特表 2024-509350 電気及び磁気神経刺激

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-03-01

(54)【発明の名称】電気及び磁気神経刺激

(51)【国際特許分類】

   A61N 1/36 20060101AFI20240222BHJP

   A61N 2/02 20060101ALI20240222BHJP

   A61N 2/04 20060101ALI20240222BHJP

   A61N 2/08 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

A61N1/36

A61N2/02 Z

A61N2/04

A61N2/08 A

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023540665

(86)(22)【出願日】2022-08-27

(85)【翻訳文提出日】2023-06-27

(86)【国際出願番号】 IB2022000497

(87)【国際公開番号】W WO2023031669

(87)【国際公開日】2023-03-09

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】523245207

【氏名又は名称】ヴェニタス リサーチ センター インク

(74)【代理人】

【識別番号】100082418

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 朔生

(74)【代理人】

【識別番号】100167601

【弁理士】

【氏名又は名称】大島 信之

(74)【代理人】

【識別番号】100201329

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 真二郎

(74)【代理人】

【識別番号】100220917

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 忠大

(72)【発明者】

【氏名】ジン、デレック エイチ

(72)【発明者】

【氏名】ホ、コンウェイ

【テーマコード（参考）】

4C053

4C106

【Ｆターム（参考）】

4C053JJ03

4C053JJ04

4C053JJ06

4C053JJ14

4C053JJ24

4C053JJ26

4C053JJ27

4C106AA06

4C106BB02

4C106CC03

4C106DD01

(57)【要約】

【課題】電気及び磁気神経刺激を提供する。
【解決手段】神経調節は必要とする患者に対し変調パルス電気刺激または磁気刺激を施術することで実現している。神経調節はニューロンと筋繊維との間のニューロン-シナプス伝送または筋肉-シナプス伝送を抑制または増強する。変調パルス電気刺激または磁気刺激は生物変数の１つまたは複数の平均偏差及び標準偏差に基づいて変化する。生物学的変数として、心拍変動、EEG変動性、EMG変動性、及び脊髄中で測定した動作周波数を含む。本発明は患者に向けて変調電気パルスまたは磁気パルスを輸送する装置を更に備えている。磁気刺激は電磁石または固体磁石により刺激することで提供している。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

患者に対し磁気刺激を施術することを含む患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法であって、前記磁気刺激は変調磁気パルスを含むことを特徴とする患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項2】

前記変調磁気パルスはランダムであることを特徴とする請求項１に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項3】

前記磁気パルスはノイズパターンとして設計されて伝送されることを特徴とする請求項１に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項4】

前記ノイズパターンは、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、パープルノイズ、ブルーノイズ、ブラウンノイズ、またはレッドノイズであることを特徴とする請求項３に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項5】

前記変調磁気パルスは周波数範囲が30～150Hzであり、且つワイドパルスの間隔が33.3ms～6.7msである磁気パルスを有する異質混合であることを特徴とする請求項４に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項6】

前記刺激はニューロンの伝達を遮蔽することを特徴とする請求項５に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項7】

前記磁気刺激は疼痛の治療に用いられていることを特徴とする請求項６に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【請求項8】

患者に対し変調反復経頭蓋磁気刺激（rTMS）を施術することを含むことを特徴とする患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項9】

前記変調磁気パルスはランダムであることを特徴とする請求項８に記載の患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項10】

前記磁気パルスはノイズパターンで伝送されることを特徴とする請求項８に記載の患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項11】

前記ノイズパターンは、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、パープルノイズ、ブルーノイズ、ブラウンノイズ、またはレッドノイズであることを特徴とする請求項１０に記載の患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項12】

前記変調磁気パルスは周波数範囲が0.1～15Hzであり、ワイドパルスの間隔が10,000msから66.7msである磁気パルスを有する異質混合であることを特徴とする請求項１１に記載の患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項13】

前記刺激はニューロン間の信号伝送を増強することを特徴とする請求項１２に記載の患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項14】

前記磁気刺激は精神障害または身体の状況を治療するために用いられていることを特徴とする請求項１３に記載の患者のニューロンシナプス信号を増強する方法。

【請求項15】

a.患者の生体的特徴を測定し、生体識別データセットを生成することと、
b.（a）の生体識別データセットと規範的データベースとを比較し、患者に神経変調が必要かどうかを確定することと、
c.１種類または多種類の変数の分布確率特徴を識別するように前記生体識別データセットを分析し、パルスの周期値の平均値及び標準偏差を導出することと、
d.患者に対し磁気刺激を行い、前記磁気刺激はEEG、EMG、または脊髄電気パルス周波数測定から選択された生体変数の１種類または多種類の平均値及び標準偏差に基づいた変調パルスを有することと、を含むことを特徴とする患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項16】

