JPWO2012017950A1 - 実験用小動物の脳波測定用電極装置及び脳波測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
更に詳しくは、実験用小動物に簡便に装着でき、装着された電極が実験中に外れないか又は外れにくく、更には微弱な脳波電圧を高感度で安定的に測定できる脳波測定用電極装置及び脳波測定方法に関する。
当該実験は実験動物に外科的処置を施すことから、実験の適正な実施、実験動物の苦痛の軽減を図るため、実験動物に全身麻酔を施した後に実験を行っている。
従って、実験動物が手術に適した麻酔深度(麻酔状態)にあるかどうかを確認する何らかの手段が要望されている。
この手法を使えば、BISモニター装置をラットやマウスなど齧歯類の動物実験に使用することは一応は可能であると推測される。
また、頭蓋骨にドリルで穴を開ける際に硬膜を露出させてしまう可能性があり、脳研究の結果に大きなバイアスを与える頭蓋内圧に影響を与える課題がある。
本発明の目的は、実験用小動物に脳波測定用電極を簡便に装着でき、装着された電極が実験中に外れないか又は外れにくく、更には微弱な脳波電圧を高感度で安定的に測定できるようにすることにある。
また、本発明の他の目的は、心臓等からもたらされるノイズの影響を防止することにある。
本発明は、実験用小動物の脳波を測定するための電極装置であって、複数本の針電極で構成される第1の電極群と、複数本の針電極で構成される第2の電極群と、を備え、前記第1の電極群及び第2の電極群の針電極は基体に固定されており、前記第1の電極群と第2の電極群は、実験用小動物の頭蓋骨両側に位置する左右の側頭筋にそれぞれ刺入させ装着させるように、第1の電極群及び第2の電極群のそれぞれの刺入部分となる先端部を含む針電極が基体から突出している、実験用小動物の脳波測定用電極装置である。
第1の電極群及び第2の電極群は、四本の針電極を列設して構成され、端から2番目の針電極をアース電極とし、残りの電極のうちの二本を使用して脳波を測定するのが好ましい。
この際、BISモニター装置のように、電極端子数が限られている場合には、例えば、モニター装置を複数台、好ましくは2台用いて、例えば、第1の電極群を一方のモニター装置端子に接続し、第2の電極群を他方のモニター装置端子に接続することで大脳の左右の半球の脳波をそれぞれ同時に又は電極端子の取り外し等の操作を必要とせず、効率的に測定することができる。
しかしながら、本発明においてはこのような場合において、2台のBISモニター装置を用いることは発明の必須の要件ではない。
無論、使用するBISモニター装置の電極端子が、第1の電極群と第2の電極群の総てを接続出来得る端子を有している場合には、BISモニター装置1台でも効率的に脳波を測定することができる。
複数の針電極を基体に固定して一体化することによって、装置の取扱いが簡便となる。
このことから、BISモニター装置を2台同時に使用すると、実験用小動物の脳の右半球および左半球の脳波を同時に測定することができる。
この時、第1の電極群と第2の電極群との間隔(ほぼ、基体の両端間の間隔となる)は、対象となる実験用小動物の左右の側頭筋との間隔(厚みがあるので、厚みの中間間隔)とすることが推奨される。この間隔とすることで、特段の操作も必要としなくて簡便に電極を左右の側頭筋に刺入することが可能となる。例えば、実験用小動物としてラットを用いた場合、前記の間隔は12〜18mm程度となる。
これ以上の長さであっても、脳波を測定することは可能であるが、体外へ針電極先端が貫通する等の実験上の不備が生じる恐れがある。また、余りに、短い場合には安定的に刺入し、針電極を固定することが難しくなり、また、針電極が外れやすくなる恐れがあるためである。
具体的には、たとえば、ラットでは3mm〜10mm程度が推奨される。無論、基体がコの字型のものであっても、刺入可能な長さとして、前記の値が推奨される。
なお、針電極と接続されているリード線が実験中に対象部位へのアクセスを邪魔しないように、基体近傍でまとめるとよい。
本発明の作用を説明する。
実験用小動物の脳波を測定する場合は、まず、実験用小動物の頭皮を切開して頭蓋骨の両側に位置する側頭筋を露出させる。次いで電極装置の第1の電極群と第2の電極群の針電極の先端を頭蓋骨の両側に位置する側頭筋に当接し、押圧力をかけて針電極を側頭筋に刺入する。針電極の刺入作業は、基本的には一回で済むために、実験用小動物への電極の取付作業が簡便に、且つ短時間で行うことができる。
本発明では、針電極間の間隔を1〜4mmとしたので、心臓等からもたらされるノイズの影響を受けずに脳波電位の差を測定することができる。
図1を参照する。 脳波測定用電極装置100は、板状の基体1を備えている。基体1は、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene Terephthalate)で作られており、平面視細長の長方形に形成されている。本実施例の場合は、幅方向の長さは5mm、長手方向の長さは15mmに設定しているが、これらの長さに限定されない。
基体1の剛性については、一回の刺入操作で実験用小動物の側頭筋に刺入できる剛性としている。
第1の電極群2は、基体1の基板10表面に対して直交する方向に突出して列設されている4本の針電極21,22,23,24から構成されている。
第2の電極群3も、基体1の基板10表面に対して直交する方向に突出して列設されている4本の針電極31,32,33,34から構成されている。
第1の電極群2及び第2の電極群3間の間隔は、実験用小動物の側頭筋肉の間隔に対応して設計されるが、例えばラットであれば、12mm〜18mm程度の間隔となる。
4本の針電極のうち、端から2番目の電極22を脳波測定に使用されないアース電極とし、電位差の測定は、端から1番目の針電極21と3番目の針電極23、端から3番目の針電極23と4番目の針電極24、又は端から1番目の針電極21と4番目の針電極24の間で行う。
