特許 5924539 実験用小動物の脳波測定用装置及び脳波測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5924539

(24)【登録日】2016年4月28日

(45)【発行日】2016年5月25日

(54)【発明の名称】実験用小動物の脳波測定用装置及び脳波測定方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/0492 20060101AFI20160516BHJP

   A61B 5/0478 20060101ALI20160516BHJP

   A61B 5/0408 20060101ALI20160516BHJP

   A61B 5/0484 20060101ALI20160516BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/04 300J

   A61B5/04 300H

   A61B5/04 320M

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-527717(P2012-527717)

(86)(22)【出願日】2011年7月29日

(86)【国際出願番号】JP2011067469

(87)【国際公開番号】WO2012017950

(87)【国際公開日】20120209

【審査請求日】2014年6月24日

(31)【優先権主張番号】特願2010-174737(P2010-174737)

(32)【優先日】2010年8月3日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】599045903

【氏名又は名称】学校法人 久留米大学

(74)【代理人】

【識別番号】100114627

【弁理士】

【氏名又は名称】有吉 修一朗

(74)【代理人】

【識別番号】100182501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 靖之

(74)【代理人】

【識別番号】100175271

【弁理士】

【氏名又は名称】筒井 宣圭

(74)【代理人】

【識別番号】100190975

【弁理士】

【氏名又は名称】遠藤 聡子

(74)【代理人】

【識別番号】100194984

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 圭太

(74)【代理人】

【識別番号】100085327

【弁理士】

【氏名又は名称】梶原 克彦

(72)【発明者】

【氏名】原田 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】五反田 由貴

(72)【発明者】

【氏名】津田 勝哉

(72)【発明者】

【氏名】阿部 恭子

(72)【発明者】

【氏名】佐保 真由

(72)【発明者】

【氏名】牛島 一男

【審査官】 門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２３７０７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／１４１０９７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 ANTONIA MATTIA and J.E.MORETON，ELECTROENCEPHALOGRAPHIC(EEG),EEG POWER SPECTRA, AND BEHAVIORAL CORRELATES IN RATS GIVEN PHENCYCLIDIN，NEUROPHARMACOLOGY，PERGAMON JOURNALS LTD，１９８６年 ７月，Vol.25,No.7，pp.763-769

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／０４７８

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＭＥＤＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ＢＩＳモニター装置と、
該ＢＩＳモニター装置に連結して実験用小動物の脳波を測定するために用いられ、平板状若しくはコの字型の板状の絶縁体物質からなる基体と、該基体の端に列設された３本以上の針電極を有し、両端以外から選択される同針電極の１本をアース電極とし、残りの同針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第１の電極群と、該第１の電極群と正対する共に、前記基体の端に列設された３本以上の針電極を有し、両端以外から選択される同針電極の１本をアース電極とし、残りの同針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第２の電極群とを有し、前記基体に固定された前記第１の電極群と前記第２の電極群の各針電極の先端部が、同基体のそれぞれの端から、実験用小動物の左右の側頭筋へ刺入可能に垂直又は略垂直に突出している脳波測定用電極装置とを備える
実験用小動物の脳波測定用装置。

【請求項2】

前記ＢＩＳモニター装置の電極端子が４つであり、
前記第１の電極群及び前記第２の電極群が、それぞれ４本の針電極を列設したものであり、各電極群において、端から２番目の針電極が前記アース電極であると共に、端から１番目と３番目の針電極及び端から１番目と４番目の針電極が、電極間の電位差を測定するために使用される構成である
請求項１に記載の実験用小動物の脳波測定用装置。

【請求項3】

前記基体に固定された前記第１の電極群の先端部と前記第２の電極群の先端部との間隔が、１２ｍｍ以上１８ｍｍ以下である
請求項１又は請求項２に記載の実験用小動物の脳波測定用装置。

