(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体に磁気刺激コイルから渦電流による刺激を与えて反応を検出し、反応結果を表示するようにした生体用磁気刺激装置において、
保持部材上にマトリクス状に配置した磁気刺激コイル群と、
この磁気刺激コイル群の中から指定された上記磁気刺激コイルを選択するスイッチ手段と、
このスイッチ手段の切り替えを制御するスイッチ制御手段と、
選択された上記磁気刺激コイルに刺激パルスを送出する刺激パルス発生手段と、
手動刺激又は自動刺激のいずれかを選択すると共に、手動刺激が選択された場合に上記各磁気刺激コイルを指定する操作手段と、
上記磁気刺激コイルの刺激による反応データを記憶する記憶手段と、
上記スイッチ制御手段に対する上記磁気刺激コイルの位置信号及び上記刺激パルス発生手段に対する刺激パルス発生のタイミング信号を、上記操作手段からの上記各磁気刺激コイルの指定に応じて出力する制御手段と
を具えることを特徴とする生体用磁気刺激装置。
【請求項２】
上記操作手段から各磁気刺激コイルを指定する際、任意の刺激順序で指定する請求項１記載の生体用磁気刺激装置。
【請求項３】
上記操作手段から各磁気刺激コイルを指定する際、予め定めた刺激順序を記載したテーブルを有する請求項１記載の生体用磁気刺激装置。
【請求項４】
生体に磁気刺激コイルから渦電流による刺激を与えて反応を検出し、反応結果を表示するようにした生体用磁気刺激装置において、
保持部材上にマトリクス状に配置した磁気刺激コイル群と、
この磁気刺激コイル群の中から指定された上記磁気刺激コイルを選択するスイッチ手段と、
このスイッチ手段の切り替えを制御するスイッチ制御手段と、
選択された上記磁気刺激コイルに刺激パルスを送出する刺激パルス発生手段と、
手動刺激又は自動刺激のいずれかを選択する操作手段と、
上記磁気刺激コイルの刺激による反応データを記憶する記憶手段と、
上記操作手段により自動刺激が選択された場合に、自動刺激プログラムに予め定められた刺激順序に基づき、上記スイッチ制御手段に対する上記磁気刺激コイルの位置信号及び上記刺激パルス発生手段に対する刺激パルス発生のタイミング信号を出力する制御手段と
を具えることを特徴とする生体用磁気刺激装置。
【請求項５】
上記保持部材を頭部用のキャップ形状とした請求項１又は４記載の生体用磁気刺激装置。
【請求項６】
上記各磁気刺激コイルを夫々脳の複数の機能領域にほぼ対応させて上記キャップ形状の上記保持部材に取り付けた請求項５記載の生体用磁気刺激装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、生体表面にマトリクス状に磁気刺激コイルを装着して刺激による反応を測定する生体用磁気刺激装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、パルス磁場により神経を刺激することが可能であることが知られている。即ち、リング状のコイルに瞬時的にパルス状の大電流を流して電磁誘導により生体内に渦電流を誘起させ、この渦電流により神経興奮を起こすものである。図３は、斯かる従来の生体用磁気刺激装置の概略構成を示す。３０は、先端部にリング状のコイルを樹脂などの絶縁物内に埋め込んだ磁気刺激コイルで、刺激パルス発生部３１に接続されている。３２は増幅器で、磁気刺激コイル３０による刺激時に、例えば手に装着した電極Ｅａ及びＥｂから検出される反応信号を増幅して出力する。３３は制御部で、磁気刺激パルス発生部３１に対して刺激パルス発生の制御を行うと共に、増幅器３２からの反応信号を入力して表示装置３４に反応結果を表示させる。
【０００３】
