JPS60194933A - 術中神経多機能検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、損傷を受けた神経の導通を手術中に容易に検
査することを可能にする術中神経多機能検査装置に関す
る。

〔発明の背景〕

末梢神経または末梢神経とを髄との接合部の損傷は、重
篤な支配筋および支配皮膚のそれぞれ運動麻痺および知
覚麻痺を呈する。しかし近年の微小外科技術の進歩によ
って、これらの損傷された末梢神経の外科的修復が可能
となった。それは、手術用顕微鏡の導入、微小外科道具
の進歩、倣小縫合糸の開発が基盤となっている。これら
を駆使しての末梢神経手術の成績は、それでも完全回復
を得る率はまだかなり低いのが現状である。

外科技術の面から見ると、これまでの微小外科手術の技
術およびそれに要する道具、材料は主に微小血管の吻合
手術を中心に発達してきたもので、血管に比べ、より複
雑な内部構造と機能性を有する末梢神経を修復するにあ
たって、それに対応できる末梢神経手術に特有な道具や
術中の神経機能検査装置の開発が遅れていたためとも言
える。

これまで外科医は、各種の末梢神経修復手術を選択する
に際して、主として手術中の神経損傷部の肉眼的所見を
基にこれを決めていた。しかし例えば肉眼的または顕微
鏡上所見で神経の連続性が認められても、機能的に神経
線維がウオラー変性（神経線維を覆っている膜は残存し
ていても、神経線維自体が損傷によって変性に陥ってい
るため全く神経機能を発揮出来ない状態）を呈していた
り、単なる廠痕組織による連続性であったりすることが
しばしばある。

この様な場合に、機能的な神経の連続性と、損傷程度と
を手術中に簡便に知り得ることができれば、神経剥離術
（神経の連続性を保ったまま、神経周囲の廠痕組織を手
術的に取り除いて、神経線維の再生を促してやる方法）
か、または神経縫合術（神経の癲痕部を切除して、新ζ
′Ｃ化した神経断端同士を微小外科的に縫合して、再生
神経を末梢側へ通し、麻痺回復を計る手術）かの適応を
決める有力な手がかりを得ることができる。

従来この目的に対しては、神経幹伝専試験あるいは、運
動神経伝導速度、知覚神経伝導速度などの検査や測定が
行われてきた。しかしこれらの方法はいずれも筋肉や皮
膚感覚受容器を介し７て得られる反応または電位であっ
て、神経損傷部が一つの神経幹で二カ所以上ある場合（
ｄｏｕｂｌｅ　ｎａｒν１ｎｌＸ。

ｕｒｙ）や、再生した神経線維が損傷部より末梢にあっ
て未だ筋肉や感覚受容器に達していない状態では、神経
は当該損傷部を通過しているにも拘わらず、伝導性なし
あるいは電位測定不能と判定されることになる。従って
このような判定結果はその損傷部位に限っての神経損傷
程度の診断に直接有用とはならない。このため損傷部位
を中心とした神経幹のセグメントでの神経の伝導性を検
査することが、損傷部の神経線維の連続性の有無あるい
は損傷程度を直接知る有力な手段となる。

このような損傷部神経幹をはさんで神経への電気刺激と
その結果得られる神経からの電位導出の方法については
、すでに、二、三の報告がある。

しかし従来のこの種の検査機械は、本来術前の非観血的
診断用に作られたものを用いるため、手術中に用いるに
は余りにも大型で取り扱いにくく、術者自身が操作する
ことば困難であった。

次に、末梢神経の損傷部位に神経線維の連続性がない場
合や、明らかに肉眼的に神経が断裂している場合に行わ
れる神経縫合術または神経移植術において要求される術
中神経機能検査について述べる。

末梢神経幹の内部には幾本かの神経用膜によって覆われ
た神経束と呼ばれる神経線維の束が走っている。実際の
手術では、この神経束単位で顕微鏡を用いて神経縫合を
行う（神経束縫合法）。この神経束縫合において必要不
可欠な問題は、両断端の神経束が知覚神経束は知覚神経
束に、運動神経束は運動神経束に正しく縫合されること
である。

