重復(fù)經(jīng)顱磁刺激裝置制造方法

重復(fù)經(jīng)顱磁刺激裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種rTMS線(xiàn)圈或線(xiàn)圈的設(shè)置設(shè)計(jì)成用同步磁場(chǎng)脈沖影響大腦的多個(gè)區(qū)域。多個(gè)線(xiàn)圈排列以覆蓋各關(guān)鍵的目標(biāo)區(qū)域，或者一個(gè)被延伸或擴(kuò)大成某種形狀的單一線(xiàn)圈能夠使磁場(chǎng)影響關(guān)鍵區(qū)域被公開(kāi)了。還公開(kāi)了一種優(yōu)化重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)治療的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】重復(fù)經(jīng)顱磁刺激裝置
[0001]交叉引用相關(guān)申請(qǐng)
[0002]根據(jù)美國(guó)法典§ 119(e)第35條，本申請(qǐng)要求申請(qǐng)?zhí)枮?1/621，413、申請(qǐng)日為2012年4月6日的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，其中公開(kāi)的內(nèi)容通過(guò)全部引用在此并入。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0003]本發(fā)明涉及新型的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)裝置，用所述裝置治療能夠刺激患者大腦中的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。本發(fā)明還涉及石墨烯相控陣磁鐵。

【背景技術(shù)】
[0004]經(jīng)顱磁刺激(TMS)是一種用磁場(chǎng)刺激大腦中的神經(jīng)細(xì)胞以改善抑郁及其他神經(jīng)精神癥狀的過(guò)程。通常，TMS線(xiàn)圈是圓形或數(shù)字8的形狀，如此設(shè)計(jì)是為了在一個(gè)單一的點(diǎn)達(dá)到最大的強(qiáng)度。用標(biāo)準(zhǔn)TMS治療抑郁癥時(shí)，是將一個(gè)大電磁線(xiàn)圈貼著或靠近前額附近的頭皮。TMS中使用的電磁鐵產(chǎn)生電流和磁場(chǎng)來(lái)刺激你的大腦區(qū)域中參與情緒控制和抑郁的神經(jīng)細(xì)胞。
[0005]TMS線(xiàn)圈的設(shè)計(jì)可以根據(jù)，例如用于構(gòu)造線(xiàn)圈鐵芯的材料類(lèi)型、線(xiàn)圈配置的幾何形狀以及線(xiàn)圈產(chǎn)生的脈沖特性，進(jìn)行改變。線(xiàn)圈一般是由一種鐵磁活性材料組成的并且一般被稱(chēng)為“實(shí)心”設(shè)計(jì)。存在幾種不同類(lèi)型的線(xiàn)圈，其中每一種線(xiàn)圈產(chǎn)生不同的磁場(chǎng)模式，各種不同線(xiàn)圈包括圓形線(xiàn)圈、8字形線(xiàn)圈、雙錐形線(xiàn)圈和四葉形線(xiàn)圈。TMS線(xiàn)圈形狀設(shè)計(jì)的多樣化使得大腦能夠被線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)以多種方式穿透。TMS裝置一般設(shè)置成在同一時(shí)間治療大腦的一個(gè)區(qū)域。在大腦的多個(gè)區(qū)域需要治療的情況下，則需要對(duì)大腦不同區(qū)域進(jìn)行序貫治療。
[0006]本發(fā)明提供了新型的rTMS裝置，當(dāng)rTMS需要產(chǎn)生同步的TMS脈沖以影響大腦的多個(gè)區(qū)域時(shí)，本發(fā)明所述rTMS裝置能夠刺激用這種裝置治療的患者大腦中的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]簡(jiǎn)單地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明，一種用于治療神經(jīng)精神病癥或改善生理功能的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)裝置，其中所述裝置包括一個(gè)符合患者頭部或患者頭部一部分的形狀的外殼和一個(gè)提供磁場(chǎng)的線(xiàn)圈。所述線(xiàn)圈配置產(chǎn)生的磁場(chǎng)能夠向戴著所述rTMS裝置的患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域傳遞磁刺激。所述線(xiàn)圈配置包括2個(gè)或多個(gè)線(xiàn)圈或者也可以包括一個(gè)適于向患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域提供磁刺激的單一線(xiàn)圈。所述線(xiàn)圈配置的幾何形狀可以是相控陣的磁場(chǎng)發(fā)射元件，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀和發(fā)射場(chǎng)。
