ES2875544T3 - Bobina y estimulador magnético que usa la misma - Google Patents

Abstract

Bobina (31), configurada para disponerse cerca de una superficie de un objeto (1), para hacer que se genere un campo eléctrico inducido dentro del objeto (1), en la que la bobina tiene las espiras (311-31N) 1ª a N-ésima y un elemento (33) de núcleo, las espiras 1ª a N-ésima están dotadas respectivamente de una parte (311a) de activación para el flujo de corriente eléctrica en un sentido y una parte (311b) de conexión para el flujo de corriente eléctrica en un sentido opuesto al un sentido, las partes (311a) de activación de las espiras 1ª a N-ésima están dispuestas paralelas entre sí, y están configuradas para disponerse a lo largo de una superficie del objeto (1) o a lo largo de una superficie que está cerca de la superficie del objeto (1), las partes (311b) de conexión están configuradas para disponerse dentro de un espacio en el que las partes (311b) de conexión no están orientadas hacia la superficie del objeto (1) sobre las partes (311a) de activación de las espiras (311-31N) 1ª a N-ésima, y las partes (311b) de conexión están situadas en los lados con respecto a la dirección de extensión de las partes (311a) de activación, caracterizada porque el elemento (33) de núcleo está configurado para reducir la resistencia magnética de un circuito magnético que está formado por las espiras (311-31N) 1ª a N-ésima, y el elemento (33) de núcleo está configurado para disponerse en un lado opuesto al objeto (1), sobre las partes (311a) de activación, y en la que el elemento (33) de núcleo está dotado de una primera parte (331) que está dispuesta en una posición que está orientada hacia las partes (311a) de activación y una segunda parte (332) que está dispuesta en una posición que está orientada hacia las partes (311b) de conexión, la primera parte (331) está dotada de una pluralidad de primeros cuerpos (331a) de núcleo alargados que se extienden en una dirección que no es paralela a la dirección de extensión de las partes (311a) de activación, la segunda parte (332) está dotada de una pluralidad de segundos cuerpos (332a) de núcleo alargados que se extienden en una dirección que es sustancialmente paralela a la dirección de extensión de las partes (311a) de activación, y N es un número entero de 2 o mayor.

Description

DESCRIPCIÓN

Bobina y estimulador magnético que usa la misma

Campo técnico

La presente invención se refiere a una bobina, y a un dispositivo de estimulación magnética que usa esta bobina.

Técnica anterior

La estimulación magnética transcraneal (TMS) es un método para provocar un flujo de corriente dentro del cerebro mediante inducción electromagnética y estimular las neuronas. Según este método, tal como se muestra en de la figura 1 a la figura 3, mediante la aplicación de una corriente alterna o una forma de onda de corriente dada a una bobina de estimulación que se ha colocado sobre el cuero cabelludo de una persona, se genera un campo magnético variable y el efecto de ese campo magnético variable es inducir, dentro del cerebro, corrientes parásitas en un sentido inverso a la corriente de la bobina, y se generan impulsos nerviosos como resultado de la estimulación de las neuronas por esta corriente parásita. Este tipo de estimulación magnética transcraneal está usándose en pruebas de laboratorio clínico y en investigación de la función cerebral, incluyendo la medición de la velocidad de conducción nerviosa.

En los últimos años, la estimulación magnética ha ido ganando protagonismo como aplicación terapéutica para el dolor neuropático, la enfermedad de Parkinson, la depresión, etc. Con este tipo de enfermedades, hay casos en los que no se observan resultados con tratamientos que usan medicamentos. Por ejemplo, para el dolor neuropático resistente al tratamiento, existe un método de tratamiento en el que se administra estimulación eléctrica al cerebro mediante la implantación de electrodos en el cerebro. Sin embargo, este método de tratamiento requiere una craneotomía y muchos pacientes son reacios a que se realice.

Por tanto, está investigándose como método de tratamiento la estimulación magnética transcraneal repetitiva, en la que se lleva a cabo repetidamente estimulación magnética no invasiva, que no requiere cirugía. Con el tratamiento médico para el dolor neuropático resistente al tratamiento, se informa de que se han logrado efectos de alivio del dolor aproximadamente un día después de haber llevado a cabo la estimulación magnética en la corteza motora primaria del cerebro.

Sin embargo, un dispositivo de estimulación magnética convencional tiene un peso de aproximadamente 70 kg, y en el momento de la instalación es necesario trabajo eléctrico con el fin de poder suministrar energía eléctrica desde una fuente de alimentación de 200 V, lo que significa que el dispositivo solo puede usarse en instalaciones médicas bien equipadas. Además, en el momento del tratamiento real, dado que es necesario determinar la posición de estimulación mientras se hace referencia a los datos de IRM del paciente según el trastorno que vaya a tratarse, es necesario el tratamiento médico por parte de un trabajador médico con experiencia en esa situación. Con el tratamiento del dolor neuropático resistente al tratamiento, es necesario llevar a cabo el posicionamiento de una bobina sobre la corteza motora primaria, que constituye el objetivo, en unidades de 1 mm.

Con la terapia de estimulación magnética transcraneal, tal como una bobina de estimulación para estimulación magnética, actualmente se han propuesto diversas formas, incluyendo una bobina circular y una bobina en forma de 8 (una bobina que se enrolla más o menos en la forma del número “8”), y además una bobina cuadrifolio, una bobina Hesed y una bobina que tiene múltiples bobinas circulares pequeñas dispuestas en la superficie de una sección de cabeza, y actualmente se utilizan principalmente la bobina circular y la bobina en forma de 8.

Una bobina en forma de 8 (véase la publicación de patente 1 y la publicación de patente 2 a continuación) tiene dos bobinas circulares, formadas en serie usando un solo conductor, dispuestas de manera parcialmente solapante, y al tener un flujo de corriente eléctrica en sentidos opuestos en estas bobinas circulares es posible hacer que las corrientes parásitas converjan directamente por debajo de una sección en la que las bobinas se cruzan y estimulan una región local.

Por otro lado, dependiendo del objeto de tratamiento o de los síntomas personales del paciente, puede haber casos en los que en lugar de estimulación localizada, sea eficaz la estimulación en un rango más amplio.

Además, con una bobina que centra la estimulación localmente, existe la necesidad de determinar con precisión la posición en la región objetivo y, en este caso, es necesario implementar un posicionamiento preciso usando un sistema de navegación o similar.

Además de llevar a cabo el desarrollo de la estimulación magnética usada en el tratamiento en el domicilio, también ha habido avances en el desarrollo de sistemas de navegación para que un trabajador no médico determine la posición de estimulación. Según el sistema, primero se dota al paciente en el hospital de gafas que tienen un sensor magnético y se lleva a cabo una calibración usando un imán permanente con el fin de colocar las gafas en la misma posición cada vez. A continuación, un médico especifica la posición de estimulación óptima usando un procedimiento que combina una imagen de IRM del paciente y un sistema de coordenadas de seguimiento óptico, y se almacenan la posición de estimulación óptima y los datos para posiciones aleatorias en un intervalo de 5 cm alrededor de la posición de estimulación óptima. Mediante el almacenamiento de los datos de la posición circundante, es posible que el paciente sepa visualmente dónde se encuentra actualmente una bobina cuando se determina la posición de la bobina.

En el momento del tratamiento en el domicilio, se lleva a cabo la primera calibración de las gafas. Después de eso, se mide una posición tridimensional comparando la posición de los imanes permanentes que están colocados en la bobina de estimulación con los datos. Mediante la confirmación visual de la posición actual de la bobina y la posición de estimulación óptima, es posible llevar a cabo instintivamente el posicionamiento de la bobina.

Mediante experimentación se encuentra que un error de navegación de este sistema de navegación es un máximo de por ejemplo 5 mm desde la posición de estimulación óptima, mientras que por otro lado si la bobina en forma de 8 que se describió anteriormente tiene una posición de irradiación (posición de estimulación óptima) dentro de estos 5 mm, es posible proporcionar estimulación terapéuticamente eficaz de la región objetivo. Esto significa que en una posición de estimulación que se ha guiado mediante el uso de un sistema de navegación, si se usa un dispositivo de tratamiento que lleva a cabo estimulación magnética con una bobina en forma de 8, existe la posibilidad de que una región que va a irradiarse (posición de estimulación óptima) no estará dentro del intervalo de estimulación eficaz de la bobina de tratamiento, y por tanto será difícil llevar a cabo la estimulación con precisión en la región de tratamiento. Por consiguiente, es necesario desarrollar una bobina que sea capaz de generar corrientes parásitas de manera uniforme a lo largo de un intervalo más amplio, de modo que en caso de que haya una región que va a irradiarse dentro de, por ejemplo, 10 mm, puede estimularse una región objetivo de una manera terapéuticamente eficaz.

Por tanto, con el fin de implementar una bobina de estimulación que tenga alta robustez (específicamente, que sea capaz de generar una corriente parásita uniforme en un intervalo más amplio), los presentes inventores han propuesto un dispositivo de bobina de tipo cúpula (en la memoria descriptiva a continuación denominada “bobina de tipo cúpula”) (véase la publicación de patente 3 a continuación). Esta bobina de tipo cúpula puede hacer que se genere una corriente parásita a lo largo de un amplio intervalo en comparación con la bobina en forma de 8, y también existe la propiedad deseable de poder reducir la inductancia a la vez que se mantiene la inducción de la corriente parásita en un amplio intervalo.

