(57)【要約】虚血性脳卒中患者における顔面神経系の刺激（例えば、電気的、電磁的等）は、閉塞された動脈の拡張および周囲の動脈の拡張をもたらし、血流が、妨害物を回避して、すでに欠乏状態にある組織に到達することが可能となる。デバイスは、耳付近の顔面神経およびその枝に接近する。使用において、該デバイスは、顔面神経系を非侵襲的に（例えば、電磁場を使用して）刺激するために、外耳道内に挿入されることおよび／または耳に近接して配置されることができる。該デバイスは、急性脳卒中の救急処置において、または脳への血流量の長期維持および脳卒中予防のための長期的なバリエーションにおいて使用することができる。該デバイスのさらなる態様は、身体の異なる領域上での使用のために適合されることができる。2015500092.tif 000003
2015500092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つまたは複数の導電性要素と；
該導電性要素を収容するように適合され、該導電性要素を電気的に絶縁しかつ熱を散逸させるように適合された、エネルギー調節ハウジングと；
該導電性要素と電気的に連通しており、かつ、対象の神経系の一部分を刺激するために該導電性要素が電磁場を生成することを可能にするやり方で刺激エネルギーを該要素に送達するように構成されている、刺激発生器と；
該刺激発生器に刺激エネルギーを供給するために該刺激発生器と連通している、動力源と
を備える、装置。
【請求項２】
送達される前記刺激エネルギーが電気エネルギーである、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
前記導電性要素が、実質的にコイルとして成形され、かつ、前記エネルギー調節ハウジングが、前記対象の頭部の側方表面と実質的に接触している、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
前記エネルギー調節ハウジングが、前記対象の耳の耳介と実質的に接触している、請求項1に記載の装置。
【請求項５】
前記導電性要素が、生成された前記電磁場を該導電性要素の接触面から特定の距離にある単一の標的に集束するように適合される、請求項1に記載の装置。
【請求項６】
前記特定の距離が、前記導電性要素の接触面から2〜4cmである、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記導電性要素が、前記生成された電磁場を前記単一の標的に集束するように構成されている、請求項5に記載の装置。
【請求項８】
前記エネルギー調節ハウジングに結合されたケースをさらに備え、該ケースが、熱を吸収するかまたは散逸させる構成要素を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項９】
前記ケースの前記構成要素が相転移物質を含む、請求項8に記載の装置。
【請求項１０】
前記ケースの前記構成要素がヒートシンクを含む、請求項8に記載の装置。
【請求項１１】
前記ケースの前記構成要素が放熱器を含む、請求項8に記載の装置。
【請求項１２】
前記エネルギー調節ハウジングが、少なくとも2つの表面を備え、かつ、前記対象に面する表面が、低い熱浸透性を有するように適合された材料を含み、かつ、別の表面が、高い熱浸透性を有するように適合された材料を含む、請求項1に記載の装置。
【請求項１３】
前記エネルギー調節ハウジングが、該エネルギー調節ハウジングの表面と前記対象の表面の間の角度を生成するように構成された位置付け構成要素を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１４】
前記エネルギー調節ハウジングが、強磁性材料の円錐体を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１５】
前記エネルギー調節ハウジングが耳栓を備える、請求項1に記載の装置。
【請求項１６】
前記耳栓が導電性要素を含む、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
前記耳栓が強磁性材料を含む、請求項15に記載の装置。
【請求項１８】
前記強磁性材料が、前記エネルギー調節ハウジングの表面から突出するように構成されている、請求項17に記載の装置。
【請求項１９】
前記強磁性材料、および前記導電性要素の周囲が、20〜90度である角度を形成する、請求項17に記載の装置。
【請求項２０】
前記刺激発生器を制御するように構成されている自動化されたまたはプログラム可能な刺激制御器をさらに備える、請求項1に記載の装置。
【請求項２１】
一つまたは複数のセンサーまたはセンサー機能をさらに備え、該センサーまたは該センサー機能が、前記対象または前記装置に適用されており、かつ、前記刺激発生器による前記導電性要素への刺激エネルギーの送達を調節するための入力を与えるように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項２２】
前記センサーが血流量を測定するように構成されている、請求項21に記載の装置。
【請求項２３】
前記センサーが、前記エネルギー調節ハウジングの付近の金属、対象への適用領域付近の内部の金属、または耳付近で該対象内部に埋め込まれた金属を検出するように構成されている、請求項21に記載の装置。
【請求項２４】
前記導電性要素が前記センサーを備える、請求項21に記載の装置。
【請求項２５】
前記導電性要素が、血液成分を磁化するようにまたは磁化された血液成分によって放射されたシグナルを検出するように構成されたセンサーを備える、請求項1に記載の装置。
【請求項２６】
前記センサーを備える前記導電性要素が、磁束を生成するようにまたは血流によって生成される磁気擾乱を測定するように構成されている、請求項25に記載の装置。
【請求項２７】
前記導電性要素の前記エネルギー調節ハウジングが耳の耳介と実質的に接触するように該導電性要素が、前記対象の頭部の対向する側面上に存在するように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項２８】
前記導電性要素が、前記対象の頭部の対向する側面上に位置付けられるように構成されており、かつ該対象の頭部の直径を横切る単一の電磁場を生成するために前記刺激発生器から刺激エネルギーを供給するように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項２９】
前記導電性要素の一部分が、前記対象の頭部の直径を横断する単一の電磁場を生成するために、該対象の口もしくは外耳道の内部にまたは該対象の顎の下に存在するように構成されている、請求項28に記載の装置。
【請求項３０】
前記神経系が顔面神経系である、請求項1に記載の装置。
【請求項３１】
前記導電性要素が、出血性脳卒中を有する対象の顔面神経系を刺激して、該対象の脳または頭部に血液を供給する動脈を収縮させ、それによって動脈破裂の部位からのさらなる出血の可能性を低下させるように構成されている、請求項1に記載の装置。
【請求項３２】
刺激器装置による対象の神経系の一部分の刺激に干渉し得る状況が存在するかどうかを検出する段階；
該状況の検出に応答して、該状況を除去または緩和するための調整を実施する段階；
該対象の神経系の一部分を刺激するために、ある期間、刺激器装置から刺激エネルギーを該対象に与える段階；
該期間が経過した後に、該対象を処置するために刺激の継続が必要とされるかどうかを判定する段階；および
刺激の継続が不要であると判断したことに応答して、該刺激を中止する段階
を含む、方法。
【請求項３３】
前記状況が存在するかどうかを検出する段階が、対象もしくは前記装置の内部に埋め込まれているかまたは該対象もしくは該装置の付近に位置しており、該対象への電磁場の印加に干渉し得る材料があるかどうかを検出することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３４】
前記材料が金属である、請求項33に記載の方法。
【請求項３５】
前記調整を実施する段階が、前記装置から熱を吸収するかまたは散逸させることをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３６】
前記対象に対する前記刺激の認容性を改善するために、前記神経系の純体性運動構成部分または体性感覚構成部分への適用に機能性神経ブロックを提供する段階をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項３７】
前記神経ブロックが薬理学的作用物質である、請求項36に記載の方法。
【請求項３８】
前記神経ブロックが、前記刺激器装置の電極によって印加される電流である、請求項36に記載の方法。
【請求項３９】
前記神経ブロックが、前記刺激器装置の導電性要素によって生成される電磁場である、請求項36に記載の方法。
【請求項４０】
前記刺激エネルギーを与える段階が、電磁気的パルスを送出することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項４１】
前記電磁気的パルスが、実質的に二相形状であり、かつ、100〜450マイクロ秒の継続時間および0.5〜2.0テスラ（前記装置の表面で8〜32kT／秒）の場の強度である、請求項40に記載の方法。
【請求項４２】
前記電磁気的パルスが、5分未満の間、連続したやり方で周波数 5〜20ヘルツで送出される、請求項40に記載の方法。
【請求項４３】
前記刺激が間欠的に送達される、請求項32に記載の方法。
【請求項４４】
刺激の継続が必要とされるかどうかを判定する段階が、前記刺激の開始から測定された規定時間の経過、または規定数の刺激パルスの送出を判定することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項４５】
刺激の継続が必要とされるかどうかを判定する段階が、前記対象からのフィードバックまたは前記装置に結合されたセンサーからのフィードバックに基づいて判定することをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項４６】
血流の関数としての与えられた前記刺激エネルギーの継続時間、強度、周波数、波形、もしくは他のパラメーター、脳波記録電位、頭蓋内圧、前記対象の前記状況の継続期間、または、他の生理的もしくは病態生理的なパラメーターを決定する段階をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項４７】
刺激エネルギーを与える段階が、前記対象の近位外耳道において刺激エネルギーを与えることをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項４８】
刺激エネルギーを与える段階が、出血性脳卒中を有する前記対象の顔面神経系を刺激して、該対象の脳または頭部に血液を供給する動脈を収縮させ、それによって動脈破裂の部位からのさらなる出血の可能性を低下させることをさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項４９】
装置のセンサーを用いて基準血流量測定値を得る段階、および、該血流量測定値に基づいて血流量増加に対する閾値を設定する段階をさらに含む、請求項32に記載の方法。
【請求項５０】