【請求項4】

前記第１の電極群及び前記第２の電極群の各針電極の突出長さが、３ｍｍ以上１０ｍｍ以下である
請求項１、請求項２又は請求項３に記載の実験用小動物の脳波測定用装置。

【請求項5】

前記第１の電極群及び前記第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、１ｍｍ以上４ｍｍ以下である
請求項１、請求項２、請求項３又は請求項４に記載の実験用小動物の脳波測定用装置。

【請求項6】

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。

【請求項7】

前記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６記載の実験用小動物の脳波測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、齧歯類などの実験用小動物の脳波測定用電極装置及び脳波測定方法に関する。
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。

【背景技術】

【0002】

動物実験は、医学の発展のために必要なものとしてやむをえず実施されている。動物実験としては、薬理効果の安全性や薬物動態確認のための実験の他に、脳虚血障害の治療のための実験も行われている。
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。

【0003】

実験動物に全身麻酔を施す場合、実験動物が手術に適した麻酔深度（麻酔状態）であるかどうかを確認する必要がある。麻酔深度の判定方法としては、一般的には、刺激に対する反射の有無、呼吸数や深さの変化、心拍数や血圧の変化、痛み刺激に対する反応などによって判定される。マウス、ラット等の齧歯類の場合は、尾に刺激を与え、尾を動かさなくなれば、外科的処置を伴う実験に適した麻酔深度にあるものとして、実験が開始される。

【0004】

麻酔深度が浅く実験用小動物が苦痛や疼痛を感じて実験中に暴れると、その実験で得られたデータが誤差を含む可能性があることから、一連の実験のシリーズから当該データが除かれ、実験そのものが無駄となる場合がある。その結果、追加の実験動物が必要となり、実験動物の生命尊重の観点からは好ましくない。

【0005】

実験中に麻酔深度が浅くなるのを防止するために、適正な麻酔深度を超えて麻酔を効かせる場合は、麻酔薬が実験動物の諸器官に作用し、得られた実験データの正確性が確保できない事態も懸念される。
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。

【0006】

ヒトに対する麻酔深度（麻酔状態）の指標として脳波を測定することが行われており、そのような測定装置としてＢＩＳ（Bispectral index）モニター装置がある（例えば非特許文献１）。当該装置の測定アルゴリズムの詳細は公開されていないが、脳波を、増幅・フィルタリング・周波数解析し、表示モニターに０〜１００までの数値（無次元数値）として定量表示する。前記測定装置は脳波の測定と解析に即時性を有するため多くの臨床例に使用されている。

【0007】

通常の脳波測定は、得られた脳波信号を解析する。脳波信号の解析には時間が費やされることから、同時的に脳波信号より、麻酔の深度を推測することはできないが、前記したようにＢＩＳモニター装置により脳波を測定した場合には、得られた脳波信号が、同時的に表示モニターに表示されることから、とりわけ、意思表示の難しい動物類の麻酔深度を観察するには極めて好適な装置である。

【0008】

ＢＩＳモニター装置を羊、馬、豚、猫、イルカ、犬のような大型の実験動物に使用した例は報告されているがマウスやラットのような小型の実験動物について使用した報告はない。これはＢＩＳモニター装置に使用する脳波測定用電極がヒト用に設計された平板型電極構造で、形状も大きく、ラットやマウス等の小型の実験動物には使用できないからと思われる。

【0009】

実験用小動物としてのラットやマウスの齧歯類に脳波測定用の電極の取り付ける手法としては、ラットやマウスの頭皮を切開し、定位的頭蓋骨２カ所にドリルで穴をあけ、電極を埋め込んだ後に、歯科用セメントで固定するという手法が行われている（例えば特許文献１第５頁段落〔００２３〕参照。）。
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。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0010】

【特許文献1】特開２００６−１４７２９号公報（第５頁段落〔００２３〕）

【非特許文献】

【0011】

【非特許文献1】http://www.nihonkohden.co.jp/iryo/products/monitor/01_bedside/a2000.html

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

しかし、頭蓋骨にドリルで穴を開ける外科的処置には、熟練した技術を必要とし、穴開けに失敗すると実験動物を無駄にしてしまうため慎重に行う必要があり、実験前の準備のために時間及び手間を必要とする課題がある。
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。