Sin embargo, mientras que la bobina de tipo cúpula mostrada en la publicación de patente 3 a continuación puede generar un campo eléctrico inducido a lo largo de un amplio intervalo en comparación con la bobina en forma de 8, tal como ya ha indicado, existe un problema porque la intensidad de campo eléctrico es baja en un caso en el que se ha aplicado la misma corriente eléctrica que con la bobina en forma de 8 (aproximadamente 1/4 en las mismas condiciones de aplicación de corriente).

En un caso en el que el campo eléctrico inducido es pequeño, debe aplicarse más corriente eléctrica para compensar esto, lo que significa que no solo existe la posibilidad de que el coste del dispositivo y el coste de la instalación aumenten debido al aumento de tamaño de los condensadores y circuitos de refuerzo, sino que también existe el problema de que la propia bobina se calienta rápidamente y es necesario tomar medidas para solucionarlo.

Por consiguiente, los presentes inventores han llevado a cabo diversos experimentos en relación con los parámetros de diseño y la forma de la bobina y como resultado han adquirido conocimientos sobre formas que tienen la ventaja de poder proporcionar el mismo campo eléctrico inducido amplio que una bobina de tipo cúpula, al tiempo que pueden generar un campo eléctrico inducido más fuerte con aproximadamente la misma corriente aplicada, y que puede comprender una bobina que no obtenga un valor de inductancia que se haya desviado.

Publicaciones de la técnica anterior

Publicaciones de patente

Publicación de patentel: patente japonesa abierta a consulta por el público n.° 2012-125546

Publicación de patente 2: Publicación de patente internacional n.° 2010/147064

Publicación de patente 3: Publicación de patente internacional n.° 2015/122506 (por ejemplo, figura 6)

El documento US 2014/0235928 A1 describe bobinas de base central para estimulación magnética transcraneal profunda. En este documento, una bobina que es específica de ubicación para las regiones cerebrales mediales o regiones cerebrales laterales está diseñada con múltiples elementos de estimulación espaciados que tienen un flujo de corriente en un primer sentido y múltiples elementos de retorno que tienen un flujo de corriente en un segundo sentido que es opuesto al primer sentido. Se muestran varios diseños diferentes, entre otros, con elementos de estimulación dispuestos de manera semiesférica y paralelos entre sí, y elementos de retorno que están dispuestos de manera lateral a partir de ellos.

YU MIYAWAKI ETAL.: “Tesshin no Riyo ni yoru Henshin Hachinoji Coil no Jiki Shigeki Koritsu no Kojo = [Eficacia mejorada de la bobina estimuladora en forma de ocho excéntrica con núcleo de hierro]”, DAI 30 KAI JAPAN BIOMAGNETISM AND BIOELECTROMAGNETICS SOCIATY TAIKAI RONBUNSHU [JOURNAL OF THE JAPANESE SOCIETY OF BIOMAGNETICS], JAPAN SOCIETY OF BIOMAGNETICS, vol. 28, n.° 1, 1 de enero de 2015 (01-01­ 2015), páginas 172-173, XP009513719, ISSN: 0915-0374, recuperado de internet: URL:https://mol.med¡calonl¡ne.¡p/arch¡ve/search?¡o=cslb¡oma&ve=2015&vo=28&issue=1 describe un núcleo de hierro para mejorar la eficacia de estimulación. El núcleo de hierro consiste en dos elementos que se intercalan con las bobinas estimuladoras.

El documento US 2014/0235927A1 describe bobinas unilaterales para la estimulación magnética transcraneal profunda similar en su configuración a las del documento US 2014/0235928A1.

El documento US 4994015 se refiere a bobinas de estimulador magnéticas adicionales en las que las bobinas pueden combinarse con elementos de núcleo adicionales.

Sumario de la invención

Problema técnico

La presente invención se ha concebido basándose en el conocimiento descrito anteriormente. El objeto principal de la presente invención es proporcionar una bobina que pueda dar el mismo campo eléctrico inducido amplio que una bobina de tipo cúpula, y que pueda generar un campo eléctrico inducido fuerte con la misma corriente aplicada que para una bobina de tipo cúpula y, que además, pueda mantener la inductancia a un valor pequeño.

Solución al problema

La invención es tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Los aspectos, los ejemplos y las realizaciones de la presente divulgación que no se encuentran dentro del alcance de las reivindicaciones, en particular los métodos, no forman parte de la invención y se presentan únicamente con fines ilustrativos.

Efecto ventajoso

Según la presente invención, es posible proporcionar una bobina con la que la eficacia de generar un campo eléctrico inducido con respecto a la corriente aplicada sea alta aunque el diseño del área de una parte de actuación esté ensanchado para obtener un campo eléctrico inducido comparativamente amplio y eso también puede mantener la inductancia a un valor bajo.

Además, según la presente invención, dado que la tasa de cambio de la densidad de flujo magnético en un punto de estimulación con respecto al cambio en la distancia desde la superficie de una bobina hasta el punto de estimulación está configurada para que sea menor que un valor dado, es posible reducir el malestar que también puede atribuirse a la estimulación cerca del cuero cabelludo, en el momento del tratamiento, donde un objetivo de irradiación dentro del cerebro se somete a estimulación magnética.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 es un dibujo explicativo para describir un método de uso de un dispositivo de estimulación magnética convencional.

La figura 2 es un dibujo explicativo que muestra una relación entre un campo magnético generado por una bobina usada en un dispositivo de estimulación magnética convencional y la corriente inducida que se produce en la superficie del cerebro.

La figura 3 es un dibujo explicativo para describir un método de uso de un dispositivo de estimulación magnética convencional.

La figura 4 es un dibujo explicativo esquemático para describir la estructura de un dispositivo de estimulación magnética de una realización de la presente invención.

La figura 5 es un dibujo en perspectiva, con una parte de aplicación, usada en el dispositivo de la figura 4, ampliada. La figura 6 es un dibujo en sección transversal a lo largo de la línea A-A en la figura 5, y muestra la parte de aplicación en el estado de estar colocado sobre una superficie superior de un objeto (cabeza).

La figura 7 es una vista en planta para describir un estado de disposición de una bobina usada en la parte de aplicación de la figura 6.

La figura 8 es un dibujo explicativo para describir el sentido de flujo de la corriente eléctrica en la bobina.

La figura 9 es un dibujo en perspectiva de un soporte usado en la parte de aplicación de la figura 6.

La figura 10 es una vista en sección transversal del soporte, para una posición correspondiente a la figura 6.

La figura 11 es un dibujo explicativo para describir las condiciones para la simulación usando una bobina de esta realización.

La figura 12 es un gráfico que muestra los resultados de la simulación, mostrando el eje horizontal el diámetro a interior, y mostrando el eje vertical la intensidad del campo eléctrico inducido y la inductancia.

La figura 13 es un gráfico que muestra los resultados de la simulación, mostrando el eje horizontal el número de espiras N y mostrando el eje vertical la intensidad del campo eléctrico inducido y la inductancia.

La figura 14 es un dibujo explicativo de los resultados de la simulación, y es un dibujo explicativo para describir la propagación de un campo eléctrico generado por la bobina de esta realización.

La figura 15 es un gráfico en el que se comparan diversas bobinas convencionales con la bobina de esta realización, siendo el eje horizontal la posición de medición (ángulo de rotación alrededor del centro de la bobina) y siendo el eje vertical la intensidad del campo eléctrico inducido.

La figura 16 es un gráfico que compara diversas bobinas convencionales con la bobina de esta realización, siendo el eje horizontal la posición de medición (distancia desde la bobina en la dirección del objeto (dirección de la superficie inferior)) y siendo el eje vertical la densidad de flujo magnético.

La figura 17 es un dibujo explicativo para describir un ejemplo modificado de esta realización, y es esencialmente un dibujo en sección transversal con sólo un elemento de núcleo mostrado en sección transversal, en un estado en el que el elemento de núcleo está colocado sobre la superficie de la bobina.

La figura 18 es un gráfico que muestra ejemplos de establecimiento de la permeabilidad relativa de la chapa de acero al silicio usada en el elemento de núcleo, siendo el eje horizontal la fuerza del campo magnético y siendo el eje vertical la densidad de flujo magnético.

La figura 19 es un dibujo explicativo que muestra el aspecto de un campo eléctrico inducido obtenido mediante simulación usando el elemento de núcleo.

La figura 20 es un gráfico para describir las características de una bobina que usa el elemento de núcleo, siendo el eje horizontal la posición de medición (ángulo de rotación alrededor del centro de la bobina) y siendo el eje vertical la intensidad del campo eléctrico inducido.

La figura 21 es un gráfico que compara, usando medición, diversas bobinas convencionales con la bobina de esta realización, siendo el eje horizontal la posición de medición (distancia desde la bobina en la dirección del objeto (dirección de la superficie inferior)) y siendo el eje vertical la densidad de flujo magnético.

La figura 22 es un gráfico que muestra una forma de onda de corriente de una bobina, usando medición, siendo el eje horizontal el tiempo (|is) y siendo el eje vertical el valor de corriente.

La figura 23 es un gráfico que muestra el campo magnético instantáneo de una bobina, usando medición, siendo el eje horizontal el tiempo (|is) y siendo el eje vertical el campo magnético instantáneo.

La figura 24 es un gráfico que compara una bobina en forma de 8 convencional con la bobina de esta realización, siendo el eje horizontal la posición de medición (distancia desde la bobina en la dirección del objeto (dirección de la superficie inferior)) y siendo el eje vertical la densidad de flujo magnético.