刺激の継続が必要とされるかどうかを判定する段階が、前記血流量増加に対する閾値に達したかどうかを判断することをさらに含み、かつ、前記方法が、該閾値に達していないと判断したことに応答して、該閾値に達するまで刺激を継続または調整する段階をさらに含む、請求項49に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、2012年7月27日に出願された「Apparatus and means of use for modulating the function of neural structures within and near the middle ear」という名称の米国特許仮出願第61/676,631号、2012年4月16日に出願された「Apparatus and means of use for modulating the function of neural structures within and near the middle ear」という名称の米国特許仮出願第61/624,958号、2012年2月10日に出願された「Apparatus and means of use for modulating the function of neural structures within and near the middle ear」という名称の米国特許仮出願第61/633,371号、および2011年12月6日に出願された「Apparatus and means of use for modulating the function of neural structures within and near the middle ear」という名称の米国特許仮出願第61/630,150号の恩典を主張するものであり、これにより、これらの開示内容全体は、あらゆる目的のために、参照により全体として本明細書に組み入れられる。
【０００２】
発明の分野
本発明は、脈管構造の機能によって直接的または間接的に引き起こされる状態の処置のための装置および方法に関する。より具体的には、本発明は、頭蓋脈管構造に関連する状態の処置のための装置および方法に関し、かつさらにより具体的には、脳卒中および他の状態の処置のために耳付近の特定の神経構造の機能を調節することに関する。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
脳卒中は、身体障害の最も一般的な原因であり、かつ米国において三番目に多い死亡原因である。脳卒中のほぼ900,000件の症例が、米国において毎年起こり、医療費で690億ドルかかっている。世界的には、年間で脳卒中のほぼ1500万件の症例があり；そのような規模での健康管理サービスの費用および失われる生産性は、計り知れない。
【０００４】
脳卒中の多くの症例は、大脳動脈または頸動脈の閉塞による脳への血流量の損失によって引き起こされる。動脈閉塞は、一般的に、（1）動脈内への血流によって運ばれ、そこで詰まることになる血餅に起因するか、または（2）動脈の内側のアテローム性動脈硬化プラークの領域上での血餅の形成によって生じる。どちらか一方の機構による血流量の損失、または、幾つかのあまり一般的でない機構のいずれかによる血流量の損失が、動脈により供給される脳の領域から栄養分および酸素を奪い、細胞死および組織壊死を招く。
【０００５】
脳卒中の救急処置は、限定されている。唯一の薬物、血栓溶解組織プラスミノーゲン活性化因子（tPA；アルテプラーゼ）が、米国において、急性脳卒中の処置のために認可されている。アルテプラーゼは、血餅、例えば、脳卒中を引き起こす大脳動脈および頸動脈を閉塞させる血餅を溶解するよう作用する。結果として、アルテプラーゼはまた重篤な頭蓋内出血を引き起こす場合があり、この頭蓋内出血はそのもっとも重大な合併症である。頭蓋内出血の危険を減少させるために、アルテプラーゼは結局、その使用を全ての虚血性脳卒中患者のたった約5％に限定する数多くの制限を受ける。
【０００６】
アルテプラーゼの他に、動脈内カテーテルを用いる血管内技法が、急性脳卒中を処置するために使用される。主として、大脳動脈もしくは頸動脈からの血餅の回収に基づくか、またはそうでなければ血栓溶解薬の血餅への直接的な局所投与に基づく、血管内技法は費用がかかりかつ危険であり、かつ、それらの使用は、職員に高度に訓練された血管内医師を有する大病院に限定される。したがって、米国において毎年、たった数千人の脳卒中患者しか、血管内技法で処置されない。
【０００７】
現在開発中の脳卒中の可能性のある処置は、翼口蓋神経節の電気刺激である。この潜在的な処置は、口蓋（硬口蓋）を通して、翼口蓋神経節に通じるヴィディウス管内に、金属ロッドを配置することを含む。このデバイスおよび方法は、多くの欠点を有する。第一に、ロッドの配置は、その使用を最大かつ最良の設備が整った病院に制限するであろう専門的な訓練および設備を必要とする。口を通してヴィディウス管内にロッドを挿入することにより、危険な口腔細菌を顔面骨内に導入する危険性がある。加えて、ロッドのヴィディウス管（これは、翼口蓋神経節に通じるだけでなく、ヴィディウス動脈および神経を収容する）の領域内へのブラインド挿入は、出血または神経損傷を誘導する危険を冒すものである。脳卒中患者はまた、一般的に、彼らの神経学的損傷の一部として嚥下困難を有する。この方法に必要である、異物を口の中に埋め込む手順は、脳卒中による神経学的損傷によってすでに障害が生じている気道を有する患者に誤嚥をもたらしうる。最後に、このデバイスおよび方法は、翼口蓋神経節およびその直接的な関連部分のみを刺激するのもので、これは、動物において、神経幹の刺激と比較すると、脳への血流に与える効果は小さい。さらに、開発中のこのデバイスは、2つの翼口蓋神経節のうちの一方のみに適用され、両神経節を刺激する潜在的な相加効果を無視している。
【０００８】
疾患の規模およびそのための限定された処置のため、重要であり未だ対処されていない医学的必要性が、急性脳卒中に存在している。したがって、上記の現在の急性脳卒中処置に関する問題を解決し、かつ（a）高度に訓練された血管内医師、または使用のための専門的な訓練を必要とせず；（b）頭蓋内出血、嚥下障害（aspiration injury）、出血および神経損傷、または顔面骨感染の危険を冒さず；かつ（c）非侵襲または低侵襲である、解決策の必要性がある。
【発明の概要】
【０００９】
本明細書に開示されるものは、上記問題を解決し、かつ血管床の身体自身の調節を使用して大脳動脈および頸動脈の拡張を引き起こすことによって脳への血流量を改善する、医療デバイスおよび使用方法である。本発明は、脳卒中および他の状態の処置のために神経構造の機能を調節するための装置および方法である。一つの態様において、装置は、大脳動脈の拡張（弛緩）を引き起こす刺激器である。大脳動脈および頸動脈は、脳幹から生じる神経（「脳神経」）によって神経支配され、そのうちの1つである、顔面神経（第7脳神経としても知られている）が、それらの動脈を調節するよう作用する構成部分を作用させるか、そうでなければ収容するか、またはそれらと関連している。それにより、虚血性脳卒中患者における顔面神経系の刺激は、脳および頭部に血液を供給する動脈の拡張を引き起こすことができ、血流が妨害物を回避し、かつすでに欠乏状態にある脳組織に到達することを可能にする。しかしながら、出血性脳卒中患者における顔面神経の刺激は、脳および／もしくは頭部の動脈を拡張し損なうか、またはそうでなければ脳および／もしくは頭部に血液を供給する動脈の収縮を引き起こして、動脈破裂の部位からのさらなる出血の可能性を有益に低下させうる。装置および方法を使用して、顔面神経の内耳道／内耳孔への入口領域、膝神経節、鼓室神経叢、傍鼓膜器官（paratympanic organ）、（ヴリスベルク）中間神経、翼突口蓋／蝶形口蓋骨神経および神経節、錐体神経、篩骨神経、口蓋神経、ヴィディウス神経、前述の構造のいずれかの感覚および運動線維、前述の構造を通る通路の線維、前述の構造の交通枝および結合部、ならびに、前述の構造と眼神経、三叉神経、舌咽神経、頸神経、または迷走神経の間の交通枝および結合部を含む、数多くのさらなる神経構造の機能を改変することもできる。
【００１０】
本発明者らは、くも膜下出血および脳内出血の前臨床／動物研究において、これらの出血からの血腫は、ひとたびサイズが安定すると、刺激パラメーターを使用する顔面神経の刺激後、大きくならず、この刺激パラメーターはその他の点では虚血性脳卒中における大脳血流量を増加するのに効果的であるということを発見した。虚血性脳卒中において、本発明者らは、顔面神経刺激が、脳への血流量を改善し、かつまた、頭蓋骨の外側の頭部の組織への血流量を増加するということを証明した。対照的に、出血性脳卒中において、顔面神経の刺激は、脳への血流量を有意に増加するとは考えられず、かつそれは、頭蓋骨の外側の頭部の組織への血流量を劇的に減少する。したがって、本発明者らが本明細書に記載するデバイスの態様の大部分は、患者が虚血性または出血性脳卒中を有するかどうかを知ることなく脳卒中患者に適用されることを意図されている。
【００１１】
顔面神経のこの特性、すなわち、出血性脳卒中の状態における頭蓋動脈の拡張および頭蓋血流量の増加を抑制することは、血液製剤に対する感受性、頭蓋内圧の上昇、または出血性脳卒中の他の特性を反映しうる。顔面神経のこの特性は、眼神経、三叉神経、舌咽神経、頸神経、および迷走神経の感覚枝を非限定的に含むさらなる神経構造によって、または脳の室周囲器官によって部分的に介在されうる。
【００１２】
したがって、本発明は、患者が経験している脳卒中のタイプに応じて、異なる効果を有することができる。さらに、使用のいくつかの方法において、本発明は、異なるサブタイプの脳卒中において顔面神経刺激によって誘導される異なる血流応答のおかげで、脳卒中サブタイプ（すなわち、虚血性脳卒中対出血性脳卒中）を診断するか、あるいはその診断を支持するのに役立つことができる。
【００１３】
一つの態様において、装置は、それが非侵襲的なやり方で耳を通過し、かつ耳に近づく際に、顔面神経およびその枝に接近する。装置は、急性脳卒中の救急処置において使用されることができるか、あるいは、例えば、脳の一部への血流量が慢性的に損なわれている大脳脈管構造内のアテローム動脈硬化性疾患の患者において、または、ある種の認知症の患者において、脳への血流量の長期維持における長期的な使用のために用いられることができる。上記の口蓋内に挿入される開発中の翼口蓋神経節刺激デバイスと比較すると、本明細書に記載される本発明は、顔面神経全体を刺激することができ、それは、翼口蓋神経節、ならびにいくつかの他の神経、神経枝および神経節を活性化し、かつ脳への血流量に、より大きいおよび／またはより広範囲の効果を有する。
【００１４】
装置は、概して、一つまたは複数の導電性要素、例えば、電流が供給されると、刺激エネルギー、例えば一つまたは複数の電磁（EM）場の形態のエネルギーを生成する、一つまたは複数の電極あるいは導電性ワイヤから構成されている。刺激エネルギーはまた、熱、超音波、高周波、マイクロ波、赤外線、紫外線、および電気エネルギーの形態をとってもよい。刺激エネルギーが電磁気（EM）形態をとる一態様において、EM場が、顔面神経系を活性化させるやり方で、形成されるか、成形されるか、変形されるか、またはさもなければ生成される。いくつかの態様において、導電性要素は、実質的にコイルとして成形される。いくつかの態様において、導電性要素は、頭部および／または頸部の両側上に配置される。いくつかの態様において、導電性要素は、EM場の焦点を方向付ける方法または一部の顔面神経上に複数のEM場を加重するようなやり方で、頭部上に位置付けられる。いくつかの態様において、要素の方向付けは、頭部または頸部の解剖学的構造の一つまたは複数に基づく。装置はまた、導電性要素の少なくとも一部分を収容することまたは収納することができる、エネルギー調節ハウジングを備えることができる。複数の導電性要素がある場合、各要素のための別個のハウジング、または全ての要素のための単一のハウジングがあってもよい。ハウジングは、導電性要素を電気的に絶縁し、かつ／または所望のやり方で熱を散逸させる。
【００１５】
