(57)【要約】【解決手段】  経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）システム用の近接性センサは、ＴＭＳコイルアセンブリがＴＭＳ治療中にパルスを受信し作業者にフィードバックを提供する位置に対する当該コイルの近接性を検出することにより、作業者が前記ＴＭＳコイルアセンブリを必要に応じ調整して治療中に最適な位置決めを維持できるようにする。前記ＴＭＳコイルアセンブリと前記位置の間には、前記ＴＭＳコイルアセンブリの前記位置との連結が前記センサにより検出されるよう、センサまたはセンサアレイを含んだ柔軟な基板が設けられる。センサ出力は信号処理回路により処理され、ＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標が提供される。前記ＴＭＳコイルアセンブリの位置決めを改善するため、当該ＴＭＳコイルアセンブリの調整方法を示す表示が行われうる。他方、前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に適切に配置されているかどうかを作業者に示す音を生成するため、音源が使用されうる。近接性の検出には、薄膜スイッチ、可変抵抗センサ、抵抗ストリップ、タッチスクリーン、ピックアップループ、流体変位センサ、光センサ、音響センサ、電磁誘導センサ、容量結合センサ、温度センサなどを含む異なるタイプのセンサ装置を多数使用しうる。【選択図】      図１
2008505662.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）治療を患者に提供するためのＴＭＳシステムであって、
ＴＭＳコイルと、
患者のＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルにパルスを適用するパルス発生装置と、
前記ＴＭＳコイルとパルスが適用される位置との間に設けられたセンサであって、前記位置に対する前記ＴＭＳコイルの近接性を検出するものである、前記センサと、
前記ＴＭＳコイルへのパルス適用中、前記センサの出力を処理して、前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標を提供する信号処理回路と
を有するＴＭＳシステム。
【請求項２】
請求項１記載のＴＭＳシステムにおいて、前記ＴＭＳコイルは少なくとも１つの治療面を有し、前記信号処理回路は、前記センサの前記出力から前記少なくとも１つの治療面が前記位置に配置されているかどうかを決定するものである。
【請求項３】
請求項２記載のＴＭＳシステムにおいて、前記ＴＭＳコイルは、前記ＴＭＳコイルの各磁極面に対応した第１の治療面および第２の治療面を有し、前記信号処理回路は前記センサの前記出力から、前記第１の治療面および第２の治療面が前記位置に配置されているかどうかを決定するものである。
【請求項４】
請求項１記載のＴＭＳシステムにおいて、前記信号処理回路は、前記センサの前記出力を処理して、前記ＴＭＳコイルが前記位置で患者に有効に接触しているかを決定するものである。
【請求項５】
請求項１記載のＴＭＳシステムにおいて、前記指標は、前記ＴＭＳコイルが前記位置に適切に配置されているかどうかを前記ＴＭＳシステムの作業者に示すディスプレイ装置に提供されるものである。
【請求項６】
請求項５記載のＴＭＳシステムにおいて、前記ディスプレイ装置は、前記ＴＭＳコイルが前記位置にない場合、前記ＴＭＳコイルを前記位置へと移動させるべき方向の指標をさらに提供するものである。
【請求項７】
請求項５記載のＴＭＳシステムにおいて、前記ディスプレイ装置は、前記ＴＭＳコイルが前記位置で適切に接触している場所と、前記ＴＭＳコイルが前記位置で適切に接触していない場所とを示す圧力マップを提示するものである。
【請求項８】
請求項１記載のＴＭＳシステムにおいて、前記指標は、前記ＴＭＳコイルが前記位置に適切に配置されているかどうかを前記ＴＭＳシステムの作業者に示すための音を発生させる音源に提供されるものである。
【請求項９】
請求項１記載のＴＭＳシステムにおいて、前記センサは、ＴＭＳ治療中に前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかを決定するため、前記ＴＭＳコイルおよび前記位置の間に配置された柔軟な基板内または当該基板上に設けられた少なくとも１つのセンサを有するものである。
【請求項１０】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、押し込まれると状態が変化する薄膜スイッチを有し、この薄膜スイッチのそれぞれは誘電体層により分離されたそれぞれの導電膜を有するものである。
【請求項１１】
請求項１０記載のＴＭＳシステムにおいて、前記導電膜は、渦電流を低減するよう十分な抵抗を有するものである。
【請求項１２】
請求項１０記載のＴＭＳシステムにおいて、前記信号処理回路は、デバウンス回路およびアーチファクト検出除去回路を有するものである。
【請求項１３】
請求項１０記載のＴＭＳシステムにおいて、このＴＭＳシステムは、さらに、
前記薄膜スイッチの圧縮を増幅するよう前記柔軟な基板に適用される非導電性のマイクロスライドを有するものである。
【請求項１４】
請求項１０記載のＴＭＳシステムにおいて、前記薄膜スイッチは、前記薄膜スイッチ上の接触位置に応じて変化する出力電圧を提供する抵抗ストリップを有するものである。
【請求項１５】
請求項１４記載のＴＭＳシステムにおいて、前記薄膜スイッチは、タッチスクリーンを形成するよう、前記導電膜間にセパレータのアレイを有するものである。
【請求項１６】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、与えられた接触圧力に比例した出力信号を提供し、それにより所定の閾値（しきい値）を越えた抵抗の変化が接触の指標として特定される可変抵抗センサを有するものである。
【請求項１７】
請求項１６記載のＴＭＳシステムにおいて、前記可変抵抗センサは、誘導電流を最小限に抑えるよう高いインピーダンスを有するものである。
【請求項１８】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの流体変位センサと、袋が圧縮されると前記少なくとも１つの流体変位センサで圧力変化が生じるよう、非圧縮性の多岐管で前記少なくとも１つの流体変位センサに連結された、流体を充填した袋とを有するものである。
【請求項１９】
請求項１８記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つの流体変位センサと、前記流体を充填した袋と、前記非圧縮性の多岐管とは、前記位置と前記ＴＭＳコイルの間に設けられた電気遮蔽装置上に設けられるものである。
【請求項２０】
請求項１８記載のＴＭＳシステムにおいて、前記流体を充填した袋は、前記ＴＭＳコイルの各磁極面上部に直接配置されるものである。
【請求項２１】
請求項２０記載のＴＭＳシステムにおいて、前記信号処理回路は、アーチファクト除去回路と、前記位置に対する前記ＴＭＳコイルの適切な接触を示すよう、前記ＴＭＳコイルの対応する磁極面により前記流体を充填した袋のうち少なくとも１つに所定の力がかけられたかどうかを示す閾値検出装置とを有するものである。
【請求項２２】
請求項１８記載のＴＭＳシステムにおいて、前記流体を充填した袋内の流体は、実質的に非導電性の流体を含有するものである。
【請求項２３】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、前記位置を交差する光ファイバーと、前記基板上に設けられた光格子とを有し、それにより、前記ＴＭＳコイルが前記位置に接触した場合、前記光ファイバーを通過する光は偏向されて、前記光格子に反射され光検出器に検出される光の量が変化するものである。
【請求項２４】
請求項２３記載のＴＭＳシステムにおいて、前記光検出器は、フォトダイオードおよびフォトトランジスタのうち一方を有するものである。
【請求項２５】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは音響センサを有し、前記パルス発生装置が前記ＴＭＳコイルにパルスを適用した時点で生じる音波を検出し、検出された信号が前記ＴＭＳコイルが患者に押し付けられていることを示しているかを決定するため、前記検出された信号を前記信号処理回路に提供するものである。
【請求項２６】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、このＴＭＳシステムは、さらに、
音響装置を有し、この音響装置は、前記パルス発生装置が前記ＴＭＳコイルにパルスを適用した時点で音を発生させ、前記ＴＭＳコイルにより前記位置に抗して圧縮されるに伴い前記音の振幅を低減し、前記少なくとも１つのセンサは、前記音を検出し、振幅が変化したかどうかを決定するため前記信号処理回路に振幅信号を提供する少なくとも１つの音響センサを有ものである。
【請求項２７】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、柔軟な基板により境界を成す空洞内に配置された導電性ディスクを有し、この導電性ディスクは、前記パルス発生装置により前記ＴＭＳコイルにパルスが適用されると、前記柔軟な基板が圧縮されていない場合前記空洞内で移動して可聴音を生じるものである。