La figura 25 es una vista en perspectiva esquemática de una parte de aplicación usada en un dispositivo de estimulación magnética de una segunda realización de la presente invención.

La figura 26 es un dibujo en sección transversal horizontal tomado a lo largo de la línea X-X' en la figura 25.

La figura 27 es un dibujo en sección transversal vertical tomado a lo largo de la línea Y-Y' en la figura 25.

La figura 28 es un dibujo explicativo que muestra un ejemplo modificado de la parte de aplicación mostrada en la figura 25, y es un dibujo en sección transversal en una posición correspondiente a la figura 27.

La figura 29 es una vista en perspectiva esquemática de una parte de aplicación usada en un dispositivo de estimulación magnética de una tercera realización de la presente invención.

La figura 30 es un

dibujo en sección transversal horizontal tomado a lo largo de la línea X-X' en la figura 29. La figura 31

dibujo en sección transversal vertical tomado a lo largo de la línea Y-Y' en la figura 29. La figura 32 es un dibujo explicativo que muestra un ejemplo modificado de la parte de aplicación mostrada en la figura 29, y es un dibujo en sección transversal en una posición correspondiente a la figura 31.

La figura 33 es una vista en perspectiva esquemática de una parte de aplicación usada en un dispositivo de estimulación magnética de una cuarta realización de la presente invención.

La figura 34 es un

dibujo en sección transversal horizontal tomado a lo largo de la línea X-X' en la figura 33. La figura 35 es un

dibujo en sección transversal vertical tomado a lo largo de la línea Y-Y' en la figura 33. La figura 36 es un dibujo explicativo de los resultados usando simulación, y es un dibujo explicativo que muestra la intensidad de campo eléctrico generada por una bobina del ejemplo práctico 3, que se ha normalizado.

La figura 37 es un dibujo explicativo de los resultados usando simulación, y es un dibujo explicativo que muestra la intensidad de campo eléctrico generada por una bobina del ejemplo práctico 1 que se ha normalizado, para fines de comparación con la figura 36.

La figura 38 es un dibujo explicativo de los resultados usando simulación, y es un dibujo explicativo que muestra la intensidad de campo eléctrico generada por una bobina en forma de 8 convencional que se ha normalizado, para fines de comparación con la figura 36.

La figura 39 es un gráfico para comparar una bobina del ejemplo práctico 3 (plana-d), una bobina del ejemplo práctico 1 (Doble D) y una bobina en forma de 8 convencional (figura 8), siendo el eje horizontal la posición de medición (desplazamiento desde el centro de la bobina) y siendo el eje vertical la intensidad del campo eléctrico inducido.

La figura 40 es un gráfico para comparar una bobina del ejemplo práctico 3 (plana-d), una bobina del ejemplo práctico 1 (Doble-D) y una bobina en forma de 8 convencional (figura 8), siendo el eje horizontal la posición de medición (distancia desde la bobina en la dirección del objeto (dirección de la superficie inferior)) y siendo el eje vertical la densidad de flujo magnético.

Descripción de las realizaciones

A continuación se describirá un dispositivo de estimulación magnética de una realización de la presente divulgación con referencia a los dibujos adjuntos. El dispositivo de estimulación magnética de esta realización es un dispositivo para llevar a cabo estimulación magnética transcraneal, que es un método de transmitir estimulación al cerebro usando corriente inducida generada usando un campo magnético variable.

(Estructura del dispositivo de estimulación magnética)

El dispositivo de estimulación magnética de esta realización (véase la figura 4) comprende una sección 10 de fuente de alimentación, un cable 20 y una parte 30 de aplicación. Este dispositivo de estimulación magnética genera una corriente inducida dentro de un objeto 1. En este caso, con esta realización, se usa un cuerpo vivo, en particular la cabeza de una persona, como el objeto 1. Por tanto, a continuación, puede usarse la cabeza 1 en lugar del objeto 1. (Sección de fuente de alimentación)

La sección 10 de fuente de alimentación está configurada para hacer que se genere una corriente inducida dada dentro del objeto 1, suministrando una corriente dada a una bobina 31 (descrita más adelante) de la parte 30 de aplicación. La corriente suministrada desde la sección 10 de fuente de alimentación puede tener un componente de corriente alterna siempre que tenga un componente de corriente alterna que pueda generar corriente inducida. Por consiguiente, es posible usar diversas formas de onda como corriente eléctrica según el uso, tal como una forma de pulso monofásico o una forma de pulso bifásico. El periodo de generación de pulsos se establece de manera apropiada según el uso. Dado que es posible usar una fuente de alimentación similar a la de la técnica relacionada (véase, por ejemplo, la publicación de patente 3 descrita anteriormente) como este tipo de sección 10 de fuente de alimentación, se ha omitido una descripción más detallada.

(Cable)

El cable 20 está configurado para suministrar una corriente dada desde la sección 10 de fuente de alimentación hasta la bobina 31 (descrita más adelante) de la parte 30 de aplicación. El cable 20 tiene un determinado grado de flexibilidad, de modo que la parte 30 de aplicación puede disponerse en una posición adecuada sobre la cabeza 1 de un sujeto. También es posible usar un cable similar al de la técnica relacionada para el cable 20 y, por tanto, se ha omitido una descripción más detallada.

(Parte de aplicación)

La parte 30 de aplicación (véase la figura 5) está dotada de la bobina 31 descrita anteriormente y de un soporte 32 que soporta esta bobina 31.

(Bobina)

La bobina 31 (véase de la figura 6 a la figura 8) está dispuesta cerca de la superficie del objeto (concretamente la cabeza del sujeto) 1, y está configurada para generar un campo eléctrico inducido dentro del objeto 1.

La bobina 31 de esta realización tiene las espiras 311 a 31N 1a a N-ésima. En este caso, N es un número entero de 2 o más, preferiblemente 3 o más, el campo eléctrico inducido se hace más fuerte con el número de espiras, y se facilita ensanchar una región objetivo. Por otro lado, si se tiene en cuenta la inductancia apropiada, el número de espiras es de manera apropiada de 20 o menos, más preferiblemente 14 o menos. Con el ejemplo ilustrado, el número de espiras N=14.

Las espiras 311 a 31N 1a a N-ésima de la bobina 31 están dotadas respectivamente de partes 311a de activación para que la corriente fluya en un sentido, y partes 311b de conexión para que fluya la corriente en el sentido opuesto al un sentido. En este caso, las partes de activación se proporcionan para cada espira, pero con esta memoria descriptiva se asigna el mismo número de referencia 311a para cada parte de activación. Lo mismo se aplica para las partes 311b de conexión. Además, la “corriente en el sentido opuesto” descrita anteriormente no es un sentido a lo largo del sentido de un hilo conductor, sino que significa opuesto a una orientación dentro de los espacios en los que se dispone la bobina. Específicamente, no significa corriente eléctrica -i en un sentido que es opuesto a la corriente i que fluye en la bobina. En la figura 7 y la figura 8 los sentidos de flujo de la corriente eléctrica en la bobina se muestran mediante flechas.

Al soportar la bobina 31 de esta realización con el soporte 32, se regula el estado de disposición espacial de la bobina (véanse la figura 5 y la figura 6). Específicamente, la pluralidad de partes 311a de activación de las espiras 311 a 31N 1a a N-ésima están dispuestas sustancialmente paralelas entre sí, y están dispuestas a lo largo de una superficie del objeto 1 o una superficie que se aproxima a la superficie del objeto 1. Más específicamente, dado que la cabeza de una persona puede aproximarse a una superficie sustancialmente esférica, las partes 311a de activación están dispuestas de manera que discurran a lo largo de una superficie esférica (en más detalle, parte de una superficie esférica). Con esta realización, una superficie en la que están dispuestas las partes 311a de activación (específicamente, una superficie superior de una sección 321 de contacto del soporte 32, que se describirá más adelante) se convierte en una superficie sustancialmente esférica.

Además, con esta realización, las partes 311a de activación de las espiras 1a a N-ésima están dispuestas a intervalos iguales.

Además, una pluralidad de partes 311b de conexión de las espiras 311 a 31N 1a a N-ésima están dispuestas dentro del espacio en el que las partes de conexión no están orientadas hacia la superficie del objeto 1 sobre las partes 311a de activación de las espiras 1a a N-ésima, y las partes 311b de conexión están situadas en los lados con respecto a la dirección de extensión de las partes 311a de activación (véase la figura 6). Más específicamente, las partes 311b de conexión están dispuestas periódicamente en una dirección que es sustancialmente ortogonal a la dirección de extensión de las partes 311a de activación (dirección vertical en el dibujo de la figura 7).

Además, con esta realización, las partes 311b de conexión las espiras 1a a P-ésima, entre las espiras 1a a N-ésima, están dispuestas en un lado opuesto a las partes 311b de conexión de las espiras P+1a a N-ésima, sobre las partes 311a de activación (véase la figura 7). Con el ejemplo de la figura 6 N=14 y P=7, pero estos números no son limitativos, y pueden cambiarse según diversas condiciones de establecimiento.

