脳の刺激
治療的脳刺激システムは、異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向かって刺激信号を発生する少なくとも２つの刺激信号発生器を備える。それぞれの刺激信号の信号強度は刺激を引き起こすには低すぎるが、累積された刺激信号が刺激を引き起こし、それによって、標的部位の脳神経細胞に治療的効果を引き起こす。標的部位に累積する刺激信号は、標的部位の脳神経細胞の解剖学的構造体に悪影響を及ぼさないように調整可能である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療目的のために患者の脳の部位を刺激することに関し、特に、治療的脳刺激システム、患者の頭蓋に対してまたは頭蓋の上にこのようなシステムを取り付ける方法、このシステムが患者の頭部の上に取り付けられた後、このシステムを調整する方法、および、このようなシステムを使用して脳を刺激する治療法に関する。
【背景技術】
【０００２】
刺激すべき特定の脳の部位の中へ電極を入れることによってヒトの脳を電気的に刺激することが知られている。微小刺激療法では、非常に細いガラス製ピペットが使用される。これらの方法は、非常に侵襲性がある。
【０００３】
光照射を用いて脳を刺激することも、また知られている。この方法では、特定のＤＮＡ片が、脳内の神経細胞の細胞壁の中に導入される。ＤＮＡ片は、感光性タンパク質を生成するように構成される。このようなタンパク質を示すこれらの神経細胞が、照明によって刺激される。照明は、患者の頭蓋に外科的に作られた穴を覆うガラス板を通して行われる。したがってこの方法では、頭蓋は、光を透過するように恒久的に開いている。外側の脳領域のみが、照明によって刺激され得る。
【０００４】
さらに、「経頭蓋磁気刺激法」（ＴＭＳ）と称される非侵襲の治療的脳刺激法が知られている。この方法では、円形のまたは図８のタイプのコイルが、脳内に電磁場を生じるように使用され、それによって、脳の神経細胞、特に電場に平行な軸索を有する神経細胞に電流を誘導する。コイルの位置および向きならびに刺激の持続時間および強度は変化可能である。いわゆる反復的ＴＭＳ（ｒＴＭＳ）においては、一連の刺激パルスが与えられ、異なる治療結果を達成するように、パルス長、各パルスの間の時間、刺激の連続の持続時間、および刺激の連続の数が変化される。組み合わさった治療効果を達成するように、複数のコイルが異なる脳の部位を刺激するために使用され得る。しかしながら、コイルまで距離が線形に増加するにつれて、電磁場の強度は指数関数的に減少する。また、患者の頭部の近くで熱を放散することが問題を引き起こし得る。したがって、ＴＭＳおよびｒＴＭＳの適用は、頭頂部および後頭部の頭蓋骨構造体に近い、脳の外側領域、すなわち大脳皮質に制限される。
【０００５】
さらに、脳刺激の場合ではないが、ヒトの脳に超音波を当てることが知られている。超音波は、非侵襲的手術によって脳腫瘍を破壊するために施される。３００を超える送信器などの多数の小型超音波発生器の複合ネットワークが、患者の頭部に外側から当てがわれ、患者の脳内のたとえば１ｍｍのサイズの非常に限定された標的領域に向けられる。小型のサイズおよび均等な分配によって、標的領域の外側の脳の部位が細胞の限界温度を超えて加熱されるのを防ぐ。しかしながら、超音波によって破壊された結石の破片が自然に排出される腎結石を破壊する関連の方法とは異なり、破壊された腫瘍細胞は体内機能によっては除去され得ず、死んだ腫瘍細胞を除去するために、いずれにしても頭蓋を開かなければならない。
【０００６】
代替として、標的は定位的に照射され得る（ＤＥ１９６１４６４３Ａ１）。この方法では、患者および／または照射源が、患者の脳内の標的中央に対して回転される。このようにして、標的は時間をかけて様々な側から照射され、この照射が最終的に腫瘍細胞を破壊に導く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、患者の脳内に侵入する必要なく、すなわち好ましくは完全に非侵襲的に、治療目的のために患者の脳内の限定された部位を刺激する新規なシステムおよび方法を提案することである。このシステムおよび方法は、たとえば抑うつまたはてんかんの患者の１つまたは複数の限定された脳の部位において、脳の活動を刺激できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による治療的脳刺激システムは、少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の刺激信号発生器を備える。刺激信号発生器の数は、１００以上となってもよい。刺激信号発生器は、患者の脳外の異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向けられ、累積された刺激効果をその標的部位に与える。各発生器の刺激信号の強度は、全ての信号発生器の刺激効果が累積される標的部位以外の脳の部位の刺激を引き起こさないように、低く調整される。さらに、信号発生器は、標的部位において累積された刺激信号が脳神経細胞の解剖学的構造体に悪影響を及ぼさないように調整可能である。治療目的のためには、刺激される脳細胞を破壊することは望ましくない。これらの目標を達成するために、十分に低い刺激信号の強度を有する多数の信号発生器を用いることが必要となり得る。信号発生器の必要数は、主に、使用される信号発生器のタイプによる。
【０００９】
このような構成は、患者の脳内深くの特定の標的部位の非侵襲的刺激を可能にする。しかしながら、これは、累積された刺激信号の有効性を増すために、患者の脳内に金属片などの触媒要素を恒久的に埋め込むことを除外しない。
【００１０】
一般に、脳を刺激するために患者の脳内の脳神経細胞の中または近くに電流が誘導され得る。誘導された電流は脳神経細胞内で化学反応を起こさせ、それによって治療上の効果を達成し得る。その他の刺激信号では、脳神経細胞内のそのような化学反応は、直接的に、または異なるやり方で間接的に引き起こされ得る。刺激信号は、電磁放射、音波、電磁場を誘導する電流などを同様に含み得る。
【００１１】
電磁放射が用いられる場合、これは、赤外線と紫外線との間の範囲の波長を有する光の波、または赤外光より長い波長を有する波を含み得る。また、マイクロ波を有する電磁放射を使用することも可能である。好ましくは、電磁放射信号は、標的部位において互いに交差するように向けられるビームの形態で発される。焦点調整デバイスが、標的部位にビームが集中するのを助け得る。
【００１２】
音波が刺激信号として使用される場合、これらは好ましくは超音波である。この場合、音波信号発生器が標的部位から等しい距離に配置されるか、または、少なくとも標的部位に対して位相補正された距離に配置されると有利である。
【００１３】
信号発生器が電磁場の形態で個々の刺激信号を発するように構成される場合、標的部位において誘導される電流の流れの方向が同一直線上になるように、電磁場が互いに重なると有利である。
【００１４】
基本的な例として、信号発生器はらせん状の巻き線を備え、電流がこのらせん状の巻き線の中を流れ得る。らせん状の巻き線は対称軸を中心に巻き、この軸は、刺激される脳の標的部位を介して向けられる。信号発生器が標的部位に対してどのように正確に配置されるかのより詳細な説明は、以下に述べられる。
【００１５】
患者の頭部に発生器を取り付けるための様々な代替例が存在する。たとえば、信号発生器は、直接的または間接的に患者の頭蓋に恒久的に取り付けられ得る。たとえば、信号発生器は、頭蓋骨構造体に直接的に固定され得る。こうして互いに対するおよび患者の脳に対する信号発生器の位置が恒久的に規定される。この点において、信号発生器、すなわちその固定部分は、頭蓋骨構造体の硬い外側の層のみを貫通することで十分であり得る。しかしながら、信号発生器が頭蓋骨構造体を完全に貫通すると有利である。信号発生器が、患者の脳内への刺激信号の侵入が頭蓋骨によってひどく妨げられるタイプのものである場合に、これは特に有利である。
【００１６】
信号発生器は、頭蓋骨構造体への固定のための１つまたは複数のねじ山を備え得る。このようなねじ山は、信号発生器の外表面に設けられ、より具体的には、信号発生器は取り付け用の管に包含され、この取り付け用の管の外表面にねじ山が設けられ得る。以下にさらに詳細に説明されるように、取り付け用の管の内部の信号発生器の向きは調整可能である。
【００１７】
頭蓋骨構造体に固定されている信号発生器が皮下に、すなわち埋め込み後に皮膚を貫通しないように埋め込まれると、さらに有利である。これによって、患者は比較的通常の生活を送ることができるようになる。すなわち、てんかん患者の場合などのように、必要性が発生したときにいつでも、脳の特定の部位を刺激することができるように、信号発生器が患者の脳の標的部位に対して正確に調整されてしまえば、患者は、信号発生器が頭蓋骨構造体の皮下に固定的に取り付けられた状態で生活を続けることができる。
【００１８】
信号発生器を頭蓋骨構造体に直接固定することが望まれない場合、信号発生器は、患者の頭蓋骨に少なくとも隣接して配置され、十分な弾性および剛性をもたらす共通の支持構造物に信号発生器を連結することによって頭蓋骨と接触状態に保たれ得る。より具体的には、共通の支持構造物の上に取り付けられた信号発生器が、患者の頭部の対向側の位置に配置されると、信号発生器は、支持構造物の弾性および剛性のために、患者の頭蓋骨と接触した状態に保持される。当然ながら、信号発生器が誤って変位する可能性が、この実施形態ではいくぶん増加する。
【００１９】
代替として、信号発生器ではなく共通の支持構造物が、患者の頭蓋の上に取り付けられる。この場合、標的部位に上述の累積された刺激効果を与えるために、信号発生器の個々の刺激信号が支持構造物の異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向かって発され得るように、信号発生器は支持構造物の上に配置可能である。また、患者の頭蓋上の支持構造物の取り付けは恒久的であり、したがって誤って変位する心配が比較的ないか、または非恒久的である、すなわち着脱可能である。患者の頭蓋上に支持構造物を着脱可能に取り付ける後者の場合では、支持構造物と患者の皮膚との間に詰物が設けられ得る。より具体的には、支持構造物はヘルメット状の帽子に一体化され得る。
【００２０】
患者の頭蓋上に支持構造物を恒久的に取り付ける他の場合では、頭蓋骨構造体に固定される信号発生器に関して上述したのと同じやり方で、支持構造物の支持脚部が頭蓋骨構造体に固定的に取り付けられ得るか、または、支持脚部が、患者の頭部の対向側の位置に患者の頭蓋骨に隣接して配置され、支持構造体によってもたらされる弾性および剛性のために、患者の頭蓋骨と接触した状態に保たれ得る。
【００２１】
信号発生器の個々の刺激信号が標的部位に累積するように、支持構造物上の信号発生器の相対的な位置を調整する調整デバイスが設けられ得る。より具体的には、信号発生器は１つまたは好ましくは少なくとも２つの枢動軸を中心に枢動するように、支持構造物上に取り付けられ得る。さらに、支持構造物は、信号発生器がそれに沿って変位可能である湾曲した梁を備え、この梁は、好ましくは少なくとも約１８０°の湾曲角度を含み得る。
【００２２】
さらに、信号発生器は、標的部位に向かっておよび標的部位から離れるように、すなわち患者の頭蓋に対して直角に動くことのできるように、支持構造物上に取り付けられ得る。これは、信号発生器によって発される刺激信号の強度が標的部位までの行程の距離とともに指数関数的に減少する場合に、特に適する。信号発生器を患者の頭蓋から離れるように動かすことによって、脳神経細胞にいかなる損傷も引き起こさないように十分に低く、患者の脳内の行程の距離にわたって非常に大きくは減少しない信号強度で刺激信号が患者の頭蓋に入るようになる。
【００２３】
上述のように、患者の脳内の標的部位に対する信号発生器の位置を調整するために、および／または、共通の支持構造物の上の信号発生器の相対的な位置を調整するために、調整デバイスが設けられ得る。このような調整デバイスの好ましい実施形態は、以下に説明される。調整デバイスは、信号発生器に機械的に連結された少なくとも１つの位置調整モータを含み得る。信号発生器は、単なる一例として、無線刺激信号を伝送する一次コイルを備え得る。外部制御ユニットが、標的部位に対する信号発生器／一次コイルの位置を調整するように調整デバイスを制御し得る。位置制御装置は、適切にプログラムされた処理システムによって三次元の脳撮像システムを用いて調整され得る。位置調整モータは、外部制御ユニットに位置情報を提供する位置センサを含み得る。一次コイルが自由に動くように、位置調整モータおよび一次コイルを筐体が囲み得る。
【００２４】
位置調整モータは、信号発生器／一次コイルと標的部位との間の距離を調整する少なくとも１つの距離調整モータをさらに含み得る。距離調整モータは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１の方向に一次コイルを変位させる距離調整リニア・モータを含み得る。ここで、距離調整モータは、第１距離調整軸を中心に一次コイルを回転させることによって患者の頭蓋に対して実質的に平行な第２の方向に一次コイルを変位させる第１距離調整回転モータを含み得る。また、距離調整モータは、第１距離調整軸に実質的に平行であるが第１距離調整軸から離れた第２距離調整軸を中心に一次コイルを回転させることによって第２の方向に一次コイルを変位させる第２距離調整回転モータを含み得る。
【００２５】
代替として、位置調整モータは、一次コイルと標的部位との間の角度を調整する少なくとも１つの角度調整モータを含み得る。この場合、一次コイルは、たとえば、対称軸を中心としたらせん状の巻き線を備え、角度調整モータが、標的部位の対応する対称軸に対して一次コイルの対称軸を回転させることによって角度を調整する。角度調整モータは、また、第１角度調整軸を中心に一次コイルを回転させる第１角度調整モータを含み得る。第１角度調整軸は、患者の頭蓋に対して実質的に平行であり得、すると、第１角度調整モータは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１平面において一次コイルを回転させることになる。第１角度調整モータは、リニア・モータまたは回転モータであり得る。
【００２６】
角度調整モータは、また、第１角度調整軸に直角をなす第２角度調整軸を中心に一次コイルを回転させる第２角度調整モータを含み得る。第２角度調整軸は、患者の頭蓋に対して実質的に平行であり得、すると、第２角度調整モータは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなし、第１平面に対して実質的に直角をなす第２平面において一次コイルを回転させることになる。第２角度調整モータは、リニア・モータまたは回転モータであり得る。
【００２７】
一次コイルが回転儀のように任意の方向に傾けられ得るように、位置調整デバイスは、第２角度調整軸と同軸である向かい合う第１回転軸受によって信号発生器／一次コイルが内側に取り付けられる第１リング部材と、第１角度調整軸と同軸である向かい合う第２回転軸受によって第１リング部材が内側に取り付けられる第２リング部材とをさらに含み得る。
【００２８】
刺激される標的部位に対する信号発生器の位置の調整を制御する位置制御装置に加えて、制御ユニットは、信号発生器によって発される刺激信号の発生を制御する信号発生制御装置をさらに含み得る。信号発生制御装置は、特に、発される刺激信号のタイミング、連続、強度、周波数および／または持続時間を制御するために使用され得る。
【００２９】
信号発生制御装置は、患者による操作が可能であり得る。たとえば、信号発生制御装置は、システムをオン／オフするように構成される手持ち式の無線遠隔操作部を備え得るか、または、システムをオン／オフする手動で操作できるスイッチであって、好ましくは、患者の身体の外側から手動で操作できるように皮下に埋め込まれたスイッチを備え得る。システムの機能的パラメータおよび／または患者の身体的パラメータを感知するための機能的および／または身体的パラメータ・センサが信号発生制御装置と関連して設けられ、それによって、信号発生制御装置は、センサの信号に応答して刺激信号を調整することができる。
【００３０】
信号発生制御装置は、特に、時間とともに、特に周期的に、刺激信号の強度を変化させるように構成され得る。より具体的には、信号発生制御装置は、パルス信号の形態で刺激信号の発生を制御するように構成され得る。
【００３１】
