(57)【要約】【解決手段】本発明は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための新規な方法を目的とするものである。この新規な方法は、経皮的刺激を提供する工程と、第１の位置での経皮的刺激を軽減する工程と、第２の位置での経皮的刺激を実質的に維持する工程とを含む。この経皮的刺激は、電場および／または磁場によって生成することができる。前記第１の位置は皮膚表面の比較的近接部であり、組織、神経、および筋肉からなる。また、前記第２の位置は前記第１の位置より比較的深く、例えば、治療目的で前記経皮的刺激を必要とする脳組織を含む。本発明は、さらに、治療領域に導体を配置する工程および／または前記第１の位置に対して経皮的刺激装置を配置する工程を含むことができる。加えて、この方法は、さらに、前記第１の位置における前記経皮的刺激の軽減量を調整する工程を含むことができる。【選択図】      図２５
2009513258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者を治療するための磁気刺激装置によって引き起こされる不快感を軽減するための装置であって、
前記磁気刺激装置と前記患者の頭部との間に配置される磁性材料を有し、
前記磁性材料は前記磁気刺激装置によって生成される磁場の一部を再分布し、前記磁気刺激装置によって生成される刺激を軽減するものである
装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、前記磁気刺激装置は前記患者の頭部の近接部にあり、且つ前記磁気刺激装置は前記患者の脳を治療するものである。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は１より多くの構成要素を有するものである。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は前記患者の頭部に装着されるものである。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は前記磁気刺激装置に取り付けられるものである。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は前記磁気刺激装置内に配置されるものである。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は、前記磁気刺激装置の製造工程中に当該磁気刺激装置内に含められるものである。
【請求項８】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は導線形状を有するものである。
【請求項９】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は、前記磁気刺激装置の全長に渡る弧状の構造を有するものである。
【請求項１０】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は、前記患者の治療部位の形状に合致するものである。
【請求項１１】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は長方形である。
【請求項１２】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料はシート材である。
【請求項１３】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は、前記磁気刺激装置によって生成される磁場の一部を吸収するものである。
【請求項１４】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は前記磁気刺激装置によって生成される磁束線を再分布するものであり、前記再分布される磁束線は表面に近接する組織の刺激を防ぐものである。
【請求項１５】
請求項１４に記載の装置において、前記磁性材料は、治療目的のために他の磁束線が前記患者の内部により深く浸透することを可能にするものである。
【請求項１６】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料の位置は、要求される刺激軽減、前記患者の治療される生体構造の部位、および治療目的のための磁場の望ましい強度のうちの少なくとも１つに応じて調整可能なものである。
【請求項１７】
請求項１６に記載の装置において、前記磁性材料の位置は、前記患者により近い位置、前記磁気刺激装置により近い位置、および治療領域に沿って横に移動した位置のうちの少なくとも１つを含むものである。
【請求項１８】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は、フェライト材、渦電流によって生じる加熱をより低減するための分散された空隙を有するコア構造を有する粉末状鉄材料、およびフェライト材と非フェライト材との組み合わせのうちの少なくとも１つを有するものである。
【請求項１９】
請求項１に記載の装置において、他の構成要素は、前記磁性材料によって生成され前記磁気刺激装置に向かう磁場を減衰するために用いられるものである。
【請求項２０】
請求項１に記載の装置において、前記減衰は、前記磁気刺激装置から前記磁性材料への磁場の移動を可能にし、前記磁性材料から前記磁気刺激装置へ移動する磁場を減衰するために、実質的に一方的なものである。
【請求項２１】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料の下方の磁束線は、前記患者から離れる方向および前記磁性材料に近づく方向に方向転換されるものである。
【請求項２２】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料により前記患者の近接部における磁場は増加し、且つ治療対象となる前記患者の生体構造内の磁場は抑制されないものである。
【請求項２３】
請求項１に記載の装置において、治療領域は脳の一部であり、刺激が軽減される領域は前記治療領域に対して皮膚に近接した領域である。
【請求項２４】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料は、直径０．１インチ、長さ３インチの鋼線ケーブルを３つ有するものである。
【請求項２５】
請求項１に記載の装置において、前記磁性材料の比較的長い寸法は、前記磁気刺激装置によって誘導される電場ベクトルと同様の方向に沿って配置されるものである。
【請求項２６】
請求項１に記載の装置において、この装置は、さらに、
前記磁気刺激装置に対して周辺に配置される少なくとも１つの導体を有するものであり、この導体は、前記磁気刺激装置によって誘導される表面近接部の刺激を軽減するようなっているものである。
【請求項２７】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は、前記磁気刺激装置によって誘導される表面近接部の刺激を軽減するための特定の物理的特性および電気特性を有するものである。
【請求項２８】
請求項２７に記載の装置において、前記物理的特性および電気特性は、伝導性、インダクタンス、長さ、幅、縦横比、および表面積のうちの少なくとも１つを含むものである。
【請求項２９】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は、前記磁気刺激装置によって誘導される治療刺激を無視するようなっているものである。
【請求項３０】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は、磁気刺激装置と患者との間に配置されるものである。
【請求項３１】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は柔軟性回路パッドに取り付けられるものである。
【請求項３２】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は平らな金属性装置である。
【請求項３３】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は１平方センチメートル〜４０平方センチメートルの面積を有するものである。
【請求項３４】
請求項２６に記載の装置において、前記導体は、前記磁気刺激装置に電気エネルギーが提供されるのと実質的に同時に電気エネルギーを提供されるものである。
【請求項３５】
請求項３４に記載の装置において、前記導体に提供される電気エネルギーおよび前記磁気刺激装置に提供される電気エネルギーは異極性のものである。
【請求項３６】
請求項３４に記載の装置において、前記導体に提供される電気エネルギーは、前記磁気刺激装置に提供される電圧から生じる電流である。
【請求項３７】
経皮的磁気刺激を用いて患者を治療するための方法であって、
磁気刺激装置によって生成される磁場を患者の治療領域に向けて方向付ける工程と、
前記磁気刺激装置によって生成される刺激を軽減するようなっている磁性材料を前記治療領域の近接部に配置する工程と、
前記磁性材料を用いて前記磁気刺激装置によって生成される磁場の一部を再分布する工程と、
前記磁場で前記患者を治療する工程と
を有する方法。
【請求項３８】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を介して前記患者の皮膚に近接した領域の刺激を軽減する工程を有するものである。
【請求項３９】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記患者の頭部に近接して前記磁気刺激装置を配置する工程と、前記患者の脳を治療する工程とを有するものである。
【請求項４０】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を前記患者の頭部に装着する工程を有するものである。
【請求項４１】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を前記磁気刺激装置に取り付ける工程を有するものである。
【請求項４２】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を前記磁気刺激装置内に配置する工程を有するものである。
【請求項４３】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を前記患者の治療部位の形状に合致させる工程を有するものである。
【請求項４４】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を用いて前記磁気刺激装置によって生成される磁場の一部を吸収する工程を有するものである。
【請求項４５】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を用いて前記磁気刺激装置によって生成される磁束線を再分布する工程を有し、前記再分布される磁束線は表面に近接する組織の刺激を防ぐものである。
【請求項４６】
請求項４５に記載の方法において、この方法は、さらに、
治療目的のために他の磁束線が前記患者の内部により深く浸透することを可能にする工程を有するものである。
【請求項４７】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料の位置を、要求される刺激軽減、前記患者の治療される生体構造の部位、および治療目的のための磁場の望ましい強度のうちの少なくとも１つに応じて調整する工程を有するものである。
【請求項４８】
請求項４７に記載の方法において、前記磁性材料の位置は、前記患者により近い位置、前記磁気刺激装置により近い位置、および治療領域に沿って横に移動した位置のうちの少なくとも１つを含むものである。
【請求項４９】
請求項３７に記載の方法において、前記磁性材料は、フェライト材、渦電流によって生じる加熱をより低減するための分散された空隙を有するコア構造を有する粉末状鉄材料、およびフェライト材と非フェライト材との組み合わせのうちの少なくとも１つを有するものである。
