CN105324154A - 具有重叠的线圈绕组的mTMS线圈设备 - Google Patents

Abstract

本文提供了一种具有位于盒体内的两个或更多重叠的线圈绕组的多通道经颅磁刺激(mTMS)线圈设备。mTMS线圈设备能通过选择性控制mTMS线圈设备内的多个线圈绕组来调整磁场和感应电场的刺激的参数。此外，提供了操控包括导航TMS的方法，其用于调整例如是来自mTMS线圈设备的磁场和感应电场的位置、方向和/或方位的参数。

Description

具有重叠的线圈绕组的mTMS线圈设备

发明领域

本发明涉及多通道经颅磁刺激线圈设备(mTMS)。具体地，涉及具有重叠的线圈绕组的mTMS线圈设备。

背景技术

典型的TMS线圈设备具有位于盒体内的单个标准8字型的线圈。在TMS线圈设备内的电路或者连接至TMS线圈设备的电路能主要调整刺激脉冲的幅度和频率。为了改变刺激脉冲的位置、方向和/或方位，需要从物理上将TMS线圈设备移动至适当的位置。

目前，通常由操控者手持TMS线圈。现有的多个工具可帮助操控者将TMS线圈设备放置并保持在正确的位置。然而，仍存在多个问题。一个主要问题是针对准确刺激的最重要的参数是TMS线圈设备与患者头部的关系。虽然TMS线圈设备能保持静止并且位于好的位置，但是在TMS线圈设备未移动的情况下，如果患者移动其头部的话，刺激也不会准确。因为很难保持患者的头部完全静止，所以如果TMS线圈设备与患者头部的关系始终是准确性的关键因素的话，准确刺激的问题就会一直存在。

由于寻找TMS线圈设备的合适的位置和方位以提供期望的刺激都是困难的、棘手的和耗时的，从而其他问题依然存在。因此，需要一种为了准确的刺激而更少地依赖与患者头部有关的TMS线圈设备的准确位置和方位的方式。

此外，当在单个盒体中使用多个线圈绕组时，伸进盒体和从盒体伸出的线的数量会增加，而且会变得不易操作，从而使线圈设备的使用更具挑战性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多通道经颅磁刺激(mTMS)线圈设备。

某些实施例的一个方面提供了一种mTMS线圈设备，其包括：具有第一功率输入线的第一线圈绕组，具有第二功率输入线的第二线圈绕组，并且其中所述第一线圈绕组和第二线圈绕组至少部分重叠。

根据某些示例，mTMS还包括盒体。可将第一线圈绕组和第二线圈绕组封装在所述盒体内。第一线圈绕组和第二线圈绕组还可仅在盒体内部分重叠。另外，根据本发明的实施例，可将2个以上(例如3、4、5或更多个)线圈绕组进行组合和重叠。

此外，本发明的目的在于提供一种控制mTMS线圈的方法。

根据某些实施例，方法包括：控制流经第一功率线的第一电流以产生第一主要磁场。根据某些示例，方法还包括通过单独控制流经第二功率线的第二电流以产生第二次要磁场，来修改主要磁场的位置、方向和/或方位。根据某些示例，方法还包括或者可选地包括：通过调整第二线圈绕组相对于所述第一线圈绕组的位置和/或方位，来修改主要磁场的位置、方向和/或方位。

再有，本发明的某些实施例的目的在于提供一种存储有一组用于使处理器执行此处公开的方法步骤的计算机可读指令的计算机可读介质。

附图说明

图1示出了mTMS线圈设备。

图2示出了标准的8字型线圈绕组。

图3示出了有效的8字型线圈绕组的示例。

图4示出了两个单独的8字型线圈绕组及其所需要的感应电场的预定方向。

图5示出了图4的以重叠方式配置的线圈绕组，两者的方位夹角为90度。

图6示出了图4的以重叠方式配置的线圈绕组，两者方位的夹角为120度。

图7a至图7g示出了未堆叠的线圈绕组的示例组合。

图8示出了在单个盒体中重叠的8字型线圈对的示例。

具体实施方式

图1示出了多通道经颅磁刺激(mTMS)线圈设备10的示例。mTMS线圈设备10具有盒体14。盒体14具有用于输入/返回布线12的输入线缆开口16。mTMS线圈设备10可以包括或可以不包括实际输入/返回布线12。此外，还可具有不只一个开口16和/或不只一个输入/返回布线12。