また、標的部位の異なる領域の刺激を一度に制御することも可能である。異なる標的部位の領域が連続して刺激され得るか、または、１つの標的部位の領域から別の標的部位の領域へと時間とともに刺激がシフトされ得る。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、信号発生制御装置は、好ましくはパルス列を形成するパルスを用いて脳の標的部位または標的部位の領域を断続的に刺激するように刺激を制御する。時間とともに第１および第２のパルス列が相互にシフトするように、少なくとも標的部位の第１領域および第２領域が、それぞれ、第１パルス列および第２パルス列を用いて繰り返し刺激され得る。たとえば、第２領域が前記第２パルス列を用いて刺激されない間、第１領域が第１パルス列を用いて刺激されるか、またその逆であり得る。代替として、第１および第２のパルス列は、第１および第２のパルス列が少なくとも部分的に重なるように相互にシフトし得る。
【００３３】
パルス列は、多くの異なるやり方で構成され得る。より具体的には、信号発生制御装置は、パルス列のパルスの振幅、各パルス列の個々のパルスの衝撃係数、パルス列の各パルスの幅、各パルス列の長さ、パルス列のパルスの繰返し周波数、パルス列の繰返し周波数、各パルス列のパルスの数、および／または各パルス列の間のオフの時間間隔を変化させることによって刺激を制御し得る。異なる構成のいくつかのパルス列が、所望の効果を達成するために用いられ得る。
【００３４】
信号発生制御装置が、標的部位の特定の領域を刺激する各パルス列の間のオフの時間間隔を変化させるように刺激デバイスを制御する場合には、前記特定の領域が刺激されない間に、この領域の神経細胞に良好な刺激環境を回復させるように、各パルス列の間のそれぞれのオフの時間間隔が十分に長い時間続くように制御することが可能である。
【００３５】
システムは、信号発生器とともに患者の頭蓋の上に取り付けられる第１部分と、第１部分との遠隔通信のための第２部分とを備える、特に患者による操作が可能である遠隔制御部を備え得ることが上述されている。必要に応じて、制御ユニットの第１部分と第２部分との間の配線はなくすることができる。データは、無線または流電結合のいずれかによって制御ユニットの第１部分と信号発生器との間に伝達され得る。また、エネルギーは、流電結合または無線のいずれかで、信号発生器に、または制御ユニットの第１部分に供給され得る。後者の場合、無線エネルギーを電気エネルギーに変換するために、および、電気エネルギーを直接的または間接的に信号発生器に供給するために、少なくとも１つのエネルギー変換器が、信号発生器または制御ユニットの第１部分に連結されて設けられ、エネルギー送信器が、少なくとも１つのエネルギー変換器にエネルギーを無線で伝送するように設けられ得る。制御ユニットに関して、信号発生器とともに患者の頭蓋に取り付けられた制御ユニットの第１部分は、制御ユニットの第２部分を介してプログラム可能であり得、制御ユニットの第２部分は、制御ユニットの第１部分にフィードバック信号を伝送するように構成され得る。フィードバック信号は、たとえばシステムおよび患者の上述の機能的および身体的なパラメータにそれぞれ関するものであり得る。
【００３６】
本発明は、ここで、添付の図面に示す本発明の好ましいいくつかの実施形態に関連してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】脳刺激システムの第１実施形態を非常に概略的に示す図である。
【図２】脳刺激システムの第２実施形態を示す図である。
【図３Ａ】脳刺激システムの第３実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】脳刺激システムの第３実施形態を示す図である。
【図４Ａ】脳刺激システムの第４実施形態および第５実施形態（下記参照）を示す図である。
【図４Ｂ】脳刺激システムの第４実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】脳刺激システムの第５実施形態を示す図である。
【図５】制御ユニット、エネルギー供給部およびプログラミング・ユニットを備える、図２の脳刺激システムを示す図である。
【図６】信号発生器の構成図である。
【図７】図６と異なる角度から見た信号発生器の構成図である。
【図８】さらに異なる角度から見た信号発生器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、脳刺激システムの第１実施形態を概略的に示す。ここに示される脳刺激システムは、例として６つの信号発生器１を含む。信号発生器１は、ビーム２の形態で電磁放射を発するように構成される。レンズ系３は、各信号発生器１の集束手段として概略的に示されており、患者の脳５内の共通の標的部位４の上に照射を集中するように、ビーム２の軸に沿って変位可能である。信号発生器１のそれぞれは、患者の脳５内の任意の所望の位置に向けることができるように、別個に調整可能である。信号発生器１がそれに沿って変位可能である枢動軸、長さ方向の変位軸および回転軸は、信号発生器１の１つのみに関して、矢印によって示されている。破線によって示され、参照符号１’で示されるのは、患者の脳５内の異なる部位の上に対応するビーム２’を向けるように変位された信号発生器である。
【００３９】
図２は、信号発生器１が共通の支持構造物６の上に取り付けられた、脳刺激システムの第２のより具体的な実施形態を示す。支持構造物６と患者の頭蓋８との間の様々な位置に設けられた詰物７は、患者の頭部の上へ支持構造物６が確実にぴったりと嵌り、快適に収まるようにする。患者の皮膚に疼痛を引き起こすことなく安定した支持を保証するために、詰物は十分に大きく選択される。支持構造物６は、それ自体が弾性であるが、患者の頭蓋８の上の皮膚に対して詰物７を圧迫するように十分に硬い。信号発生器１は、任意の方向に自由に動かせるように支持構造物６の上に取り付けられる。したがって、信号発生器１は、患者の頭蓋に実質的に平行である枢動軸上で枢動するように取り付けられ、枢動軸に対して直角をなす回転軸を中心にさらに回転可能であり、おそらくは、また、回転軸に沿って軸方向に変位可能である。これによって、全ての信号発生器１を、患者の脳５内の共通の標的部位４に向けることができる。
【００４０】
図３Ａは、脳刺激システムの第３実施形態を示し、信号発生器１はやはり共通の支持構造物６上に取り付けられている。しかしながら、この実施形態では、共通の支持構造物６は、ちょうど図２の実施形態において患者の皮膚に対して詰物７を圧迫したように、患者の頭蓋８に対して信号発生器１を圧迫する。図３Ｂは、信号発生器１をさらに詳細に示す。このように、信号発生器１は取り付け用の管９の中に可動式に取り付けられ、取り付け用の管９は、可撓性であるが硬い支持構造物６によって、患者の頭蓋８に対してぴったりと保持されている。ここに示されるように、取り付け用の管９は、誤って変位するのを防ぐように、患者の皮膚１０を貫通し、頭蓋骨に対峙している。患者の皮膚上に取り付け用の管９を取り付けると、患者の皮膚が頭蓋骨上で動くときはいつでも信号発生器１が変位されてしまう。
【００４１】
この実施形態で示すように、信号発生器１は、互いに直角をなす２つの枢動軸を中心に枢動可能であり、前記枢動軸の１つのみが矢印によって概略的に示されている。
【００４２】
図４Ａは、脳刺激システムの第４および第５の実施形態を（単一の図面で）示す。これらの実施形態では、信号発生器１は患者の頭蓋に恒久的に固定される。信号発生器１の共通の支持構造物は、したがって必要ない。これらの実施形態には、頭蓋８を覆う患者の皮膚１０も示されている。上述の他の実施形態には示されていないが、皮膚１０は当然ながらやはりそこに存在する。
【００４３】
図４Ａに示される第４実施形態は、図４Ｂにさらに詳細に示される。このように、信号発生器１はここでも、取り付け用の管９の中に調整可能に包含される。取り付け用の管は、硬膜１１を傷つけることなく脳の硬膜１１まで頭蓋骨を完全に貫通するように、頭蓋骨構造体８の中へおよび頭蓋骨構造体８を介してそれによってねじ込まれるねじ山１２を外側に有する。取り付け用の管９は比較的短く、患者の頭蓋８を貫通しないその残りの部分は患者の皮膚１０によって覆われる。無線による遠隔操作および／またはエネルギー伝達が可能でない場合、流電配線が設けられる。このような配線もやはり皮下に配置され、おそらくは患者の首の領域にある制御ユニットに至る。
【００４４】
図４Ａに示される脳刺激システムの第５実施形態が、図４Ｃにさらに詳細に示される。ここでも、信号発生器１は、取り付け用の管９の中に枢動可能に取り付けられる。しかしながらこの実施形態では、取り付け用の管９は、頭蓋骨の外側の硬い層を完全に貫通することなくその中まで達するのみであり、エネルギーおよび／または制御データを伝導的に与えるためにより容易にアクセス可能となるように、取り付け用の管は患者の皮膚１０を介して突出している。
【００４５】
図５は、ここでは図２に関して上述された第２実施形態に関連して示される、個々の信号発生器１にエネルギーおよびデータを与える配線の例を示す。このように、それぞれの信号発生器１は、患者の首の領域に都合よく配置される制御ユニットＣに連結される。エネルギー源Ｅが、また、制御ユニットＣおよび信号発生器１にエネルギーを与えるように制御ユニットＣに連結される。制御ユニットＣおよびエネルギー源Ｅから離れた処理ユニットＰが、制御ユニットＣに制御データを、エネルギー源Ｅにエネルギーを無線で与えるように使用される。制御ユニットＣは、フィードバック・データを処理ユニットＰに送ることができ、このフィードバック・データは、個々の信号発生器１の位置データなどのシステムの機能的パラメータに関するものである。これに関連して、システムは、個々の信号発生器１の位置を感知する位置センサ（図示せず）をさらに備える。
【００４６】
患者の身体的なパラメータを感知する身体的パラメータ・センサが制御ユニットに連結され、処理ユニットＰに送られるフィードバック・データは、患者のそのような身体的データをさらに含み得る。
【００４７】
図６から８は、信号発生器の構成の一実施形態を示す。この場合、発生器は複数の異なる方向に一次コイル５００を変位させるように構成されたコイル変位ユニットである。しかしながら、信号発生器は任意の種類の発生器であり得る。コイル５００は、後述するように、可動式のやり方で懸架される支持シリンダ５０２に取り付けられる。
【００４８】
コイル変位ユニットは、支持シリンダ５０２に機械的に連結され、それによってまた一次コイル５００に機械的に連結される複数の位置調整モータを備える。それぞれの位置調整モータは、図５の外部制御ユニットＣに対応する、図６から８に示されないプロセッサに位置情報を与えるように構成される、同様に図示されないいくつかのタイプの位置センサをさらに含む。プロセッサは、受信した制御信号および位置センサからの位置情報に基づいて一次コイル５００の動きを制御するように構成される。
【００４９】
コイル変位ユニットは、一次コイルの自由な動きを可能にするように、位置調整モータおよび一次コイルを支持し囲む、図７および８に示されない筐体５０４をさらに備える。
【００５０】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ１によって示される、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１方向に一次コイルを変位させる距離調整リニア・モータＭ１Ｌをさらに備える。
【００５１】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ２によって示されるように、第１距離調整軸ＤＡ１を中心に一次コイルを回転させることによって、前記患者の頭蓋に対して実質的に平行である第２方向に一次コイルを変位させるように構成される第１距離調整回転モータＭ１Ｒをさらに備える。
【００５２】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ３によって示されるように、第１距離調整軸ＤＡ１に実質的に平行であるが第１距離調整軸ＤＡ１から離れた第２距離調整軸ＤＡ２を中心に一次コイルを回転させることによって、第２方向に一次コイルを変位させるように構成される第２距離調整回転モータＭ２Ｒをさらに備える。
【００５３】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ４によって示されるように、第１角度調整軸ＡＡ１を中心に一次コイルを回転させるように構成される第１角度調整リニア・モータＭ２Ｌをさらに備える。第１角度調整軸は、患者の頭蓋に実質的に平行であり、モータＭ２Ｌは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１平面において一次コイルを回転させるように構成される。
【００５４】
コイル変位ユニットは、第１角度調整軸ＡＡ３に対して直角をなす第２角度調整軸ＡＡ２を中心に一次コイルを回転させるように構成される第２角度調整リニア・モータＭ３Ｌをさらに備える。第２角度調整軸ＡＡ２は、患者の頭蓋に実質的に平行であり、モータＭ３Ｌは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなし、第１平面に対して実質的に直角をなす第２平面において一次コイルを回転するように構成される。
【００５５】
一次コイル５００が回転儀のように任意の方向に傾けられ得るように、コイル変位ユニットは、第２角度調整軸ＡＡ２と同軸である向かい合う第１回転軸受Ｂ１によって一次コイルが内側に取り付けられる第１リング部材Ｒ１と、第１角度調整軸ＡＡ１と同軸である向かい合う第２回転軸受Ｂ２によって第１リング部材Ｒ１が内側に取り付けられる第２リング部材Ｒ２とをさらに備える。
【符号の説明】
【００５６】
１ 刺激信号発生器； ２ ビーム； ４ 標的部位； ５ 脳。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、治療目的のために患者の脳の部位を刺激することに関し、特に、治療的脳刺激システム、患者の頭蓋に対してまたは頭蓋の上にこのようなシステムを取り付ける方法、このシステムが患者の頭部の上に取り付けられた後、このシステムを調整する方法、および、このようなシステムを使用して脳を刺激する治療法に関する。
【背景技術】
【０００２】
刺激すべき特定の脳の部位の中へ電極を入れることによってヒトの脳を電気的に刺激することが知られている。微小刺激療法では、非常に細いガラス製ピペットが使用される。これらの方法は、非常に侵襲性がある。
【０００３】
光照射を用いて脳を刺激することも、また知られている。この方法では、特定のＤＮＡ片が、脳内の神経細胞の細胞壁の中に導入される。ＤＮＡ片は、感光性タンパク質を生成するように構成される。このようなタンパク質を示すこれらの神経細胞が、照明によって刺激される。照明は、患者の頭蓋に外科的に作られた穴を覆うガラス板を通して行われる。したがってこの方法では、頭蓋は、光を透過するように恒久的に開いている。外側の脳領域のみが、照明によって刺激され得る。
【０００４】
さらに、「経頭蓋磁気刺激法」（ＴＭＳ）と称される非侵襲の治療的脳刺激法が知られている。この方法では、円形のまたは図８のタイプのコイルが、脳内に電磁場を生じるように使用され、それによって、脳の神経細胞、特に電場に平行な軸索を有する神経細胞に電流を誘導する。コイルの位置および向きならびに刺激の持続時間および強度は変化可能である。いわゆる反復的ＴＭＳ（ｒＴＭＳ）においては、一連の刺激パルスが与えられ、異なる治療結果を達成するように、パルス長、各パルスの間の時間、刺激の連続の持続時間、および刺激の連続の数が変化される。組み合わさった治療効果を達成するように、複数のコイルが異なる脳の部位を刺激するために使用され得る。しかしながら、コイルまで距離が線形に増加するにつれて、電磁場の強度は指数関数的に減少する。また、患者の頭部の近くで熱を放散することが問題を引き起こし得る。したがって、ＴＭＳおよびｒＴＭＳの適用は、頭頂部および後頭部の頭蓋骨構造体に近い、脳の外側領域、すなわち大脳皮質に制限される。
【０００５】
さらに、脳刺激の場合ではないが、ヒトの脳に超音波を当てることが知られている。超音波は、非侵襲的手術によって脳腫瘍を破壊するために施される。３００を超える送信器などの多数の小型超音波発生器の複合ネットワークが、患者の頭部に外側から当てがわれ、患者の脳内のたとえば１ｍｍのサイズの非常に限定された標的領域に向けられる。小型のサイズおよび均等な分配によって、標的領域の外側の脳の部位が細胞の限界温度を超えて加熱されるのを防ぐ。しかしながら、超音波によって破壊された結石の破片が自然に排出される腎結石を破壊する関連の方法とは異なり、破壊された腫瘍細胞は体内機能によっては除去され得ず、死んだ腫瘍細胞を除去するために、いずれにしても頭蓋を開かなければならない。
【０００６】
