(57)【要約】      （修正有）【課題】内側脳領域または外側脳領域に位置特異的である、深部ＴＭＳのために特別に設計されたコイルを提供する。【解決手段】内側脳領域または外側脳領域に位置特異的な経頭蓋磁気刺激コイルは、第１の方向に電流フローを有する複数の離隔している刺激用エレメント２０、２２と、第１の方向と反対の第２の方向に電流フローを有する複数のリターン・エレメント４０、４２とを用いて設計される。複数の刺激用エレメントは、コイルの中心軸の周りに分散される。【選択図】図６
2019088854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気刺激のためのコイルであって、前記コイルは、
ベース部であって、
ベース部右側およびベース部左側を定義する中心軸であって、前記ベース部右側は、前記中心軸の右側に置かれ、前記ベース部左側は、前記中心軸の左側に置かれた、前記中心軸と、
複数の右側刺激用エレメントであって、前記右側刺激用エレメントは、前記ベース部右側に置かれ、前記複数の右側刺激用エレメントは、実質的に第１の方向に電流を運ぶように構成された、前記右側刺激用エレメントと、
複数の左側刺激用エレメントであって、前記左側刺激用エレメントは、前記ベース部左側に置かれ、前記複数の左側刺激用エレメントは、実質的に前記第１の方向に電流を運ぶように構成された、前記左側刺激用エレメントと、
を含む前記ベース部と、
リターン部であって、
複数の右側リターン・エレメントであって、前記右側リターン・エレメントのそれぞれは、前記複数の右側刺激用エレメントのうちの１つに対応し、前記複数の右側リターン・エレメントのそれぞれは、実質的に第２の方向に電流を運ぶように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に対して反対方向である、前記右側リターン・エレメントと、
複数の左側リターン・エレメントであって、前記左側リターン・エレメントのそれぞれは、前記複数の左側刺激用エレメントのうちの１つに対応し、前記複数の左側リターン・エレメントのそれぞれは、実質的に第２の方向に電流を運ぶように構成され、前記第２の方向は、前記第１の方向に対して反対方向である、前記左側リターン・エレメントと、
を含み、
前記リターン部は、前記ベース部からある距離離隔している、
前記リターン部と、
を備える、コイル。
【請求項２】
前記複数の右側刺激用エレメントは、前記複数の左側刺激用エレメントの数に等しい数のエレメントを含む、請求項１に記載のコイル。
【請求項３】
前記複数の右側刺激用エレメントは、互いに離隔し、前記複数の左側刺激用エレメントは、互いに離隔している、請求項１に記載のコイル。
【請求項４】
前記複数の右側刺激用エレメントは、互いに一様に離隔している、可変的に離隔している、または周期的に離隔している、のうちの少なくとも１つである、請求項３に記載のコイル。
【請求項５】
前記複数の右側刺激用エレメントは、刺激用エレメントの複数の右側群を含み、前記複数の右側群は、互いに離隔している、請求項４に記載のコイル。
【請求項６】
前記複数の右側群は、互いに一様に離隔している、可変的に離隔している、または周期的に離隔している、のうちの少なくとも１つである、請求項５に記載のコイル。
【請求項７】
前記複数の左側刺激用エレメントは、互いに一様に離隔している、可変的に離隔している、または周期的に離隔している、のうちの少なくとも１つである、請求項３に記載のコイル。
【請求項８】
前記複数の左側刺激用エレメントは、刺激用エレメントの複数の左側群を含み、前記複数の左側群は、互いに離隔している、請求項７に記載のコイル。
【請求項９】
前記複数の左側群は、互いに一様に離隔している、可変的に離隔している、または周期的に離隔している、のうちの少なくとも１つである、請求項５に記載のコイル。
【請求項１０】
前記ベース部は、前記ベース部が配置された表面の形状に追随しうるフレキシブル材料からなる、請求項１に記載のコイル。
【請求項１１】
前記複数の右側リターン・エレメントは、互いに離隔し、前記複数の左側リターン・エレメントは、互いに離隔している、請求項１に記載のコイル。
【請求項１２】
前記複数の右側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分と接触するように構成され、前記複数の右側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成され、前記左側リターン・エレメントのすべては、体の部分と接触するように構成される；前記複数の右側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分と接触するように構成され、前記複数の右側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成され、前記左側リターン・エレメントのすべては、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成される；前記複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分と接触するように構成され、前記複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成され、前記右側リターン・エレメントのすべては、体の部分と接触するように構成される；および前記複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分と接触するように構成され、前記複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成され、前記右側リターン・エレメントのすべては、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成される、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のコイル。
【請求項１３】
前記複数の右側リターン・エレメントのうちのいくつかおよび前記複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分と接触するように構成される；前記複数の右側リターン・エレメントのうちのいくつかおよび前記複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成される；前記複数の右側リターン・エレメントおよび前記左側リターン・エレメントのすべては、体の部分と接触するように構成される；および前記複数の右側リターン・エレメントおよび前記左側リターン・エレメントのすべては、体の部分からある距離をおいて配置されるように構成される、のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載のコイル。
【請求項１４】
前記ベース部は、第１のベース部および第２のベース部を含み、前記第１のベース部は、第１の中心軸、前記第１の中心軸の右側の複数の右側刺激用エレメント、前記第１の中心軸の左側の複数の左側刺激用エレメントを含み、前記第２のベース部は、第２の中心軸、前記第２の中心軸の右側の複数の右側刺激用エレメント、前記第２の中心軸の左側の複数の左側刺激用エレメントを含む、請求項１に記載のコイル。
【請求項１５】
前記第１の中心軸は、前記第２の中心軸とは異なる方向に沿って延びる、請求項１４に記載のコイル。
【請求項１６】
前記第１の中心軸は、前記第２の中心軸に実質的に垂直である、請求項１５に記載のコイル。
【請求項１７】
神経生理学状態を治療するための方法であって、
神経生理学状態に苦しむ被験者を同定するステップと、
前記被験者の頭上にコイルを配置するステップであって、前記コイルは、中心軸と前記中心軸の２つの側の右および左側刺激用エレメントと前記右および左側刺激用エレメントにそれぞれ対応する右および左側リターン部とを含む、ステップと、
前記被験者の脳の深部領域を刺激するために前記コイルを活性化するステップと
を備える、方法。
【請求項１８】
前記神経生理学状態は、うつ病、双極性障害、分裂病、ＰＴＳＤ、パーキンソン病、アルツハイマー病、軽度認知障害、自閉症、アスペルガー症候群、多発性硬化症、ＡＬＳ、トゥレット症候群、眼瞼痙攣、発作、慢性痛、摂食障害、肥満症、拒食症、過食症、喫煙中毒、薬物中毒、アルコール中毒または賭博を含む任意の中毒、ＡＤＨＤ、ＯＣＤ、てんかん、偏頭痛、耳鳴のうちの少なくとも１つである、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内側または外側脳領域を刺激するための一群の深部経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ：ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）は、脳、または他のヒト器官に短い磁気パルスを印加し、それによって神経構造を活性化するために用いられる非侵襲性技術である。パルスは、患者の外部に配置した（例えば、脳治療のために頭皮上に配置した）電磁コイルに刺激装置によって高電流を通過させることにより与えられ、その下にある組織に電流を誘導し、それによって局在性軸索脱分極を生成する。この技術は、様々な神経行動学的および神経学的障害に対する潜在的に有望な治療選択肢となるのみならず、中枢神経系研究における主要なツールとなった。
【０００３】
大部分の既知のＴＭＳコイルは、脳皮質における表層脳領域を刺激するが、コイルからの距離の関数としての誘導電磁界の減衰率が高い。従って、深い方の神経構造に作用する有効性は低い。誘導電界の強度が大幅に増加すれば、深い方の神経構造を刺激することが可能であろう。とは言え、かかる増加した強度での操作は、痙攣および組織に対する生理学的損傷のリスクを増加させかねない。
【０００４】
表層領域の最小限の刺激を伴う深部脳ＴＭＳのための方法は、深部脳刺激を可能にし、一方では副作用を最小限に抑える、特許文献１に開示される。そこに記載されたデバイスは、ベースおよび延長部を含み、ベースは、電流フローの個々の経路のための個々の巻線を有し、延長部は、脳の他の領域の不要な刺激を最小限に抑えるように設計される。
【０００５】
しかしながら、他の脳領域への影響を最小限にするとともに深部神経構造を含む脳の特定領域を標的とすることができる、より特別に設計されたコイルに対するニーズが存在する。刺激されることが望ましい具体的な脳領域の例は、前帯状皮質、内側前頭前皮質、内側運動皮質、補足運動野（ＳＭＡ：ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  ｍｏｔｏｒ  ａｒｅａ）、運動前野（ＰＭＡ：ｐｒｅｍｏｔｏｒ  ａｒｅａ）、後帯状皮質、および楔前部における諸領域を含んだ内側脳領域である。他の例は、外側脳領域、例えば、外側前頭前皮質、島、嗅内皮質、側頭皮質領域および紡錘状回内の顔認識領域（ＦＦＡ：ｆｕｓｉｆｏｒｍ  ｆａｃｅ  ａｒｅａ）を含みうる。
【０００６】
このように、内側脳領域または外側脳領域に位置特異的である、深部ＴＭＳのために特別に設計されたコイルに対するニーズが存在する。コイルは、母集団の大部分に対して利用可能なＴＭＳ刺激装置を用いて所望の電界分布を脳内に誘導する必要があり、同時に、神経刺激を可能とするであろう電界強度を関連する脳組織内に誘導しなければならない。刺激強度は、被験者ごとの運動閾値に基づいて各被験者のそれぞれについて所定通りにキャリブレーションされる。従って、コイル効率は、関連する母集団の大部分に関する運動閾値および刺激強度が、利用可能な刺激装置電力出力に対して許容範囲内にあることを保証しなければならない。
【０００７】