Las partes 311b de conexión están formadas de modo que sean sustancialmente arqueadas en vista en planta (véase la figura 7). Además, las partes 311b de conexión dispuestas de manera dividida a la izquierda y la derecha de las partes 311a de activación son simétricas izquierda/derecha a ambos lados de las partes 311a de activación. Además, las partes 311b de conexión de un lado de las partes 311a de activación son sustancialmente concéntricas. Cabe señalar que el número de partes 311b de conexión en los lados izquierdo y derecho puede ser diferente. Específicamente, no es necesario que la forma de la bobina 31 sea simétrica izquierda/derecha, y puede ser asimétrica. Por ejemplo, también es posible una estructura en la que el número de espiras N=14 y P=8. Obviamente, estos valores numéricos son meramente un ejemplo, y estos valores numéricos no están restringidos.

Dicho de otro modo, la bobina de este ejemplo práctico es una bobina que se dispone cerca de una superficie de un objeto para generar un campo eléctrico inducido dentro del objeto, y una serie de hilos conductores que posee la bobina, que discurren desde un extremo de entrada hasta un extremo de salida, comprenden:

(1) una pluralidad de conductores de activación usados en la generación de campo eléctrico inducido, y

(2) conductores de conexión que conectan la pluralidad de conductores de activación entre sí, y que están configurados en una forma según la cual puede ignorarse sustancialmente el efecto sobre la intensidad de un campo eléctrico inducido que se ha generado por los conductores de activación.

(Soporte)

El soporte 32 está dotado de una sección 321 de contacto que es capaz de entrar en contacto con una superficie del objeto 1, y una sección 322 de pestaña que está formada sobre un borde periférico exterior de la sección 321 de contacto.

La sección 321 de contacto está conformada o bien en una forma sustancialmente de placa que se ha curvado para formar parte de una superficie esférica (concretamente, en forma de superficie esférica), o bien en una forma sustancialmente de disco, y como resultado es posible que una superficie inferior de la sección 321 de contacto se acomode a parte de una cabeza 1, como objeto (véase la figura 6).

En la superficie superior de la sección 321 de contacto están formadas ranuras 321a para alojar las partes 311a de activación de la bobina 31 y llevar a cabo la alineación de estas partes 311a de activación (véanse la figura 6 y la figura 10). Con esta realización, las ranuras 321a están formadas a lo largo de una superficie superior de la sección 321 de contacto, sustancialmente paralelas entre sí y a intervalos iguales, de manera similar a las partes 311a de activación (véase la figura 9).

La sección 322 de pestaña se forma extendiéndose en una dirección hacia el exterior, desde el borde periférico exterior de la sección 321 de contacto (véase la figura 9). La sección 322 de pestaña de esta realización está conformada en una forma general que tiene una forma sustancialmente de placa plana en sección transversal, y como resultado de esto es posible separar ligeramente la sección 322 de pestaña del objeto con forma de superficie sustancialmente esférica (véase la figura 6). Las ranuras 322a para alojar las partes 311b de conexión de la bobina 31 y llevar a cabo la alineación de estas partes 311b de conexión están formadas en la superficie superior de la sección 322 de pestaña (véanse la figura 6 y la figura 10). Con esta realización, las ranuras 322a se forman extendiéndose a lo largo de una superficie superior de la sección 322 de pestaña para formar círculos concéntricos (o para formar curvas paralelas), de manera similar a las partes 311b de conexión (véase la figura 9).

(Ejemplo práctico 1 - Optimización de las condiciones de diseño)

A continuación, se considerarán las condiciones de diseño para una bobina 31 que se usa en esta realización descrita anteriormente, usando simulación.

En la evaluación a continuación, además de suponer que la zona de la bobina 31 de esta realización (en la memoria descriptiva a continuación se denominará “bobina Doble-D”) que entra en contacto con una cabeza 1 (específicamente, la zona que entra en contacto con la cabeza por medio de la sección 321 de contacto del soporte 32) es fija, se variará el intervalo mínimo a (véase la figura 11) entre las partes 311a de activación y las partes 311b de conexión, y el número de espiras N de la bobina, y se aclarará qué efecto tienen estos parámetros de diseño sobre el campo eléctrico inducido generado por la bobina. Además, una vez que se han determinado los parámetros de diseño de una bobina Doble-D de viabilidad particularmente alta (que tiene una inductancia que es capaz de conexión a circuitos de excitación de corriente y que logra una eficacia de generación de campo eléctrico inducido que es comparable a la de una bobina en forma de 8 convencional), se llevará a cabo la comparación con una bobina ya conocida y se confirmará la eficacia de la bobina diseñada.

(Condiciones de simulación)

Se lleva a cabo la optimización de la forma de una bobina Doble-D. Cabe señalar que los valores numéricos para el diseño mostrado a continuación son meramente un ejemplo, y el alcance de la presente invención no debe estar limitado por estos valores.

En primer lugar, el radio de curvatura de una superficie (superficie esférica) en la que están dispuestas las partes 311a de activación es de 100 mm, la anchura total (anchura en la dirección de disposición) de las partes 311a de activación es de 78 mm y el radio de un intervalo de cubierta por las superficies inferiores de todas las partes 311a de activación (concretamente la mitad de la longitud máxima de las partes 311a de activación) es de 56 mm. El intervalo mínimo a descrito anteriormente se hace variable, y esto se varió desde 14 mm hasta 38 mm (véase la figura 11). Además, el número total de arrollamientos N de la bobina 31 varía desde 14 hasta 20, siendo fija la zona de cubierta de la cabeza por los hilos conductores de la bobina 31 (véase la figura 11). Cabe señalar que en la figura 11 la bobina se ha descrito de manera simplificada ignorando la estructura de arrollamiento en espiral. Se supone que la forma de sección transversal de los hilos conductores de la bobina tiene una anchura de 2 mm y una altura de 6 mm.

En la simulación, se situó una bobina 31 a 1 cm directamente por encima de un hemisferio conductor de 75 mm de radio, y se obtuvo mediante cálculo el campo eléctrico inducido cuando se aplicó corriente de pulso de una corriente máxima de 5,3 kA y una frecuencia de pulso de 3,4 kHz. La intensidad de campo eléctrico se evaluó usando valores promedio dentro de una esfera de 10 mm de radio desde un centro de estimulación (porción central de la superficie de un objeto que se convierte en el objetivo, por ejemplo, una posición específica dentro del área motora del cerebro). Con la intensidad máxima del campo eléctrico inducido generado por la corriente aplicada como referencia, se evaluó la propagación del campo eléctrico usando el área total de vóxeles en los que se generó un campo eléctrico del 50% o más de esta intensidad máxima. En el cálculo, se utilizó un método de diferencia finita de potencial escalar (método de SPFD), usando el software original del presente inventor (se describirá un esquema de ese software más adelante). Además del cálculo usando una diferencia finita, la inductancia de la bobina se sometió a un cálculo de aproximación usando la fórmula de Neumann. En la fórmula de Neumann, se obtiene la inductancia L de un grupo C de pistas finas usando las ecuaciones (1), (2) y (3). Cabe señalar que en la figura 3, la forma de sección transversal de los cuerpos conductores es un rectángulo de anchura w y altura h, y las longitudes de las porciones de cableado de los cuerpos conductores son 1. mi,j representa inductancias parciales de cada pista fina, y si, sj representa los vectores de corriente de pista fina respectivos. La distancia r entre las pistas finas asociadas, que son posiciones de torsión, se aproxima simplemente como la distancia entre los puntos centrales de cada porción de hilo fino con este ejemplo.

V V

i = E E mií o)

*=i ¿=i

Adicionalmente, además de la simulación usando un método de SPFD, para estar doblemente seguros, se lleva a cabo simultáneamente simulación usando un método de elementos finitos, y se obtienen una inductancia más precisa obtenida de un campo magnético generado en una región aérea y la fuerza de densidad de flujo magnético. Para fines de comparación con una bobina existente, se prepararon tres modelos para una bobina en forma de 8 (publicaciones de patente 1 y 2 descritas anteriormente) que tenía un total de 20 espiras, un radio externo (radio en la circunferencia de la bobina) de 100 mm y un entrehierro del conductor de 1 mm, una bobina circular que tenía un total de 10 espiras y un radio externo de 100 mm, y una bobina de tipo cúpula que tenía una altura de 39 mm y un radio externo de 66 mm y una anchura de 78 mm, y se obtuvieron la inductancia, la fuerza de densidad de flujo magnético y la intensidad de campo eléctrico de una parte de capa de superficie del modelo hemisférico (profundidad de 1 mm desde la superficie). Cabe señalar que se usó Photo-Series (Photon Co. Ltd.) en la simulación con el método de elementos finitos.

(Resultado 1/Examen: cambio en el campo eléctrico inducido debido a la anchura del diámetro interno de la bobina)

Los resultados se reúnen en la tabla 1 para la variación en la intensidad de campo eléctrico, la inductancia y la propagación del campo eléctrico inducido para un caso en el que se usó una bobina de 20 espiras y se varió la anchura a del diámetro interior (intervalo mínimo) de esa bobina. La figura 12 muestra la intensidad de campo eléctrico y la inductancia en un gráfico.

Tabla 1

Variación en la característica de la bobina con el cambio en la anchura del diámetro interior

Según los resultados obtenidos, se encuentra que aunque cuanto mayor es la anchura a de los lados de la bobina, más aumenta la inductancia, no hay mucha variación en la intensidad y propagación del campo eléctrico inducido que puede generarse en un modelo de cabeza (objeto). Si casi no hay variación en el campo eléctrico inducido, es preferible una inductancia más baja y, por tanto, puede concluirse que la anchura del diámetro interior a de la bobina Doble-D debe hacerse lo más estrecho posible hasta un límite en el que la superficie de la cabeza y la bobina (específicamente, la superficie inferior del soporte de la bobina) interfieren entre sí. Además, un valor tal como inductancia=18,5 ^H en el caso en el que el número de espiras N=20 y la anchura a=14 mm es un valor grande para conectarse a un circuito de excitación disponible comercialmente, y es preferible disminuir adicionalmente la inductancia con respecto a este valor mediante la reducción del número de espiras.