使用に際しては、磁気刺激コイル３０を、例えば測定対象とする生体Ｍの頭部の予め定めた部位に近接又は接触させ、刺激パルス発生部３１から刺激パルスを発生させて、磁気刺激コイル３０の電磁誘導により生じる渦電流による刺激を与える。刺激付与後、反応があれば手に装着された電極Ｅａ及びＥｂから反応信号が検出され、増幅器３２により増幅されて制御部３３に送出される。制御部３３は、反応信号を表示装置３４に送り、例えば画面上に表示された頭部モデルの反応位置を点滅させる。刺激による反応信号が検出されない場合には、磁気刺激コイル３０を次の所定位置に移動させて上記と同様の刺激作業を繰り返す。従って、表示された反応位置を確認することにより神経の反応経路が判り、疾患等の臨床的な判断が可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の生体用磁気刺激装置は、１つの磁気刺激コイルを用いて刺激を行い、所定位置を１箇所毎に移動させながら反応を検出しているので、多数の所定位置を検査する場合、多大な時間と労力を要し、極めて非効率的であり、しかも被検者を長時間拘束する不都合があった。また、磁気刺激コイルを手で保持するため安定度が悪く、測定部位が限定され、多数の部位を高精度で刺激を行う測定は困難であった。
従って、本発明は上記点に鑑み、生体表面に効率よく刺激を与えることができ、高精度でしかも安定した刺激を与えて測定ができる生体用磁気刺激装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、生体に磁気刺激コイルから渦電流による刺激を与えて反応を検出し、反応結果を表示するようにした生体用磁気刺激装置において、保持部材２上にマトリクス状に配置した磁気刺激コイル群１と、この磁気刺激コイル群１の中から指定された磁気刺激コイルＣを選択するスイッチ手段Ｓｘ、Ｓｙと、このスイッチ手段Ｓｘ、Ｓｙの切り替えを制御するスイッチ制御手段３と、選択された磁気刺激コイルＣに刺激パルスを送出する刺激パルス発生手段４と、手動刺激又は自動刺激のいずれかを選択すると共に手動刺激が選択された場合に各磁気刺激コイルＣを指定する操作手段７と、磁気刺激コイルＣの刺激による反応データを記憶する記憶手段５ｂと、スイッチ制御手段３に対する磁気刺激コイルＣの位置信号及び刺激パルス発生手段４に対する刺激パルス発生のタイミング信号を操作手段７からの各磁気刺激コイルの指定に応じて出力する制御手段５とを具えるものである。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の生体用磁気刺激装置において、操作手段から各磁気刺激コイルを指定する際、任意の刺激順序で指定する。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の生体用磁気刺激装置において、操作手段から各磁気刺激コイルを指定する際、予め定めた刺激順序を記載したテーブルを用意し、記載された刺激順序で指定する。
【０００８】
請求項４に係る発明は、生体に磁気刺激コイルから渦電流による刺激を与えて反応を検出し、反応結果を表示するようにした生体用磁気刺激装置において、保持部材２上にマトリクス状に配置した磁気刺激コイル群１と、この磁気刺激コイル群１の中から指定された磁気刺激コイルＣを選択するスイッチ手段Ｓｘ、Ｓｙと、このスイッチ手段Ｓｘ、Ｓｙの切り替えを制御するスイッチ制御手段３と、選択された磁気刺激コイルＣに刺激パルスを送出する刺激パルス発生手段４と、手動刺激又は自動刺激のいずれかを選択する操作手段７と、磁気刺激コイルＣの刺激による反応データを記憶する記憶手段５ｂと、操作手段７により自動刺激が選択された場合に、自動刺激プログラムに予め定められた刺激順序に基づき、スイッチ制御手段３に対する磁気刺激コイルＣの位置信号及び刺激パルス発生手段４に対する刺激パルス発生のタイミング信号を自動的に出力する制御手段５とを具えるものである。
【０００９】
請求項５に係る発明は、請求項１又は４記載の生体用磁気刺激装置において、保持部材２を頭部用のキャップ２０形状として構成する。
【００１０】
請求項６に係る発明は、請求項５記載の生体用磁気刺激装置において、各磁気刺激コイルＣを夫々脳の複数の機能領域にほぼ対応させてキャップ２０形状の保持部材２に取り付けたものである。