コイル設計は、エネルギー消費、コイル加熱速度、小型および操作の容易さに関して効率的でなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許第７，４０７，４７８号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一実施形態に従って、経頭蓋磁気刺激のためのコイルが提供される。コイルは、中心軸の右側のベース部右側および中心軸の左側のベース部左側を定義する中心軸と、ベース部右側内に置かれ、第１の方向に電流を運ぶように構成された複数の右側刺激用エレメントと、ベース部左側内に置かれ、同じ第１の方向に電流を運ぶように構成された複数の左側刺激用エレメントとを有するベース部を含む。コイルはリターン部をさらに含み、リターン部は、複数の右側リターン・エレメントであって、右側リターン・エレメントのそれぞれは、複数の右側刺激用エレメントのうちの１つに対応し、複数の右側リターン・エレメントのそれぞれは、第１の方向と反対の第２の方向に電流を運ぶように構成された右側リターン・エレメントと、複数の左側リターン・エレメントであって、左側リターン・エレメントのそれぞれは、複数の左側刺激用エレメントのうちの１つに対応し、複数の左側リターン・エレメントのそれぞれは、第２の方向に電流を運ぶように構成された左側リターン・エレメントとを有し、前記リターン部は、前記ベース部からある距離離隔している。
【００１０】
本発明の実施形態において、ベース部は、ヒトの頭もしくは頭部、または別の体器官に対して相補的である。ベースは、関連する体器官（例えば、ヒトの頭もしくは頭部）に追随することが可能なフレキシビリティを有する。
【００１１】
ベースは、本明細書において「主方向（ｍａｉｎ  ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）」と呼ばれる、１つ以上の共通の方向に電流を運ぶ個々のエレメントを含む。この主方向に、体器官内で主な生理学的効果（例えば、神経刺激）が誘発される。これらのエレメントは、狭いセグメントに密集するのではなく、むしろ体器官の周りの様々な位置に分散される。いくつかの実施形態では、個々のエレメントがベース全体にわたって均一に分散される。他の実施形態では、いくつかまたはすべてのエレメントが群間にいくらか距離をおいた２つ以上の群に分けられてもよい。隣接するエレメント間の間隔は、一様、可変的、周期的（ｐｅｒｉｏｄｉｃ）またはその他であってもよい。いくつかまたはすべてのエレメントが群に分けられる実施形態では、隣接する群間もしくは群と隣接するエレメントとの間の間隔、および各群の幅は、ベース全体にわたって一様、可変的、周期的またはその他であってもよい。エレメントの任意の組み合わせまたは配置が本発明の範囲内に含まれ、固有の特徴は、エレメントが狭いセグメント内に密集しないことである。
【００１２】
主方向に電流を運ぶベース中の個々のエレメントは、それらの経路のすべてまたは実質的な部分において、すべてまたは大部分が関連する体器官（例えば、ヒト頭蓋の一部）に対して接線方向にある。深い方の脳領域における活性化の有効性を最適化するためには、誘導電界の非接線成分を最小限に抑えることが望ましい。誘導電界の方位は、一般に、交流電流を運ぶエレメントの方位に平行なため、特にベースおよびその近傍では、体器官（例えば、ヒト頭蓋）に対して接線方向にないコイル・エレメントの部分を最小限に抑えることが望ましい。
【００１３】
１つ以上の主方向と反対の方向に電流を運ぶコイル・エレメントは、ベースから離れて配置される。これらのエレメントは、本明細書では「リターン・エレメント（ｒｅｔｕｒｎ  ｅｌｅｍｅｎｔｓ）」と呼ばれる。いくつかの実施形態において、リターン・エレメントは、ベースに比べて、他の体器官または体器官の他の部分（例えば、他の頭部領域）に隣接して位置する。これらのリターン・エレメントは、「接触型リターン・エレメント」と称される。他の実施形態では、リターン・エレメントは、体からいくらか距離をおいて位置し、体と接触するようには構成されない。これらのリターン・エレメントは、「突出型リターン・エレメント」と称される。いくつかの実施形態において、リターン・エレメントのうちのいくつかは接触型であり、それらのうちのいくつかは突出型である。
【００１４】
リターン・エレメントは、ベースの、１つより多い側に位置してもよい。いくつかの実施形態において、コイルは、ベースの２つの側にリターン・エレメントを含む。他の実施形態では、コイルは、ベースの３つ以上の側にリターン・エレメントを含む。例として、ある実施形態は、ヒトの内側皮質を覆って位置する中央内側ベースと、中央ベースの左および右に位置するリターン・エレメントの２つの群とを含みうる。いくつかの実施形態において、これらのリターン・エレメントは、接触型であり、外側皮層領域に隣接する。他の実施形態では、これらのリターン・エレメントは、突出型であり、任意の脳領域からある距離をおいて位置する。さらに他の実施形態では、リターン・エレメントのうちのいくつかは接触型であり、いくつかは突出型である。いくつかの実施形態において、ベースの一方の側、すなわち、左のすべてのリターン・エレメントが接触型であるのに対して、他方の側のすべてのリターン・エレメントは突出型である。さらに他の実施形態では、ベースの両側、すなわち、左および右は、接触型および突出型リターン・エレメントの両方を含む。さらに他の実施形態では、ベースの一方の側、すなわち、右は、接触型および突出型リターン・エレメントの両方を含むのに対して、他方の側は、接触型リターン・エレメントのみもしくは突出型リターン・エレメントのみを含む。
【００１５】
ベースの定義は、電流を運ぶコイルの機能エレメントに関する。しかし、デバイスの他のエレメント、例えば、機械部品、ケースおよびカバーに関しては何も制限がない。従って、ベースのいくらかのエレメントは、追加のコイル・エレメント、例えば、リターン・エレメントおよび他のエレメントが入ったケースに入れられてもよい。例として、内側皮質領域を覆って配置されたベースをもち、ベースの左および右に２つの外側リターン部を有する中央ベース・コイルでは、ベースは、主方向に電流を導くエレメントの−左および右−２つの群を含みうる。いくつかの実施形態では、左群エレメントが左リターン・エレメントと一緒にケースに入れられてもよく、いくつかの実施形態では右群についても同様である。従って、機械的には、コイルは、そのそれぞれが中央ベース・エレメントおよびリターン・エレメントの両方を有する−左および右−２つの部分からなってもよい。それでも、機能的には、コイルは、主方向に電流を導くエレメントを含む中央ベースと、反対方向に電流を導くリターン・エレメントを含む、ベースの左および右の２つのリターン部とからなる。従って、刺激用エレメント、リターン・エレメントおよび接続用エレメントの定義は、これらのエレメントまたはそれらの部分の機能性に基づく。
【００１６】
コイルは、所望の電界分布を脳内に誘導する必要があり、同時に、神経刺激を誘発するのに十分に高い電界強度を関連する脳組織内に誘導しなければならない。
【００１７】
コイルのいくつかの特徴は、上記の目標を達成するために重要である。これらは、以下を含む。
【００１８】
１．ベース部エレメントの配置。この配置をコイル設計ごとおよび具体的な目標ごとに最適化しなければならない。２つの競合する究極目標の間に相互作用が生じうる：一方では、より良好な深さ侵入プロファイル、すなわち、表層領域と比較して深い方の標的脳領域におけるより高い相対電界、他方では標的脳領域におけるより高い絶対電界強度。非限定の例として、ベース部がエレメントの２つの群を含み、それらの間にいくらかの距離ｄがあると想定する。ｄが増加すると深さ侵入プロファイルは改善するであろうが、標的脳領域における絶対電界強度が減少しかねない。この強度は、市販の刺激装置を用いて母集団の大多数で標的神経構造に所望の生理学的効果を誘発させることが可能でなければならない。従って、他の構成パラメータのみならず、距離ｄをコイル設計ごとに最適化しなければならない。
【００１９】
２．ベース部に対するリターン部の位置。これらの部分間の距離を設計ごとに最適化しなければならない。短過ぎる距離は、リターン・エレメントの影響に起因して、標的脳領域における全誘導電界の減少をもたらすことになろう。長過ぎる距離は、長い接続用コイル・エレメントが必要になり、それらの影響を考慮しなければならない。そのうえ、容易な位置、ナビゲーションおよび頭を覆う配置に関してコイル・サイズを最適化しなければならない。
【００２０】
３．脳に対するリターン部の位置。リターン・エレメントは、近い方の脳領域に影響を及ぼす。リターン部の位置は、任意の脳構造に対するそれらの影響を考慮しなければならず、設計は、最小限の望ましくない副作用、例えば、運動活性化または痛みをもたらすものでなければならない。
【００２１】
４．リターン・エレメントのタイプ。リターン・エレメントは、先に定義した接触型または突出型のいずれかでありうる。接触型および突出型リターン・エレメントの間の比率は、様々な態様において非常に重要であり、具体的なコイル設計ごとに最適化しなければならない。一般に、突出型エレメントは、脳表面上に静電荷蓄積を誘導する。これは、標的脳領域に誘導される絶対電界の減少をもたらし、表層領域と比較して深い方の脳領域における相対電界強度の減少ももたらす。他方、接触型エレメントは、隣接する脳領域における影響を増加させうる。従って、それぞれの場合に精緻な最適化を行わなければならない。
【００２２】
５．突出型リターン・エレメントを含むコイルにおける、突出型リターン・エレメントの頭からの距離。より長い距離は、脳に対するリターン・エレメントの直接的な影響を減少させるが、リターン・エレメントに接続してそれらを頭から遠ざける、より長い非接線方向のコイル・エレメントの存在に起因して電荷蓄積を増加させる。この影響を考慮するために、それぞれの場合に精緻な最適化を行わなければならない。
【００２３】
６．総合的なコイル・インダクタンス。コイル巻線の数、長さ、構成およびパッキング・パラメータを所望の範囲のコイル・インダクタンスをもたらすように計画しなければならない。通常、ＴＭＳコイル・インダクタンスに関する所望の範囲は、１５および３０マイクロヘンリの間にある。高過ぎるインダクタンスは、コイルの有効性を減少させ、パルス幅を増加させかねず、しばしばコイル抵抗、エネルギー消費およびコイル加熱の増加と関連付けられる。小さ過ぎるインダクタンスは、刺激装置部品を損傷しかねない速い変化率の電流をもたらすことがある。
【００２４】
別に定義されない限り、本明細書に用いられるすべての技術および科学用語は、本発明が属する分野における当業者によって共通に理解されるのと同じ意味を有する。本発明の実施または試験には本明細書に記載されるのと同様または等価な方法および材料を用いることができるが、適切な方法および材料は、以下に記載される。競合の場合には、定義を含めて、本特許明細書を優先することになろう。加えて、材料、方法、および例は、例示的であるに過ぎず、限定を意図するものではない。
【００２５】
本発明の上記およびさらなる利点は、以下の記載を添付図面と併せて参照することによりさらによく理解できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態による、中央ベース・コイルに関する刺激の原理を示す略図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのベース部の略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのベース部の略図である。
【図２Ｃ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのベース部の略図である。
【図２Ｄ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのベース部の略図である。
【図２Ｅ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのベース部の略図である。
【図２Ｆ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのベース部の略図である。