在mTMS线圈设备10的盒体14内有至少两个线圈绕组。图2呈现出了标准的经颅磁刺激(TMS)线圈绕组的示例。实线和点线都代表共同形成标准的线圈绕组20的电线。流经包在以实线表示的线圈中的电线21的电流方向与流经包在以点线表示的线圈中的电线22的电流方向相反。相反的意思是指顺时针的电流方向或者逆时针的电流方向。除非另有说明，在本申请中将持续使用相同的实线和点线的约定。

标准的线圈绕组20具有输入线24和返回线26。输入线24用于将电流引入线圈绕组20。返回线26用于例如向功率存储介质(例如电容器或电容器组合)返回电流。在一些实施例中，返回线26可用于向耗散介质(例如功率电阻器或功率晶体管)返回电流。在其他实施例中，某部分电流可返回至电容器组合，而其余的电流则会流经耗散元件。输入线24通常(但不是每次)连接至交叉线23。类似地，返回线26通常连接至交叉线25。交叉线将在下文进行更详细的讨论。

此外，此处还提供了有效的线圈绕组30，如图3中的示例所示。有效的线圈绕组30与上面讨论的标准的线圈绕组20具有大致相同的构造。有效的线圈绕组具有以第一方向流经其中的电流的第一电线31和以与第一方向相反的第二方向流经其中的电流的第二电线32。形成线圈的电线31和32通常分别通过交叉线33和35分别连接至输入线34和返回线36。线圈电线31和32的设计产生高于标准的线圈绕组20的提高的效率。此外，通过与线圈电线的设计相结合或者替代线圈电线的设计，交叉电线的设计可使得效率提高。这些优势将在下文进行进行更详细的讨论。虽然大多数附图示出了如参考图3所讨论的有效的线圈绕组的设计，但是本发明可应用到任意线圈绕组的设计中。

图4和图5示出了本发明的简单示例。图4示出了第一线圈绕组40和第二线圈绕组42。第一和第二线圈绕组与各自的功率输入线和功率返回线一起显示。由线圈绕组40产生的磁场所感应的电场的方向如41所示。类似地，由线圈绕组42产生的磁场所感应的电场的方向如43所示。在图4中，第一和第二线圈绕组以90度面向彼此。类似地，要产生的电场的方向彼此垂直。

由线圈绕组40产生的磁场所感应的电场的方向41是TMS线圈设备的典型现有技术的示例，其中在操作期间不能随意选择流经线圈的电流的方向。换言之，虽然可改变电流波形的幅度，但是在典型系统中的电流波形在脉冲间具有相同的极性。然而，在TMS设备的电路允许线圈中的电流的方向反向的示例中，所产生的电场的方向也能从当前所示的角度扩展到180度。此外，这些是一些最基本的、能直接产生磁场和感应的电场的8字型线圈绕组的示例。其他线圈绕组设计会产生不同类型和方位的感应电场，其中的一些将在下文中进行描述。

这里所讨论的每个线圈绕组用于在有电流流经时产生磁场和感应电场。此外，虽然这里讨论了许多线圈几何结构的示例，但是在mTMS线圈设备内，每个线圈的几何结构仍是基本相同的，不过在使用期间可能会发生一些变形。因此，每个线圈绕组用于在有电流流经线圈时沿至少一个预定的方向和方位产生电场。如上所述，线圈绕组可用于产生不只一个具有唯一预定的方向和/或方位的电场。正如上面所讨论地，其中当线圈中的电流反向时，合成电场将以预设的方式不同于初始电场。

图5示出了与第二线圈绕组42部分重叠的第一线圈绕组40。根据线圈绕组40和42中电流的相对幅度，两个线圈绕组40和42以图4中所示的相对于彼此的方位进行的组合50，会导致如51所示的产生电场的范围。此外，每个线圈绕组40和42的返回线分别如46a和46b所示。