装置はまた、神経系、例えば、耳付近の顔面神経系の構成部分の一つまたは複数を刺激するため、刺激エネルギーを導電性要素に供給するための導電性要素と電気的に連通している／直接接続している刺激発生器を備える。導電性要素が導電性ワイヤのアレイの形態をとるいくつかの態様において、刺激発生器は、刺激エネルギーを送達するこれらのアレイに取り付けられているが、一方で、他の態様において、刺激発生器はまた、導電性ワイヤのアレイとして働く。装置はまた、刺激発生器に動力を与えて導電性要素（例えば、導電性ワイヤのアレイ）に電流を供給するために刺激発生器と電気的に連通している、動力源を備える。いくつかの態様において、刺激発生器は、刺激制御器によって調節されるか、プログラムされるか、または命令される。いくつかの態様において、刺激制御器は、様々なセンサーによって導かれるか、命令されるか、プログラムされるか、または通知される。本明細書において使用される場合、「刺激器」という用語は、装置全体およびその構成要素をいう。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
本発明のこれらおよび他の特徴、局面および利点は、以下の説明および添付の図面に関連してより良く理解されると考えられる。
【図１Ａ】エネルギー調節ハウジング、金属ワイヤの反復ループ（コイル）、およびハウジングキャップから構成された電磁（EM）コイルの分解組立図を示し、閉EMコイルへのこれらの構成要素の組立てを例示している。
【図１Ｂ】外耳、中耳および内耳構造ならびに周囲構造を含む耳の断面図を示し、かつこの図は、刺激エネルギー（例えば、EM場）が、顔面神経系の一部、この例では膝神経節に向けられるように、位置付け構成要素（例えば、耳栓）を使用したEMコイルの位置付けを例示している。
【図２】一部の顔面神経系（この例では膝神経節）にEM場を集束させる目的のために、EMコイルが、EMコイルハウジングに取り付けられた耳栓によって頭部の対向する側面上に位置付けられるように、ヘッドバンドによって頭部の側面に接して保持された8の字型コイルデザインの2つのEMコイルを示す。
【図３】図2に示された8の字型コイルデザインを示し、ここで、2つのEMコイルは、頭部のサイズおよび形状に従ってEMコイルの引き離しおよび角形成を可能にする調節可能ハウジング内に保持されている。
【図４】1つの表面上の溝内に8の字型コイルを受け入れるよう成形され、それにより、8の字型コイルの片面のみを対象の頭部の側面に適用するために露出させたままにする、冷却カートリッジを示す。
【図５】頭蓋内動脈内の血流量を測定する目的のために、実質的に内頸動脈の上に下方コイルを、かつ頭蓋内動脈の上に上方コイルを位置付けるように垂直方向に方向付けられた8の字型コイルの2つのコイルを示す。
【図６】小さいEMコイルが、外耳道内に配置され、かつ大きいEMコイルが、頭部の側面上に配置され、かつ2つのEMコイルが、顔面神経系の一部分、この例では膝神経節を標的にするように、外耳道内の小さいEMコイルによって集束させたEM場を生成する、顔面神経系の一側刺激のために頭部の片側に適用された2つのEMコイルの組立体を示す。
【図７】1つのEMコイルが頭部の各側面に適用され、かつ2つのEMコイルが顔面神経系またはその構成部分を両側的なやり方で刺激する、頭部の直径を横断するEM場を生成するような協調的なやり方で作動する2つのEMコイルの組立体を示す。
【図８Ａ】小さいEMコイルが、頭部の反対側上に配置された大きいEMコイルによって生成されたEM場を凝縮する働きをする、頭部の側面に適用された2つの非対称EMコイルの使用を示す。
【図８Ｂ】外耳道内に配置されたEMコイルが、頭部の対向する部位上に配置されたEMコイルによって生成されたEM場を凝縮する働きをする、2つの非対称EMコイルの使用を示す。
【図９】各対が、外耳道内に配置された内部EMコイルから、および頭部の側面に接して配置された外部EMコイルから構成されており、かつ2対のEMコイルが、頭部の直径を横断し顔面神経系を両側的なやり方で刺激するEM場を生成するような協調的なやり方で作動する、頭部に両側式に適用された2対のEMコイルを示す。
【図１０Ａ】横方向に置かれた強磁性ロッドを備えた単一のEMコイルを示し、強磁性ロッドが外耳道内に延びている。
【図１０Ｂ】強磁性円錐体を備えた単一のEMコイルを示し、強磁性円錐体の頂点は、外耳道内に延びている。
【図１１Ａ】中央に配置された強磁性ロッドを備えた、デザインが実質的に円形である、3つのEMコイルの組立体を示す。
【図１１Ｂ】中央に配置された強磁性ロッドを備えた、それらの共通の中心点で集束性を示す、4つのEMコイルの組立体を示す。
【図１１Ｃ】4つのEMコイルの組立体を示し、EMコイルのうちの2つは、EM場のある特定の部分を遮断する目的のために、対象の表面に適用されるEMコイルと垂直方向に面外である。
【図１１Ｄ】8の字型コイルとして配列された2つのEMコイルが顔面神経系を活性化させるために使用されるように、複数のEMコイルが配列されている、デバイスの一態様を示す。
【図１２】顔面神経の両側刺激のための装置を示し、一対のEMコイルが、ヘッドバンドの各側に取り付けられており、かつ各対のEMコイルの1つが、装置がEM場を顔面神経系の所望の部分に向けるやり方で位置付けられるように、外耳道内に適合するのに十分に小さい。
【図１３】一側刺激のための装置を示し、刺激制御器が、刺激器、冷却カートリッジ、および対象の上にまたはそれらの間に配置された幾つかのセンサーデバイスに接続されている。
【図１４】装置のための使用方法を示し、装置の起動は、安全対策として、局所金属検出機能および冷却カートリッジの取り付けを必要とし、かつ刺激発生器の起動は、刺激制御器により命令される。
【図１５】装置のための使用方法を示しており、刺激発生器からEMコイルへの電気エネルギーの進行中の送達は、血流センサーおよびタイマーによって制限される。
【００１７】
当業者は、図面が単に例示目的のためのものであると理解すると考えられる。図面は、何ら本教示の範囲を限定するように意図されない。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
発明の詳細な説明
神経構造調節装置
装置のいくつかの態様による顔面神経系の刺激の目的は、頭蓋血流を調節することである。頭蓋血流は、一般的には、脳への血流、ならびに頭頸部の他の非脳組織への血流を含む。頭蓋血流などの血流の調節は、様々なその一部分の一部を増加させること、減少させること、再分配すること、接続すること、または切断すること、あるいはさもなければ、哺乳類対象の脳、脳幹、髄膜、顔、頭皮、頭頸部軟部組織、耳、および眼の動脈を非限定的に含む、例えば、大脳動脈、頸動脈、および／または脳外動脈への血流を変化させることを含む。本明細書において使用される場合、「哺乳類対象」、「対象」、または「患者」という用語は、ヒトを含む任意の哺乳動物をいう。本明細書において使用される「顔面神経系」という用語は、顔面神経、内耳道／内耳孔内への顔面神経の入口領域、膝神経節、鼓室神経叢、傍鼓膜器官、（ヴリスベルク）中間神経、翼突口蓋／蝶形口蓋骨の神経および神経節、錐体神経、篩骨神経、口蓋神経、ヴィディウス神経、前述の構造のいずれかの感覚および運動線維、前述の構造を通る通路の線維、前述の構造の交通枝および結合部、ならびに、前述の構造と眼神経、三叉神経、舌咽神経、頸神経、または迷走神経の間の交通枝および結合部を非限定的に含む。顔面神経系のこれらの構成部分は、耳付近にあるか、耳に近接しているか、または耳の近傍にある。
【００１９】
いくつかの態様において、装置は、虚血性脳卒中の処置のために対象の脳への血流量を増加させるために、対象の状態を処置するために血液によって運ばれる薬理学的作用物質の送達を強化するために、または血管内カテーテルの通過を可能にする目的のために動脈を拡張するために、顔面神経系を刺激する。他の態様において、脳または頭部の他の部分への血流量は、刺激によって減少される。本明細書において使用される場合、「脳卒中」という用語は、任意のタイプの脳卒中をいい、かつ「アテローム動脈硬化性疾患により引き起こされた脳卒中」という語句は具体的には、大脳動脈を巻き込むアテローム動脈硬化性疾患によって引き起こされ、全ての脳卒中の約20％を含む、脳卒中をいう。本明細書において使用される場合、「状態」という用語は、血流量の増加（または、場合によっては減少）が、病態生理、徴候、または症状の処置またはいくらかの軽減を提供する、任意の状態をいう。
【００２０】
脳への異常な血流量の他の疾患も同様に、顔面神経系刺激により同様の利益を得ることができる。例えば、定期的な顔面神経刺激は、認知症または頭部外傷の状態において血流量を改善することができる。別の例として、顔面神経刺激は、脳腫瘍、頭痛、または他の充血性疾患の場合において、血流量を減少させることができる。加えて、顔面神経系の刺激は、てんかんおよび発作性障害などの大脳の興奮性の障害において利益を提供することができる。あるいは、顔面神経系の刺激は、眼および耳の構造における血流または血圧に関連する障害を含む、眼または耳の障害を処置するために使用されてもよい。これらの状態のために使用されるいくつかの態様において、装置の様々な部分の方向付けは、調整されることができ、かつ／または刺激パラメーターは、所望の効果または利益を得るために調整されることができる。これらの状態のために使用されるいくつかの態様において、装置の方向付けおよび用いられる刺激パラメーターは、脳卒中のために使用されるものと同じである。
【００２１】
前述のように、いくつかの場合において、出血性脳卒中患者における顔面神経の刺激は、脳および／または頭部の動脈を拡張しないこともあるが、脳および／または頭部に血液を供給する動脈の収縮を引き起こして、動脈破裂の部位からのさらなる出血の可能性を低下させることもできる。本発明と関連して実施されたくも膜下出血および脳内出血の前臨床／動物研究により、これらの出血に由来する血腫は、ひとたびサイズが安定すると、刺激パラメーターを使用する顔面神経の刺激後、大きくならず、この刺激パラメーターはその他の点では虚血性脳卒中における大脳血流量を増加するのに効果的であるいということが示された。
【００２２】
虚血性脳卒中において、本発明と関連して実施された顔面神経刺激は、脳への血流量を改善し、また、頭蓋骨の外側の頭部の組織への血流量を増加するということが証明された。対照的に、出血性脳卒中において、顔面神経の刺激は、脳への血流量を有意に増加するとは考えられず、かつそれは、頭蓋骨の外側の頭部の組織への血流量を低下させる。したがって、本明細書に記載したデバイスの態様の大部分は、対象が虚血性または出血性脳卒中を有するかどうか知ることなく（「未区別」脳卒中）、脳卒中対象に適用されることが意図されている。この使用において、デバイスは、対象に利益を提供することができ、すなわち、それは、出血性脳卒中の対象に害を及ぼさないと同時に、虚血性脳卒中の対象にのみ利益を提供することができる。
【００２３】
顔面神経のこの特性、すなわち、出血性脳卒中の状態における頭蓋動脈の拡張および頭蓋血流量の増加を抑制することは、血液製剤に対する感受性、頭蓋内圧の上昇、または出血性脳卒中の他の特性を反映しうる。顔面神経のこの特性は、眼神経、三叉神経、舌咽神経、頸神経、もしくは迷走神経の感覚枝を非限定的に含むさらなる神経構造によって、または脳の室周囲器官によって部分的に介在されうる。
【００２４】
図1Aは、電極または導電性要素、この場合では金属ワイヤの反復ループ132が、電磁（EM）コイル100を形成するように、エネルギー調節ハウジング136内に収納されているデバイスの一態様を示す。エネルギー調節ハウジング136の中空内腔の内側での反復ループの金属ワイヤ132の配置は、刺激発生器に接続するワイヤ134が外に出ていくことを可能にする。金属ワイヤの反復ループ132は、ハウジングキャップ130によって、エネルギー調節ハウジング136の中空内腔の内側に閉ざされる。
【００２５】
装置のいくつかの態様において、エネルギー調節ハウジングは、異なる熱伝導性を有する2つまたはそれ以上の材料から構成されている。患者に接触するか、面するか、または接近するエネルギー調節ハウジングは、低い熱伝導率を有する材料で構成されているが、一方で、全ての他の側面（患者から離れる方を向く側面を含む）は、高い熱伝導率を有する。これの全体的な目的は、導電性要素からの熱の流れを患者から離れるように向けることである。
【００２６】