[0008]此外，本發(fā)明所述的rTMS裝置可以是一種可被患者佩戴的帽子，并且具有多個(gè)組成陣列的石墨烯磁發(fā)射體。所述帽子可由任何面料制成，如布料的網(wǎng)眼織物。合成的聚合物網(wǎng)狀材料也可以使用。所述發(fā)射體附著在所述帽子上并排列成發(fā)射體陣列跨越患者的整個(gè)頭部。所述帽子戴于患者頭部，通過(guò)控制每個(gè)發(fā)射體的編程軟件，帽子上附著的發(fā)射體可產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)。所述陣列中的元件由開(kāi)/關(guān)每個(gè)發(fā)射體的軟件驅(qū)動(dòng)，以?xún)?yōu)化形成相控陣的磁波瓣的形狀和位置。所述帽子可以附加裝有非接觸式腦電圖(EEG)傳感器，由此在提供rTMS的同時(shí)，還可以監(jiān)測(cè)患者的腦電圖。
[0009]本發(fā)明所述的rTMS裝置可以向大腦的前部和后部區(qū)域、大腦的運(yùn)動(dòng)皮層和額葉皮層區(qū)域、或大腦額葉區(qū)域的兩側(cè)傳遞磁刺激。優(yōu)選地，所述線(xiàn)圈配置需同步以促進(jìn)大腦中多個(gè)位置之間的一致和同步行為。
[0010]本發(fā)明rTMS裝置可用于增強(qiáng)或改善生理功能，以及用于治療神經(jīng)精神障礙或病癥。生理功能包括專(zhuān)注力，睡眠，警覺(jué)性，記憶力，血壓，抗壓力，性欲，語(yǔ)言能力，運(yùn)動(dòng)功能，活動(dòng)能力，認(rèn)知功能，智力，身高(兒童)和體重。神經(jīng)精神病癥或障礙包括自閉癥譜系障礙(ASD)，阿爾茨海默氏癥，多動(dòng)癥，精神分裂癥，焦慮癥，慢性疼痛，抑郁癥，昏迷，帕金森氏癥，濫用藥品，躁郁癥，睡眠障礙，進(jìn)食障礙，耳鳴，腦外傷，創(chuàng)傷后應(yīng)激綜合癥，和纖維肌痛。
[0011]實(shí)施本發(fā)明特別的有益效果在于，提供了一種能夠同時(shí)治療2個(gè)或多個(gè)大腦區(qū)域的裝置，這種rTMS裝置可用于治療大腦不同區(qū)域之間一致性差的疾病，比如阿爾茨海默氏病、言語(yǔ)和語(yǔ)言障礙、精神分裂癥和抑郁癥。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是db石墨稀發(fā)射體的不意圖。
[0013]圖2是yy石墨稀發(fā)射體的示意圖。
[0014]圖3是非接觸式EEG傳感器。
[0015]圖4是患者佩戴著包含兩種類(lèi)型的石墨烯發(fā)射體和非接觸式EEG傳感器的rTMS帽的俯視圖。
[0016]圖5是患者佩戴著包含兩種類(lèi)型的石墨烯發(fā)射體的rTMS帽的俯視圖。
[0017]圖6是患者佩戴著包含兩種類(lèi)型的石墨烯發(fā)射體的rTMS帽的俯視圖。
[0018]圖7是在大腦多個(gè)區(qū)域提供獨(dú)立磁場(chǎng)源的多回路線(xiàn)圈。所述線(xiàn)圈連接在一起以便提供一組跨越大腦的同步磁場(chǎng)。
[0019]圖8是相控陣配置。在這種配置中，磁場(chǎng)脈沖的相位可以改變，以便增加或減少相互間的干擾，從而產(chǎn)生特定的磁場(chǎng)模式。
[0020]圖9是在用rTMS治療前個(gè)體的腦電圖結(jié)果和腦波圖包括俯視剖析圖中的電力分布。
[0021]圖1Oa是正常的圖8所示線(xiàn)圈，圖1Ob是伸展的或拉長(zhǎng)的圖8所示線(xiàn)圈，所產(chǎn)生的磁場(chǎng)沿著線(xiàn)圈下方的區(qū)域延伸，影響位于這個(gè)區(qū)域內(nèi)的大腦所有區(qū)域。

【具體實(shí)施方式】