代替として、標的は定位的に照射され得る（ＤＥ１９６１４６４３Ａ１）。この方法では、患者および／または照射源が、患者の脳内の標的中央に対して回転される。このようにして、標的は時間をかけて様々な側から照射され、この照射が最終的に腫瘍細胞を破壊に導く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、患者の脳内に侵入する必要なく、すなわち好ましくは完全に非侵襲的に、治療目的のために患者の脳内の限定された部位を刺激する新規なシステムおよび方法を提案することである。このシステムおよび方法は、たとえば抑うつまたはてんかんの患者の１つまたは複数の限定された脳の部位において、脳の活動を刺激できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による治療的脳刺激システムは、少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の刺激信号発生器を備える。刺激信号発生器の数は、１００以上となってもよい。刺激信号発生器は、患者の脳外の異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向けられ、累積された刺激効果をその標的部位に与える。各発生器の刺激信号の強度は、全ての信号発生器の刺激効果が累積される標的部位以外の脳の部位の刺激を引き起こさないように、低く調整される。さらに、信号発生器は、標的部位において累積された刺激信号が脳神経細胞の解剖学的構造体に悪影響を及ぼさないように調整可能である。治療目的のためには、刺激される脳細胞を破壊することは望ましくない。これらの目標を達成するために、十分に低い刺激信号の強度を有する多数の信号発生器を用いることが必要となり得る。信号発生器の必要数は、主に、使用される信号発生器のタイプによる。
【０００９】
このような構成は、患者の脳内深くの特定の標的部位の非侵襲的刺激を可能にする。しかしながら、これは、累積された刺激信号の有効性を増すために、患者の脳内に金属片などの触媒要素を恒久的に埋め込むことを除外しない。
【００１０】
一般に、脳を刺激するために患者の脳内の脳神経細胞の中または近くに電流が誘導され得る。誘導された電流は脳神経細胞内で化学反応を起こさせ、それによって治療上の効果を達成し得る。その他の刺激信号では、脳神経細胞内のそのような化学反応は、直接的に、または異なるやり方で間接的に引き起こされ得る。刺激信号は、電磁放射、音波、電磁場を誘導する電流などを同様に含み得る。
【００１１】
電磁放射が用いられる場合、これは、赤外線と紫外線との間の範囲の波長を有する光の波、または赤外光より長い波長を有する波を含み得る。また、マイクロ波を有する電磁放射を使用することも可能である。好ましくは、電磁放射信号は、標的部位において互いに交差するように向けられるビームの形態で発される。焦点調整デバイスが、標的部位にビームが集中するのを助け得る。
【００１２】
音波が刺激信号として使用される場合、これらは好ましくは超音波である。この場合、音波信号発生器が標的部位から等しい距離に配置されるか、または、少なくとも標的部位に対して位相補正された距離に配置されると有利である。
【００１３】
信号発生器が電磁場の形態で個々の刺激信号を発するように構成される場合、標的部位において誘導される電流の流れの方向が同一直線上になるように、電磁場が互いに重なると有利である。
【００１４】
基本的な例として、信号発生器はらせん状の巻き線を備え、電流がこのらせん状の巻き線の中を流れ得る。らせん状の巻き線は対称軸を中心に巻き、この軸は、刺激される脳の標的部位を介して向けられる。信号発生器が標的部位に対してどのように正確に配置されるかのより詳細な説明は、以下に述べられる。
【００１５】
患者の頭部に発生器を取り付けるための様々な代替例が存在する。たとえば、信号発生器は、直接的または間接的に患者の頭蓋に恒久的に取り付けられ得る。たとえば、信号発生器は、頭蓋骨構造体に直接的に固定され得る。こうして互いに対するおよび患者の脳に対する信号発生器の位置が恒久的に規定される。この点において、信号発生器、すなわちその固定部分は、頭蓋骨構造体の硬い外側の層のみを貫通することで十分であり得る。しかしながら、信号発生器が頭蓋骨構造体を完全に貫通すると有利である。信号発生器が、患者の脳内への刺激信号の侵入が頭蓋骨によってひどく妨げられるタイプのものである場合に、これは特に有利である。
【００１６】
信号発生器は、頭蓋骨構造体への固定のための１つまたは複数のねじ山を備え得る。このようなねじ山は、信号発生器の外表面に設けられ、より具体的には、信号発生器は取り付け用の管に包含され、この取り付け用の管の外表面にねじ山が設けられ得る。以下にさらに詳細に説明されるように、取り付け用の管の内部の信号発生器の向きは調整可能である。
【００１７】
頭蓋骨構造体に固定されている信号発生器が皮下に、すなわち埋め込み後に皮膚を貫通しないように埋め込まれると、さらに有利である。これによって、患者は比較的通常の生活を送ることができるようになる。すなわち、てんかん患者の場合などのように、必要性が発生したときにいつでも、脳の特定の部位を刺激することができるように、信号発生器が患者の脳の標的部位に対して正確に調整されてしまえば、患者は、信号発生器が頭蓋骨構造体の皮下に固定的に取り付けられた状態で生活を続けることができる。
【００１８】
信号発生器を頭蓋骨構造体に直接固定することが望まれない場合、信号発生器は、患者の頭蓋骨に少なくとも隣接して配置され、十分な弾性および剛性をもたらす共通の支持構造物に信号発生器を連結することによって頭蓋骨と接触状態に保たれ得る。より具体的には、共通の支持構造物の上に取り付けられた信号発生器が、患者の頭部の対向側の位置に配置されると、信号発生器は、支持構造物の弾性および剛性のために、患者の頭蓋骨と接触した状態に保持される。当然ながら、信号発生器が誤って変位する可能性が、この実施形態ではいくぶん増加する。
【００１９】
代替として、信号発生器ではなく共通の支持構造物が、患者の頭蓋の上に取り付けられる。この場合、標的部位に上述の累積された刺激効果を与えるために、信号発生器の個々の刺激信号が支持構造物の異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向かって発され得るように、信号発生器は支持構造物の上に配置可能である。また、患者の頭蓋上の支持構造物の取り付けは恒久的であり、したがって誤って変位する心配が比較的ないか、または非恒久的である、すなわち着脱可能である。患者の頭蓋上に支持構造物を着脱可能に取り付ける後者の場合では、支持構造物と患者の皮膚との間に詰物が設けられ得る。より具体的には、支持構造物はヘルメット状の帽子に一体化され得る。
【００２０】
患者の頭蓋上に支持構造物を恒久的に取り付ける他の場合では、頭蓋骨構造体に固定される信号発生器に関して上述したのと同じやり方で、支持構造物の支持脚部が頭蓋骨構造体に固定的に取り付けられ得るか、または、支持脚部が、患者の頭部の対向側の位置に患者の頭蓋骨に隣接して配置され、支持構造体によってもたらされる弾性および剛性のために、患者の頭蓋骨と接触した状態に保たれ得る。
【００２１】
信号発生器の個々の刺激信号が標的部位に累積するように、支持構造物上の信号発生器の相対的な位置を調整する調整デバイスが設けられ得る。より具体的には、信号発生器は１つまたは好ましくは少なくとも２つの枢動軸を中心に枢動するように、支持構造物上に取り付けられ得る。さらに、支持構造物は、信号発生器がそれに沿って変位可能である湾曲した梁を備え、この梁は、好ましくは少なくとも約１８０°の湾曲角度を含み得る。
【００２２】
さらに、信号発生器は、標的部位に向かっておよび標的部位から離れるように、すなわち患者の頭蓋に対して直角に動くことのできるように、支持構造物上に取り付けられ得る。これは、信号発生器によって発される刺激信号の強度が標的部位までの行程の距離とともに指数関数的に減少する場合に、特に適する。信号発生器を患者の頭蓋から離れるように動かすことによって、脳神経細胞にいかなる損傷も引き起こさないように十分に低く、患者の脳内の行程の距離にわたって非常に大きくは減少しない信号強度で刺激信号が患者の頭蓋に入るようになる。
【００２３】
上述のように、患者の脳内の標的部位に対する信号発生器の位置を調整するために、および／または、共通の支持構造物の上の信号発生器の相対的な位置を調整するために、調整デバイスが設けられ得る。このような調整デバイスの好ましい実施形態は、以下に説明される。調整デバイスは、信号発生器に機械的に連結された少なくとも１つの位置調整モータを含み得る。信号発生器は、単なる一例として、無線刺激信号を伝送する一次コイルを備え得る。外部制御ユニットが、標的部位に対する信号発生器／一次コイルの位置を調整するように調整デバイスを制御し得る。位置制御装置は、適切にプログラムされた処理システムによって三次元の脳撮像システムを用いて調整され得る。位置調整モータは、外部制御ユニットに位置情報を提供する位置センサを含み得る。一次コイルが自由に動くように、位置調整モータおよび一次コイルを筐体が囲み得る。
【００２４】
位置調整モータは、信号発生器／一次コイルと標的部位との間の距離を調整する少なくとも１つの距離調整モータをさらに含み得る。距離調整モータは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１の方向に一次コイルを変位させる距離調整リニア・モータを含み得る。ここで、距離調整モータは、第１距離調整軸を中心に一次コイルを回転させることによって患者の頭蓋に対して実質的に平行な第２の方向に一次コイルを変位させる第１距離調整回転モータを含み得る。また、距離調整モータは、第１距離調整軸に実質的に平行であるが第１距離調整軸から離れた第２距離調整軸を中心に一次コイルを回転させることによって第２の方向に一次コイルを変位させる第２距離調整回転モータを含み得る。
【００２５】
代替として、位置調整モータは、一次コイルと標的部位との間の角度を調整する少なくとも１つの角度調整モータを含み得る。この場合、一次コイルは、たとえば、対称軸を中心としたらせん状の巻き線を備え、角度調整モータが、標的部位の対応する対称軸に対して一次コイルの対称軸を回転させることによって角度を調整する。角度調整モータは、また、第１角度調整軸を中心に一次コイルを回転させる第１角度調整モータを含み得る。第１角度調整軸は、患者の頭蓋に対して実質的に平行であり得、すると、第１角度調整モータは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１平面において一次コイルを回転させることになる。第１角度調整モータは、リニア・モータまたは回転モータであり得る。
【００２６】
角度調整モータは、また、第１角度調整軸に直角をなす第２角度調整軸を中心に一次コイルを回転させる第２角度調整モータを含み得る。第２角度調整軸は、患者の頭蓋に対して実質的に平行であり得、すると、第２角度調整モータは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなし、第１平面に対して実質的に直角をなす第２平面において一次コイルを回転させることになる。第２角度調整モータは、リニア・モータまたは回転モータであり得る。
【００２７】
一次コイルが回転儀のように任意の方向に傾けられ得るように、位置調整デバイスは、第２角度調整軸と同軸である向かい合う第１回転軸受によって信号発生器／一次コイルが内側に取り付けられる第１リング部材と、第１角度調整軸と同軸である向かい合う第２回転軸受によって第１リング部材が内側に取り付けられる第２リング部材とをさらに含み得る。
【００２８】
刺激される標的部位に対する信号発生器の位置の調整を制御する位置制御装置に加えて、制御ユニットは、信号発生器によって発される刺激信号の発生を制御する信号発生制御装置をさらに含み得る。信号発生制御装置は、特に、発される刺激信号のタイミング、連続、強度、周波数および／または持続時間を制御するために使用され得る。
【００２９】
信号発生制御装置は、患者による操作が可能であり得る。たとえば、信号発生制御装置は、システムをオン／オフするように構成される手持ち式の無線遠隔操作部を備え得るか、または、システムをオン／オフする手動で操作できるスイッチであって、好ましくは、患者の身体の外側から手動で操作できるように皮下に埋め込まれたスイッチを備え得る。システムの機能的パラメータおよび／または患者の身体的パラメータを感知するための機能的および／または身体的パラメータ・センサが信号発生制御装置と関連して設けられ、それによって、信号発生制御装置は、センサの信号に応答して刺激信号を調整することができる。
【００３０】
信号発生制御装置は、特に、時間とともに、特に周期的に、刺激信号の強度を変化させるように構成され得る。より具体的には、信号発生制御装置は、パルス信号の形態で刺激信号の発生を制御するように構成され得る。
【００３１】
また、標的部位の異なる領域の刺激を一度に制御することも可能である。異なる標的部位の領域が連続して刺激され得るか、または、１つの標的部位の領域から別の標的部位の領域へと時間とともに刺激がシフトされ得る。
【００３２】
本発明の好ましい実施形態では、信号発生制御装置は、好ましくはパルス列を形成するパルスを用いて脳の標的部位または標的部位の領域を断続的に刺激するように刺激を制御する。時間とともに第１および第２のパルス列が相互にシフトするように、少なくとも標的部位の第１領域および第２領域が、それぞれ、第１パルス列および第２パルス列を用いて繰り返し刺激され得る。たとえば、第２領域が前記第２パルス列を用いて刺激されない間、第１領域が第１パルス列を用いて刺激されるか、またその逆であり得る。代替として、第１および第２のパルス列は、第１および第２のパルス列が少なくとも部分的に重なるように相互にシフトし得る。
【００３３】
パルス列は、多くの異なるやり方で構成され得る。より具体的には、信号発生制御装置は、パルス列のパルスの振幅、各パルス列の個々のパルスの衝撃係数、パルス列の各パルスの幅、各パルス列の長さ、パルス列のパルスの繰返し周波数、パルス列の繰返し周波数、各パルス列のパルスの数、および／または各パルス列の間のオフの時間間隔を変化させることによって刺激を制御し得る。異なる構成のいくつかのパルス列が、所望の効果を達成するために用いられ得る。
【００３４】
信号発生制御装置が、標的部位の特定の領域を刺激する各パルス列の間のオフの時間間隔を変化させるように刺激デバイスを制御する場合には、前記特定の領域が刺激されない間に、この領域の神経細胞に良好な刺激環境を回復させるように、各パルス列の間のそれぞれのオフの時間間隔が十分に長い時間続くように制御することが可能である。
【００３５】
システムは、信号発生器とともに患者の頭蓋の上に取り付けられる第１部分と、第１部分との遠隔通信のための第２部分とを備える、特に患者による操作が可能である遠隔制御部を備え得ることが上述されている。必要に応じて、制御ユニットの第１部分と第２部分との間の配線はなくすることができる。データは、無線または流電結合のいずれかによって制御ユニットの第１部分と信号発生器との間に伝達され得る。また、エネルギーは、流電結合または無線のいずれかで、信号発生器に、または制御ユニットの第１部分に供給され得る。後者の場合、無線エネルギーを電気エネルギーに変換するために、および、電気エネルギーを直接的または間接的に信号発生器に供給するために、少なくとも１つのエネルギー変換器が、信号発生器または制御ユニットの第１部分に連結されて設けられ、エネルギー送信器が、少なくとも１つのエネルギー変換器にエネルギーを無線で伝送するように設けられ得る。制御ユニットに関して、信号発生器とともに患者の頭蓋に取り付けられた制御ユニットの第１部分は、制御ユニットの第２部分を介してプログラム可能であり得、制御ユニットの第２部分は、制御ユニットの第１部分にフィードバック信号を伝送するように構成され得る。フィードバック信号は、たとえばシステムおよび患者の上述の機能的および身体的なパラメータにそれぞれ関するものであり得る。
【００３６】
本発明は、ここで、添付の図面に示す本発明の好ましいいくつかの実施形態に関連してさらに詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】脳刺激システムの第１実施形態を非常に概略的に示す図である。
【図２】脳刺激システムの第２実施形態を示す図である。
【図３Ａ】脳刺激システムの第３実施形態を示す図である。
【図３Ｂ】脳刺激システムの第３実施形態を示す図である。
【図４Ａ】脳刺激システムの第４実施形態および第５実施形態（下記参照）を示す図である。
【図４Ｂ】脳刺激システムの第４実施形態を示す図である。
【図４Ｃ】脳刺激システムの第５実施形態を示す図である。
【図５】制御ユニット、エネルギー供給部およびプログラミング・ユニットを備える、図２の脳刺激システムを示す図である。
【図６】信号発生器の構成図である。
【図７】図６と異なる角度から見た信号発生器の構成図である。
