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公開番号2023129731
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-09-14
出願番号2023124924,2021165507
出願日2023-07-31,2015-01-14
発明の名称低減された表面刺激および改善された治療深さのための磁気刺激コイルおよび強磁性コンポーネント
出願人ニューロネティクスインコーポレイテッド
代理人弁理士法人谷・阿部特許事務所
主分類A61N 2/04 20060101AFI20230907BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】TMSデバイスは、治療コイルおよび強磁性コンポーネントを含むことが可能であり、強磁性コンポーネントは、治療コイルのうちの対応するものの近位に配設されるように構成されている。
【解決手段】TMSデバイスの治療コイルおよび強磁性コンポーネントは、治療コイル単独によって発生させられる磁場のものとは異なる1または複数の性質を示す磁場を協働的に発生させることが可能である。たとえば、磁場は、被験者の脳の中への透過深度を実質的に維持しながら、より低い誘導される電気的な刺激強度を脳神経の中に示すことが可能である。別の例では、磁場は、誘導される電気的な刺激強度を脳神経の中に実質的に維持しながら、被験者の脳の中への増加した透過深度を示すことが可能である。TMSデバイスは、たとえば、被験者の解剖学的構造に対して(たとえば、被験者の頭部の形状に対して)、調節可能および/または再構成可能であるように構成され得る。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
患者を治療または診断するためのシステムであって、
第１の刺激コイル、第２の刺激コイル、第３の刺激コイル、および第４の刺激コイルであって、円形である、前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルと、
前記第１及び第２の刺激コイル内に部分的に受け入れるように構成された第１の強磁性コンポーネントと、前記第３及び第４の刺激コイル内に部分的に受け入れるように構成された第２の強磁性コンポーネントと、
前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルと電気的に通信する制御回路であって、前記制御回路は、前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルに電流を供給して、被験者の標的解剖学的構造に磁場を生成するように構成される、前記制御回路と、
を備えるシステム。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルは、互いに同一平面であり、
前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルは、前記被験者に対して横断面上に配置されるように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルが前記被験者に対して配向されるとき、前記生成された磁場は、前記被験者の前記脳の第１および第２の半球の両方に同時に存在するように分布する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１および第２の強磁性コンポーネントはそれぞれ、アーチ形状を画定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の強磁性コンポーネントは、前記第１の刺激コイルを支持するように構成された第１の端部および前記第２の刺激コイルを支持するように構成された第２の端部を画定し、
前記第２の強磁性コンポーネントは、前記第３の刺激コイルを支持するように構成された第１の端部および前記第４の刺激コイルを支持するように構成された第２の端部を画定する、請求項1に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルがクローバーパターンで配置される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイル、ならびに前記第１および第２の強磁性コンポーネントは、前記磁場を生成するように作動されるとき、前記磁場が、前記被験者の前記脳の上部領域内の隣接する刺激コイルのそれぞれの中心の間に位置する１つまたは複数の領域において、前記被験者の前記脳の他の領域よりも高い強度を示すように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の強磁性コンポーネントは、前記第１および第２の刺激コイルへの取り付けを可能にするように構成され、前記第２の強磁性コンポーネントは、前記第３および第４の刺激コイルへの取り付けを可能にするように構成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１および第２の強磁性コンポーネントを互いに対して支持するように構成されたブリッジ部材をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ブリッジ部材は、前記第１の強磁性コンポーネントに取り付けられた第１の部分と、前記第２の強磁性コンポーネントに取り付けられた第２の部分とを含み、前記ブリッジ部材の前記第１および第２の部分は、前記第１、第２、第３、および第４の刺激コイルの前記相対位置を調整するために互いにスライドするように構成される、請求項９に記載のシステム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１月１５日に出願された米国特許出願第１４／１５５，４４５号明細書の優先権を主張する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