【請求項５０】
請求項３７に記載の方法において、他の構成要素は、前記磁性材料によって生成され前記磁気刺激装置に向かう磁場を減衰するために用いられるものである。
【請求項５１】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁気刺激装置から前記磁性材料への磁場の移動を可能にし、前記磁性材料から前記磁気刺激装置へ移動する磁場を減衰するために、実質的に一方的に減衰する工程を有するものである。
【請求項５２】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料の下の磁束線を前記患者から離れる方向および前記磁性材料に近づく方向に方向転換する工程を有するものである。
【請求項５３】
請求項３７に記載の方法において、この方法は、さらに、
前記磁性材料を用いて前記患者の近接部における磁場を増加させる工程と、治療対象となる前記患者の生体構造内の磁場を抑制しない工程を有するものである。
【請求項５４】
請求項３７に記載の方法において、治療領域は脳の一部であって、刺激が低減される領域は前記治療領域に対して皮膚に近接した領域である。
【請求項５５】
請求項３７に記載の方法において、前記磁性材料は、直径０．１インチ、長さ３インチの鋼線ケーブルを３つ有するものである。
【請求項５６】
請求項３７に記載の方法において、前記磁性材料の比較的長い寸法は、前記磁気刺激装置によって誘導される電場ベクトルと同様の方向に沿って配置されるものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００５年１０月２５日付で出願された米国特許出願第１１／２５７，６７６号に対して優先権を主張するものであり、且つ２００３年３月７日付で出願された米国仮特許出願第６０／４５２，４７７号および２００３年９月８日付で出願された米国特許出願第１０／６５７，２９６号の関連出願である。当該出願のすべては参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は電気刺激の分野に関するものである。具体的には、本発明は電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減することに関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの疾患は患者の身体の疾患部位に電気刺激を与えることにより治療され、または治療可能である。電気刺激の例としては、変動磁場を利用する磁気刺激、および電気刺激または容量刺激を利用して組織に電場を印加する誘導刺激の２つを挙げることができる。神経細胞、筋肉細胞、組織細胞は、それぞれ電気信号を伝達し電気刺激に応答する能力を持つ生体回路の形態である。例えば、導電体に磁場を通過させると電場が誘導され、その導電体に電流が流れる。種々の身体部分もまた導電体として作用するため、変動磁場を身体各部に印加すると電場が生じ電流が流れる。例えば生体組織の場合は、上記の結果生じる電流により組織内の神経細胞が脱分極を起こすため、組織が刺激される。また、例えば筋肉の場合は、刺激された神経細胞に関連した筋肉が収縮する。基本的に、電流により身体は通常の、多くの場合望ましい化学反応をシミュレートすることができる。
【０００４】
電気刺激には有益で治療効果のある生物学的作用が多数ある。例えば、磁気刺激の使用は損傷または麻痺した筋群のリハビリテーションに効果的である。磁気刺激が効果的であると実証されているもう一つの分野は脊髄の治療である。脊髄の治療は、脊椎に囲まれているため直接治療することが難しい。磁気刺激は、（例えば、腰痛の原因となる）背中の神経を通じた痛みの伝達を遮断するために使用される場合がある。さらに、身体を刺激する他の医療過程とは異なり、電気刺激は非侵襲的に実施することができる。例えば、磁場を用いて体内に電流を発生させ、磁場を患者の皮膚を通過させることにより刺激が生じる。
【０００５】
磁気刺激は、主に神経組織から成る脳の領域を刺激する上で効果的であることも実証されている。治療上の関心領域の１つに神経精神疾患の治療がある。現在、米国では２８００万人以上が何らかの神経精神疾患にかかっていると考えられており、具体的には、うつ病、統合失調症、躁病、強迫性障害、パニック障害、その他多くの疾患が含まれる。特に、精神障害において「風邪」とよく言われる精神病であるうつ病疾患は米国だけでも１９００万人、可能性として世界全体では３億４０００万人に発症していると考えられている。現代医学では、選択的セロトニン再取り込み阻害剤（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｓｅｒｏｔｏｎｉｎ  ｒｅｕｐｔａｋｅ  ｉｎｈｉｂｉｔｏｒ：ＳＳＲＩ）、ＭＡＩ、三環系抗うつ薬、リチウムなど数クラスの抗うつ薬や、電気けいれん療法（ｅｌｅｃｔｒｏｃｏｎｖｕｌｓｉｖｅ  ｔｈｅｒａｐｙ：ＥＣＴ）など、うつ病患者にいくつかの治療オプションが提供されている。しかし、患者の多くは、うつ病症状に対しいまだ満足のいく結果を得られていない。今日ではＥＣＴが重度のうつ病性障害の治療法における「卓越した模範」となっているが、副作用が深刻であるためこの処置を受けない患者が多い。
【０００６】
近年、従来の方法および薬剤に反応しない患者にも、反復経頭蓋磁気刺激（ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ  ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｒＴＭＳ）が有意な抗うつ効果をもたらすことが示された。ｒＴＭＳの一実施形態では、亜けいれん性（ｓｕｂｃｏｎｖｕｌｓｉｖｅ）の刺激を繰り返し前頭前皮質に与え、皮質神経細胞膜に脱分極を起こす。通常、１ボルト／ｃｍ（Ｖ／ｃｍ）を超える小電場を誘導すると前記膜は脱分極する。これらの小電場は、非侵襲的に印加された磁場が急速変動した結果生じるものである。
【０００７】
現在では、脳左右の前頭前皮質領域は、気分および行動全般を制御する「回路」を含んだ辺縁系構造と強い通信リンクがあることが当業者に広く知られている。ｒＴＭＳの目的の１つは、非侵襲的かつ亜けいれん性の技術でこれら生体回路に刺激を与え、ＥＣＴまたは薬剤による多数の副作用を排除してうつ病症状を緩和することである。ただし、うつ病治療用ｒＴＭＳの副作用の１つとして、患者の刺激部位における不快感が報告されている。この不快感の一部は、頭皮における神経細胞膜の脱分極と、その結果ｒＴＭＳ周波数で起こる頭皮筋肉の収縮とにより生じる。試験の結果、約２５％のｒＴＭＳ患者がこの不快感を非常に不快なレベルのものとして報告していることがわかっている。一般に、治療用磁気刺激の電力が大きく周波数が高いほど、より多くの不快感が報告されている。しかし、より深い中脳構造を望ましい態様で刺激するには、より大きな電力が必要であるため、電力レベルを落とすのは現実的な選択肢ではない。また、比較的高い周波数（例えば１Ｈｚを超えるもの）は、より高い抗うつ効果があることが示されている。
【０００８】
従って、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための技術を開発することが望ましい。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための新規な方法を目的とするものである。この新規な方法は、経皮的刺激を提供する工程と、第１の位置での経皮的刺激を軽減する工程と、第２の位置での経皮的刺激を実質的に維持する工程とを含む。この経皮的刺激は、電場および／または磁場によって生成することができる。前記第１の位置は皮膚表面の比較的近接部であり、組織、神経、および筋肉からなる。また、前記第２の位置は前記第１の位置より比較的深く、例えば、治療目的で前記経皮的刺激を必要とする脳組織を含む。本発明は、さらに、治療領域に導体を配置する工程および／または前記第１の位置に対して経皮的刺激装置を配置する工程を含むことができる。加えて、この方法は、さらに、前記第１の位置における前記経皮的刺激の軽減量を調整する工程を含むことができる。前記経皮的刺激のそのような調整は、前記第１の位置で信号を印加することによって実現可能である。前記信号は、前記経皮的刺激を生成するために用いられる別の信号に反比例する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
概要
１８３１年、導体に誘導される電場の大きさが、その導体を貫く磁束密度の変化率に比例することをマイケル・ファラデーが発見した。当業者に広く知られているこのファラデーの法則は、Ｅ〜−（ｄＢ／ｄｔ）と表すことができる。ここで、Ｅは誘導される電場（ボルト／メートル単位）、ｄＢ／ｄｔは磁束密度の時間変化率（テスラ／秒）である。すなわち、導体などの物体中に誘導される電場の大きさは、磁束密度および磁束密度の時間変化率の２要因により決定される。磁束密度とその微分値が大きいほど、誘導電場とその結果生じる電流密度も大きくなる。磁束密度は磁場源からの距離の２乗に反比例して減少するため、導体が磁場源に近づくほど大きくなる。導体がコイルである場合、電場によりコイル内に誘導される電流はコイルの巻き数に比例して増加する。
【００１１】
電場が導体中に誘導されると、この電場に対応する電流が導体内に生じる。この電流は、任意の時点における電場のベクトルと同方向に流れる。ピーク電場はｄＢ／ｄｔの最大である時点で起こり、他の時点ではそれより小さくなる。例えば磁気パルス後などに電場が小さくなると、電流はその電場を維持する方向に流れる（レンツの法則）。
【００１２】
生体組織の電気刺激の場合、身体構造の特定部分（神経、組織、筋肉、脳など）は導体の機能を果たし、電場が存在すると電流を伝達する。これらの身体構造部分に時間変化する（例えばパルス）磁場を印加すると、その身体部分に経皮的に電場が生じる。例えばＴＭＳの場合は、頭蓋骨を通して時間変化する磁場を印加することにより、脳組織内に電場が生じ、それによって電流が生じる。誘導される電流に十分な密度があれば、膜のナトリウムチャネルが開き活動電位応答が生じる程度まで神経細胞膜の電位が低下しうる。次に電流の衝撃が軸索膜に沿って伝播し、神経伝達物質の変調を介して他の神経細胞へ情報が伝達される。このような磁気刺激は、皮質組織内のグルコース代謝と局部血流量に急速に影響することが示されている。大うつ病性障害の場合は、前頭前皮質およびそれにつながる辺縁系構造における神経伝達物質の調節不全および異常なグルコース代謝が最も可能性の高い病態生理であると考えられる。磁気刺激を前頭前皮質に繰り返し与えると、神経伝達物質の濃度および代謝に慢性的な変化が生じてうつ病が緩和されうる。
【００１３】
不快感を軽減するシステムおよび方法
図１は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための技術を図示するブロック図である。図１が示すように、システム１００は磁気刺激回路１０１を含む。磁気刺激回路１０１は、主磁石（図示せず）に電気信号を提供する電気回路である。前記電気信号は、電場および／または磁場を生成することが可能な任意の時間変動電気信号であってもよい。米国特許第５，７２５，４７１号、第６，１３２，３６１号、第６，０８６，５２５号、および第６，４２５，８５２号明細書に開示されているように、前記主磁石を用い、経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ＴＭＳ）および／または反復経頭蓋磁気刺激（ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ  ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ：ｒＴＭＳ）を行うことが可能である。前記特許は参照により本明細書に組み込まれる。
【００１４】