通过使两个线圈绕组40和42部分重叠，能产生后续会创建期望的合成电场的两个单独的电场，每个线圈绕组产生一个单独的电场。通过分别控制每个线圈绕组，能在每个所涉及的线圈绕组的预定的方向和方位之间产生范围几乎连续的合成电场。结合线圈绕组40和42的示例，在不能通过线圈绕组使电流方向反向的情况下，当线圈之间呈90度布设时，合成范围51为90度。

图6中示出的类似的示例为线圈绕组40和42的不同组合60。在组合60中，线圈绕组42自线圈绕组40旋转120度，这会产生120度范围内的合成电场，如61所示。

如图5和图6所示，每个线圈绕组基本上具有相同的几何结构，例如有效的8字型几何结构，但以不同的方位。然而，可使用具有不同几何结构的线圈绕组，这将在下文中至少参考图7进行讨论。

如图5和图6的示例所示，每个线圈具有对称轴和中心点。线圈绕组通常具有如图7a-f中的示例所示的某个对称轴。此外，所有线圈绕组将具有可以是质心或几何中心的某个中心点。

根据本发明的某些示例，至少两个线圈绕组或者每个线圈绕组将具有对称轴和中心点。线圈的重叠组合可以多种方式进行重叠。一种方式是线圈绕组的中心点重叠，并且在线圈绕组各自的对称轴之间形成角度。另一种方式是线圈绕组的中心点彼此偏离，例如，中心点未重叠。

以图5为例，当电流仅流经线圈40时，合成电场将沿着方向41。类似地，当电流仅流经线圈42时，合成电场将沿着方向43。然而，如果电流同时流经两个线圈，合成电场将是两个单个电场的和，其可以是方向41和43之间的任何方向。在每个线圈绕组中的电流可在操控期间被反向的示例中，能在360度范围内的任意位置产生合成电场。

虽然线圈绕组可具有相同的几何结构和相同的特征，但是他们仍可以是不同的，如图7a-g所示。虽然不一定是这样，但是这里将以主要线圈绕组和次要线圈绕组来讨论线圈绕组。然而，不管这里关于线圈绕组的说明，可在实施过程中将任意线圈绕组等同于或替代为其他线圈绕组。

作为示例，第一线圈绕组71为主要线圈绕组，其用于产生第一主要感应电场。由于8字型线圈为TMS线圈设备中的标准的线圈，因此这里将其用作第一线圈绕组。然而，也可将任何其他的线圈绕组认为是第一线圈绕组。然后使一个或多个附加的次要线圈绕组与第一线圈绕组相重叠，并创建次要电场。因此，由次要线圈绕组产生的电场的预定方向和/或方位通常将不同于由第一线圈绕组产生的电场的预定方向和/或方位。另外，可认为次要线圈绕组用于产生用于改变第一主要电场的某些属性的电场。例如，一个或多个次要线圈绕组可用于共同地或单独地改变第一线圈绕组的电场的方向、位置和/或方位。类似地，当线圈在物理上重叠在一起时，它们通常至少以由线圈绕组中的至少一个线圈绕组产生的电场的预定方向进行重叠。

然而，如下文将要更详细地讨论地，虽然未在图中显示，但是本发明的示例可包括一个或多个彼此完全重叠的相同的线圈绕组。此种设置的一个潜在用途是分别在不同的时刻和/或同时控制脉冲，以获得不同的优势。

重叠的线圈的不同类型和它们重叠的方式确定了在合成电场的基础上控制组合的类型。

在图7a-g中，电流在虚线电线中逆时针流动，并在黑色实线电线中顺时针流动。计算这些电线的曲面，并采用等距方位投影来将这些电线投影到平面。准确的线圈绕组形状可取决于所选择的曲率、目标深度、最大线圈尺寸和多个其他变量。从不同设置中的一阶导数的微小变化的形状中可见此依赖关系。这里，变化的原因是由于用于产生线圈的数值算法。还应注意可通过改变线圈的匝数来产生具有期望属性的线圈。

图4至图6示出了这里被称之为零阶导数线圈绕组40和42的线圈绕组。对这些所讨论的线圈绕组进行组合允许电场的旋转。

图7a示出了零阶导数线圈绕组71和一阶导数线圈绕组72。对这些线圈绕组进行组合以允许垂直调整合成电场的目标位置。

图7b示出了零阶导数线圈绕组71和不同的一阶导数线圈绕组73。对这些线圈绕组进行组合以允许水平调整合成电场的目标位置。

图7c示出了以不同的方位的夹着一阶导数线圈绕组74的两个零阶导数线圈绕组71和75。对这三个线圈绕组进行组合以允许垂直调整合成电场的目标位置及校正合成电场的方位。