前記生体的特徴はEEGであることを特徴とする請求項１３に記載の患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項17】

前記生体的特徴はEMGであることを特徴とする請求項１３に記載の患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項18】

患者に対し電磁気刺激を施術することを含む患者の疼痛を軽減する方法であって、前記磁気刺激は変調電磁気パルスを含むことを特徴とする患者の疼痛を軽減する方法。

【請求項19】

前記磁気パルスは選択されたノイズパターンであることを特徴とする請求項１６に記載の患者の疼痛を軽減する方法。

【請求項20】

前記ノイズパターンはホワイトノイズであることを特徴とする請求項１７に記載の患者の疼痛を軽減する方法。

【請求項21】

前記ホワイトノイズは周波数範囲が30～150Hzから選択され、パルスの間隔が33.3ms～6.7msから選択されている磁気パルスの異質混合であることを特徴とする請求項１８に記載の患者の疼痛を軽減する方法。

【請求項22】

a.磁場発生器と、
b.磁場パルスを発生させるように前記磁場発生器をトリガーするように配置されている電源と、
c.前記磁場発生器が識別したノイズパターンにより正規化を行った１つまたは複数の変数の平均値及び標準偏差に基づいて変調パルスを発生させるデジタルプログラムと、を備えていることを特徴とする磁気刺激装置。

【請求項23】

a.２つまたは複数の電極パッドと、
b. 前記電極パッド中で電流を発生させるための電源と、
c.前記変調パルスの電気刺激をガイドし、識別したノイズパターンにより正規化を行った１つまたは複数の変数の平均値及び標準偏差に基づいたデジタルプログラムと、を備えていることを特徴とする電気刺激装置。

【請求項24】

前記電源はバッテリーであることを特徴とする請求項２３に記載の電気刺激装置。

【請求項25】

経皮神経電気刺激装置（TENS Unit）であることを特徴とする請求項２３に記載の電気刺激装置。

【請求項26】

疼痛部位付近に経皮磁気刺激を施術することを含み、前記磁気刺激は広い周波数範囲が30～150Hzであり、ワイドパルスの間隔が33.3 msから 6.7 msである異質ランダム混合を有し、各周波数及びパルスの間隔は各パルス列中において同じ被選択機会を有していることを特徴とする患者の疼痛を治療する方法。

【請求項27】

前記磁気刺激はホワイトノイズパターンを有していることを特徴とする請求項２６に記載の患者の疼痛を治療する方法。

【請求項28】

前記患者の疼痛は帯状疱疹により引き起こされていることを特徴とする請求項２６に記載の患者の疼痛を治療する方法。

【請求項29】

e.患者の生体的特徴を測定し、生体識別データセットを生成することと、
f.（a）の生体識別データセットと規範的データベースとを比較し、患者に神経変調が必要かどうかを確定することと、
g.１種類または多種類の変数の分布確率特徴を識別するように前記生体識別データセットを分析し、パルスの周期値の平均値及び標準偏差を導出することと、
h. 患者に対し磁気刺激を行い、前記磁気刺激は前記生体変数の１種類または多種類の平均値及び標準偏差に基づいた変調パルスを有することと、を含むことを特徴とする患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項30】

前記標準偏差は0.1～10.0の標準偏差であることを特徴とする請求項２９に記載の患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項31】

前記変数は、パルス周期変数または心拍変動、EEG変動、EMG変動、或いは脊髄測定変動性を含むことを特徴とする請求項３０に記載の患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項32】

前記神経変調はニューロンと筋繊維との間のNMJ伝送を抑制することを特徴とする請求項２９に記載の患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項33】

前記神経変調はニューロン間のシナプス伝送を増強することを特徴とする請求項２９に記載の患者に磁気神経変調を行う方法。

【請求項34】

患者に対し電気刺激を施術することを含む患者に対し神経変調を行う方法であって、前記電気刺激は変調電気パルスを含むことを特徴とする患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項35】

前記変調電気パルスはランダムであることを特徴とする請求項３４に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項36】

前記電気パルスは模擬ノイズパターンであることを特徴とする請求項３４に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項37】

前記ノイズパターンは、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、パープルノイズ、ブルーノイズ、ブラウンノイズ、またはレッドノイズであることを特徴とする請求項３６に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項38】

