CN209221337U - 包括多个环的线圈组件以及用于施加经颅磁刺激的头盔 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及包括多个环的线圈组件以及用于施加经颅磁刺激的头盔，每个环均具有配置成紧靠受试者器官放置并在该器官中感应出磁场的施加部分、经过远离施加部分并且远离器官的横向平面的升高部分以及将施加部分电连接到升高部分的中间部分。线圈组件包括：一个或更多个中间环，其施加部分被配置成横贯器官的中间区域；一个或更多个外围环，其施加部分被配置成横贯器官的外围区域，由此至少部分地与中间环的一部分交叉；以及一个或更多个加强元件，其被配置成将外围环的升高部分保持并固定在第一横向平面中并且将中间环的升高部分保持并固定在大致平行于第一横向平面的第二横向平面中，同时允许环的中间部分和施加部分进行有限程度的运动。

Description

包括多个环的线圈组件以及用于施加经颅磁刺激的头盔

技术领域

本实用新型总体涉及电磁线圈领域，特别是设计成放置在人科的头部区域上的电磁线圈。

背景技术

已知，可以通过施加由邻近组织定位的电磁线圈产生的交变磁场来刺激活组织，由此在离开的组织中引起电场。更具体地，磁刺激可以造成脑细胞中的电传导，结果，生成动作电位。例如，在经颅磁刺激(TMS)中，由定位在受试者头皮上的线圈生成的磁场用于诱导受试者大脑内的神经刺激。

在TMS技术中，短暂的磁脉冲用于利用法拉第电磁感应定律来引起大脑中的靶向神经元去极化。当以重复的方式进行TMS(被称为rTMS)时，可以实现神经质长期增强样或抑郁样效果。常规的磁刺激技术和线圈大多被设计用于大脑组织的表面刺激，但通常不能施加更深的刺激。因为表面刺激不会引起腹侧前额叶皮质以及其他奖赏及情绪相关的大脑结构(诸如伏隔核(腹侧纹状体))的有效刺激，可预测，更深的大脑刺激可更有效地治疗重度抑郁症及其他精神病和神经疾病。

刺激深部大脑区域(一般被称为深部TMS(dTMS))需要高的强度和准确度，这种高的强度和准确度是不可能通过当前可得到的常规磁刺激器使用标准线圈配置在不造成不希望的副作用(例如，癫痫发作或与过度刺激皮质区域相关的其他问题) 的情况下达到的。过去，rTMS过程不能直接刺激大于颅骨表面以下2cm的靶标。正研发深部rTMS技术以改进利用H-线圈的电磁场的深度穿刺，其中多个绕组被布置成使得由此生成的磁场汇总在一起，以允许直接模拟到颅骨表面以下4cm。

在过去的十年中，功能成像的进展识别了特定脑部区域，其具有与特定精神病症状和病征相关的改变的活动和体积，这可能跨越心理精神疾病的疾病与针对患者和陪护人员两者的脑神经疾病的疾病之间的理论差距(Downar和Daskalakis 2013；Zhang 等人，2014年)。生物工程的对应进展经由dTMS实现了这些改变的脑部区域的非侵入式调节，从而形成精神病患者广泛使用的有效的逻辑治疗并且整体地减少精神疾病的耻辱感。

虽然深层刺激也可以用大型圆形线圈或双锥形线圈来完成，但是它们的电磁场比H-线圈衰减得更厉害并且达到很深的靶标，在表面上必须使用比H-线圈更高的强度 (Roth等人，2007年；Pell等人，2011年)。更高的强度可能对患者而言不愉快且可能不安全。H-线圈刺激了比数字8线圈更广泛的区域，这消除了对成像和神经导航的需要；在没有导航的情况下，常规rTMS在27-32％的患者中丢失了靶标，为实现缓解，因治疗(NNT)所需要的高数量而使常规rTMS治疗变得昂贵(Johnson等人， 2013年；George等人，2010年)。H-线圈刺激更大区域(与常规线圈的3cm³相比，为18cm³)和更深结构的能力是与H-线圈同步地有效治疗dTMS的原因。

之前已在国际公开号WO 02/32504中描述了TMS的新颖方法，其中可以在使副作用最小化的同时进行深层大脑刺激。其中描述的装置包括基部和延伸部，基部具有用于各个电流路径的各个绕组，并且延伸部被设计成使大脑其他区域不希望的刺激最小化。

US 9,132,278描述了用于经颅磁刺激的系统和方法，所述系统包括头盔、定位部、刺激器和冷却系统。头盔包括用于深层大脑磁刺激的线圈。线圈具有基部和返回部，返回部可包括突出返回部和接触返回部。线圈被设计成使大脑各部的非期望刺激最小化，同时减少表面电荷的积累。在几个位置和/或以不同的次数刺激线圈，以将电场集中在特定的深度神经元结构上。

实用新型内容

本申请提供了一种电磁H-线圈(本文中总体被称为电磁线圈)组件，其被设计成在被治疗器官的组织中感应出磁场。H-线圈是实现深层大脑结构的直接非侵入式激活的唯一创新技术。为了有效地刺激深度神经元组织，本文中公开的H-线圈配置被设计成在靶标深部大脑区域中提供高电场幅值(例如，约100V/m)，并且在相对于表面区域的深部靶标区域中生成高百分比电场。