图7d示出了与一阶导数线圈绕组73具有不同方位的两个零阶导数线圈绕组71和75。对这三个线圈绕组进行组合以允许水平调整合成电场的目标位置及校正合成电场的方位。

图7e示出了以不同的方位的夹着一阶导数线圈绕组72并与一阶导数线圈绕组73具有不同方位的两个零阶导数线圈绕组71和75。对这四个线圈绕组进行组合允许水平、垂直调整合成电场的目标位置及校正合成电场的方位。

图7f示出了与三个一阶导数线圈绕组76和两个73’具有不同方位的两个零阶导数线圈绕组71和75。对这五个线圈绕组进行组合以允许水平、垂直调整合成电场的目标位置及合成电场的在可能方位范围内的任意方位，这取决于当前的电路是否能够使电流波形的极性反向。

图7g示出了12-线圈正交层覆盖的线圈阵列(12-coilorthogonallayercoveragecoilarray)的示例。线圈阵列可具有大的、细的重叠线圈。从图中可以看出，不是所有的单个线圈都具有对称轴，但所有都具有中心。

到目前为止的所有示例中，重叠线圈绕组的理想方法是布设它们的中心点，使它们能够充分重叠。图8是封装在mTMS线圈设备80的盒体81a内的组合线圈82的示例。类似于图5中所示的那些线圈，组合线圈82各自具有输入线84、85和返回线87、86。在本示例中，两个线缆的返回线87和86经由连接器88连接至单个返回线89。将单个的返回线和输入线封装在本示例的mTMS线圈设备80的布线81b中。下文将更详细地描述单个返回线。

如图8的示例所示，第一线圈绕组和第二线圈绕组仅在盒体81a内部分重叠。基本上，线圈绕组以一个线圈绕组位于其它线圈绕组之上的方式进行堆叠。通常线圈绕组彼此之间是电性分离的。不过部分线圈绕组可以电性连接，例如经由用于连接组合82的每个线圈绕组的返回线87和86的连接器88。

在多数情况下，次要线圈的位置和方位相对于第一线圈绕组的位置和方位是固定的。例如，当用于导航TMS刺激时，重要的是在刺激期间知晓线圈设备中所有线圈绕组的位置和方位，以知晓正在产生的准确的电场。然而，可在操控期间相对于另一个线圈绕组或多个绕组调整一个或多个线圈的位置和/或方位。在这样的示例中，重要的是每个线圈的位置和方位中的任意一个是已知的或可可得出的。在操控期间能够调整两个或多个线圈的物理关系给合成电场的整体控制增加了额外程度的控制。下文将描述关于此点的某些示例。

此外，虽然已经描述了对多个线圈绕组进行组合通常涉及多个线圈的中心点的对齐和重叠，但是中心点也可以是偏离的。当重叠中心点时，可选择任意中心点，例如对称中心或重心。

在对两个以上的线圈绕组进行组合时，不是所有的线圈绕组都需要与其它所有的线圈绕组重叠。虽然所有线圈绕组可能重叠，但是一个线圈可重叠在彼此不重叠的两个单独的线圈上。此外，还可将不与其它任何线圈重叠的非重叠线圈封装在mTMS线圈设备的盒体里。

虽然已经描述了主要线圈和次要线圈以及电场，但在典型的实施例中，一个线圈并非明显强于其它线圈。在这些典型的实施例中，所有线圈几乎是同等重要的，只不过简单地将它们称为主要或次要。

线圈组合通常为在某点处聚焦的TMS线圈感应的2D/3D向量电场的低阶空间导数的组合或近似组合。针对2D，例如可以是在图7a-g中所示的线圈绕组的任意组合或类似这样的2D设计。组合可以是线性组合，例如分量线圈绕组对的和与差。组合还可以是非线性组合，例如一半线圈来自一个线圈绕组，另一半线圈来自另一个线圈绕组。还可以用不能通过基本线圈形式的空间导数推导出的线圈绕组来构造组合。