【請求項２８】
請求項２７記載のＴＭＳシステムにおいて、前記位置に抗した前記柔軟な基板が圧縮されると、前記導電性ディスクが実質的に固定されて、前記可聴音は低減または排除されるものである。
【請求項２９】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、前記基板上に取り付けられた少なくとも１つの調整済みコイルを有する電磁誘導センサを有し、前記少なくとも１つの調整済みコイルの調整済み周波数は、前記ＴＭＳコイルが物理的に前記位置に接触している場合シフトするものである。
【請求項３０】
請求項２９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記調整済みコイルの形状は、前記ＴＭＳコイルにより前記位置に抗して圧縮されると変形し、その結果前記調整済みコイルに生じた誘導電流が前記信号処理回路により検出されて、前記ＴＭＳコイルへのパルス適用中、前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの前記指標が提供されるものである。
【請求項３１】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、前記ＴＭＳコイルからのＴＭＳパルスにより前記位置に誘導された電流を感知するＥＥＧリードを有するものである。
【請求項３２】
請求項３１記載のＴＭＳシステムにおいて、前記信号処理回路は、前記ＴＭＳコイルへのパルス適用中、感知された電流の振幅を、前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの前記指標としての閾値と比較するものである。
【請求項３３】
請求項９記載のＴＭＳシステムにおいて、前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの温度センサを有するものである。
【請求項３４】
請求項３３記載のＴＭＳシステムにおいて、前記信号処理回路は、前記温度センサの出力を処理して、各温度センサ間の温度差が所定の閾値より大きいか決定するものである。
【請求項３５】
経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）治療を患者に提供するためのＴＭＳシステムであって、
ＴＭＳコイルと、
患者のＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルにパルスを適用するパルス発生装置と、
前記ＴＭＳコイルにパルスが適用される位置に配置された導電性材料のループであって、前記ＴＭＳコイルが当該導電性材料のループに近接している場合、前記パルス発生装置が前記ＴＭＳコイルにパルスを適用すると内部に誘導電圧を有する導電性材料のループと、
信号処理回路であって、前記ＴＭＳコイルへのパルス適用中、前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標として、前記誘導電圧が所定の閾値を超えているかを決定するするものである、前記信号処理回路と
を有するＴＭＳシステム。
【請求項３６】
経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）コイルと患者の位置との近接性を、ＴＭＳ治療中に検出する装置であって、
前記ＴＭＳコイルと前記位置の間に設けられた柔軟な基板と、
前記ＴＭＳコイルと前記位置との近接性を検出するよう、前記基板上に設けられた少なくとも１つのセンサと
を有する装置。
【請求項３７】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、押し込まれると状態が変化する薄膜スイッチを有し、この薄膜スイッチのそれぞれは誘電体層により分離されたそれぞれの導電膜を有する薄膜スイッチを有するものである。
【請求項３８】
請求項３７記載の装置において、前記導電膜は、渦電流を低減するよう十分な抵抗を有するものである。
【請求項３９】
請求項３７記載の装置において、このＴＭＳシステムは、さらに、
前記薄膜スイッチの圧縮を増幅するよう前記柔軟な基板に適用される非導電性のマイクロスライドを有するものである。
【請求項４０】
請求項３７記載の装置において、前記薄膜スイッチは、前記薄膜スイッチ上の接触位置に応じて変化する出力電圧を提供する抵抗ストリップを有するものである。
【請求項４１】
請求項４０記載の装置において、前記薄膜スイッチは、タッチスクリーンを形成するよう、前記導電膜間にセパレータのアレイを有するものである。
【請求項４２】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、与えられた接触圧力に比例した出力信号を提供し、それにより所定の閾値を越えた抵抗の変化が接触の指標として特定される可変抵抗センサを有するものである。
【請求項４３】
請求項４２記載の装置において、前記可変抵抗センサは、誘導電流を最小限に抑えるよう高いインピーダンスを有するものである。
【請求項４４】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、少なくとも１つの流体変位センサと、袋が圧縮されると前記少なくとも１つの流体変位センサで圧力変化が生じるよう、非圧縮性の多岐管で前記少なくとも１つの流体変位センサに連結された流体を充填した袋とを有するものである。
【請求項４５】
請求項４４記載の装置において、前記少なくとも１つの流体変位センサと、前記流体を充填した袋と、前記非圧縮性の多岐管とは、前記柔軟な基板を共有する電気遮蔽装置上に設けられるものである。
【請求項４６】
請求項４４記載の装置において、前記流体を充填した袋は、ＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルの各磁極面上部に直接配置されるものである。
【請求項４７】
請求項４４記載の装置において、前記流体を充填した袋内の流体は、実質的に非導電性の流体を含有するものである。
【請求項４８】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、前記位置と交差する光ファイバーと、前記基板上に設けられた光格子とを有し、それにより、前記ＴＭＳコイルが前記位置に接触した場合、前記光ファイバーを通過する光は偏向されて、前記光格子に反射され光検出器に検出される光の量が変化するものである。
【請求項４９】
請求項４８記載の装置において、前記光検出器は、フォトダイオードおよびフォトトランジスタのうち一方を有するものである。
【請求項５０】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは音響センサを有し、この音響センサはパルス発生装置が前記ＴＭＳコイルにパルスを適用した時点で生じる音波を検出し、検出された信号が前記ＴＭＳコイルが患者に押し付けられていることを示しているか決定するため、前記検出された信号を信号処理回路に提供するものである。
【請求項５１】
請求項３６記載の装置において、この装置は、さらに、
音響装置を有し、この音響装置はパルス発生装置が前記ＴＭＳコイルにパルスを適用した時点で音を発生させ、前記ＴＭＳコイルにより前記位置に抗して圧縮されるに伴い前記音の振幅を低減し、前記少なくとも１つのセンサは、前記音を検出し、振幅が変化したかどうかを決定するため信号処理回路に振幅信号を提供する少なくとも１つの音響センサを有するものである。
【請求項５２】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは柔軟な基板により境界を成す空洞内に配置された導電性ディスクを有し、この導電性ディスクは、パルス発生装置により前記ＴＭＳコイルにパルスが適用されると、前記柔軟な基板が圧縮されていない場合前記空洞内で移動して可聴音を生じるものである。
【請求項５３】
請求項５２記載の装置において、前記位置に抗した前記柔軟な基板が圧縮されると、前記導電性ディスクは実質的に固定されて、前記可聴音が低減または排除されるものである。
【請求項５４】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、前記基板上に取り付けられた少なくとも１つの調整済みコイルを有する電磁誘導センサを有し、前記少なくとも１つの調整済みコイルの調整済み周波数は、前記ＴＭＳコイルが物理的に前記位置に接触している場合シフトするものである。
【請求項５５】
請求項５４記載の装置において、前記調整済みコイルの形状は、前記ＴＭＳコイルにより前記位置に抗して圧縮されると変形し、その結果前記調整済みコイルに生じた誘導電流は前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標として出力されるものである。
【請求項５６】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、前記ＴＭＳコイルからのＴＭＳパルスにより前記位置に誘導された電流を感知するＥＥＧリードを有するものである。
【請求項５７】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、温度センサを有するものである。
【請求項５８】