本文中公开的H-线圈可以用于引起与奖赏系统相关的大脑结构的激活，其被认为是对临床抑郁的发生起重要作用。所述奖赏系统包括皮质和亚皮质前额叶皮质 (PFC)中的神经元结构，背外侧PFC、腹侧外侧PFC和内侧PFC。越来越多的证据表面，PFC区域与腹侧被盖区(VTA)和伏隔核两者之间的相互作用在与包括抑郁的奖赏系统相关的序列方面起显著作用。本申请的H-线圈实施方式可以引起皮质和亚皮质PFC区域、侧向和内侧两者(偏好左半球)的有效激活。

在一些可行的实施方式中，所述H-线圈由横截面面积约为7到10mm²且长度约为700到800cm的导电线材(例如，由铜制成)制成，缠绕以形成12个绕组(本文中也被称为环)。电磁线圈的绕组/环被串联地电连接。每个绕组/环均具有配置成紧靠被治疗器官放置并在该被治疗器官中感应出磁场的施加部分、经过远离被治疗器官的横向(水平)平面的升高部分以及将环的施加部分电连接到升高部分的一个或更多个中间部分。

可选地，并且在一些实施方式中优选地，所述电磁线圈被设计用于TMS应用。特别是，本文中公开的线圈组件的实施方式被配置成有效地激活皮质和亚皮质前额叶和眶额叶神经元结构(偏好左半球)。因此，在一些实施方式中，所述线圈组件被配置成为受试者大脑在侧向前额区域的外侧—内侧轴线方向以及中间正面区域的侧向—中间轴线方向上感应出磁场。

电磁线圈的绕组/环的施加部分(本文中也被称为线圈的有效部件)形成具有头盔(半环形)形状的导线结构，设计成放置在被治疗受试者的头部上。电磁线圈的有效部件的内边缘可以做成柔性的以便适应人颅骨形状的变化。在一些实施方式中，所述电磁线圈被包含在头盔中，头盔可以由转换器连接到定位装置。所述头盔可以连接到线缆以使通过电磁线圈的绕组/环由信号发生器(诸如，但不限于，神经刺激器) 生成的电流经过。

在一些实施方式中，所述电磁线圈的电感可以约在19.4μH到19.6μH的范围，优选地约为19.5μH，电阻在0.01Ohm到0.02Ohm的范围内，优选地约为0.015Ohm。线圈组件的施加/有效部件中的相邻线材之间的距离一般可以约为1cm。利用这样的线圈组件，可以在从电磁线圈的绕组/环的施加部分起约0.5cm的距离处实现约200 V/m的电场。在一些实施方式中，所述线圈组件包括联接到电磁线圈的一个或更多个绕组/线圈的一个或更多个温度传感器。一个或更多个相应线材可以用于将由温度传感器生成的信号与连接到头盔的线缆之上的外部装置连通。

在一些实施方式中，所述线圈组件包括：一个或更多个中间环，所述一个或更多个中间环的施加部分被配置成横贯被治疗受试者头部的顶部中间区域；以及一个或更多个外围环，所述一个或更多个外围环的施加部分被配置成横贯被治疗受试者头部的外围区域，由此至少部分地与所述中间环的一部分交叉。外围环和中间环的一些部分可以沿着左半球的外侧—内侧轴线取向，由此沿着该轴线刺激神经元路径。外围环的其他部分可以类似地放置在右半球之上。在前额叶区域和眶额叶区域(当放置在正面叶皮质之上时)中，外围环的与中间环交叉的部分可以直接放置在中间环的线材部分上方以沿着侧向-中间轴线产生电场。

在一些实施方式中，所述线圈组件包括七个外围绕组/环和五个中间绕组/环。所述线圈组件的内边缘被配置成将12个线材节段定位在外围环的施加部分中，将中间绕组/环定位在受试者头部的左半球之上，每个的长度范围为7cm到12cm，而相邻线材之间的分离距离约为1cm。

在一些可行的实施方式中，所述中间绕组/环包括一个或更多个上部中间环，所述一个或更多个上部中间环的施加部分被配置成横贯受试者头部的上部中间区域；以及一个或更多个下部中间环，所述一个或更多个下部中间环的施加部分被配置成横贯受试者头部的下部中间区域。上部和下部中间绕组/环的施加部分的线材节段可以配置为经过受试者头部左半球之上的线圈组件的内边缘的一部分。

可选地，并且在一些实施方式中优选地，所述线圈组件包括两个上部中间绕组/环、三个下部中间环和七个外围环。在该配置中，所述下部中间环的三个线材节段朝向受试者头部的前额延长，并且它们的连续部分在沿着眶额叶皮质的左右方向上经过，它们之间分开约1cm。在该线圈组件设计中，外围环的施加部分中的六个线材节段可以在右半球之上经过。在右半球之上经过的外围环的相邻线材节段之间的距离可以约为0.8cm。