组合内的线圈绕组可相对于一个或多个其它线圈绕组彼此正交。然而，线圈的非正交的组合也是可以的。正交可导致零序互感。此外，正交可导致线圈绕组的导程电场(leadfields)在所感应的电流形态的空间内彼此正交。

线圈绕组的电线形状和电线尺寸可影响线圈绕组的有效性。除了TMS外，线圈组合还有其它用途。对于例如是脑磁图描记术(MEG)的用途，细电线(例如直径为0.1mm或更小的级别)可能比较理想。对于例如是TMS的用途，电线的直径应足以适应较高电流。然而，由于到达期望的目标的距离的增加以及匝数的减少，因此粗电线会要求更大的电流。因此，可基于线圈设备的预期用途来选择线圈绕组的直径。

此外，线圈绕组的电线的尺寸会随着线圈绕组的路径发生变化。因此，例如，可将较细的交叉电线乃至压扁丝用于特定的部分。因此，可设计更细的线圈和/或更易堆叠的线圈绕组。

线圈绕组的横截面积是可变化的，例如，在特定的部分中具有较小的电线。另外，可使用非圆形细线，例如在交叉电线扭曲90度处。这样的用途使得在保持交叉厚度小于圆形细线的同时允许更多的线圈匝数。

如此处所讨论地，电线指的是任何具有非零电导的材料。此外，可使用电线形成与环境绝缘的导电路径。材料可以是高温超导或低温超导或普通导电材料。

这里所描述的mTMS线圈设备可用于对受体大脑上或其内部的目标位置进行刺激。刺激电子线路可包括IGBT晶体管、MOSFET、晶闸管或其它合适的组件。刺激电流波形的极性可以是固定的或是可控的。如果是可控的，则可通过例如是继电器或晶体管进行控制。允许极性切换的电路设计的示例在2010年6月3日提交的美国临时申请61/830,181的图9中有所描述，其全部内容通过引用并入本文中。

刺激电子线路中的通道数量可等于或小于mTMS设备中的线圈数量。每个线圈具有其自已的电子线路和电容器。如果电子线路的通道比线圈少，则可将电子线路连接至那些需要在给定时间传输给定激励的线圈。可手动或电子(例如通过开关)改变所需线圈的连接。

电子线路可包括用于控制流经mTMS线圈设备中的线圈组合的总电流。可提供一个控制器来分别控制每个线圈绕组功率输入线中的电流。此外，至少一个控制器可控制至少两个线圈绕组功率输入线中的电流。

此外，根据本发明的某些实施例，还提供了一种根据此处所公开的任何实施例和示例的控制mTMS线圈的方法。

可通过控制流经第一线圈绕组的功率线的第一电流以产生第一电场来控制mTMS线圈。如上面所讨论地，为了便于讨论，第一电场可被认为是主要电场。

此外，可通过单独控制流经至少一个第二功率线的至少一个第二电流以产生用于感应至少一个次要电场的至少一个次要磁场，来修改主要电场的位置、方向和/或方位。

还可通过调整第二线圈绕组相对于第一线圈绕组的位置和/或方位，来修改主要电场的位置、方向和/或方位。

本方法可包括控制如图7a-g中的示例所示的多个线圈绕组。

另外，该方法还包括在不同的目标点和/或沿不同的方位来产生至少两个磁脉冲的步骤。这可以通过处于相同位置和/或沿相同方位的mTMS线圈设备来完成。例如，利用图8的mTMS线圈设备80，通过控制两个8字型线圈中的电流能从盒体的相同位置和方位激发多个脉冲，但来自合成磁场的感应电场处于不同的方向，如图5所示。

此外，可在短时间(例如200毫秒至2分钟)内出现多个(两个或更多)磁脉冲。可控制线圈绕组，以使线圈绕组中的两个线圈绕组在相同的时刻产生磁场。此外，可控制线圈绕组，以使至少两个线圈绕组在相同的频率上产生磁场。因此，该至少两个线圈绕组将在每个脉冲上影响彼此的感应电场。通过针对不同的脉冲区别地控制电流，可在无需从物理上移动mTMS线圈设备的情况下迅速改变感应电场。

