CN108471978B - 神经刺激设备和生物磁场测量系统 - Google Patents

神经刺激设备和生物磁场测量系统 Download PDF

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Abstract

提供了神经刺激设备。该神经刺激设备从身体表面检测神经活动和施加刺激。该神经刺激设备包括刺激设备，所述刺激设备具有多个电极和电流供给单元，所述多个电极被布置在皮肤上，所述电流供给单元供给电流至电极，所述刺激设备经皮提供电流至活体以刺激靶标神经；测量设备，所述测量设备测量根据来自刺激设备的刺激神经所支配的肌肉活动；和信息处理设备，所述信息处理设备基于获自测量设备的神经活动测量结果确定能够提供等于或大于期望值的靶标神经活动的电极。

Description

神经刺激设备和生物磁场测量系统
[技术领域]
本发明涉及神经刺激设备和生物磁场测量系统。
[背景技术]
近年来，根据包括磁共振成像(MRI)等在内的诊断成像设备的进展，进行压迫损伤引起的脊髓和外周神经的病变部位诊断已经变得容易。然而，存在很多情况，例如，即使根据图像明显存在压迫也没有发现任何症状。因此，通过仅仅利用基于图像的形态学信息不能真实地诊断脊髓或外周神经的功能病变部位，因此，利用电生理学技术的神经功能诊断仍然是不可或缺的测试(检验，tests)。
为了进行详实的病变部位诊断，通过使用寸动技术(寸移技术，inchingtechnique)来测量神经诱发电位是最佳的方式。但是，由于电流受到来自远离身体表面内部深处的神经的周围组织(特别是脊髓中)的强烈影响，难以从身体表面精确地评价神经功能。因此，通过术中在脊髓附近设置电极、或通过术前和经皮在硬膜外隙或蛛网膜下隙中插入导管电极，测量脊髓诱发电位。插入导管电极是侵入性的并且需要技巧，并且不能被认为是对于诊断可以容易进行的测试。因此，需要非侵入性并且简单的电生理学技术。
应注意，当电流流动时，根据右手螺旋法则在电流周围产生磁场。该磁场具有几乎不受诸如骨和软组织的生物组织影响的性质，并且已知理论上生物磁场测量与电位测量相比具有更高的空间精确度。生物磁场测量是用于从活体外测量根据活体的神经和肌肉活动产生的微小磁场和分析活动来源的行为的技术。生物磁场测量系统已经被开发并被引入医疗机构(medical sites)，在该系统中使用了利用超导量子干涉装置(SQUID)的多通道磁力测量设备。
目前，生物磁场测量已经被特别应用于大脑研究领域，因此，已经以高空间精确性鉴定出脑活动。进一步，主要的脊柱/脊髓手术和外周神经手术的医疗机构一直关注生物磁场测量系统作为通过测量根据脑以外的神经系统如脊髓和外周神经的活动的磁场来诊断发生神经系统障碍情况中的神经信号传播障碍的有效技术。应注意，已知数篇论文其中描述了测量脊髓诱发磁场的实验例。
为了测量活体的神经磁场，需要神经刺激设备连同磁力测量设备。通过根据神经刺激设备的刺激电流刺激外周神经，并且通过磁场测量设备测量因刺激由神经活动产生的磁场。通过使磁场测量与电流刺激同步，测量的磁场可以被鉴定为由外周神经和脊髓中流动的电流产生。然而，向外周神经施加稳定的刺激电流是困难的。例如，神经与刺激电极之间的位置关系的细微变化使适当的外周神经刺激不能实现，因此施加最佳外周神经刺激变得困难，这是一个问题。
因此，已研究这样的技术：其中使用了多个刺激负电极和用于选择该电极中的最佳电极的电路。在该技术中，应该选择适当地刺激神经的电极，并且神经应以高效率被刺激(例如，参见PTL 1)。利用上述技术，可以实现对神经经皮施加最佳刺激的神经刺激设备。
[引用列表]
[专利文献]
[PTL 1]日本未审查专利申请公开号2006-271689
[发明概述]
[问题解决方案]
提供了神经刺激设备。该神经刺激设备从身体表面检测神经活动和施加刺激。该神经刺激设备包括刺激设备，所述刺激设备具有布置在皮肤上的多个电极和将电流供给至所述电极的电流供给单元，该刺激设备经皮提供电流至活体并且刺激靶标神经；测量设备，所述测量设备测量根据刺激设备的刺激由神经支配的肌肉活动；以及信息处理设备，所述信息处理设备基于获自测量设备的神经活动测量结果来确定能够提供等于或大于期望值的靶标神经活动的电极。
[发明的有利效果]