下記説明に、限定ではなく説明を目的とし、電気刺激によって引き起こされる不快感の軽減のためのシステム１００および他のシステム、方法、および技術に関する具体的な詳細を記述する。例えば、具体的な構成要素、構成要素の構成、および配置、装置、技術などについて詳細に説明する。しかし、本発明がこれらの例に限定されるものではないことを理解すべきである。これらの例や構成要素などは、あくまでも本発明の理解を目的として提供されているのである。当業者には明らかなように、本発明は、これらの具体的詳細から逸脱した他の実施形態で実行される場合もある。本発明の説明が不明瞭になるのを避けるために、周知の装置、構成要素、技術などの詳細な説明は省略するものとする。
【００１５】
システム１００は誘導装置１０２を含む。誘導装置１０２は、磁気刺激回路１０１内に電流（Ｉ）を伝達する導線１０７を介し、誘導電流を受信するよう動作する。当業者に周知の電気誘導の原則に基づき、導線１０７によって誘導装置１０２に誘導される電流は磁気刺激回路１０１内の電流（Ｉ）の時間微分値に比例する。誘導装置１０２は、誘導される電流を有することが可能な任意の装置でよく、例えば、当業者に周知の導線コイルおよび／または電流変圧器を含むことができる。誘導装置１０２は増幅器１０３と連通することができる。増幅器１０３は信号処理装置１０４と連通する。信号処理装置１０４は一連の導体１０５ａ〜ｅと連通する。導体１０５は、誘導される渦電流からの熱を最少源にするために有効な小断面を有する小型電極でよい。典型的な最大寸法は約５ｍｍである。この電極の形は表面組織に誘導される電場の形状によって決定される。使用中、前記電極は、通常は接触インピーダンスを約２０キロオーム未満に下げる伝導性ゲルを介して、前記表面組織と電気的に接触している。また、導体１０５は柔軟性回路パッド１０６に取り付けられている。
【００１６】
柔軟性回路パッド１０６はＭｙｌａｒ（登録商標）、ポリエステル、または前記パッドを作成可能な他の高分子材料で作製してもよく、このパッドによって、導体１０５を患者の治療領域の形状および／または磁気刺激装置（例えば強磁性コアを有する磁石）の形状に適合することが可能となる。柔軟性回路パッド１０６は、システム１００が動作する位置にこのパッド（すなわち従って導体１０５）を取り付けることを可能にする接着材を有することもできる。また、柔軟性回路パッド１０６は、導体１０５と治療領域間の電気エネルギー伝導を可能にする伝導性ゲルを有することもできる。この伝導性ゲルを、除去可能な紙またはプラスチックのシール（図示せず）で覆うことができ、このシールを除去することによって、前記伝導性ゲルを前記治療領域に接触させることができる。
【００１７】
柔軟性回路パッド１０６はコネクタを含むことができ、このコネクタはシステム１００（例えば信号処理装置１０４）の構成要素を容易に前記システムに取付けおよび取り外しすることを可能にする。加えて、柔軟性回路パッド１０６は、患者および／またはシステム１００の構成要素への望ましくない電気エネルギー伝導を防ぐための特定の絶縁材を有することができる。
【００１８】
柔軟性回路パッド１０６は、各処置ごとに１つの新しい柔軟性回路パッドを要求する電気的または物理的な廃棄機構を含むことができる。あるいは、前記廃棄機構は、特定の柔軟性回路パッドを特定回数使用することおよび／または特定患者が使用することを許可するものである。従って、前記廃棄機構は前記柔軟性回路パッド１０６の望ましくない再使用を防ぐことができ、従って、一人の患者あるいは多数の患者の両方にとっての前記柔軟性回路パッド１０６の衛生的な使用を可能とするものである。
【００１９】
動作中、患者の適切な刺激を行うために主刺激回路１０１に外部電源（図示せず）から電力が提供されると、電流（Ｉ）が主刺激回路１０１を流れる。主刺激回路１０１は、患者の特定の部位を治療するよう設計された１つまたは複数の磁場を生成する磁気刺激装置（例えば電磁石）（図示せず）に接続されている。図１が示すように、前記磁気刺激装置に電力を提供すると磁場１０８ａ〜ｆが生成される。
【００２０】
参照によりここに組み込まれる米国特許第５，７２５，４７１号明細書、第６，１３２，３６１号明細書、第６，０８６，５２５号明細書、および第６，４２５，８５２号明細書に記述されているように、磁場１０８ａ〜ｆの作用により、処置または治療目的のために患者の神経、組織、および筋肉などを刺激する。電流（Ｉ）は磁気刺激回路１０１を通り、導線１０７を介して誘導装置１０２へ到達する。誘導装置１０２は、主刺激回路１０１に直列および／または並列に配置すること、あるいは任意の直接または間接の連通構成で配置することができる。
【００２１】
誘導装置１０２は、前記磁気刺激回路１０１に到達する電流（Ｉ）に基づく誘導電気値を受信することにより、前記磁気刺激回路１０１に提供される電流（Ｉ）を感知するよう動作する。例えば、誘導装置１０２が受信する前記値は、アンペア単位の電流（Ｉ）の変動を電流の変動が起きている時間で割ったものに比例する誘導電圧である場合がある。これは数学的にＥ＝Ｌｄｉ／ｄｔと表され、ここでＥは誘導電圧、ｄｉは電流の変動、ｄｔは電流の変動が起きている時間、Ｌは前記誘導装置１０２の電気誘導特性を表す。１実施形態において、前記誘導電圧を、例えば、増幅器１０３に提供することができる。増幅器１０３は、システム１００および信号処理装置１０４が要求する誘導電圧Ｅを操作（例えば前記電圧を上げる）するよう動作する。
【００２２】
信号処理装置１０４は増幅された誘導電圧信号を増幅器１０３から受信し、システム１００の特徴に依存する前記信号をさらに操作するよう動作することができる。例えば、信号処理装置１０４は、増幅器１０３からの信号の極性を逆にするよう動作することができる。これにより、前記磁気刺激装置によって生成される磁場および／または電場は、導体１０５によって生成される磁場および／または電場に対し実質的に異極性となる。
【００２３】
また、信号処理装置１０４は、磁気刺激装置および導体１０５によって生成される場が、実質的に同時のタイミングで確実に生成されるよう動作する。具体的には、信号処理装置１０４は前記磁気刺激装置に電力を供給する回路から信号を受信するので、信号処理装置１０４は、前記磁気刺激装置がゲートされるのと同時に前記信号を導体１０５に「ゲート」する（または導体１０５に対し前記信号を有効化する）ように動作することができる。これにより、前記磁気刺激装置からの場は、導体１０５からの場が存在するのと実質的に同時に存在することになる。場を同期することにより、導体１０５からの場が前記磁気刺激装置からの場の望ましくない影響を除去または低減する能力をさらに促進することができる。
【００２４】
従って、増幅器１０３および／または信号処理装置１０４は、前記磁気刺激装置および導体１０５からの場の望ましい相殺を（例えばｒＴＭＳの患者の頭皮またはその近くで）さらに促進する。信号処理装置１０４および／または増幅器１０３による信号の正確な操作は、システム１００、患者、治療領域、および導体１０５など様々なものの物理的特性および電気特性を含む多くの変数に依存することになる。増幅器１０３からの信号を受信することおよびその他の変数の性質を理解することによって、信号処理装置１０４は、適正な場を適正な時に適正な位置で生成するために、導体１０５に適正な信号のタイミングおよび強度を提供するよう適応することができる。
【００２５】
ｒＴＭＳまたはＴＭＳの場合の１実施形態のみにおいて、患者の頭部の特定の位置に刺激磁石を適用することにより、この特定の患者の神経細胞に影響を与えるために要求される最低限の誘導電流を決定することが可能である。例えば、前記患者の身体は適切な用量に反応して動く場合があるので、結果を特定しやすい患者の運動中枢を「テスト」位置とすることができる。前記運動中枢での適正な用量が決定されたら、柔軟性回路パッド１０６が取り付けられた刺激磁石を、前記患者のうつ病の治療に必要な、神経細胞に影響を与えるための特定の治療位置に配置することができる。
【００２６】
次に、信号処理装置１０４は導体１０５に信号（例えば時間変動する信号）を提供することができる。導体１０５に前記信号を提供することにより導体１０５に電流が流れ、それによって前記各導体の近くに電場が生成される。この電場を用いることにより、磁気刺激装置によって生成される、患者に不快感を与える電場および磁場を、それら磁場の望ましい治療効果に悪影響を及ぼさずに相殺することができる。例えば、ｒＴＭＳまたはＴＭＳの場合、導体１０５によって生成される電場および／または磁場は、治療が望まれる部位（例えば脳）の範囲内で前記磁気刺激装置によって生成される磁場の効能を低減せずに、頭皮表面で前記磁気刺激装置によって生成される、患者に不快感を与える磁場を除去および／または低減するように設計することが可能である。
【００２７】
導体１０５によって生成される磁場が治療の有用性を下げずに患者の不快感を確実に軽減するよう、システム１００の特定の特徴を変化させることができる。限定する意図はないが、そのような変数としては、導体１０５の電気特性（例えば導電性）および物理的特性（例えば表面積）が含まれる。信号処理装置１０４は、前記磁気刺激装置が患者に与える不快感を減らすために導体１０５が働くレベルまでその印加電圧信号を上昇および／または下降させるように設計することができる。また、増幅器１０３は、誘導電圧信号を上下に増幅するように設計することができる。システム１００が上述の特徴の変化の任意の組み合わせを含むものであることを理解すべきである。
【００２８】
システム１００の特徴への依存に加え、システムのどの特徴がどの程度変化するかは、患者の特定の性質に依存する場合がある。例えば、ｒＴＭＳまたはＴＭＳの場合、そのような特定の性質として、患者頭部の形およびサイズ、患者頭部の毛髪の量および密度、治療が望まれる頭蓋の特定領域などが含まれる（ただし限定せず）。
【００２９】
図２は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図２が示すように、システム２００は、多くの導体２０２ａ〜ｅを有する柔軟性回路パッド１０６を含む。柔軟性回路パッド１０６は、システム２００が動作する位置に前記パッド（およびそれに伴いその導体）を取付けることを可能にする接着材を有することができる。導体２０２は小型電極でよく、最大寸法は約５ｍｍである。また、導体の電気特性（例えば導電性）および物理的特性（例えばサイズおよび形）は、患者の治療領域に対する、柔軟性回路パッド１０６への前記導体の配置に依存して変化する場合がある。各導体２０２は、１若しくはそれ以上の導線２０５ａ〜ｆを介して１若しくはそれ以上のピックアップループ２０４と連通している。導体２０２は、１若しくはそれ以上の導線２０６を介して１若しくはそれ以上のピックアップループ２０４への別の接続を持つことができる。これらの例において、導線２０６を用いて導体２０２に電位または電位差を生成することができる。また、導線２０６を地電位（治療中の患者と離して、あるいは前記患者にアースして）に接続して電位差を生成することもできる。各導体２０２に生成される電圧は、望ましい電場を生成する。明確に示すために図２には１本の導線２０６のみが図示されているが、各導体２０２に同様の電圧基準接続を取り付けることが可能であることを理解すべきである。
【００３０】
ピックアップループ２０４は、任意の特定の形（例えばまっすぐな導線、ループ状コイルなど）を有する任意の導電体でよい。また、導線２０５ａ〜ｆは、ピックアップループ２０４から導体２０２へ電気信号を伝達することができる任意の導電体でよい。ピックアップループ２０４および導線２０５を柔軟性回路パッド１０６と一体化してもよい。また、ピックアップループ２０４および導線２０５は、動作中様々な治療位置に移動可能なように、柔軟性回路パッド１０６から独立した個別構成要素とすることもできる。
【００３１】
