機能性脳病変の外科的治療の難しさは，主に術中に機能性脳部位を正しく定位することの難しさに焦点が当てられている．現在，最も正確で信頼性が高く低侵襲な脳機能部位の位置確認方法は術中直接電気刺激であるが，誤った刺激方法やパラメータ設定により，偽陽性や偽陰性の刺激結果が得られ，機能部位の位置確認に何らかのトラブルをもたらすことがある．本稿では，術中電気刺激応用の有効性を臨床的に向上させるための基礎となることを願い，直接電気刺激に関する文献をレビューし，その歴史，基本原理，基本パラメータ，注意点などを解説する． 機能領域における脳内病変の手術では，術後に手足や言葉の障害を起こさずに病変を積極的に切除し，患者の生存の質を守ることが，現在の脳外科手術における特別な関心事となっている。この種の手術の難しさは.機能的な脳領域を正しく定位することの術中の困難さにある。現在.最も正確で信頼性の高い脳機能部位の定位方法は.術中の直接電気刺激で.運動.感覚.言語などの脳機能の必要部位をリアルタイムに決定することができる。しかし.刺激方法を誤ると.偽陽性.偽陰性の結果が出やすい[1-2]。このため.本稿では.術中電気刺激応用の有効性を臨床的に向上させるための基礎となることを期待して.直接電気刺激に関する関連文献をレビューし.その歴史.基本原理.基本パラメータ.留意点などを概説する。 生存期間の長い良性病変や低悪性度グリオーマでは.患者の術後生存の質が手術の成否の鍵を握っている。(1) 術後の神経障害の発生率が高いこと。機能性病変に対する術後の永久神経障害の発生率は.機能領域局在化技術が採用される以前は15％～27.5％と高かったが[3].術中直接電気刺激による脳機能領域局在化の採用後は6.5％に減少している[4]。(ii)病変の切除の程度が低い。Duffauら[4]は，機能領域病変の亜全切除率および全切除率は，直接電気刺激使用前はそれぞれ37.0％および6.0％であったが，術中電気刺激使用後はそれぞれ50.8％と25.4％に上昇したと報告している。したがって.機能領域定位を行う必要があるが.これは以下のような多くの要因に影響される可能性がある。(1)機能領域のばらつきの存在。植松ら[5]は古典的なsomatotopic localizationでは運動野は中心溝を2cm越えていると結論付けたが，Gilbertら[6]は腫瘍のnudgingで機能領域が（2 ± 1.3）cm 移動することを見出した。 ii）非侵襲的局在解析法は限定されている。PET.functional MRI（fMRI）.脳磁図などの最近の画像診断法により.術前に感覚野や運動野の局在を確認することが可能になった。しかし，これらの方法は，複雑な脳機能領域の位置を特定するにはまだ十分な精度を有していない．例えば，fMRIの言語領域の位置に対する感度は81%であるが，特異度は53%に過ぎない[7]．これらの方法は.術中にリアルタイムで脳機能領域の位置をモニターすることができず.白質繊維を局在させることができない。また.ある機能に関連するすべての皮質領域を検出することができるが.どの領域を保存する必要があるのかを判断することができない。拡散テンソル画像（DTI）は.術前に非侵襲的に患者の白質分布を把握することができるが.DTIが示す可視化神経線維は.脳組織内の有髄神経線維と同等ではなく.特に脳組織に病的変化がある場合.DTIのトレース結果を神経線維束の機能および術後神経予後の術前評価にそのまま用いるべきでは決してないとされている。ナビゲーションと融合したDTI画像は神経線維束の位置を決定するための予備的な根拠として用いることができ.それに応じて手術アプローチを選択することができるが.白質内剥離や切除を伴う術中手術では.確認のために皮質下電気刺激を適用する必要が依然として存在する。結論として，これらの非侵襲的定位法は定位レベルをある程度向上させたが，機能領域定位の「黄金法」にはまだなりえないということである。 1874年.Bartholowが初めて電極を用いて術中に大脳皮質を刺激し.運動反応が出現したときに記録した。1931年.Foersterが脳外科手術に直接電気刺激を応用して脳機能領域を決定し.その後Penfieldがてんかん（発作）病変の切除に応用し.これに基づいて有名なBrodmannモデルの大脳皮質局在を確立している。ojemannは刺激装置をバイポーラ刺激に改良し.刺激精度を大幅に向上させ.その後.直接電気刺激法は 2004年にWang Weiminら[2]が中国の機能性脳領域の病変の手術に皮質直接電気刺激法を応用し.その後.国内の脳神経外科で急速にこの技術が普及した [8-9]． 2. 直接電気刺激の基本原理と主要パラメータ 2.1 基本原理 神経細胞の細胞膜は，内側がマイナス，外側がプラスの静止電位を持ち，その大きさは約-60 ~ -100 mAである。カソード刺激がある閾値に達すると.急激にNa+が内側に流れ.オール・オア・ナッシングの活動電位を生じ.その後.細胞膜電位がリセットされ.そのリセット過程とその後のわずかな期間.不足・過興奮期が存在します。直接電気刺激の原理は.