図1Bは、耳介309、外耳道306、中耳腔310、および耳道308を含む、耳の様々な構成部分を例示する。本明細書において使用される場合、「耳」という用語は、特に断りない限り、外耳、中耳、および内耳を含む耳の任意の部分を、これらの構造が見出される頭部の全体的な領域を、または聴覚、前庭および他の神経構造を収容する側頭骨の領域をいう。いくつかの態様において、装置は、中耳310を通過するか、中耳310内部の部分もしくは分岐部を有するか、または中耳310内部の構造に寄与する、顔面神経系の構成部分を刺激する。さらに、いくつかの態様において、装置は、中耳310のすぐ外側にある顔面神経系の構成部分を刺激する。本明細書において使用される場合、「限定された顔面神経系」という用語は、蝶形口蓋骨の神経および神経節、錐体神経およびその交通枝、篩骨神経およびその交通枝、鼻口蓋神経を含む口蓋神経、ヴィディウス神経およびその交通枝、ならびに、前述の構造のいずれかと三叉神経系の間の交通枝を非限定的に含む、先に列挙された神経および神経構造を含む。装置は、終始、耳に関連して使用されるものとして記載されるが、装置はまた、頭部上の他の場所に、または装置が顔面神経系を刺激することができる他の位置に、位置付けられることができる。同様に、装置はまた、他の神経系の刺激のために使用されることができる。本明細書において使用される場合、「神経系」という用語は、対象の身体における任意の神経組織をいう。
【００２７】
図1Bは、EMコイル100が、耳の近くの頭部の表面に接して配置されている、デバイスの一態様を示す。この説明全体にわたって、「EMコイル」という用語が使用されるが、これは、記載される態様において、他のタイプの電極または導電性要素をいうこともある。EMコイル100は、外耳の耳介309の後ろに達する耳グリップ122によって頭部の表面に接して保持され（しかし、耳または頭部取り付けのための他の耳グリップデザインまたは機構も、使用されうる）、かつ外耳道306内に挿入される耳栓120によっておよび耳栓120とEMコイル100の間に置かれる位置付け構成要素126によって位置付けられる（しかし、位置付けのための他の機構も、使用されうる）。耳栓120および位置付け構成要素126は、EMコイル100によって生成されたEM場101が、顔面神経300または膝神経節302などの顔面神経系の一部に向けられるように、EMコイル100を方向付けるのに役立つ。
【００２８】
図1Bについての説明を続けると、いくつかの態様において、位置付け構成要素126は、実質的に剛体材料から形成される。いくつかの態様において、位置付け構成要素126は、実質的に可撓性の材料から形成される。いくつかの態様において、位置付け構成要素126の形状は、EMコイル100によって生成されるEM場101の方向付けを変更するように調節されることができる。
【００２９】
いくつかの態様において、装置は、図1Bに示されるとおり、頭部の片側に適用される。他の態様において、装置は、外観上、耳覆いまたは耳栓と類似するように、頭部の両側に適用される。
【００３０】
図1Bは、EM場101の生成を可能にするやり方で、電気エネルギーをEMコイル100に供給するか、ゲート制御するか、向けるか、形付けるか、またはさもなければ送達する刺激発生器510にケーブルによって接続される動力源500を示す。動力源は、示されるようなケーブルでまたは無線で、刺激発生器と電気的に連通していてもよい。これは、本明細書に記載される動力源および刺激発生器の全ての態様に当てはまる。同様に、刺激発生器510は、有線または無線でEMコイル100と電気的に連通していてもよく、それは、本明細書に記載される全ての態様に当てはまる。動力源500は、EMコイル100に動力を供給する刺激発生器510に、電流を送る。
【００３１】
図1Bに示されるように、いくつかの態様において、装置は、EMコイル100に印加される電流を調整するか、定めるか、調節するか、またはさもなければ決定するため、あるいは刺激発生器510の設定の一つまたは複数を制御するために、刺激発生器510に取り付けられる刺激制御器520をさらに備える。刺激制御器520は、ユーザーインターフェースを備えることができ、それによって、装置の操作者が、装置に指示を与えるか、またはさもなければ装置と相互作用することができる。刺激制御器520は、操作者が刺激エネルギーの強度、周波数、適用の継続期間、および／または他のパラメーターを制御することを可能にすることができる。例えば、刺激制御器520は、電流の強度を増大または減少させるため、および装置の動作における様々な他の要素もしくはパラメーターを制御するための、特定の制御部（例えば、ノブ、デジタル設定器など）を備えることができる。装置がコンピューターまたは他の機械類に接続可能な場合、操作者はまた、コンピューターのインターフェースを介して、装置と相互作用して装置を制御することもできうる。それは、対象の生命徴候、経時的な刺激エネルギーに対する反応、機械類の性能などを追跡することを含む。
【００３２】
刺激制御器520はさらに、様々な目的のために刺激エネルギーを調整するために使用されうる。例えば、刺激エネルギーは、刺激エネルギーに対する対象の生理的または病態生理的な反応の一つまたは複数に基づいて調整されうる（例えば、頸動脈血流量；大脳動脈血流量；中枢神経系への血流量；顔面神経電位；皮膚／頭皮のガルヴァーニ電気反応；皮膚／頭皮血流量；耳温度；瞳孔測定；眼内圧；眼への血流量；生体電位；脳波図波形；聴覚または前庭系の電気生理学試験；味覚；聴力；流涙；鼻漏；鼻閉；唾液分泌；音に対する感受性；顔、頭部、もしくは手の運動または筋電図電位；音声生成または停止；身体運動の感覚；眼球運動；頭蓋血流量；神経の直接的または間接的活動；および対象の神経学的機能不全の重篤度）。例えば、対象がある一定の眼球運動を示す場合、操作者は、これを観察し、かつ、刺激エネルギーまたは刺激エネルギーに関連する他のある一定のパラメーターを変えることによってこれに応答することができる。別の例として、刺激エネルギーは、疾患経過の直接処置としてまたはそうでなければ疾患経過の処置として血液によって運ばれる薬理学的作用物質の送達を促進するために、対象の脳への血流量を増加するか、またはさもなければ制御するように調整されうる。別の例として、脳卒中症状の開始からの時間が、刺激制御器520に通知されて、刺激発生器510が、ある一定の特徴または持続時間の刺激エネルギーを送達することを可能にすることができる。別の例として、対象の生理的または病態生理的な反応を表す、刺激制御器520に供給されるシグナルが、位置付け構成要素126の形状を調整するように刺激制御器520に命令することもできる。いくつかの態様において、操作者は、刺激エネルギーに対する対象の生理的または病態生理的な反応の一つまたは複数を検出することができるサーボ制御機構または自動制御機構によって取って代わられる。
【００３３】
図1Bの装置は、長期間／繰り返し処置デバイスであることができるか、または急性／単回処置デバイスであることができる。状態の急性処置について、図1Bの装置は、対象の耳上に配置されることができ、かつ医師または他の操作者によって所望されるとおりに刺激エネルギーを送達することができる。刺激発生器510は、刺激エネルギーが送達される場合に、医師または他の操作者が刺激エネルギーの強度などを制御することを可能にする、刺激制御器520に取り付けられうる。状態の長期間治療または予防について、図1Bの装置は、対象によって連続的または定期的に装着される長期間処置デバイスとして装着されうる。これは、常時、一日のある時間帯に、または指示されたときはいつでも、装着されうる。長期間処置が有用である一例として、大脳動脈のアテローム動脈硬化性疾患が大脳動脈を狭くし、それが脳の部分への血流量を慢性的に損なうことがあり、それによって、血流が断続的に障害されるので、他の症状の中でも特に再発性のほぼ脳卒中／一過性脳虚血発作を引き起こす。アテローム性動脈硬化症または他の形成異常によって引き起こされる大脳動脈における狭小化を克服するために、長期間処置デバイスによって提供される顔面神経系の繰り返し刺激が使用されて、動脈の拡張を維持し、それにより、アテローム動脈硬化性疾患によって引き起こされる脳卒中を予防することができる。したがって、図1Bの装置は、脳卒中または他の状態を処置するために耳付近の顔面神経系の構成部分の一つまたは複数を長期的に刺激または調節することができる。
【００３４】
いくつかの態様において、EMコイル100は、直径が2cm〜8cmである。いくつかの態様において、EMコイル100は、中空「ドーナツ」形状である。ワイヤの反復ループを含むいくつかの態様において、ワイヤのより中心のループは、実質的に円錐体様形状を形成するように、最大ループの面から漸進的に引き上げられており、ここで、円錐体の頂点は、外耳道内に挿入される。
【００３５】
いくつかの態様において、耳栓120は、音減衰材料から形成される。いくつかの態様において、耳栓120および／または位置付け構成要素126は、熱吸着材料または耐熱材料から形成される。いくつかの態様において、EMコイル100に対する耳栓120および／または位置付け構成要素126の位置付けは、EM場101を向けるか、EM場101を集束させるか、またはさもなければEM場101の使用を変更する目的のために、EMコイル100を外耳道のすぐ上の位置からずらしている。
【００３６】
外耳に対する刺激器の配置は、効果的に顔面神経系を刺激するかまたは顔面神経系の構成部分を選択するやり方でEMコイル100を方向付ける目的のために、種々のまたはカスタマイズされた幾何学的形状（くさび形状など）である、図1Bの位置付け構成要素126などの様々な付属デバイスを用いて実施されるか、導かれるか、または援助されうる。そのような付属デバイスは、顔または頭蓋の解剖学的構造、外耳の解剖学的構造、および／または外耳道の解剖学的構造に関連することもできる。いくつかの態様において、そのような付属デバイスは、顔面神経系の神経画像、膝神経節などの顔面神経系の選択された構成部分の位置、顔面神経系を収容する骨構造、および／または他の近隣構造に基づいて、調整されるかまたは形成されることもできる。いくつかの態様において、そのような付属デバイスは、対象の頭部および／または頸部の長さ、幅、高さ、周長、または他の外部測定値に基づいて調整されうる。いくつかの態様において、そのような付属デバイスは、センサーデバイスからのフィードバックに基づいて調整されうる。
【００３７】
図2は、複数の電極または導電性要素、この場合ではEMコイルが、顔面神経系または顔面神経系の一部分を刺激する目的のために、幾何学的形状に配列され、かつ耳付近の頭部の表面に適用されている、態様を示す。この態様において、2つの円形EMコイルは、8の字型コイル150を形成するように、並んで配置されており、かつ耳栓120は、8の字型コイルの接触面160上に配置されている。8の字型コイル150の表面上の耳栓120の位置は、8の字型コイル150の接触面160が対象700上の所定位置に配置されている場合に8の字型コイル150の2つのコイルの接合部が外耳道306の上に配置されるように、決定される。いくつかの態様において、8の字型コイル150のためのハウジングは、2つのEMコイルの引き離しおよび／または角形成の調整を可能にする実質的に可撓性の材料から作製される。他の態様において、8の字型コイル150のEMコイル（図1Bの要素100で示されるような）は、別個のハウジング内に収容される。いくつかの態様において、位置付け構成要素は、耳栓120と8の字型コイル150の間に配置されるか、または配置されることができる。8の字型コイル150のためのハウジングはまた、導電性要素を電気的に絶縁すること、および所望なやり方で装置から熱を散逸させることができるエネルギー調節ハウジングであることができる。
【００３８】
図2は、2つのEMコイルと、中耳腔310、顔面神経300、膝神経節302、膝神経節枝（大錐体神経、小錐体神経および外錐体神経322を非限定的に含む）、三叉神経320、ならびに頭蓋内動脈380（大脳、髄膜、および他の動脈を含む）を含む下にある構造の間の関係を例示する。
【００３９】