(Resultado 2/Examen: cambio en el campo eléctrico inducido debido al número de espiras de la superficie de contacto con la cabeza)

Los resultados para la variación en la intensidad de campo eléctrico, la inductancia y la propagación del campo eléctrico inducido para un número de espiras N (variable) de bobina con anchura del diámetro interior a=14 mm se reúnen en la tabla 2. La figura 13 muestra la intensidad de campo eléctrico y la inductancia en un gráfico.

Tabla 2

Cambio en las características de la bobina con el cambio en el número de espiras

A partir de los resultados obtenidos se entenderá que casi no hay variación en la propagación del campo eléctrico inducido según el número de espiras. También se entenderá que aunque es posible disminuir la inductancia mediante la disminución del número de espiras de la bobina, la intensidad del campo eléctrico inducido también disminuirá significativamente. Es deseable tener una inductancia de aproximadamente 10 uH o inferior para la conexión a un circuito de excitación disponible comercialmente, y teniendo esto en cuenta 14 es apropiado para el número total de espiras de una bobina.

En este caso, con una bobina real, se ha considerado ampliar el intervalo de conductor para simplificar la producción. Si se hace esto, entonces se aumenta el flujo de interconexión de la bobina y es posible aumentar la inductancia. La inductancia total también se aumenta mediante el cable 20 que conecta el circuito de excitación y la bobina. Por consiguiente, como valor de diseño con la bobina 31 puede considerarse beneficioso permitir un margen adicional en comparación con 10 uH. Con este ejemplo, se darán descripciones en relación con la comparación con una bobina existente y la fabricación específica adoptando una anchura a=14 mm y un número de espiras N=14, dejando un margen para el valor de inductancia.

(Resultado 3/Evaluación: comparación con una bobina existente)

Como resultado de la simulación usando el método de elementos finitos, en la figura 14 se muestra la propagación de un campo eléctrico con un modelo de hemisferio (modelo en el que un objeto tiene forma de hemisferio), en un caso en el que se usa una bobina en forma de 8 y una bobina Doble-D. Con este dibujo, se muestra la intensidad de campo eléctrico normalizada con un valor máximo como 100%. Además, en la figura 15 se muestra la comparación con cada bobina, para la intensidad de campo eléctrico de un punto a una profundidad de 1 mm en el modelo de hemisferio. Además, en la figura 16 se muestra una relación entre la distancia desde una superficie del centro de la bobina y la fuerza de la densidad de flujo magnético, cuando se ha supuesto la energización de 5,3 kA como salida máxima de un circuito de excitación, representada para cada bobina. En la tabla 3 se muestran los valores y la propagación de una intensidad de campo eléctrico que se ha obtenido usando un método de SPFD, y los valores de inductancia que se han obtenido usando un método de elementos finitos.

Tabla 3

Comparación con bobinas existentes

En la tabla 3 y la figura 15, un valor promedio para la intensidad de campo eléctrico en una región de cálculo es de 202 V/m en el caso de una bobina en forma de 8, pero de 209 V/m en el caso de una bobina Doble-D, mientras que un valor máximo para el campo eléctrico inducido en un punto a una profundidad de 1 mm es de 215 V/m para la bobina en forma de 8 y de 237 V/m para la bobina Doble-D. De este modo, el diseño final de la bobina Doble-D puede lograr una misma o una intensidad del campo eléctrico inducido mejor en comparación con la de la bobina en forma de 8 existente. Además, tal como se muestra en la figura 14, según la bobina de este ejemplo, la propagación del campo eléctrico inducido es grande y, por consiguiente, existe la ventaja de que la bobina es resistente a una ubicación errónea. El valor de inductancia también se mantiene dentro de 10 |iH, lo que es preferible para la conexión a un circuito de excitación genérico.

Además, en la figura 16, la fuerza del campo magnético en una posición a 5 mm desde la superficie de la bobina es de 0,81 T para la bobina en forma de 8, pero de 0,63 T para la bobina Doble-D y, por tanto, la densidad de flujo magnético de la bobina en forma de 8 es mayor. Sin embargo, mientras que por un lado la fuerza del campo magnético tiene el mismo valor de 0,48 T para ambas bobinas a una distancia de 16 mm de la superficie, además, a una distancia de 20 mm de la superficie, la densidad de flujo magnético es de 0,40 T para la bobina en forma de 8 pero de 0,42 T para la bobina Doble-D y, por tanto, la relación de nivel para la fuerza ha cambiado.

Lo que significa esto específicamente es que la eficacia de generación de un campo eléctrico inducido en una posición que está a 16 mm o más de la superficie de la bobina es mejor para la bobina Doble-D que para la bobina en forma de 8. Dado que un punto de estimulación para una superficie de materia gris cerebral, sobre el cuero cabelludo y el cráneo, y el líquido cefalorraquídeo, está situado a 15 mm o más de la superficie de la bobina, debido a esta característica, puede decirse que la bobina Doble-D tiene una característica eficaz con respecto a una estimulación en las proximidades de una superficie de materia gris.

También existen las siguientes dos ventajas relacionadas.

En primer lugar, el campo eléctrico inducido en la superficie de la bobina es preferiblemente bajo. Hay músculos temporales y membranas herméticas en las proximidades del cuero cabelludo directamente por encima de la corteza motora primaria, moviéndose estos músculos con estimulación magnética y, dependiendo del sujeto de prueba, puede haber un problema de malestar asociado. Además, el tratamiento médico es básicamente indoloro, pero dependiendo del sujeto de prueba, puede haber casos en los que los receptores sensoriales de la piel se estimulan y el sujeto se quejará de ligero picor o similar. Al hacer que campo eléctrico inducido cerca de la superficie de la bobina sea pequeño, existe la posibilidad de reducir estos efectos secundarios minoritarios.

Tal como se muestra en la curva característica de la bobina de este ejemplo práctico que se representó como la bobina “Doble-D” de la figura 16 bajo las condiciones de simulación de este ejemplo práctico que se mostraron anteriormente, la bobina de este ejemplo práctico se construye de manera que la tasa de cambio de la densidad de flujo magnético en un punto de estimulación con respecto al cambio en la distancia (mm) desde la superficie de la bobina hasta el punto de estimulación se convierte en una tasa de cambio en las proximidades de 0,014 o una tasa de cambio que se lee a partir de la figura 16, o menos de estos valores, lo que significa que es posible reducir también el malestar provocado por la estimulación cerca del cuero cabelludo, en el momento del tratamiento en el que un objetivo de irradiación dentro del cerebro se somete a estimulación magnética.

A la inversa, dado que la misma tasa de cambio se aproxima a 0,027 con la bobina en forma de 8 que se representó como la bobina en forma de 8 en la figura 16, no puede esperarse el mismo efecto que con una bobina de este ejemplo práctico con la bobina en forma de 8. Específicamente, en un caso en el que se ha llevado a cabo estimulación magnética para generar densidad de flujo magnético de la misma fuerza en un punto de estimulación dentro del cerebro, tal como queda claro a partir de la figura 16, la densidad de flujo magnético cerca del cuero cabelludo, que es una posición en la que distancia desde la superficie de la bobina es corta, se convierte en un valor más pequeño con la bobina de este ejemplo práctico que con una bobina en forma de 8, lo que significa que aunque surja malestar que sea atribuible a realizar estimulación cerca del cuero cabelludo, tal malestar es menor que con la bobina en forma de 8.

Cabe señalar que una bobina de tipo cúpula que se ha representado como “bobina de cúpula” en la figura 16 tiene una tasa de cambio más pequeña que la bobina de este ejemplo práctico, pero la magnitud de la densidad de flujo magnético generada en las condiciones de diseño de la bobina de tipo cúpula usada en este ejemplo comparativo es más pequeña que la de la bobina de este ejemplo práctico y, por tanto, en el caso en el que se use en la práctica médica, la intensidad de estimulación se hace pequeña, y con el fin de garantizar la intensidad de estimulación requerida, es necesario aumentar la corriente eléctrica, concretamente, la alimentación suministrada.

Es decir, la bobina de este ejemplo práctico es una bobina para tratamiento de estimulación magnética que se ha construido de manera que la tasa de cambio de la densidad de flujo magnético en un punto de estimulación con respecto a la distancia (mm) desde una superficie de la bobina hasta el punto de estimulación, cuando se aplica corriente de pulso a una corriente máxima de 5,3 kA y una frecuencia de pulso de 3,4 kHz, se convierte en una tasa de cambio cerca de 0,014 [T/mm] o una tasa de cambio leída a partir de la figura 16, o menos de estos valores numéricos, y de manera que la magnitud de la densidad de flujo magnético del punto de estimulación se hace mayor que o igual a 0,2 T.