この接合が誤って行われると過誤神経支配（ｍｉｓｄ−
ｉｒｃｔｉｏｎ）を呈し、術后の神経再生に大きな支障
をきたすことが知られている。そのため、両方の断端の
各神経束の有する機能を識別する（神経束識別、ｆｕｎ
ｉｃｕｌａｒ　ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）ことが、神経
束縫合に先だって要求される。

各神経束は解剖学的に神経幹内において相互に神経線維
をやりとりしながら複雑な叢構造を呈して走行する特徴
があり、各切断面における神経束のパターンはレベルに
よって屓なる。また、その走行には左右差や個人差があ
り、これまて発表された１ｎｔｒａｎｅｕｒａｌ　ｔｏ
−ｐｏｇｒａｐｈｉｃ　ａｔｌａｓによって、各神経束
の走行についての一定の傾向を知ることはできても、実
際の手術例の一例一例については使用できない。

そこで、われわれは電気生理学的手法を用いた切断神経
束の識別方法を開発した。すなわち手術を硬膜外麻痺下
で行い、中枢側神経断端各神経束に与えた電気刺激に対
する患者の知覚応答で断端における知覚神経束の位置を
知り、一方患者の随意性の運動意識によって断端より運
動神経インパルスを導出し、運動神経束の位置を確認す
る。

末梢断端では、新鮮断裂例（受傷后約３日以内）の場合
、神経束への電気刺激による支配筋肉からの筋電位で運
動神経束を、また皮膚への機械的刺ｍ（たとえばブラッ
シングとか圧迫）によって誘発さり、る知覚神経活動電
位によって知覚神経束の位置をそれぞれ識別できること
がわかった。この識別の結果に基づいて神経束縫合を行
うと術后の神経回復は、従来の識別を行わないものに比
べその成績は優れていることもわかった。この識別法が
有効であるにもかかわらず、なお一部の施設でのみ用い
られている理由の一つは、この識別法に基づく神経束識
別装置がまだ一般に使いやすいようになっておらず、市
販もされていないためと言える。

ところで最近になり、腕神経叢損傷への外科的修復術が
行われるようになってきた。すなわち、末梢神経とを髄
との接合付近（神経根）の損傷を神経剥離術または遊離
神経移植術によって修復するものである。しかし、この
修復術も、神経節より中枢での断裂または引き抜き損傷
であれば無効で、神経節より末梢での損傷のみに有効で
ある。

従って、後者の外科的修復が期待できる節後型神経根損
傷か、それが期待できない前者の節部型損傷かの判定が
重要となる。そのため、末梢神経刺激によるをＶｌｆｉ
電位または体性感覚誘発電位の測定によって、を髄と神
経根との接合部での機能的連続性の有無をみることは極
めて有用となる。また、損傷が節部であれば、末梢部で
の運動神経はウオラー変性になっているが、知覚神経は
変性していない事実から、知覚神経活動電位を測定する
ことが、節部損傷か節後損傷かの判定に利用できる。

皮膚への電気刺激によって誘発され、それを平均加算す
ることで得られる従来の知覚神経活動電位測定法は、平
均加算に時間を要すること、電気刺激できる皮膚が限ら
れ、従って検査できる神経が限定されるという二つの欠
点があった。

〔発明の要点〕

われわれは、知覚神経活動電位を術中に極く短時間に、
しかもどの神経においても検査できる方法を検討し、前
述した機械的刺激により誘発される知覚神経活動電位の
測定を、損傷が節部か節後かの判定に用い得ることを考
察した。すなわち、完全な運動麻痺があるにもかかわら
ず、皮膚への機械的刺激によって断裂神経根より知覚神
経活動電位が得られる場合には、損傷は節部型で、外科
的神経修復が不可能ということになる。神経根損傷があ
る場合には、まず体性感覚誘発電位を測定することによ
って、機能的な末梢神経とを髄との連続性を確認する。