図１を参照して説明したように、電流（Ｉ）を磁気刺激装置（図示せず）に印加することによって、患者に医療処置を提供するよう設計されたパルス磁場（磁束密度Ｂを有する）を生成する。動作中、ピックアップループ２０４は前記パルス磁場の範囲内または近く、あるいはその治療場に比例する同様の磁場内の任意の場所に位置づけることができる。前記治療場は、２０３ａ〜ｆとしてその磁束線が図示されている表面組織に電場（Ｅ１）を誘導する。この電場（Ｅ１）はｄＢ／ｄｔに比例する。図の磁場の磁束線（Ｂ）はこれらの電場線に直交する。
【００３２】
前記ピックアップループは、導体２０５を介して直接（または間接）に電極（２０２ａ〜ｅ）と接地基準点（または第２の電極）間に接続することができる。磁場がピックアップループ２０４を横切るにつれ、電流がピックアップループ２０４に生成され、前記接続された電極間に、前記電極の近くの特定の部位にかけて−ｄＢ／ｄｔおよび−ｄｌ／ｄｔに比例する電圧が確立される。この電圧は前記電極間の表面組織に比例的電場（Ｅ２）を生成する。この印加電場（Ｅ２）は、誘導電場（Ｅ１）に反比例するように設計されるので、これらの場が重なるところで差分が生じ、その結果、不快感の望ましい軽減が得られる。
【００３３】
相殺電場（Ｅ２）を効果的に分布させるために、複数の電極が用いられる。この場合、磁気刺激装置によって生成される磁場に比例する、ピックアップループ２０４によって生成される電圧を、導線２０５を介して各導体２０２に提供することができる。結果として、それらいくつかの導体２０２間に電圧を確立することが可能であり、それに相当する電場が各導体２０２間に生成される。導体２０２によって生成される電場は、患者（例えば患者の頭皮）への望ましくない刺激を軽減すると同時に、前記磁気刺激装置の磁場によって生成される望ましい刺激（例えば脳内）を維持するように設計される。例えば、経頭蓋磁気刺激の場合、導体２０２によって生成される電場の動作により、前記頭皮表面の近くでの前記磁気刺激装置の磁場の影響を軽減しつつ前記電磁石の磁場が頭部により深く浸透して望ましくは脳を刺激するようにすることが可能である。
【００３４】
導体２０２によって生成される場の望ましい強度および位置は、前述したように、患者およびシステム２００の特徴に依存して変化させることができる。導体２０２によって生成される電場の強度および位置を変えるための技術として限定はしないが、回転数の調整、またはピックアップループ２０４の断面積によって、あるいは図３のシステム３００で説明するように前記ピックアップループと前記電極間を増幅装置（例えば変圧器）で干渉することによって、電場を変動させることができる。導体２０２によって生成される電場の強度を変動させる別の技法は、１つ以上のピックアップループを用い、ピックアップループの位置をその磁場に対して変えることである。
【００３５】
前記磁気刺激装置によって生成される磁場強度を感知することにより、ピックアップループ２０４は、前記磁気刺激装置（例えばＴＭＳ）の望ましい治療効果をもたらしつつ前記磁気刺激装置の望ましくない効果を除去または低減できる場を（導体２０２との連通を介して）生成することができる。導体２０２によって生成される場の正確なサイズおよび位置は、当業者に周知のように、導体２０２および前記磁気刺激装置によって生成される相当する場をベクトル加算することによって決定することができる。
【００３６】
図２Ａは、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。具体的には、図２Ａは、図２が図示する構成とは異なるピックアップコイルと導体配置の構成を図示する。図２Ａが図示するように、導体２０９ａ〜ｆは柔軟性回路パッド１０６上に分布される。導体２０９はピックアップコイル２１０ａ〜ｄとも連通する。導線２０７ａ〜ｄの各々は導体２０９からそれぞれピックアップコイル２１０ａ〜ｆに接続される。また、ピックアップコイル２１０ａ〜ｄはそれぞれ導線２０８ａ〜ｄを介して電圧基準点（例えば接地基準）に接続される。前記電圧基準を単独に提供すること、前記柔軟性回路パッドの一部として提供すること、および／または治療中の患者に取り付けて提供することができる。
【００３７】
動作中、各ピックアップコイル２１０は特定の決定された電圧値を各導体２０９に提供する。ピックアップコイル２１０によって提供される正確な電圧値は、磁気刺激装置（図示せず）の望ましくない影響を相殺するために各導体２０９によって生成されることが望まれる電場および／または磁場に基づく場合がある。前記電圧値は、導体２０９のサイズと構造およびピックアップコイル２１０のサイズと構造に依存して変化するように作ることができる。例えば、可能な電圧値を図２Ａに示す。これらの電圧値は例示と詳細な説明の提供を目的として提供されているに過ぎない。
【００３８】
１実施形態のみにおいて、例えば、ピックアップコイル２１０ｄは導体２０９ｅおよび２０９ｆの各々に−２ボルトを提供することができる。また、ピックアップコイル２１０ｃは、ピックアップコイル２１０ｂが導体２０９ｃに＋１ボルトを提供する間に導体２０９に−１ボルトを提供することもできる。導体２０９ａおよび２０９ｂはピックアップコイル２１０ａから各々＋２ボルトを受信することができる。電圧値および電圧の極性は、各導体２０９に生成されることが望まれる電場および／または磁場に基づく場合がある。例えば、より大きい望ましくない場強度が導体２０９ｃおよび２０９ｄの位置で磁気刺激装置によって生成されたことを認識し、より高い電圧値（例えば５ボルト）を前記導体２０９ｃおよび２０９ｄに印加することができる。また、同様の電圧でありながら異なる極性を確立すれば、導体は直列（例えば２０９ａとｂ、２０９ｃとｄ、および２９０ｅとｆ）で機能して望ましい場を生成することができる。
【００３９】
図２Ａに図示されていないが、各導体２０９に個別に電位を生成できることを理解すべきである。具体的には、電位（例えば地電位）を１若しくはそれ以上の導体２０９に生成して望ましい場を生成することができる。また、コイル２１０および導体２０９の数が特定の適用に依存して変化することを理解すべきである。
【００４０】
図３は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図３が示すように、システム３００は図２を参照して説明したシステム２００と類似している。システム２００に図示した構成要素に加え、システム３００は、導線３０２を介してピックアップループ２０４と連通する信号処理装置３０１も含む。図１を参照して説明した信号処理装置１０４と同じく、信号処理装置３０１は、ピックアップループ２０４で誘導されて導体２０２に提供される電圧および／または電流を操作するように動作可能である。具体的には、システム３００の特徴に依存し、患者に使用中の磁気刺激装置（図示せず）の治療効果を下げることなく前記装置によって引き起こされる不快感を軽減するために十分な磁場を導体２０５が生成できるレベルまで、この誘導される電圧および／または電流の信号を上昇および／または下降させるように信号処理装置３０１を設計することができる。
【００４１】
ピックアップループ２０４の特徴に関し図２を参照して説明したように、導体２０２によって生成される電場を変動させるために用いられる調整の代わりに、あるいは前記調整と組み合わせて、信号処理装置３０１の設計および出力を用いることができる。図１を参照して説明した増幅器１０３と同様の増幅器（図示せず）は、信号処理装置３０１との組み合わせで前記誘導電圧信号を増幅して上昇および／または下降するように設計することができる。また、システム３００は、治療のための電気刺激によって生成される不快感を軽減するための適正な特徴を有する電場を導体２０２に生成させるために、上述した特徴を変化させた任意の組み合わせを含むことができる。例えば、信号処理装置３０１を用いるピックアップループ２０４からの信号を変化させるための柔軟性を有することにより、導体２０２の構造および配置の設計基準制限を緩和し、現場への導入実施をさらに促進することができる。
【００４２】
また、信号処理装置３０１は、異なる電圧および／または電流信号強度が各導体２０２に個別に印加されるように設計することもできると理解すべきである。この可変導体信号は、特定の構成において望ましい場合がある。例えば、図３が図示するように、電場線２０３ａおよび２０３ｄは、柔軟性回路パッド１０６の中心に向かって進むにつれ集束する。当業者に周知のように、電場線２０３ａおよび２０３ｄはこの位置でベクトル加算するので、（磁気刺激装置によって生成される）この位置の電場強度はシステム３００の他の位置の電場強度より大きくなる場合がある。
【００４３】
ｒＴＭＳおよび／またはＴＭＳの場合、より大きいこの電場強度は、例えばうつ病の治療のための理想的な刺激を脳に与えるという利益をもたらす場合がある。同時に、より大きいこの電場強度は、刺激を必要としない脳以外の組織、筋肉、および／または神経あるいは脳の他の部分における不快感を増大するという不利益ももたらす場合がある。従って、電場線２０３ａおよび２０３ｄが強化される場所での望ましくない効果を相殺するために、信号処理装置３０１は、他の導体に印加するより大きい電圧および／または電流信号を、この位置に位置する導体に印加することができる。例えば、電場線２０３ａおよび２０３ｄの強度が高まる場所に位置する導体２０２ｃは、他の導体が受信するより大きい電圧および／または電流信号を受信することができる。従って、信号処理装置３０１は、他の導体に比べて比較的大きい電場を導体２０２ｃに生成させることができる。
【００４４】
各導体２０２に提供される電流および／または電圧信号を変化させる信号処理装置３０１の能力について、場強度を例に用いて説明してきたが、この例は限定的なものではない。異なる信号を各導体２０２に提供するという決定が、その他の因子によってなされる場合があることを理解すべきである。例えば、柔軟性回路パッド１０６上の導体の配列に対する、治療を受ける患者の部位の生体構造または感度の結果として、信号処理装置３０１は、他の導体より大きいおよび／または小さい電流を導体２０２ａに提供する場合がある。また、別の例として、主電磁装置によって生成される磁束線が図３に図示するものと異なる場合があり、従って、信号処理装置３０１の設計により、より大きい電流および／または電圧信号を他の導体２０２に提供する場合もある。従って、前記説明が上記の例のいずれを限定することも意図せず、あくまでも明確化と説明を目的として提供されているものであることを理解すべきである。
【００４５】
図４は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図４に示すように、システム４００は、導体４０２ａ〜ｄを有する柔軟性回路パッド４０１を含む。導体４０２は柔軟性回路パッド４０１の中心に等間隔に図示されているが、導体は任意のサイズまたは形で、任意の構成に配列し、柔軟性回路パッド４０１の任意の位置に配置できることを理解すべきである。また、導体４０２は図で弧形に描かれているが、本発明は特定の形の導体に一切限定されないことを理解すべきである。例えば、導体４０２は、図１〜３に描いた形や円形コイル形など、任意の形を有することができる。導体４０２も共通コネクタ４０３に接続される。共通コネクタ４０３は、例えば地電圧レベルのような基準電圧レベルを提供することができる。また、前述したように、前述の磁気刺激装置（図示せず）は磁束線４０４ａ〜ｆを生成する。
【００４６】
動作中、システム４００は遮へい技術を用いて、前記磁気刺激装置が生成する場であり治療目的（例えばｒＴＭＳおよびＴＭＳ）に用いられる場４０４ａ〜ｆの電場効果を低減および／または再分布する。具体的には、前述したように、磁束線４０４は患者の神経、筋肉、および組織に電流を誘導する電場を生成する。これら神経、筋肉、および組織の特定のものをこの誘導電流によって望ましく刺激することができる（例えばｒＴＭＳおよびＴＭＳでの脳）。しかし、前記磁気刺激装置によって生成される前記誘導電流によって、特定の他の神経、筋肉、および組織（例えばｒＴＭＳおよびＴＭＳでの頭皮）に望ましくない刺激を与える場合がある。
【００４７】