第2の電極群3の場合も第1の電極群2の場合と同様であるので、説明を省略する。
本発明に係る装置を使用して実験用小動物であるラットの脳波を測定する方法を説明する。
まず、ラットMに適正な麻酔深度を超えないように注意をしながら麻酔を効かせる。麻酔が効いたかどうかは、尾をクリップし、尾が動かないようであれば麻酔が効いていることが確認できる。
このように脳波測定用電極装置100の設定は、基板1に固定されている複数の針電極をラットMの左右の側頭筋M2,M3に刺入するだけであるから装着が簡便であり、装着時間も短時間ですみ、実験効率の向上を図ることができる。
左右両脳半球の脳波を同時測定する場合は、BISモニター装置を2台使用し、各半球用電極を、それぞれのBISモニター装置に接続する。1台のBISモニター装置で、表示機能と処理機能を二つずつ有している場合は1台の装置でも同じ作業が行える。
また、針電極はラットMの左右の側頭筋M2,M3に刺入しているので、実験中にラットMを動かしても脳波測定用電極装置100は側頭筋M2,M3から取り外れないか、取り外れにくい。
1 基体
2 第1の電極群
21 針電極,22 針電極,23 針電極,24 針電極
3 第2の電極群
31 針電極,32 針電極,33 針電極,34 針電極
4 結束部材
5 BISモニター装置
M ラット
M1 側頭筋,M2 側頭筋
Claims (14)
- 実験用小動物の脳波を測定するための電極装置であって、
複数本の針電極で構成される第1の電極群と、複数本の針電極で構成される第2の電極群と、を備え、前記第1の電極群及び第2の電極群の針電極は基体に固定されており、
前記第1の電極群と第2の電極群は、実験用小動物の頭蓋骨両側に位置する左右の側頭筋にそれぞれ刺入させ装着させるように、第1の電極群及び第2の電極群のそれぞれの刺入部分となる先端部を含む針電極が基体から突出している、
実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 基体が、平板状若しくはコの字型の板状の絶縁体物質からなり、該基体に固定された第1の電極群と第2の電極群の各針電極の先端部が、前記基体のそれぞれの端から、実験用小動物の左右の側頭筋に刺入させるように垂直又は略垂直に突出している、
請求項1記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 基体に固定された第1の電極群の先端部と第2の電極群の先端部との間隔が、対象となる実験用小動物の左右の側頭筋の間隔の最小幅以上、最大幅以下である、
請求項1又は2記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 第1の電極群及び第2の電極群のそれぞれの側頭筋への刺入部となる先端部の長さが、実験用小動物への側頭筋の刺入方向長さの5分の1以上1以下となる、
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 第1の電極群及び第2の電極群を構成する複数本の針電極の間隔は、その隣接する電極の間隔が、対応する実験小動物の大脳の長軸方向の長さの5分の1〜25分の1の長さ間隔となる、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 第1の電極群及び第2の電極群は、それぞれ3本以上の針電極を列設して構成され、両端以外から選択される針電極の1本をアース電極とし、残りの電極のうちのそれぞれ2本の電極を使用して脳波を測定する、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - BISモニター装置を使用して実験用小動物の脳波を測定するために、BISモニター装置に連結させ、BISモニター装置における脳波測定用電極装置として用いる、
請求項1乃至6のいずれか1項に記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - BISモニター装置の脳波測定用電極装置であり、第1の電極群及び第2の電極群は、それぞれBISモニター装置の電極端子数の針電極を列設して構成され、両端以外から選択される針電極の1本をアース電極とし、残りの電極のうちのそれぞれ2本の電極を使用して脳波を測定する、
請求項7記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 電極端子数が4であるBISモニター装置を用いた脳波の測定において、第1の電極群及び第2の電極群は、それぞれ4本の針電極を列設して構成され、それぞれの電極群の端から2番目の電極をアース電極とし、端から1番目と3番目及び端から1番目と4番目の電極間の電位差を測定するために使用する、
請求項8記載の実験用小動物の脳波測定用電極。 - 実験用小動物がラット等の齧歯類である、
請求項1乃至9のいずれか1項に記載の実験用小動物の脳波測定用電極装置。 - 実験用小動物の頭皮を切開して頭蓋骨の両側に位置する側頭筋を露出し、
当該側頭筋に、アース電極及び測定用電極として少なくとも二本の針電極を刺入して脳波信号を取り出し、
取り出された脳波信号をBISモニター装置を使用してリアルタイムで表示する、
実験用小動物の脳波測定方法。 - 実験用小動物の脳の左半球と右半球の脳波を同時に又はいずれか一方を測定する、
請求項11記載の実験用小動物の脳波測定方法。 - 請求項8又は9記載のBISモニター装置2台及び電極装置を用いて、第1の電極群の端子を第1のBISモニター装置に接続し、第2の電極群の端子を第2のBISモニター装置に接続し、実験用小動物の脳の左半球と右半球の脳波を同時又はいずれか一方を測定する、
請求項11又は12記載の実験用小動物の脳波の測定方法。 - 実験用小動物がラット等の齧歯類である、
請求項11乃至13のいずれか1項に記載の脳波の測定方法。
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