在一些实施方式中，绕组/环的升高部分位于从其施加部分起约6cm到8cm的距离处，以便在其间形成宽空气通道。绕组/环的中间部分可以平行于彼此并沿着侧向平行平面(大致平行于被治疗受试者的矢状平面)经过，相邻线材之间的距离约为 0.3cm。以这种方式，由经过环的中间部分和升高部分的电流(例如，返回电流)产生的磁场基本上远离受试者头部，由此防止干扰由环的施加部分生成的磁场。

在一些实施方式中，所述线圈组件的头盔被配置成使冷却流体/气体(冷却剂) 沿着线圈组件的绕组/环流通。因此，绕组/环的施加部分和升高部分之间的距离被用于使冷却剂沿着绕组/环流动，由此允许有效地控制温度以防止过热。

可选地，并且在一些实施方式中优选地，外围环的升高部分在第一横向平面中(从一侧到另一侧—从左到右，反之亦可)一个平行于另一个地侧向经过，并且中间环的升高部分在第二横向平面中以交错折叠的弧形图案的形式经过，以便实现设计的简化和结构的稳定性。

本文中公开的主题的一个创造性方面涉及一种包括多个环的线圈组件，每个环均具有配置成紧靠受试者器官放置并在该器官中感应出磁场的施加部分、经过远离所述施加部分并远离所述器官的横向(水平)平面的升高部分以及将所述施加部分电连接到所述升高部分的中间部分。在某一实施方式中，所述线圈组件包括：一个或更多个中间环，所述一个或更多个中间环的施加部分被配置成横贯所述器官的中间区域；一个或更多个外围环，所述一个或更多个外围环的施加部分被配置成横贯所述器官的外围区域，由此至少部分地与所述中间环的一部分交叉；以及一个或更多个加强元件，所述一个或更多个加强元件被配置成将所述外围环的所述升高部分保持并固定在第一横向平面中并且将所述中间环的所述升高部分保持并固定在大致平行于所述第一横向平面的第二横向平面中，同时允许所述环的所述中间部分和施加部分进行有限程度的运动。可选地，并且在一些实施方式中优选地，所述第一横向平面位于所述第二横向平面上方且邻近所述第二横向平面。所述外围环的经过所述第一横向平面的远侧部分可以大致平行于所述受试者的正面。在某一实施方式，所述外围环和中间环被配置成用于安装在头盔内，同时在维持所述环的中间部分和施加部分进行有限程度的运动。

至少一个温度传感器可以附接或热联接到所述环中的至少一个环的施加部分的线材节段。在可行的实施方式中，所述至少一个温度传感器在至少部分地与所述中间环的一部分交叉的区域中联接到一个或更多个外围环的所述施加部分的线材节段。

可选地，并且在一些实施方式中优选地，所述中间环中的每个的所述升高部分是弧形的，由此影响所述升高的外围环部分和中间环部分的不同取向。所述一个或更多个中间环可以包括：一个或更多个上部中间环，所述一个或更多个上部中间环的施加部分被配置成横贯所述器官的上部中间区域；以及一个或更多个下部中间环，所述一个或更多个下部中间环的施加部分被配置成横贯所述器官的下部中间区域。以这种方式，所述上部中间环的弧形的所述升高部分可以被至少部分地容纳在所述下部中间环的弧形的所述升高部分中。所述一个或更多个加强元件可以包括紧固结构，所述紧固结构包括由细长通道连接的两个侧向开口，所述细长通道被配置成容纳所述外围环的所述升高部分。所述紧固结构可以包括由多个弧形通道连接的两个正面开口，所述多个弧形通道经过所述细长通道下面并被配置成容纳所述上部中间环和下部中间环的远侧部分。

在一些实施方式中，所述外围环的所述施加部分中的线材节段、所述下部中间环的所述施加部分中的线材节段和所述上部中间环的所述施加部分中的线材节段被配置成经过所述器官的一个侧面区域。各环可以关于由每个环限定的直径以降序的方式彼此叠置而获得半球形结构。因此，经过所述器官的一个侧面区域的线材节段可以被布置成使得所述外围环的线材节段位于所述下部中间环的线材节段之下，并且所述下部中间环的线材节段位于所述上部中间环的线材节段之下。所述线圈组件包括七个外围环。可选地，并且在一些实施方式中优选地，所述线圈组件包括两个上部中间环。

所述线圈组件的特性可包括至少一个以下特征：所述环的线材的横截面面积在7mm²到10mm²的范围内；所述外围环和中间环由长度范围为700cm到800cm的连续线材制成；所述环被配置成在所述器官内侧深处生成0.4特斯拉到3.2特斯拉范围内的磁场；所述线圈的电感在19.4μH到19.6μH的范围内；所述线圈的电阻在0.01 Ohm到0.02Ohm的范围内；和/或所述环的施加部分被配置成感应出约200V/m的电场。