【0013】

（本発明の目的）
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。

【課題を解決するための手段】

【0014】

前記課題を解決するために本発明が講じた手段は次のとおりである。
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。

【0015】

脳波測定用電極装置は、基体が、平板状も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のが好ましい。

【0016】

脳波測定用電極装置は、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、最大幅以下であるのが好ましい。

【0017】

脳波測定用電極装置は、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以下となるのが好ましい。

【0018】

脳波測定用電極装置は、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の長さ間隔となるのが好ましい。

【0019】

脳波測定用電極装置は、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のが好ましい。

【0020】

脳波測定用電極装置は、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のが好ましい。

【0021】

脳波測定用電極装置は、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のが好ましい。

【0022】

脳波測定用電極装置は、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のが好ましい。

【0023】

実験用小動物はラット等の齧歯類であるのが好ましい。

【0024】

本発明は、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である。

【0025】

脳波測定方法は、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のが好ましい。

【0026】

脳波測定方法は、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のが好ましい。

【0027】

刺入して装着する実験用小動物の頭蓋骨両側に位置する側頭筋とそれぞれ対応して位置している第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１〜４ｍｍが好ましい。
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。

【0028】

本発明に係る脳波測定用電極装置及び脳波測定方法を用いることで、実験用小動物の脳の左半球と右半球の脳波は、同時に又はいずれか一方を測定することができる。
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。

【0029】

例えば、通常市販のＢＩＳモニター装置においては、電極端子は４個所設けられている。その際に、本発明に係る電極装置として第１の電極群及び第２の電極群が、それぞれ４本の電極（そのうち１本はアース電極）で構成されている場合には、２台のＢＩＳモニター装置を用いて、第１の電極群を一方のＢＩＳモニター装置に接続し、他方のＢＩＳモニター装置に第２の電極群を接続する。このように接続することで、前記したように、同時に大脳の左右の半球の脳波を同時に測定することができる。

【0030】

また、大脳の左右の半球の脳波を測定しようとする場合、１台のＢＩＳモニター装置では、一方の電極群の接続をはずし、もう一方の電極群を接続しなければならないが、２台のＢＩＳモニター装置を用いればこのような煩雑さは回避される。
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。

【0031】

本発明で使用される針電極は市販のものが使用でき、実験用小動物の側頭筋に刺入し脳波の電位を導出できればその構造などは特に限定されない。本発明に使用される針電極は、側頭筋に刺入されることから、実験中に実験用小動物が動いたり、実験のために体位を変えても、針電極は外れないか、外れにくい。また、脳に近接している側頭筋に刺入できるため、通常の平面電極に比較して、より微弱な脳波電圧を高感度で安定的に測定できる。
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。

【0032】

実験用小動物の脳波は微少電位であり、針電極の間隔が余りに狭いと、脳波電位の差が明瞭にあらわれない場合も生じる。しかしながら、それぞれの隣接した針電極間の間隔を広くすると脳波電位の差が明瞭にあらわれるが、そうすると心臓等から発せられるノイズの影響を受ける場合もあり、正確な脳波測定が困難となる。

【0033】

この二律背反を克服するためには、針電極の間隔を調節する必要がある。その間隔は実験用小動物の大脳の大きさによりそれぞれ異なるが、隣接する対象となる実験用小動物の大脳の長軸方向長さの５分の１以下、２５分の１以上の間隔とすることが好ましい。具体的には例えば、大脳の長軸方向の長さが、約２５ｍｍであるラットの場合には４ｍｍ以下、１ｍｍ以上が好ましい。また、３ｍｍ以下であればさらに好ましい。