根据实施方式，可以提供选择神经刺激电极的精确度提高的神经刺激设备。
[附图简述]
[图1]图1是示例脊髓诱发磁场测量系统的图。
[图2]图2是示例神经刺激设备的实例的图。
[图3]图3是示例其中神经刺激设备的电极被附接至对象的身体的部分的状态实例的示意图。
[图4]图4是示例处于图3的状态的神经刺激设备的操作的流程图。
[图5A]图5A是示例将要附接至对象的附接单元的结构的实例的图。
[图5B]图5B是示例将要附接至对象的附接单元的结构的实例的图。
[图5C]图5C是示例将要附接至对象的附接单元的结构的实例的图。
[图6]图6是示例其中附接单元被附接至对象的状态的实例的横截面视图。
[图7A]图7A是示例三维结构的具体结构的实例的透视图。
[图7B]图7B是示例三维结构的具体结构的实例的透视图。
[图8]图8是示例刺激负电极的布置的实例的平面图。
[图9]图9是示例可移动单元的具体结构的实例的横截面视图。
[图10A]图10A是示例最大肌电信号的测量结果实例的图。
[图10B]图10B是示例最大肌电信号的测量结果实例的图。
[图11]图11是示例电刺激施加至对象的手臂(臂，arm)时肌电测量和刺激负电极之间的关系的实例的图。
[实施方式描述]
本发明基于以上完成，并且目标是提供其选择神经刺激电极的精确度提高的神经刺激设备。
在下文中将参考附图对实施方式进行描述。应注意，在每个附图中，相同的编号被分配给相同的元件并且重复的描述可被省略。
(脊髓诱发磁场测量系统)
在实施方式中，显示了其中神经刺激设备被用于作为生物磁场测量系统的脊髓诱发磁场测量系统的实例。图1是示例脊髓诱发磁场测量系统1的图。
参考图1，脊髓诱发磁场测量系统1包括作为主要元件的磁力测量设备10、低温容器20和神经刺激设备30。神经刺激设备30是用于从身体表面施加电刺激至神经的设备。磁力测量设备10包括SQUID传感器阵列11和信号处理单元12，并且测量由神经刺激设备30的电刺激在活体中诱发的磁场。
脊髓诱发磁场测量系统1的部分被布置在磁力屏蔽室100中。使用磁力屏蔽室100的原因是为了测量脊髓诱发磁场，该脊髓诱发磁场是由活体产生的弱磁场。该磁力屏蔽室100可以通过例如层压由坡莫合金等(其为高导磁率材料)制成的板和由导体如铜和铝制成的板来构建。
磁力屏蔽室100具有例如约2.5m×3.0m×2.5m大的内部空间，并且包括能够运送器材和仪器和能够让人进出的门110。类似于磁力屏蔽室100的其它部分，门110可以通过层压由坡莫合金等(其为高导磁率材料)制成的板和由导体如铜和铝制成的板来构建。
应注意，在本说明书中，高导磁率材料指代其相对导磁率大于1000的材料。作为高导磁率材料，除了坡莫合金，还可以列出铁、镍、或钴的单纯物质，铁、镍、或钴的合金(包括无定形合金、粉末、纳米颗粒)，铁氧体等。
以下，对脊髓诱发磁场测量系统1和其外围部件进行更详细地描述。在磁力屏蔽室100中，布置平台150。进一步地，在磁力屏蔽室100中，布置低温容器20，并且用于测量、控制等的信号线路61被连接至低温容器20中的SQUID传感器阵列11。信号线路61包括用于降低磁场噪声的绞合线缆(twisted cable)等，并且通过在磁力屏蔽室100中打开的孔洞1001从磁力屏蔽室100拉出，并连接至包括在磁力测量设备10中的信号处理单元12。
在利用脊髓诱发磁场测量系统1进行的测量中，对象500其背部平置在磁力屏蔽室100中的平台150上，并且在对象500处于休息(resting)状态时进行脊髓诱发磁场测量。通过在对象500处于休息状态时进行测量，不仅可以降低对象500的负担，而且可以降低因对象500的不必要移动造成的对象500和测量设备之间的位置间隙，以及降低肌肉拉伸产生的来自肌肉的磁场噪声等。
低温容器20也称为杜瓦瓶，并且存放SQUID传感器阵列11(其检测活体产生的磁场)的低温操作所需的液氦。低温容器20包括例如适于脊柱诱发磁场测量的突出单元201，并且SQUID传感器阵列11被布置在突出单元201内。
可以在其背部平置的对象500的颈椎或腰椎与突出单元201(SQUID传感器阵列11在其内)接触的状态下进行脊髓诱发磁场测量。
