[发明专利]用于经颅磁刺激的磁结构和定时方案

说明书

技术领域

本发明涉及经颅磁刺激(transcranial magnetic stimulation；TMS)、装置、设备及其使用方法。

背景技术

经颅磁刺激(TMS)是用于刺激大脑和神经活动的领先无创装置。因而，看到TMS在多种应用中的使用显著增多，这些应用可从用于抑郁症或偏头痛的治疗性处理到在大量研究课题中探测大脑活动。TMS是对无创探测能力和干预模态领域的创新性和革命性补充。此类探测的发展是神经病学和神经外科学中诊断和治疗手段的主要课题之一。TMS的主要限制因素是其激活区域的精确度和特异性。TMS目前只能够激发大脑中的特定区域，大部分是在皮质中。尚不清楚是什么决定了大脑区域对于磁刺激的易受影响性。

经颅磁刺激(TMS)是一种用于刺激大脑的无创技术，其对研究和临床应用而言均颇具前景。然而，这种基础技术过去基本上没有变化，并且其应用进展也是少之又少。近来的发展集中于两个方面：以高频重复率传递脉冲的能力，和到达大脑的更深区域。由于替换有效但高侵入性的电惊厥治疗(Electro Convulsive Therapy；ECT)来治疗对药物无反应的抑郁症这样的希望存在，因此这在部分程度上推动了上述发展。然而，TMS在其这一发展阶段的主要限制因素是施加场的高特异性方向性，其需要对移动和干扰极度敏感的精确靶向应用。位置和定向都必须以高分辨率确定并且一旦最佳位置确定，就必须在整个治疗期间将磁体保持在该位置处。稳定的可重置的定位可使用MRI成像和立体定向定位来实现，但是改善方向敏感性并赋予应用TMS的更高效方式的装置是未来磁体发展的目标。

方向敏感性因神经元受激发而产生，只要神经元的轴突沿着感应电场被精确引导。

近来证实，神经元培养物是用于发展TMS的主要实现工具，利用其可对新磁体、药物与TMS组合治疗、新方案和其它新措施进行筛选和测试，而无需动物或人受试者。在培养物中产生动作电位反应的能力依赖于两种属性，即大小和定向。

对定向的依赖性因神经元的磁刺激发生于轴突而产生，沿着感应电场的轴突突出度是用于实现激发的相关参数。使用准一维图案化培养物，可引导轴突沿着与磁体同中心的圆环生长，从而促使其沿着感应电场具有大范围的突出度。应注意，如果有可通过启动树突中的动作电位来激发神经元，则情形将发生变化，并且方向性将不再至关重要。这种激发的实施方案在下文描述。

已鉴定的另一个重要特点是，通过刺激特别敏感的神经元的亚群来实现初始激发，所述神经元随后充当用于发放整个网络的成核中心。在已经通过应用受体拮抗剂(CNQX、APV和荷包牡丹碱(Bicuculline))完全切断的培养物中，只有这一小亚组(约1％)具有活性并对磁刺激做出反应。当连接培养物时，此核负责引发网络中所有神经元的群体反应。如果核的尺寸过小，那么向网络中神经元的激励输入不足以启动群体反应。

因此，为实现对磁刺激的群体反应，必须激发大量启动神经元中的动作电位。在轴突定向为随机的神经元网络中，使用常规TMS难以满足此需求，因为其感应场的定向是恒定的并且足够大量的轴突将沿着此场被引导的概率较低。

发明内容

在一个实施方案中，本发明提供一种用于改进的神经元激发的方法，所述方法包括使一个或多个神经元经受旋转电场，由此激发所述一个或多个神经元。在一个实施方案中，旋转电场是至少两个含时电场的矢量和。

在一个实施方案中，所述至少两个含时电场由至少两个含时磁场感应产生。在一个实施方案中，所述至少两个含时磁场通过使电流流过至少两个分离的独立线圈来感应产生。

在一个实施方案中，所述两个分离的独立线圈通过所述电流期间的相移来激励。在一个实施方案中，线圈产生至少两个含时电场，其矢量和随时间改变定向。

在一个实施方案中，所述至少两个含时场相对于彼此成一定角度。在一个实施方案中，该角度是90度角。

在一个实施方案中，两个线圈经独立地激励。在一个实施方案中，两个线圈由两个电源独立地激励。

在一个实施方案中，两个线圈相对于彼此成一定角度。在一个实施方案中，两个线圈相对于彼此成直角并相互垂直。

在一个实施方案中，流过所述至少两个线圈的电流包括：流过第一线圈的第一电流和流过第二线圈的第二电流，以致所述第一电流相对于所述第二电流具有一定相位。在一个实施方案中，第一电流相对于第二电流的相位是90度相位。

在一个实施方案中，第一电流是脉冲电流并且第二电流是脉冲电流。

在一个实施方案中，第一电流和第二电流的脉冲数是1或大于1。