【００１１】
【作用】
請求項１に係る発明では、保持部材上に磁気刺激コイル群をマトリクス状に配置する。手動刺激又は自動刺激を選択する操作部から手動刺激が選択された場合、操作部により磁気刺激コイル群の中から磁気刺激コイルを指定し、制御部の制御により、スイッチ制御手段及びスイッチ手段を介して指定された磁気刺激コイルに切り替え、刺激パルス発生手段から刺激パルスを発生させ、各磁気刺激コイルの刺激による反応データを記憶する。
【００１２】
請求項２に係る発明では、操作手段から各磁気刺激コイルを指定する際、任意の刺激順序で指定できる。
【００１３】
請求項３に係る発明では、操作手段から各磁気刺激コイルを指定する際、予め定めた刺激順序を記載したテーブルを用意し、記載された刺激順序で指定できる。
【００１４】
請求項４に係る発明では、保持部材上に磁気刺激コイル群をマトリクス状に配置する。手動刺激又は自動刺激を選択する操作部から自動刺激が選択された場合、制御部は自動刺激プログラムに基づき、磁気刺激コイル群の中から磁気刺激コイルを指定し、スイッチ制御手段及びスイッチ手段を介して指定された磁気刺激コイルに切り替え、刺激パルス発生手段から刺激パルスを発生させ、各磁気刺激コイルの刺激による反応データを記憶する。
【００１５】
請求項５に係る発明では、保持部材を頭部に装着するキャップ形状とした。
【００１６】
請求項６に係る発明では、磁気刺激コイルを脳の複数の機能領域に対応させてキャップ形状の保持部材に取り付ける。
【００１７】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の生体用磁気刺激装置の一実施例について説明する。図１は、本発明の実施例の構成を示すブロック図である。図２は、図１の実施例に用いる、磁気刺激コイル群を取り付けた頭部用のキャップの構成例を示す上面図である。
【００１８】
図１において、１は、マトリクス状に配置された磁気刺激コイル群で、Ｘ方向にｍ個、Ｙ方向にｎ個の磁気刺激コイルＣから構成され、例えば網状繊維或いは布等の保持部材２に固定されている。保持部材２は、刺激を付与する生体の所要部位に合わせた形状、例えば頭部に装着する場合は、後述する帽子状のキャップ形状とすることができる。また、各磁気刺激コイルＣには夫々番号又は符号が付され、後述する操作部７から対応する番号又は符号を指定することにより任意又は予め決められた刺激順序で磁気刺激コイルＣを選択することができる。
【００１９】
Ｓｘ及びＳｙは、夫々Ｘ方向及びＹ方向の切り替えスイッチで、スイッチ制御部３から出力される切り替え信号により夫々の固定接点に接続された磁気刺激コイル群１の各磁気刺激コイルＣを切り替える。４は刺激パルス発生部で、切り替えスイッチＳｘ及びＳｙの可動接点に接続され、瞬時的な大電流の刺激パルスを発生して選択された磁気刺激コイルＣに出力する。
【００２０】
５は、例えばＣＰＵ５ａ、ＲＡＭ５ｂ及びＲＯＭ５ｃで構成される制御部で、選択された磁気刺激コイルＣの番号又は符号の入力に応じて、スイッチ制御部３に対する切り替えを指示する位置信号及び刺激パルス発生部４に対する刺激パルス発生のタイミング信号を送出する。また、ＲＡＭ５ｂは、磁気刺激コイル群１の各磁気刺激コイルＣの刺激による反応データ、或いは各種設定データを一時的に記憶する。ＲＯＭ５ｃは、例えば頭部形状の生体モデル内に磁気刺激コイル群１の各磁気刺激コイルＣに対応する表示点が表示されるモデルプログラムと、自動的に刺激を行う自動刺激プログラムとを記憶保持している。また、ＲＯＭ５ｃに格納された上記モデルプログラムは、手動刺激又は自動刺激のいずれにおいても、刺激による反応が検出されると、各磁気刺激コイルＣに対応する表示点が、例えば点滅による表示又は周囲画面と異なる色の表示を行うように構成されている。
【００２１】
６は生体用増幅器で、刺激付与時に、例えば手に装着された電極Ｅａ及びＥｂにより検出される反応信号を増幅してＡ／Ｄ変換器９に出力する。電極の装着部位は、顔面、下肢などの所要の部位とすることができる。