【図８】さらに異なる角度から見た信号発生器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１は、脳刺激システムの第１実施形態を概略的に示す。ここに示される脳刺激システムは、例として６つの信号発生器１を含む。信号発生器１は、ビーム２の形態で電磁放射を発するように構成される。レンズ系３は、各信号発生器１の集束手段として概略的に示されており、患者の脳５内の共通の標的部位４の上に照射を集中するように、ビーム２の軸に沿って変位可能である。信号発生器１のそれぞれは、患者の脳５内の任意の所望の位置に向けることができるように、別個に調整可能である。信号発生器１がそれに沿って変位可能である枢動軸、長さ方向の変位軸および回転軸は、信号発生器１の１つのみに関して、矢印によって示されている。破線によって示され、参照符号１’で示されるのは、患者の脳５内の異なる部位の上に対応するビーム２’を向けるように変位された信号発生器である。
【００３９】
図２は、信号発生器１が共通の支持構造物６の上に取り付けられた、脳刺激システムの第２のより具体的な実施形態を示す。支持構造物６と患者の頭蓋８との間の様々な位置に設けられた詰物７は、患者の頭部の上へ支持構造物６が確実にぴったりと嵌り、快適に収まるようにする。患者の皮膚に疼痛を引き起こすことなく安定した支持を保証するために、詰物は十分に大きく選択される。支持構造物６は、それ自体が弾性であるが、患者の頭蓋８の上の皮膚に対して詰物７を圧迫するように十分に硬い。信号発生器１は、任意の方向に自由に動かせるように支持構造物６の上に取り付けられる。したがって、信号発生器１は、患者の頭蓋に実質的に平行である枢動軸上で枢動するように取り付けられ、枢動軸に対して直角をなす回転軸を中心にさらに回転可能であり、おそらくは、また、回転軸に沿って軸方向に変位可能である。これによって、全ての信号発生器１を、患者の脳５内の共通の標的部位４に向けることができる。
【００４０】
図３Ａは、脳刺激システムの第３実施形態を示し、信号発生器１はやはり共通の支持構造物６上に取り付けられている。しかしながら、この実施形態では、共通の支持構造物６は、ちょうど図２の実施形態において患者の皮膚に対して詰物７を圧迫したように、患者の頭蓋８に対して信号発生器１を圧迫する。図３Ｂは、信号発生器１をさらに詳細に示す。このように、信号発生器１は取り付け用の管９の中に可動式に取り付けられ、取り付け用の管９は、可撓性であるが硬い支持構造物６によって、患者の頭蓋８に対してぴったりと保持されている。ここに示されるように、取り付け用の管９は、誤って変位するのを防ぐように、患者の皮膚１０を貫通し、頭蓋骨に対峙している。患者の皮膚上に取り付け用の管９を取り付けると、患者の皮膚が頭蓋骨上で動くときはいつでも信号発生器１が変位されてしまう。
【００４１】
この実施形態で示すように、信号発生器１は、互いに直角をなす２つの枢動軸を中心に枢動可能であり、前記枢動軸の１つのみが矢印によって概略的に示されている。
【００４２】
図４Ａは、脳刺激システムの第４および第５の実施形態を（単一の図面で）示す。これらの実施形態では、信号発生器１は患者の頭蓋に恒久的に固定される。信号発生器１の共通の支持構造物は、したがって必要ない。これらの実施形態には、頭蓋８を覆う患者の皮膚１０も示されている。上述の他の実施形態には示されていないが、皮膚１０は当然ながらやはりそこに存在する。
【００４３】
図４Ａに示される第４実施形態は、図４Ｂにさらに詳細に示される。このように、信号発生器１はここでも、取り付け用の管９の中に調整可能に包含される。取り付け用の管は、硬膜１１を傷つけることなく脳の硬膜１１まで頭蓋骨を完全に貫通するように、頭蓋骨構造体８の中へおよび頭蓋骨構造体８を介してそれによってねじ込まれるねじ山１２を外側に有する。取り付け用の管９は比較的短く、患者の頭蓋８を貫通しないその残りの部分は患者の皮膚１０によって覆われる。無線による遠隔操作および／またはエネルギー伝達が可能でない場合、流電配線が設けられる。このような配線もやはり皮下に配置され、おそらくは患者の首の領域にある制御ユニットに至る。
【００４４】
図４Ａに示される脳刺激システムの第５実施形態が、図４Ｃにさらに詳細に示される。ここでも、信号発生器１は、取り付け用の管９の中に枢動可能に取り付けられる。しかしながらこの実施形態では、取り付け用の管９は、頭蓋骨の外側の硬い層を完全に貫通することなくその中まで達するのみであり、エネルギーおよび／または制御データを伝導的に与えるためにより容易にアクセス可能となるように、取り付け用の管は患者の皮膚１０を介して突出している。
【００４５】
図５は、ここでは図２に関して上述された第２実施形態に関連して示される、個々の信号発生器１にエネルギーおよびデータを与える配線の例を示す。このように、それぞれの信号発生器１は、患者の首の領域に都合よく配置される制御ユニットＣに連結される。エネルギー源Ｅが、また、制御ユニットＣおよび信号発生器１にエネルギーを与えるように制御ユニットＣに連結される。制御ユニットＣおよびエネルギー源Ｅから離れた処理ユニットＰが、制御ユニットＣに制御データを、エネルギー源Ｅにエネルギーを無線で与えるように使用される。制御ユニットＣは、フィードバック・データを処理ユニットＰに送ることができ、このフィードバック・データは、個々の信号発生器１の位置データなどのシステムの機能的パラメータに関するものである。これに関連して、システムは、個々の信号発生器１の位置を感知する位置センサ（図示せず）をさらに備える。
【００４６】
患者の身体的なパラメータを感知する身体的パラメータ・センサが制御ユニットに連結され、処理ユニットＰに送られるフィードバック・データは、患者のそのような身体的データをさらに含み得る。
【００４７】
図６から８は、信号発生器の構成の一実施形態を示す。この場合、発生器は複数の異なる方向に一次コイル５００を変位させるように構成されたコイル変位ユニットである。しかしながら、信号発生器は任意の種類の発生器であり得る。コイル５００は、後述するように、可動式のやり方で懸架される支持シリンダ５０２に取り付けられる。
【００４８】
コイル変位ユニットは、支持シリンダ５０２に機械的に連結され、それによってまた一次コイル５００に機械的に連結される複数の位置調整モータを備える。それぞれの位置調整モータは、図５の外部制御ユニットＣに対応する、図６から８に示されないプロセッサに位置情報を与えるように構成される、同様に図示されないいくつかのタイプの位置センサをさらに含む。プロセッサは、受信した制御信号および位置センサからの位置情報に基づいて一次コイル５００の動きを制御するように構成される。
【００４９】
コイル変位ユニットは、一次コイルの自由な動きを可能にするように、位置調整モータおよび一次コイルを支持し囲む、図７および８に示されない筐体５０４をさらに備える。
【００５０】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ１によって示される、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１方向に一次コイルを変位させる距離調整リニア・モータＭ１Ｌをさらに備える。
【００５１】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ２によって示されるように、第１距離調整軸ＤＡ１を中心に一次コイルを回転させることによって、前記患者の頭蓋に対して実質的に平行である第２方向に一次コイルを変位させるように構成される第１距離調整回転モータＭ１Ｒをさらに備える。
【００５２】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ３によって示されるように、第１距離調整軸ＤＡ１に実質的に平行であるが第１距離調整軸ＤＡ１から離れた第２距離調整軸ＤＡ２を中心に一次コイルを回転させることによって、第２方向に一次コイルを変位させるように構成される第２距離調整回転モータＭ２Ｒをさらに備える。
【００５３】
コイル変位ユニットは、矢印Ａ４によって示されるように、第１角度調整軸ＡＡ１を中心に一次コイルを回転させるように構成される第１角度調整リニア・モータＭ２Ｌをさらに備える。第１角度調整軸は、患者の頭蓋に実質的に平行であり、モータＭ２Ｌは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなす第１平面において一次コイルを回転させるように構成される。
【００５４】
コイル変位ユニットは、第１角度調整軸ＡＡ３に対して直角をなす第２角度調整軸ＡＡ２を中心に一次コイルを回転させるように構成される第２角度調整リニア・モータＭ３Ｌをさらに備える。第２角度調整軸ＡＡ２は、患者の頭蓋に実質的に平行であり、モータＭ３Ｌは、患者の頭蓋に対して実質的に直角をなし、第１平面に対して実質的に直角をなす第２平面において一次コイルを回転するように構成される。
【００５５】
一次コイル５００が回転儀のように任意の方向に傾けられ得るように、コイル変位ユニットは、第２角度調整軸ＡＡ２と同軸である向かい合う第１回転軸受Ｂ１によって一次コイルが内側に取り付けられる第１リング部材Ｒ１と、第１角度調整軸ＡＡ１と同軸である向かい合う第２回転軸受Ｂ２によって第１リング部材Ｒ１が内側に取り付けられる第２リング部材Ｒ２とをさらに備える。
【符号の説明】
【００５６】
１ 刺激信号発生器； ２ ビーム； ４ 標的部位； ５ 脳。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の刺激信号発生器であって、患者の脳の神経細胞に無線刺激を組み合わせで与える刺激信号を生成するよう構成された刺激信号発生器を備え、
それらの刺激信号発生器は、異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向けられた刺激信号が生成されて、累積された刺激効果が当該標的部位に与えられるように構成され、 それらの刺激信号発生器は、当該標的部位において累積された刺激信号が脳神経細胞の解剖学的構造体に悪影響を及ぼさないように調整可能である、
ことを特徴とする治療的脳刺激システム。
【請求項２】
刺激信号は、神経脳細胞またはその近傍に電流を誘導するのに適している、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
刺激信号は、神経脳細胞に化学反応を刺激するのに適している、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
信号発生器は、電磁放射の形で個々の刺激信号を放射するのに適している、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
電磁放射は、赤外線から紫外線までの間の波長を有する光波を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
電磁放射は、赤外光より長い波長を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
電磁放射は、マイクロ波を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
信号発生器それぞれから放射される刺激信号は、標的部位において相互に交差するか交差可能なビームの形で放射される、請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
ビームを標的部位に集中させるための焦点調整装置を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
信号発生器は、個々の刺激信号を音波の形で発するのに適している、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
音波は超音波である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
信号発生器は、標的部位からの等距離に配設され又は配置可能である、請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
信号発生器は、標的部位から正しい位相距離に配設され又は配置可能である、請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１４】
信号発生器は、個々の刺激信号を電磁場の形で発するのに適している、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
信号発生器は、それぞれからの電磁場が共直線に誘導される電流方向に相互に重畳するように、調整され又は調整可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
信号発生器は、標的部位を通る対称軸を中心とするヘリカル巻線を含む、請求項１〜１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
信号発生器は、患者の頭蓋に直接または間接に永久的に取り付けるよう構成されている、請求項１から１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１８】
信号発生器は、頭蓋骨構造への取り付けに適している、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
信号発生器は、頭蓋骨構造にその固い外層のみ透過して取り付けるのに適している、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
信号発生器は、頭蓋骨構造にそれを完全に透過して取り付けるのに適している、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
信号発生器は、頭蓋骨構造への固定のための一つ以上のねじを含む、請求項１８〜２０に記載のシステム。
【請求項２２】
信号発生器の各々は、ねじを外面に備える取付管に含まれている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
信号発生器は、移植後に皮膚を透過しないように皮下に移植されるのに適している、請求項１８〜２２のいずれかに記載のシステム。
【請求項２４】
複数の信号発生器は、患者の頭蓋骨に隣接して配置されて共通支持構造体に結合され、その共通支持構造体は、信号発生器を患者頭蓋骨に接触させて保持するのに充分な剛性を有している、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２５】
信号発生器は、患者の頭蓋に載置される共通支持構造体の上に配設され、それぞれの刺激信号を、前記支持構造体の異なる位置から患者の脳における共通した標的部位へと放射し、当該標的部位での累積刺激の効果を与えるようになし得る、請求項１〜１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項２６】
支持構造体は、患者の頭蓋に着脱可能に、載置するのに適している、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
支持構造体および患者の頭蓋の間に位置されるべき詰め物が、支持構造体に設けられている、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
支持構造体は、ヘルメットのような帽子に組み込まれる、請求項２５〜２７のいずれかに記載のシステム。
【請求項２９】
支持構造体は、頭蓋骨構造への固定に適した脚部を含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３０】
支持構造体は、患者の頭蓋骨に隣接して配置される脚部を有し、その共通支持構造体は、脚部を患者頭蓋骨に接触させて保持するのに充分な剛性を有している、請求項２５〜２８のいずれかに記載のシステム。
【請求項３１】
個々の刺激信号が標的部位に累積されるように、支持構造体における信号発生器の相対位置を調整する調整デバイスを更に含む、請求項２５〜３０のいずれかに記載のシステム。
【請求項３２】
信号発生器は、少なくとも一つの枢軸のまわりで回動可能に支持構造体に配設されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
支持構造体は、信号発生器が移動可能である曲り梁を含む、請求項２５〜３２のいずれかに記載のシステム。
【請求項３４】
曲り梁は、１８０°の曲率のを受け入れる請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
信号発生器は、標的部位に接近または離間する向きにおいて移動可能に、支持構造体に配設される、請求項２５〜３４のいずれかに記載のシステム。
【請求項３６】