此外，可控制至少两个线圈绕组，以使至少两个线圈绕组在不同的频率上产生磁场。例如，一个线圈绕组可产生10Hz的脉冲，而另一个线圈绕组可产生5Hz的脉冲。因此，一些脉冲可以是重叠的而其它脉冲则不是。另外，可控制至少两个线圈绕组，以使它们的脉冲从不重叠或几乎不重叠。这样的示例可用于通过错开两个完全或部分重叠的线圈来增加脉冲的速率。

还可以进行进一步的变形。例如，可以双相方式来控制组合中的某个或某些线圈，而以单相方式控制组合中的其它的一个或多个线圈。相比另一个或另一些线圈产生的更快的脉冲而言，某个或某些线圈会产生较慢的脉冲。可产生基本上振荡的，具有不同的频率、谐振频率或在另一种方式上不同的两个脉冲。

该方法还可包括确定mTMS线圈设备的位置和/或方位的步骤。另外，该方法还可包括确定感应电场和/或产生的磁场的目标的期望位置和期望方位。这些可以是导航TMS的典型步骤。然后，通过分别控制来自多个线圈绕组的磁场的产生，能在目标位置以期望的方位产生期望的磁场和/或感应电场。

一种方法还可包括为要产生的磁场/电场选择新的目标位置和/或方位；以及分别控制来自mTMS线圈设备的第一线圈绕组和第二线圈绕组的磁场的产生，以在不调整mTMS线圈设备的位置或方位的情况下产生针对新的目标的期望磁场/电场。

在不使用根据本发明的mTMS设备的情况下，使用TMS设备的人需要调整TMS线圈设备的物理位置和物理方位以产生期望的激励。如果在刺激期间用户移动、难以将TMS线圈设备稳定在一个位置或者难以使用设备，则通过操作人员来提供准确且期望的刺激会是非常具有挑战性的。利用本设备和方法，根据对线圈绕组进行组合，用户通常仅需要在期望的位置附近调整mTMS线圈设备，系统通过控制不同的线圈绕组即可对不适当的调整进行补偿。

此处所描述的方法还可由存储在暂时性或非暂时性的计算机可读介质上的计算机程序产品来实现。

进一步的实施例还包括处理器和/或计算机。计算机的示例有：例如传统计算机及其一个或多个变形(例如移动电话、平板电脑或客户定制的设备)。还可包括用于控制刺激目标和参数的计算程序产品和/或电子控制设备。

可将激励目标认为是例如涉及给定激励方位和深度的单一激励位置，涉及一组不同的激励(例如涉及不同方向、力量、时长和深度的激励)的单一激励位置，或其可包含或包括许多在空间上被刺激的不同位置。可同时或延迟期望的时间来刺激不同的目标。可同时刺激其中的一些目标，也可单独刺激其中的一些目标。可由用户确定或通过算法计算刺激的顺序。在此框架内还可包括作为一种选择的重复TMS。

当要刺激目标时，计算机程序产品可计算向目标传送期望的激励所需的线圈绕组电流和/或其波形。计算程序可基于例如球形的头部模型、边界元素法或有限元素法。该计算可在给定激励之前基本上在线进行，或者该计算也可基于使用查找表或使用预先计算的参数值(例如在电流幅值/波形需要扩展的情况下，还可能带有修正项，)而进行，这可被认为是离线计算。

多个线圈绕组的布设允许在不移动(或旋转)线圈的情况下来改变激励目标(或激励方位)。可由用户利用计算机程序产品、计算机程序参数或者通过将线圈移动至期望的位置，来确定刺激目标。如果mTMS线圈具有有限范围的可刺激的目标(例如仅可沿特定的方向进行刺激)，则这可允许改变刺激区域/改变刺激方位。

计算机程序产品可包括例如受体的头部/脑部的解剖学图像(例如MRI、CT图像、照片或CAD模型)，用户可在该图像上标记期望的激励目标。因此，计算机程序产品可知晓用户想被刺激的目标。计算机程序产品还可持续追踪已被刺激的目标。