次に図2から続いて、図3は、8の字型コイル150の2つのEMコイルが、2つのEM場の交差を可能にして、顔面神経系の所望の領域で刺激強度の加重または集束を生み出すように、異なる頭部サイズおよび形状に適応させるよう、角形成および／または引き離されうる方法を示している。図3は、細い頭部342を有する対象および丸い頭部344を有する対象における頭蓋骨330の形状を例示する。各頭部からの頭蓋骨330は、これらの画像において軸方向切断面で開かれており、かつ、脳が除かれて、脊髄がそこを通って頭蓋骨に入って脳幹と融合する大後頭孔334および側頭稜（temporal ridge）332／その内部に外耳道306、中耳腔、および内耳構造を収容する側頭骨の錐体部分を含む頭蓋骨の基部を示す。細い頭部342に適用される場合、先に記載したとおりの8の字型コイル150は、2つのEMコイルが接近した間隔で置かれ、かつ／または鈍角に曲げられた形状をとると考えられる。比較すると、先に記載したとおりの丸い頭部344に適用される場合、8の字型コイル150は、2つのEMコイルが、より広く引き離され、かつ／または鋭角に曲げられた形状をとると考えられる。8の字型コイル150の2つのEMコイルの間の引き離しおよび／または角形成を調整することによって、2つのEMコイルの対向する端部によって生成されるEM場101は、顔面神経の所望の標的部分301に集束すると考えられる。いくつかの態様において、2つのEMコイルの間の角形成および／または引き離しは、2つのEMコイルの動きを制限する8の字型コイル150の実質的に可撓性のハウジング内部に収容された機械装置によって、部分的に決定される。いくつかの態様において、EMコイル100の角形成および／または引き離しを制限する機械装置は、EMコイルのためのハウジングの外側にあり、かつ別個のハウジングを一緒に接続して8の字型コイル150の概形にする。他の態様において、2つのEMコイルの角形成および／または引き離しは、頭部および／または頸部の追加的な解剖学的目印によって部分的に決定される。
【００４０】
図4は、ここで、8の字型コイル150の態様によって表されるEMコイルの温度を低下させるための装置を示す。この装置において、一方の表面上の溝142によって8の字型コイル150に適合させた外付け容器形態によって構成された冷却カートリッジ140などのケースが、8の字型コイル150上に配置される。この態様において、8の字型コイル150は、その2つのEMコイルの各々の内部に中空の中心領域を有するので、冷却カートリッジ140は、8の字型コイル150が冷却カートリッジ140の溝142内に配置された場合、2つのEMコイルの中空の同心領域を占める2つのプラグ144を有するように成形される。この全体的構造は、8の字型コイル150と冷却カートリッジ140の間の最大の表面対表面接触を可能にし、それによって、耳付近などの対象700の外表面に直接的または別様に接近して適用される8の字型コイル150の接触面160を妨害しない一方で、8の字型コイル150から冷却カートリッジ140への熱伝達を最大にする。冷却カートリッジ140は、熱を吸収するかまたは散逸させる多くの構成要素（例えば、材料、化合物、またはデバイス）を含むことができる。いくつかの態様において、冷却カートリッジ140は、相転移物質を含有する。いくつかの態様において、相転移物質は、水和塩である。いくつかの態様において、冷却カートリッジ140またはその内容物は、熱吸収の間、不可逆変化を受ける。いくつかの態様において、冷却カートリッジ140は、ある構成要素を収容し、この構成要素は、EMコイルの面と結合するか、それに接続するか、またはそれに接触すると、電流がEMコイルを通って流れることを可能にし、冷却カートリッジ140とEMコイルの接続を確実にするための「フェイルセーフ」スイッチとして働く。いくつかの態様において、「フェイルセーフ」スイッチは、冷却カートリッジ140とEMコイルの間の一回の結合、接続、または接触の後、破壊される。いくつかの態様において、冷却カートリッジは、装置の残りの部分とは別個の構造であり、かつ他の態様において、それは、装置と一体化されている。また、エネルギー調節ハウジングが、装置の温度を調節するための冷却カートリッジまたは構成要素を備えることができる。
【００４１】
図5は、顔面神経、顔面神経系、またはその一部の刺激が意図される装置を示し、それはまた、EMコイル付近の血流量を測定する目的のために設計される。いくつかの態様において、装置のEMコイルはまた、血流量を測定する目的のために用いられる。いくつかの態様において、8の字型コイル150として配列される2つのEMコイル100は、2つのコイルを実質的に垂直に方向付けるヘッドバンド124への取り付けによって、耳の上に配置される。いくつかの態様において、この位置はまた、耳またはその一部を解剖学的目印として使用する、8の字型コイル150の対象側／接触面へ取り付けられた耳栓または同様のデバイスによって決定される。EMコイル100が、神経構造を刺激するためのEM場を生成する目的のための電流を受け取っていない場合、それらは、センサーデバイス（図示せず）によって独立に制御されて、センサーデバイスは、EM場を生成するために、2つのEMコイル100の下方（この例では、コイル2）に電流を送出して、または送出するよう刺激発生器に指示して、それによって、下にある頭蓋外頸動脈384を血流が通過している場合に血液に磁気標識を提供する。センサーデバイスは、頭蓋内頸動脈384および／もしくは大脳動脈386において、磁化された血液からのエネルギーの放出もしくは減衰を反映するか、またはその血液の磁気特性を検出し、それによって頭蓋外頸動脈384から頭蓋内頸動脈382および／もしくは大脳動脈386への標識された血液の動きを反映する、2つのEMコイル100の上方（この例では、コイル1）によって供給される電流を受け取りかつ分析することができる。センサーデバイスは、絶対単位または相対単位のいずれかの血流量測定値を提供するために、2つのEMコイル100の上方によって供給される電流を分析することができる。いくつかの態様において、センサーデバイスは、血液の磁気エネルギーの放出もしくは減衰の起源の深度に基づく、および／または血液の磁気エネルギーの放出もしくは減衰の規模に基づくやり方で、複数の血流シグナルを分離することができる。いくつかの態様において、複数のEMコイル100は、頭蓋内頸動脈382内の血液を磁気的に標識し、かつ頭蓋内頸動脈382および／または大脳動脈386内のシグナルを検出するように方向付けられる。いくつかの態様において、単一のEMコイル100は、血液を磁気的に標識し、かつ血液の磁気標識を検出する両方のことに役立つ。
【００４２】
いくつかの態様において、血流量の間欠測定は、血液の動きによって妨害されるか、中断されるか、またはさもなければ変更される、EMコイルによる均一磁場の作製によって、達成される。他の態様において、血流量の測定は、超音波、赤外線、電気、光学的、マイクロ波、音響、機械的測定、または他の電磁気的測定によって達成されうる。
【００４３】
EM場は、金属の加熱または金属の移動を引き起こしうるので、装置の一部として金属検出機能を有することが有用でありうる。いくつかの態様（図示せず）において、刺激エネルギーを送達するために主として使用される一つまたは複数のEMコイルは、EMコイルと対象の間の金属または対象上に配置されたかもしくは対象内に埋め込まれた金属を検出するための2次的なやり方で用いられる。これらの態様において、EMコイルの1つは、刺激発生器または動力源から交流電流を受け取り、コイルの近くの任意の外部金属において渦電流を生成する。次に、第2EMコイルが、外部金属によって生成される渦電流を検出するために磁力計として働く。いくつかの態様において、装置は、別個の金属探知デバイスを備える。
【００４４】
複数のEMコイルは、EM場を所望のやり方で結合するか、形付けるか、または変形させる目的のために、アレイに組み立てられうる。いくつかの態様において、複数のEMコイルは、頭部の片側上に配列される。いくつかの態様において、複数のEMコイルは、対称または非対称のいずれかのやり方で、頭部の両側上に配列される。いくつかの態様において、複数のEMコイルの一つまたは複数は、口内または顎の下に配置される。
【００４５】
図6は、頭部の片側上の複数のEMコイルの組立体を示す。この態様において、1つのEMコイルは、外耳道306内に配置されて、内部EMコイル103として働く。他のEMコイルは、頭部の側面に接して配置されて、外部EMコイル104として働く。次に、電流が、EM場101を生成するように協調されたやり方で2つのEMコイルに送出される。いくつかの態様において、外部EMコイル104は、EM場101生成に必要な刺激エネルギーの大部分を供給するのに役立つが、一方で、内部EMコイル103は、EM場101を集束するようにまたは方向付けるように作用する。いくつかの態様において、外耳道内での内部EMコイル103の位置は、節前341セグメントまたは節後340セグメント上の顔面神経の一部または一部分にEM場101を向けるように意図されており、ここで、「神経節」という用語によって言及される神経節は、膝神経節である。いくつかの態様において、外耳道内での内部EMコイル103の位置付けは、膝神経節302および／または非限定的に大錐体神経、小錐体神経および外錐体神経322などの膝神経節の解剖学的突起に、EM場101を向けるか、方向付けるか、または導くことが意図される。
【００４６】
図7は、顔面神経系を両側方向から刺激する目的のために、頭部の両側上に配列される複数のEMコイルを示す。いくつかの態様において、一対のEMコイル100は、耳の上または耳付近に対称的に配置される。次に、2つのEMコイル100の協調的な使用が、2つのEMコイル100の間に実質的に直線的に形成され、かつ顔面神経系を刺激するように位置付けられた、単一のEM場101を生成する。いくつかの態様において、単一の刺激発生器からの電流は、刺激発生器の出力源に位置するスイッチによって、頭部の各側面上のEMコイルのセットの間を交番する。
【００４７】
いくつかの態様において、膝神経節302などの顔面神経系の部分は、EM場101の中心に置かれる。いくつかの態様において、脳幹と膝神経節（節前顔面神経340）の間の顔面神経の部分の一つまたは複数は、EM場101の中心に置かれる。いくつかの態様において、膝神経節と茎乳突孔（節後顔面神経341）の間の顔面神経の部分の一つまたは複数は、EM場101の中心に置かれる。いくつかの態様において、複数のEMコイルの一つまたは複数は、直流電流を受け取る。
【００４８】
図8A〜Bは、1つまたは両方の顔面神経系を刺激するために、頭部の両側上に配列される複数のEMコイルのアレイを示す。EMコイルは、異なるサイズ、形状および／または位置付けを持つ。そのようなアレイの目的は、たった1つの顔面神経系またはその一部のみの部位に集中されるかまたはそこで強力である、EM場101を生成するためである。いくつかの態様において、次に電流が、実質的に非対称である2つのコイルの間のEM場101を生成するやり方で、2つのEMコイルに送出される。図8Aに示されるように、いくつかの態様において、小さい外部EMコイル151は、頭部の片側上の頭部の側面に接して配置されるが、一方で、大きい外部EMコイル152は、頭部の反対側の側面に接して配置される。図8Bに示されるように、いくつかの態様において、1つのEMコイルが、外耳道へのその挿入を可能とするのに十分な大きさおよび形状にされる（内部EMコイル103）。いくつかの態様において、EMコイルは、異なるサイズおよび／または形状を持つ。
【００４９】