【図３】本発明の実施形態による、図１に概略的に示される中央ベース・コイルのリターン部の図である。
【図４】頭の解剖学的区分の図である。
【図５】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図７】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図８】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１０】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１１】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１２】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１３Ａ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、それぞれ、頭への着脱状態で示される、コイルの斜視図である。
【図１３Ｂ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、それぞれ、頭への着脱状態で示される、コイルの斜視図である。
【図１４】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１５】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１６】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１７Ａ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１７Ｂ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１７Ｃ】本発明の実施形態による、図１に概略的に示されるような中央ベース・コイルの例である、コイルの斜視図である。
【図１８】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図５のコイルの電界分布マップの図である。
【図１９】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図６のコイルの電界分布マップの図である。
【図２０】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図７のコイルの電界分布マップの図である。
【図２１】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図８のコイルの電界分布マップの図である。
【図２２】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図９のコイルの電界分布マップの図である。
【図２３】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１０のコイルの電界分布マップの図である。
【図２４】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１１のコイルの電界分布マップの図である。
【図２５】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１２のコイルの電界分布マップの図である。
【図２６】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１３Ａおよび１３Ｂのコイルの電界分布マップの図である。
【図２７】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１４のコイルの電界分布マップの図である。
【図２８】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１５のコイルの電界分布マップの図である。
【図２９】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１６のコイルの電界分布マップの図である。
【図３０】ヒト頭部ファントムモデルで測定した図１７のコイルの電界分布マップの図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
当然のことながら、説明の簡潔さおよび明確さのために、図面に示されるエレメントは、必ずしも正確に、または縮尺通りには描かれていない。例えば、いくつかのエレメントの寸法が明確さのために他のエレメントに比べて誇張されることもあり、いくつかの物理的構成要素が１つの機能ブロックまたはエレメントに含められることもある。さらにまた、適切と思われるところでは、対応または類似するエレメントを示すために複数の図面のうちで参照数字が繰り返されることもある。そのうえ、図面に示されるブロックのうちのいくつかが単一の機能に組み合わされることもある。
【００２８】
以下の詳細な記載には、本発明の十分な理解を提供するために多くの具体的な詳細が提示される。本発明がこれらの具体的な詳細なしに実行できることを当業者は理解するであろう。他の事例では、本発明を曖昧にしないために、よく知られた方法、手順、構成要素および構造が詳細に記載されなかったこともある。
【００２９】
本発明は、深部ＴＭＳのための中央ベース・コイルおよびその使用方法を対象とする。本発明によるシステムおよび方法の原理ならびに操作は、図面および付随する記載を参照するとさらによく理解できる。
【００３０】
本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、以下の記載に提示されるか、または図面に示される構造の詳細および構成要素の配置にはその適用が限定されないことを理解すべきである。本発明は、他の実施形態あるいは様々な方法での実行または実施が可能である。また、本明細書に使用される表現および用語は、説明のためであり、限定的であると見做してはならないことを理解すべきである。
【００３１】
以下の各例は、特定の深部脳領域の効果的な活性化のために独自に設計されたコイル構造である。これらのコイルのそれぞれは、様々なコイル構成により脳に誘導される電界分布のコンピュータ・シミュレーション、様々なプロトタイプの構築およびそれらを用いた実験、生理的濃度の食塩水で満たされたファントム頭部モデルでの電界測定、ならびに特定の標的ごとに最適解を得るまでのコンピュータ・シミュレーションとファントム頭部測定との間の繰り返しを含む、複雑な開発プロセスの後に構成された。
【００３２】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイルに関する刺激の原理を示す略図である図１を参照する。図１に示される実施形態において、ベース・コイルの略図は、本発明の実施形態による中央ベース・コイルのエレメントを示すが、これらのエレメントの実際の外観を示すわけではない。図１に示されるように、中央ベース・コイル１０は、ベース部１２およびリターン部３２を含む。中心軸１４は、コイル１０の中央部を定義する。中心軸１４は、仮想軸としてよく、まっすぐでも曲線状であってもよく、本明細書では説明を目的として幾何学的方位に関して用いられることがすぐにわかるはずである。ベース部１２は、中心軸１４の右のベース部右側１６および中心軸１４の左のベース部左側１８を含む。右側および左側の方向は、解剖学的定義により定義される。従って、この図では、ベース部右側１６は図面の左側にあり、ベース部左側１８は図面の右側にある。ベース部右側１６は、電気の流れの方向を示すための矢印とともに図１に示される、複数の右側刺激用エレメント２０を含む。右側刺激用エレメント２０は、距離Ｄ１により互いに離隔している。ベース部左側１８は、電気の流れの方向を示すための矢印とともに図１に示される、複数の左側刺激用エレメント２２を含む。中心軸１４に対する左側刺激用エレメント２２の電気的刺激の方向は、右側刺激用エレメント２０の電気的刺激の方向と実質的に同じである。左側刺激用エレメント２２は、距離Ｄ２により互いに離隔している。
【００３３】
リターン部３２は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含む。リターン部右側３６は、複数の右側リターン・エレメント４０を含み、リターン部左側３８は、複数の左側リターン・エレメント４２を含む。右側および左側リターン・エレメント４０および４２は、電気の流れの方向を示すための矢印とともに図１に示される。右側および左側リターン・エレメント４０および４２のための電気の流れの方向は、中心軸１４に対して取った、右側および左側刺激用エレメント２０および２２のための電気の流れの方向と反対であることが図１からすぐにわかるはずである。接続用エレメント４４を経由して右側リターン・エレメント４０は右側刺激用エレメント２０に接続し、左側リターン・エレメント４２は左側刺激用エレメント２２に接続する。このように、一実施形態において、電流は、右側刺激用エレメント２０を通して刺激用方向と呼ばれる１つの方向に流れ、次に接続用エレメント４４を通して刺激用方向を横切る横方向に流れ、その後、リターン・エレメント４０を通して刺激用方向と反対のリターン方向と呼ばれる反対方向に流れる。いくつかの実施形態では、刺激用エレメント、接続用エレメントおよびリターン・エレメントのすべてまたはいくつかは、コイルの単一連続片からなり、コイルの単一片の異なる部分がそれらの場所および電流フローの方向により刺激用、接続用またはリターン・エレメントのいずれかとして設計される。
【００３４】
右側リターン・エレメント４０は、距離Ｄ３により互いに離隔している。左側リターン・エレメント４２は、距離Ｄ４により互いに離隔している。右側ベース部１６および右側リターン部３６は、距離Ｄ５により互いに離隔している。左側ベース部１８および左側リターン部３８は、距離Ｄ６により互いに離隔している。十分に大きい距離Ｄ５およびＤ６を有することにより、刺激される領域に対するリターン電流の影響を最小限に抑えることが可能である。いくつかの実施形態において、距離Ｄ５およびＤ６は、４から１０ｃｍの範囲内にある。他の実施形態では、距離Ｄ５およびＤ６は、６から８ｃｍの範囲内にある。距離Ｄ５およびＤ６は、同じあっても異なってもいずれでもよい。
【００３５】
次に、本発明の実施形態による、ベース部１２の略図である図２Ａ〜２Ｆを参照する。いくつかの実施形態では、図２Ａに示されるように、同じ数の右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２が用いられる。他の実施形態では、図２Ｂに示されるように、右側刺激用エレメント２０は、左側刺激用エレメント２２より多いかまたは少ない数の刺激用エレメントを含みうる。いくつかの実施形態では、図２Ｃに示されるように、右側刺激用エレメント２０の間の距離Ｄ１は、可変的であってもよい。いくつかの実施形態では、左側刺激用エレメント２２の間の距離Ｄ２は、可変的であってもよい。刺激用エレメントの間の距離Ｄ１および／またはＤ２は、一様、可変的または周期的（ｐｅｒｉｏｄｉｃ）であってもよい。いくつかの実施形態では、図２Ｃに示されるように、距離Ｄ１が可変的であり、一方でＤ２が一様であってもよく、またはその逆であってもよい。いくつかの実施形態では、右側および／または左側刺激用エレメント２０、２２は、複数の群を含みうる。図２Ｄに示されるように、複数の右側群２１および／または複数の左側群２３が含まれてもよい。群間の距離Ｄ７、Ｄ８は、一様、可変的または周期的であってもよい。いくつかの実施形態では、図２Ｅに示されるように、複数の中心軸１４が含まれてもよく、それぞれの中心軸１４は、異なる方向にあってもよく、右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２をもつそれ自体のベース部１２を含む。他の実施形態では、図２Ｆに示されるように、右側刺激用エレメント２０は、中心軸１４に対して左側刺激用エレメント２２からある垂直距離にある。本明細書に示される実施形態は、ベース部の非限定の例であり、本発明の範囲内に他の構成が同様に含まれてもよいことがすぐにわかるはずである。