当测量脊髓诱发的磁场时，需要通过利用电刺激有意地引发神经活动。因此，通过利用神经刺激设备30将电刺激施加至对象500。具体地，神经刺激设备30包括电极310，电极310附接至对象500的身体的部分，并且电刺激被施加至对象500。电极310包括至少刺激正电极和刺激负电极，并且被附接至部分皮肤上，在该部分皮肤处电刺激可以被有效地施加至对象500的肘关节的正中神经、膝关节的腓神经等。
用于传送刺激的信号线路62被附接至电极310。信号线路62包括用于降低磁场噪声的绞合线缆等。信号线路62通过在磁力屏蔽室100中打开的孔洞1002从磁力屏蔽室100拉出，并且连接至布置在磁力屏蔽室100外的神经刺激设备30的主体(除了电极310之外的部分)。电极310的详细内容将在稍后进行描述。
为了引发对象500的神经活动，电刺激设备30可以引起脉冲状电流在电极310的刺激正电极和刺激负电极之间流动。关于脊髓诱发磁场测量时的电刺激，例如，在几个Hz下施加大约几个mA的脉冲电流。通过SQUID传感器阵列11检测电刺激诱发的神经活动所引起的来自脊髓的磁场。
在脊髓诱发磁场测量系统1中，在施加电刺激时用于电刺激的电流本身即是磁场噪声。具体地，在信号线路62中从电刺激设备30流动至电极310并且在电极310的刺激正电极和刺激负电极之间流动的脉冲电流所产生的磁场进入SQUID传感器阵列11，并成为噪声。
由信号线路62产生的磁噪声通过使用绞合线缆和光传输而降低。但是，由在电极310的刺激正电极和刺激负电极之间流动的脉冲电流产的磁噪声不能通过使用绞合线缆和光传输而降低。因此，为了降低用于电刺激的脉冲电流所产生的磁场噪声以及为了更精确地测量脊髓诱发磁场，可以通过由高导磁率材料如坡莫合金制成的磁力屏蔽罩覆盖附接至对象500的身体的部分上的电极310的附近区域。
(神经刺激设备)
[神经刺激设备的总述和操作]
接下来，对神经刺激设备30将进行详细描述。图2是示例神经刺激设备30的实例的图(框图)。如图2中示例，神经刺激设备30包括电极310、电流供给单元320、选择电路330、肌电图描记器340和个人计算机(PC)350。
电极310包括布置在皮肤上的刺激负电极311、刺激正电极312、检测负电极313和检测正电极314。刺激负电极311是刺激电极的、用于通过电刺激引发神经活动的负侧电极。多个刺激负电极311被提供。刺激正电极312是刺激电极的、用于通过电刺激引发神经活动的正侧电极。检测负电极313是检测电极的、用于通过使用肌电图描记器340测量肌肉的活动电位(肌电图)的负侧电极。检测正电极314是检测电极的、用于通过使用肌电图描记器340测量肌肉的活动电位的正侧电极。
电流供给单元320是用于例如将刺激电流供给至由选择电路330选择的刺激负电极311中的一个的电路。选择电路330从多个刺激负电极311中选择一个刺激负电极311。应注意，如需，选择电路330可选择多个刺激负电极311，并且电流供给单元320可将刺激电流同时供给至由选择电路330选择的多个刺激负电极311。
如上所述，用于经皮施加电刺激至活体神经的刺激设备可以通过电流供给单元320、选择电路330、刺激负电极311和刺激正电极312实现。
肌电图描记器340是用于测量检测负电极313和检测正电极314之间的活动电位的设备。应注意，可使用肌电图描记器以外的设备，只要该设备能够测量经由上述刺激设备刺激的神经所支配的肌肉的活动。例如，可使用加速传感器、运动传感器等。进一步，可不测量由神经支配的肌肉的活动。可从身体表面通过检测电极测量被刺激神经本身的活动电位(神经诱发电位)。
PC 350是信息处理设备，其接收来自测量设备如肌电图描记器340等的肌肉活动测量结果，并且确定产生最大肌肉活动的刺激电极。PC 350可以向和从电流供给单元320、选择电路330和肌电图描记器340传送和接收指令和数据。PC 350可包括，例如，中央处理单元(CPU)、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、主存储器等。
在此情况下，PC 350的各种功能可以通过使存储在ROM等中的程序被读入主存储器和由CPU执行来实现。如需，PC 350的CPU可以从和向RAM读取和写入数据。应注意，PC 350的部分或全部可仅通过硬件实现。进一步，PC 350可在物理上由多个设备组成。进一步，PC350可包括硬盘设备、光盘设备等。