本文中公开的主题的另一创造性方面涉及一种用于施加经颅磁刺激的头盔。在一些实施方式中，所述头盔包括：穿戴式壳体结构；封闭在所述壳体内侧的电磁线圈组件。所述电磁线圈组件包括配置成紧靠被治疗受试者的头部放置并在该头部中感应出磁场的施加部分、经过远离所述被治疗受试者的头部的横向平面的升高部分以及在所述施加部分和升高部分之间进行电连接并且同时还维持所述施加部分和升高部分之间的预定间隙的中间部分。至少一个流体/空气入口可以被设置成在所述头盔的所述壳体中接收冷却剂/冷却空气流并且使该冷却剂/冷却空气流至少流过形成在所述线圈的所述施加部分和升高部分之间的所述间隙。

一个或更多个加强元件可以用于将所述线圈的所述升高部分保持并固定在所述头盔的所述壳体内侧。所述电磁线圈组件可包括：一个或更多个中间环，所述一个或更多个中间环的施加部分被配置成横贯所述被治疗受试者的头部的中间区域；以及一个或更多个外围环，所述一个或更多个外围环的施加部分被配置成横贯所述被治疗受试者的头部的外围区域，由此至少部分地与所述中间环的一部分交叉。所述一个或更多个加强元件可以被配置成将所述外围环的所述升高部分保持在第一横向平面中并且将所述中间环的所述升高部分保持在大致平行于所述第一横向平面的第二横向平面中，同时允许所述环的所述中间部分和施加部分在所述壳体内侧进行有限程度的运动。

附图说明

为了理解本实用新型并且看到可在实践中如何进行本实用新型，现在将仅通过非限制性示例的方式参照附图来描述实施方式。图中示出的特征意在仅说明本实用新型的一些实施方式，除非另有暗示。在图中，相同的附图标记用于表示对应的部分，并且在图中：

图1示意性地图示了根据一些可行实施方式的电磁线圈组件的正视立体图；

图2示意性地图示了一些可行实施方式的线圈组件的头部屏蔽件；

图3和图4示出了电磁线圈组件的侧视图；

图5示出了展示电磁线圈组件的绕组/环的后视立体图；

图6示出了展示用于加强电磁线圈的绕组/环的紧固结构的后视立体图；以及

图7示出了紧固结构的分解立体图。

具体实施方式

本公开的一个或更多个特定实施方式将在下面参照附图进行描述，附图在所有方面仅被认为是说明性的而非以任何方式限制。为了提供对这些实施方式的简要描述，在说明书中没有描述实际实现的所有特征。图中图示的元件不一定按比例绘制，或者成正确的比例关系，这不是关键的。重点在于清楚地说明本实用新型的原理，使得本领域技术人员一旦理解本文中公开的原理就将能够制造并利用公开的线圈组件。可按照其他特定的形式和实施方式来提供本实用新型，而不脱离本文中描述的基本特征。

本申请提供电磁线圈(H-线圈)，其可以有效地用于施加深部经颅磁刺激(dTMS)来治疗具有可识别的大脑靶标的多种精神病和神经症状。这项技术的可用性正在急剧改变精神病学和神经病学的做法，以及对精神疾病的认识。例如，但不限于，本文中公开的线圈组件可以用于治疗：患有严重抑郁症(MDD)的患者的抑郁发作、患有双相性1(BP1)或双相性2(BP2)障碍的受试者的双相抑郁的发作、患有精神分裂症的患者的阴性病征和认知缺陷、患有严重抑郁症(MDD)的患者的抑郁发作，作为抗抑郁药物和/或创伤后应激障碍(PTSD)的添加剂。

图1示出了根据一些可行实施方式的线圈组件10的俯视立体图。线圈组件10 总体布置成形成配置成装配在被治疗受试者的头部上的头盔结构，并且包括多个绕组 /环M和P、配置成为绕组/环提供结构稳定性的屏蔽元件13以及包括紧固结构12的加强元件。线圈组件10的每个绕组/环M和P均包括施加部分A、位于施加部分A 上方且基本上远离施加部分A的升高部分E以及电连接在绕组/环的相应施加部分和升高部分之间的一个或更多个中间部分M。绕组/环的施加部分A中的线材被配置成形成能够灵活地装配在被治疗受试者的头部上的半球形结构，中间部分M中的线材朝向升高部分E竖直向上地延伸，并且升高部分E中的线材在施加部分A上方的平行横向平面中穿过。

线圈组件10的绕组/环的这些结构能基本上防止可能因中间部分M中的线材和升高部分E中的线材生成的磁场造成的干扰，由此允许将绕组/环施加部分A中的线材所生成的磁场基本上精确地引导至被治疗受试者头部的特定区域。另外，将绕组/ 环升高部分E远离绕组/环施加部分A放置可以在它们之间形成宽通道，冷却剂流体 (例如，空气)可以流过该宽通道以冷却线圈组件10的绕组/环。

可选地，并且在一些实施方式中优选地，线圈组件10包括一个或更多个温度传感器11，温度传感器11联接到施加部分A中的线材。在该特定的非限制性示例中，单个温度传感器11用于测量施加部分A的下述区域中的温度，在该区域中，绕组/ 环的线材彼此交叉和/或邻近彼此密集地布置。预期这样的区域在被绕组/环的线材密集地填充时，相对于施加区域A的其他区域产生更多的热量。