調整デバイスは、支持構造体上の信号発生器を移動させる、少なくとも一つのモーターを含む、請求項３５〜３５のいずれかに記載のシステム。
【請求項３７】
信号発生器ごとに少なくとも一つの位置調節モーターを、刺激すべき標的に関する信号発生器の調整のために含む、請求項１〜３６のいずれかに記載のシステム。
【請求項３８】
前記の少なくとも一つの位置調節モーターには、信号発生器および標的部位の間の距離の調整に適する、少なくとも一つの距離調整モーターが含まれる、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、患者の頭蓋に実質的に垂直方向において信号発生器を移動させるのに適した、距離調整リニアモータを含む、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、少なくとも第１の距離調整回転モーターを含み、当該第１の距離調整回転モーターが、第１の距離調節軸の回りで信号発生器を回すことによって患者の頭蓋と実質的に平行な方向において信号発生器を移動させるのに適している、請求項３８〜３９のいずれかに記載のシステム。
【請求項４１】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、少なくとも第２の距離調整回転モーターを含み、当該第２の距離調整回転モーターが、第１の距離調節軸から離間し且つそれに平行な第２の距離調節軸の回りで信号発生器を回すことによって患者の頭蓋と実質的に平行な方向において信号発生器を移動させるのに適している、請求項４０のいずれかに記載のシステム。
【請求項４２】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、前記標的部位に対する信号発生器の角度を調整するのに適している、少なくとも一つの角度調整モーターを含む、請求項３７〜４１のいずれかに記載のシステム。
【請求項４３】
前記の少なくとも一つの角度調整モーターは、第１の角度調節軸の回りで信号発生器を回すのに適した第１角度調整モーターを含む、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
第１の角度調節軸は、患者の頭蓋と実質的に平行であり、第１角度調整モーターは、第１平面の信号発生器を患者の頭蓋に対して実質的に垂直にするのに適している。
【請求項４５】
前記第１角度調整モーターは、リニアモータである、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記第１角度整モーターは、回転モーターである、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４７】
前記少なくとも一つの角度調整モーターは、第２の角度調節軸のまわりで信号発生器を前記第１の角度調節軸と直角をなすようにするのに適している第２角度調整モーターを含む、請求項４３から４６のいずれかに記載のシステム。
【請求項４８】
前記第２の角度調節軸は、患者の頭蓋と実質的に平行であり、前記第２角度調整モーターは、前記第１の平面と実質的に直角をなす第２の平面において信号発生器を患者の頭蓋に対して実質的に垂直にするのに適していて、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記第２角度調整モーターは、リニアモータである、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記第２角度整モーターは、回転モーターである、請求項４８のシステム。
【請求項５１】
前記位置調整装置デバイスは、前記第２の角度調節軸に同軸で対向する第１の回転ベアリングによって信号発振器を内部に取り付けた第１のリング部材と、
前記第１の角度調節軸に同軸で対向する第２の回転ベアリングによって前記第１のリング部材を内部に取り付けた第２のリング部材と
を含み、当該信号発生記を、何れの方向にもジャイロのように傾けることができる、
ことを特徴とする、請求項４７〜５０のいずれかに記載のシステム。
【請求項５２】
前記少なくとも一つの位置調節モーターのそれぞれは、位置情報を制御装置に提供する位置検出器を含む、請求項３７〜５１のいずれかに記載のシステム。
【請求項５３】
システムの一つ以上の要素を直接または間接的に制御する制御装置を含む、請求項１〜５２のいずれかに記載のシステム。
【請求項５４】
制御装置は、刺激される標的部位に対しての信号発生器の位置の調整を制御する位置制御装置を含む、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
位置制御装置および三次元脳結像システムに結合されたデータ処理システムを含む、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
制御装置は、信号発生器によって発される刺激的な信号の生成を制御するための信号発生制御装置を含む、請求項１〜５５のいずれかに記載のシステム。
【請求項５７】
信号発生制御装置は、タイミング、シーケンス、輝度、周波数、期間と言う発生される刺激信号のパラメータのうちの一つ以上のパラメータを制御するのに適している、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
信号発生制御装置は、刺激的信号の強度を時間とともに変化させるのに適している、請求項５６または５７に記載のシステム。
【請求項５９】
信号発生制御装置は、刺激信号の強度を周期的に変化させる、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
患者の物理パラメータを検出するための物理パラメータ・センサを含み、前記信号発生制御装置は、物理パラメータ・センサのセンサ信号に応答して刺激信号の調整を制御するのに適している、請求項５６〜５９のいずれかに記載のシステム。
【請求項６１】
システムの関数パラメタを検出するための関数パラメタ・センサを含み、
前記信号発生制御装置は、関数パラメタ・センサのセンサ信号に応答して刺激信号の調整を制御する、請求項５６〜６０のいずれかに記載のシステム。
【請求項６２】
信号発生制御装置は、患者によって操作可能である、請求項５６から６１のいずれかに記載のシステム。
【請求項６３】
信号発生制御装置は、システムをオン／オフするための手動で操作可能なスイッチを含み、当該スイッチが患者の体外から手動で操作可能であるように皮下埋め込み術に適応している、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
信号発生制御装置は、システムをオン／オフするのに適している無線式遠隔操作器を含む、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
信号発生制御装置は、異なる標的部位への刺激を同時に制御するのに適している、請求項５６〜６４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６６】
信号発生制御装置は、異なる標的部位への順次刺激を制御するのに適している、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
信号発生制御装置は、標的部位のうちの１つから他のものへと、刺激を時間とともに移す、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
信号発生制御装置は、パルス信号の形で刺激信号の放射を制御するのに適している、請求項５６〜６７のいずれかに記載のシステム。
【請求項６９】
信号発生制御装置は、パルス列の形でパルス信号の放出を制御するのに適している、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
信号発生制御装置は、少なくとも標的部位の第１領域および第２領域が、第１のパルス列および第２のパルス列によって繰り返し刺激されるように、パルス列の放出を制御し、第１のパルス列および第２のパルス列は、時間とともに相互にシフトする、請求項６５に従属する場合の請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記第1の領域が前記第1のパルス列によって刺激され、一方、前記第２領域が前記第２のパルス列によって刺激されないように、または、その逆に、信号発生制御装置はパルス列のシフトされた放出を制御する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記第１および第２のパルス列が少なくとも部分的に重なり合うように、信号発生制御装置はパルス列のシフトされた放出を制御する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７３】
信号発生制御装置は、パルス列のパルスの振幅を変化させて刺激的信号の放射を制御する、請求項６９〜７２のいずれかに記載のシステム。
【請求項７４】
信号発生制御装置は、パルス列のパルス間におけるオフタイム期間を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７３のいずれかに記載のシステム。
【請求項７５】
前記信号発生制御装置は、前記パルス列の周波数を変化させて刺激的信号の放射を制御する、請求項６９〜７４のいずれかに記載のシステム。
【請求項７６】
信号発生制御装置は、パルス列中のパルス周波数を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７７】
信号発生制御装置は、パルス列のパルスの幅を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７６のいずれかに記載のシステム。
【請求項７８】
信号発生制御装置は、パルス列間におけるオフタイム期間を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７７のいずれかに記載のシステム。
【請求項７９】
特定の標的部位域がオフタイム期間間に刺激されないときに、信号発生制御装置は標的部位の良好な刺激環境を復元するのに十分長いパルス列間のオフタイムでパルス列の放出を制御する、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
信号発生制御装置は、パルス列長さを変化させてパルス列の放出を制御する、請求項６９〜７９のいずれかに記載のシステム。
【請求項８１】
信号発生制御装置は、パルス列のパルス数を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜８０のいずれかに記載のシステム。
【請求項８２】
制御装置は、患者によって操作可能である、請求項５３〜８１のいずれかに記載のシステム。
【請求項８３】
制御装置は、信号発生器とともに患者の頭蓋に取り付け得る第１部分と、遠隔コミュニケーション用の第２部分とを含んでいる、請求項５３〜８２のいずれかに記載のシステム。
【請求項８４】
制御装置の第二部品は、ワイヤレスで制御信号を制御装置の第１部分に発信する、請求項８３に記載のシステム。
【請求項８５】
制御装置の第１部分は、制御装置の第２部分を介してプログラム可能である、請求項８３または８４に記載のシステム。
【請求項８６】
制御装置の第２部分は、フィードバック信号を制御装置の第１部分へと発信する、請求項８３〜８５のいずれかに記載のシステム。
【請求項８７】
制御装置および信号発生器の間でのデータ転送のための電流結合を含む、請求項５３〜８６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８８】
制御装置および信号発生器の間でのデータを送信するための電波式遠隔操作を含む、請求項５３〜８６のいずれかに記載のシステム。
直流電流のエネルギー供給
【請求項８９】
エネルギー供給用に信号発生器に接続した電流結合を含む、請求項１〜８８のいずれかに記載のシステム。
【請求項９０】
信号発生器に接続された、少なくとも一つのエネルギー・トランスを含み、無線エネルギーを電気エネルギーに変え、または、間接的に信号発生器に電気エネルギーを供給するようにした、請求項１から８８のいずれかに記載のシステム。
【請求項９１】
少なくとも一つのエネルギー・トランスにエネルギーをワイヤレスで発信するエネルギー送信器を含む、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
患者の脳に移植するための触媒を含む、請求項１〜９１のいずれかに記載のシステム。
【請求項９３】
触媒は金属を含む、請求項９２に記載のシステム。
【請求項９４】
患者頭部上へ、
−患者の脳に隣接して患者の頭蓋骨構造より上の二箇所の患者の皮膚を切り、
−共に患者の脳の神経細胞の無線刺激を考慮に入れる刺激的な信号を生成するのに適している前記信号発生器において、各々の異なる位置に信号発生器を患者の頭蓋に、直接、または、間接的に、取り付け
−それら個々の刺激的な信号が前記異なる位置から患者の一般の標的部位の方へ発されるように、前記信号発生器を調整することはその標的部位に対する累積値を刺激している効果を提供するために脳である。そして、前記累積値が否定的に神経単位の脳細胞の解剖学構造に影響を及ぼさないために調整されている標的部位に対する効果を刺激する、請求項１７に従属する場合の請求項１から９３の何れかに記載のシステムを取り付ける方法。
【請求項９５】
信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップで、永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けることを含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、信号発生器を頭蓋骨構造に取り付けることを含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、その固い外層だけを透過するために信号発生器を頭蓋骨構造に取り付ける、請求項９５に記載の方法。
【請求項９８】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、完全に、脳の硬膜に深く入りこむことのない頭蓋骨構造を透過するために信号発生器を頭蓋骨構造に取り付けることを含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９９】
信号発生器は一つ以上のねじを含む、そして、永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは頭蓋骨構造の信号発生器をねじることを含む、請求項９５から９８のいずれかに記載の方法。
【請求項１００】
信号発生器の各々は、取付管の外面に設けられているねじを有する取付管に含まれる、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
信号発生器が皮下に移植されて、皮膚を透過しないように、患者の皮膚を縫合する、請求項９５から１００のいずれかに記載の方法。
【請求項１０２】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、頭蓋の異なる位置に支持構造体のための脚を取り付けることによって患者の頭蓋上へ支持構造体を修正する請求項９５に記載の方法。
【請求項１０３】
支持点を患者の頭蓋に取り付けるステップは、その固い外層だけを透過するために頭蓋骨構造の脚部を修正することを含む、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
発生器が前記信号発生器を保つために充分な剛性を提供している一般の支持構造体に接続していて、前記信号、患者頭部の対向側に位置に配列されるときに、患者の頭蓋骨と接触して、永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、患者頭部の対向側に位置に患者の頭蓋骨に隣接して信号発生器を配置することを含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項１０５】
患者頭部上へ
−着脱可能に、共に患者の脳の神経細胞の無線刺激を考慮に入れる刺激的な信号を生成するのに適している少なくとも2つおよび好ましくは3つ以上の信号発生器を支持している前記支持構造体を患者頭部に取り付け、
−それらの個々の刺激的な信号が支持構造体の異なる位置から患者の一般の標的部位の方へ発されるように、支持構造体上の前記信号発生器を調整することはその標的部位に対する累積値を刺激している効果を提供するために脳であり、前記累積値が否定的に神経単位の脳細胞の解剖学構造に影響を及ぼさないために調整されている標的部位に対する効果を刺激する、請求項２５に従属する場合の請求項１から９３のいずれかに記載のシステムを取り付ける方法。