請求項３６記載の装置において、前記少なくとも１つのセンサは、前記ＴＭＳコイルの下に配置された導電性材料のループを有し、前記ＴＭＳコイルが該導電性材料のループに近接している場合、前記ＴＭＳコイルにパルスが適用されると内部に誘導電圧を有するものである。
【請求項５９】
経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）治療を患者に提供する方法であって、
患者のＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルにパルスが適用される位置に対し、ＴＭＳコイルの近接性を検出する工程と、
前記ＴＭＳコイルへのパルス適用中、前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標を提供する工程と
を有する方法。
【請求項６０】
請求項５９記載の方法において、前記近接性を検出する工程は、前記ＴＭＳコイルと前記位置の間にセンサを配置する工程と、患者のＴＭＳ治療中前記ＴＭＳコイルにパルスを適用する工程と、前記センサを使って前記ＴＭＳコイルと前記位置との近接性を検出する工程とを有するものである。
【請求項６１】
請求項６０記載の方法において、前記ＴＭＳコイルは少なくとも１つの治療面を有し、前記近接性を検出する工程は前記センサの前記出力から、前記少なくとも１つの治療面が前記位置に配置されているかどうかを決定する工程を有するものである。
【請求項６２】
請求項６１記載の方法において、前記ＴＭＳコイルは、前記ＴＭＳコイルの各磁極面に対応した第１の治療面および第２の治療面を有し、前記近接性を検出する工程は前記センサの前記出力から、前記第１の治療面および第２の治療面が前記位置に配置されているかどうかを決定する工程を有するものである。
【請求項６３】
請求項６０記載の方法において、前記近接性を検出する工程は、前記センサの前記出力を処理して、前記ＴＭＳコイルが前記位置で患者に有効に接触しているかを決定する工程を有するものである。
【請求項６４】
請求項５９記載の方法において、この方法は、前記ＴＭＳコイルが前記位置に適切に配置されているかどうかを作業者に視覚的に示すディスプレイ装置に、前記指標を提供する工程をさらに有するものである。
【請求項６５】
請求項６４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記ＴＭＳコイルが前記位置にない場合、前記ＴＭＳコイルを前記位置へと移動させるべき方向の視覚的な指標を、前記ディスプレイ装置に提示する工程を有するものである。
【請求項６６】
請求項６４記載の方法において、この方法は、さらに、
前記ＴＭＳコイルが前記位置で適切に接触している場所と、前記ＴＭＳコイルが前記位置で適切に接触していない場所とを示す圧力マップを前記ディスプレイ装置に提示する工程を有するものである。
【請求項６７】
請求項５９記載の方法において、この方法は、さらに、
前記ＴＭＳコイルが前記位置に適切に配置されているかどうかを作業者に示すための音を発生させる音源に前記指標を提供する工程を有するものである。
【請求項６８】
請求項６０記載の方法において、前記センサを配置する工程は、柔軟な基板内または当該基板上に複数のセンサを設置する工程と、前記ＴＭＳコイルと前記位置の間に前記柔軟な基板を設置して、ＴＭＳ治療中に前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に位置付けられているかを決定するものである設置する工程とを有するものである。
【請求項６９】
経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）治療を患者に提供する方法であって、
患者のＴＭＳ治療中、ＴＭＳコイルにパルスが適用される位置に導電性材料のループを配置する工程であって、前記導電性材料のループは、前記ＴＭＳコイルが当該導電性材料のループに近接している場合、前記ＴＭＳコイルにパルスが適用されると内部に誘導電圧を有するものである、前記導電性材料のループを配置する工程と、
患者のＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルにパルスを適用する工程と、
前記誘導電圧を測定する工程と、
前記ＴＭＳコイルへのパルス適用中前記ＴＭＳコイルが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標として、前記誘導電圧が所定の閾値を超えているかを決定する工程と
を有する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者における位置に対するＴＭＳ治療コイルの近接性を決定するための方法および機器に関し、より具体的には、治療中ＴＭＳコイルが患者の頭部に抗し適切に設置されているかどうかを決定するための近接性測定および接触の位置決めの機器および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
経頭蓋磁気刺激（Ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）研究用にコイルを配置および位置決めする現在の方法は、位置決め基準用に３次元空間座標を決定するための高価で複雑な画像処理システムまたは計算システムを必要とする研究用に設計されたアプローチ、もしくは手動法のいずれかである。これらの技術には、厳しい臨床的制限がある。上記の手動法では、繰り返し正確な配置を行うための便利な手段が提供されず、また撮像モダリティに基づく上記の３次元空間法は高価で時間がかかり、臨床用途には役立たない。このため、本出願人は、ＴＭＳの研究および治療用に、時間効率がよく安価な態様で、作業者が繰り返し正確なコイル配置を実施できる簡単な方法を提供する、臨床用途のための位置決め技術を開発した。このＴＭＳコイル位置決め技術は、２００４年１月６日付け出願済み米国特許出願第１０／７５２，１６４号に説明されており、その内容はこの言及により本明細書に組み込まれるものである。
【０００３】
治療セッション全体にわたりコイルを治療位置に無理なく維持できるようにするには、付加的な技術が必要である。運動閾値位置の決定中または治療中においてＴＭＳ刺激コイル位置を患者頭部に接近させることは、適切な磁場強度が確実に患者に適用されるようにする上で非常に重要である。コイルは、刺激パルスを適用している間、常に頭皮に接触していなければならない。現在、臨床医には、確実にコイルを患者頭部に接触させる良好な方法と、治療中にコイルが頭皮から移動して離れたことを知らせるフィードバック手段とがない。運動閾値（ｍｏｔｏｒ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、略称ＭＴ）レベルの決定手順を実施している間にコイルが移動すると、不適切な高出力設定が使用されることになりかねない。他方、この移動がＭＴ決定後および治療セッション中に起こると、不適切な低磁場が患者に適用され、可能性として有効性が損なわれる結果になりかねない。
【０００４】
患者頭部に抗してＴＭＳコイルを把持する現在の方法には、ＴＭＳ処置の間中ＴＭＳコイルを手で把持する方法、機械的なアーム部材でＴＭＳコイルを支持し当該処置の間中、患者がコイルに対し動かないと当てにする方法、および患者頭部をコイルに抗し物理的に拘束する機械的アラインメント方法（Ｂｒａｉｎｓｉｇｈｔ（商標）システムなど）といったものがある。しかしながら、このような解決策では、患者頭部に抗して確実にコイルが初期位置決めされることが、若しくは頭部に抗して確実にコイルが定位置にとどまるようにすることができない。これらの方法は、上記の接触を目視で観察する臨床医に依存している。このような観察は、処置の間中、連続的に高い信頼性を保てるとは限らない。また、コイル接触の状態について、作業者にフィードバックを提供するための解決策はない。
【０００５】
多くの企業は、医療用途のもの（Ｔｅｋｓｃａｎなど）を含め圧力および接触センサを提供しているが、これらのセンサは、高いパルス磁場という独特の環境においての最適な利用のために、或いはＴＭＳで使用するため設計されたものではなく、本発明者の認識では、このようなセンサのうち、治療の間中ＴＭＳコイルが被験者頭部に接触し続けるよう臨床医を支援する目的で利用されているものは存在しない。このため、ＴＭＳ治療処置が必要な間中ＴＭＳコイルが患者に接触し、また接触し続けることを検出する機器および技術が必要とされている。本発明は、当該技術分野におけるこの必要性に応えるものである。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ＴＭＳコイルアセンブリと、患者のＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルアセンブリにパルスを適用するパルス発生装置と、前記ＴＭＳコイルアセンブリおよびパルスが適用される位置（運動閾値位置やＴＭＳ治療位置など）の間に設けられたセンサであって、前記位置に対し前記ＴＭＳコイルアセンブリの近接性を検出するセンサと、前記ＴＭＳコイルアセンブリへのパルス適用中、前記センサの出力を処理して、前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標を提供する信号処理回路とを有した経頭蓋磁気刺激（ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ  ｍａｇｎｅｔｉｃ  ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ、略称ＴＭＳ）システムを提供することにより、当該技術分野における上述の必要性に応えるものである。前記指標は、好ましくは、前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に適切に配置されているかどうか、および／または前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置にない場合、前記ＴＭＳコイルアセンブリを前記位置へと移動させるべき方向を前記ＴＭＳ装置の作業者に示すディスプレイ装置に提供される。前記指標は、前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に適切に配置されているかどうかを前記ＴＭＳ装置の作業者に示すための音を発生させる音源にも提供されうる。