线圈组件10包括：一个或更多个中间绕组/环D，其施加部分A被配置成横贯组件的中间区域；以及一个或更多个外围绕组/环P，其被配置成横贯组件的外围区域。如图1中看到的，外围绕组/环P的正面区段至少部分地穿过中间部分D的绕组/环的线材节段的上方。在该示例中，外围绕组/环P的这些正面区段向上拱起并且经过中间部分D的绕组/环的线材节段的上方。也如图1中看到的，紧固结构12包括：两个正面开口n1和n2，其被配置成接收中间绕组/环D的升高部分E以紧固在其中；以及两个侧向开口n3和n4，其被配置成接收外围绕组/环P的升高部分E以紧固在其中。

图2示意性地图示了屏蔽元件13的可行实施方式。在该实施方式中，屏蔽元件 13包括：主屏蔽体13a，其被配置成覆盖受试者头部的正面区域和一个侧面区域；以及单独的侧面屏蔽件13b，其被配置成覆盖受试者头部的另一侧面区域。屏蔽元件13 的屏蔽部件13a和13b被制成分离元件，以便增加线圈组件10的柔性，并且可以简化电磁线圈的缠绕过程。主屏蔽体13a包括在顶点区域13x处连接到彼此的两个倒T 结构，并且侧面屏蔽件13b由单个倒T结构制成，每个所述倒T结构均包括弯曲的基部和颈部区段。主屏蔽体13a包括：基部区段13f，其被配置成放置在受试者前额的区域上；颈部区段，其从基部区段13f向上拱起以在顶点13x处与基部13g的向下拱起的颈部区段汇合，主屏蔽体13a被配置成覆盖受试者头部的左侧区域。侧面屏蔽件13b包括：基部区段13e，其被配置成覆盖受试者头部的左侧区域；以及颈部区段，其向上拱起，但不连接到顶点区域13x。屏蔽元件13包括多个穿孔13n，多个穿孔 13n被配置成允许冷却剂朝向绕组/环的线材或从中进行传递。

图3是线圈组件10的左侧视图，示出了在受试者头部的正面区域和右侧区域上经过的施加部分(A)的线材节段。在一些实施方式中，线圈组件包括七个外围绕组 /环P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7(本文中统称为外围绕组/环P)。每个外围绕组/ 环P均限定形成线圈组件的半球形结构的结构中的不同直径，其中P1是最下面的绕组/环，而P7是最上面的绕组/环，并且绕组以直径降序的方式彼此叠置。

在正面区域处，外围绕组/环P1、P2、P3、P4、P5、P6和P7向上拱起并在中间绕组/环D1、D2…(本文中统称为中间绕组/环D)上方经过/穿过，并且外围绕组/ 环P1、P2、P3、P4、P5和P6从正面区域沿着横贯受试者头部右侧的距离延伸，而外围绕组/环P7从正面区域向上延伸并被弯曲进入紧固结构12的开口n2中，其在开口n2中将外围绕组/环P串联连接到中间绕组/环D。从受试者头部的右后侧，外围绕组/环P1、P2、P3、P4、P5和P6向上延伸并被弯曲进入紧固结构12的侧面开口n3。

图4是线圈组件10的右侧视图，示出了在受试者头部的正面区域和左侧区域上经过的施加部分(A)的线材节段。如看到的，外围绕组/环P2、P3、P4、P5、P6和 P7从紧固结构12的侧面开口n4弯出，并且外围绕组/环P1从位于侧面开口n4下面的附加侧面开口n5弯出。外围绕组/环P1的自由端经由附加侧面开口n5引入到紧固结构12中，在紧固结构12内对角地横贯一段距离并经由正面开口n6出来，从正面开口n6，外围绕组/环P1的自由端被弯曲而经由下部正面开口n7进入回到紧固结构 12中，并在紧固结构12中电连接到连接器元件(图5中的C2)。外围绕组/环P1、 P2、P3、P4、P5、P6和P7从其相应侧面开口朝向受试者头部的左后侧向下延伸，并从中延伸一段距离而横贯受试者头部的左侧。在受试者头部的正面区域处，外围绕组 /环P在中间绕组/环D的上方向上拱起/外围绕组/环P跨过中间绕组/环D向上拱起。

在一些实施方式中，线圈组件10包括五个中间绕组/环D1、D2、D3、D4和D5，其中D1是最下面的中间绕组/环，而D5是最上面的中间绕组/环。中间绕组/环D1、 D2、D3、D4和D5以由此限定的半球形结构的直径降序的方式彼此叠置。如图4中看到的，中间绕组/环D1、D2、D3、D4和D5的各部分沿着横贯受试者头部的左上侧区域的距离延伸。在该配置中，受试者头部的左侧基本上被外围环P和中间环D 的线材节段覆盖。更特别地，受试者头部左侧的下部区域被外围绕组/环P1、P2、P3、 P4、P5、P6和P7覆盖，并且受试者头部左侧的上部区域被中间绕组/环D1、D2、 D3、D4和D5覆盖。