图3是示例其中神经刺激设备的电极被附接至对象500的身体的部分的状态的实例的示意图。图4是示例图3的状态下的神经刺激设备的操作的流程图。
在图3中，安装在附接单元40上(详细内容将稍后通过参考图5和图6描述)的多个刺激负电极311被布置与对象500的皮肤接触，并且连接至选择电路330。进一步，安装在附接单元40上的刺激正电极312被布置与对象500的皮肤接触，并且连接至电流供给单元320。进一步，检测负电极313和检测正电极314被布置与对象500的皮肤接触，并且连接至肌电图描记器340。
在图3的状态后，如图4中示例，首先，在步骤S101中，PC 350传送指令至选择电路330并选择刺激负电极311中的一个作为第一刺激负电极。接下来，在步骤S102中，PC 350传送指令至电流供给单元320，并通过在选择的刺激负电极311和刺激正电极312之间提供刺激电流而施加电刺激至神经。
接下来，在步骤S103中，肌电图描记器340测量在检测负电极313和检测正电极314之间产生的肌肉活动电位。由肌电图描记器340测量的肌肉活动电位被传送至PC 350。接下来，在步骤S104中，PC 350将多个选择的刺激负电极311与测量结果(测量的肌肉活动电位)相关联，并且将关联结果存储在RAM等中。接下来，在步骤S105中，PC 350传送指令至选择电路330，并选择刺激负电极311中的下一个。
接下来，在步骤S106中，PC 350确定是否已经完成最后一次测量，其中使用了从刺激负电极311中最后选择的一个刺激负电极311。在PC 350在步骤S106中确定最后一次测量尚未完成的情况下(在“否”情况下)，步骤返回至步骤S102并将重复上述过程。另一方面，在PC 350在步骤S106中确定最后一次测量已经完成的情况下(在“是”情况下)，步骤移至步骤S107。
接下来，在步骤S107中，PC 350，基于选择的刺激负电极和存储在RAM等中的相应的肌肉测量活动电位的数据，确定哪些刺激负电极311指示了已达到参考值的活动电位。然后，当测量脊髓诱发磁场时，将选择该确定的刺激负电极311。应注意，如需，图4的过程将再次进行，并且刺激负电极311可被再次选择。作为“如需”的实例，可以列举附接单元40的位置被移动的情况等。
[附接单元的结构实例]
图5A至5C是示例附接至对象500的附接单元40的结构的实例的图。图5A是平面图。图5B是底视图。图5C是沿图5A中的A-A线的横截面视图。图6是示例其中附接单元40被附接至对象500的状态的实例的横截面视图。应注意，在除了横截面视图之外的图中，导电材料390的示例被省略(在后续图中也一样)。
参考图5A-5C和图6，在附接单元40中，布置了被包括在神经刺激设备30中的电极310的部分。在图5A-5C的实例中，七个刺激负电极311(311A-311G)和刺激正电极312被布置。刺激负电极311的数量不限于七个。可相应地布置所需数量的刺激负电极311。
附接单元40包括带41、安置在带41的前表面上的可移动单元42和安置在可移动单元42上的三维结构43。应注意，前表面与活体(对象的手臂等)触碰。
带41是用于将刺激负电极311和刺激正电极312附接和固定至对象500的手臂等的构件，并且具有挠性。为了根据神经的位置改变刺激负电极311的位置，可移动单元42具有这样的结构：其中布置在三维结构43上的刺激负电极311能够与三维结构43一起在带41上沿纵向方向滑动。换言之，可移动单元42致使刺激负电极311在带41上滑动，并致使刺激负电极311和刺激正电极312之间的位置关系可改变。应注意，可在有需要的情况下包括可移动单元42。
三维结构43是安置在刺激负电极311的底部下方的、在对象500的皮肤侧呈凸状的构件。三维结构43具有如下功能：当附接单元40被附接至对象500的手臂等时，通过将刺激负电极311压向皮肤，致使刺激负电极311更接近神经。
输入负电极44在带41的后表面上突出。选择电路330可被安装在带41的前表面上。选择电路330的输入连接至输入负电极44，并且选择电路330的输出连接至每个刺激负电极311(311A至311G)。选择电路330可包括例如继电器或半导体开关。