【００３６】
次に、本発明の実施形態による、リターン部３２の図である図３を参照する。図３に示されるのは、リターン部右側３６であるが、リターン部左側が同様の構造を有しうることがすぐにわかるはずである。右側リターン・エレメント４０は、２つの異なる高さで示され、右側リターン・エレメント４０のうちのいくつかは、体の部分と接触するように構成される。これらの右側リターン・エレメント４０は、接触型リターン・エレメント５０と呼ばれる。右側リターン・エレメント４０のうちのいくつかは、体の部分から突出するように構成され、突出型リターン・エレメント５２と呼ばれる。突出型リターン・エレメント５２がコイル１０から突出するように構成されて、ベース部１２が接触するように構成された体の部分とそれらが接触しないように構成される限り、突出型リターン・エレメント５２は、ベース部１２からある垂直距離またはある水平距離にありうる。従って、接続用エレメント４４は、水平接続用エレメント４６であってもよく、もしくは垂直接続用エレメント４８であってもよく、またはリターン部３２をベース部１２に接続するために必要とされるような追加の構成を有してもよい。
【００３７】
いくつかの実施形態では、複数の右側リターン・エレメント４０のうちのいくつかは、接触型リターン・エレメント５０であり、複数の右側リターン・エレメント４０のうちのいくつかは、突出型リターン・エレメント５２である。いくつかの実施形態では、複数の右側リターン・エレメント４０のすべてが接触型リターン・エレメント５０である。いくつかの実施形態では、複数の右側リターン・エレメント４０のすべてが突出型リターン・エレメント５２である。いくつかの実施形態では、複数の左側リターン・エレメント４２のうちのいくつかは、接触型リターン・エレメント５０であり、複数の左側リターン・エレメント４２のうちのいくつかは、突出型リターン・エレメント５２である。いくつかの実施形態では、複数の左側リターン・エレメント４２のすべてが接触型リターン・エレメント５０である。いくつかの実施形態では、複数の左側リターン・エレメント４２のすべてが突出型リターン・エレメント５２である。右側リターン・エレメント４０および左側リターン・エレメント４２は、同じタイプまたは互いに異なるタイプであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、右側リターン・エレメント４０のすべてが接触型リターン・エレメント５０であり、一方で複数の左側リターン・エレメント４２のうちのいくつかは、接触型リターン・エレメント５０であり、複数の左側リターン・エレメントのうちのいくつかは、突出型リターン・エレメント５２である。他の実施形態では、右および左側リターン・エレメント４０および４２のすべてが接触型リターン・エレメント５０である。突出型および／または接触型リターン・エレメントの任意の組み合わせが可能であり、本発明の範囲内に含まれる。
【００３８】
次に、頭１００の解剖学的区分の図である図４を参照する。本発明を説明するために、頭１００は、４つの区分、すなわち、頭１００の前部における前頭部１０２、前頭部１０２の後ろの頭１００の頂部における頭頂部１０４、頭１００の脇の側頭部１０６、および頭１００の後部における後頭部１０８を有する。中央ベース・コイル１０は、頭１００の一方の側に右側刺激用エレメントおよび頭１００の他方の側に左側刺激用エレメントを伴って中心軸１４が頭１００の中央に置かれるように構成される。他の実施形態では、中心軸１４は、頭１００の異なる位置、例えば、側頭部１０６に置かれ、右および左側刺激用エレメント２０および２２も側頭部１０６上に置かれてもよく、または頭１００上の異なる位置に置かれてもよい。このように、例えば、ベース部１２は、前−後中心線に沿って中心軸１４が延びるようにして前頭部１０２上に置かれてもよい。別の実施形態では、ベース部１２は、後−前中心線に沿って中心軸１４が延びるようにして側頭部１０６上に置かれてもよい。さらに別の実施形態では、ベース部１２は、後−前中心線に沿って中心軸１４が延びるようにして頭頂部１０４上に置かれてもよい。さらに別の実施形態では、ベース部１２は、外側−内側線に沿って中心軸１４が延びるようにして前頭部１０２上に置かれてもよい。このようにして、ベース部１２は、中心軸１４の両側で脳の区分を刺激し、一方でリターン部は、刺激される脳の区分から離れた区分においてリターン電流を戻す。いくつかの実施形態では、ベース部１２もリターン部３２も頭に隣接し、いくつかの実施形態では、ベース部１２は頭に隣接し、一方でリターン部３２は頭から離れている。いくつかの実施形態では、ベース部１２は頭に隣接し、一方でリターン部３２エレメントのうちのいくつかは頭に隣接し、リターン部３２エレメントのうちのいくつかは頭から離れている。いくつかの実施形態では、接続用エレメント４４は頭に隣接し、他の実施形態では、接続用エレメント４４は頭から離れている。さらに他の実施形態では、接続用エレメント４４のうちのいくつかは頭に隣接し、それらのうちのいくつかは頭から離れている。いくつかの実施形態では、以下にさらに記載されるように、複数の中心軸を伴って複数のベース部１２が用いられる。
【００３９】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の例である、コイル１１０の斜視図である図５を参照する。コイル１１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に対して実質的に水平かつ平行である。ベース部１２は、４つの群、すなわち、第１の右側群２１、第２の右側群２５、第１の左側群２３、および第２の左側群２７を有する。第１および第２の右側群２１および２５は、それぞれが右側刺激用エレメント２０を有し、第１および第２の右側群２１および２５のそれぞれにおいて、右側刺激用エレメント２０は、互いに比較的近く離隔しており、右側刺激用エレメント２０の間の（比較的近接した間隔のため、斜視図には示されない）距離Ｄ１は、およそ０．３ｃｍに等しい。第１および第２の右側群２１および２５の間の距離Ｄ７は、およそ２ｃｍである。第１および第２の左側群２３および２７は、それぞれが左側刺激用エレメント２２を有し、第１および第２の左側群２３および２７のそれぞれにおいて、左側刺激用エレメント２２は、互いに比較的近く離隔しており、左側刺激用エレメント２２の間の距離Ｄ２は、およそ０．３ｃｍに等しい。第１および第２の左側群２３および２７の間の距離Ｄ８は、およそ２ｃｍである。
【００４０】
コイル１１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル１１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。
【００４１】
右ベース部２１と右リターン部３６との間の距離Ｄ５は、およそ５ｃｍである。左ベース部２３と左リターン部３８との間の距離Ｄ６は、およそ５ｃｍである。
【００４２】
コイル１１０は、内側前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質または内側運動皮質上に配置されるように構成されて、内側脳領域、例えば、前帯状皮質を刺激するために用いられ、例えば、眼瞼痙攣またはトゥレット症候群の治療に有用でありうる。
【００４３】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル２１０の斜視図である図６を参照する。コイル２１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に対して部分的に垂直かつ部分的に平行である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル２１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭頂から額および／またはこめかみの一部にわたって延びるように構成される。コイル２１０の頂部では、ベース部右側１６およびベース部左側１８は互いに隣接し、刺激用エレメント２０および２２が下降するにつれて、ベース部右側１６およびベース部左側１８は互いに角度をなして遠ざかり、最も広い箇所では、ベース部右側１６およびベース部左側１８は互いにおよそ２ｃｍの距離Ｄ１０にある。
【００４４】
コイル２１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル２１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０は、実質的に三角形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２は、実質的に三角形を形成し、左側の三角形および右側の三角形は、コイル２１０の頂部において実質的に互いに接触する。
【００４５】
コイル２１０は、内側前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質および／または眼窩前頭皮質上に配置されるように構成されて、傍帯状皮質を含む眼窩前頭皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、自閉症およびアスペルガー疾患の治療に有用でありうる。
【００４６】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル３１０の斜視図である図７を参照する。コイル３１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に実質的に水平かつ平行である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル３１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭と接触するように構成される。一実施形態において、コイル３１０は、刺激用エレメント２０および２２が内側頭部領域の頂部に位置するように、頭頂上に左右対称に置かれる。別の実施形態では、コイル３１０は、刺激用エレメント２０および２２が外側頭部領域に隣接するように、外側頭部領域、例えば、左または右前頭前皮質上に置かれる。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、およそ４〜５ｃｍである。
【００４７】
コイル３１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル３１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。一実施形態では、図７に示されるように、右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０は、実質的に矩形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２は、実質的に矩形を形成し、左側の矩形および右側の矩形は、頭の頂部に位置するように構成される。他の実施形態では、右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０は、他の形状、例えば、角度を付けた角をもつ実質的な矩形、楕円形、円形、またはその組み合わせを形成する。同様に、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２は、他の形状、例えば、角度を付けた角をもつ実質的な矩形、楕円形、円形、またはその組み合わせを形成する。
【００４８】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ５ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ５ｃｍである。