【０００７】
前記センサは、ＴＭＳ治療中に前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に対し適切に配置されているかを決定するため、前記ＴＭＳコイルアセンブリと前記位置の間に配置された柔軟な基板内または当該基板上に設けうるセンサアレイなどの複数センサを有する。
【０００８】
第１の実施形態では、このセンサは、押し込むことにより状態が変化する薄膜スイッチを有しうる。この薄膜スイッチは、さらに、この薄膜スイッチ上の接触位置に応じて変化する出力電圧を提供する抵抗ストリップを含みうる。この薄膜スイッチは、タッチスクリーンを形成するように前記導電膜間にセパレータのアレイも含みうる。
【０００９】
第２の実施形態では、前記センサは、与えられた接触圧力に比例した出力信号を提供し、それにより所定の閾値を越えた抵抗の変化が接触の指標として識別される可変抵抗センサを有しうる。
【００１０】
第３の実施形態では、前記センサは、１若しくはそれ以上の流体変位センサと、袋が圧縮されると前記流体変位センサにおいて圧力変化が生じるように非圧縮性の多岐管で前記流体変位センサに連結された、流体を充填した袋とを有しうる。この流体を充填した袋は、前記ＴＭＳコイルアセンブリの前記ＴＭＳコイルのそれぞれの磁極面上部に直接配置されることが好ましく、この流体を充填した袋内の流体は、ＴＭＳ場と干渉しないよう実質的に非導電性の流体であることが好ましい。
【００１１】
第４の実施形態では、前記センサは、前記位置と交差する光ファイバーと、前記基板上に設けられた光格子とを有してよく、それにより、前記ＴＭＳコイルが前記位置に接触した場合、前記光ファイバーを通過する光は偏向されて、前記光格子に反射される光の量が変化する。この反射された光は、光検出器により検出される。
【００１２】
第５の実施形態では、前記センサは、音響装置であって、前記ＴＭＳコイルアセンブリの前記ＴＭＳコイルにパルスが適用された時点で（ヒトの可聴範囲内または範囲外でありうる）音を発生させ、前記ＴＭＳコイルアセンブリにより前記位置に抗して圧縮されるに伴い前記音の振幅を低減する音響装置を有しうる。音響センサは、この音を検出し、振幅変化が起こったかどうか決定するため、この音に比例した電圧信号を前記信号処理回路へ提供するものである。磁場がかかると空洞内で「カラカラ音を立て」るように設定され、前記センサが患者に抗して圧縮されると「カラカラ音を立て」ないように設定されている導電性ディスクがある場合は、音響センサは不要となる。
【００１３】
第６の実施形態において、前記センサは、患者上の位置に取り付けられた少なくとも１つの調整済みコイルを含む電磁誘導センサを有しうる。この調整済みコイルの調整済み周波数は、前記ＴＭＳコイルアセンブリが物理的に前記位置に接触している場合シフトするよう選択される。前記調整済みコイルの形状は、前記ＴＭＳコイルアセンブリにより前記位置に抗して圧縮されると、結果として前記調整済みコイルに生じた誘導電流が前記信号処理回路により検出されうるよう変形してよく、それにより前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置で患者に接触しているかどうかの前記指標が提供される。
【００１４】
第７の実施形態では、前記センサは、前記ＴＭＳコイルアセンブリからのＴＭＳパルスにより前記位置に誘導された電流を感知するＥＥＧリードを有しうる。この実施形態では、前記信号処理回路が感知された電流の振幅を閾値と比較して、ＴＭＳ治療中、前記ＴＭＳコイルアセンブリが前記位置に対し適切に配置されているかどうかの指標を取得する。
【００１５】
第８の実施形態において、前記センサは温度センサを有しうる。この実施形態では、前記信号処理回路がこの温度センサの出力を処理して、それぞれの温度センサ間の温度差が所定の閾値より大きいか、または、１若しくはそれ以上の温度センサで測定された温度が予期せず著しく変化したかを決定する。前記所定の閾値は、例えば温度センサが頭部に抗した位置から移動して離れると閾値を超えた温度変化が起こり、一方、適切な接触位置にあるとき感知される温度変化は前記閾値を超えず、代わりにゼロ較正されたベースライン温度として使用されるよう、設定される。
【００１６】
第９の実施形態では、前記センサは、治療位置（患者の頭皮に固定されるなど）に配置された導電性材料のループを有しうる。前記ＴＭＳコイルアセンブリがこの導電性材料のループに近接している場合、前記ＴＭＳコイルアセンブリにパルスが適用されると、前記ループの内部に電圧が誘導される。
【００１７】
第１０の実施形態では、前記センサは、前記ＴＭＳコイルアセンブリにパルスが適用されたとき発生する音波を検出し、また患者の頭蓋骨に機械的に連結されており前記音響センサに信号が伝達される（可聴範囲内または範囲外の）音響センサを有する。前記ＴＭＳコイルアセンブリを患者頭部から連結解除すると音波が変化し、それが前記音響センサで検出される。
【００１８】
当業者であれば、現在利用可能な他のセンサ実施形態も、以下の詳細な説明に基づき実施可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図１〜１８を参照して、例示した本発明の実施形態を詳しく説明する。この説明では、本発明で考えられる詳細な実施例を提供しているが、これらの詳細事項は例示を目的としたものであり、決して本発明の範囲を画定するものではないことに注意すべきである。
【００２０】
本発明は、ＴＭＳ治療を使った中枢神経系疾患状態の治療に使用されるＴＭＳコイルの位置を感知するよう設計されている。本発明の例示的な実施形態は、うつ病を治療するための左前頭前皮質の興奮刺激に関して説明しているが、当業者であれば、本発明の機器および技術は、他の数多くの中枢神経系疾患を治療するため他の多くの中枢神経系標的に対するＴＭＳ治療に使用しうることが理解されるであろう。例えば、本発明のＴＭＳコイル位置検出装置は、うつ病治療における低周波数抑制刺激のため、患者の右前頭前皮質上で前記ＴＭＳコイルの位置を検出する際使用しうる。当業者であれば、本発明のＴＭＳコイル位置検出装置は、以下の治療用ＴＭＳコイルの位置の検出にも使用できることがさらに理解されるであろう。てんかん（発作位置上部）、統合失調症（ウェルニッケ野）、パーキンソン病、トゥレット症候群、筋萎縮性側索硬化症（Ａｍｙｏｔｒｏｐｈｉｃ  Ｌａｔｅｒａｌ  Ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ、略称ＡＬＳ）、多発性硬化症（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｓｃｌｅｒｏｓｉｓ、略称ＭＳ）、アルツハイマー病、注意欠陥／多動性障害、肥満症、双極性障害／躁病、不安障害（広場恐怖症、対人恐怖（別名「社会不安障害」）、急性ストレス障害、全般性不安障害を伴う、または伴わないパニック障害）、心的外傷後ストレス障害（ＤＳＭにおける不安障害の１つ）、強迫性障害（ＤＳＭにおける不安障害の１つ）、痛み（片頭痛、三叉神経痛）、慢性疼痛性障害（糖尿病性神経障害、帯状疱疹後神経痛、また線維筋痛や局所性筋筋膜性疼痛症候群などの突発性疼痛性障害による痛みなどの神経障害を含む）、脳卒中後のリハビリテーション（神経可塑性の誘導）、耳鳴り、融合を促進するための移植神経の刺激、物質関連障害（アルコール、コカイン、アンフェタミン、カフェイン、ニコチン、大麻の依存症、乱用、禁断症状）、脊髄損傷および脊髄再生／リハビリテーション、頭部損傷、睡眠遮断逆転、原発性睡眠障害（原発性不眠、原発性睡眠過剰、概日リズム睡眠障害）、認知能力の向上、痴呆、月経前不快気分障害（ＰＭＳ）、薬物送達システム（医薬品への細胞膜透過性を変化させる）、タンパク質合成の誘導（転写と翻訳の誘導）、吃音症、失語症、嚥下障害、本態性振戦、磁気発作治療（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｓｅｉｚｕｒｅ  Ｔｈｅｒａｐｙ、略称ＭＳＴ）、および脳内の特定位置に磁場を適用することにより治療しうる他の中枢神経系障害。治療位置は各ケースで異なることは言うまでもないが、どのケースでも、治療中に前記ＴＭＳコイルを治療位置に保つため、本発明の位置検出装置は有用である。
【００２１】
概要