输入负电极44是用于连接至外部线缆的旋钮——在电流供给单元320供给刺激电流时和在PC 350向选择电路330传送应该选择哪个刺激负电极311的指令时。换言之，输入负电极44连接至基于来自PC 350的指令由选择电路330选择的刺激负电极311。进一步，输入负电极44是来自电流供给单元320的刺激电流所流入的通道的一部分。
刺激正电极312被安置在带41的前表面上。输入正电极45在带41的后表面上突出。输入正电极45是用于在刺激电流从电流供给单元320供给时连接至线缆的旋钮，并且电连接至刺激正电极312。优选地，刺激正电极312和刺激负电极311(311A至311G)中与刺激正电极312最接近的刺激负电极311之间的距离等于或大于2cm。
应注意，优选在刺激负电极311和刺激正电极312的、与对象500的手臂等触碰的部分处具有导电材料390。通过上述布置，可以降低刺激负电极311和活体表面(对象500的手臂等的表面)之间、以及刺激正电极312和活体表面之间的接触电阻，并且因此更容易地将刺激电流注入至神经。作为导电材料390，可以使用例如，导电凝胶，氯化银等。
带固定条带46和47分别被安置在带41的前表面和后表面上。带固定条带46和47用于在带41缠绕对象500的手臂等时联结带41的两端。
应注意，三维结构43可具有如图7A中所示例的半圆柱体(所谓“蒲鉾(kamaboko)”形状)的凸状部分的横截面形状，可具有如图7B中所示例的平截圆锥体的凸状部分，或可具有其它形状的凸状部分。重点是，无论三维结构43的结构可能是什么，该结构可以是任何结构，只要该结构具有致使刺激负电极311被压向皮肤并且致使刺激负电极311更接近神经的功能。
进一步，如图8中所示例的，刺激负电极311(311A至311G)的平面形状可以是，例如，圆形。在此情况下，优选地，相邻的刺激负电极311的中心到中心距离S小于3mm。如果相邻的刺激负电极311的中心到中心距离S等于或大于3mm，则神经选择性可下降。
进一步，优选地，各刺激负电极311(311A至311G)的面积等于或大于12mm2。在各刺激负电极311的平面形状是圆形的情况下，优选各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000071
等于或大于4mm。上述布置是优选的，因为在各刺激负电极311(311A至311G)的面积小于12mm2的情况下(在各刺激负电极311的平面形状是圆形的情况下，各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000072
小于4mm)，疼痛变得严重，并且脊髓诱发磁场的测量变得难以进行。
应注意，各刺激负电极311(311A至311G)的平面形状可以不是圆形。各刺激负电极311(311A至311G)的平面形状可以是，例如，长方(长圆)形(oblong)或多边形(六边形等)。进一步，刺激负电极311(311A至311B)的布置不限于图8的实例，并且可被适当地确定。
图9是示例可移动单元42的具体结构的实例的横截面视图。图9中示例的可移动单元42包括基体421、带件422和齿轮423。基体421是板形构件，用于将带41固定至可移动单元42。带件422是挠性膜状构件，刺激负电极311被固定至其上表面，其根据齿轮423的转动而滑动。
例如，可以包括用于旋转齿轮423的小型马达，驱动信号可从电流供给单元320供给至该马达以旋转齿轮423，并且可以致使可移动单元42的带件422滑动。通过上述布置，可以致使带件422上的刺激负电极311沿带41的纵向方向滑动。
通过包括可移动单元42，可以根据对象500的手臂等的厚度任意地改变刺激负电极311和刺激正电极312之间的位置关系。由此，可以提高神经选择精确度和精确刺激神经。
[测量实例]
如图8中示例，七个刺激负电极311(311A至311G)被布置。进一步，各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000081
等于或大于4mm。获得刺激负电极311的肌电信号——通过该电极，约10ms时出现的信号指示最大值(在下文中，称为最大肌电信号)——分别在相邻的刺激负电极311的中心到中心距离S等于或大于3mm的情况下、以及在相邻的刺激负电极311的中心到中心距离S小于3mm的情况下。关于刺激电流，电流值为7mA，并且频率为5Hz。