【請求項１０６】
着脱可能であって、支持構造体を患者の頭蓋に取り付けるステップは、頭蓋骨の外側に患者の皮膚に対してパディングを有する支持構造体を取り付けることを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
支持構造体は、ヘルメットのような帽子に組み込まれている、請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
打込みの標的部位において、標的部位の増加した累積値刺激を引き起こす触媒として材料からなる、請求項９４から１０７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０９】
システムが患者頭部に載置後、
個々の刺激信号が最大限に患者の標的部位にたまるように、信号発生器のうちの少なくとも1つの位置を、患者の脳に予め定められた標的部位と関連して調整するステップを含む、
請求項１から９３のいずれかに記載の方法。
【請求項１１０】
信号発生器を調整するステップは、少なくとも一つのピボット演算軸について信号発生器を回転させることを含む、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
信号発生器を調整するステップは、支持構造体の曲り梁に沿って信号発生器を移動させることを含む、請求項１０９から１１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１１２】
信号発生器を調整するステップは、標的部位の方へ、または離れて信号発生器を移動することを含む、請求項１０９から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１１３】
信号発生器は、患者頭部に載置する一般の支持構造体に配置される、請求項１０９から１１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１１４】
信号発生器は、取付管に取り付けられる、請求項１０９から１１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１１５】
信号発生器の位置を調整するステップの方法は、信号発生器の間の距離を調整するステップと標的部位とを具備している、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１６】
標的部位から距離を調整するステップは、第一の方向に患者の頭蓋に対して実質的に垂直な信号発生器を移動させることを含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
標的部位から距離を調整するステップは、患者の頭蓋と実質的に平行して第２の方向の信号発生器を移動させることを含む、請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
標的部位から距離を調整するステップは、患者の頭蓋に対して実質的に垂直である第１の距離調節軸線周辺で円周上に第２の方向の信号発生器を移動させることを含む、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
標的部位から距離を調整するステップは、第1の距離調節軸線と実質的に平行であるが、別である第2の距離調節軸線周辺で円周上に第2の方向の信号発生器を移動させることを含む、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２０】
標的部位から距離を調整するステップは、信号発生器および標的部位の間の角度を調整することを含む、請求項１１５から１１９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２１】
信号発生器は対称軸周辺でヘリカル巻きから成り、標的部位から距離を調整するステップは標的部位と関連して前記信号発生器の対称軸を回すことを含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
標的部位から距離を調整するステップは、第1の角度調節軸線周辺で信号発生器を回すことを含む、請求項１２１に記載の方法。
【請求項１２３】
前記第1の角度調節軸線は患者の皮膚と実質的に平行であり、方法が第2の角度調節軸線のまわりの信号発生器を第1の角度調節軸線と実質的に直角をなすようにするステップを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
モーターによってどこに進むか調整し、信号発生器を移動させることが設けられている、請求項１０９から１２３のいずれかに記載の方法。
【請求項１２５】
一つ以上の別々のモーターによってどこに進むか調整し、発生器が各々の信号発生器を移動させることができる、請求項１２４に記載の方法。
【請求項１２６】
一つ以上の別々のモーターによってどこに進むか調整し、発生器が各々の信号発生器を移動させることができる、請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２７】
標的部位と関連して、自動的に支持構造体上の信号発生器の相対位置が位置制御装置によって刺激されるように調整するステップを含む、請求項１０９から１２６のいずれかに記載の方法。
【請求項１２８】
自動的に信号発生器の位置を調整するステップは、位置を三次元脳結像システムから得られるデータに関連させることを含む、請求項１２７のいずれかに記載の方法。
【請求項１２９】
システムが患者頭部に載置したあと、信号エミッタによって発される刺激的な信号の生成を制御するステップを含む、請求項１から９３のいずれかに記載の方法。
【請求項１３０】
発された個々の刺激の以下に記載のパラメータの制御である、
タイミング、シーケンス、輝度、周波数、期間 の一つ以上のステップを含み、信号を送る、請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３１】
時間とともに刺激的な信号の輝度を変化させる、請求項１２９から１３０のいずれかに記載の方法。
【請求項１３２】
周期的に刺激的な信号の輝度を変化させる、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
患者の検出された物理パラメータに応答して、刺激的な信号の輝度を調整するステップを含む、請求項１２９から１３２のいずれかに記載の方法。
【請求項１３４】
システムの検出された関数パラメターに応答して、刺激的な信号の輝度を調整するステップを含む、請求項１２９から１３３のいずれかに記載の方法。
【請求項１３５】
システムは刺激信号の放射を制御するための信号発生制御装置を含み、患者は前記信号発生制御装置を操作する、請求項１２９から１３４のいずれかに記載の方法。
【請求項１３６】
信号発生制御装置はシステムをオン／オフするための皮下に作動された配置されたスイッチから成り、患者は手動で患者のボディの外側でからの転換を操作する、請求項１３５に記載の方法。
【請求項１３７】
電波式遠隔操作を介してシステムをオン／オフするステップを含む、請求項１３５に記載の方法。
【請求項１３８】
一度に標的部位の異なる領域を刺激するステップを含む、請求項１２９から１３７のいずれかに記載の方法。
【請求項１３９】
順次異なる標的部位域を刺激するステップを含む、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４０】
標的部位域のうちの1つから、標的部位域の別のものへ時間とともに刺激を移すステップを含む請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４１】
パルス信号の形で刺激的な信号を発するステップを含む、請求項１２９から１４０のいずれかに記載の方法。
【請求項１４２】
パルス列の形でパルス信号を発するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４３】
少なくとも標的部位域の第1の領域および第２領域が第1のパルス列によって繰り返し刺激されるように、パルス列を発するステップおよび第2のパルス列から成り、
前記第１および第２のパルス列については、存在は、各々と関連して時間とともに変わる、請求項１３８及び１４２に記載の方法。
【請求項１４４】
前記第２領域が前記第2のパルス列によって刺激されないと共に前記第1の領域が前記第1のパルス列によって刺激されるように、パルスの放出を移すステップを含むことは訓練を受ける請求項１４３に記載の方法。
【請求項１４５】
前記第１および第２のパルス列が少なくとも部分的に重なり合うように、パルス列の放出を移すステップを含む、請求項１４３に記載の方法。
【請求項１４６】
パルス列のパルスの振幅を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４５のいずれかに記載の方法。
【請求項１４７】
パルス列のパルスとの間にオフタイム期間を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４６のいずれかに記載の方法。
【請求項１４８】
前記パルス列の周波数を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４７のいずれかに記載の方法。
【請求項１４９】
パルス列の中でパルスの周波数を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４８のいずれかに記載の方法。
【請求項１５０】
パルス列のパルスの幅を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４９のいずれかに記載の方法。
【請求項１５１】
パルス列との間にオフタイム期間を変化させるステップを含む、請求項１４２から１５０のいずれかに記載の方法。
【請求項１５２】
特定の標的部位域がオフタイム期間の間に刺激されないときに、パルスの放出を制御するステップを含むことは標的部位域の良好な刺激気候を復元するのに十分長いパルス列との間に時限を避けるための訓練を受ける、請求項１５１に記載の方法。
【請求項１５３】
各パルス列の長さを変化させるステップを含む、請求項１４２から１５２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５４】
パルス列のパルスの数を変化させるステップを含む、請求項１４２から１５３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５５】
刺激が信号を送る制御のステップは、電波式遠隔操作を必要とする、請求項１２９に記載の方法。
【請求項１５６】
無線エネルギーを電気エネルギーに変えて、直接、または、間接的に信号発生器に電気エネルギーを供給するステップを含む、請求項１２９から１５５のいずれかに記載の方法。
【請求項１５７】
個々の刺激を発するステップを含み、電磁放射の形で信号を送る、請求項１２９から１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項１５８】
電磁放射は、赤外線および紫外との間に波長を有する光波を範囲に含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
電磁放射は、赤外光より長く、波長を有する波を含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６０】
電磁放射は、電子レンジを含む、請求項１５９に記載の方法。
【請求項１６１】
信号発生器によって発される、個々の刺激信号は、ビームの形で発され、標的部位の各々を交差させるためにビームを導くステップをさらに含んでいる請求項１２９から１６０のいずれかに記載の方法。
【請求項１６２】
標的部位にビームを集中させるステップを含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６３】
標的部位の交差ビームは、一つ以上の神経細胞の治療的な刺激信号を引き起こす、請求項１６１から１６２のいずれかに記載の方法。
【請求項１６４】
個々の刺激を発するステップを含み、信号発生器によって音波の形で信号を送る、請求項１２９から１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６５】
発される音波が超音波音波を含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６６】
標的部位から信号発生器を等しい距離に置くステップを含む、請求項１６４から１６５のいずれかに記載の方法。
【請求項１６７】
距離が決定される標的部位から少し離れて信号発生器を配置するステップを含む、超音波の位相の依存に関する請求項１６４から１６６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６８】
引き起こしている電磁場の形で個々の刺激信号を発するステップから成り、
患者の脳の予め定められた標的部位の神経細胞の電流に関する、請求項１２９から１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６９】
それぞれの電磁場が、同一直線上にあり、重なり合うように、信号発生器を調整する、標的部位の現在の方向を誘導した、請求項１６８に記載の方法。
【請求項１】
少なくとも２つ、好ましくは３つ以上の刺激信号発生器であって、患者の脳の神経細胞に無線刺激を組み合わせで与える刺激信号を生成するよう構成された刺激信号発生器を備え、
それらの刺激信号発生器は、異なる位置から患者の脳内の共通の標的部位に向けられた刺激信号が生成されて、累積された刺激効果が当該標的部位に与えられるように構成され、 それらの刺激信号発生器は、当該標的部位において累積された刺激信号が脳神経細胞の解剖学的構造体に悪影響を及ぼさないように調整可能である、
ことを特徴とする治療的脳刺激システム。
【請求項２】
刺激信号は、神経脳細胞またはその近傍に電流を誘導するのに適している、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
刺激信号は、神経脳細胞に化学反応を刺激するのに適している、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
信号発生器は、電磁放射の形で個々の刺激信号を放射するのに適している、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
電磁放射は、赤外線から紫外線までの間の波長を有する光波を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
電磁放射は、赤外光より長い波長を有する、請求項４に記載のシステム。
【請求項７】
電磁放射は、マイクロ波を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
信号発生器それぞれから放射される刺激信号は、標的部位において相互に交差するか交差可能なビームの形で放射される、請求項１〜７のいずれかに記載のシステム。
【請求項９】
ビームを標的部位に集中させるための焦点調整装置を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
信号発生器は、個々の刺激信号を音波の形で発するのに適している、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
音波は超音波である、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
信号発生器は、標的部位からの等距離に配設され又は配置可能である、請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１３】
信号発生器は、標的部位から正しい位相距離に配設され又は配置可能である、請求項１０または１１に記載のシステム。
【請求項１４】
信号発生器は、個々の刺激信号を電磁場の形で発するのに適している、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項１５】
信号発生器は、それぞれからの電磁場が共直線に誘導される電流方向に相互に重畳するように、調整され又は調整可能である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