図１Ａは、本発明に係るＴＭＳ治療用のシステム１０を例示したものである。例示のとおり、前記システム１０に対し、患者はシートを倒した快適な位置に配置される。連接アーム部材１２により、作業者は、ＴＭＳコイルアセンブリ２０が患者頭部に抗して適切な位置（運動閾値位置やＴＭＳ治療位置）で静止するよう、ＴＭＳコイルアセンブリ２０を調整できる。治療中は、前記位置で磁場を生成するため、ケーシング３０内のパルス発生機器（図示せず）によりパルスが生成され、ＴＭＳコイルアセンブリ２０に適用される。以下さらに詳しく説明するとおり、作業者は、ディスプレイ４０により、前記パルス発生機器と連動し、前記位置に対する前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の位置決めを監視することができる。
【００２２】
本発明によれば、圧力および／または接触センサ５０が回路基板６０上に配置され、その回路基板６０は、臨床作業者により前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の接触面と患者頭部の間に配置される。前記回路基板６０は柔軟で使い捨てであることが好ましいが、前記センサは、使い捨てである必要はなく、また前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０と別個である必要もない。図１Ｂに例示したように、柔軟な前記回路基板６０は、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０のコイル治療面２２および２４にそれぞれ機械的に、または一時的な接着剤で取り付けうる。前記センサ５０は、（アナログ、デジタル、または光学的）出力信号を信号処理電子機器に提供し、さらにこの信号をユーザインターフェースへ引き渡す前に信号の妥当性を評価する分析用プロセッサに提供する。ここで、前記ユーザインターフェースは、例えばディスプレイ４０に接触が適・不適である旨の（グラフィック、インジケータランプ、または可聴）フィードバックを作業者に提供する。また作業者には、適切な接触をもたらすため、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０がどの位置にあり、いかに移動させるべきかについて（上下への傾斜や左右への回転など）、例えばディスプレイ４０に指針が提供される。以下、例示的な実施形態を参照して説明するように、接触の検出に使用できる適切な検出技術は多数ある。
【００２３】
システムの機能性
図２に例示したように、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０が希望する位置にある時点で患者頭部に隣接するよう前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の前記コイル治療面２２、２４上に配置されるセンサ５０の柔軟なセンサまたはセンサアレイ７０の出力は、適切なフィルタリングなどを提供するため信号処理電子機器８０により処理される。前記信号処理電子機器は、使用される特定タイプのセンサ技術に依存するが、通常、アナログ信号前置増幅器、次いで適切なフィルタリングおよびゲイン調整を含む。実装内容が光学的な場合は、一部の処理が光学的に行われる（フィルタリング、分極、波長分離など）。処理された出力は、患者との接触が適切であるかどうかを決定するため、信号処理電子機器８０により有効な接触分析回路９０へと提供される（例えば信号は閾値と比較される）。適切な接触の確認は、アナログ回路、デジタル回路、またはソフトウェアにより行われる。これらの分析アルゴリズムは、各タイプのセンサに内在するアーチファクトの性質と、前記柔軟な基板６０の物理的構成とに依存する。次に、回路９０の出力は、例えばディスプレイ装置４０で表示するため、利用者へと戻される。利用者へのフィードバック１００は、聴覚的インジケータ、画像的（グラフィック）インジケータ、数値的インジケータ、または「実施か中止か」を示すインジケータでありうる。グラフィックフィードバックには、物理的に接触している領域の表示、重要な領域での圧力レベルを示す棒グラフ、圧力マップが含まれうる。前記圧力マップでは、図３Ａおよび３Ｂに例として示したタイプのマップを生成するため前記検出用の基板６０上にセンサのアレイ７０が必要となるであろう。ここで、図３Ａは患者頭皮との接触が非良好であることを示しており、図３Ｂは患者頭皮との接触が良好であることを示している。例示のとおり、この表示は、頭皮との接触を改善するため、作業者による前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０再位置決めを誘導する上で役立ちうる。作業者への聴覚的なフィードバックも提供しうる。
【００２４】
図３Ａおよび３Ｂは、前記ディスプレイ４０が、前記コイル磁極治療面２２、２４にわたり接触圧力のグリッドマップのカラーＬＣＤ画面（またはその均等物）を有した、現時点で好適な実施形態を例示したものである。これは、前記センサアレイ７０から前記ディスプレイ４０の表示グリッドへの信号をマッピングし、圧縮されたセンサを１つの色で表示し（緑色〜薄い灰色など）、圧縮されていないセンサを異なる別の色で表示する（赤色〜濃い灰色など）ことによりもたらされる。図３Ａおよび３Ｂでは、黒線の円１０５が前記コイル磁極治療面２２、２４下の重要な領域を示し、これらの領域で良好な接触が望まれる。これらの円内に含まれるインジケータは、すべて緑色／薄い灰色になり、完全な接触ステータスを表すことが理想的である。前記円１０５内に赤色／濃い灰色のピクセルが現れた場合作業者に警告する分析ソフトウェアを使用して、作業者が再位置決めを行いＴＭＳ処置を継続できるようにしてもよい。
【００２５】
検出技術の選択肢
本発明に係るセンサ技術は、異なるものを多数使用することができる。以下では、現時点で好適な実施形態および考えられる実施態様をより詳しく説明する。これらの実施形態は、包括的であることを意図したものではない。当業者であれば、以下に匹敵する他の市販技術、またこのような検出技術への将来的な改良も利用可能になった段階で使用できることが理解されるであろう。
【００２６】
薄膜スイッチ
図４Ａおよび４Ｂに例示したように、２枚の導電フィルムまたは導電膜１２０、１３０を平行に取り付け、第３の中間層１５０で形成される間隙１４０で前記膜１２０、１３０を分離することにより、薄膜スイッチ１１０が形成される。前記間隙１４０は、空気、抵抗性流体、ゲル（ジェル）などの誘電体材料で充填される。図４Ｂに例示したように、この薄膜スイッチ１１０に圧力がかかると、前記層が互いに近づいて接触する。上記の２枚の導電層１２０、１３０が接触し合うと電気接触が起こり、この電気接触は以下説明するように感知される。各センサのサイズおよび厚さは、感度を最適化するよう選択される。
【００２７】
ＴＭＳ用途の場合は、このようなスイッチ１１０のアレイが、図４Ｃに例示したように柔軟な基板６０上に作製され、この基板６０は、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の前記コイル磁極治療面２２、２４に適用される。示したように、これらのスイッチ１１０は、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の前記ＴＭＳコイル表面に、前記コイル磁極治療面２２、２４の中央付近で、患者の頭部が完全に接触していることを検出するよう、この基板６０上に注意深く配置される。例えば、４つまたは８つのスイッチ１１０のアレイは、図４Ｃに例示したように各コイル磁極治療面２２、２４の領域内に配置でき、その出力は、前記信号処理電子機器８０に提供するためコネクタ１５５に提供される。この構成は、ディスプレイ４０でのグラフィック表示にマッピングして部分的な接触を検出し、作業者による前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の位置決めを支援する上で有用である。各コイル磁極治療面２２、２４で単一のスイッチ１１０を使用しても、作業者のコイル位置決め支援に必要な情報は得られず、代わりに「実施か中止か」を示す信号だけが提供される。これは有用ではあるが、再位置決めを容易にする出力（適切な接触をもたらすよう前記コイルを移動すべき方向を示す出力）のほうが好適である。このため、治療領域をカバーする複数のスイッチ１１０を使用することが望ましい。渦電流を低減し、その減衰を加速するには、十分な抵抗を伴った導電フィルム１２０、１３０を使うべきである。また、これらの導電フィルム１２０、１３０は、当業者に公知の技術を使って渦電流を低減するようパターン化する必要がある。
【００２８】