[0022]在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)裝置制作成包含一個(gè)符合患者頭部形狀和/或患者頭部一個(gè)或多個(gè)部分形狀的外殼。可以制成不同的尺寸以治療兒童、青少年和成人。本發(fā)明裝置還包含一個(gè)傳遞磁場(chǎng)的線(xiàn)圈。所述線(xiàn)圈配置所產(chǎn)生的磁場(chǎng)能夠向戴著所述rTMS裝置的患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域傳遞磁刺激。所述線(xiàn)圈配置可以有2個(gè)或多個(gè)線(xiàn)圈，或者，只有一個(gè)適于向患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域傳遞磁刺激的單一線(xiàn)圈。另外，所述線(xiàn)圈配置的幾何形狀可以是相控陣的磁場(chǎng)發(fā)射元件，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀和發(fā)射場(chǎng)?；谑┑拇盆F也適用于本發(fā)明。
[0023]在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方式中，所述rTMS裝置是可被患者佩戴的有沿帽子或無(wú)沿帽子，其中所述帽子具有組成陣列的多個(gè)磁性石墨烯發(fā)射體。所述帽子可由任何面料制成，如布料網(wǎng)眼織物。合成的聚合物網(wǎng)狀材料也可以使用。所述發(fā)射體附著于帽子上并排列成發(fā)射體陣列跨越患者的整個(gè)頭部。所述帽子戴于患者頭部，通過(guò)控制每個(gè)發(fā)射體的編程軟件，帽子上的發(fā)射體可以產(chǎn)生所需的磁場(chǎng)。陣列中的元件由開(kāi)啟和關(guān)閉每個(gè)發(fā)射體的軟件程序驅(qū)動(dòng)，以?xún)?yōu)化形成相控陣的磁波瓣的形狀和位置。圖5是戴在患者頭部的rTMS帽子的俯視圖，其中圖的頂部可看到鼻部501，以及兩側(cè)可看到耳部502，503。
[0024]本發(fā)明使用了石墨烯發(fā)射體以形成平坦的信號(hào)覆蓋區(qū)，弧形的布置，協(xié)調(diào)的相控陣。石墨烯(碳納米管纖維)導(dǎo)線(xiàn)用來(lái)制作小線(xiàn)圈。由于石墨烯極低的電阻以及石墨烯纖維的納米結(jié)構(gòu)，可制得很小的電磁線(xiàn)圈，與之相反，現(xiàn)有的電磁線(xiàn)圈需要大直徑的導(dǎo)線(xiàn)以減小電阻，從而得到臃腫、沉重的線(xiàn)圈。石墨烯電磁線(xiàn)圈的小尺寸提供了許多獨(dú)特的應(yīng)用特別是與傳感器結(jié)合時(shí)。所述應(yīng)用包括但不限于使用了磁刺激的醫(yī)療應(yīng)用，工業(yè)進(jìn)程，生物混合，生物膜分離，膠體處理，磁力驅(qū)動(dòng)之類(lèi)的。在此類(lèi)應(yīng)用中所述石墨烯電磁線(xiàn)圈可設(shè)置成不同的空間配置，其中每種配置產(chǎn)生特定的磁場(chǎng)。不同形狀石墨烯電磁線(xiàn)圈的采用可用于優(yōu)化任何給定應(yīng)用所需的總體磁場(chǎng)方向?qū)傩浴?br> [0025]石墨烯電磁線(xiàn)圈或石墨烯發(fā)射體的一種類(lèi)型如圖1所示，它被稱(chēng)作犬骨(db)發(fā)射體，其中的石墨烯纖維盤(pán)繞成犬骨形狀。圖1中長(zhǎng)方形中心軸105被石墨烯纖維線(xiàn)圈(發(fā)射體)106覆蓋并且包含在繞線(xiàn)盤(pán)103中。磁輻射殼104覆蓋所述的石墨烯線(xiàn)圈106。電纜張力緩沖體101連到處理單元(未示出)。邊框107包含了繞線(xiàn)盤(pán)并通過(guò)線(xiàn)102與基底108連接。所述基底是任何材質(zhì)的，其中需要含有使用中的db發(fā)射體，比如在本發(fā)明所述rTMS裝置的應(yīng)用中提及的帽子。當(dāng)電流通過(guò)db發(fā)射體時(shí)，磁場(chǎng)從發(fā)射體末端產(chǎn)生并且波瓣寬且呈球形。在TMS應(yīng)用中，這將穿透顱骨并將吸引或排斥其他來(lái)自其他發(fā)射體的波瓣返回大腦。
[0026]另一種石墨烯電磁線(xiàn)圈或石墨烯發(fā)射體的類(lèi)型如圖2所示，它稱(chēng)為溜溜球(yy)發(fā)射體，其中石墨烯纖維盤(pán)繞成一種就像將要連接到一個(gè)溜溜球上的溜溜繩的形狀。圖2中圓形中心軸201被石墨烯纖維線(xiàn)圈(發(fā)射體)206覆蓋并包含在磁輻射殼203內(nèi)。電纜張力緩沖體202連到處理單元(未示出)。所述發(fā)射體通過(guò)線(xiàn)205連接到基底204。所述基底是任何材質(zhì)的，其中需要含有db發(fā)射體，比如本發(fā)明所述TMS裝置應(yīng)用中的帽子。當(dāng)電流通過(guò)所述yy發(fā)射體時(shí)，大部分磁場(chǎng)從垂直于石墨烯纖維線(xiàn)圈206的圓軸201末端產(chǎn)生。在rTMS應(yīng)用中，產(chǎn)生的磁場(chǎng)中一半將直達(dá)顱骨而另一半遠(yuǎn)離頭部。