电子确定目标的过程可考虑线圈或头部的移动。这可基于分别测量头部和线圈的位置。因此，当线圈和头部相对于彼此移动时，计算机程序产品相应地调整激励参数，从而将期望的刺激(例如给定的电场强度)传送给目标。还可在为了适应受体的头部而调整线圈(例如通过使线圈变形或对线圈模块进行定位)时进行此种调整。如果mTMS线圈或一组mTMS线圈中的一个mTMS线圈仅部分覆盖目标区域，则计算机程序产品可协助用户将线圈设置在距离目标足够近的位置，从而可将期望的刺激传送给目标。

如上面所提到的，激励顺序可基于用户确定的方式或通过算法设计，例如利用系统的反馈(例如测量的脑电描记术(EEG)数据或来自肌肉的电信号)。mTMS设备可与EEG或可向刺激系统提供反馈的其它生理学测量特征一同使用。反馈可以是自动的(例如EEG数据)，也可由操控者给定。反馈还可基于例如是在给定任务(例如对象命名)中的受体/患者的表现。可利用反馈数据来调整/选择针对下一次激励的参数(或稍后出现的一些刺激)。

另外，如上面所提及的，多个线圈绕组可共享一条返回线。例如，mTMS线圈设备可包括位于盒体内的至少两个线圈绕组。每个线圈绕组可具有功率输入线。每个线圈绕组的功率输入线可以是单独的，或者可被两个或更多个线圈绕组共享。另外，至少两个线圈绕组具有一条共享的功率返回线。

在具有多个线圈绕组的mTMS线圈设备中，一些线圈绕组可具有它们自己的返回线，一些线圈绕组可共享公共的返回线。图8示出了具有两个线圈组合82且共用一条功率返回线缆89的mTMS线圈设备的示例。

每个线圈绕组可具有单独的功率返回线，例如图8中的返回线87和86，其中多通道TMS线圈设备还包括将单独的功率返回线86和87连接至共享的功率返回线89的至少一个连接器88。

另外，从图8中可以看出，功率返回线86和87可以朝向彼此附近的位置和/或可以彼此重叠。可将功率返回线的路径分别布设在盒体内和/或可将它们期望的位置设计在线圈绕组自身内部。

此处描述的是多通道经颅磁刺激(mTMS)线圈设备，其包括：位于盒体内的至少两个线圈绕组，其中每个线圈绕组具有功率输入线，且至少两个线圈绕组具有一条共享的功率返回线。mTMS线圈设备还可使所有的线圈绕组都共用相同的共享功率返回线。mTMS线圈设备还可以使得每个线圈绕组具有单独的功率返回线，其中多通道TMS线圈设备还包括将单独的功率返回线连接至共享的功率返回线的连接器。mTMS线圈设备还可以使线圈绕组中的至少两个线圈绕组的功率返回线朝向彼此附近的位置或彼此重叠。mTMS线圈设备还可进一步包括容纳至少两个线圈绕组的盒体。mTMS线圈设备还可使盒体针对每个线圈绕组包括一个功率输入线缆，并使功率返回线至少比功率输入线少一条。mTMS线圈设备还可使线圈绕组中的至少两个线圈绕组的功率输入线缆彼此分离。mTMS线圈设备还可使线圈绕组堆叠在彼此之上。mTMS线圈还可使线圈绕组中的至少两个线圈绕组具有截然不同的几何结构。

应该理解的是，本发明所公开的实施例不限于这里所公开的特定结构、处理步骤或材料，而应当延伸到相关领域的普通技术人员所理解的这些特征的等同替代。还应当理解的是，在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而并不意味着限制。

说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，说明书通篇各个地方出现的短语“一个实施例”或“实施例”并不一定均指同一个实施例。

为了方便，在此使用的多个项目、结构单元、组成单元和/或材料可出现在共同列表中。然而，这些列表应解释为该列表中的每个元素分别识别为单独唯一的成员。因此，在没有反面说明的情况下，该列表中没有一个成员可仅基于它们出现在共同列表中便被解释为相同列表的任何其它成员的实际等同物。另外，在此还可以连同针对各元件的替代一起来参照本发明的各种实施例和示例。应当理解的是，这些实施例、示例和替代并不解释为彼此的等同物，而被认为是本发明的单独自主的代表。