導体４０２は患者の表面組織で電流を乱すことにより、システム４００が前記患者の生体構造の特定の部分に望ましい刺激を与えつつ前記患者の他の部分の望ましくない刺激を軽減または除去するように動作する。具体的には、特定の物理的特性および／または電気特性で導体４０２を設計することにより、望ましくない誘導電流が流れることになる前記患者の部分より少ない抵抗の経路を前記誘導電流に与えるようにすることができる。結果として、導体４０２は前記患者の特定部分に誘導される望ましくない誘導電流を削減または除去する一方、前記患者の別の部分に誘導される望ましい電流が流れるように動作する。
【００４８】
多くの因子および変数に基づき、より少ない抵抗の経路を提供するように、導体４０２の性質を設計することができる。例えば、導体４０２の伝導性の増加は、治療中の患者の特定の部分に対する導体４０２の物理的特性および／または電気特性を変化させることによって達成できる。また、磁場４０４ａ〜ｆの方向および強度に対する導体４０２の形および構成を変化させることにより（例えば導体４０２を図４のように曲げることができる）、導体４０２がより低い抵抗のより大きい伝導経路を提供できるようにすることができる。加えて、導体４０２の構成および形（例えば曲線形）によって、導体を電場線４０４ａ〜ｆに対して実質的に垂直配列とし、その誘導電場によって引き起こされる電流をより多く「捉え」、その捉えた電流をより受け入れ可能な位置に伝導し、感覚を最低限にするやり方で、表面に近接する組織に前記電流を再分布するようにできる。導体４０２の構成および形を決定することは患者への望ましくない誘導電流を適正に低減または除去するために必要な場合があるが、本発明が前記導体の特定の形または構成に一切限定されず、すべての可能な形および構成を含むことを理解すべきである。
【００４９】
ｒＴＭＳおよびＴＭＳの場合、導体４０２は、頭部または頭皮の表面のより近くに存在する組織、神経、および筋肉から遠ざかるように電流を方向転換するための電気特性および物理的特性を有することができる。これを実現するための１つの方法として、前記表面に近接する組織、神経、および筋肉の代表的若しくは特定の導電性を決定し、導体４０２が必要に応じてそれと同等またはそれ以上の導電性を有するように導体４０２を設計することができる。また、導体４０２の電気的および物理的特性の設計によって電流の方向転換をすることが可能であり、前記方向転換された電流が、治療中の脳組織に誘導される望ましい治療電流を有意に干渉することなく前記表面に近接する組織、神経、および筋肉を刺激するようにすることができる。
【００５０】
図の導体４０２は共通コネクタ４０３に接続されているが、１若しくはそれ以上の任意の導体４０２が互いに独立に動作できること、あるいは１つだけの導体を用いることができることを理解すべきである。例えば、ｒＴＭＳおよびＴＭＳの場合、頭皮の他の前頭領域に比べて三叉神経は特に電気刺激に感受性が高いことは当業者に周知である。従って、１若しくはそれ以上の導体４０２を三叉神経に近接していっしょに若しくは独立に動作し、近くの任意の電場の方向を変えることができる。また、特定の導体４０２を三叉神経専用とし、三叉神経を特に保護することもできる。加えて、三叉神経の場合、１実施形態のみにおいて、１若しくは複数の前記導体４０２を三叉神経の上に直接配置し、前記神経の方向と一貫した方向で患者に直接取り付けることが可能であり、こうすることにより、前記１若しくは複数の導体の配列、位置づけ、および構成をカスタマイズして局所的に例えば三叉神経のような特定の組織、筋肉、または神経を保護することができる。三叉神経の保護を中心に説明をしてきたが、任意の感受性がより高いあるいはより低い部分若しくは単に保護が望まれる患者の部分に、１若しくはそれ以上の導体を配置できることを理解すべきである。加えて、１若しくはそれ以上の導体を患者に配置する工程を、図１〜３を参照して説明した他の任意の技術と組み合わせることができると理解すべきである。
【００５１】
図５は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図５が示すように、システム５００は、患者の頭部５０２の上および磁気刺激装置５０１（例えば強磁性コアを有する磁石）の下に位置する伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂを含む。また、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂは信号処理装置５０６と連通し、この信号処理装置は電源５０７から電力を受け取る。図５において、磁気刺激装置５０１および伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂの配置は患者の頭部５０２に対する特定の構成で図示されているが、この構成は限定することを意図するものではなく、明確化および説明を目的として１例を提供しているに過ぎない。例えば、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂは患者の頭部５０２および／または磁気刺激装置５０１のいずれとも直接または間接に接触することができる。さらに、５０３ａおよび５０３ｂを患者の頭部５０２と磁気刺激装置５０１間以外の場所に位置づけることもできる。また、磁気刺激装置５０１は弧形の強磁性コアを有する磁石として図示されているが、磁気刺激を生成することができる任意の装置を含むことができることを理解すべきである。
【００５２】
電圧および／または電流が磁気刺激装置５０１に印加されると、磁束線５０５ａ〜ｄを有する磁場が磁気刺激装置５０１の極間に生成される。磁気刺激装置５０１によって生成される、磁束線５０５ａ〜ｄを有するパルス磁場は、５０４ａ〜ｅによって表される電場も生成する。当然、図１〜４の場合と同じく、磁束線５０５ａ〜ｄおよび電場５０４ａ〜ｅの図は、単に本発明の説明を目的としており、あくまでもそのような性質を表すものに過ぎない。
【００５３】
図５に示すように、電場５０４ａ〜ｅは磁気刺激装置５０１から離れるにつれて分散される。しかし、磁気刺激装置５０１の極間に位置する患者の頭部５０２の上部（または前記磁気刺激装置の位置および構成によっては別の位置）において、前記電場線５０４ａ〜ｅは互いにより近くに配置される。また、当業者に周知のように、電場の強度は電場源から離れる距離の２乗で減少する。電場のこれら２つの周知の特性は、患者の頭部５０２の上部および磁気刺激装置５０１の極間で比較的強い電場の存在を生成する。結果として、この比較的強い電場は比較的大きい電流を患者の頭部５０２の上部に位置する表面に近接する組織、筋肉、および神経に誘導する。場合によっては、この比較的大きい電流は患者の生体構造の特定の部分（例えば頭皮）の不快感を増大させることがある。システム５００は伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂを用いて、患者の不快感の軽減を助ける。
【００５４】
伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂは信号処理装置５０６を介して電源５０７から電力を受け取る。伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂが電気エネルギーを受信すると、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂによって別の磁場（Ｂ２、図示せず）が生成される。伝導コイルによって（電源５０７および信号処理装置５０６との協力によって）生成される前記磁場（Ｂ２）を、磁束線５０４ａ〜ｅを低減、除去、または相殺するように設計することにより、電場５０４ａ〜ｅおよび磁束線５０５ａ〜ｄによって患者の頭部５０２の一部に誘導される電流が引き起こす不快感を除去することができる。磁気刺激装置５０１によって生成される磁場（Ｂ）が表面に与える影響を十分に相殺するために要求される伝導コイル５０３の磁場（Ｂ２）の位置、サイズ、および強度は、具体的な状況およびシステム５００の構造によって異なる場合がある。例えば、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂによって生成される必要な相殺磁場（Ｂ２）は、磁気刺激装置５０１の患者、構造、および位置、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂのサイズおよび構造、およびその他の可変状況によって異なる場合がある。また、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂを主磁気刺激装置と反対の方向に巻回することもできる。
【００５５】
磁気刺激装置５０１によって生成される場の望ましくない影響を十分に相殺するためにシステム５００に必要な変化を可能にする数多くの方法および技術がある。例えば、信号処理装置５０６は磁気刺激装置５０１および／またはその電場または磁場からの応答信号（図示せず）を受信することによって、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂから適正なサイズの磁場を生成することができる。この応答は、磁気刺激装置５０１との直接接続を介して提供するか、あるいは磁気刺激装置５０１に供給される電流を受信することによって提供することができる。この入力を用い、信号処理装置５０６は伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂに提供される電力のレベルを変動させ、それによってその結果生じる相殺場を変動させることができる。代替手段として、患者の反応または他の信号応答に基づき、あるいは任意に、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂへの電流レベルをその操作者が手動で調整することができる。
【００５６】
また、配列、位置、および構成を特定の状況に応じて変化させることができる。例えば、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂの回転数またはループ数は、磁気刺激装置５０１の出力に基づき異なる場合がある。また、図５が示すように、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂの面を、磁気刺激装置５０１によって生成される磁場および／または磁気刺激装置５０１自体に直交させることができる。加えて、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂは、特定の断面積および／または縦横比を有するように設計することができる。
【００５７】
また、信号処理装置５０６および電源５０７が図示されているが、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂのサイズおよび構造を、望ましい磁場強度が伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂ自体によって生成されるように設計することができる。この設計は、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂの電気特性（伝導性、場飽和レベル、磁束線５０４ａ〜ｅが伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂに与える影響、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂの望ましくない発熱など）に基づく場合がある。伝導コイルは空芯、あるいは３％ケイ素鋼またはバナジウムパーメンジュールのような材料製の強磁性コアを有することができる。これらは伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂを生成するために使用可能な材料の例に過ぎない。
【００５８】
伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂによって生成される正しい相殺磁場に到達するための上述の技術は、これらまたは他の任意の技術の組み合わせによって達成することができると理解すべきである。また、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂによって生成されるこの相殺磁場のサイズおよび位置は、表面に近接する組織、筋肉、および神経に対する不快感の原因となる影響を低減しつつ、より深部の要素（例えば脳）に対する磁束線５０５ａ〜ｄの治療効果に悪影響を及ぼさないようなサイズおよび位置にすることができると理解すべきである。例えば、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂの形状は、その磁場が患者に深く浸透しないように変化させることができる（例えば空芯コイル）。別の例として、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂに提供される電流を最低限にすることにより、比較的弱い磁場を生成することができる。
【００５９】
また、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂはコイルアレイでもよいことを理解すべきである。この例において、各コイルは、操作を受けるように設計された磁気刺激装置５０１の磁場の部分に依存して、類似または異なる物理的特性および電気特性を有することができる。加えて、そのようなアレイの各コイルは、現在値、経験的に決定される値、感知される応答、その操作者への患者の反応、または前記操作者による独立した手動の設定に基づき信号処理装置５０６によって設定される別途調整可能な電流駆動レベルを有することができる。
【００６０】
前記コイルは患者の頭部５０２に直接または間接に取り付けること、および／または磁気刺激装置５０１に直接または間接に取り付けることができる。また、システム５００は、遮へい技術を用いて、強磁性コア５０１の動作に悪影響を与えないよう伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂによって生成される磁場を遮断または低減すること、あるいは刺激場（Ｂ）と前記伝導コイルとの結合を最低限にすることができる。例えば、システム５００は、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂと磁気刺激装置５０１に近接しておよび／またはそれらの間に配置された磁気シールド（図示せず）を含むことにより、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂと磁気刺激装置５０１間の磁場を低減または除去することができる。そのような磁気シールドを例えばフェライト材で製作することができる。
【００６１】
図５が示す構成要素は限定的なものではなく、説明を目的として提供されているに過ぎない。その他の構成要素が望ましい場合もある。例えば、伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂ間の連通が分路装置を通過することにより、望ましくない伝導エネルギーが信号処理装置５０６に戻されることが一切ないようにすることができる。
【００６２】
図６は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図６が示すように、システム６００は、患者の頭部５０２の上および磁気刺激装置５０１の下に位置する１若しくはそれ以上のフェライトパッド６０１を含む。フェライトパッド６０１のこの物理的構成は説明と明確さのために例示されているのであって、そのような構成を限定的に代表するものではないことを理解すべきである。例えば、図５を参照して説明した伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂと同じく、フェライトパッド６０１は磁気刺激装置５０１と患者の頭部５０２間に位置づけることができる。また、説明したように、フェライトパッド６０１は患者の頭部５０２に直接および／または間接に取り付けること、および／または磁気刺激装置５０１に直接または間接に接続することができる。加えて、フェライトパッド６０１の数および配置は一切の特定の構成に限定されず、本明細書に記述される他の任意の方法と併用することができる。
【００６３】
フェライトパッド６０１は磁気刺激装置５０１によって生成される磁場および磁束線５０４ａ〜ｅを効果的に「吸収」するよう動作する。具体的には、フェライトパッド６０１を、表面に近接する組織を刺激する磁束線５０４ａ〜ｅを相殺、低減、および／または吸収する一方で、治療目的のために患者により深く浸透する磁束線が実質的に影響を受けずに通過できるように設計および構築することができる。また、フェライト材を用いるフェライトパッド６０１は、通常、低い伝導性を有するので、渦電流の誘導、およびそれに伴って生じる、磁気刺激装置５０１により生成される治療磁場の加熱または一時的乱れを奨励しない。システム６００についてフェライト材を例として説明したが、これらのパッドはその他の非フェライト材および／またはフェライト材と非フェライト材の組み合わせで製造することも可能であると理解すべきである。
【００６４】
図６が示す構成要素は限定的なものではなく、説明を目的として提供されているに過ぎない。その他の構成要素が望ましい場合もある。例えば、磁気刺激装置５０１からの磁場に反応して、フェライトパッド６０１は磁気刺激装置５０１に向かう望ましくない場を生成する場合がある。そのような望ましくない場は磁気刺激装置５０１の動作および／または効率に影響を与える場合がある。例えば、そのような場は期待されるレベルと異なるレベルで磁気刺激装置５０１の飽和を引き起こす場合がある。従って、その他の構成要素を用いてフェライトパッド６０１から磁気刺激装置５０１へ向かう場を遮断または減衰することができる。そのような遮断技術を一方的または実質的に一方的なものとなるように設計し、前記場を磁気刺激装置５０１からフェライトパッド６０１へ通過させる一方で、フェライトパッドから磁気刺激装置５０１へ向かう場を遮断することができる。
【００６５】
図２５は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図２５が示すように、システム２５００は、患者の頭部５０２の上および磁気刺激装置５０１の下に位置する１若しくはそれ以上の磁性材料２５０１を含む。磁性材料２５０１のこの物理的構成は説明と明確化のために例示されているのであって、そのような構成を限定的に表すものではないことを理解すべきである。例えば、図５を参照して説明した伝導コイル５０３ａおよび５０３ｂと同じく、磁性材料２５０１は磁気刺激装置と患者の頭部５０２間に配置することができる。また、説明したように、磁性材料２５０１は患者の頭部５０２に直接または間接に取り付けること、および／または磁気刺激装置５０１に直接または間接に取り付けることができる。また、磁性材料２５０１を磁気刺激装置５０１の一部とすることおよび／または前記刺激装置に接続することができる。例えば、磁気刺激装置５０１は、磁性材料２５０１の特性を有する特定の部分と共に製造することができる。意図される実施形態は磁性材料２５０１の特定の配置に限定されない。加えて、磁性材料２５０１の数および配置は一切の特定の構成に限定されず、本明細書に記述された他の任意の方法と併用することができる。
【００６６】
また、磁性材料２５０１は図２５に図示する形以外の形を取ることができる。例えば、円形磁性材料の代わりに、前記材料を、患者の頭部および／または磁気刺激装置５０１の任意の部分にかかる連続構造とすることができる。そのような構造は、例えばブロックおよび／またはシートの形を取ることができる。また、この構造は直線でも、患者の頭部の形に沿うよう部分的曲線部を有するものでもよい。また、この構造は、治療対象となる生体構造の別の部分に沿う、別のカスタマイズされた形状を有することもできる。１実施形態のみにおいて、例えば、前記磁性材料は直径０．１インチ、長さ３インチを有する鋼線ケーブルを３本含むことができる。従って、本明細書の説明において磁性材料２５０１を参照する場合、その実施形態は導線形式以外のそのようなすべての形式を含むものと理解すべきである。
【００６７】
磁性材料２５０１は磁気刺激装置５０１によって生成される磁場および磁束線の部分を効果的に「吸収する」および／または経路変更するように動作する。具体的には、磁性材料２５０１は、そのままでは表面に近接する組織を刺激することになる特定の磁束線２５０２ａ〜ｄを相殺、低減、吸収、および／または経路変更する一方で、治療目的のための他の磁束線５０５ａ〜ｄが実質的に影響を受けずに望ましく患者の深部に浸透するように設計および構築することができる。磁性材料２５０１の正確な位置および配置は、磁束線が修正されるべきである生体構造の部分に応じて調整および／または移動することができる。例えば、場合によっては磁性材料２５０１を頭皮にできるだけ近く配置することが望ましく、別の場合には磁性材料２５０１を磁気刺激装置により近づけて配置することが望ましい場合がある。また、磁性材料２５０１を治療領域沿いに、より低い刺激を要求する位置に移動することができる（例えば、頭皮線に沿ってさらに下に移動する）。その正確な位置は、患者の生体構造の特定の位置における磁場の測定強度に依存して変化する場合がある。例えば、（例えば前記磁気刺激装置の設計に基づき）より強い生成場を相殺するために磁性材料２５０１を患者の頭部の上に配置すること、および場合によっては前記磁場に対する感度がより高い生体構造の部分に配置することが望ましい場合がある。
【００６８】
また、磁性材料２５０１は、磁束線の吸収および／または方向転換を可能にする任意のタイプの材料または組成で作製することができる。例えば、フェライト材を用いることにより、磁性材料２５０１は前記磁束線の方向転換をする一方で、比較的低い伝導性を許容し、誘導渦電流、およびそれに伴う、磁気刺激装置５０１によって生成される治療磁場の加熱または一時的な乱れを低減することができる。また、磁性材料２５０１は、渦電流によって生じる加熱をより低減するために、分散された空隙を有するコア構造を有する粉末状鉄材料によって作製することもできる。システム２５００についてフェライト材の場合を例として説明してきたが、前記パッドは他の非フェライト材および／またはフェライト材と非フェライト材との組み合わせで作ることもできると理解すべきである。
【００６９】
図２５が示す構成要素は限定的なものではなく、説明を目的として提供されているに過ぎない。その他の構成要素が望ましい場合もある。例えば、磁気刺激装置５０１からの磁場に反応して、磁性材料２５０１は磁気刺激装置５０１に向かう望ましくない場を生成する場合がある。そのような望ましくない場は磁気刺激装置５０１の動作および／または効率に影響を与える場合がある。例えば、そのような場は期待されるレベルと異なるレベルで磁気刺激装置５０１の飽和を引き起こす場合がある。従って、その他の構成要素を用いて磁性材料２５０１から磁気刺激装置５０１へ向かう場を遮断または減衰することができる。そのような遮断技術を一方的または実質的に一方的なものとなるように設計し、前記場を磁気刺激装置５０１から磁性材料２５０１へ通過させる一方で、磁性材料２５０１から磁気刺激装置５０１へ向かう場を遮断することができる。
【００７０】
図２６は、磁気刺激装置５０１によって生成される磁束線に磁性材料２５０１が与える影響を視覚的に図示する。図２６が示すように、通常、前記磁束線は磁性材料２５０１の下すなわち患者の頭皮上を通り、磁性材料２５０１に向けて方向転換される。より暗い陰影部によって図に示されているように、磁束線の増加に従い、生成される磁場は磁性材料２５０１の中および周囲で大きくなる。従って、前記磁場を磁性材料２５０１に向けて方向付けることにより、磁性材料２５０１に近接した領域で、より低い磁場が患者に向けて方向付けられる。
【００７１】
