JPH0231968B2 - - Google Patents

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脊髄との接合部の損
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つて、これらの損傷された
末梢神経の外科的修復が可能となつた。それは、
手術用顕微鏡の導入、微小外科道具の進歩、微小
縫合糸の開発が基盤となつている。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つて、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下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
（神経線維を覆つている膜は残存していても、神
経線維自体が損傷によつて変性に陥つているため
全く神経機能を発揮出来ない状態）を呈していた
り、単なる瘢痕組織による連続性であつたりする
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（神経の連続性を保つたまま、神
経周囲の瘢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（神経の瘢痕部を切除して、新鮮化した神経断
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、麻痺回福を計る手術）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、神経幹伝導試験ある
いは、運動神経伝導速度、知覚神経伝導速度など
の検査や測定が行なわれてきた。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て得
られる反応または電位であつて、神経損傷部が一
つの神経幹で二カ所以上ある場合（double
nervingury）や、再生した神経線維が損傷部よ
り末梢にあつ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。従つてこのような判定
結果はその損傷部位に限つ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は困難であつた。

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周膜によつ
て覆われた神経束と呼ばれる神経線維の束が走つ
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。この接合が誤つて行われると過誤神経支配
（misdirction）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
方の断端の各神束の有する機能を識別する（神経
束識別、funicular orientation）ことが、神経束
縫合に先だつて要求される。

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つて異なる。また、その
走行には左右差や個人差があり、これまで発表さ
れたintraneural to−pographic atlasによつて、
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、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
性の運動意識によつ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激
（たとえばブラツシングとか圧迫）によつて誘発
される知覚神経活動電位によつて知覚神経束の位
置をそれぞれ識別できることがわかつた。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つた。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
になつておらず、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つてきた。すなわち、
末梢神経と脊髄との接合付近（神経根）の損傷を
神経剥離術または遊離神経移植術によつて修復す
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、紳経節より末梢での損傷のみに有効である。

従つて、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前型
損傷かの判定が重要となる。そのため、末梢神経
刺激による脊髄電位または体性感覚誘発電位の測
定によつて、脊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、損傷が節前であれば、末梢部での運動神経は
ウオラー変性になつているが、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、節前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つて誘発され、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、従つて検査できる神経
が限定されるという二つの欠点があつた。

〔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、損傷が節前か節後
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
機械的刺激によつ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、損傷は節前型で、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
することによつて、機能的な末梢神経と脊髄との
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、それが節前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つて判定す
ることになる。

以上の原理にしたがつて、本発明の術中神経多
機能検査装置は、(1)末梢神経または脊髄の導通検
査、(2)末梢神経切断面の神経束識別検査、(3)末梢
神経・脊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つて説
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、図中の符号
１は検査の対象となる神経束、２は刺激用プロー
ブ、３は検出用ブローブ、４は各種パラメータや
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数能検査装置本
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ている。

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
ーシヨン増幅器、１３は雑音抑圧用の帯域フイル
タ、１４はADコンバータ、１５はマイクロコン
ピユータ、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、２
０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) 末梢神経または脊髄の導通検査 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つて、神
経束１の中の正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（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
アイソレーシヨン増幅器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、特に低雑音（入力短絡時
に、100Hz←10Hzの帯域で入力換等雑音電圧が
1μV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、上
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、アイソレーシヨン増幅器１２、帯域
フイルタ１３を通つた後、ADコンバータ１４
によりデイジタル信号に変換され、マイクロコ
ンピユータ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く含まれ
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
ユータ１５では加算平均と移動平均の演算を行
い、不規則雑音の低減化を行つている。

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
係を模式的に示してある。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へトリガ信号を送
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期
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、刺戟パルスを印加
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T_Pは、刺激電極−検出電極間距離
をＬとし、神経インパルスの伝播速度をＵとし
たとき、T_P＝Ｌ／Ｕによつて与えられる。神
経の損傷の程度により伝播速度と波形に変化が
あらわれるので、刺激周期Ｔは、AD変換のサ
ンプリング周期（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によつて、術者が変更する必要があ
る。

また、加算平均数Ｎ、移動平均サンプル数Ｍ
も、信号のＳ／Ｎ比に応じて術者が選択できな
ければならない。これらの処理を行つた後の神
経インパルス波形や伝播遅延時間T_Pの値は、
術中の導通検査の間、連続してすぐそばで監視
できなければならない。このような理由によ
り、操作部４は、液晶グラフイツクデイスプレ
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
の数個のキースイツ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・脊髄接
合部検査モードの３種であり、マイクロコンピ
ユータ１５は、設定された使用モードにしたが
つて処理機能、パラメータ等の切り替えを行
う。

以上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２
２を用いて、帯域フイルタ１３からの出力をそ
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、雑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、本装置を脊髄の導通検査に用いる場合
は、第１図の神経束１が脊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つて発生される
運動神経インパルスの中枢側切断面における検
出、および末梢の皮膚刺激によつてひきおこさ
れる知覚神経インパルスの末梢側切断面におけ
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図のブロツク図で、神経束
１から双極電極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とアイソレーシヨ
ン増幅器１２で増幅し、帯域フイルタ１３を通
し、出力端子２２から観測すればよい。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。

この場合の末梢神経の知覚神経を調べる方法
としては、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
有効であり、第２図のアイソレータ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つ
て誘発する神経インパルスは、前記(1)の検査の
ときのように一定の伝播遅延時間T_Pをもたず、
T_P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・脊髄接合部の機能検査 本質的には、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
神経の中枢側に取り付け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プローブを取り付け
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つ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。そこで末梢神経導通検査用に、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。
このプローブ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
ヨメータ３２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。これによつ
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、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
ンピユータ１５によつて計算されることができ、
操作部４の表示装置９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、
手術中に簡単な操作で信頼度の高い導通その他の
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、１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
は帯域フイルタ、１５はマイクロコンピユータ、
１６は制御回路、１７は刺激パルス発生回路、１
８はキー操作部、１９は表示装置を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 神経束を刺戟するために用いられる電気的刺
   激を発生する第１のプローブおよび機械的刺激を
   発生する第２のプローブと、神経インパルスを検
   出するために用いられる双極電極構造の第３のプ
   ローブおよびコイル状の第４のプローブと、前記
   各プローブが接続され、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前記第１と第３のプローブ
   を用い、刺激パルスを周期的に発生して前記第１
   のプローブに印加するとともに前記第３のプロー
   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
   設定されたとき前記第２と第３のプローブを用
   い、刺激パルスを周期的に発生して前記第２のプ
   ローブに印加するとともに前記第３のプローブの
   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
   たとき前記第１と第４のプローブを用い、前記第
   １のプローブに印加する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
   値に変更するとともに前記第４のプローブの出力
   信号を検出し、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。