【００２２】
７は、例えばキーボード等から成る操作部で、キー操作により手動刺激又は自動刺激の選択、或いは各種データの設定等の入力操作を行う。手動刺激を選択した場合、磁気刺激コイル群１の各磁気刺激コイルに付された番号又は符号から夫々対応する番号又は符号を任意に或いは予め定められた刺激順序で指定する。また、予め定めらた刺激順序で各磁気刺激コイルＣを指定する際、例えば刺激順序を記載したテーブルを作成しておき、このテーブルを参照してその刺激順序に従って指定する。
【００２３】
８は、例えばＣＲＴ或いは液晶表示装置等から成る表示装置で、上述したＲＯＭ５ｃに格納されたモデルプログラムに基づいて生体モデルを表示すると共に、各種データ等を表示する。
【００２４】
また、ＳＷは反応スイッチで電極Ｅａ及びＥｂにより反応信号を導出する代りに、被検者が刺激を認識した場合に押下する。この場合認識対象としては、刺激による感覚の変化や聴覚の変換などの体性間隔を用いることができる。
【００２５】
図２は、上述した実施例に使用される、例えば頭部用の保持部材上に磁気刺激コイル群を配置した上面図である。図１と対応する部分には同一の符号を付した。図２において、２０は、磁気刺激コイル群１をマトリクス状に装着したキャップ形状の保持部材（以下、キャップと称する。）で、頭部に装着できるようになっている。このキャップ２０は、網状繊維、布又は絶縁性のある柔軟な樹脂等で構成される。各磁気刺激コイルＣは、脳の種々の機能領域、例えば大脳皮質の視覚野、運動野、言語野等として解明されている機能領域に対応するように取り付けられ、各磁気刺激コイルＣの付近には夫々番号又は符号が付されている。各磁気刺激コイルＣのリード線（図示せず）はキャップ２０の例えば外面に沿って引き出され、リード線引き出し部２１でワイヤＷとして束ねられ、図１に示す生体用磁気刺激装置に例えばコネクタ（図示せず）により接続される。
【００２６】
このように、キャップ２０に磁気刺激コイル群１を予め取り付けておくことにより、装着時間及び労力が大幅に低減できる。しかも各磁気刺激コイルＣを刺激対象とする所定位置に安定に固定できる。
【００２７】
次に、上述した構成の生体用磁気刺激装置の動作について説明する。最初に、手動刺激の場合について説明する。この場合、図２に示したキャップ２０を用いるものとする。
【００２８】
キャップ２０を頭部に装着し、手に電極Ｅａ及びＥｂを装着し、操作部７から手動刺激を選択して測定を開始する。操作部７から任意の又は予め定められた磁気刺激コイルＣの番号又は符号を指定して入力すると、制御部５は、スイッチ制御部３に位置信号を送出する。スイッチ制御部３は、この位置信号に応じて切り替えスイッチＳｘ及びＳｙを指定された磁気刺激コイルＣに切り替える。スイッチＳｘ及びＳｙが指定された磁気刺激コイルＣに切り替えられると、制御部５は、刺激パルス発生部４にタイミング信号を出力して刺激パルスを発生させる。
【００２９】
指定された磁気刺激コイルＣの刺激により、例えば神経が刺激されて反応が現れると、電極Ｅａ及びＥｂから反応信号が検出され、生体用増幅器６により増幅後Ａ／Ｄ変換器９によりデジタル信号に変換されて、制御部５に送られ、反応データがＲＡＭ５ａに格納されると共に表示装置８にも送出される。表示装置８に表示された生体モデル（この場合、頭部モデル）には、磁気刺激コイルＣに対応する表示点が明滅或いは周囲画面と異なる色で表示される。１つの部位の刺激による測定が終了したら、上記と同様に次の部位の磁気刺激コイルＣに対応する番号又は符号を入力して刺激を行い、反応信号が検出された場合に磁気刺激コイルＣに対応する表示点が明滅又は周囲画面と異なる色により表示される。
【００３０】
電極Ｅａ及びＥｂから反応信号が検出されない場合には、制御部５は、反応がないことを示す反応データをＲＡＭ５ｂに記憶させ、更にこの反応データを表示装置８に送出する。従って、表示装置８の指定された磁気刺激コイルＣに対応する画面上の表示点は、明滅又は周囲画面と異なる色でのいずれの表示もなされない。