图5是无紧固结构12和屏蔽元件13的线圈组件的后视立体图，示出了位于紧固结构12内侧的不同绕组/环以及连接器元件C1、C2和C3。如看到的，外围绕组/环 P1的自由端连接(在紧固结构12内侧)到连接器元件C2，并且中间绕组/环D5连接(在紧固结构12内侧)到连接器元件C1。附加连接器元件C3用于将线材连接到温度传感器11。在一些实施方式中，紧固结构12被配置成在若干个平行横向平面中为线材提供通道。在上部横向平面中，外围绕组/环P2、P3、P4、P5、P6和P7的升高部分中的线材基本上对准且平行于彼此地穿过；在中间横向平面中，中间绕组/环 M2、M3、M4和P5的升高部分中的线材以拱起交错折叠的形式穿过；并且在下部横向平面中，外围绕组/环P1的自由端线材对角地穿过以连接到连接器元件C2，而连接器元件C1、C2和C3位于紧固结构12的下部横向平面的下面。因此，通过将线材布置成以不同平面取向经过不同横向平面，该配置减少了经过不同横向平面中的线材之间的磁耦合。

在某一实施方式中，线圈组件10包括：一个或更多个上部中间绕组/环，其施加部分被配置成横贯受试者头部的上部中间区域；以及一个或更多个下部中间绕组/环，其施加部分被配置成横贯受试者头部的下部中间区域。在该特定的非限制性实施方式中，存在三个下部中间绕组/环M1、M2和M3以及两个上部中间绕组/环M4和M5。下部中间绕组/环M1、M2和M3的正面节段被配置成经过受试者的前额区域的上方，并且上部中间绕组/环M4和M5的正面节段经过下部中间绕组/环M1、M2和M3的上方，其距离H2约为2.5到3cm。

由最下面外围绕组/环P1限定的直径D1可以被配置成将线圈组件灵活地装配在不同尺寸的头部上。在一些实施方式中，最下面外围绕组/环P1的直径D1约为10 到13cm。在该配置中，外围绕组/环P2、P3、P4、P5、P6和P7的升高线材的横向距离D4可以约为11到13cm，并且绕组/环的升高部分的高度H1可以约为8到10cm。

图6是不具有屏蔽元件13但具有紧固结构12的线圈组件的后视立体图，示出了配置成提供出入口以将线缆(未示出)布线到紧固结构12的四个后开口1a、1b、1c 和1d。后开口1a被配置成为温度传感器提供到达连接器元件C3的出入口，后开口 1c被配置成提供到达连接器元件C1的出入口，并且后开口1b被配置成提供到达连接器元件C2的出入口。将环的升高部分远离施加部分放置会形成约为3到4cm的气隙H3，气隙H3可以有利地用于使冷却剂流入/流出环的施加部分，由此能够使用温度控制技术来防止过热。

在一些实施方式中，虚线圈(未示出)例如在头盔内邻近主电磁线圈的线材并在主电磁线圈的线材上方放置。虚线圈被配置成产生类似于主动电磁线圈所产生的声学伪影，但不影响任何实际的大脑刺激。在这样的实施方式中，后开口1d被配置成提供到达虚线圈的电力连接(未示出)的出入口。在一些实施方式中，该设置用于双盲安慰剂对照(DBPC)临床试验。在这样的试验中，该系统可以被配置成基于被治疗受试者的唯一识别标记(例如，磁卡)将主电磁线圈或虚线圈中的任一者选择性地连接到刺激器，使得被治疗受试者和操作者两者对该系统所进行的治疗模式充分了解。

图7是一些可行实施方式的紧固结构12的立体分解图。在该实施方式中，紧固结构12包括：相应的顶壳元件12f和底壳元件12a；以及第一中间元件12c和第二中间元件12b，其彼此叠置并且位于顶壳元件12f和底壳元件12a之间。顶壳元件12f 被配置成构造侧向开口n3和n4，并且在它们之间穿过的细长通道被配置成保持外围绕组/环的升高部分。在一些实施方式中，分隔元件12e可以用作绝缘层，绝缘层位于外围绕组/环的远侧部分的线材节段上方并且在顶壳元件12f以下，以便在绕组和顶壳元件12f中的金属螺钉(未示出)之间电绝缘。在一些实施方式中，这些金属螺钉也用于将线圈组件连接到头盔结构。

第一中间元件12c被配置成连接到顶壳元件12f，由此限定两个正面开口n1和 n2。第一中间元件12c包括多个弧形通道r1、r2、r3和r4，每个弧形通道均被配置成保持中间绕组/环的升高部分的线材节段。放置在中间绕组/环的升高部分的线材节段之上以保持在弧形通道r1、r2、r3和r4内侧的分隔元件12d可以用于在中间绕组/环的升高部分和外围绕组/环的升高部分之间进行分离/绝缘。