前記変調電気パルスはランダム周波数範囲が30～150Hzであり、ワイドパルスの間隔が33.3msから6.7msである電気パルスを有する異質混合であることを特徴とする請求項３５に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項39】

患者に対し電気刺激を施術することを含む患者に対し神経変調を行う方法であって、前記電気刺激はゼロ平均値、定数分散、及び時間上の非相関性を有していることを特徴とする患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項40】

前記神経変調は疼痛の治療に用いられていることを特徴とする請求項３９に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項41】

前記磁気刺激はランダム周波数範囲が30～150Hzであり、ワイドパルスの間隔が33.3msから6.7msである電気パルスを有する異質混合であることを特徴とする請求項４０に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項42】

前記周波数範囲は50～100Hzであり、且つ前記パルスの間隔は20ms～10msであることを特徴とする請求項４１に記載の患者に対し神経変調を行う方法。

【請求項43】

前記磁気刺激は帯状疱疹の治療に用いられていることを特徴とする請求項６に記載の患者の外周神経筋接合部（NMJ）信号を遮蔽する方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気刺激及び磁気刺激を使用した非侵襲的神経変調に関する。電気及び磁気刺激はニューロン-シナプス伝送またはニューロン-筋肉接合部伝送を抑制することができる。電気刺激及び磁気刺激は更にニューロンシナプス及びニューロン-筋肉接合部伝送を増強することもできる。また、本発明は本発明に係る変調電気パルス及び磁気パルスを伝送する装置に関する。

【背景技術】

【0002】

神経変調は神経に直接作用して神経活動を増強或いは抑制する医療プロセスである。歴史的には、神経変調は少量の電気刺激或いは薬剤を標的領域に直接伝送することにより、標的領域に関連する（複数の）二次領域中の活動に影響を与えることで実現している。神経変調は身体の略全ての各部位に適用可能であり、多種類の疾病及び病状を治療でき、これには急性及び慢性の神経及び筋肉の疼痛、頭痛、ふるえ（tremors）、パーキンソン病、脊髄損傷、偏頭痛、てんかん、及び尿失禁を含むが、これらに限られない。現在の磁場療法では単一周波数刺激を採用している。

【発明の開示】

【0003】

簡潔に言えば、本発明に基づいて、変調磁気パルスまたは変調電気パルスを使用して患者に対し電気刺激または磁気刺激を行うことで神経変調を実現する。磁気刺激は電磁気刺激（electromagnetic stimulation）及び固体磁気刺激（solid magnet stimulation）を含む。好ましくは、磁気パルスはノイズパターン形式のランダムなものであり、ノイズパターンは、例えば、ホワイトノイズ、ピンクノイズ、パープルノイズ、ブルーノイズ、ブラウンノイズ、及びレッドノイズである。現在の治療はニューロンシナプス伝送またはニューロン筋肉接合部（NMJ）伝送を抑制または増強できる。本発明は各種適応症及び病状の治療に応用でき、適応症として疼痛や各種精神障害を含むが、これらに限られず、病状として心的外傷後ストレス障害（PTSD）、脳卒中、アルツハイマー病（Alzheimer’s Disease）、自閉症（autism）、依存症、うつ病、睡眠障害、パフォーマンス低下（performance deficiencies）、及び以上に類似した病状を含むが、これらに限られない。

【0004】

ある実施形態では、治療方法は、まず、患者の生体的特徴を測定すると共に生体識別データセットを生成する。生体識別データセットと規範的データベースとを比較し、患者に神経変調が必要かどうかを確定する。１種類または多種類の変数の分布確率特徴を識別するように生体識別データセットを分析し、パルスの周期値の平均値及び標準偏差を導出する。その後、患者に対し磁気刺激を行い、磁気刺激は生体変数の１種類または多種類の平均値及び標準偏差に基づいた変調パルスを含む。生体変数は心拍変動（heart rate variability）、脳波図変動、筋電図変動、及び脊髄中で測定した動作変動周波数を含むが、これらに限られない。採用した変調電磁気パルスに基づいて、神経変調はニューロン或いはニューロン筋肉接合部の間の神経伝送を抑制または増強できる。

【0005】

本発明を実施することの特に興味深い点は、急性及び慢性疼痛を共に、好適なノイズパターン(preferred noise pattern)により高周波帯（frequency band）に制限されたランダム電磁気パルス刺激を施術することで制御する点である。また、パーソナライズされた経頭蓋磁気刺激はランダムTTLパルス列により制御し、これらパルス列は個別化された脳波図平均周期及びその標準偏差によりガウス分布により正規化し、且つこの標準偏差は治療に用いる患者の精神疾病や他の神経系統の疾病により決定する。

