JP7458507B2 - 経頭蓋磁気刺激装置 - Google Patents
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Description
タに代えて用いる技術を提案している。しかしながら、この技術では、刺激コイルへの印加電圧が高くなってしまい、スイッチング素子の耐圧を高くしておく必要があるため、スイッチング素子のコストがやはり高くなってしまうという問題がある。
生体内部に変動磁場を印加することにより生体への刺激を行うための複数の磁気刺激コイルを有し、前記複数の磁気刺激コイルにそれぞれパルス電流を印加して前記変動磁場を発生させるための複数の共振回路と、前記複数の共振回路に電力を供給するための電源とを備えており、
前記複数の共振回路は、前記電源に対して並列に接続されており、これによって、前記複数の磁気刺激コイルも、前記電源に対して並列に接続されており
前記複数の磁気刺激コイルは、略同一形状に形成されており、かつ、前記パルス電流により発生する磁束の方向が一致するように隣接して配置されている
ことを特徴とする経頭蓋磁気刺激装置。
前記複数の共振回路は、前記磁気刺激コイルへの前記パルス電流の印加タイミングを制御するスイッチング素子をそれぞれ備えている
項目1に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記複数の磁気刺激コイルは、それらの軸心がほぼ一致するように積層して配置されている
項目1又は2に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記磁気刺激コイルの一方は上段コイルとされ、他方は下段コイルとされており、
前記上段コイル及び前記下段コイルの少なくとも一部分の断面視において、前記上段コイルの底面と前記下段コイルの上面とが重ね合わさるように、前記上段コイルと前記下段コイルとが積層されて配置されている
項目3に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記複数の磁気刺激コイルにおけるそれぞれの巻き線どうしは、相互に撚り合わされて多芯線を構成している
項目1又は2に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記共振回路は、前記電源から供給された電荷を蓄積する共振用コンデンサを備えており、
前記共振用コンデンサと前記電源との間には、前記共振用コンデンサの放電時において前記共振用コンデンサと前記電源との接続を遮断して、前記電源への漏れ電流を抑制する第2スイッチング素子が配置されている
項目1~5のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記共振用コンデンサと前記電源との間には、前記共振回路における共振周波数において共振することにより、非共振時よりも高い抵抗成分として作用して、前記電源への漏れ電流を抑制する共振インピーダンス回路が挿入されている
項目1~5のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記複数の共振回路のいずれか又は全てには、それぞれの共振回路における共振周波数を同期させるための同期調整回路が備えられている
項目1~7のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流どうしの位相を整合させるための位相調整回路が備えられている
項目1~8のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記位相調整回路は、前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流の発生タイミングが一致するように調整することにより、前記共振電流どうしの位相を整合させる構成となっている
項目9に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
前記位相調整回路は、前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流の変化率の最大点が一致するように調整することにより、前記共振電流どうしの位相を整合させる構成となっている
項目9に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
生体内部に変動磁場を印加することにより生体への刺激を行うための複数の磁気刺激コイルを有し、前記複数の磁気刺激コイルにそれぞれパルス電流を印加して前記変動磁場を発生させるための複数の共振回路と、前記複数の共振回路に電力を供給するための電源とを備えており、
前記複数の共振回路は、前記電源に対して並列に接続されており、これによって、前記複数の磁気刺激コイルも、前記電源に対して並列に接続されており、
前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流どうしの位相を整合させるための位相調整回路がさらに備えられている
ことを特徴とする経頭蓋磁気刺激装置。
前記位相調整回路は、前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流の変化率の最大点が一致するように調整することにより、前記共振電流どうしの位相を整合させる構成となっている
項目12に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
まず、本実施形態に係る装置の概略的な構成例を、図1を参照しながら説明する。この装置は、装置本体100と、調整機構200とを備えている。装置本体100は、調整機構200を支持するとともに、後述する電源3等の主要な装備品を内蔵している。調整機構200は、後述する磁気刺激コイル11・12を保持するコイル保持部210の位置を調整して、適宜な椅子(図示せず)に着座した対象者(図示せず)の頭部における所定位置に磁気刺激を付与できるようになっている。前記した装置の全体的な構成については従来と同様とすることができるので、これについてのこれ以上詳しい説明は省略する。