図２７は、距離に応じて磁性材料２５０１が前記磁場に与える影響を図示する。図２７が示すように、点線は磁性材料２５０１が存在する（すなわち「分路がある」）場合の磁場を示し、実線は磁性材料２５０１が存在しない（すなわち「分路がない」）場合の磁場を示す。図示するように、磁性材料２５０１は、より短い距離（例えば患者の頭皮の近く）で磁場を増加または上昇させるが、より長距離（例えば頭蓋および脳の近く）では基本的に磁場に影響を与えない。このグラフから、グラフ上で点線が実線の下になる部分すなわち磁場が望ましく減少することを示す部分によって表される距離に頭皮を置くことが望ましいと考えられる。
【００７２】
図７は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図７が示すように、システム７００は、患者の頭部７０６に磁場（図示せず）を生成するために刺激回路７０３から電力を受信する磁気刺激装置７０２を含む。前述したように、磁気刺激装置７０２は、例えばＴＭＳを用いて行ううつ病の治療のような特定の利益のある治療効果のために患者に電流を誘導する磁場を生成する。しかしながら、同じ磁場が、表面に近接する組織、神経、および筋肉に望ましくない電流を誘導することによって、患者の不快感も生成する。
【００７３】
患者の近くまたは患者（および場合によっては患者と磁気刺激装置７０２間）に位置する表面コイル７０１を用いて、磁気刺激装置７０２によって生成される磁場の望ましくない影響を相殺、除去、または低減することができる。具体的には、表面コイル７０１は、磁気刺激装置７０２によって生成される、表面に近接する組織、神経、および筋肉に望ましくない刺激を与える作用をする磁場の部分を相殺する独自の磁場を生成することができる。また、表面コイル７０１によって生成される磁場の値は、磁気刺激装置７０２によって生成される治療値を有する磁場が実質的な干渉を受けずに引き続き患者に届けられる値にすることができる。
【００７４】
例えば表面コイル７０１によって生成される磁場の強度およびタイミングは、多くの技術を用いて生成することができる。これらの技術は図１〜４を参照して説明した例と同様である。これらの技術について説明するが、これらの例は明確さと詳細な説明を目的として提供されるのであり、本発明が意図する限定的な例を提供することを意図するものではないと理解されるべきである。
【００７５】
１実施形態において、例えば、電源７０５は電力を信号発生器７０４に提供する。次に、信号発生器７０４は、表面コイル７０１から磁場を生成するために表面コイル７０１に信号（例えば電流および／または電圧信号）を送信する。表面コイル７０１からの磁場に要求される強度および位置は、信号発生器７０４または電源７０５によって変化する場合がある。信号発生器７０４は、表面コイル７０１によって生成される場の発火を磁気刺激装置７０２によって生成される場の発火と同期するために必要なタイミングを適用することもできる。また、表面コイル７０１の物理的特性および電気特性も変化することができる。
【００７６】
別の実施形態において、例えば、刺激回路７０３からの電流を誘導することによって稼動電力およびタイミングを信号発生器７０４に提供することができる。これにより、信号発生器７０４は磁気刺激装置７０２に提供される電流の発火および値を示す信号を受信することになる。この電流値を信号発生器７０４が翻訳することによって、表面コイル７０１によって生成される磁場の適正な強度およびタイミングを生成することができる。この電流は、刺激装置回路７０３を介して磁気刺激装置７０２に提供される電流を誘導することができる（従って測定できる）誘導装置（図示せず）を用いて刺激装置回路７０３から誘導することができる。
【００７７】
別の実施形態において、例えば、表面コイル７０１は任意の外部信号発生器および電源から独立して動作し、磁気刺激装置７０２によって生成される磁場に基づき単純にその磁場を生成することができる。この技術の使用は表面コイル７０１の電気的および物理的特性に焦点を当てている。具体的には、表面コイル７０１は、磁気刺激装置７０２によって生成される磁場に対し、治療磁場を患者に浸透させる一方で表面に近接する神経、組織、および筋肉に望ましくない刺激を与える磁場を除去または低減する方法で反応するように設計することができる。
【００７８】
図１〜４を参照して説明したように、表面コイル７０１は、柔軟性回路パッドを治療位置に装着することを可能にする接着材を有する柔軟性回路パッドの一部とすることができる。あるいは、表面コイル７０１を磁気刺激装置７０２に取り付けることができる。また、複数の表面コイル７０１を用いる場合は、一部の表面コイルを柔軟性回路パッドに取り付け、他の表面コイルを磁気刺激装置７０２に取り付けることができる。
【００７９】
図８は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。図８が示すように、システム８００は電極８０２ａおよび８０２ｂと連通する電源８０１を含む。図８には２つの電極が図示されているが、任意の数の電極を使用できると理解すべきである。
【００８０】
上述したように、磁気刺激装置５０１は磁束線５０５ａ〜ｄを生成し、これら磁束線は電場５０４ａ〜ｅを生成する。電場５０４ａ〜ｅは患者の頭部５０２上およびその内部に望ましい電流と望ましくない電流の両方を誘導する。システム８００は前記望ましくない電流によって生成される不快感を克服する一方で、前記望ましい電流が患者に治療効果を与え続けることを可能にする。具体的には、電源８０１は電極８０２へ電力（すなわち電流および／または電圧）を提供する。電極８０２は電源８０１からの電力を患者の頭部５０２に伝導する。
【００８１】
電極８０２に提供される電力は実質的に一定である若しくは時間変動する。前記電力が実質的に一定である場合、電極８０２を介して患者の頭部５０２に伝導される前記電力は、電極８０２間または電極８０２の近くの患者の神経、筋肉、および組織に実質的に、一定の電場を生成する。電極８０２によって生成される電場は特定の細胞（すなわち磁気刺激装置５０１によって望ましくない刺激を受ける細胞）にバイアスをかける強度を有することができる。このバイアスレベルは、前記細胞がそれらの細胞の脱分極レベルの近くまたはそれより高いレベルでバイアスされるようなレベルにすることができる。前記細胞の脱分極レベルの近くまたは前記脱分極レベルで前記細胞にバイアスをかけることにより、例えば電解質が前記細胞に沿って再分布されるので、その細胞膜を横切って輸送される前記電解質の能力が低減される。前記細胞膜を横切って輸送される前記電解質の能力を低減することは、前記細胞が磁気刺激装置５０１によって生成される誘導電場に繰り返し反応する能力を損なわせることになるので、磁気刺激装置５０１によって可能なそれらの細胞の刺激を軽減することになる。結果として、治療中に患者が感じる不快感は軽減される。この例について、実質的に一定の電源の場合を挙げて説明してきたが、治療全体を通じてその電力を印加する必要はなく、例えば、治療のための磁気刺激に対応するパルスの開始後の任意の点で停止してもよいと理解すべきである。
【００８２】
前記磁気刺激が印加されたときに提供される実質的に一定の電力供給に加えて、若しくはその代わりに、電源８０１によって提供される電力を時間変動性にすることができる。電源８０１からの時間変動性の信号を用いて、磁気刺激装置５０１による望ましくない刺激を受ける筋肉、組織、および／または神経を脱感作することができる。具体的には、電源８０１の設計により特定の神経、筋肉、および／または組織を予め（すなわち磁気刺激装置５０１による治療パルスの印加の前に）刺激することにより、前記治療パルスに対してそれらが非治療的な望ましくない反応をする能力を低下することができる。
【００８３】
例えば、ＴＭＳの場合、皮質神経の反応時定数は５０〜１００マイクロ秒であり、末梢神経（例えば頭皮）の反応時定数は２００〜３００マイクロ秒である。末梢神経は皮質神経より回復に時間がかかるので、前記治療磁気刺激の印加の直前に前記末梢神経を刺激することは、前記治療磁気刺激に対して前記末梢神経が反応する能力を低下させ、従って前記治療磁気刺激の結果として患者が感じる不快感を軽減する。
【００８４】
システム８００について、患者の頭部５０２と直接接触する電極の場合を挙げて説明したが、システム８００は、例えば表面刺激コイルを使用して、誘導的に患者に電気エネルギーを印加することも可能なものと理解すべきである。さらに、システム８００について、皮質神経およびその末梢神経の場合を挙げて説明したが、システム８００は、刺激を受けることが望まれる神経が刺激を受けることが望まれない神経と同等またはより速い反応時間を有する任意の状況に適用可能なものと理解すべきである。加えて、患者に提供されるバイアスまたは脱感作に必要なタイミングおよび頻度は、前記患者の特徴および磁気刺激装置５０１の特徴を含む多くの因子によって異なる場合があることを理解すべきである。
【００８５】
システム８００は、磁気刺激装置５０１による望ましくない刺激を受ける神経、筋肉、および組織を脱感作する作用を持つ薬剤との組み合わせで用いることも、あるいは前記薬剤から独立に用いることもできる。例えば、局所用薬剤または注入用薬剤を用いて、前記磁気刺激から前記神経、筋肉、および組織を脱感作または隔離することができる。そのような手順は、例えば、鎮痛剤、筋肉弛緩剤、または筋麻痺剤を含むことができる。これらの薬剤は磁気刺激装置５０１からの治療措置の前に適用することができる。
【００８６】
図９は、経皮的磁気刺激を用いて患者を治療するための技術９００を図示する工程系統図である。図９が示すように、工程９０１で磁場は患者の治療領域に方向付けられる。工程９０２で前記患者および／または磁気刺激装置を含むことができる前記治療領域に柔軟性回路パッドが適用される。工程９０３で伝導性ゲル材料が前記柔軟性回路パッドと前記患者間に適用される。工程９０４で前記患者は磁場で治療される。
【００８７】
図１０は、経皮的磁気刺激を用いて患者を治療するための技術１０００を図示する工程系統図である。図１０が示すように、工程１００１で、脳の一部を磁気刺激する。工程１００２で、信号が導体に提供され、工程１００３で、電場および／または磁場が前記導体によって生成される。工程１００４で、前記電場および／または磁場の強度および位置が前記磁気刺激に応じて調整される。工程１００５で、皮膚に近接する刺激が、前記導体によって生成される電場および／または磁場を用いて軽減および／または除去される。工程１００６で、前記患者は前記磁気刺激で治療される。技術１０００の工程は、図１〜８を参照して説明したシステムまたは任意の他のシステムを用いて達成することができる。
【００８８】
図１１〜１８に、その他の可能な導体構成を示す。ここでも、そのような構成は限定する意図によるものではなく、より詳細な説明を提供することを意図するものだと理解すべきである。本発明は図示される任意の構成、およびそれらの構成の任意の組み合わせを含むことができる。
【００８９】
上述したように、前記導体の配置および構成は、前記刺激装置の特徴、前記患者の特徴、および前記導体の特徴などを含む様々な多くの変数に依存するものである。本発明はそのようなすべての可能な構成を含むものであるが、図１９は、さらなる明確さと説明のために１つの具体的な例を提供する。図１９が図示する１実施形態において、磁性コア装置を、部分的半球形で約２２０度伸びるように構築すること、およびケイ素鋼を積層した構造にすることができる。この１実施例において、前記磁性コア装置を電線規格（Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｗｉｒｅ  Ｇａｕｇｅ：ＡＷＧ）第８号の電線で８回巻回することができる。前記磁性コア装置は、１．７テスラで飽和するＭ−１９鋼を有することもできる。また、前記コアを、１００％電力で供給される３６００アンペアのピーク電流に相当する２０，３６４ＡＴ（ＲＭＳ）で励起することもできる。また、前記電流の周波数を、１９２マイクロ秒に相当する５２０８Ｈｚにすることもできる。
【００９０】