【0006】

本発明に基づいて治療する医学的病状として、関節リウマチ、骨粗鬆症、線維筋痛症、脊椎症、頚椎ヘルニア、及び脊椎症が引き起こす筋肉の痙攣、痙攣、痛み及び疼痛、頸部、肩及び腕の疼痛狭窄、筋肉または靭帯の捻挫、椎間板ヘルニアまたは破裂、関節炎、骨粗鬆症、坐骨神経痛、筋萎縮性側索硬化症（ALSまたはLou Gehrig病）、てんかん発作、或いは良性筋線維束性攣縮症候群（Benign Fasciculation Syndrome）が引き起こす背中の痛み、筋肉の流失、上位運動ニューロン疾患、脳卒中、多発性硬化症（Multiple sclerosis、MS）、関節炎、筋炎、及び小児麻痺、麻痺、疼き或いは疼痛感、全身性エリテマトーデス及び関節リウマチ等の自己免疫疾患が引き起こす末梢神経炎、ギラン・バレー症候群（Guillain-Barre syndrome）、糖尿病、損傷、ビタミンB欠乏症、及び、感染症、例えば、帯状疱疹、ライム病、重症急性呼吸器症候群（SARS）、SARS-CoV-2、コロナ後遺症（long COVID）、嗅覚及び味覚の喪失、及びエイズウイルスを含むが、これらに限られない。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】本発明の一実施例に係る磁気刺激装置を示す説明図である。

【図2】本発明の一実施例に係る磁気刺激装置を示す説明図である。

【図3】本発明の一実施例に係る電池式電気刺激装置を示す説明図である。

【図4】本発明の一実施例に係るノイズの色を示すグラフである。

【図5】本発明の一実施例に係る回転永久磁石装置を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

全ての本発明の磁気刺激に対する引用は電気刺激に同様に適用可能であり、逆もまた然りである。磁気刺激は電磁気刺激及び固体（永久）磁石刺激を含む。

【0009】

本実施形態において、患者に対するパーソナライズされた神経及び筋肉測定は、パーソナライズされた電磁石または電気刺激方法に用いられている。

【0010】

慢性の神経や筋肉の疼痛には局所補償（local compensatory）筋肉痙攣が伴うことが多い。鎮痛治療は筋肉の弛緩を考慮しなければならない。本発明はランダム電磁気刺激により神経筋肉接合部（NMJ）箇所で信号を遮蔽する。NMJは運動ニューロン及び筋繊維の間の化学シナプスである。これは運動ニューロンが筋繊維に信号を伝送することを許し、筋肉の収縮を引き起こす。

【0011】

活動電位が運動ニューロンのシナプス前終末に到達すると、NMJ箇所のシナプス伝送が開始され、運動ニューロンが電位依存性カルシウムチャネルを活性化し、カルシウムイオンをニューロンに進入させる。カルシウムイオンがシナプス小胞にあるセンサーたんぱく質に結合し、小胞と細胞膜との融合をトリガーした後、神経伝達物質が運動ニューロンからシナプス間隙中に放出される。脊椎動物において、運動ニューロンはアセチルコリン（ACh）を放出し、筋繊維細胞膜にあるニコチン性アセチルコリン受容体（nAChRs）と結合させる。

【0012】

後シナプス側において、筋肉膜が終板電位（EPP）と呼ばれる一連の電気活動を発生させる。シナプス前神経終末が大量のAChを生成して一定の閾値に達するまでEPPsを引き起こすと、筋繊維に活動電位が発生し、収縮する。神経パルスがNMJに到達するのを有効的に阻害し、神経伝達物質の放出を減少させるかEPPを抑制し、筋肉の収縮を減少させるか痙攣中の筋肉を弛緩する。活動電位がない状況において、ACh嚢胞がNMJ中に自発的に漏洩し、且つシナプス後膜中で非常に小さな脱分極を引き起こす。このような小さな反応は微小終板電位（MEPP）と呼ばれる。MEPPsは自発的に発生し、ランダム周期は約50msである。筋電図（EMG）により測定したMEPPと関連する筋肉活動の周波数は20Hz及び150Hz（周期は50ms及び6ms）の間で変化し、約70Hz（周期は14ms）箇所でピーク値に達する。