【００４９】
コイル３１０は、内側前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質もしくは内側運動皮質上、または外側前頭前皮質上に配置されるように構成されて、内側および／または外側前頭前皮質領域、内側および／または外側運動皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、多発性硬化症の治療に有用でありうる。
【００５０】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル４１０の斜視図である図８を参照する。コイル４１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に実質的に水平かつ平行である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の刺激用エレメント２０をそれぞれが含んだ、２つの右側群２１および２５を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２をそれぞれが含んだ、２つの左側群２３および２７を含む。第２の右側群２５および第２の左側群２７は、中心軸１４の両側で互いに隣接する。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル４１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭頂に沿って位置するように構成される。右側群２１および２５の間の距離Ｄ７は、およそ２ｃｍである。左側群２３および２７の間の距離Ｄ８は、およそ２ｃｍである。
【００５１】
コイル４１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、突出型リターン・エレメント５２である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル４１０が所定の位置にあるときに頭蓋から突出するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり突出型リターン・エレメント５２である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０は、実質的に矩形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２は、実質的に矩形を形成し、左側の矩形および右側の矩形は、ベース部１２が頭の上部に位置し、リターン部１４が頭から突出して位置するように構成される。
【００５２】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ５ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ５ｃｍである。
【００５３】
コイル４１０は、内側前頭皮質および／または内側頭頂葉皮質上に配置されるように構成されて、内側運動皮質を刺激するために用いられ、例えば、慢性痛の治療、または発作後の患者のリハビリに有用でありうる。
【００５４】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル５１０の斜視図である図９を参照する。コイル５１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に対して実質的に水平である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル５１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭頂にわたって延び、頭の側面を僅かに下降してベース部右側１６およびベース部左側１８が互いに角度をなして遠ざかるように構成される。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、およそ４〜５ｃｍである。
【００５５】
コイル５１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル５１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０は、実質的に三角形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２は、実質的に矩形を形成し、左側の矩形および右側の三角形は、コイル５１０の頂部において実質的に互いに接触する。
【００５６】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ５ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ５ｃｍである。
【００５７】
コイル５１０は、内側前頭皮質、例えば、内側前頭前皮質または内側運動皮質上に配置されるように構成されて、３〜５ｃｍまでの深さの深部運動皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、慢性痛、発作のリハビリ、または任意の運動疾患の治療に有用でありうる。
【００５８】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル６１０の斜視図である図１０を参照する。コイル６１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に実質的に水平かつ平行である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル６１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭頂に沿って位置するように構成される。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、およそ４〜５ｃｍである。
【００５９】
コイル６１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル６１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０は、実質的に矩形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２は、実質的に矩形を形成し、左側の矩形および右側の矩形は、頭の頂部に位置するように構成される。
【００６０】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ５ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ５ｃｍである。
【００６１】
コイル６１０は、内側前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質または内側運動皮質上に配置されるように構成されて、運動皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、慢性痛、発作のリハビリ、または任意の運動疾患の治療に有用でありうる。
【００６２】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル７１０の斜視図である図１１を参照する。コイル７１０は、単一のヘルメット内に一緒に置かれた２つの分離したコイルからなる組み合わせコイルである。中心軸１４は、２つのコイルを互いに隔てる。第１のコイル７１０Ｒは、中心軸１４の右側に置かれ、第２のコイル７１０Ｌは、中心軸１４の左側に置かれる。第１のコイル７１０Ｒは、第１のコイル中心軸１４Ｒの両側に第１のコイル・ベース部右側１６Ｒおよび第１のコイル・ベース部左側１８Ｒを有する第１のコイル・ベース部１２Ｒを含む。第２のコイル７１０Ｌは、第２のコイル中心軸１４Ｌの両側に第２のコイル・ベース部左側１６Ｌおよび第２のコイル・ベース部左側１８Ｌを有する第２のコイル・ベース部１２Ｌを含む。第１のコイル・ベース部右側１６Ｒおよび第１のコイル・ベース部左側１８Ｒは、第１のコイル中心軸１４Ｒに実質的に水平かつ平行である。第２のコイル・ベース部右側１６Ｌおよび第２のコイル・ベース部左側１８Ｌは、第２のコイル中心軸１４Ｌに実質的に水平かつ平行である。第１のコイル・ベース部右側１６Ｒは、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の第１のコイル外側区分刺激用エレメント２０Ｒを含む。第１のコイル・ベース部左側１８Ｒは、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の第１のコイル内側部刺激用エレメント２２Ｒを含む。第２のコイル・ベース部右側１６Ｌは、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の第２のコイル内側部刺激用エレメント２０Ｌを含む。第２のコイル・ベース部左側１８Ｌは、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の第２のコイル外側部刺激用エレメント２２Ｌを含む。コイル７１０は、頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０Ｒ、２０Ｌ、２２Ｒ、２２Ｌが頭の脇に沿って位置するように構成される。第１のコイル・ベース部左側１８Ｒと第１のコイル・ベース部右側１６Ｒとの間の距離Ｄ１０は、およそ２ｃｍである。第２のコイル・ベース部左側１８Ｌと第２のコイル・ベース部右側１６Ｌとの間の距離Ｄ１１は、およそ２ｃｍである。
【００６３】
第１のコイル７１０Ｒは、第１のコイル・リターン部内側区分３６Ｒおよび第１のコイル・リターン部外側区分３８Ｒを含んだ、第１のコイル・リターン部３２Ｒをさらに含む。第１のコイル・リターン部内側区分３６Ｒは、突出型リターン・エレメント５２である第１のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｒを含む。なぜなら、これらは、コイル７１０が所定の位置にあるときに頭蓋から垂直方向に突出するように構成されているからである。いくつかの実施形態において、第１のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｒは、すべての第１のコイル内側区分リターン・エレメントがリターン・エレメントの垂直方向に突出したコラムを形成するまで、第１のリターン・エレメントが頭蓋と接触するように構成され、第２のリターン・エレメントが第１のリターン・エレメントの直上に置かれるなどのように構成される。第１のコイル・リターン部外側区分３８Ｒは、接触型リターン・エレメント５０である第１のコイル外側区分リターン・エレメント４２Ｒを含む。同様に、第２のコイル７１０Ｌは、第２のコイル・リターン部内側区分３６Ｌおよび第２のコイル・リターン部外側区分３８Ｌを含んだ第２のコイル・リターン部３２Ｌをさらに含む。第２のコイル・リターン部内側区分３６Ｌは、突出型リターン・エレメント５２である第２のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｌを含む。なぜなら、これらは、コイル７１０が所定の位置にあるときに頭蓋から垂直方向に突出するように構成されているからである。いくつかの実施形態において、第２のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｌは、すべての第１のコイル内側区分リターン・エレメントがリターン・エレメントの垂直方向に突出するコラムを形成するまで、第１のリターン・エレメントが頭蓋と接触するように構成され、第２のリターン・エレメントが第１のリターン・エレメントの直上に置かれるなどのように構成される。第２のコイル・リターン部外側区分３８Ｌは、接触型リターン・エレメント５０である第２のコイル外側区分リターン・エレメント４２Ｌを含む。接続用エレメント４４は、第１のコイル右側刺激用エレメント２０Ｒを第１のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｒに接続し、第１のコイル左側刺激用エレメント２２Ｒを第１のコイル外側区分リターン・エレメント４２Ｒに接続し、第２のコイル右側刺激用エレメント２０Ｌを第２のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｌに接続し、そして第２のコイル左側刺激用エレメント２２Ｌを第２のコイル外側区分リターン・エレメント４２Ｌに接続する。第１のコイル右側刺激用エレメント２０Ｒ、接続用エレメント４４および第１のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｒは、実質的に矩形を形成し、第１のコイル左側刺激用エレメント２２Ｒ、接続用エレメント４４および第１のコイル外側区分リターン・エレメント４２Ｒは、実質的に矩形を形成し、第１のコイル７１０Ｒの左側の矩形および右側の矩形は、頭の右側に位置するように構成される。第２のコイル右側刺激用エレメント２０Ｌ、接続用エレメント４４および第２のコイル内側区分リターン・エレメント４０Ｌは、実質的に矩形を形成し、第２のコイル左側刺激用エレメント２２Ｌ、接続用エレメント４４および第２のコイル外側区分リターン・エレメント４２Ｌは、実質的に矩形を形成し、第２のコイル７１０Ｌの左側の矩形および右側の矩形は、頭の左側に位置するように構成される。