この装置によって生成される磁場は骨を容易に貫通する。前記磁場が脳に望ましい刺激を与えるが頭皮近くの神経、筋肉、および組織に望ましくない刺激も与えるというＴＭＳの場合での３次元の場の解析を図１９に図示する。図１９が示すように、電場は磁性コア装置１９０１によって生成される磁場の周囲を回る。磁性コア装置１９０１によって生成される電場は円形であるが、その導体によって生成される電場は、前記導体によって生成される局所的な場を除き、通常、円形ではない。
【００９１】
図２０は２つの導体２００１および２００２の１つの可能な配置を示す。導体２００１および２００２の、前記磁性コア装置１９０１に対する位置関係が図示されているが、前記導体を、例えば患者の頭部など任意の物体との関係において位置づけることができると理解すべきである。この特定の例において、約１０ボルトの電圧を導体２００１に印加し、約−５ボルトの電圧を電極２００２に印加することができる。
【００９２】
四角２００３および２００４が囲む部位は、磁性コア装置１９０１によって生成される望ましくない場を導体２００１および２００２によって生成される場が効果的に相殺または低減する領域を示す。また、導体２００１および２００２に印加される電圧を変動することにより、望ましい部位における前記場の最適な相殺または低減を達成することができる。四角２００５で囲んだ部位のように、前記場の最適な低減または除去が行われない部位もある場合がある。
【００９３】
最適な導体のサイズ、構成、および位置を決定するために、磁性コア装置１９０１、導体２００１、および導体２００２によって生成される電場を数多くの特定の点または位置で考慮し、それに従って解析することができる。３つのすべての源からの、表面の任意の点における電場は、次の等式で表すことができる。
【００９４】
【数１】
2009513258.tif 000003
【００９５】
また、前記場の合計は次の等式で表すことができる。
【００９６】
【数２】
2009513258.tif 000004
【００９７】
ＥｍａｇＡは、特定の点で磁性コア装置１９０１によって生成される電場の値を表す。同様に、ＥｅｌｅｃＡおよびＥｅｌｅｃＢは、同じまたは同様の特定の点でそれぞれ導体２００１および導体２００２によって生成される電場の値をそれぞれ表す。また、Ｅｚは縦電場、ＥＮは方位場を表す。コンピュータシミュレーションを行い、導体２００１および導体２００２を位置、サイズ、および構成で変動させ、望ましい位置における望ましくない場の最適な場の相殺を決定することができる。例えば、導体２００１および導体２００２を縦に移動すること、方位角に伸ばすこと、およびそれらの寸法を調整することができる。また、前記等式を用いて、導体２００１（ＶＡ）および導体２００２（ＶＢ）に印加する最適な電圧を決定することもできる。
【００９８】
図２１は、磁性コア装置１９０１によって生成される場を低減するために１対の導体２１０１および２１０２のみを用いる実施形態を図示する。通常、１対の導体を用いて、前記装置が最も強い場の濃度を生成する領域（例えば、磁性コア装置１９０１の場合、そのコアの軸に沿う領域）における場を低減または減衰することができる。導体２１０１および２１０２を横切る電圧は３．８３ボルトに設定することができ、各導体を約１／８インチの厚みにすることができる。その励起信号は５．２ｋＨｚで２０，３６４ＡＴ（アンペアターン）とすることができる。導体２１０１および導体２１０２は、各々、磁性コア装置１９０１の中線の約０．８インチ上および下に配置される。磁性コア装置１９０１から４分の１部分を切り取ることにより、見やすくする。
【００９９】
図２２は、導体２１０１および２１０２による相殺がある場合とない場合の磁性コア装置１９０１によって生成される電場の比較を図で表したものである。具体的には、図２２が示すように、導体の存在は磁性コア装置１９０１の電場パターンをΘ＝０でコア軸沿いに折る。結果として、表面にかけての場のピークは、相殺がない場合の４．９１ボルト／センチメートルから相殺がある場合の約４．４６ボルト／センチメートルに降下する。
【０１００】
図２３は、磁性コア装置１９０１によって生成される場を低減するために６つの導体２３０１〜２３０６が用いられる実施形態を図示する。この特定の例において、前記６つの導体は、導体２３０１と２３０２との対および導体２３０３〜２３０６の集合を有する２対の電圧を作る。図２３に示すように、各導体２３０３〜２３０６は磁性コア装置１９０１の中線の約１．５６２５インチ上および下に置かれる。また、各導体２３０１および２３０２は磁性コア装置１９０１の中線の約０．８１２５インチ上および下に置かれる。各導体２３０１および２３０２の幅は２．５２インチであり、各導体２３０３〜２３０６の幅は１．１７インチとすることができる。１．８６ボルトの電圧を導体２３０１と２３０２間に生成し、３．３７ボルトの電圧を導体２３０３〜２３０６の任意の対の間に生成することができる。加えて、導体２３０１〜２３０６の厚みを１／８インチにすることができる。
【０１０１】
図２３が図示する導体の構成の場合、磁性コア装置１９０１のピークの表面場は、相殺のない場合の４．９１ボルト／センチメートルから相殺がある場合の４．３６ボルト／センチメートルに低減され得る。
【０１０２】
上述したように、望ましい相殺を最大限にするために、前記導体への電圧の波形を、前記刺激装置によって生成される場の生成とタイミング調整するべきである。具体的には、前記導体に提供される電圧を前記刺激装置内の電流とタイミング調整することができる。図２５は、そのような可能なタイミング構成の１実施例のみを提供する。図２５が示すように、図１９〜２４を参照して説明した磁性コア装置および刺激回路を用いて、例えば、電圧信号を前記導体に適用する適正なタイミングを、上述したＴＭＳの例に関して考慮することができる。
【０１０３】
上述したように、皮膚に誘導される電圧は、磁場の微分値に比例する。また、通常、前記刺激装置の伝導性は比較的小さいので、前記刺激装置によって生成される磁場の微分値は、前記刺激装置に提供される電流の微分値と実質的に同様である。図２４で、上のグラフは、時間に応じて磁性コア装置１９０１の電流が正弦的に減衰することを示している。下のグラフは、場の相殺および／または低減を実現するために必要な、随伴する導体電位を示す。電流で示されている電流はゼロで始まっているが、電極の電圧はゼロで始まっていない。表Ｉは、異なる構成での導体電圧値を前記コアの電流と共に示す１例を提供する。顕著な点は、前記磁性コアの励起電流が一定の基準で増減するにつれ、必ず前記導体の電圧も一定の基準で増減することである。
【０１０４】
【表１】
2009513258.tif 000005
【０１０５】
【表２】
2009513258.tif 000006
【０１０６】
例示した前述の例示的実施形態は、単に説明を目的として提供されているのであって、本発明を限定するものと解釈されるべきではないことを理解すべきである。本明細書に用いられている用語は、説明および例示の用語であり、限定的な用語ではない。さらに、本明細書に記載した利点および目的は、本発明を実施する各々の実施形態すべてによって実現されるとは限らない。さらに、本明細書において、特定の構造、材料、および／または実施形態を参照して本発明について説明したが、本明細書に開示している特定のものに本発明を限定する意図はない。むしろ、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれるようなすべての機能的に均等な構造、方法、および用途に適用されるものである。本明細書の教示を理解する当業者は、そこに様々な修正を加えることが可能であり、本発明の範囲および意図から逸脱しない範囲で変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】図１は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための技術を図示するブロック図である。
【図２】図２は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図３】図３は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図４】図４は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図５】図５は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図６】図６は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図７】図７は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図８】図８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図９】図９は、経皮的刺激を用いて患者を治療するための技術を図示する工程系統図である。
【図１０】図１０は、経皮的刺激を用いて患者を治療するための技術を図示する工程系統図である。
【図１１】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１２】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１３】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１４】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１５】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１６】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１７】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１８】図１１〜１８は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための可能な追加的導体構成を図示する。
【図１９】図１９は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の可能な導体構成の例を提供する。
【図２０】図２０および２１は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための２つの導体を配置する際の構成の１例を図示する。
【図２１】図２０および２１は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための２つの導体を配置する際の構成の１例を図示する。
【図２２】図２２は、磁性コア装置によって生成される電場の比較を図示するものであり、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための２つの導体の配置による相殺がある場合とない場合との両方を示す。
【図２３】図２３および２４は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための磁性コア装置によって生成される場を小さくするために用いられる６つの導体を有する実施形態を図示する。
【図２４】図２３および２４は、経皮的刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための磁性コア装置によって生成される場を小さくするために用いられる６つの導体を有する実施形態を図示する。
【図２５】図２５は、電気刺激によって引き起こされる不快感を軽減するための別の技術を図示するブロック図である。
【図２６】図２６は、磁気刺激装置によって生成される磁束に導体が与える影響を視覚的に示す図である。
【図２７】図２７は、距離に応じて導体が磁場に与える影響を図示する。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【国際調査報告】
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