【0013】

NMJに応用されるEMG周波数帯中のランダム磁気ノイズはEPPが筋肉収縮の閾値に達するのを防止するために用いられ、痙攣を弛緩すると共に関連する疼痛を減少させる。動物の研究が示すように、接続される神経に対し外部刺激を施術する際に横隔膜筋が収縮し、横隔膜筋の収縮力は神経刺激周波数の増加に従って増加し、40Hzを超えると迅速に低下する。高周波ランダム刺激は筋肉の痙攣を弛緩して関連する疼痛を軽減するために用いられている。

【0014】

他の実施形態において、パーソナライズされた経皮磁気刺激は、個別化されたEMG周波数帯域幅（或いは、パルスからパルス（pulse-to-pulse）までの間の周期範囲）に制限されるランダムTTLパルス列により制御され、以下の方式を採用している。
１．オフライン分析を行うために、１つまたは複数のデジタルEMGチャンネルを記録及び保存する。
２．生データに対し20Hzと150Hzとの間でバンドパスフィルタ（band passfiltered）を実行し、波の静止（rest）位置にある際の優位EMG信号を抽出する。
３．各完全な周期のゼロクロス（zero-crossings）箇所の波を描写して各隣接するゼロクロス点の間の波の時間値を計算する。
４．前述した計算から獲得したパルスからパルスまでの間の時間値の範囲は、続いてEMGの周期変化の制限内でホワイトノイズパターンによりTTLパルス列を生成するために用いられる。

【0015】

他の実施形態において、本発明は中枢神経系統中の神経シナプス伝送を増強するために用いられる。好適な実施例において、本明細書で前述した精神病や身体の状況を治療するために、患者に反復経頭蓋磁気刺激（rTMS）が施術される。これらの患者を治療するために、0.1～15HzのEEG周波数帯中のランダム磁気ノイズが採用される。好ましくは、前述した磁気刺激パターンはホワイトノイズである。

【0016】

パーソナライズされた経頭蓋磁気刺激はガウス分布により正規化されたランダムTTLパルス列により制御され、且つガウス分布は個別化されたEEG平均周期及びその標準偏差を有し、以下の方式を採用している。
ａ．オフライン分析を行うために１つまたは複数のデジタルEEGチャンネルを記録及び保存する。
ｂ．生データに対し４Hzと15Hzとの間でバンドパスフィルタを実行し、波の静止（rest）位置にある際の優位EMG信号を抽出する。
ｃ．各完全な周期のゼロクロス箇所の波を描写して各隣接するゼロクロス点の間の波の時間値を計算する。
ｄ．全記録の周期における各記録チャンネルの前述した時間値の平均値及び標準偏差を計算する。
ｅ．各TTL列が独立した標準正規分布数を生成するために、個別化された平均EEG周期及び標準偏差に基づいてBox-Muller変換を行う。

【0017】

＜ノイズの色＞
EEGに基づいた刺激方法のガウスノイズ以外、以下のタイプ（色）のノイズを更に有し、各種ノイズは、例えば、mEPPやMEGのような特定の電気活動曲線に適合する。

【0018】

ノイズはスペクトル密度に基づいて分類し、スペクトル密度は周波数の逆数(ｆ)のbeta（β）乗に正比例し、パワースペクトル密度（W/Hz）は信号のパワー（W）または強度（W/m²）が周波数（Hz）に追従してどのように変化するかを説明している。

【0019】

ホワイトノイズ（White Noise）は、このようなノイズの１つの決定的な特徴は、平坦なパワースペクトル密度を有し、これはどの周波数においても等しいパワーを有することを意味している。ホワイトノイズに対し、β= 0である。
ピンクノイズ（Pink Noise）は１種の信号であり、そのパワースペクトル密度は周波数に反比例し、 β = 1である。
ブラウンノイズ（Brown Noise）は、 β = 2である場合、ノイズはブラウンノイズである。ピンクノイズと比べ、ブラウンノイズは周波数の増加に連れてパワーを失い、その速度はピンクノイズよりもはるかに速い。
ブルーノイズ（Blue Noise）は１種の信号であり、そのパワースペクトル密度は周波数に比例して増加し、 β = -1である。
パープルノイズ（Purple Noise）は、β = -2である場合、ノイズはパープル/バイオレットである。パープルノイズは高周波数において更に多くのエネルギーを有している。

【0020】

＜ノイズの色の識別＞
生体測定において獲得したデータ→フーリエ変換→パワー→光学スペクトル→曲線あてはめ→ノイズの色の分類、である。

【0021】

TTLシリーズのランダム列の生成は１つの逆方向の過程であり、個別化された生体的特徴データ中から識別されたノイズの色に基づいて周波数のランダムパルスの周波数（１/周期）を秤量する。図４は周波数関数とする模擬パワースペクトル密度を示し、各色のノイズはパープル（上部）、ブルー、ホワイト、ピンク、ブラウン/レッド（底部）である。