【0034】

ラットの場合、隣接する針電極の間隔を例えば１ｍｍとし、隣接する針電極間の電位差を測定した場合には、電位差が小さく、有意な脳波測定が出来ない場合が生じる恐れがある。こういった場合、できるだけ隣接する針電極の間隔を狭くし、かつ、有効に電位差を測定するために、アース電極を配置された電極群の末端に位置させずに、内部に位置する針電極をアース電極とすることが、実質的に狭い針電極間隔であっても、測定電極を広くすることができ、本発明においては推奨される。

【0035】

例えば、電極端子が４端子である２台のＢＩＳモニター装置にそれぞれ、基体上に固定された４本の針電極から構成される第１の電極群と第２の電極群からなる、本発明の電極装置において、内部に位置する２番目の針電極をアース電極とし、末端に位置する第１番目の針電極と内部に位置する第３番目の針電極との間の電位差及び第１番目の針電極と他の末端に位置する第４番目の針電極との電位差を測定することで、有効な電位差が得られ、脳波測定が精度良く達成される。

【0036】

このような場合、電位差測定の針電極との間隔は、隣接する針電極との間隔がそれぞれ１ｍｍであっても、実質的には２ｍｍ（第１番目と第３番目の針電極での測定）及び３ｍｍ（第１番目と第４番目の針電極での測定）となり、上記した二律背反の問題を解消することができる。

【0037】

本発明で使用される基体の素材には、特に限定はされないが、絶縁体物質であることが推奨される。具体的には、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、アクリル樹脂、パーフルオロエチレン（商品名テフロン（登録商標）等）等の合成樹脂等である。また、導電物質であっても、各電極をそれぞれ、基体と接触する部分を絶縁物質によりシールしておけば、金属或いはこれらの樹脂と金属等の複合物等が使用できる。無論、針電極とＢＩＳモニター装置等の脳波測定器とを接続するリード線は、合成樹脂等の絶縁物により被覆されている。

【0038】

また、基板の形状や剛性は実験用小動物に装着できれば特に限定されるものではない。ラットやマウスのような齧歯類の場合は、頭部頂部は比較的平坦であるから、形状は平板状で支障はない。実験用小動物の頭部頂部が曲面を有する場合は、頂部曲面に合わせて形成できる。また、平板や湾曲した板の両末端部分に立ち上がり部を設けてコの字型となった形態も、針電極をそれぞれ固定するためには推奨される。

【0039】

剛性については、あまり柔軟性を有すると、一回の操作で側頭筋に刺入できない場合が生じるので、一回の刺入操作で側頭筋に刺入できる程度に剛性を有することが好ましい。

【0040】

一般的に市販されているＢＩＳモニター装置は電極端子が四箇所であり、実験用小動物の脳波を正確に測定するためは、脳の右半球と左半球の脳波測定を同時に行うのが好ましい。
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。

【0041】

本発明に係る電極装置は前記したように、第１の電極群と第２の電極群を基体に固定し一体化している。基体に固定されているそれぞれの電極群の針電極の先端が左右の側頭筋に刺入されることにより、安定に装着され且つ外れにくくなる。

【0042】

本発明に係る電極装置においては、それぞれの電極群を構成し刺入部分となる先端部を含む針電極が基体から垂直またはほぼ垂直に突出しており、この先端部が側頭筋に刺入される。
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。

【0043】

また、本発明に係る電極装置において、各針電極の側頭筋への刺入部分となる先端部の長さ（刺入深さに対応）は、針電極の長さを刺入方向の側頭筋の長さの５分の１以上１以下とすることが好ましい。
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。

【0044】

（作 用）
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。

【0045】

刺入した針電極で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。これにより、実験用小動物の麻酔深度がリアルタイムに測定できるため、麻酔深度の深浅による前記課題が解決できる。

【0046】

実験中に実験用小動物の麻酔深度が浅くなったことがＢＩＳモニター装置で表示された場合は、適正な麻酔深度になるように追加麻酔を施せばよい。

【発明の効果】

【0047】

本発明によれば、複数本の針電極で構成される第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、第１の電極群と第２の電極群は、刺入して装着する実験用小動物の頭蓋骨両側に位置する側頭筋と対応して位置しているので、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れば良く、実験用小動物への脳波測定用電極の装着が極めて簡便に行える。