进一步，附接单元40在每次进行测量时被附接和拆卸。对于每次测量获得数据100次。根据100个数据组的平均值，在各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000082
等于或大于4mm并且相邻刺激负电极311的中心到中心距离S等于或大于3mm的情况下，约10ms时出现的最大肌电信号为约0.25mV，如图10A中示例。
另一方面，在各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000083
等于或大于4mm并且相邻刺激负电极311的中心到中心距离S小于3mm的情况下，约10ms时出现的最大肌电信号为约1.0mV，如图10B中示例。
换言之，在将相邻刺激负电极311的中心到中心距离S等于或大于3mm情况下的最大肌电信号(约10ms时)与在相邻刺激负电极311的中心到中心距离S小于3mm情况下的最大肌电信号(约10ms时)比较时，在小于3mm情况下获得约四倍强于等于或大于3mm情况的肌电信号。
应注意，当获得图10B的肌电图时，七个刺激负电极311(311A至311G)如图8所示布置，各刺激负电极311(311A至311G)的直径
Figure BDA0001669726190000084
为4mm，并且相邻刺激负电极311的中心到中心距离S为2mm。
应注意，以图8的布置，在各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000085
小于4mm的情况下也尝试了肌电信号测量。但是，在各刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000086
小于4mm的情况下，对象500的疼痛过于强烈。因此没有施加神经刺激，并且没有进行测量。
图11是示例电刺激被施加至对象500的手臂时肌电测量和刺激负电极之间的关系的实例的图。根据上述测量结果，可以说，刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000087
决定了疼痛程度。进一步，可以说，相邻刺激负电极311的中心到中心距离S决定了神经选择性是好还是坏。
进一步，如图11的左上侧中示例，在刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000088
等于或大于4mm并且相邻刺激负电极311的中心到中心距离S小于3mm的情况下，疼痛不存在并且神经选择性良好(换言之，刺激负电极311的空间分辨率(spatial resolution)是合适的)。由此，获得了如图10B中所示例的良好肌电波形。
进一步，如图11的右上侧中示例，在刺激负电极311的直径
Figure BDA0001669726190000089
等于或大于4mm并且相邻刺激负电极311的中心到中心距离S等于或大于3mm的情况下，神经选择性不好。由此，肌电信号弱于相邻刺激负电极311的中心到中心距离S小于3mm的情况，并且获得了如图10A中所示例的肌电波形。
进一步，如图11的左下侧和右下侧中示例，在各刺激负电极311的直径
Figure BDA00016697261900000810
小于4mm的情况下，不论相邻刺激负电极311的中心到中心距离S的大小，对象500的疼痛过于严重而不能施加神经刺激，并且没有进行测量。
如上所述，根据实施方式的神经刺激设备30分离式地包括刺激单元(刺激负电极和刺激正电极)和检测单元，并且在检测单元中应用肌电图描记器。进一步，电流被供给至布置在皮肤上的多个电极，并且电刺激被施加至活体的神经。进一步，从肌电图描记器(其测量由被刺激神经支配的肌肉的活动)接收肌肉活动的测量结果，并且确定(通过)哪些电极的肌肉活动足够强。由此，可以提高神经选择精确度和精确刺激靶标神经。换言之，可以提供其中选择神经刺激电极的精确度提高的神经刺激设备。
进一步，通过分离式地包括刺激单元和检测单元，可以以高纯度检测在低电阻神经中流动的电流。进一步，通过使用能够根据在神经中流动的电流以高灵敏度检测肌肉活动的肌电图描记器，可以保证神经被精确地刺激。换言之，为了精确地刺激神经，可以精确地检测神经。进一步，对象的疼痛不太强烈，并且因此可以实现没有不适的测量环境。