【0022】

本実施例は本発明の実施について説明し、その範囲を制限するものと解釈すべきではない。

【0023】

例示１：帯状疱疹の疼痛の治療
帯状疱疹はウィルスの感染によって疼痛の発疹が引き起こされる。最もよくある表現は脳神経または脊神経分布領域に沿った線状水疱である。病状は通常疼痛、灼熱感、痺れまたは疼き、発疹、水泡、及び痒みを含む。全てのこれら病状は感染した神経に関係している。冬眠しているヘルペスウィルスは体内で休眠する傾向があり、且つ神経節中で再度活性化する。本特許出願中で描写するパルス列は神経節の同側（例えば、影響を受ける神経の脊髄神経節または三叉神経節）に対し電磁気刺激治療を行い、病状を有効的に軽減する。患者は毎日（月曜から金曜まで）病巣のある同側にホワイトノイズ治療を受け、毎回2分間治療を行い、レポートによると、第１回目の治療後に疼痛の重症度が60%以上低下し、第3回目の毎日の治療後には疼痛の重症度が９０%低下した。第１回目の治療の10時間後に、帯状疱疹の皮膚損傷箇所の赤い水疱は５０%以上減少した。

【0024】

例示２:交通事故による四肢麻痺の治療
1名の24歳の男性が治療の九（9）ヶ月前に交通事故にあって外傷性脳損傷を負った。彼の傷害は大脳右半球からの出血を含み、四肢麻痺に陥った。患者は左側の腕及び脚に制御不能な硬直及び痙攣を発症している。彼のバビンスキー徴候（Babinski）は陽性である。30秒毎に10秒間刺激する低周波ランダムパルス（<5Hz - ホワイトノイズ）により反復経頭蓋電磁気刺激を患者の左皮質に10分間持続的に施術した。第１回目の治療の4分後に、患者の脚及び手を含む腕が全て弛緩された。これは交通事故発生からの9ヶ月間で患者が初めて両手を運動可能になった。

【0025】

例示３:脳性麻痺の治療
下肢が行動不能な1名の4歳の男児の脳性麻痺患者である。60秒毎に6秒間刺激する低周波ランダムパルス（<5Hz - ホワイトノイズ）により電磁気刺激を患者の両側の皮質領域に30分間持続的に施術した（毎週5日）。40回目の治療後、患者が80%の筋緊張を獲得し、且つ何らかの物（即ち、他人の手、安定的な手摺等）で扶助することで補助ありで歩行可能になった。

【0026】

例示４:肩の運動制限の治療
１名の40歳の男性患者の右肩の運動が制限されていた。彼は右腕を約30度しか上げられなかった。患者は影響を受けた肩甲骨に高周波ランダムパルス（30～150Hz - ホワイトノイズ）による電磁気刺激を受け、交互に10秒の周期で3分間持続的に受けた（10秒刺激/10秒回復/10秒刺激）。3分間の磁気刺激の治療過程が終了した後、患者はすぐに右腕を頭頂を超えるまで上げられるようになった。

【0027】

例示５:頸部の運動制限の治療
１名の43歳の女性患者は頸部の運動が制限されていた。彼女は首を両側に約２０度しか回転できなかった。患者は頸部の後部に高周波ランダムパルス（30～150Hz -ホワイトノイズ）による電磁気刺激を受け、この制限領域（頸部の後部）に交互に10秒周期で3分間持続的に受けた（10秒刺激/10秒回復/10秒刺激）。3分間の電磁気刺激の治療過程が終了した後、患者はすぐに頸部が全方位に運動できるまでに回復した。

【0028】

例示６：脳卒中患者の治療
１名の52歳の男性の脳卒中患者が、本電磁気刺激治療を受ける1年前に脳卒中を発症した。脳卒中のため、患者は左腕及び左脚の運動が不能になった。60秒毎に6秒間刺激する低周波ランダムパルス（<5Hz - ホワイトノイズ）により電磁気刺激を患者の大脳右側の運動皮質に30分間持続的に施術した。初期治療を経た後、患者は彼の左脚及び左腕が運動可能になった。

