(F)までは、直線状電極埋め込み器にストッパ付きワイヤー電極を取り付けて、電極を脳内に埋め込む工程を示す図である。FIGS. 3A to 3F are diagrams illustrating a process of attaching a wire electrode with a stopper to a linear electrode implanter and implanting the electrode in the brain. 本発明の第2実施例によるループ状電極埋め込み器の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of the loop-shaped electrode embedding device by 2nd Example of this invention. 筒状部材とともに用いるのに好適なループ状ワイヤー電極の一構成例を示す図である。It is a figure which shows one structural example of a loop-shaped wire electrode suitable for using with a cylindrical member. 本発明の第3実施例によるループ状電極埋め込み技術を用いた脳への電極埋め込み工程を示す図である。It is a figure which shows the electrode embedding process to the brain using the loop electrode embedding technique by 3rd Example of this invention. 図7(A)は、脳深部用電極埋め込み器の構成例を示す図である。図7(B)は、ループ状ワイヤー電極の構成例を示す図である。FIG. 7A is a diagram illustrating a configuration example of a deep brain electrode implanter. FIG. 7B is a diagram illustrating a configuration example of a loop-shaped wire electrode. 図8(A)から(C)までは、図7(A)、(B)に示す電極埋め込み器によりループ状ワイヤー電極を脳深部に配置する工程を示す図である。FIGS. 8A to 8C are diagrams showing a process of placing a loop-shaped wire electrode in the deep brain using the electrode implanter shown in FIGS. 7A and 7B.

符号の説明Explanation of symbols

S…ストッパ部、H…孔部、3’…筒状部材、3a…先端部、3b…直線状ワイヤー電極、21…電極部材、33…頭骨、35…硬膜、37…脳、A…電極埋め込み器、71…第2の筒状部71、73…第1の筒状部と、75…把持部77c…切り欠け部、B…ストッパ付きワイヤー電極、81…ワイヤー電極、83…円錐状のストッパ。   S ... stopper part, H ... hole, 3 '... cylindrical member, 3a ... tip part, 3b ... linear wire electrode, 21 ... electrode member, 33 ... skull, 35 ... dura mater, 37 ... brain, A ... electrode Embedder, 71 ... second cylindrical portion 71, 73 ... first cylindrical portion, 75 ... gripping portion 77c ... notch portion, B ... wire electrode with stopper, 81 ... wire electrode, 83 ... conical shape Stopper.

Claims (6)