図５には、薄膜スイッチ１１０のアレイ１６０を使用したシステム構成を示した。この構成では、従来のデバウンス回路１７０でデバウンスおよび単離された出力が前記薄膜スイッチ１１０の前記アレイ１６０から提供され、この出力は、アーチファクトを除去するステータス検出およびデジタルインターフェース回路１８０に提供されたのち、前記薄膜スイッチのアレイ１６０からの処理済みデジタル信号セットを取得するため使用されるコンピュータプロセッサ１９０に提供される。接触の検出は、前記スイッチアレイ１６０の各スイッチ１１０の上方および下方の前記膜１２０、１３０に電圧を印加して行われる。接触が達成されると電流が流れ、ステータス検出およびデジタルインターフェース回路１８０内の電流検出回路により検出される。通常、この信号はまずデバウンス回路１７０でデバウンスされ、指定された時間だけ接触が維持されると（５０ミリ秒など）、有効な接触であると見なされる。このステータスは、次いで回路１８０により前記プロセッサ１９０へ通信される。前記スイッチに近接したパルス磁場はそれぞれ異なるため、検出される信号は、信号検出およびデジタルインターフェース回路１８０でフィルタまたはゲート処理して検出時のアーチファクトを回避する必要がある。マイクロプロセッサ１９０からの処理済み出力は、例えばディスプレイ４０などでのグラフィック表示２１０を駆動するディスプレイドライバ２００に提供しうる。接触の状態を（オンまたはオフで）示すため、接触ステータス遠隔インジケータ２２０を使用することもできる。
【００２９】
当業者であれば、非導電性材料（プラスチックなど）でマイクロスライドを構成でき、前記薄膜スイッチアレイ１６０を含む前記基板６０に適用できることがさらに理解されるであろう。このスライド構成により、接触による圧縮の増幅と、前記コイル磁極付近の重要な領域から離れたモーションセンサ遠隔設置とが可能になるという２つの機能がもたらされる。これを達成する機械的構成はいくつかのものがある。図６Ａおよび図６Ｂは、マイクロスライド実施形態例であって、押し下げられると、あらかじめ曲げてあるアクチュエータアーム部材２２２により、不透明なスライディングアーム部材２２４が光源２２６と光検出器２２８の間で摺動する、マイクロスライド実施形態例を示したものである。図６Ａに示したように、前記アクチュエータアーム部材２２２が押し下げられていない状態では、光源２２６からの光が光検出器２２８に検出され、図６Ｂに示したように、前記アクチュエータアーム部材２２２が圧縮位置まで押し下げられた状態では、光源２２６からの光が不透明なスライディングアーム部材２２４により遮られるため、光検出器２２８に検出されない。このように、基板膜１２０、１３０が圧縮されると、前記不透明なスライディングアーム部材２２４が前記基板膜１２０、１３０の面に沿って前記コイル磁極治療面２２、２４に沿った方向へ移動する。次いで、この動きは、図６Ａに示したように光学的に、もしくは当業者に公知の他の手段で検出可能となる。
【００３０】
可変抵抗センサ
当業者に知られているとおり、抵抗ペーストを使うと力センサを作製できる。同様に、金属膜をパターン化して弾性層の上に抵抗を形成させると、ひずみゲージを作製することができる。この抵抗および層は、接触の圧力によりゆがみ、このゆがみで変化した膜抵抗の抵抗がブリッジ回路に検出される。また、接触を示すため、閾値抵抗が選択される。薄膜スイッチ１１０の場合と同様、センサおよび検出回路の設計時には、センサに近接したパルス磁場も考慮しなければならない。誘導電流を最小限に抑えるには高インピーダンス設計が好ましく、誘導渦電流を最小限に抑えるには導電性のループを排除するか非常に小断面積に保つ。同様な機能的利点のある上記薄膜スイッチの場合で説明したように、これらの可変抵抗技術は、どちらもセンサアレイ１６０内に作製しうる。信号処理、検出、信号妥当性確認は前記薄膜スイッチ１１０の場合と異なるが、この違いを除けば、このシステム構成は図５に示したものと非常に類似している。
【００３１】
可変抵抗センサでは、かけられる圧力に比例した単調な関数である連続的な信号（電圧）が得られる。この場合の回路１８０およびマイクロプロセッサ１９０による信号処理は、フィルタリングの工程と、較正したゲインおよびオフセットの設定を適用する工程と、磁気パルスと同期させるゲーティングの工程とを有する。この較正済み圧力値は、上記で処理されたセンサ信号を（Ａ／Ｄコンバータで）デジタル化することにより決定でき、デジタル化した値は、図５に示したようにサンプリングされ前記処理コンピュータ１９０へ送信される。次に、較正済み圧力値がディスプレイ４０で作業者に表示されるか、あるいは、閾値検出回路で接触が達成されたかが決定されうる。
【００３２】
図７は、本発明に係るアレイ２５０内に構成された可変抵抗力センサ２４０からサンプリングを行う多重データ取得回路２３０を図示したものである。この用途に適した可変抵抗力センサ２４０は、Ｔｅｋｓｃａｎから入手できる（「Ｆｌｅｘｉｆｏｒｃｅ」など）。これらのセンサ２４０は、通常、２つの基板それぞれに銀の層を塗布して作製される。これらの銀接触領域間に抵抗ペーストが配置されると、このアセンブリは封止され、機械的に安定化される。２つの接触位置間の抵抗は、かけられた圧力に応じて変化する。これらの接触位置は、カスタム構成されたものでも、大きなアレイで作製されたものでもよい。これらの構造は、所望されている低コストで柔軟な使い捨て設計に寄与する。ＴＭＳ用途では、重要な接触領域のそれぞれに単一のセンサ２４０を配置するか、各位置に複数のセンサ２４０を配置しうる（図７）。複数のセンサ２４０を使用することの利点は、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０をどちらに移動させるとより良好な接触を達成できるか、作業者がフィードバックを得られることである。提案される実施態様の１つは、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０の前記コイル磁極治療面２２、２４をほぼ全体にわたりカバーする幅広いアレイまたはグリッド構成２５０を使用することである。次に、ディスプレイ４０のグラフィック表示を使って、前記ＴＭＳコイルアセンブリの配置中、作業者を誘導することができる。この可変抵抗センサ適用の独自性は、必要とされる磁気環境と具体的な幾何学的構成とにある。前記センサ２４０の抵抗は、前記ＴＭＳパルスによる誘導電流を抑えるよう比較的高くなければならず、導電領域の断面積は渦電流による加熱を回避するよう小さくなければならない。
【００３３】
動作中、前記マイクロプロセッサ１９０は、制御回路２７０制御下のスイッチ２６０、２６５を選択的に閉じ、各接触点で抵抗を測定することにより、前記センサの行および列の交差点をスキャンする。各接触位置は、力がかけられていない状態でベースライン基準として値が較正される可変抵抗器２４０により表される。このデータ取得回路２３０の出力は、デジタイザ２８０によりデジタル化され、マイクロプロセッサ１９０に提供されて、そこで閾値検出が実行される。次に、マイクロプロセッサ１９０は、各センサ２４０の合否情報を使い、そのセンサ状態をディスプレイ４０のグラフィック表示にマップする。このアレイベースのアプローチは、作動した（圧縮された）センサとそうでないセンサを明らかに示す前記センサ２４０のグラフィック表示マップで構成されることが好ましい。
【００３４】
位置および接触の双方を検出する他のセンサ
抵抗ストリップ
上記の薄膜スイッチ１１０は、接触位置に応じて変化する出力電圧を提供するよう修正できる。このような場合、前記間隙領域１４０は、局部的な空隙の代わりに１次元の間隙を形成するよう延在する。次いで外部電圧を前記フィルム１２０、１３０の１つに印加した場合、電流は流れないため前記フィルム全体が等電位になる。これらのフィルム１２０、１３０がともに押圧されると、接触が起こった点で上方のフィルム１２０が下方のフィルム１３０と同じ電位になる。前記上方のフィルム１２０端部における電圧Ｖ１、Ｖ２は、接触位置および空間的延在の程度に依存する。これらの電圧は、前記間隙１４０に沿って圧力がかかった位置の測定値へと変換することができる。このようなストリップの行を並列構成で配置すると、領域センサ２９０を作製できる。図８Ａは、このようなセンサ２９０が圧縮前の状態にある平面図を示したものであり、図８Ｂは、このようなストリップセンサ２９０の圧縮後の断面を示したものである。ここで、Ｖ１およびＶ２は接触領域の変化に応じて変化する。
【００３５】
タッチスクリーン技術
図９に例示した好適な実施形態において、タッチスクリーン技術は、ストリップセンサ２９０’の前記電極１２０、１３０がセパレータのアレイか、非導電性のドットまたはストリップのアレイ（図示せず）かにより分離されている点を除き、前記ストリップセンサ２９０（図８Ａおよび８Ｂ）に類似している。これにより、一定領域にわたる接触が検出可能になる。その位置は、まず水平方向に電圧Ｖ１を印加して前記センサフィルム２９０’の電圧を測定し、次に垂直方向に電圧Ｖ２を印加して前記センサフィルム２９０’の新たな電圧を検出することにより測定される。また、対になった電極１２０、１３０間の電流を検出することにより、患者頭蓋骨に接触している領域の大きさも検出しうる（すなわち、電流が大きいほど頭蓋骨と接触している領域も大きい）。このようにして、接触の２次元位置が検出可能になる。接触位置は、次いで前述のとおりディスプレイ４０のグラフィック表示にマッピングされる。
【００３６】
ピックアップループ