図9は、一方または両方の顔面神経系を刺激するように、頭部の両側上に対称的に配列されたコイルのアレイ（例えば、複数または多数のコイル）を示し、ここで、EMコイルは、異なるサイズ、形状、および／または位置付けである。そのようなアレイの目的は、膝神経節302、節前顔面神経340、および／または節後顔面神経341などの顔面神経系の標的セグメントの位置で最大強度であるEM場101を生成することである。いくつかの態様において、EMコイルは、対に分けられ、ここで、一対のEMコイルは、頭部の各側面上に配置される。いくつかの態様において、各対のEMコイルの1つのEMコイルは、外耳道内に配置される内部EMコイル103であり、かつその対のEMコイルにおける他方のEMコイルは、頭部の側面に接して配置される外部EMコイル104である。いくつかの態様において、内部EMコイル103および外部EMコイル104の物理的または空間的関係は、実質的に剛体のハウジングによって固定される。いくつかの態様において、頭部の各側面上の2対のEMコイルは、同時または交互であることができ、かつ刺激制御器により命令されることもできる協調的なやり方で、電気エネルギーを一対のEMコイルの各EMコイル内に、または各対のEMコイル内に放出する、単一の刺激発生器に接続される。
【００５０】
図10は、EMコイル100によって生成されるEM場を広げるか、形作るか、向けるか、変形させるか、またはさもなければ変化させる目的のために強磁性金属または他のEM伝導材料から構成された構成要素を備える装置のデザインを示す。図10Aに示されるように、いくつかの態様において、強磁性棒600が、磁気エネルギーが強磁性棒600を通って強磁性棒600の遠位端610まで進められるように、EMコイル100の面上に配置されるか、またはその面に取り付けられる。強磁性棒600の遠位端610は、鼓膜／鼓膜307の近くの外耳道内に配置され、それによってEM場101を顔面神経300または顔面神経系の標的部分まで送出することを容易にする。いくつかの態様において、強磁性棒600は、EMコイル100内部に180度湾曲部を有し、そのため、強磁性棒600の2つの端部が近接されて細長い「馬蹄形」構造（図示せず）になり、かつ次に、強磁性棒600の2つの端部が、鼓膜／鼓膜に近接して配置される（図示せず）。いくつかの態様において、強磁性棒600は、細長い「馬蹄形」構造を作製するために、その遠位端610に180度湾曲部を有し、かつ次に強磁性棒600の湾曲部が、鼓膜／鼓膜に近接して配置される（図示せず）。いくつかの態様において、強磁性棒または他のかなり直線形の強磁性構造の近位端は、EMコイル100の中心領域内に配置されるが、一方で、他の態様では、それは、EMコイル100の本体上または本体の周囲に配置される。いくつかの態様において、図10Bに示されるように、強磁性金属または他のEM伝導材料は、EMコイル100の外周上または内部空間にその基部を有し、かつその頂点630が外耳道内に配置される、円錐体620として成形される。いくつかの態様において、強磁性棒は、パーマロイまたはミューメタルから構成されている。いくつかの態様において、強磁性棒によって伝えられたEM場100は、顔面神経管内、ファロピウス水管内、または中耳腔内に強磁性材料を配置することによって、集束または増幅される。いくつかの態様において、EM伝導材料は、外耳道内に突出するかまたは延びるEMコイルを取り囲むゲルである。
【００５１】
図11A〜Dに示されるように、いくつかの態様において、複数のEMコイルは、顔面神経系の一部分を顔面神経系の他の部分を除いて選択的に刺激するための方法で用いられる。いくつかの態様において、EMコイルは、顔面神経系の異なる部分に向けられるEM場を生成する。コイルは、個々のEM場が顔面神経系の所望の異なる構成部分上に確実に固定されるように頭部サイズおよび形状に基づいて制約されたやり方で角形成されることおよび引き離されることができる。複数のコイルによって生成されるEM場は、同一および同期性でありうるか、あるいは異なる特徴および／または非同時性でありうる。他の態様において、EMコイルは、刺激の標的とされる顔面神経系の特定の部分に向けられないEM場の部分を除去するか、減少させるか、または打ち消すやり方で配列されてよい。
【００５２】
図11Aは、複数のEMコイルが、顔面神経系の異なる部分に向けられるEM場を生成する、本発明の一態様を示す。ここで、顔面神経系の一部から所望の効果を誘導し、同時に顔面神経系の別の部分の所望ではない効果を遮断する目的のために、顔面神経系の複数の部分が刺激される。この特定の態様において、小さい外部EMコイル151が、顔面神経の外運動枝によって保持される活動電位を阻害し、それによって顔面筋運動を減少させる目的のために、耳下腺の領域の上で耳の前方に配置される。次に、8の字型コイル150として形成された一対のより大きい外部EMコイル152が、そのEM場を膝神経節または顔面神経系の節後セグメントから脳に近位の顔面神経系の他の部分に向けるやり方で配置され；デバイスの態様のこの構成要素からの刺激は、脳または頭蓋への血流量を増加するように作用する。いくつかの態様において、一つまたは複数のEMコイルは刺激発生器から交流電流を受け取り、同時に他のEMコイルは直流電流を受け取る。いくつかの態様において、一つまたは複数のEMコイルは磁場のパルスを生成し、同時に他のEMコイルは定磁場を生成する。いくつかの態様において、装置はまた、電流を送出する目的のために、対象に適用されうる電極を収容する。
【００５３】
いくつかの態様において、1つまたは複数のEM場は、EMコイルを通る電流の流れる選択方向170によって、顔面神経系内の活動電位伝達を好ましい方向に進行するように向けるおよび／または他の方向への活動電位の伝播を遮断するやり方で、生成されると考えられる。図11Bに示されるように、いくつかの態様において、活動電位は、脳から離れるように優先的に伝播する。8の字型コイル150として配列されかつ対象700の右耳の上に配置される2つのEMコイルのアレイは、下側のEMコイルを通る電流を時計回りの方向に伝導すると同時に、上側のEMコイルを通る電流を反時計回りの方向に伝導する。次に、EM場パルスは、顔面神経系の標的部分（ここでは、膝神経節）からの活動電位を脳から離れるよう優先的に伝導するやり方で、生成される。本発明の他の態様において、活動電位は、脳に向って優先的に伝播される。図11Cに示されるように、8の字型コイル150として配列され、かつ対象700の右耳の上に配置された2つのEMコイルのアレイは、下側のEMコイルを通る電流を反時計回りの方向に伝導すると同時に、上側のEMコイルを通る電流を時計回りの方向に伝導する。次に、EM場パルスは、顔面神経系の標的部分（ここでは、膝神経節）からの活動電位を脳に向って優先的に伝導するやり方で生成される。本発明のいくつかの態様において、顔面神経系の複数の部分は、顔面神経系のある特定の部分における活動電位伝播と衝突しかつそれを中和する目的のためのそのようなやり方で刺激される。いくつかの態様において、定EM場は、局所的な活動電位伝達を遮断する目的のために生成される。
【００５４】
図11Dは、8の字型コイルとして配列された2つのEMコイルが、顔面神経系またはその部分を活性化させるために使用され（刺激用EMコイル110）、一方で、8の字型コイルに対して直角でその長軸およびその二分する軸に沿って配列された別の対のEMコイルが、8の字型コイルのEM場の不要な部分を減少させるか、中和するか、または打ち消すために使用される（遮断用EMコイル112）ように、複数のEMコイルが配列された、本発明の一態様を示す。いくつかの態様において、遮断用EMコイル112は、刺激用EMコイル110の接触面160から除去されるかまたは引き離される。
【００５５】
図12は、顔面神経系および／または顔面神経系の標的構成部分の両側刺激のための装置を示す。この態様において、一対のEMコイルは、いずれかの耳の近くの頭部の側面上に配列され、かつ刺激発生器からの刺激エネルギーが一つまたは複数のケーブル530によって供給される。EMコイルの各対は、（i）外耳の上で頭部の側面に接して配置されることが意図された中空中心を有する環として成形された外部EMコイル104、および（ii）外耳道内に嵌るように寸法付けられて成形された内部EMコイル103から構成されている。この例において、EMコイルの対の2つのEMコイルは、互いに対する正確な空間関係を維持するために、単一のハウジング内に収容される。音減衰および／または熱反射材料または物質から構成されているか、あるいはそれらを含有するキャップ540は、対象上の装置に接触面を提供するように内部EMコイル103の上に配置される。いくつかの態様において、キャップ540は殺菌されていてよい。
【００５６】
図12についての説明を続けると、装置の接触面160と反対の表面は、いくつかの態様において、冷却カートリッジ140を受容するようまたはそれに接続するよう設計されていてよい。いくつかの態様において、冷却カートリッジ140は、外部EMコイル104内の中心穴を占め、かつ内部EMコイル103に接触面を提供することもできる。次に、冷却カートリッジ140は、一対のEMコイルを形成する2つのEMコイルに取り付けられ、以下の結果をもたらす。外部EMコイル104の外側／非対象側は、冷却カートリッジ140によって覆われ；外部EMコイル104の中空中心は、冷却カートリッジ140の延長部によって占められ；内部EMコイル103の外側／非対象側は、冷却カートリッジ140の突出部と並置状態にある。
【００５７】
他の態様において、キャップ540は、生成されたEM場をある特定の方向に方向付けるやり方でヘッドバンド124上に位置付けられる（図示せず）。他の態様において、キャップは、生成されたEM場をある特定の方向に方向付ける位置付け構成要素または付属デバイスと結合される（図示せず）。いくつかの態様において、キャップ540は、電場または磁場を望ましいやり方で変形させるかまたは改変する、強磁性材料から構成されている。いくつかの態様において、キャップ540、EMコイル、またはEMコイルのハウジングは、EM場の期待される方向または位置を示す一つまたは複数の基準マーカーを含む（図示せず）。いくつかの態様において、キャップ540は、鼓膜／鼓膜の可視化のために検鏡の局面を組み込んでよい。
【００５８】
いくつかの態様において、冷却カートリッジ140は、電流がEMコイルを通って流れることを可能にするやり方で、EMコイルに接続する。いくつかの態様において、冷却カートリッジ140のコネクターまたは他の構成要素は、EMコイルへの接続によって、不可逆的に非起動化または破壊され、それによって、冷却カートリッジ140の再使用を防止する。いくつかの態様において、EMコイルを通る電流の流れは、冷却カートリッジ140とEMコイルの間の接続を非起動化させるか、破壊させるか、またはさもなければ実行不可能にするように働く。
【００５９】
図13に示されるように、いくつかの態様において、EMコイル100または複数のEMコイルの組立体に、刺激発生器510に接続する一つまたは複数のケーブル530を通して電流が供給される。いくつかの態様において、刺激発生器は、動力源500によって供給されるか、またはそれを収容し、かつ刺激制御器520によって、影響を与えられるか、命令されるか、調節されるか、または指示される。いくつかの態様において、刺激発生器510は、刺激制御器520の機能に影響を与えるフィードバックを刺激制御器520に提供する。
【００６０】
いくつかの態様において、刺激制御器520は、それが一つまたは複数のセンサーデバイス520から受け取る入力または情報によって、影響を与えられるか、命令されるか、調節されるか、または指示される。いくつかの態様において、センサーデバイス520は、生理的センサー558、温度センサー552、血流センサー554、接触センサー556、および他のセンサーを備えることができる一つまたは複数のセンサーを備え付けられている。いくつかの態様において、センサーは、EMコイル100、ケーブル530、冷却カートリッジ140、もしくは対象700に向けられるか、またはその上に配置されるか、あるいはEMコイル100、ケーブル530、冷却カートリッジ140、および対象700の組み合わせに向けられるか、またはその間に配置される。センサーによって刺激制御器520に直接的または間接的に提供されるシグナルまたは情報は、いくつかの態様において、刺激発生器510、EMコイル100もしくは位置付け構成要素（図1Bに関して説明したとおりの）の機能を変更または指示するか、あるいはそうでなければ、装置の操作者に、装置のこれらの部分の機能を改変するよう促すこともできる。
