JP2020014521A - 非侵襲的ヒト優位半球・大脳運動性言語野判定装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】経頭蓋磁気刺激(TMS)コイルデバイスと、TMSコイルデバイスに接続され、該TMSコイルデバイスに磁場を生成させ、制御することが可能な刺激制御部と、1つ以上のプロセッサを有する少なくとも1つの端末を備えた非侵襲的に脳の言語機能マッピングを行うためのシステム及び該システムを用いた非侵襲的に脳の言語機能マッピングを行う方法を提供する。
【選択図】図1
Description
[1]非侵襲的に脳の言語機能マッピングを行うためのシステムであって、
経頭蓋磁気刺激(TMS)コイルデバイスと、
前記TMSコイルデバイスに接続され、該TMSコイルデバイスに磁場を生成させることが可能な刺激制御部と、
1つ以上のプロセッサを有する少なくとも1つの端末であって、該プロセッサは、
磁気刺激による被検者の脳エリアの反応を決定、記録及び/又は入力するステップと、
刺激された脳エリアが優位半球・大脳運動性言語野における認知機能に関与しているか否かを判断するステップと、
を実行するように構成される、少なくとも1つの端末と、
を備える、言語機能マッピングを行うためのシステム。
[2]磁気刺激が、以下のパターン:
(i)連続して周期1〜20msecで刺激する;
(ii)一定の間隔を空ける;及び
(iii)上記(i)及び(ii)を繰り返す
であることを特徴とする、上記[1]に記載のシステム。
[3]磁気刺激を与えるコイルを脳の標的部位の直上に設置し、磁気によって生じる脳内渦電流の方向を脳の後方から前方の一方向とすることを特徴とする、上記[1]又は[2]に記載のシステム。
[4]上記[1]〜[3]のいずれか1つに記載のシステムを用いて非侵襲的に脳の言語機能をマッピングする方法。
図1は、脳の言語機能をマッピングする際に用いることができるシステム100の一例を示している。システム100は、端末101によって制御される。端末101は、複数個の磁気刺激装置102、各磁気刺激装置から発生される磁気刺激を統合し、経頭蓋磁気刺激(TMS)コイル104の駆動を制御するモジュール103、及び該TMSコイルデバイスを備える。
「磁気刺激装置」とは、モジュールを介してTMSコイルに接続され、該TMSコイルデバイスに磁場を生成させ、制御するための装置部を指す。磁気刺激装置は、通常、刺激デバイス及び刺激制御ソフトウェアにパルスを送信するデバイスを備える。刺激制御デバイスは、経頭蓋磁気刺激装置とすることができる。TMSが自己完結型の動作及び刺激制御プログラムを含むこともできるし、刺激制御部をシステムの別の部分において、例えば自身の端末又は共有端末において管理することもできる。
本発明の非侵襲的な脳の言語機能マッピングは、経頭蓋磁気刺激法を利用する。経頭蓋磁気刺激法は、急激な磁場の変化によって弱い電流を組織内に誘起させることにより、脳内のニューロンを興奮させる非侵襲的な方法である。より具体的には、この磁気刺激は、ファラデーによって発見された磁気誘導の法則に基づくものであり、コイルに電流が流れた場合、同時に垂直に磁場が発生するが、その磁場によって脳に二次電流が発生する。この微量の電流を利用して脳細胞に刺激を与えるものである。一般に磁気刺激と言っているが、実際には微弱な電気刺激である(本明細書においては、「磁気刺激」と記載する)。例えば、脳の運動野がこの磁気刺激を受けると、前記二次電流が運動野の細胞を刺激して足や手指を動かすことができるのがその具体例である。