多数の医学的な病気が、人間の被験者の身体の罹患部分に対して磁場を適用することにより、治療および／または診断され得る。ニューロンおよび筋細胞は、生物学的な回路の形態であり、それは、電気信号を運搬し、磁気刺激に応答する。変化する磁場が身体の一部分に適用されるとき、ニューロンが、脱分極させられ、刺激され得る。刺激されたニューロンに関連付けられる筋肉は、ニューロンが通常の原因によって発火（firing）しているかのように収縮することが可能である。
【０００３】
神経細胞またはニューロンは、たとえば、経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）を介して経皮的になど、多数の方式で刺激され得る。ＴＭＳは、典型的に、急速に変化する（たとえば、パルス状の）磁場を使用し、皮膚を切るもしくは突き通す必要なく、または、電極を適用する必要なく、神経細胞の中に電流を誘導する。神経の中の膜電位が、その通常の環境レベルに対して閾値電圧（たとえば、神経のタイプ、および、取り囲む組織の局所的なｐＨに応じて、おおよそ－９０ミリボルト）を上回って上昇するときには、神経は、「発火する」と言われる。
【０００４】
磁気刺激は、神経学的組織から主に構成されている脳の領域を刺激する際に効果的であることが証明された。特に関心のある１つのエリアは、鬱病の治療である。反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）は、伝統的な方法には応答しない人間の被験者に対してかなりの抗鬱効果を有するということが示された。典型的なｒＴＭＳ治療は、たとえば前頭前皮質などの、被験者の脳のエリアに対して、反復的に非侵襲性の様式で、準けいれん刺激を適用することを含むことが可能である。そのような治療は、皮質ニューロン膜の脱分極を引き起こすことが可能である。膜は、たとえば、急速に変化する磁場によって発生させられ得る１Ｖ／ｃｍを超過する小さい電場の誘導によって、脱分極させられ得る。
【０００５】
典型的なＴＭＳ治療装置は、パルス状の磁場を発生させ、パルス状の磁場は、電気的に敏感な細胞（たとえば、神経細胞またはニューロン）の中に電流を誘導する。これらの誘導電流は、典型的に、身体の中に完全な回路を形成し、身体を通るゼロ電流の経路が生成されるようになっている。ＴＭＳ治療装置によって誘導される電流は、典型的に、おおよそこの経路の途中でゼロへ降下する。この電流の降下のレートは、たとえば、幅広い表面積にわたってＴＭＳ装置によって発生させられる電流密度を分散することによって、遅らせることができる。しかし、このアプローチを用いることは、リターン電流を集中させる可能性があり、それは、望ましくない副作用（たとえば、被験者の脳のターゲットとされていない領域の刺激）のより高い発生率につながる可能性がある。
【０００６】
典型的なＴＭＳ治療装置は、１または複数の導電性の刺激コイルを含むことが可能である。そのようなコイルは、単一の層で構成され得（たとえば、巻かれている）、コイルが、刺激されることとなる組織の可能な限り近くに配設され得るようになっている。そのようなコイルは、頭蓋骨に対して望ましい深さにおいて、脳組織を刺激することができる可能性がある。しかし、典型的にそのようなコイルによって発生させられる１または複数の磁場は、望ましくない高いレベルの（たとえば、頭蓋骨の表面の近くの神経の）表面刺激を引き起こす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
米国特許第７，８２４，３２４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本明細書で説明されているように、例示的なＴＭＳデバイスは、１または複数の治療コイルおよび１または複数の強磁性コンポーネントを含むことが可能であり、１または複数の強磁性コンポーネントは、１または複数の治療コイルのうちの対応するものの近位に配設されるように構成されている。それぞれのＴＭＳデバイスの１または複数の治療コイルおよび強磁性コンポーネントは、１または複数の治療コイル単独によって発生させられる磁場のものとは異なる１または複数の性質を示す磁場を協働的に発生させることが可能である。
【０００９】
本明細書で説明されている例示的なＴＭＳデバイスのうちの１つなどのような、例示的なＴＭＳデバイスが、１または複数の強磁性コンポーネントなしで動作させられる場合には、例示的なＴＭＳデバイスによって発生させられる第１の磁場は、たとえば、刺激された組織の対応する第１の体積の中のさまざまな場所における可変の電気的な刺激強度、（たとえば、被験者の脳の中への）第１の透過深度、および、第１の電場集束性を含み得る、性質を示すことが可能である。可変の電気的な刺激強度は、たとえば、被験者の外側表面に近い、被験者の中または上の第１の場所において（たとえば、被験者の頭皮の表面において、脳神経の近位に）、第１の電気的な刺激強度を含み、また、第１の場所から内向きに間隔を置いて配置されている、被験者の中の第２の場所において（たとえば、被験者の脳の中で）、第２の電気的な刺激強度を含むことが可能である。第１の磁場は、磁場強度の第１の勾配を示すことが可能であり、磁場強度の第１の勾配は、第１および第２の場所において、第１の磁場によって誘導されるそれぞれの電界強度の比率を表すことが可能である。
【００１０】
例示的なＴＭＳデバイスが、対応する１または複数の治療コイルに取り付けられている１または複数の強磁性コンポーネントとともに動作させられるときには、治療コイルおよび強磁性コンポーネントは、第２の磁場を協働的に発生させることが可能であり、第２の磁場は、第１の磁場のものとは異なり得る性質を示すことが可能であり、それは、たとえば、刺激された組織の対応する第２の体積の中のさまざまな場所における、可変の電気的な刺激強度、第２の透過深度、および第２の電場集束性を含むことが可能である。可変の電気的な刺激強度は、たとえば、被験者の脳の中の第１の場所において、第３の電気的な刺激強度を含み、被験者の脳の中の第２の場所において、第４の電気的な刺激強度を含むことが可能である。第２の磁場は、磁場強度の第２の勾配を示すことが可能であり、磁場強度の第２の勾配は、第１および第２の場所において、第２の磁場によって誘導されるそれぞれの電界強度の比率を表すことが可能である。
（【００１１】以降は省略されています）

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