次いで、機能的断裂が診断されたならば、それが節部型
か節後型かを機械的刺激による知覚神経活動電位の有無
によって判定することになる。

以上の原理にしたがって、本発明の術中神経多機能検査
装置は、（１）末梢神経またはを髄の導・通検査、（２
）末梢神経切断面の神経束識別検査、（３）末梢神経・
を髄接合部の機能検査を基本的な機能として有し、モー
ド切り替えにより選択できるように構成されるものであ
る。

〔発明の実施例〕

以下に、本発明の詳細を実施例にしたがって説明する。

第１図は、本発明による術中神経多機能検査装置の１実
施例の概略を示したもので、図中の２テト号１は検査の
対象となる神経束、２は刺激用プローブ、３は検出用プ
ローブ、４ば各種パラメータや使用モードの設定などを
行う術中操作部兼表示部（以下操作部と略称）、５は接
続ケーブル、６は検査制御および信号処理を行う多機能
検査装置本体、７はプローブ接続用の信号線、８は刺激
用プローブに一体化されている刺激用電極、９は検出用
プローブに一体化されている神経インパルスの検出用双
極電極を表しζいる。

第１図の構成を、より詳細に示したのが第２図である。

図中の符号１０は刺激パルスのアイソレータ、１１は低
雑音差動増幅器、１２はアイソレーション増幅器、１３
は雑音抑圧用の帯域フィルタ、１４はＡＤコンバータ、
１５はマイクロコンピュータ、１６は制御回路、１７は
刺激パルス発生回路、１８はキー操作部、１９は表示装
置、２０はＤＡコンバータ、２１と２２は出力端子であ
る。

次に各検査機能ごとに装置の動作を説明する。

（１）末梢神経またはを髄の導通検査 多機能検査装置本体６の内部の刺激パルス発生回路１７
で発生される刺激パルスは、ケーブル５および操作部４
、信号線７を経て刺激用プローブ２の中のアイソレータ
１０により電気的に絶縁された刺激用電極８を介して神
経束へ加えられる。

この電気的刺激パルスによって、神経束１の中のｉＥ常
な神経線維にはインパルス性の活動電位（以下神経イン
パルスと呼ぶ）が発生し、神経線維を長さ方向く２方向
）へ伝播する。この伝播してくる神経インパルスは、神
経束の外側に接触させられている検出用双極電極９を介
して、神経インパルス検出用プローブ３に内蔵されてい
る低雑音差動増幅器１１により検出され、同じくプロー
ブ３に内蔵されているアイソレーション増幅器１２で電
気的に絶縁されたのち、操作部４を経由して本体６へ導
かれる。

神経束内の神経線維に変性や損傷があると、神経インパ
ルスの伝播速度が低下したり、時には神経インパルスが
検出されなくなる。正常な神経線維を伝播する神経イン
パルスでも、神経束外で検出すると極めて微弱な振幅で
、たかだか数μＶ（マイクロボルト）程度である。その
ため神経インパルスの増幅に用いる増幅器の初段の差動
増幅器１１は、特に低ｉπ音（人力短絡時に、１００Ｈ
。

〜１０Ｈ２の帯域で入力換算雑音電圧が１μ■ピーク・
ツーピーク程度以下）であることと同時に、外来の同相
性雑音を除去出来るよう同相抑圧比が十分大きい（低周
波で８０ｄＢ以上）ことが不可欠である。また、検出用
双極電極９は、できるだけインピーダンスが小さくて、
」−記の差動増幅器と同程度の低雑音のものを用いる。

低雑音差動増幅器１１で検出された神経インパルスは、
アイソレーション増幅器１２、帯域フィルタ１３を通っ
た後、ＡＤコンバーク１４によりディジタル信号に変換
され、マイクロコンピュータ１５にとりこまれる。この
ようにして検出される信号には種々の雑音が多（含まれ
ており、信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）は必ずしも良いもの
ではない。そのため、マイクロコンピュータ１５では加
算平均と移動平均の清算を行い、不規則雑音の低減化を
行っている。