[0027]本發(fā)明所述石墨烯電磁線(xiàn)圈優(yōu)選與傳感器連用，并且特定的傳感器將被選擇用于線(xiàn)圈的特定用途。對(duì)于TMS應(yīng)用，非接觸式干電極EEG傳感器將用于與石墨烯發(fā)射體組合。非接觸式干電極EEG傳感器購(gòu)自Cogn1nics，圣地亞哥，加拿大。電纜張力緩沖體302連到處理單元(未示出)。所述傳感器通過(guò)線(xiàn)304與基底305連接。
[0028]圖3是EEG非接觸式干電極EEG傳感器，它包含一個(gè)安置在EEG傳感器外殼301內(nèi)的PCB板303。本發(fā)明中，db發(fā)射體，yy發(fā)射體以及非接觸式干電極EEG傳感器用于制作TMS帽子，所述TMS帽子通過(guò)產(chǎn)生相控陣效應(yīng)能夠同時(shí)檢測(cè)EEG模式和施行經(jīng)顱磁刺激。
[0029]如圖4所示，每個(gè)發(fā)射體404，405以及EEG傳感器406 —般是平坦的圓盤(pán)，基本是圓形的。所述發(fā)射體和傳感器彼此相間，附著在織物網(wǎng)眼上，并且在起始序列中變化以及從行到行的位置中變化。所述發(fā)射體404，405和傳感器406通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)(未示出)連接到包含有已編程的軟件和電源的控制面板(未示出)。圖4中有兩種類(lèi)型的發(fā)射體并且在本發(fā)明中是基于它們的形狀命名的。一種被稱(chēng)為犬骨(db)發(fā)射體404，另一種被稱(chēng)為溜溜球(yy)發(fā)射體(405)。有兩種優(yōu)選的模式用于在所述帽子上排列發(fā)射體和傳感器:
(l)-[db]-[eeg]_[yy]-和(2)-[yy]-[eeg]-[db]_。放置以及附著的基本模式如下所示:
[0030] - [db] - [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy]-[0031 ] - [db] - [yy] - [eeg] - [db] - [yy] - [eeg] - [db] - [yy] - [eeg]-
[0032]- [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy] - [db]-
[0033]- [db] - [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy]-
[0034]- [db] - [yy] - [eeg] - [db] - [yy] - [eeg] - [db] - [yy] - [eeg]-
[0035]- [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy] - [db] - [eeg] - [yy] - [db]-
[0036]所述發(fā)射體404、405和傳感器406被縫制或者以其他方式附著(就像紐扣一樣)在適于覆蓋頭部的整個(gè)布網(wǎng)上。所述傳感器和發(fā)射體不能重疊。一個(gè)平均尺寸的帽子包含45個(gè)egg傳感器，45個(gè)db發(fā)射體，和45個(gè)yy發(fā)射體。
[0037]所述兩種類(lèi)型的發(fā)射體(db和yy)形成陣列，該陣列用于塑造以及優(yōu)化磁場(chǎng)方向。這種“相控陣”由軟件控制并且所述磁場(chǎng)可相應(yīng)地調(diào)整。磁陣列的相位調(diào)整是通過(guò)每個(gè)獨(dú)立發(fā)射體的大小、位置以及方向，依次地，通過(guò)時(shí)間的軟件控制來(lái)完成的。由于相反的場(chǎng)相互吸引，波瓣可有效地集中在頭皮以及下面腦結(jié)構(gòu)的目標(biāo)區(qū)域。發(fā)射體和傳感器的尺寸不是本發(fā)明實(shí)施的關(guān)鍵。所述發(fā)射體和傳感器的直徑通常在15?30厘米(mm)的范圍內(nèi)，優(yōu)選17?19mm。一個(gè)平均尺寸的帽子將包含大約45個(gè)eeg傳感器，45個(gè)db發(fā)射體和45個(gè)yy發(fā)射體。
[0038]yy發(fā)射體的大部分磁場(chǎng)從垂直于圓盤(pán)方向的末端產(chǎn)生。因此所述磁場(chǎng)的一半趨向大腦的方向，由于yy發(fā)射體的一側(cè)對(duì)著頭部，所以另一半磁場(chǎng)分散到遠(yuǎn)離大腦空間中。db發(fā)射體與之相反。磁場(chǎng)從db發(fā)射體末端產(chǎn)生趨向平行于顱骨的一側(cè)，其中波瓣還是很寬且呈球形以提供顱骨穿透。更重要地所述db發(fā)射體更易于吸引或排斥其他波瓣回到大腦，并決定相控陣中波瓣的方向。