信号発生器は、標的部位を通る対称軸を中心とするヘリカル巻線を含む、請求項１〜１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
信号発生器は、患者の頭蓋に直接または間接に永久的に取り付けるよう構成されている、請求項１から１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１８】
信号発生器は、頭蓋骨構造への取り付けに適している、請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
信号発生器は、頭蓋骨構造にその固い外層のみ透過して取り付けるのに適している、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
信号発生器は、頭蓋骨構造にそれを完全に透過して取り付けるのに適している、請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
信号発生器は、頭蓋骨構造への固定のための一つ以上のねじを含む、請求項１８〜２０に記載のシステム。
【請求項２２】
信号発生器の各々は、ねじを外面に備える取付管に含まれている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
信号発生器は、移植後に皮膚を透過しないように皮下に移植されるのに適している、請求項１８〜２２のいずれかに記載のシステム。
【請求項２４】
複数の信号発生器は、患者の頭蓋骨に隣接して配置されて共通支持構造体に結合され、その共通支持構造体は、信号発生器を患者頭蓋骨に接触させて保持するのに充分な剛性を有している、請求項１７に記載のシステム。
【請求項２５】
信号発生器は、患者の頭蓋に載置される共通支持構造体の上に配設され、それぞれの刺激信号を、前記支持構造体の異なる位置から患者の脳における共通した標的部位へと放射し、当該標的部位での累積刺激の効果を与えるようになし得る、請求項１〜１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項２６】
支持構造体は、患者の頭蓋に着脱可能に、載置するのに適している、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
支持構造体および患者の頭蓋の間に位置されるべき詰め物が、支持構造体に設けられている、請求項２６に記載のシステム。
【請求項２８】
支持構造体は、ヘルメットのような帽子に組み込まれる、請求項２５〜２７のいずれかに記載のシステム。
【請求項２９】
支持構造体は、頭蓋骨構造への固定に適した脚部を含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３０】
支持構造体は、患者の頭蓋骨に隣接して配置される脚部を有し、その共通支持構造体は、脚部を患者頭蓋骨に接触させて保持するのに充分な剛性を有している、請求項２５〜２８のいずれかに記載のシステム。
【請求項３１】
個々の刺激信号が標的部位に累積されるように、支持構造体における信号発生器の相対位置を調整する調整デバイスを更に含む、請求項２５〜３０のいずれかに記載のシステム。
【請求項３２】
信号発生器は、少なくとも一つの枢軸のまわりで回動可能に支持構造体に配設されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
支持構造体は、信号発生器が移動可能である曲り梁を含む、請求項２５〜３２のいずれかに記載のシステム。
【請求項３４】
曲り梁は、１８０°の曲率のを受け入れる請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
信号発生器は、標的部位に接近または離間する向きにおいて移動可能に、支持構造体に配設される、請求項２５〜３４のいずれかに記載のシステム。
【請求項３６】
調整デバイスは、支持構造体上の信号発生器を移動させる、少なくとも一つのモーターを含む、請求項３５〜３５のいずれかに記載のシステム。
【請求項３７】
信号発生器ごとに少なくとも一つの位置調節モーターを、刺激すべき標的に関する信号発生器の調整のために含む、請求項１〜３６のいずれかに記載のシステム。
【請求項３８】
前記の少なくとも一つの位置調節モーターには、信号発生器および標的部位の間の距離の調整に適する、少なくとも一つの距離調整モーターが含まれる、請求項３７に記載のシステム。
【請求項３９】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、患者の頭蓋に実質的に垂直方向において信号発生器を移動させるのに適した、距離調整リニアモータを含む、請求項３８に記載のシステム。
【請求項４０】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、少なくとも第１の距離調整回転モーターを含み、当該第１の距離調整回転モーターが、第１の距離調節軸の回りで信号発生器を回すことによって患者の頭蓋と実質的に平行な方向において信号発生器を移動させるのに適している、請求項３８〜３９のいずれかに記載のシステム。
【請求項４１】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、少なくとも第２の距離調整回転モーターを含み、当該第２の距離調整回転モーターが、第１の距離調節軸から離間し且つそれに平行な第２の距離調節軸の回りで信号発生器を回すことによって患者の頭蓋と実質的に平行な方向において信号発生器を移動させるのに適している、請求項４０のいずれかに記載のシステム。
【請求項４２】
前記の少なくとも一つの距離調整モーターは、前記標的部位に対する信号発生器の角度を調整するのに適している、少なくとも一つの角度調整モーターを含む、請求項３７〜４１のいずれかに記載のシステム。
【請求項４３】
前記の少なくとも一つの角度調整モーターは、第１の角度調節軸の回りで信号発生器を回すのに適した第１角度調整モーターを含む、請求項４２に記載のシステム。
【請求項４４】
第１の角度調節軸は、患者の頭蓋と実質的に平行であり、第１角度調整モーターは、第１平面の信号発生器を患者の頭蓋に対して実質的に垂直にするのに適している。
【請求項４５】
前記第１角度調整モーターは、リニアモータである、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４６】
前記第１角度整モーターは、回転モーターである、請求項４４に記載のシステム。
【請求項４７】
前記少なくとも一つの角度調整モーターは、第２の角度調節軸のまわりで信号発生器を前記第１の角度調節軸と直角をなすようにするのに適している第２角度調整モーターを含む、請求項４３から４６のいずれかに記載のシステム。
【請求項４８】
前記第２の角度調節軸は、患者の頭蓋と実質的に平行であり、前記第２角度調整モーターは、前記第１の平面と実質的に直角をなす第２の平面において信号発生器を患者の頭蓋に対して実質的に垂直にするのに適していて、請求項４７に記載のシステム。
【請求項４９】
前記第２角度調整モーターは、リニアモータである、請求項４８に記載のシステム。
【請求項５０】
前記第２角度整モーターは、回転モーターである、請求項４８のシステム。
【請求項５１】
前記位置調整装置デバイスは、前記第２の角度調節軸に同軸で対向する第１の回転ベアリングによって信号発振器を内部に取り付けた第１のリング部材と、
前記第１の角度調節軸に同軸で対向する第２の回転ベアリングによって前記第１のリング部材を内部に取り付けた第２のリング部材と
を含み、当該信号発生記を、何れの方向にもジャイロのように傾けることができる、
ことを特徴とする、請求項４７〜５０のいずれかに記載のシステム。
【請求項５２】
前記少なくとも一つの位置調節モーターのそれぞれは、位置情報を制御装置に提供する位置検出器を含む、請求項３７〜５１のいずれかに記載のシステム。
【請求項５３】
システムの一つ以上の要素を直接または間接的に制御する制御装置を含む、請求項１〜５２のいずれかに記載のシステム。
【請求項５４】
制御装置は、刺激される標的部位に対しての信号発生器の位置の調整を制御する位置制御装置を含む、請求項５３に記載のシステム。
【請求項５５】
位置制御装置および三次元脳結像システムに結合されたデータ処理システムを含む、請求項５４に記載のシステム。
【請求項５６】
制御装置は、信号発生器によって発される刺激的な信号の生成を制御するための信号発生制御装置を含む、請求項１〜５５のいずれかに記載のシステム。
【請求項５７】
信号発生制御装置は、タイミング、シーケンス、輝度、周波数、期間と言う発生される刺激信号のパラメータのうちの一つ以上のパラメータを制御するのに適している、請求項５６に記載のシステム。
【請求項５８】
信号発生制御装置は、刺激的信号の強度を時間とともに変化させるのに適している、請求項５６または５７に記載のシステム。
【請求項５９】
信号発生制御装置は、刺激信号の強度を周期的に変化させる、請求項５８に記載のシステム。
【請求項６０】
患者の物理パラメータを検出するための物理パラメータ・センサを含み、前記信号発生制御装置は、物理パラメータ・センサのセンサ信号に応答して刺激信号の調整を制御するのに適している、請求項５６〜５９のいずれかに記載のシステム。
【請求項６１】
システムの関数パラメタを検出するための関数パラメタ・センサを含み、
前記信号発生制御装置は、関数パラメタ・センサのセンサ信号に応答して刺激信号の調整を制御する、請求項５６〜６０のいずれかに記載のシステム。
【請求項６２】
信号発生制御装置は、患者によって操作可能である、請求項５６から６１のいずれかに記載のシステム。
【請求項６３】
信号発生制御装置は、システムをオン／オフするための手動で操作可能なスイッチを含み、当該スイッチが患者の体外から手動で操作可能であるように皮下埋め込み術に適応している、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
信号発生制御装置は、システムをオン／オフするのに適している無線式遠隔操作器を含む、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６５】
信号発生制御装置は、異なる標的部位への刺激を同時に制御するのに適している、請求項５６〜６４のいずれかに記載のシステム。
【請求項６６】
信号発生制御装置は、異なる標的部位への順次刺激を制御するのに適している、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６７】
信号発生制御装置は、標的部位のうちの１つから他のものへと、刺激を時間とともに移す、請求項６５に記載のシステム。
【請求項６８】
信号発生制御装置は、パルス信号の形で刺激信号の放射を制御するのに適している、請求項５６〜６７のいずれかに記載のシステム。
【請求項６９】
信号発生制御装置は、パルス列の形でパルス信号の放出を制御するのに適している、請求項６８に記載のシステム。
【請求項７０】
信号発生制御装置は、少なくとも標的部位の第１領域および第２領域が、第１のパルス列および第２のパルス列によって繰り返し刺激されるように、パルス列の放出を制御し、第１のパルス列および第２のパルス列は、時間とともに相互にシフトする、請求項６５に従属する場合の請求項６９に記載のシステム。
【請求項７１】
前記第1の領域が前記第1のパルス列によって刺激され、一方、前記第２領域が前記第２のパルス列によって刺激されないように、または、その逆に、信号発生制御装置はパルス列のシフトされた放出を制御する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７２】
前記第１および第２のパルス列が少なくとも部分的に重なり合うように、信号発生制御装置はパルス列のシフトされた放出を制御する、請求項７０に記載のシステム。
【請求項７３】
信号発生制御装置は、パルス列のパルスの振幅を変化させて刺激的信号の放射を制御する、請求項６９〜７２のいずれかに記載のシステム。
【請求項７４】
信号発生制御装置は、パルス列のパルス間におけるオフタイム期間を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７３のいずれかに記載のシステム。
【請求項７５】
前記信号発生制御装置は、前記パルス列の周波数を変化させて刺激的信号の放射を制御する、請求項６９〜７４のいずれかに記載のシステム。
【請求項７６】
信号発生制御装置は、パルス列中のパルス周波数を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７５のいずれかに記載のシステム。
【請求項７７】
信号発生制御装置は、パルス列のパルスの幅を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７６のいずれかに記載のシステム。
【請求項７８】
信号発生制御装置は、パルス列間におけるオフタイム期間を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜７７のいずれかに記載のシステム。
【請求項７９】
特定の標的部位域がオフタイム期間間に刺激されないときに、信号発生制御装置は標的部位の良好な刺激環境を復元するのに十分長いパルス列間のオフタイムでパルス列の放出を制御する、請求項７８に記載のシステム。
【請求項８０】
信号発生制御装置は、パルス列長さを変化させてパルス列の放出を制御する、請求項６９〜７９のいずれかに記載のシステム。
【請求項８１】
信号発生制御装置は、パルス列のパルス数を変化させて刺激信号の放射を制御する、請求項６９〜８０のいずれかに記載のシステム。
【請求項８２】
制御装置は、患者によって操作可能である、請求項５３〜８１のいずれかに記載のシステム。
【請求項８３】
制御装置は、信号発生器とともに患者の頭蓋に取り付け得る第１部分と、遠隔コミュニケーション用の第２部分とを含んでいる、請求項５３〜８２のいずれかに記載のシステム。
【請求項８４】
制御装置の第二部品は、ワイヤレスで制御信号を制御装置の第１部分に発信する、請求項８３に記載のシステム。
【請求項８５】
制御装置の第１部分は、制御装置の第２部分を介してプログラム可能である、請求項８３または８４に記載のシステム。
【請求項８６】
制御装置の第２部分は、フィードバック信号を制御装置の第１部分へと発信する、請求項８３〜８５のいずれかに記載のシステム。
【請求項８７】
制御装置および信号発生器の間でのデータ転送のための電流結合を含む、請求項５３〜８６のいずれかに記載のシステム。
【請求項８８】
制御装置および信号発生器の間でのデータを送信するための電波式遠隔操作を含む、請求項５３〜８６のいずれかに記載のシステム。
直流電流のエネルギー供給
【請求項８９】
エネルギー供給用に信号発生器に接続した電流結合を含む、請求項１〜８８のいずれかに記載のシステム。
【請求項９０】
信号発生器に接続された、少なくとも一つのエネルギー・トランスを含み、無線エネルギーを電気エネルギーに変え、または、間接的に信号発生器に電気エネルギーを供給するようにした、請求項１から８８のいずれかに記載のシステム。
【請求項９１】
少なくとも一つのエネルギー・トランスにエネルギーをワイヤレスで発信するエネルギー送信器を含む、請求項９０に記載のシステム。
【請求項９２】
患者の脳に移植するための触媒を含む、請求項１〜９１のいずれかに記載のシステム。
【請求項９３】
触媒は金属を含む、請求項９２に記載のシステム。
【請求項９４】
患者頭部上へ、
−患者の脳に隣接して患者の頭蓋骨構造より上の二箇所の患者の皮膚を切り、
−共に患者の脳の神経細胞の無線刺激を考慮に入れる刺激的な信号を生成するのに適している前記信号発生器において、各々の異なる位置に信号発生器を患者の頭蓋に、直接、または、間接的に、取り付け
−それら個々の刺激的な信号が前記異なる位置から患者の一般の標的部位の方へ発されるように、前記信号発生器を調整することはその標的部位に対する累積値を刺激している効果を提供するために脳である。そして、前記累積値が否定的に神経単位の脳細胞の解剖学構造に影響を及ぼさないために調整されている標的部位に対する効果を刺激する、請求項１７に従属する場合の請求項１から９３の何れかに記載のシステムを取り付ける方法。
【請求項９５】
信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップで、永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けることを含む、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、信号発生器を頭蓋骨構造に取り付けることを含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、その固い外層だけを透過するために信号発生器を頭蓋骨構造に取り付ける、請求項９５に記載の方法。