第３図には、刺激パルス波形（ａ）と、検出される神経
インパルス波形（ｂ）と、それらの時間的関係を模式的
に示しである。刺激パルス発生回路１７では、繰り返し
周期Ｔのパルスを発生し、発生の瞬間に制御回路１６へ
１〜リガ信号を送る。

これにより、刺激の時刻を基準としてＡＤ変換された順
次の周期性波形をメモリ上で同梱的にＮ回加算すること
により、神経インパルス波形の加算平均を行うことがで
きる。特に雑音の多い時には移動平均（移動サンプル数
Ｍ）の演算により高周波雑音を抑圧することができる。

第３図に示されるように、刺激パルスを印加してから神
経インパルスが検出されるまでの伝播遅延時間ＴＰは、
刺激電極−検出電極間距割をＬとし、神経インパルスの
伝播速度をυとしたとき、Ｔ　Ｐ　−Ｌ　／υによって
与えられる。神経の損傷の程度により伝播速度と波形に
変化があられれるので、刺激周期Ｔば、ＡＤ変換の・す
°ンプリング周ｊＩＪ１（Ｔｓとする）と一定の比をも
たせたままで、観測される波形あるいは伝播遅延時間Ｔ
ｐによって、術者が変更する必要がある。

また、加算平均数Ｎ、移動平均ヅンプル数Ｍも、信号の
Ｓ／Ｎ比に応して術者が選択てきなｉＪれはならない。

これらの処理を行った後の神経−インパルス波形や伝播
遅延時間Ｔ、の埴は、術中の導通検査の間、連続してす
くそばで監視できなければ　□ならない。このような理
由により、操作部４ば、液晶グラフインクディスプレイ
などの小型の表示装置１９と、パラメータＴ、Ｎ、Ｍの
設定用、および使用モード設定用の数個のキース仁ノチ
をもつキー操作部１８とをそなえている。

なお、使用モードは、■神経導通検査モード、■神経束
識別検査モード、■神経・を髄接合部検査モードの３種
であり、マイクロコンピュータ１５は、設定された使用
モードにしたがって処理機能、パラメータ等の切り替え
を行う。

以」二のように信号処理が行われた結果は、操作部４の
表示装置１９に出力される以外に、ＤＡコンバータ２０
を介して出力端子２１へも出力され、記録（波形と印字
の２種類）をとることもできる。

この他にもう１つの出力端子２２を用いて、帯域フィル
タ１３がらの出力をそのままモニタすることができる。

この出力端子２２をスピーカへ接続することにより、術
中に、’ｌｔｔ音に埋もれている神経インパルスを検出
する際の有効な音響モニタを得ることができる。

なお、本装置をを髄の導通検査に用いる場合は、第１図
の神経束１がを髄におきかえられることと、電極８と９
の形状が若干変更されるのみで、基本的には上述した場
合と同様な動作が行われる。

（２）末梢神経切断面の神経束識別検査患者の随意性の
運動意識によって発生される運動神経インパルスの中枢
（Ｑｑ切断面における検出、および末梢の皮膚刺激によ
ってひきおごされる知覚神経インパルスの末梢側切断面
におりる検出のいずれにおいても、第１図あるいは第２
図の構成の装置の一部がそのまま用いられる。すなわち
、第２図のプロ・ツク図で、神経束１がら双極電極９を
介して神経インパルスを検出し、低雑音差動増幅器１１
とアイソレーソヨン増幅器１２で増幅し、帯域フィルタ
１３を通し、出力端子２２がら観／ｌｌずればよい。こ
の場合には、刺激パルス発生回路１７を使用せずに、神
経インパルスの受信の有無のみが検出される。