【００６４】
第１のコイル・ベース部右側１６Ｒと第１のコイル・リターン部外側区分３８Ｒとの間の距離Ｄ５ａは、およそ２．５ｃｍである。第１のコイル・ベース部左側１８Ｒと第１のコイル・リターン部内側区分３６Ｒとの間の距離Ｄ５ｂは、およそ２．５ｃｍである。第２のコイル・ベース部右側１６Ｌと第２のコイル・リターン部内側区分３６Ｌとの間の距離Ｄ９ａは、およそ２．５ｃｍである。第２のコイル・ベース部左側１８Ｌと第２のコイル・リターン部外側区分３８Ｌとの間の距離Ｄ９ｂは、およそ２．５ｃｍである。
【００６５】
コイル７１０は、内側または外側前頭皮質領域、例えば、内側または外側前頭前皮質上に配置されるように構成されて、前頭前皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、多発性硬化症、もしくは注意欠陥・多動性障害（ＡＤＨＤ：ａｔｔｅｎｔｉｏｎ  ｄｅｆｉｃｉｔ  ａｎｄ  ｈｙｐｅｒａｃｔｉｖｉｔｙ  ｄｉｓｏｒｄｅｒ）、または大うつ病の治療に有用でありうる。
【００６６】
次に、本発明の実施形態による、中央ベース・コイル１０の別の例である、コイル８１０の斜視図である図１２を参照する。コイル８１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に実質的に水平かつ平行である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル８１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭の内側部分の頂部に沿って位置するように構成される。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、２から５ｃｍの間である。
【００６７】
コイル８１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル８１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。接続用エレメント４４ならびに右および左側リターン・エレメント４０および４２は、右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０が実質的に円形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２が実質的に円形を形成するように曲線状である。それぞれの円形は、頭の頂部および側部に位置するように構成される。
【００６８】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の（図面の角度ゆえに示されない）距離Ｄ５は、およそ５ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ５ｃｍである。
【００６９】
コイル８１０は、内側前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質または内側運動皮質上に配置されるように構成されて、前帯状皮質を刺激するために用いられ、例えば、大うつ病性障害を含む気分障害、薬物中毒もしくは他のタイプの中毒、強迫性障害（ＯＣＤ：ｏｂｓｅｓｓｉｖｅ−ｃｏｍｐｕｌｓｉｖｅ  ｄｉｓｏｒｄｅｒ）、慢性痛、トゥレット症候群、または眼瞼痙攣の治療に有用でありうる。
【００７０】
次に、それぞれコイル９１０の詳細および頭上のコイル９１０のポジショニングを示す、コイル９１０の斜視図である図１３Ａおよび１３Ｂを参照する。コイル９１０は、本発明の実施形態による中央ベース・コイル１０の別の例である。コイル９１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。この実施形態については、中心軸１４は、コイル９１０が頭蓋上に置かれたときに、ベース部右側１６がベース部左側の前に位置するように外側／内側方向に延びる。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に実質的に水平かつ平行であり、頭蓋の形状に追随するように曲線状である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル８１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭の外側／内側部分の頂部に沿って位置するように構成される。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、４から７ｃｍの間にある。
【００７１】
コイル９１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、上右側リターン部３９および下右側リターン部４１を含む。上右側リターン部３９および下右側リターン部４１は、２〜３ｃｍの距離Ｄ３０により互いに分離している。右側リターン・エレメント４０は、接触型リターン・エレメント５０である。なぜなら、これらは、コイル９１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。本明細書に示される実施形態において、右側リターン・エレメント４０は、頭の前部（例えば、額）と接触するように構成され、頭の前部の解剖学的構造に少なくとも部分的に追随するように曲線状である。リターン部左側３８は、突出型リターン・エレメント５２である左側リターン・エレメント４２を含み、左側リターン・エレメント４２は、頭蓋の後部から突出する。本明細書に示される実施形態において、左側リターン・エレメント４２は、実質的に真っすぐであるが、他の構成も同様に可能である。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。
【００７２】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ１０ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ１０ｃｍである。
【００７３】
コイル９１０は、内側前頭皮質または内側頭頂葉皮質上に配置されるように構成されて、後帯状皮質および他の頭頂葉皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、軽度認知障害（ＭＣＩ：ｍｉｌｄ  ｃｏｇｎｉｔｉｖｅ  ｉｍｐａｉｒｍｅｎｔ）およびアルツハイマー病の治療に有用でありうる。
【００７４】
次に、本発明のさらに追加の実施形態による、コイル１０１０の斜視図である図１４を参照する。
【００７５】
コイル１０１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に対して実質的に水平かつ平行である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル１０１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭の内側部分の頂部に沿って位置するように構成される。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、４から８ｃｍの間にある。
【００７６】
コイル１０１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル１０１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。接続用エレメント４４ならびに右および左側リターン・エレメント４０および４２は、右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０が実質的に円形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２が実質的に円形を形成するように曲線状である。それぞれの円形は、頭の頂部および側部に位置するように構成される。
【００７７】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ６ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ６ｃｍである。
【００７８】
コイル１０１０は、内側前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質または内側運動皮質上に配置されるように構成されて、運動皮質領域を含む内側皮質領域を刺激するために用いられ、例えば、慢性痛の治療および発作後のリハビリに有用でありうる。
【００７９】
次に、本発明の追加の実施形態による、コイル１１１０の斜視図である図１５を参照する。
【００８０】
コイル１１１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６およびベース部左側１８は、中心軸１４に対して実質的に曲線状である。ベース部右側１６は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している複数の右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ２により互いに離隔している複数の左側刺激用エレメント２２を含む。いくつかの実施形態において、刺激用エレメント２２は、ペアに分けられ、刺激用エレメント２２のそれぞれのペアは、およそ１ｃｍの距離Ｄ８により刺激用エレメント２２の別のペアから離隔している。右側刺激用エレメント２０および左側刺激用エレメント２２は、コイル１１１０が頭上に配置されたときに、刺激用エレメント２０および２２が頭の内側部分の頂部に沿って位置するように構成される。ベース部左側１８とベース部右側１６との間の距離Ｄ１０は、４から７ｃｍの間である。
【００８１】