第一中间元件12c的底表面和第二中间元件12b的上表面各包括：对角槽缝，其用于构造对角通道L；以及正面开口n6，其用于在第一中间元件和第二中间元件附接至彼此时使外围绕组/环P1的自由端节段穿过。第二中间元件12b包括形成在其底侧中的多个开放通道，所述多个开放通道从前侧贯穿至后侧，被配置成保持连接器元件。底壳元件12a被配置成构造前开口1a'、n7、n8、1d'，并且当附接至第二中间元件12b 时封闭形成在第二中间元件12b的底侧中的开放通道。穿过第二中间元件12b的开放通道在前侧面开口1a'、n7、n8和1d'与相应的后侧面开口(1a、1b、1c和1d)之间连通。

诸如关于图中示出的元件和部件的取向的顶、底、前、后、右和左及类似形容词之类的术语指的是插图定位在纸上的方式，不应该限于可以在实际应用中使用的取向。

如上文描述和关联图中示出的，本申请提供可用于通过在其中感应磁场(例如，采用dTMS/深部rTMS过程)来治疗受试者器官的电磁线圈配置。虽然已描述本实用新型的特定实施方式，但是将理解，本实用新型不限于此，因为可由本领域技术人员特别是根据上述教导进行修改。如技术人员将理解的，本实用新型可以按照多种方式进行，采用多于一种都不超过权利要求书的范围的上述技术。

Claims (39)

1.一种包括多个环的线圈组件，其特征在于，每个环均具有施加部分、升高部分以及中间部分，所述施加部分被配置成紧靠受试者的器官放置并在该器官中感应出磁场，所述升高部分经过远离所述施加部分并且远离所述器官的横向平面即水平平面，所述中间部分将所述施加部分电连接到所述升高部分，所述线圈组件包括：

一个或更多个中间环，所述一个或更多个中间环的所述施加部分被配置成横贯所述器官的中间区域；

一个或更多个外围环，所述一个或更多个外围环的所述施加部分被配置成横贯所述器官的外围区域，且由此至少部分地与所述中间环的一部分交叉；以及

一个或更多个加强元件，所述一个或更多个加强元件被配置成将所述外围环的所述升高部分保持并固定在第一横向平面中并且将所述中间环的所述升高部分保持并固定在大致平行于所述第一横向平面的第二横向平面中，同时允许所述环的所述中间部分和施加部分进行有限程度的运动。

2.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述第一横向平面位于所述第二横向平面上方且邻近所述第二横向平面，并且其中，所述外围环的经过所述第一横向平面的远侧部分大致平行于所述受试者的正面。

3.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器联接到所述环中的至少一个环的施加部分的线材节段。

4.根据权利要求3所述的线圈组件，其特征在于，所述至少一个温度传感器在至少部分地与所述中间环的一部分交叉的区域中联接到一个或更多个外围环的所述施加部分的线材节段。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的线圈组件，其特征在于，所述中间环中的每个中间环的所述升高部分是弧形的，由此影响所述升高的外围环部分和中间环部分的不同取向。

6.根据权利要求5所述的线圈组件，其特征在于，所述一个或更多个中间环包括：一个或更多个上部中间环，所述一个或更多个上部中间环的所述施加部分被配置成横贯所述器官的上部中间区域；以及一个或更多个下部中间环，所述一个或更多个下部中间环的所述施加部分被配置成横贯所述器官的下部中间区域。

7.根据权利要求6所述的线圈组件，其特征在于，所述上部中间环的弧形的所述升高部分被至少部分地容纳在所述下部中间环的弧形的所述升高部分中。

8.根据权利要求7所述的线圈组件，其特征在于，所述一个或更多个加强元件包括紧固结构，所述紧固结构包括：由细长通道连接的两个侧向开口，所述细长通道被配置成容纳所述外围环的所述升高部分；以及由多个弧形通道连接的两个正面开口，所述多个弧形通道经过所述细长通道的下方并被配置成容纳所述上部中间环和下部中间环的远侧部分。

9.根据权利要求6所述的线圈组件，其特征在于，所述外围环的所述施加部分中的线材节段、所述下部中间环的所述施加部分中的线材节段和所述上部中间环的所述施加部分中的线材节段被配置成经过所述器官的一个侧面区域。

10.根据权利要求9所述的线圈组件，其特征在于，各环关于由每个环限定的直径以降序的方式彼此叠置。

11.根据权利要求10所述的线圈组件，其特征在于，经过所述器官的所述一个侧面区域的线材节段被布置成使得：所述外围环的所述线材节段位于所述下部中间环的所述线材节段之下，并且所述下部中间环的所述线材节段位于所述上部中间环的所述线材节段之下。

12.根据权利要求11所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括七个外围环。

13.根据权利要求12所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈组件包括两个上部中间环。

14.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述环的线材的横截面面积在7mm²到10mm²的范围内。

15.根据权利要求14所述的线圈组件，其特征在于，所述外围环和中间环由长度范围为700cm到800cm的连续线材制成。

16.根据权利要求14所述的线圈组件，其特征在于，所述环的所述施加部分被配置成在所述器官内侧深处生成0.4特斯拉到3.2特斯拉范围内的磁场。

17.根据权利要求14所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈的电感在19.4μH到19.6μH的范围内。