なお、末梢の知覚神経を調べる一方法として、繰り返し
の機械的刺激を与えてそれに対する誘発神経インパルス
を検出する方法が有効である。この場合には、第２１２
１のアイソレータ１０と刺激用電極８から構成される刺
激用プローブ２として、第４図に示すような電力増幅器
２３とソレノイド形加振器２４から構成される機械的刺
激プローブ２５、あるいは、第５図に示すような高圧電
力増幅器２６と圧電素子２７から構成される機械的刺激
用プローブ２８、のいずれかを用いる。なお、この機械
的繰り返し刺激によって誘発する神経インパルスは、前
記（］）の検査のときのように一定の伝播遅延時間ＴＰ
をもたず、ＦＰにある分布をもつようになるので、加算
平均の効果はあまり大きくないが、信号処理機構はその
まま用いることができる。

（３）末梢神経・を髄接合部の機能検査木質的には、電
極の形状と、時間・振幅などのパラメータが異なるのみ
で、基本的回路機能は第１図および第２図に示されてい
るものと同じである。すなわち、刺激用電極を損傷され
た神経の中＋１ｇ側に取り伺りて刺激パルスを与え、他
方、損傷された神経の反対側の大脳知覚野上の頭皮にコ
イル状の検出用コイルを取りイ」りて信号検出を行うよ
・うにする。

ところで本発明に用いられる電極は、従来市販されてい
る適当な電極でも良いが、その場合２組の電極をそれぞ
れ別に持って操作することが必要になる。これは術中に
おいてはかなり煩雑である。

そこで末梢神経４通検査用に、第６図のようなプローブ
２９を使用すると好結果が得られる。ごのプローブ２９
は、その先端部に固定式双極電極３０と可動式双極電極
３１とを設けたものである。

可動式双極電極３１は、スライド式ポテンショメータ３
２上を移動し、電極間距離を電気抵抗の変化としてとら
えることができる。これによって、双極電極３０．３１
のうち、一方で刺激し、他方で神経インパルスを検出し
た場合の４、神経インパルス伝導速度が自動的に第２図
のマイクロコンビｊ、−夕１５によって旧算されること
ができ、操作部４の表示装置１９に表示される。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、種々の態様で損傷
を受けている任意の神経部位について、手トドｉ中に簡
単な操作で信頼度の高いう６通その他の検査を行うこと
ができ、手術内容を決定するうえで有益なデータを迅速
に取得することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例装置の概略構成図、第２図は
その詳細図、第３図は刺激パルスおよび神経インパルス
の信号波形図、第４図および第５図はそれぞれ機械的刺
激プローブの実施例構成図、第６図は刺激用プローブと
検出用プローブとを一体化した構造のプローブの実施例
構成図である。 図中、■は神経束、２は刺激用プローブ、３は検出用プ
ローブ、６は多機能検査装置本体、１３は）ｉ：・域フ
ィルタ、１５はマイクロコンピュータ、１６は制御１１
回路、１７は刺激パルス発生回路、１８はキー操作部、
１９は表示装置を示す。 特許出願人　新技術開発事業団 代理人弁理士　長谷用　文廣 ２８ 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 神経束刺激用プローブと、神経インパルス検出用プロー
   ブと、前記各プローブが接続される検査部と、該検査部
   の動作モードおよび動作パラメータを設定する操作部と
   、検出された神経インパルスの波形を表示する表示部と
   をそなえ、前記検査部は、第１の動作モードが設定され
   たとき、刺激パルスを周期的に発生して前記神経束刺激
   用プローブに印加するとともに前記神経インパルス検出
   用プローブから出力される神経インパルスを受信し、両
   プローブ間の導通状態および神経インパルスの伝播遅延
   時間を検出する機能と、第２の動作モードが設定された
   とき、刺激パルスを発生ずることなく神経インパルス検
   出用プローブの出力信号を監視し、神経インパルスの受
   信の有無を検出する機能と、第３の動作モードが設定さ
   れたとき、前記刺激パルスの周期および振幅の動作パラ
   メータを前記第１の動作モードにおける動作パラメータ
   とは異なる予め設定された値に変更して、前記第１の動
   作モードの場合と同様な態様で動作を行う機能とを有す
   るこ゛とを特徴とする術中神経多機能検査装置。