脳内植込み電極とフィードバック機能を持つ刺激ディバイスによる脳機能制御の研究

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 15209047
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 片山 容一 日本大学, 医学部, 教授 (00125048)
• 研究分担者: 関根 好文 日本大学, 理工学部, 教授 (90059965) ; 酒谷 薫 日本大学, 医学部, 教授 (90244350) ; 山本 隆充 日本大学, 医学部, 助教授 (50158284)
• キーワード: deep brain stimulation / involuntary movement disorder / tremor / feed back / Parkinson disease / dystonia

研究概要

脳深部刺激療法をパーキンソン病、本態性振戦、post-stroke tremor、dystonia、幻肢痛の症例に施行した。また、振戦を認める症例の筋電図をモニターし、筋電図にトリッガーして刺激装置がONになる装置を開発した。
振戦を抑制する刺激部位の検討では、パーキンソン病、本態性振戦では視床Vim核をcathode、視床Vop核をanodeとする刺激方法が有効であった。しかし、post-stroke tremorでは視床Vim核をanode、視床Vop核をcathodeとする刺激方法が有効であった。また、有効な刺激強度はpost-stroke tremorで最も高値であった。長期の刺激効果を検討すると、有効な刺激閾値は継時的に増加し、その増加の割合は本態性振戦振戦で最も高値であった。これらの結果から、振戦の原因によって有効な刺激部位や刺激強度が異なることが明らかとなった。また、振戦の抑制には視床Vim核と視床Vop核を含む広い範囲の刺激が有効で、AC-PC lineに対して約45度の角度で電極を挿入する必要があるものと結論された。さらに、難冶性の振戦に対しては2本の電極を同側の視床に植込んで刺激を行なうdual-lead stimulation methodの有効性を確認し、Journal of Neurosurgeryに報告した。
これと同時に、振戦の出現するときのみ刺激がONとなり、振戦が出現していないときには刺激がOFFとなるシステムを構築した。まず、振戦に関与する上肢の表面筋電図を多チャンネルで同時記録し、振戦出現の直前と振戦出現後の筋電図を分析し、振戦が出現する直前の筋電図にトリッガーをかけて刺激をONとする方法を開発した。これによって、企図振戦が抑制されることも臨床的に確認できた。

研究成果

• [文献書誌] Katayama Y, Yamamoto T, Oshima H, Fukaya C: "Deep brain and motor cortex stimulation for post-stroke movement disorders and post-stroke pain"Acta Neurochirurgica Suppl. 79. 89-92 (2003)
• [文献書誌] Katayama Y, Fukaya C, Oshima H, Yamamoto T: "Chronic stimulation of the globus pallidus internus for control of Primary generalized dystonia"Acta Neurochirurgica Suppl. 79. 125-128 (2003)
• [文献書誌] Yamamoto T, Katayama Y, Kobayashi K, Oshima H, Fukaya C: "Dual-floor burr hole adjusted to burr-hole ring and cap for implantation of stimulation electrode"Journal of Neurosurgery. 99. 783-784 (2003)
• [文献書誌] Fukaya C, Katayama Y, Kasai M, Kurihara J, Maejima S, Yamamoto T: "Evaluation of time-dependent spread of tissue damage in experimental spinal cord injury by killed-end evoked potential"Journal of Neurosurgery(Spine). 98. 56-62 (2003)
• [文献書誌] Fukaya C, Katayama Y, Yamamoto T, Kobayashi K, Kasai M, Oshima H: "Motor cortex stimulation in patients with post-stroke pain : Conscious somatosensory response and pain control"Neurological Research. 25. 153-156 (2003)
• [文献書誌] Kobayashi K, Katayama Y, Kasai M, Oshima H, Fukaya C, Yamamoto T: "Localization of thalamic cells with tremor-frequency activity in Parkinson's disease and essential tremor"Acta Neurochirurgica Suppl. 87. 137-139 (2003)
• [文献書誌] 片山容一, 山本隆充: "脳神経外科手術のための神経モニタリングアトラス"医学書院. 179 (2003)