【００３１】
次に、自動刺激による場合の動作は、電極Ｅａ及びＥｂを手に装着し、キャップ（図２）を頭部に装着して操作部７から自動刺激を選択する。この場合、制御部５のＲＯＭ５ｃに格納された自動刺激プログラムに基づき、制御部５からスイッチ制御部３に出力される位置信号により、スイッチ制御部３からスイッチＳｘ、Ｓｙに切り替え信号が出力され、予め定められた順序で磁気刺激コイルＣが自動的に切り替えられる。また、制御部５から刺激パルス発生部４に出力されるタイミング信号により刺激パルスが発生され、切り替えスイッチＳｘ及びＳｙを介して指定された磁気刺激コイルＣに出力される。
【００３２】
前記手動刺激と同様に、反応データをＲＡＭ５ｂに記憶すると共に、反応が検出された場合、表示装置８に表示された頭部モデルの各磁気刺激コイルＣに対応する表示点が明滅して又は周囲画面と異なる色で表示される。反応信号が検出されない場合にも、反応データをＲＡＭ５ｂに記憶すると共に表示装置８にも送出するが、表示された頭部モデル内の表示点の表示状態は変化しない。
【００３３】
このようにして、手動刺激又は自動刺激いずれの場合においても、磁気刺激コイルＣに次々と刺激パルスを与えて反応を検出し、表示装置８の画面上に各磁気刺激コイルに対応する表示点を表示することにより神経の反応経路が判明し、脳神経の伝達経路の検査、或いは脳疾患の診断等を迅速にしかも容易に行うことができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１及び４記載の本発明の生体用磁気刺激装置によれば、複数の磁気刺激コイルをマトリクス状に配置して刺激を行うことにより、脳神経の伝達経路が解明でき、脳神経の伝達経路の検査或いは脳疾患の診断を有効に行うことができる。また、脳神経の伝達経路が判明後、この経路に沿って刺激を繰り返すことにより、診断の効率を良くすることができる。更に、予め定めた順序で磁気刺激コイルを自動的に切り替えて刺激を付与して反応を検出できるので（請求項４）、測定がより迅速且つ容易となる利点がある。
【００３５】
請求項２記載の本発明によれば、各磁気刺激コイルを任意に指定できるので、関連があると推測される部位のみを対象として、測定が短時間に容易に行える利点がある。
【００３６】
請求項３記載の本発明によれば、予め定めた刺激順序を記載したテーブルを参照することにより、刺激を誤りなく正確に行うことができる。
【００３７】
請求項５記載の本発明によれば、磁気刺激コイルを頭部用のキャップに取り付けることにより、装着が容易で磁気刺激コイルを安定に固定できる利点がある。
【００３８】
請求項６記載の本発明によれば、頭部用のキャップに各磁気刺激コイルを脳の機能領域に対応させて配置することにより、各機能領域を有効に刺激して反応信号を測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の生体用磁気刺激装置の一実施例の構成を示すブロック図である。
【図２】図１の実施例に使用される磁気刺激コイル群をキャップ状の保持部材に取り付けた上面図である。
【図３】従来の１つの磁気刺激コイルを用いた生体用磁気刺激装置のブロック図である。
【符号の説明】
１  磁気刺激コイル群
２  保持部材
３  スイッチ制御部
４  刺激パルス発生部
５  制御部
５ａ  ＣＰＵ
５ｂ  ＲＡＭ
５ｃ  ＲＯＭ
６  生体用増幅器
７  操作部
８  表示装置
Ｃ  磁気刺激コイル
Ｓｘ、Ｓｙ  切り替えスイッチ
ＳＷ  反応スイッチ
２０  キャップ
２１  リード線引き出し部
【図１】
0003622157.tif 000002
【図２】
0003622157.tif 000003
【図３】
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