| 研究課題/領域番号 |
16K10803
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| 研究機関 | 久留米大学 |
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研究代表者 |
坂田 清彦 久留米大学, 医学部, 講師 (90368936)
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| 研究分担者 |
折戸 公彦 久留米大学, 医学部, 助教 (50597408)
森岡 基浩 久留米大学, 医学部, 教授 (20295140)
小牧 哲 久留米大学, 医学部, 助教 (20597413)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 圧電素子 / 眼球運動 / 電極刺激 / 術中モニタリング / ノイズの除去 |
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| 研究実績の概要 |
ピエゾセンサーを用いた術中眼球運動モニタリングシステムを確立するにあたって、最も問題となる点はセンサーの感受性を維持しながらいかにノイズを除去するかということであった。UNIQUE Medical社の協力のもとシステムの改良を重ね、健常者および眼球運動障害のある患者の眼瞼上にセンサーを設置して、眼球を自発的に左右上下方向へ動かしてもらうことでモニター上に眼球運動と同期した波形が記録されることを確認した。波形は眼球運動が障害されていると振幅が低くなる傾向があったが、波形の極性と眼球運動の方向との関連性は乏しかった。これらの実験により少なくとも術中に眼球運動を誘発できれば、眼球の上に設置したセンサーのみでモニター上に波形として得られることが判明した。
続いて、全身麻酔下の条件で神経に対しどの程度の刺激で眼球運動が誘発され、かつモニター上に記録されるかを確認する必要があった。そのため以下に示すようなビーグル犬を用いた動物実験を行った。
全身麻酔下にビーグル犬の眼瞼上にモニターを設置、同時に筋電図も測定できるように眼窩内上直筋へ記録電極を挿入した。側頭筋を切開して開頭し、動眼神経を確認。この神経に対し単純な機械的刺激から0.2mAから1.0mAのモノポーラ電極刺激を段階的に行っていった。機械的な刺激では眼球運動は誘発されず、筋電図にても有意な波形は記録できなかった。0.2mAより0.2mAずつ電気刺激の強度を上げていくと0.4～0.6mAの電気刺激により筋電図と同等のsensitivityで波形を記録することが可能であることが判明した。
これらの知見をもとに、院内倫理委員会承認のもと、実際の頭蓋底腫瘍症例でこのセンサーを用いた眼球運動モニタリングを行って、動眼神経のみならず外転神経や滑車神経でも眼球運動モニタリングが可能かどうか、現在臨床実験を重ねている。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
ピエゾセンサーそのものに関しては構造原理が普遍的であるため市販のものと大きな差はないものの、この術中モニタリングシステムを構築するための最大の改良点はノイズの除去であった。これについてはUNIQUE Medical社が予め改良を重ねほぼ完成に近い試作機を完成させていたことで、機器の開発・改良にほとんんど時間を費やすことなく、早期に健常者、動物などを対象とした実験に移ることができた。
このシステムを用いて患者や健常者を用いて行った実験は、侵襲もほとんどなくセッティングも簡便なもので、実際に眼球の運動をしっかりと拾えることが確認できたため、速やかに動物実験を予定することができた。
動物実験ではたくさんの数の大型動物を実験に使用することは難しいと判断し、最終的に2匹のビーグル犬の使用にとどめた。また犬の動眼神経の露出・確保は難しい可能性もあり、その手技の確立のために1～2匹余分に実験動物が必要となる可能性もあったが、既存の論文(Zhu NX et al.Saudi Med J 2009;30(3):358-364)を参考にすることでスムーズな動物実験を遂行することが可能であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これからは実際にこの術中モニタリングシステムを用いた臨床症例をたくさん蓄積していく必要性がある。しかしながら頭蓋底腫瘍で眼球運動神経と密接に関連し、手術で麻痺のリスクが高い手術症例はそれほど頻繁に経験されるものではない。
また手術のアプローチによっては、術中に術野の中で神経をしっかりと確保すること自体困難な場合もあるため、術前には適切な症例と思われても研究対象にならない可能性もある。そのような症例もふまえて、直視下に神経を刺激できた群と、腫瘍越しもしくは硬膜越しに間接的に神経の走行が確認できた群とに分けて、考察を行っていく予定である。
基礎実験の進捗状況がある程度スムーズに進んだぶん、少しずつ症例を重ねて研究を遂行していくつもりである。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度の実験に使用したピエゾセンサーは、科研費の交付が決定する前に医局で購入したものを便宜上使用したため。
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| 次年度使用額の使用計画 |
今後実験を継続していくためには新しいデバイスの購入が必要であり、次年度購入予定である。
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