Además, como segundo punto, el campo eléctrico inducido de una porción que es más profunda que una superficie de materia gris preferiblemente es alto (es decir, es deseable poder estimular en una posición profunda). La materia gris se distribuye dentro de 5 mm de la superficie del cerebro, la profundidad del surco también es de aproximadamente 10 mm, y se cree que grupos de nervios de las células piramidales de la corteza del área motora que se estimula para el tratamiento se distribuyen desde la superficie exterior del cerebro hasta una profundidad de aproximadamente 15 mm. Hay un ejemplo, como tratamiento de la depresión, en el que está desarrollándose una nueva forma de bobina con el fin de estimular la zona prefrontal de manera amplia y profunda, y teniendo esto en cuenta, se cree que es muy posible lograr una mayor eficacia de tratamiento mediante la estimulación en una posición profunda.

(Ejemplo modificado - Técnica de localización para la convergencia de estimulación que combina núcleos laminados en diferentes direcciones)

La bobina Doble-D que se ha descrito en esta realización tiene características suficientemente prácticas con respecto a la totalidad de la propagación del campo eléctrico inducido, la intensidad de campo eléctrico y la inductancia, pero por otro lado, dado que un campo eléctrico inducido se genera con cierta fuerza usando las partes 311b de conexión (concretamente los conductores laterales), tal como se muestra en la figura 14, existe la posibilidad de que esté generándose un campo eléctrico inducido de manera involuntaria ligeramente en la región del cerebro cuando se lleva a cabo realmente la estimulación magnética. Para resolver esto, se describirá un dispositivo de estimulación magnética que usa un elemento 33 de núcleo (véase la figura 17) como ejemplo modificado. Cabe señalar que en la descripción de este ejemplo modificado, elementos que son básicamente comunes a los de la realización descrita anteriormente, usan los mismos números de referencia, con el fin de simplificar la descripción. Además, en este ejemplo modificado, los denominados núcleos laminados en diferentes direcciones (en ocasiones denominados simplemente núcleos laminados, o núcleos) se usan como el elemento 33 de núcleo. La estructura detallada del elemento 33 de núcleo se describirá más adelante.

(Efecto del núcleo laminado sobre el punto de estimulación magnética)

En primer lugar, se describirán los efectos que tienen los núcleos laminados con respecto a la bobina de estimulación magnética transcraneal. Se han realizado varios estudios en el pasado para mejorar la eficacia de la estimulación electromagnética mediante la combinación de un cuerpo ferromagnético con una bobina de TMS, de Han et al, para disponer un núcleo laminado en la parte superior de una bobina circular (B. H. Han, S. Y. Lee, J.H. Kim, J.H. Yi, “Some technical aspects of magnetic stimulation coil design with the ferromagnetic effect”, Medical & Biological Engineering & Computing, vol. 41 (5), págs. 516-518, 2003). Esto se ha ampliado por Miyawaki et al, quienes notificaron que pueden mejorar significativamente la eficacia de la estimulación electromagnética mediante la combinación de placas de núcleo laminadas en diferentes direcciones con una bobina excéntrica en forma de 8 que tiene una ubicación mejorada (K. Yamamoto, Y. Miyawaki, Y. Saitoh y M. Sekino, “Improvement in Efficiency of Transcranial Magnetic Stimulator Coil by Combination of Iron Core Plates Laminated in Different Directions”, IEEE Transactions on Magnetics, vol. 52, 2016). Este principio fundamental tiene las ventajas de que planchas de acero que se han laminado en una dirección perpendicular a los conductores son satisfactorias en lo que se refiere a la eficacia de mejorar el campo eléctrico inducido directamente debajo de los conductores, mientras que a la inversa, planchas de acero que se han laminado en una dirección paralela a los conductores son satisfactorias en lo que se refiere a la eficacia de atenuar el campo eléctrico inducido directamente debajo de los conductores al generar una gran pérdida de corriente dentro de las planchas de acero. Miyawaki et al aumentan el campo eléctrico inducido en una parte central donde se desea intensificar la estimulación mediante la preparación de chapas de acero que se han laminados en una dirección vertical para el lado exterior de una bobina excéntrica en forma de 8 y que se han laminado en una dirección horizontal en el lado interior, y haciendo que el campo eléctrico inducido sea pequeño en una porción del borde exterior donde no se requiere estimulación, se logra el efecto de poder mejorar de manera óptima la intensidad de la estimulación.

Con este ejemplo modificado, aprendiendo de este resultado, el objetivo es atenuar el campo eléctrico inducido de la bobina Doble-D de esta realización en puntos en los que no es necesaria estimulación, y aumentar el campo eléctrico inducido en una porción central, y se lleva a cabo verificación para un modelo que combina una bobina Doble-D y planchas de acero laminado como elemento 33 de núcleo.

(Condiciones de simulación)

Dado que es necesario simular el efecto de las planchas de acero, todos los cálculos se llevaron a cabo usando métodos de elementos finitos. El número de espiras de la bobina Doble-D fue de 14. El elemento 33 de núcleo se formó para cubrir toda la bobina, siguiendo la forma de la bobina Doble-D, tal como se muestra en la figura 17. Cabe señalar que la figura 17 muestra el aspecto solo con el elemento 33 de núcleo en sección transversal. El hemisferio del cuerpo conductor tenía un radio de 75 mm, mientras que la región aérea tenía un radio de 150 mm. En este caso, para calcular y simular con precisión el flujo magnético que se genera periféricamente por la bobina, se estableció una región aérea que tenía anchura suficiente. La conductividad del acero fue de 107 en una dirección de no laminación y fue de 10'7 en la dirección de laminación. La permeabilidad relativa se estableció de manera no lineal, tal como se muestra en la figura 18, suponiendo que hay saturación a una densidad máxima de flujo magnético de aproximadamente 2 T, suponiendo chapas de acero al silicio. El grosor del acero fue de 5 mm. Usando el efecto pelicular del conductor, a partir de la ecuación (4) a continuación, si se establecen a = 107 S/m y f = 3,15 kHz, se considera que la penetración del flujo magnético es sólo hasta una profundidad de 40 |im, y este grosor de 5 mm es suficientemente grande para esta profundidad. Las direcciones de laminación se establecen de modo que porciones a 44 mm del centro del elemento 33 de núcleo tengan planchas de acero (... correspondientes a los primeros cuerpos 331a de núcleo) en una dirección de alineación (dirección lateral) perpendicular a los conductores (partes 311a de activación), y fuera de esta porción, las planchas de acero (... correspondientes a los segundos cuerpos 332a de núcleo) están en una dirección de alineación que es paralela a los conductores (dirección vertical). La corriente que fluye en la bobina se establece en 5,3 kA, a una frecuencia de 3,15 kHz. Las porciones 331b entre los primeros cuerpos 331a de núcleo y las porciones 332b entre los segundos cuerpos 332a de núcleo están compuestas por un material que tiene una baja permeabilidad relativa.

(Resultados y observaciones)

En la figura 19 se muestra el aspecto del campo eléctrico inducido obtenido. Además, en la figura 20 se muestra la intensidad del campo eléctrico inducido a la profundidad de 1 mm desde la superficie del hemisferio. El primer pico (porción que corresponde a directamente por debajo de los conductores laterales (partes 311b de conexión) de la bobina Doble-D) de la intensidad del campo eléctrico inducido en la figura 20 fue de 86,6 V/m en el caso en el que no se dispusieron planchas de acero en dirección horizontal en diferentes direcciones, pero de 60,2 V/m en un caso en el que se dispusieron planchas de acero. Además, la intensidad máxima del campo eléctrico inducido generado en el centro, como segundo pico, fue de 238,7 V/m en el caso en el que no se dispusieron planchas de acero, y de 292,0 V/m en el caso en el que se dispusieron planchas de acero. El valor de inductancia fue de 1904 ^H si se dispusieron los elementos de núcleo (acero laminado), en comparación con 7,4 ^H cuando no hubo elementos de núcleo.

Como resultado de esto, para una bobina Doble-D también es posible suprimir hábilmente el campo eléctrico inducido en puntos en los que no es necesaria estimulación mediante el uso de planchas de acero laminado en diferentes direcciones, y es posible mejorar significativamente la intensidad de campo eléctrico en el punto central de estimulación. Sin embargo, dado que el valor de inductancia es extremadamente grande, no se considera posible conectar a un circuito de excitación normal. Para evitar esta situación, se considera necesario hacer las planchas de acero más pequeñas y delgadas con la intención de disminuir el valor de inductancia. De lo contrario, será necesario adoptar el uso de un circuito de excitación práctico que pueda cambiar arbitrariamente la longitud de onda independientemente del valor de la inductancia, tal como proponen Peterchev et al (A. V. Peterchev, R. Jalinous y S. H. Lisanby, “A Transcranial Magnetic Stimulator Inducing Near-Rectangular Pulses With Controllable Pulse Width (cTMS)” , IEEE Transactions on Biomedical Engineering, vol. 55, 2008, páginas 257-266).

El dispositivo del ejemplo modificado puede realizarse de la siguiente forma.

(A1)

Una bobina en la que el elemento 33 de núcleo está construido para reducir la resistencia magnética de un circuito magnético generado por las espiras 1a a N-ésima, y el elemento de núcleo está dispuesto en una posición opuesta a un objeto 1 sobre las partes 311a de activación.

(A2)

Una bobina tal como se describe en el punto A1, en la que el elemento 33 de núcleo se caracteriza por tener una pluralidad de regiones (331a, 331b, 332a, 332b) de diferente permeabilidad relativa.