[0039]這些磁波瓣陣列的聚焦在本發(fā)明的實(shí)施中是有用的。例如3?7個(gè)yy發(fā)射體將驅(qū)動(dòng)主要的磁性波瓣到頭部的一側(cè)。在同一側(cè)的db發(fā)射體將幫助定形和延伸這些主要的波瓣。在頭部另一側(cè)的11和db發(fā)射體將所述波瓣最大化定形和延伸到優(yōu)選的目標(biāo)區(qū)域，由此產(chǎn)生相控陣。
[0040]圖5是佩戴著本發(fā)明TMS帽子的患者的俯視圖，所述TMS帽子包含db發(fā)射體504和yy發(fā)射體505但沒(méi)有EEG傳感器。通過(guò)患者的鼻部501和耳部502，503可看出所述帽子的方位。所述發(fā)射體504，505是一般是平坦圓盤(pán)，且基本是圓形的。所述發(fā)射體彼此相間，附著于織物網(wǎng)基底，并在起始序列中變化以及在從行到行的位置中變化。所述發(fā)射體504和505通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)(未示出)與包含有已編程的軟件和電源的控制面板(未示出)連接。優(yōu)選地，所述發(fā)射體排列成交替的配置如圖5中所描繪。所述發(fā)射體504，505被縫制或以其他方式附著(就像紐扣一樣)在適于覆蓋頭部的整個(gè)布網(wǎng)上，并且不能重疊。平均尺寸的帽子將包含125個(gè)或更多發(fā)射體。這種TMS帽子用于施行對(duì)大腦目標(biāo)區(qū)域的重復(fù)TMS。
[0041]圖6是另一種戴著本發(fā)明TMS帽子的患者的俯視圖，所述TMS帽子包含db發(fā)射體604和yy發(fā)射體605但沒(méi)有EEG傳感器。通過(guò)患者的鼻部601和耳部602，603可看出帽子的方位。所述發(fā)射體604，605是一般是平坦圓盤(pán)，并基本是圓形的。所述發(fā)射體彼此相間，附著于布網(wǎng)基底上，并在起始序列中變化以及在從行到行的位置中變化。所述發(fā)射體504，505通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)(未示出)與包含有已編程的軟件和電源的控制面板(未示出)連接。圖6中所示的實(shí)施方式與圖5中所示的實(shí)施方式相似，除了包含更少的發(fā)射體。
[0042]這些磁性波瓣的集中在本發(fā)明的實(shí)施中是有用的。例如3?7個(gè)yy發(fā)射體的集群將驅(qū)動(dòng)主要的磁性波瓣到頭部的一側(cè)。在同一側(cè)的db發(fā)射體將幫助定形和延伸這些主要的波瓣。在頭部另一側(cè)的yy和db發(fā)射體將所述波瓣最大化定形和延伸到優(yōu)選的目標(biāo)區(qū)域，由此產(chǎn)生相控陣。
[0043]本發(fā)明所述rTMS裝置可以傳遞，例如，磁刺激到大腦的前部和后部區(qū)域、大腦的運(yùn)動(dòng)皮層和額葉皮層區(qū)域、大腦額葉區(qū)域的兩側(cè)。優(yōu)選地，所述線(xiàn)圈配置需同步以促進(jìn)在大腦的多個(gè)位點(diǎn)之間的一致和同步行為，比如EEG波模式。
[0044]本發(fā)明rTMS裝置可用于增強(qiáng)或改善生理功能以及治療神經(jīng)精神障礙或病癥。生理功能包括專(zhuān)注力，睡眠，警覺(jué)性，記憶力，血壓，抗壓力，性欲，語(yǔ)言能力，運(yùn)動(dòng)功能，活動(dòng)能力，認(rèn)知功能，智力，身高(兒童)和體重。神經(jīng)精神病癥或障礙包括自閉癥譜系障礙(ASD)，阿爾茨海默氏癥，多動(dòng)癥，精神分裂癥，焦慮癥，抑郁癥，昏迷，帕金森氏癥，濫用藥品，躁郁癥，睡眠障礙，進(jìn)食障礙，耳鳴，腦外傷，創(chuàng)傷后應(yīng)激綜合癥，和纖維肌痛。
[0045]實(shí)施本發(fā)明特別的有益效果在于提供一種能夠同時(shí)治療大腦2個(gè)或多個(gè)區(qū)域的裝置，該rTMS裝置能用于治療大腦中不同區(qū)域之間一致性差的病癥，比如，舉例來(lái)說(shuō)，阿爾茨海默氏癥，言語(yǔ)和語(yǔ)言障礙，精神分裂癥和抑郁癥。
[0046]在本發(fā)明的一種實(shí)施方式中rTMS裝置的配置通過(guò)提供磁場(chǎng)刺激給大腦的前部和后部來(lái)治療阿爾茨海默氏癥的患者。患者每天治療30分鐘，每分鐘6秒磁刺激。
[0047]在本發(fā)明的另一種實(shí)施方式中rTMS裝置的配置通過(guò)提供磁場(chǎng)刺激給大腦的運(yùn)動(dòng)皮層和額葉皮層來(lái)治療患有言語(yǔ)障礙的患者。患者每天治療30分鐘，每分鐘6秒磁刺激。