18.根据权利要求14所述的线圈组件，其特征在于，所述线圈的电阻在0.01Ohm到0.02Ohm的范围内。

19.根据权利要求14所述的线圈组件，其特征在于，所述环的施加部分被配置成感应出约200V/m的电场。

20.根据权利要求1所述的线圈组件，其特征在于，所述外围环和中间环被配置成用于安装到头盔内，同时维持所述环的所述中间部分和施加部分进行有限程度的运动。

21.一种用于施加经颅磁刺激的头盔，其特征在于，所述头盔包括：

穿戴式壳体；

封闭在所述壳体内的电磁线圈组件，所述电磁线圈组件包括：

施加部分，该施加部分被配置成紧靠被治疗受试者的头部放置并在该头部中感应出磁场；

升高部分，该升高部分经过远离所述被治疗受试者的头部的横向平面；以及

中间部分，该中间部分在所述施加部分和升高部分之间进行电连接，同时在所述施加部分和升高部分之间维持预定的间隙；以及

至少一个空气入口，所述至少一个空气入口被配置成接收冷却空气流并且使该冷却空气流至少流过所述间隙。

22.根据权利要求21所述的头盔，其特征在于，所述头盔包括一个或更多个加强元件，所述一个或更多个加强元件被配置成保持并固定所述线圈的所述升高部分。

23.根据权利要求22所述的头盔，其特征在于，所述电磁线圈组件包括：一个或更多个中间环，所述一个或更多个中间环的所述施加部分被配置成横贯所述被治疗受试者的头部的中间区域；以及一个或更多个外围环，所述一个或更多个外围环的所述施加部分被配置成横贯所述被治疗受试者的头部的外围区域，且由此至少部分地与所述中间环的一部分交叉。

24.根据权利要求23所述的头盔，其特征在于，所述一个或更多个加强元件被配置成将所述外围环的所述升高部分保持在第一横向平面中并且将所述中间环的所述升高部分保持在大致平行于所述第一横向平面的第二横向平面中，同时允许所述环的所述中间部分和施加部分在所述壳体内进行有限程度的运动。

25.根据权利要求21所述的头盔，其特征在于，所述头盔包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器联接到所述电磁线圈的施加部分的线材节段。

26.根据权利要求23所述的头盔，其特征在于，所述头盔包括至少一个温度传感器，所述至少一个温度传感器联接到所述电磁线圈的施加部分的线材节段，其中，所述至少一个温度传感器在至少部分地与所述中间环的一部分交叉的区域中联接到一个或更多个外围环的所述施加部分的线材节段。

27.根据权利要求23、24或26所述的头盔，其特征在于，所述中间环中的每个中间环的所述升高部分是弧形的，由此影响所述升高的外围环部分和中间环部分的不同取向。

28.根据权利要求27所述的头盔，其特征在于，所述一个或更多个中间环包括：一个或更多个上部中间环，所述一个或更多个上部中间环的所述施加部分被配置成横贯所述被治疗受试者的头部的上部中间区域；以及一个或更多个下部中间环，所述一个或更多个下部中间环的所述施加部分被配置成横贯所述被治疗受试者的头部的下部中间区域。

29.根据权利要求28所述的头盔，其特征在于，所述上部中间环的弧形的所述升高部分被至少部分地容纳在所述下部中间环的弧形的所述升高部分中。

30.根据权利要求29所述的头盔，其特征在于，所述一个或更多个加强元件包括紧固结构，所述紧固结构包括：由细长通道连接的两个侧向开口，所述细长通道被配置成容纳所述外围环的所述升高部分；以及由多个弧形通道连接的两个正面开口，所述多个弧形通道经过所述细长通道的下方并被配置成容纳所述上部中间环和下部中间环的远侧部分。

31.根据权利要求28所述的头盔，其特征在于，所述外围环的所述施加部分中的线材节段、所述下部中间环的所述施加部分中的线材节段和所述上部中间环的所述施加部分中的线材节段被配置成经过所述被治疗受试者的头部的一个侧面区域。

32.根据权利要求31所述的头盔，其特征在于，经过所述被治疗受试者的头部的所述一个侧面区域的所述线材节段被布置成使得：所述外围环的所述线材节段位于所述下部中间环的所述线材节段之下，并且所述下部中间环的所述线材节段位于所述上部中间环的所述线材节段之下。

33.根据权利要求32所述的头盔，其特征在于，所述头盔包括七个外围环。

34.根据权利要求32所述的头盔，其特征在于，所述头盔包括两个上部中间环。

35.根据权利要求21所述的头盔，其特征在于，所述电磁线圈组件的线材的横截面面积在7mm²到10mm²的范围内。

36.根据权利要求35所述的头盔，其特征在于，所述外围环和中间环由长度范围为700cm到800cm的连续线材制成。

37.根据权利要求35所述的头盔，其特征在于，所述电磁线圈组件的所述施加部分被配置成在所述受试者的头部内侧深处生成0.4特斯拉到3.2特斯拉范围内的磁场。

38.根据权利要求35所述的头盔，其特征在于，所述线圈的电感在19.4μH到19.6μH的范围内。

39.根据权利要求35所述的头盔，其特征在于，所述线圈的电阻在0.01Ohm到0.02Ohm的范围内。