已经描述了优选的实施方式。但是，实施方式不限于上述，并且各种改动和替换可以在不脱离权利要求范围的情况下应用于以上实施方式。
例如，在上述实施方式中，示例了用于检测在脊髓中流动的电流作为磁场的脊髓诱发磁场测量系统的实例(脊髓计量仪)，在该系统中包括根据实施方式的神经刺激设备和磁力测量设备。实施方式不限于以上。例如，可以实现包括根据实施方式的神经刺激设备和磁力测量设备的生物磁场测量系统如磁脑照相术(mannetoencephalography，MEG)。
进一步，在上述实施方式中，在磁力测量设备中，示例了其中利用SQUID传感器形成传感器阵列的实例，其不限于使用SQUID传感器。在磁力测量设备中，可以使用例如原子磁力计(AMM元件)、磁阻元件(magnetoresistive element，MR元件)、磁阻抗元件(magneticimpedance element，MI传感器)等，作为形成传感器阵列的传感器。
进一步，根据实施方式的神经刺激设备不限于被应用于脊髓诱发磁场测量系统，还可以被应用于一般的神经功能测试，如体感诱发电位(somatosensory evokedpotential，SEP)测试和运动神经传导速度(MCV)测试。
本申请基于2015年11月30日提交的日本优先权申请号2015-232936并且要求其优先权，其全部内容通过引用并入于此。
[参考编号的描述]
1 脊髓诱发磁场测量系统
10 磁力测量设备
11 SQUID传感器阵列
12 信号处理单元
20 低温容器
30 神经刺激设备
40 附接单元
41 带
42 可移动单元
43 三维结构
44 输入负电极
45 输入正电极
46，47 带固定条带
61，62 信号线路
100 磁力屏蔽室
110 门
150 平台
201 突出单元
310 电极
311，311A至311G 刺激负电极
312 刺激正电极
313 检测负电极
314 检测正电极
320 电流供给单元
330 选择电路
340 肌电图描记器
350 PC
390 导电材料
421 基体
422 带件
423 齿轮
500 对象
1001，1002 孔洞

Claims (8)

1.用于从身体表面检测神经活动和施加刺激的神经刺激设备，所述神经刺激设备包括：
刺激设备，其包括多个电极、在至少一侧上具有凸状部分的三维结构、和用于供给电流至所述电极的电流供给单元，所述电流供给单元被配置以经皮提供所述电流至活体以刺激靶标神经；
测量设备，被配置以测量所述刺激设备刺激的神经所支配的肌肉的活动、或所述神经自身的活动；和
信息处理设备，被配置以基于获自所述测量设备的神经活动的测量结果确定能够提供等于或大于期望值的靶标神经活动的电极，
其中所述电极包括多个刺激负电极，并且所述刺激负电极被布置在所述三维结构的所述凸状部分上，并且
其中相邻的刺激负电极的中心到中心距离S小于3mm。
2.根据权利要求1所述的神经刺激设备，其中
所述刺激设备包括选择电路，并且所述电流供给单元供给所述电流至由所述选择电路选择的电极。
3.根据权利要求1所述的神经刺激设备，其中
每个所述刺激负电极的面积等于或大于12mm2。
4.根据权利要求1所述的神经刺激设备，其中
所述三维结构具有半圆柱体形状。
5.根据权利要求1所述的神经刺激设备，其中
所述三维结构具有平截圆锥体形状。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的神经刺激设备，进一步包括：
带，其被配置以附接和固定所述电极至所述活体并且包括布置在所述带的一侧的表面上的可移动单元，所述侧与所述活体接触，其中
所述刺激负电极被布置在所述可移动单元上。
7.根据权利要求6所述的神经刺激设备，其中
所述电极包括刺激正电极，并且所述可移动单元致使所述刺激负电极在所述带上滑动并且致使所述刺激负电极和所述刺激正电极之间的位置关系是可改变的。
8.生物磁场测量系统，其包括：
根据权利要求1-7中的任一项所述的神经刺激设备；和
磁力测量设备，被配置以测量所述神经刺激设备的电刺激在所述活体中诱发的磁场。
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