[0048]在本發(fā)明進(jìn)一步的實(shí)施方式中rTMS裝置的配置通過(guò)提供磁場(chǎng)刺激給大腦額葉的橫向側(cè)面來(lái)治療精神分裂癥患者。患者每天治療30分鐘，每分鐘6秒磁刺激。
[0049]在本發(fā)明另一種實(shí)施方式中rTMS裝置的配置通過(guò)提供磁場(chǎng)刺激給大腦額葉的橫向側(cè)面來(lái)治療抑郁癥患者?；颊呙刻熘委?0分鐘，每分鐘6秒磁刺激。
[0050]有一些病例在不同的大腦區(qū)域之間產(chǎn)生不相干或不同步的EEG活動(dòng)。在阿爾茨海默氏癥中，大腦前部和后部之間的活動(dòng)傾向于缺乏一致性。在言語(yǔ)和語(yǔ)言障礙中，運(yùn)動(dòng)皮層經(jīng)常異步于額葉皮層。在其他障礙如精神分裂癥或抑郁癥中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)額葉的兩側(cè)之間缺少一致性。
[0051]認(rèn)知功能的疾病癥狀得到減少和改善，通過(guò)施行本發(fā)明rTMS脈沖使得不同區(qū)域一致和同步地活動(dòng)。
[0052]本發(fā)明rTMS裝置產(chǎn)生的對(duì)大腦不同區(qū)域的脈沖優(yōu)選一起同步，以促進(jìn)跨越大腦的一致性。所述線(xiàn)圈符合人體工學(xué)，具有傾斜式設(shè)計(jì)以適于頭皮。所述rTMS裝置可包含多個(gè)線(xiàn)圈以適于治療大腦的不同區(qū)域，或者只有一個(gè)單一線(xiàn)圈但可被延伸使得磁場(chǎng)的焦點(diǎn)在更寬的區(qū)域直線(xiàn)傳播。一種實(shí)施方式將延伸所述線(xiàn)圈使得其覆蓋前額葉的兩側(cè)。如果需要，所述線(xiàn)圈可被制作的更大以產(chǎn)生更加分散的磁場(chǎng)。
[0053]圖1Ob是一種拉長(zhǎng)的線(xiàn)圈，它在線(xiàn)圈下方傳播磁場(chǎng)以覆蓋線(xiàn)圈下方的區(qū)域當(dāng)用于對(duì)患者施行rTMS時(shí)。圖1Oa是一種常規(guī)的線(xiàn)圈，它與拉長(zhǎng)的線(xiàn)圈的覆蓋區(qū)域不同。圖1Ob所示的線(xiàn)圈可治療大腦的多個(gè)區(qū)域。
[0054]圖7中多個(gè)線(xiàn)圈連接在一起，適于同時(shí)刺激大腦的各獨(dú)立區(qū)域。
[0055]圖8是一種相控陣的線(xiàn)圈8，可使用脈沖相位的不同以對(duì)準(zhǔn)和定位大腦的多個(gè)區(qū)域。所述線(xiàn)圈由中央處理器802操控，它可以調(diào)節(jié)每個(gè)線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)。一個(gè)開(kāi)/關(guān)轉(zhuǎn)換器803用于關(guān)閉特定的線(xiàn)圈，如果需要的話(huà)。
[0056]本發(fā)明的另一個(gè)方面是一種優(yōu)化患者重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)的方法，該方法是通過(guò)記錄患者的整個(gè)頭部EEG、在一個(gè)或多個(gè)頻率繪制EEG能量圖以識(shí)別大腦活動(dòng)不一致或不同步的區(qū)域、以及施行rTMS到不一致和不同步的大腦區(qū)域來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種優(yōu)化過(guò)程可包括一個(gè)rTMS裝置，它具有(a) 2個(gè)或多個(gè)線(xiàn)圈；
[0057](b) 一個(gè)單一的線(xiàn)圈，配置成向大腦的2個(gè)不同區(qū)域傳遞磁刺激；或者(C) 一個(gè)相控陣的磁場(chǎng)發(fā)射裝置，能夠形成復(fù)雜的幾何形狀和發(fā)射場(chǎng)，其中所述相控陣模式具有杠桿作用，用于誘導(dǎo)位置和時(shí)間強(qiáng)度。優(yōu)選的相控陣是本發(fā)明所述的rTMS帽子。EEG繪制時(shí)，通過(guò)在跨越大腦的感興趣的頻率處采用諸如最小二乘法、LORETA和重點(diǎn)優(yōu)化法等公知算法測(cè)量EEG能量以識(shí)別出低能量區(qū)域。也可以通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)用于繪制EEG能量的頻率處測(cè)量Q-因素(頻率曲線(xiàn)寬度)識(shí)別出低能量區(qū)域。