【請求項９８】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、完全に、脳の硬膜に深く入りこむことのない頭蓋骨構造を透過するために信号発生器を頭蓋骨構造に取り付けることを含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９９】
信号発生器は一つ以上のねじを含む、そして、永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは頭蓋骨構造の信号発生器をねじることを含む、請求項９５から９８のいずれかに記載の方法。
【請求項１００】
信号発生器の各々は、取付管の外面に設けられているねじを有する取付管に含まれる、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
信号発生器が皮下に移植されて、皮膚を透過しないように、患者の皮膚を縫合する、請求項９５から１００のいずれかに記載の方法。
【請求項１０２】
永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、頭蓋の異なる位置に支持構造体のための脚を取り付けることによって患者の頭蓋上へ支持構造体を修正する請求項９５に記載の方法。
【請求項１０３】
支持点を患者の頭蓋に取り付けるステップは、その固い外層だけを透過するために頭蓋骨構造の脚部を修正することを含む、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
発生器が前記信号発生器を保つために充分な剛性を提供している一般の支持構造体に接続していて、前記信号、患者頭部の対向側に位置に配列されるときに、患者の頭蓋骨と接触して、永久に信号発生器を患者の頭蓋に取り付けるステップは、患者頭部の対向側に位置に患者の頭蓋骨に隣接して信号発生器を配置することを含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項１０５】
患者頭部上へ
−着脱可能に、共に患者の脳の神経細胞の無線刺激を考慮に入れる刺激的な信号を生成するのに適している少なくとも2つおよび好ましくは3つ以上の信号発生器を支持している前記支持構造体を患者頭部に取り付け、
−それらの個々の刺激的な信号が支持構造体の異なる位置から患者の一般の標的部位の方へ発されるように、支持構造体上の前記信号発生器を調整することはその標的部位に対する累積値を刺激している効果を提供するために脳であり、前記累積値が否定的に神経単位の脳細胞の解剖学構造に影響を及ぼさないために調整されている標的部位に対する効果を刺激する、請求項２５に従属する場合の請求項１から９３のいずれかに記載のシステムを取り付ける方法。
【請求項１０６】
着脱可能であって、支持構造体を患者の頭蓋に取り付けるステップは、頭蓋骨の外側に患者の皮膚に対してパディングを有する支持構造体を取り付けることを含む、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
支持構造体は、ヘルメットのような帽子に組み込まれている、請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
打込みの標的部位において、標的部位の増加した累積値刺激を引き起こす触媒として材料からなる、請求項９４から１０７のいずれかに記載の方法。
【請求項１０９】
システムが患者頭部に載置後、
個々の刺激信号が最大限に患者の標的部位にたまるように、信号発生器のうちの少なくとも1つの位置を、患者の脳に予め定められた標的部位と関連して調整するステップを含む、
請求項１から９３のいずれかに記載の方法。
【請求項１１０】
信号発生器を調整するステップは、少なくとも一つのピボット演算軸について信号発生器を回転させることを含む、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
信号発生器を調整するステップは、支持構造体の曲り梁に沿って信号発生器を移動させることを含む、請求項１０９から１１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１１２】
信号発生器を調整するステップは、標的部位の方へ、または離れて信号発生器を移動することを含む、請求項１０９から１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１１３】
信号発生器は、患者頭部に載置する一般の支持構造体に配置される、請求項１０９から１１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１１４】
信号発生器は、取付管に取り付けられる、請求項１０９から１１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１１５】
信号発生器の位置を調整するステップの方法は、信号発生器の間の距離を調整するステップと標的部位とを具備している、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１６】
標的部位から距離を調整するステップは、第一の方向に患者の頭蓋に対して実質的に垂直な信号発生器を移動させることを含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
標的部位から距離を調整するステップは、患者の頭蓋と実質的に平行して第２の方向の信号発生器を移動させることを含む、請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
標的部位から距離を調整するステップは、患者の頭蓋に対して実質的に垂直である第１の距離調節軸線周辺で円周上に第２の方向の信号発生器を移動させることを含む、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
標的部位から距離を調整するステップは、第1の距離調節軸線と実質的に平行であるが、別である第2の距離調節軸線周辺で円周上に第2の方向の信号発生器を移動させることを含む、請求項１１８に記載の方法。
【請求項１２０】
標的部位から距離を調整するステップは、信号発生器および標的部位の間の角度を調整することを含む、請求項１１５から１１９のいずれかに記載の方法。
【請求項１２１】
信号発生器は対称軸周辺でヘリカル巻きから成り、標的部位から距離を調整するステップは標的部位と関連して前記信号発生器の対称軸を回すことを含む、請求項１２０に記載の方法。
【請求項１２２】
標的部位から距離を調整するステップは、第1の角度調節軸線周辺で信号発生器を回すことを含む、請求項１２１に記載の方法。
【請求項１２３】
前記第1の角度調節軸線は患者の皮膚と実質的に平行であり、方法が第2の角度調節軸線のまわりの信号発生器を第1の角度調節軸線と実質的に直角をなすようにするステップを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
モーターによってどこに進むか調整し、信号発生器を移動させることが設けられている、請求項１０９から１２３のいずれかに記載の方法。
【請求項１２５】
一つ以上の別々のモーターによってどこに進むか調整し、発生器が各々の信号発生器を移動させることができる、請求項１２４に記載の方法。
【請求項１２６】
一つ以上の別々のモーターによってどこに進むか調整し、発生器が各々の信号発生器を移動させることができる、請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２７】
標的部位と関連して、自動的に支持構造体上の信号発生器の相対位置が位置制御装置によって刺激されるように調整するステップを含む、請求項１０９から１２６のいずれかに記載の方法。
【請求項１２８】
自動的に信号発生器の位置を調整するステップは、位置を三次元脳結像システムから得られるデータに関連させることを含む、請求項１２７のいずれかに記載の方法。
【請求項１２９】
システムが患者頭部に載置したあと、信号エミッタによって発される刺激的な信号の生成を制御するステップを含む、請求項１から９３のいずれかに記載の方法。
【請求項１３０】
発された個々の刺激の以下に記載のパラメータの制御である、
タイミング、シーケンス、輝度、周波数、期間 の一つ以上のステップを含み、信号を送る、請求項１２９に記載の方法。
【請求項１３１】
時間とともに刺激的な信号の輝度を変化させる、請求項１２９から１３０のいずれかに記載の方法。
【請求項１３２】
周期的に刺激的な信号の輝度を変化させる、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
患者の検出された物理パラメータに応答して、刺激的な信号の輝度を調整するステップを含む、請求項１２９から１３２のいずれかに記載の方法。
【請求項１３４】
システムの検出された関数パラメターに応答して、刺激的な信号の輝度を調整するステップを含む、請求項１２９から１３３のいずれかに記載の方法。
【請求項１３５】
システムは刺激信号の放射を制御するための信号発生制御装置を含み、患者は前記信号発生制御装置を操作する、請求項１２９から１３４のいずれかに記載の方法。
【請求項１３６】
信号発生制御装置はシステムをオン／オフするための皮下に作動された配置されたスイッチから成り、患者は手動で患者のボディの外側でからの転換を操作する、請求項１３５に記載の方法。
【請求項１３７】
電波式遠隔操作を介してシステムをオン／オフするステップを含む、請求項１３５に記載の方法。
【請求項１３８】
一度に標的部位の異なる領域を刺激するステップを含む、請求項１２９から１３７のいずれかに記載の方法。
【請求項１３９】
順次異なる標的部位域を刺激するステップを含む、請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４０】
標的部位域のうちの1つから、標的部位域の別のものへ時間とともに刺激を移すステップを含む請求項１３８に記載の方法。
【請求項１４１】
パルス信号の形で刺激的な信号を発するステップを含む、請求項１２９から１４０のいずれかに記載の方法。
【請求項１４２】
パルス列の形でパルス信号を発するステップを含む、請求項１４１に記載の方法。
【請求項１４３】
少なくとも標的部位域の第1の領域および第２領域が第1のパルス列によって繰り返し刺激されるように、パルス列を発するステップおよび第2のパルス列から成り、
前記第１および第２のパルス列については、存在は、各々と関連して時間とともに変わる、請求項１３８及び１４２に記載の方法。
【請求項１４４】
前記第２領域が前記第2のパルス列によって刺激されないと共に前記第1の領域が前記第1のパルス列によって刺激されるように、パルスの放出を移すステップを含むことは訓練を受ける請求項１４３に記載の方法。
【請求項１４５】
前記第１および第２のパルス列が少なくとも部分的に重なり合うように、パルス列の放出を移すステップを含む、請求項１４３に記載の方法。
【請求項１４６】
パルス列のパルスの振幅を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４５のいずれかに記載の方法。
【請求項１４７】
パルス列のパルスとの間にオフタイム期間を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４６のいずれかに記載の方法。
【請求項１４８】
前記パルス列の周波数を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４７のいずれかに記載の方法。
【請求項１４９】
パルス列の中でパルスの周波数を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４８のいずれかに記載の方法。
【請求項１５０】
パルス列のパルスの幅を変化させるステップを含む、請求項１４２から１４９のいずれかに記載の方法。
【請求項１５１】
パルス列との間にオフタイム期間を変化させるステップを含む、請求項１４２から１５０のいずれかに記載の方法。
【請求項１５２】
特定の標的部位域がオフタイム期間の間に刺激されないときに、パルスの放出を制御するステップを含むことは標的部位域の良好な刺激気候を復元するのに十分長いパルス列との間に時限を避けるための訓練を受ける、請求項１５１に記載の方法。
【請求項１５３】
各パルス列の長さを変化させるステップを含む、請求項１４２から１５２のいずれかに記載の方法。
【請求項１５４】
パルス列のパルスの数を変化させるステップを含む、請求項１４２から１５３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５５】
刺激が信号を送る制御のステップは、電波式遠隔操作を必要とする、請求項１２９に記載の方法。
【請求項１５６】
無線エネルギーを電気エネルギーに変えて、直接、または、間接的に信号発生器に電気エネルギーを供給するステップを含む、請求項１２９から１５５のいずれかに記載の方法。
【請求項１５７】
個々の刺激を発するステップを含み、電磁放射の形で信号を送る、請求項１２９から１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項１５８】
電磁放射は、赤外線および紫外との間に波長を有する光波を範囲に含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１５９】
電磁放射は、赤外光より長く、波長を有する波を含む、請求項１５７に記載の方法。
【請求項１６０】
電磁放射は、電子レンジを含む、請求項１５９に記載の方法。
【請求項１６１】
信号発生器によって発される、個々の刺激信号は、ビームの形で発され、標的部位の各々を交差させるためにビームを導くステップをさらに含んでいる請求項１２９から１６０のいずれかに記載の方法。
【請求項１６２】
標的部位にビームを集中させるステップを含む、請求項１６１に記載の方法。
【請求項１６３】
標的部位の交差ビームは、一つ以上の神経細胞の治療的な刺激信号を引き起こす、請求項１６１から１６２のいずれかに記載の方法。
【請求項１６４】
個々の刺激を発するステップを含み、信号発生器によって音波の形で信号を送る、請求項１２９から１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６５】
発される音波が超音波音波を含む、請求項１６４に記載の方法。
【請求項１６６】
標的部位から信号発生器を等しい距離に置くステップを含む、請求項１６４から１６５のいずれかに記載の方法。
【請求項１６７】
距離が決定される標的部位から少し離れて信号発生器を配置するステップを含む、超音波の位相の依存に関する請求項１６４から１６６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６８】
引き起こしている電磁場の形で個々の刺激信号を発するステップから成り、
患者の脳の予め定められた標的部位の神経細胞の電流に関する、請求項１２９から１５６のいずれかに記載の方法。
【請求項１６９】
それぞれの電磁場が、同一直線上にあり、重なり合うように、信号発生器を調整する、標的部位の現在の方向を誘導した、請求項１６８に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公表番号】特表２０１１−５１８６２９（Ｐ２０１１−５１８６２９Ａ）
【公表日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５０６６１２（Ｐ２０１１−５０６６１２）
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３１５０
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３２８５５
【国際公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【出願人】（５１０１０１８２６）ミルックス・ホールディング・エスエイ (31)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月３０日（２００９．４．３０）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＥＰ２００９／００３１５０
【国際公開番号】ＷＯ２００９／１３２８５５
【国際公開日】平成２１年１１月５日（２００９．１１．５）
【出願人】（５１０１０１８２６）ミルックス・ホールディング・エスエイ (31)
【Ｆターム（参考）】
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