此外，所描述的特征、结构或特性可以任何其它合适的方式结合到一个或多个实施例中。在下面的描述中，提供一些具体的细节，例如长度、宽度、形状等，以提供对本发明的实施例的全面理解。然而，相关领域的技术人员将明白，本发明无需上述一个或多个具体的细节便可实现，或者也可采用其它方法、组件、材料等实现。在其它示例中，周知的结构、材料或操作并未详细示出或描述以免模糊本发明的各个方面。

虽然上述示例用于说明本发明在一个或多个应用中的原理，但对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的原理和思想的情况下，明显可以在形式上、用法及实施的细节上作各种修改而不用付出创造性劳动。因此，本发明由所附的权利要求书来限定。

Claims (23)

1.一种多通道经颅磁刺激mTMS线圈设备，包括：

-具有第一功率输入线的第一线圈绕组；

-具有第二功率输入线的第二线圈绕组；以及

-其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组至少部分重叠。

2.根据权利要求1所述的mTMS线圈设备，还包括盒体，其中，将所述第一线圈绕组和第二线圈绕组封装在所述盒体内。

3.根据权利要求2所述的mTMS线圈设备，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组仅在所述盒体内部分重叠。

4.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，至少一个线圈绕组是8字型线圈绕组。

5.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组各自用于在电流流经其中时以至少一个预定的方向和方位产生感应电场。

6.根据权利要求5所述的mTMS线圈设备，其中，由所述第二线圈绕组产生的感应电场的预定的方向和/或方位不同于由所述第一线圈绕组产生的感应电场的预定的方向和/或方位。

7.根据权利要求5或6所述的mTMS线圈设备，其中，所述第二线圈绕组用于产生用于改变所述第一线圈绕组的电场的方向、位置和/或方位的电场。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述线圈绕组至少在由线圈绕组中的至少一个线圈绕组产生的电场的预定的方向重叠。

9.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组具有相同的几何结构。

10.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组具有不同的几何结构。

11.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组各自具有对称轴和中心点，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组设置成它们的中心点重叠且它们各自的对称轴之间存在夹角。

12.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组各自具有对称轴和中心点，其中，所述第一线圈绕组和第二线圈绕组设置成它们的中心点不重叠。

13.根据权利要求11或12所述的mTMS线圈设备，其中，线圈中的一个线圈的中心点的位置相对于其他线圈的中心点的位置可调。

14.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，线圈绕组中的一个线圈绕组堆叠在其他线圈绕组的上面，但与其他线圈绕组电性分离。

15.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，其中，所述第二线圈绕组的位置和方位相对于所述第一线圈绕组是固定的。

16.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，具有至少一个附加的线圈绕组。

17.根据上述权利要求任一项所述的mTMS线圈设备，还包括用于分别控制每个线圈绕组的功率输入线中的电流的控制器。

18.一种控制根据权利要求1至17中任一项所述的mTMS线圈的方法，包括以下步骤：

-控制流经第一功率线的第一电流以产生第一主要电场；以及

-通过单独控制流经第二功率线的第二电流以产生第二次要电场，来修改所述主要电场的位置、方向和/或方位。

19.一种控制根据权利要求1至17中任一项所述的mTMS线圈的方法，包括以下步骤：

-控制流经第一功率线的第一电流以产生第一主电场；以及

-通过调整第二线圈绕组相对于所述第一线圈绕组的位置和/或方位，来修改所述主要电场的位置、方向和/或方位。

20.根据权利要求18或19所述的方法，还包括利用位于相同位置并沿相同方位的mTMS线圈设备，在不同的目标点和/或沿不同的方位产生至少两个电磁脉冲的步骤。

21.根据权利要求18至20中任一项所述的方法，还包括以下步骤：

-确定mTMS线圈设备的位置和方位；

-确定要产生的电场的目标的期望的位置和方位；以及

-分别控制来自所述mTMS线圈设备的第一线圈绕组和第二线圈绕组的电场的产生，以在所述目标处产生期望的电场。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括以下步骤：

-针对要产生的电场选择新的目标位置和/或方位；以及

-分别控制来自所述mTMS线圈设备的第一线圈绕组和第二线圈绕组的电场的产生，以在不调整所述mTMS线圈设备的位置或方位的情况下产生针对所述新的目标的期望的电场。

23.一种存储有一组用于使处理器执行如权利要求18至22中任一项所述的方法的计算机可读指令的计算机可读介质。