[0058]圖9是在用rTMS治療前個(gè)體的腦電圖結(jié)果和腦波圖包括俯視剖析圖中的電力分布。左側(cè)面板顯示時(shí)間域中的信號(hào)，中間面板是頻率域，接著是快速傅里葉變換(FFT)，其中主頻是在9.71Hz?？梢园l(fā)現(xiàn)9.71主頻在一些前部頻道缺失。右側(cè)的圖顯示了俯視剖析圖中的電力分布。所述治療是將固有的頻率轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)腳本文件中的TTL脈沖序列來(lái)觸發(fā)TMS脈沖放電。刺激區(qū)域?qū)⑹请p側(cè)額葉，頻率是9.71。每天基礎(chǔ)30分鐘的rTMS治療將通過(guò)在某一生物信號(hào)的諧波處提供刺激在那些缺失頻道拉起9.71Hz。
[0059]本發(fā)明可以以其他特殊形式體現(xiàn)而不脫離其精神或本質(zhì)特征。所述實(shí)施方式在全部方面考慮僅是說(shuō)明性的而不是限制性的。本發(fā)明的范圍，因此，由所附的權(quán)利要求表明而不是前面所描述的。所有在權(quán)利要求等同體的含義和范圍內(nèi)的變化在他們的范圍內(nèi)得到支持。
【權(quán)利要求】
1.一種用于治療神經(jīng)精神病癥或改善生理功能的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)裝置，包括: a.一個(gè)符合患者頭部形狀的外殼；和 b.一個(gè)產(chǎn)生磁場(chǎng)的線(xiàn)圈配置，能夠傳遞磁刺激到戴著所述rTMS裝置的患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于所述線(xiàn)圈配置包括2個(gè)或多個(gè)線(xiàn)圈。
3.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于所述線(xiàn)圈配置包括一個(gè)適于向患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域傳遞磁刺激的單一線(xiàn)圈。
4.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于所述線(xiàn)圈配置的幾何形狀是相控陣的磁場(chǎng)發(fā)射元件，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀和發(fā)射場(chǎng)。
5.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于所述裝置傳遞磁刺激到大腦的前部和后部區(qū)域。
6.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于所述裝置傳遞磁刺激到大腦的運(yùn)動(dòng)皮層和前額皮層區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于所述裝置傳遞磁刺激到大腦額葉區(qū)域的兩側(cè)。
8.如權(quán)利要求1所述的rTMS裝置，其特征在于由線(xiàn)圈配置產(chǎn)生的脈沖需同步以促進(jìn)大腦多個(gè)位點(diǎn)之間的一致性和同步行為。
9.一種使用rTMS裝置優(yōu)化患者的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)的方法，包括: a.記錄患者整個(gè)頭部EEG； b.在一個(gè)或多個(gè)頻率繪制EEG能量以識(shí)別大腦活動(dòng)不一致或不同步的區(qū)域；和 c.施行rTMS到不一致和不同步的大腦區(qū)域。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述rTMS裝置包括: a.2個(gè)或多個(gè)線(xiàn)圈， b.一個(gè)單一線(xiàn)圈，配置成向大腦2個(gè)不同區(qū)域傳遞刺激， c.一個(gè)能夠形成復(fù)雜的幾何形狀和發(fā)射場(chǎng)的相控陣磁場(chǎng)發(fā)射元件，其中所述相控陣模式具有杠桿作用，用于誘導(dǎo)位置和時(shí)間強(qiáng)度或者 d.一個(gè)石墨烯基磁鐵。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于是通過(guò)采用最小二乘法、LORETA或重點(diǎn)優(yōu)化法在跨越大腦的感興趣的頻率處測(cè)量EEG能量來(lái)確定低能量區(qū)域。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于是通過(guò)在一個(gè)或多個(gè)用于繪制EEG能量的頻率處測(cè)量Q-因素(頻率曲線(xiàn)的寬度)來(lái)確定低能量區(qū)域。