(A3)

Una bobina tal como se describe en el punto A1 o A2, en la que el elemento 33 de núcleo está dotado de una primera porción 331 dispuesta en una posición que está orientada hacia las partes 311a de activación, y una segunda porción 332 que está dispuesta en una posición que está orientada hacia las partes 311b de conexión, estando dotada la primera porción 331 de una pluralidad de primeros cuerpos 331a de núcleo alargados que se extienden en una dirección no paralela (u ortogonal) a las partes 311a de activación, y estando dotada la segunda porción 332 con una pluralidad de segundos cuerpos 332a de núcleo alargados que se extienden en una dirección que es sustancialmente paralela a la dirección de extensión de las partes 311a de activación.

(Ejemplo práctico 2 - Evaluación de características mediante medición)

Con el ejemplo práctico 2, para una bobina Doble-D de 14 espiras y anchura del diámetro interior de 14 mm que se explicó como una realización, se llevó a cabo la fabricación real, y se muestran los resultados de haber llevado a cabo experimentos de energización y medición. Con este ejemplo práctico 2, como conductores para la constitución de la bobina 31 se usó una malla de hilo de cobre estañado de dos capas con un grosor de 0,8 mm y una altura de 4 mm, que se encajó en ranuras en la superficie del soporte 32. La sección transversal efectiva de los conductores fue de 3,4 mm2. Mediante el uso de este tipo de malla de hilo de cobre de dos capas, puede enrollarse fácilmente y es posible disminuir un centroide de una trayectoria de corriente.

Se muestran resultados en la tabla 4 a continuación.

Tabla 4

Valores de medición de inductancia (|iH) a 1 kHz

La inductancia de la bobina de esta realización fue de 10,3 |iH. Una bobina circular disponible comercialmente (bobina circular C100 de la empresa MagPro) tenía 9,6 |iH, mientras que una bobina en forma de 8 tenía 12,1 |iH. Como resultado de esto, la bobina de esta realización tiene una característica de inductancia sustancialmente igual que la de la bobina existente, y se entenderá que es aplicable a una fuente de alimentación existente.

(Medición de campo magnético estático cuando se energiza corriente continua)

Un valor máximo de densidad de flujo magnético que se ha generado por un circuito de excitación puede aproximarse a un valor de densidad de flujo magnético en un campo magnético estático que se ha generado por corriente continua. Esto significa que es posible predecir la densidad de flujo magnético en el momento de la excitación midiendo un campo magnético estático cuando se ha aplicado una corriente alterna a la bobina. En este caso, como experimento preliminar antes de la energización usando el circuito de excitación, se hizo fluir corriente alterna en la bobina de esta realización y una bobina en forma de 8 que era para fines de comparación, y se midió el campo magnético estático que se generó.

(Condiciones experimentales)

Basándose en el hecho de que la propia bobina tiene una resistencia parásita, se llevó a cabo la medición con la bobina conectada directamente a una fuente de corriente constante. Una fuente de alimentación usada fue PAR18-6A de la empresa TEXIO. Se usó GM07 de la empresa HIRST Magnetic Instruments como medidor de Gauss para la medición del campo magnético estático.

(Resultados y observaciones)

Los resultados se muestran en la figura 21. La densidad de flujo magnético generada por una corriente fija de 5 A fue un valor más alto con la bobina en forma de 8 en una región desde 0 mm hasta 20 mm desde la superficie de la bobina. Por otro lado, en puntos más alejados de 20 mm de la superficie de la bobina, la bobina Doble-D generó un campo magnético más fuerte que la bobina en forma de 8. Cabe señalar que un valor de densidad de flujo magnético en un punto a 20 mm de la superficie de la bobina fue de 0,33 mT con la bobina en forma de 8 y de 0,32 mT con la bobina Doble-D.

Basándose en estos resultados, si puede considerarse que la distancia desde la superficie del cuero cabelludo hasta la superficie de materia gris es como promedio de aproximadamente 20 mm, se entenderá que la intensidad de estimulación sobre grupos de nervios de la materia usando la bobina Doble-D es aproximadamente la misma que para la bobina en forma de 8. Esto coincide más o menos con los resultados de simulación de la figura 16. Sin embargo, considerando el hecho de que en la simulación, la densidad de flujo magnético usando la bobina Doble-D se hace más alta que con la bobina en forma de 8 en el punto más allá de 16 mm de la distancia, hay algunos errores. Se cree que esto se debe a ligeras diferencias entre los modelos de simulación y las máquinas reales.

(Medición de la corriente aplicada y el campo magnético variable usando un circuito de excitación real)

Se conectó una bobina Doble-D fabricada a un circuito de excitación disponible comercialmente, y se llevaron a cabo pruebas de energización y mediciones de campo magnético variable.

(Condiciones experimentales)

En el circuito de excitación se usó un dispositivo MagProCompact de la empresa MagVenture. Se usó un monitor de corriente 4418 de PEARSON Electronics como medidor de corriente, se conectó un osciloscopio y se almacenó una forma de onda de corriente. Se forma una bobina de exploración de 7,6 mm de diámetro exterior y 6 espiras (área superficial eficaz de 272 mm2), se sitúa encima de una bobina y se conecta a un osciloscopio, y luego se mide un campo magnético de la misma registrando su forma de onda de la densidad de flujo magnético instantáneo. La posición de la bobina de exploración es en el centro de la bobina en forma de 8 o la bobina Doble-D, y los puntos de medición se obtuvieron cada 5 mm hasta una distancia de 30 mm, con 0 mm como pieza de fijación. Además de esto, se obtuvo un valor integrado de hasta un período de 1/4 del campo magnético instantáneo obtenido como valor máximo de la densidad de flujo magnético, y después de eso, el valor de la corriente de excitación se normalizó a un valor máximo de 1 kA y se llevó a cabo la comparación.

(Resultado 1 y consideraciones - Forma de onda de corriente en el momento de la energización) En el momento de la medición, la amplitud de corriente de la bobina en forma de 8 fue de 1,9 kA, mientras que la amplitud de corriente de la bobina Doble-D fue de 1,4 kA. En la figura 22 se muestran las formas de onda de corriente para la bobina en forma de 8 y la bobina Doble-D que han tenido amplitud de corriente normalizada a 1 kA. La longitud de onda de corriente usando la bobina en forma de 8 fue de 295 |as, mientras que la longitud de onda usando la bobina Doble-D fue de 283 |as. Además, en relación con la atenuación debido a la resistencia parásita de las bobinas, al hacer que un valor absoluto de un primer pico de las amplitudes respectivas sea 1, un segundo valor pico es de 0,875 con la bobina en forma de 8 y de 0,806 con la bobina Doble-D.

En relación con la longitud de onda, la bobina Doble-D puede generar pulsos trifásicos de la misma forma de onda que la bobina en forma de 8, y como resultado de la medición teniendo en cuenta el valor de inductancia, se obtuvo una longitud de onda más corta de 300 |as. Como resultado de esto, desde el punto de vista de la longitud de onda, ciertamente es posible la estimulación del nervio craneal.

También es posible obtener un valor de resistencia parásita R a partir de la atenuación de una forma de onda de corriente. Si se hace que un primer valor pico sea Ii y se hace que un segundo valor pico sea I2, la resistencia R de un circuito en serie RLC se representa tal como se muestra a continuación.

En este caso, T es la longitud de onda de corriente, y se representa por T=2nW(LC).

Además,

L: inductancia del circuito y

C: capacitancia del circuito.

Si se sustituyen la inducción que se ha medido en este caso y la longitud de onda que se ha adquirido, entonces la resistencia de la bobina en forma de 8 se convierte en 17,0 mQ, y la resistencia de la bobina Doble-D se convierte en 21,0 mQ. La razón de esto es que con la bobina Double-D, mientras que la longitud del arrollamiento es igual a la de la bobina en forma de 8, como arrollamiento se usa un conductor de malla que tiene un área de sección transversal pequeña. Debido al hecho de que el valor de la resistencia parásita es alto, existe la preocupación de que el calentamiento de la bobina en el momento de la energización continua de alta frecuencia tenga lugar rápidamente, y se considera preferible una mejora que tienda a aumentar el área de sección transversal del arrollamiento. Dado que con una bobina Doble-D, el tamaño puede hacerse comparativamente más pequeño para aplicar corriente para conferir la misma intensidad de campo eléctrico inducido a la materia gris tal como se describió anteriormente, puede predecirse que la tasa de calentamiento eficaz será aproximadamente del mismo grado. También se considera que una bobina Double-D mostraría un rendimiento suficiente al menos para la estimulación de un solo nervio debido al hecho de que la forma de onda está próxima a la de una bobina existente, no siendo tan grande la atenuación. (Resultado 2 y consideraciones - Forma de onda de la densidad de flujo magnético instantáneo en el momento de la energización, valor máximo de densidad de flujo magnético)

En la figura 23 se muestran las formas de onda para el campo magnético instantáneo (dB/dt) en una posición a 15 mm de la superficie de la bobina en forma de 8 y la bobina Doble-D, que se han normalizado basándose en una energización de 1kA. Tal como se muestra en los dibujos, se adquirió una densidad de flujo magnético instantáneo de la misma intensidad que la de la bobina en forma de 8. Como resultado de esto, desde el punto de vista de la fuerza del campo magnético, ciertamente es posible la estimulación de los nervios craneales. Además, con respecto a la distancia desde la superficie de la bobina, en la figura 24 se muestran los valores de densidad de flujo magnético obtenidos a partir de la fuerza del campo magnético instantáneo que se han sometido a multiplicación constante, de manera que sean equivalentes al caso para 5 kA. Este resultado es un resultado que coincide sustancialmente con la simulación de la figura 16, y muestra que es posible obtener un campo eléctrico inducido de la misma intensidad que una bobina en forma de 8 con una bobina Doble-D. Un resultado extremadamente próximo se ha obtenido en la medición con un campo magnético estático. Hablando estrictamente, de manera similar al caso de la medición del campo magnético estático, una posición de la superficie en la que la densidad de flujo magnético de la bobina Doble-D se hace más fuerte que para la bobina en forma de 8 fue de 17 mm con simulación, pero de 20 mm con mediciones reales, lo que significa que hubo una ligera discrepancia. Esto se debe a diferencias en las dimensiones, etc. de un modelo de simulación y los dispositivos fabricados realmente, y puede considerarse que no es un problema fundamental.