図１０に例示したように、導電性材料でできた１つまたは複数のループ２９２は、患者頭部の運動閾値（ｍｏｔｏｒ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、略称ＭＴ）手順用の位置に固定し、さらに／あるいは導電性材料でできた１つまたは複数のループ２９４は、患者頭部のうつ病治療用の位置に固定しうる。次いで、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０を適切な位置に配置し、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０でパルス磁場を適用すると、前記１つまたは複数のループ２９２または２９４に電圧が誘導される。ＴＭＳ処置中に前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０から離れる方向へ患者が動くと、前記１つまたは複数のループ２９２または２９４の誘導電圧は下がる。効果的な治療を維持するための閾値は、前記信号処理回路８０により決定でき、この閾値より電圧が下がった場合は、残りの治療についても前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０が適切に再位置決めできるよう、可視信号または可聴信号が作業者に提供される。
【００３７】
流体変位センサ
流体変位センサは、図１１Ａに例示したように、柔軟な使い捨て基板３００（ポリエステルなど）上に作製できる。示したように、流体を充填した袋３１０は、当該流体を充填した袋３１０の一方または双方が圧縮されると前記流体変位センサ３３０で圧力変化が生じ、その圧力変化がコネクタ３４０に検出され、当該コネクタ３４０を通じて前記処理電子機器８０に提供されるよう、非圧縮性の多岐管３２０により連結されている。図１１Ｂに例示したように、前記流体変位センサは、静電遮蔽装置として同じ物理的基板３５０上に作製することもできる。これら流体を充填した膜袋３１０は、示したようにコイル３６０の前記コイル磁極治療面２２、２４の上部に直接配置され、流体圧力をアナログ電圧に変換するため圧力トランスデューサ３３０に連結され、この圧力トランスデューサ３３０は、アーチファクトを排除し閾値超過の有無を検出することにより前記コイル３６０両面での適切な接触を示すため、電気コネクタ３４０を介して信号処理回路８０に接続される。前記流体は高インピーダンスで流れる電流も最小限であることから実質的に非導電性であり、したがって（パルス磁場により）誘導される渦電流による加熱または場のゆがみも生じない。静電遮蔽コネクタ３７０は、物理的に離れたパルス発生器から静電遮蔽コイルを駆動する機構をもたらす。
【００３８】
光センサ
光センサは、前記コイル磁極治療面２２、２４上部で光ファイバー３８０が重要な接触領域と交差するよう、前記光ファイバー３８０を前記柔軟な基板３００に固定することにより作製しうる。特定位置を単離するには、複数の光ファイバーが使用可能である。図１２Ａに例示したように、遠隔光源３９０からの光は、光ファイバー３８０に入射され、ファイバーブラッグ格子４００へ向かって方向付けられる。この光が前記ファイバーブラッグ格子４００と接触すると、図１２Ｂに断面で示したこのファイバーブラッグ格子４００のファイバーが図１２Ｃに例示したとおり偏向し、光透過効率に影響を及ぼす。例えば、反射ピークは図１２Ｄに示したようにより長い波長へシフトする可能性があり、それが光検出器（フォトダイオードなど）に検出される（図１２Ａ）。そのため、前記ファイバーブラッグ格子４００は、このファイバーブラッグ格子４００から反射される光の量がたわみにより変化するよう、前記柔軟な基板３００に取り付けられる。光は、磁気パルスが適用されると振動するよう、前記柔軟な基板３００から反射される。この光の変調が測定され、振動が最小限の場合は、接触が良好である。液体を充填した薄型の袋（図１１Ａの袋３１０など）は、前記柔軟な基板３００に適用して、前記コイル磁極治療面２２、２４の重要な領域での接触により前記コイル３６０の両側面で前記袋３１０が圧縮され、液体が光検出器４１０へ移動（変位）し、そこでその変位が検出されるよう配置しうる。本発明によれば、前記光検出器４１０は、フォトダイオードやフォトトランジスタなどを含みうる。
【００３９】
音響センサ
音響センサは、パルス適用時に音を生じるよう、図１１Ｂの実施形態のように静電遮蔽上に取り付けうる。当該センサが頭部に抗して圧縮されると、この音は小さくなり周波数もシフトする。前記音響センサは、音レベルの変化を検出する。処理回路８０（図２）または信号処理ソフトウェアでは、いかなる変化も決定される。
【００４０】
図１３Ａは、音源４５０を音響トランスデューサ４６０に連結する音響チャネル４４０により、非接触位置にある柔軟な膜４２０、４３０が互いに分離された、音響センサの実施形態例を例示したものである。図１３Ｂに示したように、前記柔軟な膜４２０、４３０が（例えば頭部に抗して）押された場合、前記音響チャネル４４０が中断されることにより、音は小さくなり、さらに／または周波数がシフトする。当業者であれば、前記の音源４５０および音響トランスデューサ４６０は、可聴範囲および／または超音波範囲の音を生成および検出することが理解されるであろう。
【００４１】
異なる別のタイプの音響センサは、前記ＴＭＳコイルにパルスが適用されても、前記基板が患者頭部に抗して圧縮されていない状態では意図的に「カラカラ音を立てる」または明らかな可聴音を立てるよう前記基板３５０（図１１Ｂ）上に構成された装置として実装しうる。図１４Ａに例示したように、このような装置は、柔軟な膜４７０、４８０であって、当該柔軟な膜４７０、４８０間に空洞５００を画成するようスペーサー４９０で分離された柔軟な膜４７０、４８０を含む。この空洞は、周囲磁場にパルスが適用されると空洞５００内でカラカラ音を立てるよう矢印で示したトルクがかかる導電性ディスク５１０を含む。図１４Ｂに例示したように、本装置は、頭部に抗して圧縮されたとき前記音を有為に減衰するよう設計されている。この場合、前記柔軟な膜４７０、４８０が（例えば患者頭部に抗して）圧縮されると、これらの柔軟な膜４７０、４８０は前記導電性ディスク５１０を固定して前記空洞５００内でカラカラという音が発生しないようにする。この聴覚的フィードバック（カラカラという音がしないことなど）が、前記コイルが患者頭部に接触していないことを作業者に知らせる指標となる。この音は可聴音であるため、音響センサは不要である。
【００４２】
図１５に例示したように、音響トランスデューサ５２０（可聴範囲または超音波）は、パルスが適用され患者頭部との接触で頭蓋骨に機械的に連結されている場合、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０内の前記ＴＭＳコイルにより発生し頭蓋骨を介して伝播する音波を検出できるよう、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０により生成される磁場から離れた患者頭皮上の位置に載置または取り付けしうる。前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０にパルスが適用されると、このＴＭＳコイルアセンブリ２０は可聴振動または不可聴振動を生じる。このＴＭＳコイルアセンブリ２０が頭蓋骨に良好に接触している場合、この音は頭蓋骨へ効果的に伝達され、患者頭部の好都合な位置（通常は前記コイルの真下以外の位置）に適用された音響トランスデューサ５２０に検出される。この音響トランスデューサ５２０の出力は、頭蓋骨との接触が失われたことを示す大きな変化が伝達された音にないか検出するため、（信号処理電子機器８０内にありうる）信号処理電子機器に送信される。受信される音波の特性は、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０および患者頭蓋骨の機械的連結の度合いに応じて変化する（スペクトルのシフトや振幅の変化など）例えば、前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０が患者頭蓋骨と直接接触していない場合、低周波数の音波は減衰され、これにより前記ＴＭＳコイルへのパルス適用時に生じる信号の音響シグニチャ（音響特性）が変化する。
【００４３】
電磁誘導センサ
電磁誘導センサを実装するには、図１６Ａに示したように基板６０に調整済みコイル５３０を取り付ける。調整済み周波数は、図１６Ｂに例示したように、前記の基板６０およびＴＭＳコイルアセンブリ２０が患者頭部と物理的に接触するとシフトする。この事前調整する回路は、パルス磁場と適合するよう設計する必要がある。各静電遮蔽コイルには、コイル負荷の変化（とそれに対応するインダクタンスの変化）に対し感度がある周波数でそれぞれ独立にＴＭＳ補正パルスが適用される。前記コイルの電流波形の変化は、前記静電遮蔽が患者頭部に抗して配置されているかどうかについて検出および区別される。前記基板上には圧縮性の調整済みコイル５３０が取り付けられ、この調整済みコイル５３０は、患者頭部に抗して圧縮されると形状（特にＴＭＳ場に対する断面積）が変形するよう設計される。すなわち、前記圧縮性の調整済みコイル５３０が、非圧縮状態と比べて圧縮された状態にある場合、周波数カウンタにより異なる誘導電流が生成される。この誘導電流は、次に、信号処理電子機器８０内の信号処理電子機器に検出される。
【００４４】
容量結合センサ
図１７に例示したように、前記ＴＭＳ磁気パルスにより頭皮内で誘導された電流を検出するには、ＥＥＧタイプのリードおよび電極５４０、またはそれらの均等物を使用しうる。前記ＴＭＳコイルアセンブリ２０が頭皮から移動して離れると、その電流はシフトし、振幅は小さくなる。この変化は、前記ＥＥＧタイプのリード５４０からの信号を適切な信号処理電子機器で処理することにより検出される。ＥＥＧタイプのリードは最低２つ必要である。当業者であれば、患者の動きによるアーチファクト、またはＴＭＳ場との連結を回避するため、これらＥＥＧタイプの電極５４０を注意深く配置し、検出された信号を前記信号処理電子機器で適切にフィルタリングすることが重要であると理解されるであろう。