生体内に埋め込まれる埋め込み型電極装置であって、
導電性の芯部と、該芯部を被覆する絶縁性の被覆層とを有する、ワイヤー状の電極部材と、
前記電極部材の延在する方向の所定の位置に設けられ、前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部と、
前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に、前記芯部を露出させることにより形成された、前記生体の測定対象に当接して該測定対象との間で信号のやり取りを行う電気的接点とを有し、
前記ストッパ部は、電極部材と同軸の、先端に向けて縮径した円錐状であることを特徴とする埋め込み型電極装置。
An implantable electrode device embedded in a living body,
A wire-like electrode member having a conductive core and an insulating coating layer covering the core;
A stopper portion provided at a predetermined position in the extending direction of the electrode member, and having a larger diameter than the electrode member;
An electrical contact formed by exposing the core portion on the tip side of the stopper portion of the electrode member and abutting on the measurement target of the living body and exchanging signals with the measurement target; Have
The embedded electrode device according to claim 1, wherein the stopper portion has a conical shape coaxial with the electrode member and having a diameter reduced toward the tip.
生体内に埋め込まれる埋め込み型電極装置であって、
導電性の芯部と、該芯部を被覆する絶縁性の被覆層とを有する、ワイヤー状の電極部材と、
前記電極部材の延在する方向の所定の位置に設けられ、前記電極部材よりも大きい径を有するストッパ部と、
前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に、前記芯部を露出させることにより形成された、前記生体の測定対象に当接して該測定対象との間で信号のやり取りを行う電気的接点とを有し、
前記ストッパ部は、前記電極部材の一部により前記電極部材よりも大径に形成されたループ状構造であり、
前記電気接点は、前記ループ状構造の先端部において前記被覆層を除去して前記芯部を露出させたものであることを特徴とする埋め込み型電極装置。
An implantable electrode device embedded in a living body,
A wire-like electrode member having a conductive core and an insulating coating layer covering the core;
A stopper portion provided at a predetermined position in the extending direction of the electrode member, and having a larger diameter than the electrode member;
An electrical contact formed by exposing the core portion on the tip side of the stopper portion of the electrode member and abutting on the measurement target of the living body and exchanging signals with the measurement target; Have
The stopper portion is a loop-shaped structure formed in a larger diameter than the electrode member by a part of the electrode member,
It said electrical contacts are implantable electrode device, wherein the covering layer is removed at the distal end of said loop-like structure is obtained by exposing the core.
頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置であって、
導電性の芯部と、該芯部を被覆する絶縁性の被覆層とを有する、ワイヤー状の電極部材と、
前記電極部材の延在する方向の所定の位置に設けられ、前記電極部材よりも大きい径を有し、前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部と、
前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に、前記芯部を露出させることにより形成された、前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点とを有し、
前記ストッパ部は、電極部材と同軸の、先端に向けて縮径した円錐状であることを特徴とする埋め込み型電極装置。
An implantable electrode device in the brain that penetrates the dura mater formed in the cranium and is embedded in the brain,
A wire-like electrode member having a conductive core and an insulating coating layer covering the core;
A stopper portion that is provided at a predetermined position in the extending direction of the electrode member, has a larger diameter than the electrode member, and abuts against the dura inner wall to prevent the electrode member from being pulled out;
An electrical contact between the measurement target site and the contact with the measurement target site of the brain, which is formed by exposing the core portion on the tip side of the stopper portion of the electrode member Contact point,
The embedded electrode device according to claim 1, wherein the stopper portion has a conical shape coaxial with the electrode member and having a diameter reduced toward the tip.
頭蓋内に形成される硬膜を貫通して脳内に埋め込まれる脳内埋め込み型電極装置であって、
導電性の芯部と、該芯部を被覆する絶縁性の被覆層とを有する、ワイヤー状の電極部材と、
前記電極部材の延在する方向の所定の位置に設けられ、前記電極部材よりも大きい径を有し、前記硬膜内壁に当接して前記電極部材の引き抜きを防止するストッパ部と、
前記電極部材の前記ストッパ部よりも先端側に、前記芯部を露出させることにより形成された、前記脳の測定対象部位に当接して該測定対象部位との間で信号のやり取りを行う電気的接点とを有し、
前記ストッパ部は、前記電極部材の一部により前記電極部材よりも大径に形成されたループ状構造であり、
前記電気接点は、前記ループ状構造の先端部において前記被覆層を除去して前記芯部を露出させたものであることを特徴とする埋め込み型電極装置。
An implantable electrode device in the brain that penetrates the dura mater formed in the cranium and is embedded in the brain,
A wire-like electrode member having a conductive core and an insulating coating layer covering the core;
A stopper portion that is provided at a predetermined position in the extending direction of the electrode member, has a larger diameter than the electrode member, and abuts against the dura inner wall to prevent the electrode member from being pulled out;
An electrical contact between the measurement target site and the contact with the measurement target site of the brain, which is formed by exposing the core portion on the tip side of the stopper portion of the electrode member Contact point,
The stopper portion is a loop-shaped structure formed in a larger diameter than the electrode member by a part of the electrode member,
It said electrical contacts are implantable electrode device, wherein the covering layer is removed at the distal end of said loop-like structure is obtained by exposing the core.
請求項1から4までのいずれか1項に記載の埋め込み型電極装置を配置するための棒状の電極埋め込み装置であって、
前記ストッパ部を係止する係止部と、
該係止部に係止されている前記埋め込み型電極装置の係止を解除する解除手段とを有することを特徴とする電極埋め込み装置。
A rod-shaped electrode embedded device to place the implantable electrode device according to any one of claims 1 to 4,
A locking portion for locking the stopper portion;
An electrode embedding device, comprising: a release unit that releases the locking of the embedded electrode device locked to the locking portion.
前記硬膜を貫通するための先鋭な先端部を有することを特徴とする請求項5に記載の電極埋め込み装置。
The electrode embedding apparatus according to claim 5, further comprising a sharp tip for penetrating the dura mater.
JP2005026446A 2005-02-02 2005-02-02 Embedded electrode device and electrode embedded device Active JP4742356B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005026446A JP4742356B2 (en) 2005-02-02 2005-02-02 Embedded electrode device and electrode embedded device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005026446A JP4742356B2 (en) 2005-02-02 2005-02-02 Embedded electrode device and electrode embedded device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006212133A JP2006212133A (en) 2006-08-17
JP4742356B2 true JP4742356B2 (en) 2011-08-10