局所神経細胞とその伝導路の脱分極が局所組織の興奮または抑制をもたらすことであり.例えば感覚・運動構造を刺激すると感覚・運動反応の異常（興奮性効果）が.音声・記憶構造を刺激すると一過性の機能抑制（抑制性効果）が引き起こされる。現在使用されているバイポーラ刺激装置は，電流の局所拡散を避け，より正確に局在化できるため，最も理想的な方法であり，その精度は5mm程度とされている。 直接電気刺激は安全であり，組織学的検査で刺激部位に炎症などの損傷はなく，患者の追跡調査でも重大な合併症はない。しかし.刺激方法を誤ると.てんかん（インターイクタル）連続を引き起こす危険性がある[10]。したがって.術中直接電気刺激時には.正しい刺激方法と刺激パラメータを使用することが特に重要である。 2.2 主な刺激パラメータ ① バイポーラ電気神経刺激装置（バイポーラ間隔5mm）を使用し，大脳皮質および皮質下の疑いのある露出部位をすべて刺激し，1部位あたり最低3回刺激した。(ii) 二相性矩形波を用いた。これは，正弦波は刺激中に細胞膜の適応変調を起こし，必要な刺激電流を増加させ，偽陽性をもたらしたり，発作間発作を誘発することがあるためである。二相性波は.局所脳脊髄液中の粒子のイオン化加水分解と発熱を引き起こし.神経細胞の損傷をもたらす可能性のある細胞膜周囲の重畳電流を回避する。効果的な刺激は.刺激の強さと周波数.電流変化の速さに依存し.刺激周波数が速すぎると発熱しやすく.遅すぎると負の刺激になりやすい。④皮質刺激電流：刺激サイズは.発生後放電が起こったときの脳波モニタリングに応じて決定し.1mAから始めて1mAずつ増加させ.通常4～6mAとし.皮質下刺激は皮質刺激電流より通常2mA高い電流とする。刺激時間：運動・感覚タスクは約 1 秒.言語・認知タスクは約 4 秒 [1-2, 4]。 2.3 注意事項 ①術中覚醒麻酔は.なるべく全身麻酔を選択する。術中の患者の眠気を避けるため.術前にフェノバルビタールナトリウムなどの鎮静・催眠剤を使用しない。覚醒後の悪寒や協力不能を避けるため.覚醒時の保温毛布の使用には注意を払う。術中てんかん（インターイクタル）持続や偽陰性刺激結果の持続を避けるため.2回連続の陽性刺激を避ける。刺激部位は脳脊髄液や生理食塩水がかからないように注意する。④刺激中に患者の神経機能をよく観察し.刺激結果の陽性判定と発作（症）の早期発見を行う必要がある。運動野は対側四肢または顔面の誘発運動（筋電図も同時に記録すること）.感覚野は対側四肢または顔面の誘発異常感覚（脈型）.言語野は患者の計数やスライド読みの中断.会話の混乱などの言語障害である。四肢運動の弱さ.言語異常.感覚異常の存在が確認された場合は.直ちに皮質下電気刺激を行い.重要な伝導束の存在を確認する必要がある。術中てんかん（インターイクタル）連続の予防と管理：まず.刺激頻度は速すぎない.刺激時間は長すぎない.刺激電流は大きすぎない.2回連続の陽性刺激を避けるなど.予防を心がける。手術中に発作（インターイクタル）持続状態発作が誘発されたら.氷水生理食塩水を用いて大脳皮質を洗浄すれば.通常は発作（インターイクタル）を終了させることができます。(6) 機能領域の保存範囲を決定する：皮質または皮質下の直接電気刺激によって決定された機能領域は.手術によって損傷を受けることができない領域である。通常.運動野と感覚野は局所領域が保存されていればよく.言語野は局所領域から1cm外側に保存する必要がある。(7)刺激陰性結果取得後の管理 Taylorら[10]は，術中刺激陰性結果後，患者が術後永久機能障害を起こしやすいと報告している。duffau[11]は，陰性結果を確実に回避するために，大きな骨片の開頭術を推奨している。また.脳の機能領域における皮質のリモデリングなどにより.腫瘍切除前には陽性の刺激結果が得られず.腫瘍切除後.拡大切除の準備中に再刺激を行うと陽性反応が得られることがしばしばあることがわかった。そこで.以下のような方法でネガティブ刺激を回避することを提案する。体腔解剖学的手法だけでは中心溝の位置が特定できないため，術前のfMRI結果と組み合わせて機能野皮質の位置を最初に決定し，大骨頭蓋切開を行って機能野皮質をできるだけ露出させて陽性刺激の出現を確実にすること。覚醒麻酔法を用い，病巣の切除中に患者が一連の運動と発話を完了すると，陰性刺激が出現すること 課題終了後，わずかな神経障害が生じた場合，電気刺激を再度行って機能領域の存在を確認すると，脳機能領域の皮質の急速なリモデリングのために陽性結果が生じる可能性があること。9 手術部位がすでに機能部位に近いため.皮質直接電気刺激後に一過性の機能障害がしばしば発生するが.これは術後の浮腫.血液循環の障害.補足運動野の損傷が関係していると考えられ［1］.ほとんどが回復可能である。 結論として，直接電気刺激法は信頼性の高い非侵襲的な脳機能領域の局在診断法であり，脳機能領域手術の新しい手術コンセプトとなる．この方法を正しく合理的に使用することで，機能的脳領域の病変に対する手術の質が向上し，また神経科学の分野では，人間の脳の機能を探求するのに役立つと思われる．