複数の共振回路21・22は、電源3に対して並列に接続されており、これによって、複数の磁気刺激コイル11・12も、電源3に対して並列に接続されたものとなっている。
るFWD211a・221aが接続されている。スイッチング素子211・221は、図示
しない制御装置により、所定のタイミングでオン/オフ動作を行うようになっている。スイッチング素子211・221の詳しい動作については後述する。
複数の磁気刺激コイル11・12は、略同一形状に形成されており、かつ、印加されたパルス電流により発生する磁束の方向が一致するように隣接して配置されている(図3及び図4参照)。すなわち、複数の磁気刺激コイル11・12は、それらの軸心がほぼ一致するように積層して配置されている。より具体的には、複数の磁気刺激コイル11・12の一方は、上段コイル11とされ、他方は下段コイル12とされている。
電源3としては、本実施形態では、一次側コイル31と二次側コイル32とからなる昇圧トランスが用いられている。一次側コイル31には、例えば商用交流電源が接続されており、必要な電力が供給されるようになっている。二次側コイル32は、いわゆるセンタータップ付コイルとされており、センタータップを挟んで一側と他側とでそれぞれ必要な電力を共振回路21・22に供給できるようになっている。
次に、前記した構成を有する本実施形態の装置の動作を説明する。ここで複数の共振回路はいずれも基本的に同様に動作するので、基本的には一つの共振回路21を例にして以下に説明する。
1から生体に変動磁場を印加することができる。例えば3000パルスの変動磁場を生体に印加する場合は、この例における治療時間T4は37.5分となる。もちろんこの数値は単なる一例であり、必要に応じて変更することができる。治療時間T2と休止時間T3との比(デューティ比)も、用途に応じて適宜に設定可能である。共振回路22の動作は前記した共振回路21の動作と同様である。
次に、本発明の第2実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図7を参照しながら説明する。この第2実施形態の説明においては、前記した第1実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
次に、本発明の第3実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図8を参照しながら説明する。この第3実施形態の説明においては、前記した第1実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
次に、本発明の第4実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図10を参照しながら説明する。この第4実施形態の説明においては、前記した第1実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。この第4実施形態では、第1実施形態における充電用コンデンサ212・222が省略されており、共振用コンデンサ213・223が充電用コンデンサを兼ねるようになっている。つまり、この第4実施形態における共振回路21・22は、磁気刺激コイル11・12と共振用コンデンサ213・223とからなるLC共振回路となっている。
次に、本発明の第5実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図12を参照しながら説明する。この第5実施形態の説明においては、前記した第4実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
次に、本発明の第6実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図13を参照しながら説明する。この第6実施形態の説明においては、前記した第1実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
次に、本発明の第7実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図14を参照しながら説明する。この第7実施形態の説明においては、前記した第1実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
ド電圧)と、位相調整回路7のキャパシタンス素子73の容量Cと、可変抵抗74の抵抗値Rという定数で決定される。したがって、可変抵抗74の抵抗値Rを調整することで遅延時間を制御できる。
次に、本発明の第8実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図17を参照しながら説明する。この第8実施形態の説明においては、前記した第7実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
次に、本発明の第9実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図18及び図19を参照しながら説明する。この第9実施形態の説明においては、前記した第7実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
次に、本発明の第10実施形態に係る経頭蓋磁気刺激装置を、図20及び図21を参照しながら説明する。この第10実施形態の説明においては、前記した第7実施形態に係る装置と基本的に共通する要素については、同一符号を用いることによって記載の重複を避ける。
ことにより、共振電流どうしの位相を整合させるものである。
1(b)参照)。したがって、この電流の変化率の最大点を一致させることにより、複数のコイルによる電場の最大化を図ることができる。すると、高い治療効果を期待することができる。