13.一種TMS帽子，包括: a.一個(gè)適于戴在患者頭部的帽子基體； b.具有第一種配置的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體； c.具有第二種配置的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體，其中，當(dāng)所述發(fā)射體激活時(shí)，所述石墨烯發(fā)射體的布置產(chǎn)生相控陣效應(yīng)。
14.如權(quán)利要求13所述的TMS帽子，其特征在于所述第一種配置是db發(fā)射體配置，所述第二種配置是11發(fā)射體配置。
15.如權(quán)利要求14所述的TMS帽子進(jìn)一步包括: d.多個(gè)非接觸式EEG傳感器。
16.一種用于治療神經(jīng)精神病癥或改善生理功能的重復(fù)經(jīng)顱磁刺激(rTMS)裝置，所述裝置包括多個(gè)石墨烯發(fā)射體，并配置成使其產(chǎn)生的磁場(chǎng)能夠向戴著所述rTMS裝置的患者大腦的兩個(gè)或多個(gè)區(qū)域傳遞磁刺激。
17.如權(quán)利要求16所述的rTMS裝置，其特征在于石墨烯發(fā)射體的幾何形狀是相控陣的磁場(chǎng)發(fā)射元件，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的幾何形狀和發(fā)射場(chǎng)。
18.如權(quán)利要求17所述的rTMS裝置，其特征在于所述石墨烯磁發(fā)射體包括db發(fā)射體和yy發(fā)射體。
19.一種TMS帽子，包括: a.一個(gè)適于戴在患者頭部的帽子基體； b.具有第一種配置的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體； c.具有第二種配置的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體；和 d.多個(gè)非接觸式EEG傳感器； 其中，當(dāng)所述發(fā)射體激活時(shí)，所述石墨烯發(fā)射體的配置形成相控陣效應(yīng)，并且當(dāng)所述傳感器激活時(shí)所述非接觸式EEG傳感器測(cè)量腦波模式。
20.如權(quán)利要求19所述的TMS帽子，其中所述第一種配置是db發(fā)射體配置，所述第二種配置是11發(fā)射體配置。
21.—種TMS帽子，包括: a.一個(gè)適于戴在患者頭部的帽子基體； b.具有第一種配置的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體； c.具有第二種配置的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體； d.多個(gè)非接觸式EEG傳感器； e.一根連接到每個(gè)發(fā)射體和傳感器的導(dǎo)線(xiàn)，它將所述發(fā)射體和傳感器連接到一個(gè)已編程的用于控制發(fā)射體和傳感器的控制面板； 其中，當(dāng)所述發(fā)射體被激活時(shí)所述石墨烯發(fā)射體的布置形成相控陣效應(yīng)，并且當(dāng)所述傳感器被激活時(shí)所述非接觸式EEG傳感器測(cè)量腦波模式。
22.如權(quán)利要求21所述的TMS帽子，其特征在于所述第一種配置是db發(fā)射體配置，所述第二種配置是11發(fā)射體配置。
23.一種磁性元件，包括: a.配置成能產(chǎn)生相控陣效應(yīng)的多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體，和 b.至少一個(gè)傳感器。
24.如權(quán)利要求23所述的磁性元件，其特征在于所述發(fā)射體是兩種或多種配置。
25.如權(quán)利要求24所述的磁性元件，其特征在于所述發(fā)射體包括db發(fā)射體和yy發(fā)射體。
26.—種TMS裝置包括多個(gè)石墨烯磁發(fā)射體。
27.如權(quán)利要求26所述的TMS裝置進(jìn)一步包括多個(gè)EEG傳感器。
【文檔編號(hào)】A61N2/02GK104519953SQ201380018985
【公開(kāi)日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2013年4月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月6日
【發(fā)明者】逸·金, 查爾斯·肯尼薩維奇, 羅伯特·D·希爾維茲, 馬克·錢(qián) 申請(qǐng)人:紐波特大腦研究實(shí)驗(yàn)室公司