Family

ID=36975832

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005026446A Active JP4742356B2 (en) 2005-02-02 2005-02-02 Embedded electrode device and electrode embedded device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4742356B2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009154308A1 (en) 2008-06-20 2009-12-23 国立大学法人宮崎大学 Electrode
EP3103388A4 (en) 2014-02-06 2017-09-06 Toray Industries, Inc. Electrode and method for manufacturing electrode
WO2018078820A1 (en) * 2016-10-28 2018-05-03 合同会社プロモベオ Brain electrode device, method for measuring signals output from brain nervous tissue, and method for applying signals to brain nervous tissue
CN115054335A (en) * 2022-06-20 2022-09-16 中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 System for implanting a wire electrode and method for operating the same
CN116058853B (en) * 2023-01-09 2023-08-25 华中科技大学 Flexible electric stimulation and recording multi-brain region multi-depth array electrode

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85103895B (en) * 1985-05-06 1987-10-14 中国石油化工总公司辽阳石油化纤公司 Heart impulse starter for first aid
US5215088A (en) * 1989-11-07 1993-06-01 The University Of Utah Three-dimensional electrode device
EP0450181B1 (en) * 1990-03-30 1995-05-17 Pacesetter AB Device for positioning an electrode
SE9202481D0 (en) * 1992-08-28 1992-08-28 Siemens Elema Ab CONTROLLABLE ELECTRIC DEVICE
JP2736326B2 (en) * 1995-07-10 1998-04-02 工業技術院長 Single nerve action potential measurement device
US5843148A (en) * 1996-09-27 1998-12-01 Medtronic, Inc. High resolution brain stimulation lead and method of use
JP2001231759A (en) * 2000-02-24 2001-08-28 Tomy Ltd Brain electrode fixing device
US7672730B2 (en) * 2001-03-08 2010-03-02 Advanced Neuromodulation Systems, Inc. Methods and apparatus for effectuating a lasting change in a neural-function of a patient
FR2844719B1 (en) * 2002-09-24 2004-11-19 Francois Duret ELECTROCHEMICAL DEVICE FOR BLEACHING A BODY
JP2004267657A (en) * 2003-03-12 2004-09-30 Yamaguchi Technology Licensing Organization Ltd Inspection/diagnostic instrument of neuropathy and locomotor lesion by electrophysiological method for dog and cat in veterinarian small animal medical examination region
EP1617894A2 (en) * 2003-04-11 2006-01-25 Cardiac Pacemakers, Inc. Subcutaneous cardiac lead with fixation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2006212133A (en) 2006-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7450997B1 (en) Method of implanting a lead for brain stimulation
US7177701B1 (en) System for permanent electrode placement utilizing microelectrode recording methods
US6606521B2 (en) Implantable medical lead
US8965529B2 (en) Devices with cannula and electrode lead for brain stimulation and methods of use and manufacture
US6343226B1 (en) Multifunction electrode for neural tissue stimulation
US8170638B2 (en) MEMS flexible substrate neural probe and method of fabricating same
US8911451B2 (en) Minimally invasive systems for locating an optimal location for deep brain stimulation
US6301492B1 (en) Device for performing microelectrode recordings through the central channel of a deep-brain stimulation electrode
US7949410B2 (en) Burr hole cap and methods of use
US8262674B2 (en) Burr hole caps and methods of use
US8788043B2 (en) Minimally invasive methods for locating an optimal location for deep brain stimulation
US20060253181A1 (en) Lead insertion tool
EP3332718B1 (en) Cranial drill system
EP1062973A1 (en) A multifunction electrode for neural tissue stimulation
JP4742356B2 (en) Embedded electrode device and electrode embedded device
US10362942B2 (en) Micrometer size multi-functional probe for OCT and electro-physiological recording
JP4686772B2 (en) Bipolar stimulation electrode
JP2007325652A (en) Brain depth stimulation apparatus
Westby et al. A floating microwire technique for multichannel chronic neural recording and stimulation in the awake freely moving rat
Chen et al. Custom skull cap with precision guides for deep insertion of cellular-scale microwire into rat brain
EP1894522B1 (en) Implantable multielectrode microprobe using shape memory alloy
Namima et al. Inserting a Neuropixels probe into awake monkey cortex: two probes, two methods
CN117770921A (en) Auxiliary implantation device and auxiliary implantation system for flexible nerve electrode
US20230085470A1 (en) Insertion device and assembly comprising such insertion device and a flexible implantable strip
CN101703398A (en) Method for detecting neural signal of spinal cord for long term and positioning exciting electrode

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100629

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110201

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110330

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110419

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110421

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4742356

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140520

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250