6 同期調整回路
7 位相調整回路
11 一方の磁気刺激コイル(上段コイル)
12 他方の磁気刺激コイル(下段コイル)
21・22 共振回路
211・221 スイッチング素子
212・222 充電用コンデンサ
213・223 共振用コンデンサ
214・224 ダイオード
215・225 抵抗
41・42 第2スイッチング素子
51・52 共振インピーダンス回路
100 装置本体
200 調整機構
210 コイル保持部
Claims (13)
- 対象者の頭部に配置されて前記対象者の生体内部に変動磁場を印加することにより生体への刺激を行うための複数の磁気刺激コイルを有し、前記複数の磁気刺激コイルにそれぞれパルス電流を印加して前記変動磁場を発生させるための複数の共振回路と、前記複数の共振回路に電力を供給するための電源とを備えており、
前記複数の共振回路どうしは、前記電源に対して並列に接続されており、これによって、前記複数の磁気刺激コイルどうしも、前記電源に対して並列に接続されており、
前記複数の磁気刺激コイルは、略同一形状に形成されており、かつ、前記パルス電流により、前記複数の磁気刺激コイルのそれぞれから発生する磁束の方向が一致して、これらの磁束が重ね合わされるように、隣接して配置されている
ことを特徴とする経頭蓋磁気刺激装置。
- 前記複数の共振回路は、前記磁気刺激コイルへの前記パルス電流の印加タイミングを制御するスイッチング素子をそれぞれ備えている
請求項1に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記複数の磁気刺激コイルは、それらの軸心がほぼ一致するように積層して配置されている
請求項1又は2に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記磁気刺激コイルの一方は上段コイルとされ、他方は下段コイルとされており、
前記上段コイル及び前記下段コイルの少なくとも一部分の断面視において、前記上段コイルの底面と前記下段コイルの上面とが重ね合わさるように、前記上段コイルと前記下段コイルとが積層されて配置されている
請求項3に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記複数の磁気刺激コイルにおけるそれぞれの巻き線どうしは、相互に撚り合わされて多芯線を構成している
請求項1又は2に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記共振回路は、前記電源から供給された電荷を蓄積する共振用コンデンサを備えており、
前記共振用コンデンサと前記電源との間には、前記共振用コンデンサの放電時において前記共振用コンデンサと前記電源との接続を遮断して、前記電源への漏れ電流を抑制する第2スイッチング素子が配置されている
請求項1~5のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記共振回路は、前記電源から供給された電荷を蓄積する共振用コンデンサを備えており、
前記共振用コンデンサと前記電源との間には、前記共振回路における共振周波数において共振することにより、非共振時よりも高い抵抗成分として作用して、前記電源への漏れ電流を抑制する共振インピーダンス回路が挿入されている
請求項1~5のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記複数の共振回路のいずれか又は全てには、それぞれの共振回路における共振周波数を同期させるための同期調整回路が備えられている
請求項1~7のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流どうしの位相を整合させるための位相調整回路が備えられている
請求項1~8のいずれか1項に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記位相調整回路は、前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流の発生タイミングが一致するように調整することにより、前記共振電流どうしの位相を整合させる構成となっている
請求項9に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記位相調整回路は、前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流の変化率の最大点が一致するように調整することにより、前記共振電流どうしの位相を整合させる構成となっている
請求項9に記載の経頭蓋磁気刺激装置。 - 対象者の頭部に配置されて前記対象者の生体内部に変動磁場を印加することにより生体への刺激を行うための複数の磁気刺激コイルを有し、前記複数の磁気刺激コイルにそれぞれパルス電流を印加して前記変動磁場を発生させるための複数の共振回路と、前記複数の共振回路に電力を供給するための電源とを備えており、
前記複数の共振回路どうしは、前記電源に対して並列に接続されており、これによって、前記複数の磁気刺激コイルどうしも、前記電源に対して並列に接続されており、
前記複数の磁気刺激コイルは、略同一形状に形成されており、かつ、前記パルス電流により、前記複数の磁気刺激コイルのそれぞれから発生する磁束の方向が一致して、これらの磁束が重ね合わされるように、隣接して配置されており、
前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流どうしの位相を整合させるための位相調整回路がさらに備えられている
ことを特徴とする経頭蓋磁気刺激装置。 - 前記位相調整回路は、前記複数の共振回路においてそれぞれ生じる共振電流の変化率の最大点が一致するように調整することにより、前記共振電流どうしの位相を整合させる構成となっている
請求項12に記載の経頭蓋磁気刺激装置。
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