【００６１】
デバイスのさらなる態様は、身体の異なる領域での使用に適合されることもできる。例えば、デバイスの一態様は、心臓、肺、大血管、消化管、または他の器官の神経節を刺激するように適合されることもできる。そのような態様において、刺激要素は、胸部または腹部の腹側および／または背側面上に配置される大きいコイルとして配列されることもできる。別の例として、デバイスの一態様は、頸部を通って走る脳神経の刺激に適合されることもできる。その態様において、刺激要素は、頸部表面の片側または両側上での要素の群化によりネックレスとして配列されることもできる。いくつかの態様において、要素の群は、頸部の前頸三角／頸動脈三角の深部に位置する標的に刺激エネルギーを集束させる。他の態様において、要素の群は、頸部の後頸三角／後頭三角の深部に位置する標的に刺激エネルギーを集束させる。いくつかの態様において、標的は、迷走神経、副神経、舌咽神経、舌下神経、喉頭神経、頸神経ワナ、腕神経叢の部分、またはこれらの神経構造の神経節である。他の態様において、標的は、頸動脈球または頸動脈洞である。
【００６２】
デバイスの別の態様は、脊椎の近くの神経構造または脊椎から派生する神経構造の刺激に適合されることもできる。いくつかの態様において、刺激要素は、頸部の後面上または背上の脊椎に沿って長手方向に配置される鎖として配列される。いくつかの態様において、刺激のための標的は、横隔神経、脊髄交感神経鎖、後頭神経、腕神経叢の部分、またはこれらの神経構造の神経節を含む。
【００６３】
いくつかの態様において、身体の異なる領域が、顔面神経の刺激と併せて刺激される。
【００６４】
神経構造調節方法
ここで図14を参照すると、本発明の一態様による神経構造調節のための方法を提供する流れ図が示されている。これらの段階は、単に例示であることが理解されるべきである。本発明の様々な方法は、例示された段階を異なる順序で実施すること、ある段階を省略すること、および／または図14に示されていない追加段階を実施することもできる（他の図についても同じである）。方法は、工程における様々な点で開始および終了することができ、かつ方法は、しばしば、複数の段階が同時に起こる連続工程であり、したがって図は、方法段階のある順序づけの例のみを提供する。加えて、方法は、本明細書に記載される装置または以下に提供される段階を実施することができる他の装置のいずれかを使用して実施されることができる。
【００６５】
図14に示されるように、方法は、装置の身体への適用のため、例えば頭部上での装置の配置1000のための最初の段階を含む。いくつかの態様において、頭部上での装置の配置1000は、装置の一側適用を含む。他の態様において、頭部上での装置の配置1000は、頭部の両側面への装置の適用または頭部の各側面への1つの装置の適用を含む。いくつかの態様において、安全目的のために、装置は、装置による対象の神経系の刺激に干渉し得る状況が存在するかどうかを検出する1004ことができる。例えば、装置は、使用前に、金属などの材料が、装置の刺激構成要素の近くの対象上または対象の内部にあるかどうかを検出する1004ことができる。金属の存在は、装置がEM場を生成することになるので、安全でない状況を提供する可能性がある。したがって、検出1004は、金属が存在しているので、EM場が生成される前に金属を除去することができるということを使用者に通知することができる。これらの態様において、ひとたび装置が頭部に適用されて使用のために適切な位置につくと、装置は、装置（例えば、EMコイルなどの導電性要素）が金属の局所的存在を検出する1004ことを可能にするやり方で用いられる。別の態様において、検出は、装置の使用者によって実施される対象との質疑応答審査、ならびにその対象の観察および検査である。
【００６６】
状況の検出（金属の検出など）に応答して、装置は、この状況を除去または緩和するための調整を実施することができる。一つの態様において、金属の検出は、方法を終了させる1200ことになり、かつ装置は、金属がもはや検出されなくなるまで、停止することまたは作動しようとしないことができる。方法の他の態様において、装置は、対象上の金属の局所的存在を操作者に通知する警告音を鳴らすことになる。この方法において、金属の局所的存在を検出1004しないことが、装置の起動のために必要とされうるが、必ずしも十分ではない（すなわち、起動は、いくつかの態様において、冷却カートリッジのEMコイル1008への取り付けなどの他の段階を必要としうる）。別の態様において、実施される調整は、使用者による金属の除去であるか、あるいは、金属が除去されなければならないことをまたは手順が実施されることができないことを対象に通知することである。さらなる態様において、検出される状況は、装置が冷却を必要とすること、および装置が熱を吸収するかまたは散逸させることである。例えば、装置は、熱を吸収するかまたは散逸させるために冷却カートリッジを有することができるか、あるいは使用者はそのような冷却カートリッジを取り付けることができる。別の態様において、方法は、例えば神経系の純体性運動構成部分または体性感覚構成部分への適用に、機能的神経ブロックを提供する段階、それによって対象に対する刺激の認容性を改善する段階を含む。これは、装置によってまたは装置の使用者によって、対象に提供されうる。例えば、装置が、薬理学的作用物質を送達することができるか、または使用者が、薬理学的作用物質を供給することができる（例えば、局所的または注射として）。さらに、神経ブロックは、刺激器装置の電極によって与えられる電流であってよいか、あるいは神経ブロックは、刺激器装置の複数の導電性ワイヤアレイの1つによって生成される電磁場である。
【００６７】
この検出1004段階が達成されると、刺激制御器が、そのような刺激制御器を含む態様においてプログラムされ（必要ならば）、かつ起動される1014ことができる。これらの態様において、刺激制御器は、刺激発生器の起動1018を命令するかまたは可能にし、その後、刺激発生器は、刺激エネルギー（例えば、電流）を導電性要素（例えば、EMコイル）に送達する。したがって、刺激エネルギーは、対象の神経系を刺激するための電磁場を生成する期間の間、装置によって対象に与えられうる（例えば、装置の操作者によって制御される）。一つの態様において、電流は、第一のセットのEMコイル1020に送出され1020、かつ第二のセットのEMコイルに送出される1024。いくつかの態様において、第一のセットのEMコイルは、頭部の片側上に配置されるEMコイルから構成されており、かつ第二のセットのEMコイルは、頭部の反対側上に配置されるEMコイルから構成されている。いくつかの態様において、第一のセットのEMコイルは、外耳道内に配置されるEMコイルであり、かつ第二のセットのEMコイルは、頭部の側面上に配置される外部EMコイルである。いくつかの態様において、第一のセットのEMコイルへの電流の送出1020は、第二のセットのEMコイルへの電流の送出1024の前に開始される。他の態様において、第一のセットのEMコイルへの電流の送出1020は、第二のセットのEMコイルへの電流の送出1024とは異なる電圧、電流、継続時間、および／または波形であり、かつ電流は、2つのセットのEMコイルに同時に送出される。
【００６８】
刺激エネルギーは、電磁気的パルスとして送出される1024ことができる。一例において、これらのパルスは二相形状であり、かつ継続時間は100〜450マイクロ秒であり、装置の表面における場の強さは0.5〜2.0テスラである。別の例において、電磁気的パルスは、5分未満の間、連続したやり方で周波数 5〜20ヘルツで送出される。刺激はまた、間欠的に送出されうる。一例において、血流の関数としての与えられた刺激エネルギーの継続時間、強度、周波数、波形、もしくは他のパラメーター、脳波記録電位（electroencephalography potentials）、頭蓋内圧、対象の状況の継続期間、または、他の生理的もしくは病態生理的なパラメーター。
【００６９】
図14についての説明を続けると、導電性要素への刺激エネルギーの送達（例えば、EMコイルへの電流の送出1020、1024）に続いて、さらなる刺激の必要性が、装置の構成要素、例えば、刺激発生器によって判断される。したがって、装置は、刺激時間の期間が経過した後に、対象を処置するために刺激の継続が必要とされるかどうかを判定する。いくつかの態様において、最短刺激時間は、刺激の終了前に達成される1028必要がある。最短刺激時間が達成されない場合、刺激発生器は、起動され1018、かつEMコイルへの電流の送出1020、1024が繰り返される。最短刺激時間が達成される場合またはさもなければ刺激の継続が不要であると判断される場合、刺激工程は終了し1200、かつ刺激は中止される。別の例として、刺激の継続が必要とされるかどうかの判断は、ある特定数の刺激パルスの送出に基づく。さらなる例において、判断は、対象からのフィードバックまたは装置に結合されるセンサーからのフィードバックに基づく。
【００７０】
方法はまた、刺激エネルギーを導電性要素、例えば、EMコイルに供給するために、動力源を介して動力を供給する段階を含む（動力はまた、デバイスが動力源に常に接続されるか、または動力源と連通していることができるので、自動的に供給されることができる）。動力は、動力源をデバイスに接続するワイヤを介して供給されることができる。いくつかの方法において、刺激エネルギーを1つまたは複数のEMコイルに供給することにより、対象の脳への血流量を調節してまたは血液によって運ばれる薬理学的作用物質の送達を強化して、対象の脳卒中または別の状態を処置する。いくつかの方法において、刺激エネルギーを1つまたは複数のEMコイルへ供給することにより、脳波活動（例えば、大脳皮質の）を調節して、対象の発作または神経興奮性／不活発の別の状態を治療または予防する。調節は、疾患経過の直接的処置、またはそうでなければ疾患経過の開始を予防することのいずれかとして、てんかんおよび発作性障害の状態または予想において実施されうる。
【００７１】
任意の調整が、刺激エネルギーについて必要とされるかまたは所望される場合、方法は、刺激エネルギーを調整する段階を含むことができる。例えば、調整は、刺激エネルギーに対する対象の生理的または病態生理的応答に基づいてなされうる。方法は、方法が終わるまで、必要に応じて供給および調整することを続けることができる。方法が終わると（すなわち、処置が成功するか、または完了する）、装置は、対象から除去されることができる。装置が取り外し可能なキャップを有する場合、方法は、キャップを取り外す段階および新しいキャップを取り付ける段階を含む。装置が取り外し可能な冷却カートリッジを有する場合、方法は、冷却カートリッジを取り外す段階および新しい冷却カートリッジを取り付ける段階を含むことができる。
【００７２】
ここで図15を参照すると、本発明の一態様による顔面神経系刺激の方法が示されており、ここでは、センサーフィードバックが、装置の使用を調節する。この態様において、身体上（例えば、頭部上）の装置の配置1100は、その後、対象への血流センサーの取り付けまたは適用が続く。次に、基準血流測定値が得られ1132、かつ血流増加を規定する閾値が設定される1134。いくつかの態様において、他のまたは追加のセンサーが、装置の使用を調節するために適用されてもよい。いくつかの態様において、これらのセンサーは、非限定的に以下を含む、装置または対象の特性を検出することもできる：頸動脈血流；大脳動脈血流；中枢神経系への血流；顔面神経電位；皮膚／頭皮のガルヴァーニ電気反応；皮膚／頭皮血流；耳温度；瞳孔測定；眼内圧；眼への血流；生体電位；脳波図波形；聴覚または前庭系の電気生理学試験；味覚；聴力；流涙；鼻漏；鼻閉；唾液分泌；音に対する感受性；顔、頭部もしくは手の運動または筋電図電位；音声生成または停止；身体運動の感覚；眼球運動；頭蓋血流；神経の直接的または間接的活動；および対象の神経学的機能不全の重篤度。いくつかの態様1114において、刺激制御器は、完全に前もってプログラムされ、かつ装置の使用者によって調節またはプログラムされることができない（しかし、他の態様においては、それはプログラム可能でありうる）。いくつかの態様において、刺激制御器は、使用者によって選択されうる刺激選択肢の最小値を提供する。いくつかの態様において、刺激制御器1114によって提供される刺激選択肢は、装置に対するセンサーおよび／またはセンサーデバイスによって刺激制御器1114に提供されるフィードバック、情報、またはシグナルによって、調整されるか、変えられるか、制限されるか、または増強される。