【0048】

また、電極に針電極を使用し、左右の側頭筋に刺入することによって針電極が固定されるため、実験中に動物が動いて針も電極の位置がずれたりしない。更には、実験用小動物が動いても針電極を引き抜く方向に力を加えない限り電極が固定箇所から外れないか、外れにくい。

【0049】

実験用小動物の脳波信号は、ヒト等の大きな動物に比較して非常に小さいことから、信号を感度良く取得するには、より脳の近傍に電極を位置させて脳波信号を採取する必要がある。本発明では、電極に針電極を使用し、脳の右半球と左半球に近接する側頭筋に刺入して脳波信号を採取することができるため、高感度で脳波信号を取得することが可能となる。

【0050】

実験用小動物の脳内血流量を精度良く測定するには脳の右半球と左半球の脳波を同時に測定する必要がある。本発明では二つの電極群を有するので、脳の右半球と左半球の脳波を同時に測定することが容易となる。

【0051】

針電極間の間隔が広い場合は観察される脳波電位の差は大きくなるが、心臓等からもたらされるノイズの影響を受けやすくなる。逆に、針電極間の間隔が狭過ぎると脳波電位の差が明瞭にあらわれない。
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。

【図面の簡単な説明】

【0052】

【図1】実験用小動物の脳波測定用電極装置の要部を示す模式図である。

【図2】実験用小動物の脳波測定用電極装置を使用してマウスの脳波を測定している状態を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0053】

本発明を図に示した実施の形態に基づき詳細に説明する。
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。

【0054】

実験用小動物、特にラットやマウスのような齧歯類の場合は、頭部頂部は比較的平坦であるから、基体１の形状は平板状で支障はない。実験用小動物の頭部頂部が曲面を有する場合は、頂部曲面に合わせて形成する。
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。

【0055】

基体１は、基板１０の両側端に針電極を補強する立ち上がり部１１，１２を有する。立ち上がり部１１，１２の立ち上がり方向は、基板１０の表面に対して垂直又は略垂直である。これらの立ち上がり部１１，１２に沿って一方側に第１の電極群２が、他方側に第２の電極群３が配置される。
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。

【0056】

第１の電極群２と第２の電極群３の針電極は、それぞれ側頭筋刺入方向に突出して実験用小動物への装着を容易にしている。本実施例では、前記４本の針電極は、対象となる実験用小動物の側頭筋に刺入し易いように、真っ直ぐもしくはほぼ真っ直ぐな形状が推奨されるが、特にその形状は限定されることはなく、対象となる実験用小動物の側頭筋に刺入出来る形状であればいずれの形状であっても差し支えない。

【0057】

針電極の長さは、本実施例の場合は５ｍｍとしているが、この長さに限定されるものではない。基本的には側頭筋に安定的に且つ、容易に外れない程度に刺入することが可能である長さが推奨される。具体的には側頭筋の電極刺入方向の長さの５分の１から１程度であり、ラットの場合では３ｍｍ〜１０ｍｍ程度が推奨される。
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。

【0058】

既に説明したように、実験用小動物の脳波は微少電位であり、脳の電位差を有意ある値として測定するには第１の電極群２及び第２の電極群３の各４本の針電極の間隔は、一定以上の距離を保持する必要がある。具体的には、ラットにおける電位差を測定する２本の針電極の間隔は、少なくとも１ｍｍ以上、好ましくは２ｍｍ以上である。本実施例の場合は隣り合う２本の針電極の間隔は、１ｍｍである。

【0059】

第１の電極群２と第２の電極群３とは同じ構造であるから、第１の電極群２を例に取り、使用電極の説明をする。
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。