コイル１１１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、接触型リターン・エレメント５０である右側リターン・エレメント４０を含む。なぜなら、これらは、コイル１１１０が所定の位置にあるときに頭蓋と接触するように構成されているからである。リターン部左側３８は、やはり接触型リターン・エレメント５０である左側リターン・エレメント４２を含む。接続用エレメント４４は、右側刺激用エレメント２０を右側リターン・エレメント４０に接続し、左側刺激用エレメント２２を左側リターン・エレメント４２に接続する。接続用エレメント４４ならびに右および左側リターン・エレメント４０および４２は、右側刺激用エレメント２０、接続用エレメント４４および右側リターン・エレメント４０が実質的に円形を形成し、左側刺激用エレメント２２、接続用エレメント４４および左側リターン・エレメント４２が実質的に円形を形成するように曲線状である。それぞれの円形は、頭の頂部および側部に位置するように構成される。
【００８２】
ベース部右側１６とリターン部右側３６との間の距離Ｄ５は、およそ６〜７ｃｍである。ベース部左側１８とリターン部左側３８との間の距離Ｄ６は、およそ６〜７ｃｍである。
【００８３】
コイル１１１０は、前頭皮質領域、例えば、内側前頭前皮質または外側前頭前皮質上に配置されるように構成できて、右または左片側前頭前皮質領域を含む内側または外側皮層領域を刺激するために用いられ、例えば、注意欠陥障害（ＡＤＨＤ）、うつ病、双極性障害、老年期うつ病の治療に有用でありうる。
【００８４】
次に、本発明の実施形態による、コイル１２１０の斜視図である図１６を参照する。
【００８５】
コイル１２１０は、中心軸１４の両側にベース部右側１６およびベース部左側１８を有するベース部１２を含む。ベース部右側１６は、右側刺激用エレメント２０を含む。ベース部左側１８は、左側刺激用エレメント２２を含み、右および左側刺激用エレメント２０および２２は、中心軸１４に対して実質的に平行かつ水平である。コイル１２１０は、リターン部右側３６およびリターン部左側３８を含んだリターン部３２をさらに含む。リターン部右側３６は、複数の右側リターン・エレメント４０を含み、リターン部左側３８は、複数の左側リターン・エレメント４２を含む。右側および左側リターン・エレメント４０および４２の両方とも接触型リターン・エレメント５０である。本明細書に示される実施形態において、ベース部１２は、頭１００の側頭部１０６上に置かれるように構成され、リターン部右側３６は、ベース部１２の上方で頭頂部１０４により近く置かれるように構成される。コイル１２１０は、２つの円形からなり、両方の円形の中央群−右および左側刺激用エレメント２０および２２−がベース部を形成する。ベース部右側１６および左側１８は、それらの間におよそ３ｃｍの距離Ｄ５を有する
【００８６】
コイル１２１０は、紡錘状回内の顔認識領域（ＦＦＡ）および上側頭溝（ＳＴＳ：ｓｕｐｅｒｉｏｒ  ｔｅｍｐｏｒａｌ  ｓｕｌｃｕｓ）を含む右または左半球いずれかの頭頂葉および側頭葉脳領域を刺激するために用いられ、例えば、小児および成人における自閉症の治療に有用でありうる。
【００８７】
次に、本発明の追加の実施形態による、コイル１３１０の斜視図である図１７Ａを参照する。
【００８８】
コイル１３１０は、右または左島における神経構造を活性化するためにヒトの右または左こめかみ（すなわち、頭１００の側頭部１０６）に隣接して配置されるように設計される。図１７に示されるコイル１３１０は、右コイルである。左コイルは、図１７に示される右コイルの鏡像である。コイル１３１０は、第１の中心軸１４Ａおよび第２の中心軸１４Ｂを含み、第１および第２の中心軸１４Ａおよび１４Ｂは、実質的に互いに垂直である。本明細書に示される実施形態において、第１の中心軸１４は、後−前方向に沿って置かれるように構成され、第２の中心軸１４は、下−上軸に沿って置かれるように構成される。第１のベース部１２Ａは、第１の中心軸１４Ａに実質的に平行に置かれる。第１のベース部１２Ａは、第１のベース部右側１６Ａおよび第１のベース部左側１８Ａを含み、第１のベース部右側１６Ａは、複数の第１のベース部右側刺激用エレメント２０Ａを含み、第１のベース部左側１８Ａは、複数の第１のベース部左側刺激用エレメント２２Ａを含む。第２のベース部１２Ｂは、第２の中心軸１４Ｂに実質的に平行に置かれる。第２のベース部１２Ｂは、第２のベース部右側１６Ｂおよび第２のベース部左側１８Ｂを含み、第２のベース部右側１６Ｂは、複数の第２のベース部右側刺激用エレメント２０Ｂを含み、第２のベース部左側１８Ｂは、複数の第２のベース部左側刺激用エレメント２２Ｂを含む。
【００８９】
コイル１３１０は、第１のベース部１２Ａに対応する第１のリターン部３２Ａ、および第２のベース部１２Ｂに対応する第２のリターン部３２Ｂをさらに含む。第１のリターン部３２Ａは、第１のリターン部右側リターン・エレメント４０Ａを有する第１のリターン部右側３６Ａ、および第１のリターン部左側リターン・エレメント４２Ａを有する第１のリターン部左側３８Ａを含む。接続用エレメント４４Ａは、刺激用エレメントを対応するリターン・エレメントに接続する。従って、第１のベース部右側刺激用エレメント２０Ａ、接続用エレメント４４Ａおよび第１のリターン部右側リターン・エレメント４０Ａは、実質的に矩形を形成し、第１のベース部左側刺激用エレメント２２Ａ、接続用エレメント４４Ａおよび第１のリターン部左側リターン・エレメント４２Ａは、実質的に矩形を形成し、各矩形は、第１の中心軸１４Ａの一方の側にある。本明細書に示される実施形態において、右側ベース部１６Ａおよび右側リターン部３２Ａからなる矩形は、第１の軸１４Ａの下方にあり、左側ベース部１８Ａおよび左側リターン部３８Ａからなる矩形は、第１の中心軸１４Ａの上方にある。
【００９０】
第２のリターン部３２Ｂは、第２のリターン部右側リターン・エレメント４０Ｂを有する第２のリターン部右側３６Ｂ、および第２のリターン部左側リターン・エレメント４２Ｂを有する第２のリターン部左側３８Ｂを含む。接続用エレメント４４Ｂは、刺激用エレメントを対応するリターン・エレメントに接続する。従って、第２のベース部右側刺激用エレメント２０Ｂ、接続用エレメント４４Ｂおよび第２のリターン部右側リターン・エレメント４０Ｂは、実質的に矩形を形成し、第２のベース部左側刺激用エレメント２２Ｂ、接続用エレメント４４Ｂおよび第２のリターン部左側リターン・エレメント４２Ｂは、実質的に矩形を形成し、各矩形は、第２の中心軸１４Ｂの一方の側にある。本明細書に示される実施形態において、右側ベース部１６Ｂおよび右側リターン部３２Ｂからなる矩形は、第２の中心軸１４Ｂの一方の側にあり、第２の中心軸１４Ｂの他方の側にある、左側ベース部１８Ｂおよび左側リターン部３８Ｂからなる矩形からある垂直距離にある。
【００９１】
本明細書に示される実施形態において、第２のベース部右側刺激用エレメント２０Ｂは、第１のベース部左側刺激用エレメント２２Ａを第１のベース部左側リターン・エレメント４２Ａに接続する接続用エレメント４４Ａでもある。加えて、第１のベース部左側刺激用エレメント２２Ａおよび第１のベース部左側リターン・エレメント３２Ａは、第２のベース部右側刺激用エレメント２０Ｂを第２のリターン部右側リターン・エレメント４０Ｂに接続する接続用エレメント４４Ｂでもある。
【００９２】
刺激用エレメント２０Ａ、２０Ｂ、２２Ａおよび２２Ｂは、およそ０．３ｃｍの距離Ｄ１により互いに離隔している。第１のベース部右側１６Ａおよび第１のベース部左側１８Ａは、およそ４．５ｃｍの距離Ｄ１０により互いに分離している。第２のベース部右側１６Ｂおよび第２のベース部左側は、およそ４ｃｍの距離Ｄ１２により互いに分離している。
【００９３】
第１のベース部右側１６Ａと第１のリターン部右側３６Ａとの間の距離Ｄ５は、およそ５〜６ｃｍである。第１のベース部左側１８Ａと第１のリターン部左側３８Ａとの間の距離Ｄ６（ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｄ６  ｆｉｒｓｔ  ｂａｓｅ  ｐｏｒｔｉｏｎ  ｌｅｆｔ  ｓｉｄｅ  １８Ａ  ａｎｄ  ｓｅｃｏｎｄ  ｒｅｔｕｒｎ  ｐｏｒｔｉｏｎ  ｌｅｆｔ  ｓｉｄｅ  ３８Ａ）は、およそ５〜６ｃｍである。第２のベース部左側１８Ｂと第２のリターン部左側３８Ｂとの間の距離Ｄ７は、およそ７ｃｍである。第２のベース部右側１６Ｂと第２のリターン部右側３６Ｂとの間の距離Ｄ８は、およそ１０ｃｍである。
【００９４】
次に、本発明の実施形態による、それぞれ側面および背面から見た、頭１００上のコイル１３１０のポジショニングを示す図である図１７Ｂおよび１７Ｃを参照する。第２のリターン部左側３８Ａは、頭の内側前頭皮質の上方に突出するように構成される。第１のリターン部右側リターン・エレメント４０Ａは、顎および頬の筋肉の過剰活性化に起因する望ましくない副作用を最小限に抑えるべく頭から遠ざかるようにそれらが曲がっているため、突出型リターン・エレメント５２である。第２の左側リターン・エレメント４２Ｂは、頭から離れて前脳の前面に位置するため、突出型リターン・エレメント５２である。第２の左側リターン・エレメント４０Ｂは、接触型リターン・エレメント５０であり、頭頂および側頭皮質領域において頭と接触するように構成される。
【００９５】
コイル１３１０は、右または左島皮質および嗅内皮質における領域を片側性に刺激するために用いることができ、例えば、肥満症、拒食症、過食症、他の摂食障害、喫煙中毒、薬物中毒、アルコール中毒を含む様々なタイプの中毒の治療に有用であり、幻聴に苦しむ分裂病の被験者の治療にも有用でありうる。
【実施例】
【００９６】
上記の中央ベース・コイルの設計が有効であるためには、設計がエネルギー消費、コイル加熱速度、小型および操作の容易さに関して効率的でなければならず、関連する母集団の大部分の運動閾値および刺激強度が利用可能な刺激装置電力出力に対して許容範囲内にあることを保証しなければならない。これらのパラメータおよび各コイルの有効性を特定の徴候に対して試験するために、次の実験を行った。
【００９７】
次に、図５のコイル１１０の電界分布マップの図である図１８を参照する。コイル１１０によって生成した電界分布をヒト頭部ファントムモデルで測定した。１ｍｍの分解能をもつ変位システムを用い、プローブをファントムモデルの内部で３方向に移動させて、全頭部モデル体積におけるコイル１１０の電界分布を１ｃｍの解像度で測定した。軸状（Ａｘｉａｌ）および冠状（ｃｏｒｏｎａｌ）電界マップを生成した。各解剖学的脳領域における誘導電界を示すために、電界マップを解剖学的Ｔ１強調ＭＲＩ冠状スライスに重ね合わせた。電界マップを下肢閾値の１００％にセットした刺激装置出力に対して示す。暗画素は、神経活性化のための閾値を超えた電界の大きさを示す。閾値は、運動活性化に必要な閾値の許容範囲内である１００Ｖ／ｍにセットした。電界の分布を表すマップをコイルごとに描くために用いる刺激装置電力出力の強度は、下肢運動皮質部位のおよその深さに従い、３ｃｍの深さにおいて、神経運動閾値の１００％を得るために必要なレベルにセットした。コイルのベース部を前頭前皮質を覆って配置したときに、閾上電界（ｓｕｐｒａ−ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ  ｆｉｅｌｄ）が前帯状を含む内側前頭前領域の両側に誘導されることがわかる。
【００９８】
次に、図６のコイル２１０の電界分布マップの図である図１９を参照する。コイル２１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを手の運動閾値の１１０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を前頭前皮質を覆って配置したときに、閾上電界が傍帯状皮質を含む内側前頭前および眼窩前頭領域の両側に誘導されることがわかる。
【００９９】
次に、図７のコイル３１０の電界分布マップの図である図２０を参照する。コイル３１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを手の運動閾値の１２０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を前頭前皮質を覆って配置したときに、閾上電界が右または左半球のいずれかの外側および内側前頭前領域に誘導されることがわかる。
【０１００】