【0029】

例示７：スキューバダイビングの事故（湾曲）の処理
経験が豊富な41歳の１名のスキューバダイバーの男性が海面下150ft以下で潜水を行ったが、水面に浮上するのが速すぎたため、腰以下が7.5年間麻痺した。60秒毎に6秒間刺激する低周波ランダムパルス（<5Hz - ホワイトノイズ）により反復経頭蓋電磁気刺激を患者の両側の皮質領域に３０分間持続的に施術した（毎週5日）。治療開始後2週間以内に、ダイバーは彼の脚及びつま先の感覚が戻った。5週目が終了する頃には、ダイバーが起き上がれるようになった。

【0030】

本発明の他の特徴は、患者に電磁気刺激を伝送するための設備またはハードウェアである。これは磁気刺激装置及び電気刺激装置を含む。

【0031】

磁気刺激装置は、磁場発生器と、磁場パルスを発生させるように磁場発生器をトリガーするように配置されている電源と、磁場発生器が発生させる本発明に基づいた変調パルスをガイドするためのデジタルプログラムと、を備えている。変調パルスはすでに識別されたノイズパターンまたはガウス分布により正規化された１つまたは複数の生体測定変数の平均値及び標準偏差、或いは選択された周波数帯域幅に基づいてもよい。

【0032】

図１は本発明の一実施例に係る磁気刺激装置を示す説明図である。コイル１１及び電源（図示省略）を含む制御モジュール１２を備えている。一般的に、制御モジュールはTTLパルスを制御し、且つ電線はコイル１１まで延伸されている。電源（図示省略）がオンになると、巻かれている電線に電流が流れることで磁場が発生する。ソフトウェアまたはハードウェアプログラム１３は前記設備が発生させる本発明に基づいた変調パルスをガイドし、変調パルスは前述した低周波及び高周波範囲を含む。患者に対し磁気刺激治療を行う場合、すでに被装された磁性体コイル部材を治療を受ける身体の部位に位置決めさせるか、或いは治療を受ける身体の部位に近接させる。図中の筋繊維１４及びニューロン１５は末梢組織のニューロンと筋繊維との間の筋肉シナプス伝送を説明するために用いられている。

【0033】

電気刺激装置は、皮膚に粘着させるための２つまたは複数の電極パッドと、前述した電極中で電流を発生させるための電源と、前述した本発明の変調パルスの電気刺激を発生させるようにガイドするためのデジタルプログラムと、を備えている。変調パルスはすでに識別されたノイズパターンまたはガウス分布により正規化された１つまたは複数の生体的特徴変数の平均値及び標準偏差に基づいてもよい。電気刺激装置の好適な実施例において、電気刺激装置の電源は電池であり、医師の処方が不要な家庭用の経皮電神経刺激（TENSユニット）装置を含み、医学的治療に使いやすさを提供する。患者に対し電気刺激治療を行う場合、電極パッドは身体の疼痛部位に連続的に位置決めさせるか（positioned contiguous）、治療を受ける身体の疼痛部位に隣接させる。

【0034】

図２は本発明の一実施例に係る磁気刺激装置２０を示す説明図であり、電源２１及び１対の電極パッド２２、２３を備えている。電極パッド２２、２３は電線２５、２６を介して制御モジュール２４に接続されている。制御モジュールが接地されている２７。制御モジュール２４のデジタルプログラムまたはコンピュータープログラムは本発明に基づいて発生させる変調パルスの電気刺激をガイドし、変調パルスは前述した低周波及び高周波範囲を含む。患者に対し電気刺激治療を行う場合、電極は身体の疼痛部位に連続的に位置決めさせるか（positioned contiguous）、或いは治療を受ける身体の疼痛部位に隣接させる。

【0035】

図３は本発明の一実施例に係る電池式電気刺激装置を示す説明図であり、電池から給電される電気パルス発生器３１と、電線３２、３３を介して制御モジュール３１に接続されている１対の電極パッド３２、３３と、を備えている。制御モジュールが接地されている３６。制御モジュールのデジタルプログラムまたはコンピュータープログラムは本発明に基づいて発生させる変調パルスの電気刺激をガイドし、変調パルスは前述した低周波及び高周波範囲を含む。患者に対し電気刺激治療を行う場合、電極は身体の疼痛部位に連続的に位置決めさせるか（positioned contiguous）、或いは治療を受ける身体の疼痛部位に隣接させる。