TMSコイルデバイスとは、上記の経頭蓋磁気刺激法に使用されるコイルデバイスを指す。磁界の強さは電界と同様に距離の二乗で減衰する。したがって、コイルが発生する磁界によって脳深部を磁気刺激する場合に、最も問題となるのは脳の深部よりも表面が強い磁界にさらされることである。電界と同様に磁界も別の磁界によって打ち消すことができるが、コイル表面近傍の磁界を打ち消すと、脳深部に達する磁界も消滅する。このような理由により脳深部の磁気刺激は試みられていない。本発明によれば、脳深部を局所的に磁気刺激することができる経頭蓋磁気刺激用の収束磁界発生コイルの使用を特徴とする。これは、現在市場に流通しているいかなる磁気刺激装置の10〜20数倍の局所限局性と刺激強度を有する。実際に使用され得るコイルとしては、磁気刺激の強さや刺激部位の違いよって、数種類の大きさの円形コイルや8の字型コイルを使い分けることができる(図2参照)。例えば、8の字型コイルとしては、Magstim社製の「70mmダブルコイル(型式9925−00)」が例示される。この8の字型コイルは、コイルのそれぞれのループに逆向きに電流を流すと交点部分が局所的に磁場が高くなるという特徴を有し、また、刺激の方向性を有する。さらに、各磁場刺激の間隔を運動性言語領域マッピングに最適な条件(例えば、400Hz、弱刺激強度)に調整することができる。なお、本発明によれば、上記コイルを用いて言語機能マッピングを行う場合、所望の結果が得られれば、特に周波数を限定する必要はないが、周波数は50Hz以上であればよい。
本発明は、上記システムを用いて、ヒト優位半球・大脳運動性言語野機能判定を行うことができる。本発明によれば、該システムにおいて、独立した単発の磁気刺激装置を複数個連結して使用することを特徴とするが、本マッピング測定は、後述するように、磁気刺激の周波数及び刺激パターンによってさらに特徴付けられる。また、本発明に使用される上記コイルデバイスは、脳の標的部位の直上に設置され、磁気によって生じる脳内渦電流の方向を脳の後方から前方の一方向とさせることを特徴とする。
(i)連続して周期1〜20msec(50Hz以上)で刺激する;
(ii)一定の間隔を空ける;及び
(iii)上記(i)及び(ii)を繰り返す
であることが例示される。
101 端末
102 磁気刺激装置
103 モジュール
104 TMSコイル
Claims (4)
- 非侵襲的に脳の言語機能マッピングを行うためのシステムであって、
経頭蓋磁気刺激(TMS)コイルデバイスと、
前記TMSコイルデバイスに接続され、該TMSコイルデバイスに磁場を生成させ、制御することが可能な刺激制御部と、
1つ以上のプロセッサを有する少なくとも1つの端末であって、該プロセッサは、
磁気刺激による被検者の脳エリアの反応を決定、記録及び/又は入力するステップと、
刺激された脳エリアが優位半球・大脳運動性言語野における認知機能に関与しているか否かを判断するステップと、
を実行するように構成される、少なくとも1つの端末と、
を備える、言語機能マッピングを行うためのシステム。 - 磁気刺激が、以下のパターン:
(i)連続して周期1〜20msecで刺激する;
(ii)一定の間隔を空ける;及び
(iii)上記(i)及び(ii)を繰り返す
であることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 - 磁気刺激を与えるコイルを脳の標的部位の直上に設置し、磁気によって生じる脳内渦電流の方向を脳の後方から前方の一方向とすることを特徴とする、請求項1又は2に記載のシステム。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステムを用いて非侵襲的に脳の言語機能をマッピングする方法。
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JP2014522274A (ja) * | 2011-06-03 | 2014-09-04 | ネクスティム オーワイ | 誘導脳刺激機能データを脳のライブ画像上に重ねる方法及びシステム |
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Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
下地広泰ら: "渦電流収束効果を用いた連続経頭蓋磁気刺激用コイルの開発", 第23回「電磁力関連のダイナミクス」シンポジウム 講演論文集, JPN6022007819, 3 June 2011 (2011-06-03), ISSN: 0004715642 * |
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