次に、図８のコイル４１０の電界分布マップの図である図２１を参照する。コイル４１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを下肢運動閾値の１００％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を運動皮質を覆って配置したときに、閾上電界が外側および内側運動皮質領域の両側に誘導されることがわかる。
【０１０１】
次に、図９のコイル５１０の電界分布マップの図である図２２を参照する。コイル５１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを下肢運動閾値の１００％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を運動皮質を覆って配置したときに、閾上電界が外側および内側運動皮質領域の両側に誘導されることがわかる。
【０１０２】
次に、図１０のコイル６１０の電界分布マップの図である図２３を参照する。コイル６１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを下肢運動閾値の１００％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を運動皮質を覆って配置したときに、閾上電界が外側および内側運動皮質領域の両側に誘導されることがわかる。
【０１０３】
次に、図１１のコイル７１０の電界分布マップの図である図２４を参照する。コイル７１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを手の運動閾値の１２０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を前頭前皮質を覆って配置したときに、閾上電界が右または左半球のいずれかの外側および内側前頭前領域に誘導されることがわかる。
【０１０４】
次に、図１２のコイル８１０の電界分布マップの図である図２５を参照する。コイル８１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを下肢運動閾値の１００％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を前頭前皮質を覆って配置したときに、閾上電界が前帯状皮質を含む内側前頭前領域の両側に誘導されることがわかる。コイル８１０は、コカイン中毒、トゥレット症候群、慢性痛およびＯＣＤに苦しむ被験者を治療する際にこのデバイスの安全性および有効性を試験する臨床研究に用いられている。ＯＣＤに苦しむ９人の被験者のＯＣＤ研究からの中間結果は、４０％の被験者が（ＹＢＯＣＳアンケートにおける少なくとも３５％の改善として定義される）反応を示したが、一方でプラセボ対照群では何も改善が見られなかったことを示した。
【０１０５】
次に、図１３Ａおよび１３Ｂのコイル９１０の電界分布マップの図である図２６を参照する。コイル９１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを下肢運動閾値の１１０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を頭頂葉皮質を覆って配置したときに、閾上電界が後帯状皮質を含む内側頭頂葉領域の両側に誘導されることがわかる。
【０１０６】
次に、図１４のコイル１０１０の電界分布マップの図である図２７を参照する。コイル１０１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを下肢運動閾値の１００％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を運動皮質を覆って配置したときに、閾上電界が内側および外側運動皮質領域の両側に誘導されることがわかる。
【０１０７】
次に、図１５のコイル１１１０の電界分布マップの図である図２８を参照する。コイル１１１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを手の運動閾値の１２０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を前頭前皮質を覆って配置したときに、閾上電界が右または左半球のいずれかの外側および内側前頭前領域に誘導されることがわかる。
【０１０８】
次に、図１６のコイル１２１０の電界分布マップの図である図２９を参照する。コイル１２１０によって生成した電界分布を図１８に関する同じ方法を用いて測定した。電界マップを運動閾値の１２０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルを右頭頂葉皮質を覆って配置したときに、閾上電界が深い方の領域を含む主に右頭頂および側頭領域に誘導されることがわかる。
【０１０９】
次に、図１７Ａのコイル１３１０の電界分布マップの図である図３０を参照する。コイル１３１０によって生成した電界分布を図１８に関連して上述した方法を用いて測定した。電界マップを手の運動閾値の１２０％にセットした刺激装置出力に対して示す。コイルのベース部を側頭皮質を覆って配置したときに、閾上電界が島および嗅内皮質領域を含む関連する半球の外側前頭前および側頭領域に誘導されることがわかる。
【０１１０】
当然のことながら、明確さのために、別々の実施形態の文脈で記載された本発明のいくらかの特徴は、また、単一の実施形態における組み合わせで提供されてもよい。逆に、簡潔さのために、単一の実施形態の文脈で記載された本発明の様々な特徴は、別々に、また、任意の適切な部分的組合せで提供されてもよい。
【０１１１】
本発明のいくらかの特徴が本明細書に図示され、記載されたが、多くの修正、置換、変更、および均等物を当業者は想起するであろう。それゆえに、添付される特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨に含まれるすべてのかかる修正および変更に及ぶことが理解されるべきである。
【図１】
2019088854.tif 000003
【図２Ａ】
2019088854.tif 000004
【図２Ｂ】
2019088854.tif 000005
【図２Ｃ】
2019088854.tif 000006
【図２Ｄ】
2019088854.tif 000007
【図２Ｅ】
2019088854.tif 000008
【図２Ｆ】
2019088854.tif 000009
【図３】
2019088854.tif 000010
【図４】
2019088854.tif 000011
【図５】
2019088854.tif 000012
【図６】
2019088854.tif 000013
【図７】
2019088854.tif 000014
【図８】
2019088854.tif 000015
【図９】
2019088854.tif 000016
【図１０】
2019088854.tif 000017
【図１１】
2019088854.tif 000018
【図１２】
2019088854.tif 000019
【図１３Ａ】
2019088854.tif 000020
【図１３Ｂ】
2019088854.tif 000021
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
2019088854.tif 000026
【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
2019088854.tif 000029
【図２０】
2019088854.tif 000030
【図２１】
2019088854.tif 000031
【図２２】
2019088854.tif 000032
【図２３】
2019088854.tif 000033
【図２４】
2019088854.tif 000034
【図２５】
2019088854.tif 000035
【図２６】
2019088854.tif 000036
【図２７】
2019088854.tif 000037
【図２８】
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【図２９】
2019088854.tif 000039
【図３０】
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【手続補正書】
【提出日】平成31年2月14日(2019.2.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気刺激のためのコイルであって、前記コイルは、
ベース部であって、中心軸の両側にベース部右側及びベース部左側を有し、
前記ベース部右側は、第１の距離互いに間を空けた複数の右側刺激エレメントを有し、
前記ベース部左側は、前記第１の距離互いに間を空けた複数の左側刺激エレメントを有し、
前記ベース部右側及び前記ベース部左側は、少なくとも２センチメートルの中央距離互いに離れている、ベース部と、
リターン部であって、リターン部右側及びリターン部左側を有し、
前記リターン部右側は、リターンエレメントに接触する右側リターンエレメントを含み、
前記リターン部左側は、リターンエレメントに接触する左側リターンエレメントを含む、リターン部と、
前記右側刺激エレメントを、前記右側リターンエレメントに接続し、前記左側刺激エレメントを、前記左側リターンエレメントに接続する接続エレメントであって、
前記接続エレメントは、湾曲しており、
前記ベース部右側、前記リターン部右側及び前記接続エレメントが、実質的に円形の形状を有する右側コイル部を形成し、
前記ベース部左側、前記リターン部左側及び前記接続エレメントが実質的に円形の形状を有する左側コイル部を形成する、接続エレメントと、を有する、コイル。
【請求項２】
前記ベース部右側と前記ベース部左側は、前記中心軸に対して実質的に水平である、請求項１に記載のコイル。
【請求項３】
前記ベース部右側と前記ベース部左側は、前記中心軸に対して実質的に湾曲している、請求項１に記載のコイル。
【請求項４】
前記複数の右側刺激エレメントは、複数の右側刺激エレメントの第１のグループと、複数の右側刺激エレメントの第２のグループと、を含み、前記複数の右側刺激エレメントの第１のグループは、前記複数の右側刺激エレメントの第２のグループと第２の距離離れている、請求項１に記載のコイル。
【請求項５】
前記複数の左側刺激エレメントは、複数の左側刺激エレメントの第１のグループと、複数の左側刺激エレメントの第２のグループと、を含み、前記複数の左側刺激エレメントの第１のグループは、前記複数の左側刺激エレメントの第２のグループと第３の距離離れている、請求項４に記載のコイル。
【請求項６】
前記第２の距離は、前記第３の距離と等しい、請求項５に記載のコイル。
【請求項７】
前記複数の左側刺激エレメントは、複数の左側刺激エレメントの第１のグループと、複数の左側刺激エレメントの第２のグループと、を含み、前記複数の左側刺激エレメントの第１のグループは、前記複数の左側刺激エレメントの第２のグループと第２の距離離れている、請求項１に記載のコイル。
【請求項８】
前記複数の右側刺激エレメントは、複数の右側刺激エレメントの第１のグループと、複数の右側刺激エレメントの第２のグループと、を含み、前記複数の右側刺激エレメントの第１のグループは、前記複数の右側刺激エレメントの第２のグループと第３の距離離れている、請求項７に記載のコイル。
【請求項９】
前記第２の距離は、前記第３の距離と等しい、請求項８に記載のコイル。
【請求項１０】
前記中央距離は、７センチメートル以下である、請求項１に記載のコイル。
【請求項１１】
前記中央距離は、８センチメートル以下である、請求項１に記載のコイル。
【請求項１２】
前記中央距離は、４〜５センチメートルである、請求項１に記載のコイル。
【請求項１３】
前記右側コイル部及び前記左側コイル部は、頭部の頂部及び側部に位置するように構成される、請求項１に記載のコイル。
【外国語明細書】
2019088854000001.pdf