【0036】

図５は本発明の一実施例に係る回転永久磁石装置を示す説明図であり、永久磁石５１及び電源５２を備えている。電源が通電すると、永久磁石を回転させ、磁場を発生するように電源を駆動する。ソフトウェアまたはハードウェアプログラム５３は前記設備が発生させる本発明に基づいた変調回転速度をガイドし、前述した低周波及び高周波範囲を含む。患者に対し磁気刺激治療を行う場合、被装された（図示省略）永久磁石部材を治療を受ける身体の部位に位置決めし、或いは治療を受ける身体の部位に近接させる。図中の筋繊維５４及びニューロン５５は末梢組織のニューロン及び筋繊維の間の筋肉シナプス伝送を説明するために用いられている。

【0037】

上記の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0038】

２１ 電源
２２ 電極パッド
２３ 電極パッド
２４ 制御モジュール
２５ 電線
２６ 電線
２７ アース線
３１ 制御モジュール
３２ 電極パッド
３３ 電極パッド
３２ 電線
３３ 電線
３６ アース線
５１ 永久磁石
５２ 電源
５３ ソフトウェアまたはハードウェアプログラム
５４ 筋繊維
５５ ニューロン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2023-05-10

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

磁気刺激または電気刺激を伝送するための出力部材と、
前記出力発信部材に電気的に接続され、前記磁気刺激または前記電気刺激を維持するための電源と、
前記出力部材を設定方法に基づいて変調パルスを発生させるようにガイドするために用いられているプログラムと、を備える刺激装置であって、
前記設定方法は、
１つまたは複数の変数の分布確率特徴を識別するように生物識別データセットを分析し、パルスの周期的平均値及び標準偏差を導出することを含み、
前記磁気刺激または前記電気刺激は前記生物データセット中の生物変数の１つまたは複数の平均偏差及び標準偏差に基づいた前記変調パルスを含み、前記生物変数は脳波図（EEG）、筋電図（EMG）、或いは脊髄電気パルス周波数測定（spinal cord electric pulse frequency measurement）のうちから１種類が選択されていることを特徴とする刺激装置。

【請求項2】

前記出力部材は前記磁気刺激を伝送するために用いられ、前記変調パルスを有している前記磁気刺激はノイズパターンで伝送し、前記ノイズパターンはホワイトノイズ、ピンクノイズ、パープルノイズ、ブルーノイズ、ブラウンノイズ、及びレッドノイズで構成される群から選択されていることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項3】

前記パルスの周期値は、前記生物変数から推算した波であり、各前記波の各隣接するゼロクロス点の間で定義する時間数値であることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項4】

前記変調パルスは周波数範囲が30～150Hzであり、且つパルス間隔が33.3ms～6.7msである磁気パルスの異質混合であることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項5】

前記変調磁気パルスは周波数範囲が0.1から15Hzであり、且つパルス間隔が10,000msから66.7msである磁気パルスの異質混合であることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項6】

前記刺激装置は磁気刺激装置であり、前記出力部材は磁場発生器であり、前記電源は前記磁場発生器を強化すると共に磁場パルスを発生させるために用いられ、前記プログラムは前記磁場発生器が発生させた前記変調パルスをガイドするデジタルプログラムであることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項7】

前記刺激装置は電気刺激装置であり、前記出力部材は少なくとも２つまたは複数の電極パッドであり、前記電源は前記電極パッドに電流を発生させるために用いられ、前記プログラムは前記電気刺激の変調パルスをガイドするためのデジタルプログラムであることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項8】

前記刺激装置は磁気刺激装置であり、前記出力部材は永久磁石であり、前記電源はアクチュエータを駆動して前記永久磁石を回転させることで磁場を発生させるために用いられ、前記プログラムは変調回転速度に基づいて前記永久磁石が発生させる前記磁場をガイドするためのデジタルプログラムであり、これにより前記出力部材が発生させる前記変調パルスをガイドすることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項9】

前記プログラムはすでに識別されたノイズパターンにより正規化を行った前記１つまたは複数の生物変数の平均値及び標準偏差に基づいて、前記出力部材が発生させる前記変調パルスをガイドするために用いられていることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項10】

前記プログラムはガウス分布により正規化を行った１つまたは複数の生物変数の平均値及び標準偏差に基づいて、前記出力部材が発生させる前記変調パルスをガイドするために用いられていることを特徴とする請求項１に記載の刺激装置。

【請求項11】

前記１つまたは複数の生物変数の平均値及び標準偏差は Box-Muller transform により正規化を行い、前記ガウス分布を有している前記変調パルスを取得することを特徴とする請求項１０に記載の刺激装置。

【請求項12】

前記標準偏差は0.1～10.0の標準偏差であることを特徴とする請求項１０に記載の刺激装置。

【国際調査報告】