【0060】

４本の針電極間の間隔は１ｍｍであるから、測定電極の間隔は、端から１番目の針電極２１と３番目の針電極２３で測定する場合は２ｍｍとなり、両端の針電極２１，２４間での測定の場合には３ｍｍとなり、有意的に脳波測定を行うことが可能となる。
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。

【0061】

側頭筋への針電極の刺入深さは、基本的には実験用小動物の側頭筋肉の規格によって決定されるが、側頭筋内に刺入できれば良い。浅く刺入することも可能であるが、余りに浅い刺入の場合は、針電極が外れやすい恐れがある。具体的な例として、たとえばラットの場合であれば、前記したように３ｍｍ〜１０ｍｍの深さに挿入する。

【0062】

第１の電極群２及び第２の電極群３の各針電極には、リード線（図示、符号共省略する。）の先端側が接続されており、リード線の基端側は、ＢＩＳモニター装置５の電極端子（符号省略）に電気的に接続される。８本のリード線は、基体１に適宜手段で固定しており、基体１から出たところで収縮チューブである結束部材４で束ねられている。

【0063】

（脳波の測定方法）
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。

【0064】

その後、頭皮を切開し頭蓋骨の両側に位置する側頭筋Ｍ２，Ｍ３を露出させた後、脳波測定用電極装置１００の第１の電極群２及び第２の電極群３の各４本の針電極をラットＭの左右の側頭筋Ｍ２，Ｍ３に刺入し、脳波測定用電極装置１００の装着は終わる。
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。

【0065】

刺入した針電極で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５を使用してリアルタイムで表示する。これにより、ラットの麻酔深度がリアルタイムに測定できる。

【0066】

第１の電極群２及び第２の電極群３の各４本の針電極はラットの左右の側頭筋Ｍ２，Ｍ３に刺入しているので、片側半球単独での脳波測定のみならず、左右両脳半球の脳波を同時測定することが可能である。
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。

【0067】

このように両半球の脳波を同時測定することで、より正確な脳波測定および同調性の測定、更には、より正確な脳内血流量の測定が可能となる。
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。

【0068】

なお、本明細書で使用している用語と表現は、あくまでも説明上のものであって、なんら限定的なものではなく、本明細書に記述された特徴およびその一部と等価の用語や表現を除外する意図はない。また、本発明の技術思想の範囲内で、種々の変形態様が可能であるということは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0069】

（１）本発明によれば、複数本の針電極で構成される第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、第１の電極群と第２の電極群は、刺入して装着する実験用小動物の頭蓋骨両側に位置する側頭筋と対応して位置しているので、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れば良く、実験用小動物への脳波測定用電極の装着が極めて簡便に行える。

【0070】

（２）また、電極に針電極を使用し、左右の側頭筋に刺入することによって針電極が固定されるため、実験中に動物が動いて針も電極の位置がずれたりしない。更には、実験用小動物が動いても針電極を引き抜く方向に力を加えない限り電極が固定箇所から外れないか、外れにくい。

【0071】

（３）実験用小動物の脳波信号は、ヒト等の大きな動物に比較して非常に小さいことから、信号を感度良く取得するには、より脳の近傍に電極を位置させて脳波信号を採取する必要がある。本発明では、電極に針電極を使用し、脳の右半球と左半球に近接する側頭筋に刺入して脳波信号を採取することができるため、高感度で脳波信号を取得することが可能となる。

【0072】

（４）実験用小動物の脳内血流量を精度良く測定するには脳の右半球と左半球の脳波を同時に測定する必要がある。本発明では二つの電極群を有するので、脳の右半球と左半球の脳波を同時に測定することが容易となる。

【0073】

（５）針電極間の間隔が広い場合は観察される脳波電位の差は大きくなるが、心臓等からもたらされるノイズの影響を受けやすくなる。逆に、針電極間の間隔が狭過ぎると脳波電位の差が明瞭にあらわれない。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。

【符号の説明】

【0074】

１００ 脳波測定用電極装置
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

【図1】

【図2】