【００７３】
図15についての説明を続けると、刺激発生器は起動され1118、かつ電流を導電性要素へ送出する（例えば、電流を第一のセットのEMコイルへ送出する1120）。いくつかの態様において、その後のまたは同時の段階として、刺激発生器は、エネルギー、例えば電流を、導電性要素、例えば第二のセットのEMコイルへ送出する1124。この方法において段階1120および1124は、順次的または同時であってよく、および／または、量、極性、継続時間、波形、または電流の他のパラメーターに関して異なってよい。いくつかの態様において、第一のセットのEMコイルは、頭部の片側上に配置されたEMコイルから構成されており、かつ第二のセットのEMコイルは、頭部の反対側上に配置されたEMコイルから構成されている。いくつかの態様において、第一のセットのEMコイルは、外耳道内に配置されるEMコイルであり、かつ第二のセットのEMコイルは、頭部の側面上に配置される外部EMコイルである。いくつかの態様において、第一のセットのEMコイルは、耳付近に配置されてよく、かつ第二のセットは、頭部上の他の場所に配置されてよい（例えば、口の内側または顎の下）。
【００７４】
EMコイルに電流が送出される1120、1124と、次に刺激制御器は、最短刺激時間が血流評価のために達成された1130かどうか、および最短刺激時間が達成されず、1118、1120、1124に記載された段階が繰り返されるかどうかを判断する。ひとたび刺激制御器が、血流測定を実施するために起動時間以後の十分な継続時間が達成されたと判断すると、それは、刺激エネルギー送達を非起動化し1132、かつ血流センサーを起動する1134。この段階の目的は、顔面神経系または顔面神経系の部分の刺激が、所望の結果を達成したかどうかを判断すること、すなわち、血流量の増加に対する閾値に達する1140ことである。
【００７５】
いくつかの態様において、血流量の測定は、2つまたはそれ以上のEMコイルの使用によって達成され、図5に記載したように、そのEMコイルの一つまたは複数は、近くの血液を磁化するように働き、同時にそれ以外は、ひとたび磁化された血液が頭蓋または吻側方向に移動したら、それからのエネルギーの放出または減衰を検出するように働く。図15に戻ると、いくつかの態様において、血液の磁化以外で、頭部、頸部、脳、または他の解剖学的構造における血流量を測定する1130手段が、増加に対する閾値に達するための血流量測定値の決定1140に用いられる。血流量増加に対する閾値に達する1140と、工程が終了する1210。血流量増加に対する閾値に達していない1140場合、刺激発生器は、刺激エネルギーの送達のために起動され1118、かつ追加の電流が、EMコイルに送出され1120、1124、かつ工程が繰り返される。
【００７６】
方法はまた、ある期間にわたって、対象の生理的または病態生理的応答の一つまたは複数を監視する段階を含むことができる。この方法において、調整が必要とされると判断された場合、方法は、EMコイルに供給される刺激エネルギーの強度、周波数、パターン等を調整する段階を含むことができる。調整は、対象の生理的または病態生理的応答の一つまたは複数、使用者の決断、または他の要素に基づいてなされうる。いくつかの方法において、調整は、調整を行うための医師、操作者、または他の使用者によるいかなる行動も必要とせず、自動的に起こることができる。他の方法において、医師、操作者または他の使用者は、対象の監視された応答にアクセスすることができ、かつ監視に基づいて調整を制御することができる。方法は、対象を処置するために、ある期間にわたって周期的に監視すること、および必要に応じて調整することと共に、刺激エネルギーをEMコイルに継続して供給する段階を含むことができるか、あるいは監視することは、装置の再起動を引き起こして追加の刺激エネルギーの送達を導くセンサーシグナルが受信されるかまたは閾値を超えるまで、連続的であることができる。このようにして、顔面神経系の構成部分の一つまたは複数の刺激が、血管を拡張して、脳卒中を処置するおよび／または脳卒中の再発を予防するために、必要とされるかまたは所望される場合、デバイスは、そのような刺激を提供することができる。これは、自動的に、またはデバイスを使用する医師、操作者もしくは他の使用者の制御のもとで、行われることができる。
【００７７】
使用のいくつかの方法において、刺激を非刺激間隔の間で繰り返すことが望ましく、かつ期待される。使用のいくつかの方法において、刺激の期間の間の間隔は、血流応答によって定められる。使用の他の方法において、刺激期間の間の間隔は、予め決められている。使用のいくつかの方法において、第二およびその後の刺激に用いられる刺激パラメーターは、最初の刺激パラメーターと異なって設定される。いくつかの態様において、最初またはその後の刺激に使用される刺激パラメーターは、長期または他のタイプの神経相乗作用を誘導するように設定される。いくつかの態様において、長期または他のタイプの神経相乗作用は、膝神経節、翼口蓋神経節、脳幹、または他のニューロン群に関与する。
【００７８】
いくつかの使用方法において、センサーデバイスは、脳波電位を検出および／または分析し、かつその情報に基づいて刺激制御器の活動を通知する。
【００７９】
いくつかの使用方法において、センサーデバイスは、頭蓋内圧を測定および／または分析し、かつその情報に基づいて刺激制御器の活動を通知する。
【００８０】
いくつかの使用方法において、装置が所望の結果を達成することに失敗すると、続いて、外耳道に導電性の材料、ゲル、または溶液、ならびに／または麻酔薬および／もしくは薬理学的物質を充填することになる。ひとたび外耳道の充填が完了すると、装置を用いる顔面神経系の刺激が再び試みられうる。いくつかの態様において、外耳道内に入れられた導電性の材料、ゲル、溶液、または麻酔薬および／もしくは薬理学的物質は、装置のEMコイルを包囲するか、またはさもなければ取り囲む。
【００８１】
いくつかの使用方法において、装置が所望の結果を達成することに失敗すると、その後に、中耳腔内へのカニューレの前進が続くことになる。この状況において、孔が、カニューレの尖らせた遠位端を使用して鼓膜内にあけられる。カニューレは、導電性の材料、ゲル、溶液もしくは麻酔薬および／または薬理学的物質の注入を可能にするように装備されている。ひとたび中耳腔内への注入が完了したら、装置による顔面神経系の刺激が、再び試みられうる。中耳腔へのアクセスを得るための鼓膜の穿刺は、カニューレの遠位端を位置付ける定位固定デバイスによるか、または光ファイバーの可視化によって促進されてもよい。代替的に、鼓膜の穿刺は、カニューレの感圧遠位端によるか、またはカニューレの遠位端での電気伝導度変化によって達成されてもよい。
【００８２】
いくつかの使用方法において、頭蓋外／遠位顔面神経の伝導ブロックは、顔面神経系の刺激の前またはその間に適用される。いくつかの使用方法において、伝導ブロックは、顔または頭部内への薬理学的物質の局所注入によって達成される。いくつかの使用方法において、伝導ブロックは、中耳の外側の顔面神経幹を横切る電流、またはその付近への電流の印加によって達成される。いくつかの使用方法において、伝導ブロックは、中耳の外側の顔面神経幹の付近での定EM場の生成によって達成される。
【００８３】
いくつかの使用方法において、周波数5〜20ヘルツのEM場での顔面神経系の刺激は、所望の効果を誘導するために最適でありうる。いくつかの使用方法において、オン・オフ期間を含む刺激パターンが、所望の効果を誘導するために最適でありうる。いくつかの使用方法において、0.5〜2.0テスラの刺激強度（コイル表面で8〜32kT／秒）が、所望の効果を誘導するために最適でありうる。いくつかの使用方法において、100〜450マイクロ秒の刺激波形幅が、所望の効果を誘導するために最適でありうる。いくつかの使用方法において、実質的に二極性である刺激波形形状が、所望の効果を誘導するために最適でありうる。いくつかの使用方法において、刺激は、0.5〜5分間の継続時間、維持されうる。いくつかの使用方法において、刺激パラメーター、電流の方向、EMコイルの方向付け、および／またはEMコイルの構成は、患者の状態に依存して変化されてよい。
【００８４】
いくつかの方法において、装置の使用は、脳血管循環の障害（脳卒中、慢性脳血管性アテローム性動脈硬化症）、頭部外傷、認知症、頭痛障害、または他の神経学的状態に適切でありうる。いくつかの方法において、刺激器の使用は、大脳動脈および頸動脈に関与する手順、例えば、脳卒中の間の血管内血餅の回収、動脈瘤性くも膜下出血における血管内コイルおよびステント配置、診断的血管造影、または外科的頸動脈内膜剥離術などの前が適切でありうる。いくつかの方法において、デバイスの使用は、発作活動を妨害すること、発作の発生の可能性を減少させること、またはてんかんの発生を予防することもできる。いくつかの方法において、装置の使用は、頭蓋内圧を調節することもできる。いくつかの態様において、刺激器の使用は、頭部、頸部、および／もしくは身体の他の場所のまたはそれらの内部の炎症および免疫反応を調節することもできる。
【００８５】
本教示は、様々な態様および方法と共に記載されているが、本教示は、それらの態様に限定されることを意図されていない。それどころか、本教示は、当業者に認識されるように、様々な代替物、変更物、および同等物を包含する。本明細書に使用される語の大部分は、当業者によってそれらの語が有すると考えられる意味を有する。明細書において具体的に定義される語は、全体として本教示の文脈において提供され、かつ当業者によって典型的に理解されるとおりの意味を有する。語または語句の当技術分野で理解される定義と、本明細書において具体的に教示されたとおりの語または語句の定義の間に不一致が生じた場合には、本明細書が支配するものとする。明細書および添付の特許請求の範囲に使用される場合、単数形「1つの（a）」、「1つの（an）」および「その（the）」は、文脈上に明確に断りない限り、複数対象を含むということに注意されなければならない。
【図１Ａ】
2015500092.tif 000004
【図１Ｂ】
2015500092.tif 000005
【図２】
2015500092.tif 000006
【図３】
2015500092.tif 000007
【図４】
2015500092.tif 000008
【図５】
2015500092.tif 000009
【図６】
2015500092.tif 000010
【図７】
2015500092.tif 000011
【図８Ａ】
2015500092.tif 000012
【図８Ｂ】
2015500092.tif 000013
【図９】
2015500092.tif 000014
【図１０Ａ】
2015500092.tif 000015
【図１０Ｂ】
2015500092.tif 000016
【図１１Ａ】
2015500092.tif 000017
【図１１Ｂ】
2015500092.tif 000018
【図１１Ｃ】
2015500092.tif 000019
【図１１Ｄ】
2015500092.tif 000020
【図１２】
2015500092.tif 000021
【図１３】
2015500092.tif 000022
【図１４】
2015500092.tif 000023
【図１５】
2015500092.tif 000024
【国際調査報告】
2015500092.tif 000025
2015500092.tif 000026
2015500092.tif 000027