【００４５】
温度センサ
図１８に例示したように、（サーミスタや熱電対などの）温度センサ５５０は、前記基板６０上にある上記の２つの重要な接触領域２２、２４付近に適用でき、その出力は、コネクタ１５５を通じて処理回路（信号処理電子機器８０など）に提供される。通常、その両面の温度は互いに連動するが、前記温度センサ５５０のうち１若しくはそれ以上が患者の頭蓋骨に接触している場合、前記センサ５５０の頭蓋骨との接触に変化があったことを示す予期しない急激な温度変化が起こりうる。すなわち、２つの温度の差分または比に予期しない有意な変化があった場合（その変化が所定の閾値を超えた場合）、これは一方の面が患者頭部に接触していないことに起因する可能性が高い。他方、１若しくはそれ以上の温度センサ５５０で検出された温度が予期せず急激に変化した場合、これ自体は、前記温度センサ５５０がもはや頭蓋骨に接触していないことを示しうる。この方法は、応答が比較的遅い（数秒）という難点がある。ただし、このアプローチには、安全な温度レベルを超えることなく作業者がＴＭＳプロトコルパラメータを最適化できるという独特の付加的な利点もある。また、患者に接触する表面温度が必要以上に上昇する危険性のあるＴＭＳシステムにおいて障害を検出する安全機能としても使用できる。
【００４６】
当業者であれば、治療中、前記ＴＭＳコイルアセンブリが患者頭部に抗して適切に配置されているかどうかを決定する上で、他の検出装置も使用しうることが理解されるであろう。このため、このようないかなる変更（修正）形態も、添付の例示的請求項で定義された本発明の範囲に包含されるよう意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
以上に述べた特徴および優位性等は、以下の図面の簡単な説明に基づき、当業者に明確に理解されるであろう。
【図１】図１Ａは、本発明のコイル位置検出システムを使ったＴＭＳ治療のためのＴＭＳシステムを例示したものである。  図１Ｂは、本発明に従い前記ＴＭＳコイルアセンブリによりパルスが供給される位置に対し前記ＴＭＳコイルの近接性を検出する前記ＴＭＳコイルアセンブリの各コイル面への、近接性センサを含む柔軟な回路基板の取り付けを例示したものである。
【図２】図２は、本発明に係るＴＭＳコイル近接性検出のための信号処理電子機器の全体的な概要を例示したものである。
【図３Ａ】図３Ａは、患者頭皮との非良好な接触を示す作業者への表示例を示したものである。
【図３Ｂ】図３Ｂは、患者頭皮との良好な接触を示す作業者への表示例を示したものである。
【図４Ａ】図４Ａおよび図４Ｂは、本発明に係る近接性センサとして使用する薄膜スイッチを、非接触（図４Ａ）位置および接触（図４Ｂ）位置で例示したものである。
【図４Ｂ】図４Ａおよび図４Ｂは、本発明に係る近接性センサとして使用する薄膜スイッチを、非接触（図４Ａ）位置および接触（図４Ｂ）位置で例示したものである。
【図４Ｃ】図４Ｃは、本発明に従い、前記ＴＭＳコイルアセンブリの表面に適用するため柔軟な基板上に作製された薄膜スイッチのアレイを例示したものである。
【図５】図５は、本発明に従い、薄膜スイッチのアレイを使用したシステム構成を例示したものである。
【図６Ａ】図６Ａおよび図６Ｂは、マイクロスライド実施形態例であって、押し込まれると、あらかじめ曲げてあるアクチュエータアーム部材により、不透明なスライディングアーム部材が光源と光検出器の間で摺動する、マイクロスライド実施形態例を示したものである。
【図６Ｂ】図６Ａおよび図６Ｂは、マイクロスライド実施形態例であって、押し込まれると、あらかじめ曲げてあるアクチュエータアーム部材により、不透明なスライディングアーム部材が光源と光検出器の間で摺動する、マイクロスライド実施形態例を示したものである。
【図７】図７は、本発明に係るアレイ内に構成された可変抵抗力センサからサンプリングを行う多重データ取得回路を例示したものである。
【図８Ａ】図８Ａは、圧縮前のストリップセンサを例示した平面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、圧縮後のストリップセンサを例示した断面図である。
【図９】図９は、セパレータのアレイまたは非導電性ドットのアレイにより、ストリップセンサの電極が分離されて、タッチスクリーンセンサを形成する実施形態を例示したものである。
【図１０】図１０は、患者頭部の運動閾値（ｍｏｔｏｒ  ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、略称ＭＴ）位置および／またはうつ病治療用の位置に、導電性材料でできた１つまたは複数のループを固定しうる実施形態を例示したものである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明に係る近接性検出のため、前記ＴＭＳコイルアセンブリ上に配置する柔軟な使い捨て基板上に作製された流体変位センサを例示したものである。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明に係るＴＭＳ用途向けの静電遮蔽装置として同じ物理基板上に作製された図１１Ａの流体変位センサを例示したものである。
【図１２Ａ】図１２Ａ〜１２Ｃは、光ファイバー（図１２Ａ）を通じファイバーブラッグ格子（図１２Ｂ）へ向かって光が方向付けられ、そこで図１２Ｃに例示したように光透過効率に作用するようファイバーブラッグ格子のファイバーにより光が偏向される光ファイバーセンサの実施形態を例示したものである。
【図１２Ｂ】図１２Ａ〜１２Ｃは、光ファイバー（図１２Ａ）を通じファイバーブラッグ格子（図１２Ｂ）へ向かって光が方向付けられ、そこで図１２Ｃに例示したように光透過効率に作用するようファイバーブラッグ格子のファイバーにより光が偏向される光ファイバーセンサの実施形態を例示したものである。
【図１２Ｃ】図１２Ａ〜１２Ｃは、光ファイバー（図１２Ａ）を通じファイバーブラッグ格子（図１２Ｂ）へ向かって光が方向付けられ、そこで図１２Ｃに例示したように光透過効率に作用するようファイバーブラッグ格子のファイバーにより光が偏向される光ファイバーセンサの実施形態を例示したものである。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、図１２Ａ〜１２Ｃの光ファイバーセンサによる、より長い波長への反射ピークのシフトを例示したものである。
【図１３Ａ】図１３Ａは、音源を音響トランスデューサに連結する音響チャネルにより、非接触位置にある柔軟な膜が互いに分離された、音響センサの実施形態例を例示したものである。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、図１３Ａの柔軟な膜が（例えば頭部に抗して）押された場合、前記音響チャネルが中断されることにより、音が小さくなり、さらに／または周波数がシフトすることを例示したものである。
【図１４Ａ】図１４Ａは、空洞であって、周囲磁場にパルスが適用されると当該空洞内でカラカラ音を立てる導電性ディスクを含んだ空洞が画成されるよう、スペーサーにより互いに分離された柔軟な膜を含む装置の実施形態を例示したものである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、前記装置が患者に抗して圧縮された場合にカラカラという音が有為に減衰されるよう、図１４Ａの導電性ディスクを固定した状態を例示したものである。
【図１５】図１５は、前記ＴＭＳコイルへのパルス適用により発生した音波が患者頭部に連結され、頭蓋骨を通じ、患者頭部の好都合な位置（通常は前記コイルの真下以外の位置）に装着された音響トランスデューサへ伝達されるため、前記ＴＭＳコイルが患者頭部から連結解除されると検出される音響信号が変化する、実施形態を例示したものである。
【図１６Ａ】図１６Ａは、電磁誘導センサであって、前記ＴＭＳコイルアセンブリの前記基板に調整済みコイルが取り付けられた電磁誘導センサを実装した、センサの実施形態を例示したものである。
【図１６Ｂ】図１６Ｂは、前記の基板およびＴＭＳコイルアセンブリが患者頭部と物理的に接触しているとき、図１６Ａの実施形態により調整済み周波数がシフトした状態を例示したものである。
【図１７】図１７は、前記ＴＭＳ磁気パルスにより頭皮内で誘導された電流を検出するため、ＥＥＧタイプのリードおよび電極、またはそれらの均等物を使用しうる、実施形態を例示したものである。
【図１８】図１８は、前記基板上の２つの重要な接触領域の付近に温度センサ（サーミスタや熱電対など）が適用され、検出された温度が連動し合っているか、または１若しくはそれ以上の前記センサの頭蓋骨との接触の変化を示す急激な温度変化があるかを決定するため、処理回路に出力が提供される実施形態を例示したものである。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７】
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【図１８】
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