(Cuestiones suplementarias)

A continuación se describirá el software de simulación original que se ha usado para la validación de las realizaciones descritas anteriormente. Con este software, las formas de bobina se han introducido como conjuntos de vectores de corriente, lo que posibilita obtener la corriente inducida que se generará en un conductor eléctrico. Mediante la incorporación de datos de imágenes de IRM del cerebro en la simulación también es posible llevar a cabo simulaciones para modelos donde las configuraciones son complejas, tal como cuando se incluye una pluralidad de tipos de conductores.

En primer lugar, se proporcionará aquí un esquema general del principio de este software. Con los métodos de SPFD, los objetos que producen la generación de un campo eléctrico inducido usando un campo magnético variable se dividen en cuboides microrrectangulares, y es posible obtener un campo eléctrico inducido generado en cada microvolumen como una solución de ecuaciones de diferencias para el potencial de vector magnético (T. W. Dawson y M. A. Stuchly, “Analytic validation of a three-dimensional scalar-potential finite-difference code for low-frequency magnetic induction”, Applied Computational Electro-magnetics Society Journal, Vol. 16, págs. 63-71, 1996). En primer lugar, si el campo eléctrico E generado por una bobina se representa usando un potencial de vector magnético A⁰ y un potencial escalar VT, se convierte tal como sigue.

E = - V<¡> (6)

di

Además, usando ecuaciones continuas de corriente y la ley de Ohm, se establecen las siguientes ecuaciones para la densidad de corriente inducida J, y el campo eléctrico E y la conductividad ct.

V J = VaE = 0 (7)

La siguiente ecuación se establece a partir de las dos ecuaciones anteriores.

-V (V ^ ) = V ( ^ ) ₍8₎

En este caso se supone un hexaedro diminuto, siendo Sn la conductancia de cada línea recta, siendo ln la longitud de cada línea recta, siendo q>n un potencial escalar de un nodo n, y siendo A0n un potencial de vector magnético de una componente de dirección que une un nodo 0 y un nodo n. Si las ecuaciones anteriores se discretizan, se establecen las siguientes ecuaciones para estos valores.

d-A.Qn

¿ SnK - ( ¿ Sn)óo = £ ( - l )nSnln _dt (9)

Al resolver esta ecuación para todos los vóxeles, es posible obtener un campo eléctrico inducido.

Tal como se ha descrito anteriormente, según la bobina de esta realización, y un dispositivo de estimulación magnética que usa esta bobina, existe la ventaja de que es posible proporcionar una bobina que pueda dar el mismo campo eléctrico inducido amplio que una bobina de tipo cúpula, y que pueda generar un campo eléctrico inducido con fuerte con la misma corriente aplicada que para una bobina de tipo cúpula, y que pueda mantener adicionalmente la inductancia en un valor pequeño.

(Segunda realización)

A continuación, se describirá un dispositivo de estimulación magnética de una segunda realización de la presente divulgación con referencia a de la figura 25 a la figura 27. Cabe señalar que a los elementos que son básicamente comunes al dispositivo de estimulación magnética de realizaciones anteriores que ya se han descrito se les asignarán los mismos números de referencia, para evitar la descripción duplicada.

Con el dispositivo de estimulación magnética de esta realización, una sección 321 de contacto que constituye un soporte 32 de la parte 30 de aplicación está configurada para que sea sustancialmente plana y circular. Una sección 322 de pestaña se forma extendiéndose desde un borde periférico de la sección 321 de contacto para inclinarse hacia la cabeza 1 (véanse la figura 26 y la figura 27).

En un caso en el que una superficie inferior de la sección 321 de contacto se convirtió en la superficie esférica, tal como se muestra en la figura 6, entonces en el caso de que la curvatura de la cabeza 1 fuera más pequeña que la curvatura de la superficie inferior de la sección 321 de contacto (es decir, en el caso de que una superficie de contacto para la cabeza 1 se aproxime a una superficie plana), en ocasiones puede surgir un fenómeno conocido como “contacto parcial”. Este es un estado en el que aunque un lado de un borde periférico inferior del soporte 32 está en contacto con la cabeza 1, el otro lado está separado de la cabeza 1. En este estado no es posible establecer una relación posicional entre la bobina 31 y la cabeza 1 según las expectativas, y hay una posibilidad de que no sea posible demostrar el efecto deseado.

Por tanto, con esta segunda realización, este problema se aborda haciendo una forma de superficie inferior de la sección 321 de contacto (es decir, la forma de la superficie inferior del soporte 32) próxima a una superficie plana (concretamente, aplanamiento). Con esta realización, cuando se ajusta la parte 30 de aplicación a la cabeza 1, la superficie inferior de la sección 321 de contacto se pone en contacto con la superficie de la cabeza 1. De este modo, es posible poner en contacto estrechamente y situar las proximidades del centro de la sección 321 de contacto sobre la cabeza 1. Como resultado, con esta realización existe la ventaja de que es posible establecer una relación posicional entre la bobina 31 y la cabeza 1 tal como se pretende, y es posible llevar a cabo la estimulación magnética deseada. En este caso, con esta segunda realización, la forma de superficie superior de la sección 321 de contacto en la que están dispuestas las partes 311a de activación también es aplanada. De este modo, las partes 311a de activación de esta realización están en un estado de disponerse en una dirección sustancialmente a lo largo de una superficie tangencial del objeto 1, en los puntos de contacto de la sección 321 de contacto con el objeto (cabeza) 1. En el caso de que una superficie del objeto 1 tenga una forma de superficie sustancialmente esférica, la sección 321 de contacto y el objeto 1 entran en contacto en un solo punto (incluyendo el caso de que sea una superficie de una región diminuta), y al menos en las proximidades de este punto de contacto, esta superficie tangencial tiene una superficie que sea próxima a la forma de superficie del objeto 1.

En la figura 28 se muestra un ejemplo modificado del dispositivo de esta segunda realización. Con la segunda realización descrita anteriormente, el ángulo formado por la sección 321 de contacto y la sección 322 de pestaña es de manera constante el ángulo 01 (véase la figura 26) a lo largo de toda la periferia de la sección 321 de contacto. El ángulo 01 en la figura 26 es un ángulo formado por la sección 321 de contacto y la sección 322 de pestaña en la dirección X-X' en la figura 25. En cambio, con este ejemplo modificado, si el ángulo formado por la sección 321 de contacto y la sección 322 de pestaña en la dirección Y-Y' es 02, entonces 01>02. Específicamente, con este ejemplo modificado, el ángulo formado por la sección 321 de contacto y la sección 322 de pestaña difiere dependiendo de la ubicación. De este modo, con este ejemplo modificado, existe la ventaja de que cuando se coloca el soporte 32 en la cabeza 1, es posible reducir la posibilidad de interferencia entre la sección 322 de pestaña y la cabeza 1.

Otras estructuras y ventajas de esta segunda realización son las mismas que las de las de la realización descrita anteriormente y, por tanto, se omitirá una descripción más detallada.

(Tercera realización)

A continuación, se describirá un dispositivo de estimulación magnética de una tercera realización de la presente invención con referencia a de la figura 29 a la figura 30. Cabe señalar que a los elementos que son básicamente comunes al dispositivo de estimulación magnética de la segunda realización que ya se ha descrito se les asignarán los mismos números de referencia, para evitar la descripción duplicada.

Con el dispositivo de estimulación magnética de esta realización, una sección 321 de contacto que constituye un soporte 32 de la parte 30 de aplicación está configurada para que sea sustancialmente plana y elíptica.

En la figura 32 se muestra un ejemplo modificado del dispositivo de esta tercera realización. Con la tercera realización descrita anteriormente, el ángulo formado por la sección 321 de contacto y la sección 322 de pestaña es generalmente el ángulo 01 (véase la figura 30). A la inversa, con este ejemplo modificado, este ángulo difiere con la posición de manera que 01>02.

Otras estructuras y ventajas de esta tercera realización son las mismas que las de la segunda realización descrita anteriormente y, por tanto, se omitirá una descripción más detallada.

(Cuarta realización)

A continuación, se describirá un dispositivo de estimulación magnética de una cuarta realización de la presente invención con referencia a de la figura 33 a la figura 35. Cabe señalar que a los elementos que son básicamente comunes al dispositivo de estimulación magnética de la segunda realización que ya se ha descrito se les asignarán los mismos números de referencia, para evitar la descripción duplicada.

Con el dispositivo de estimulación magnética de esta realización, la sección 322 de pestaña se construye extendiéndose desde un borde periférico de la sección 321 de contacto en una dirección que es la misma que la dirección de extensión de la sección 321 de contacto. De este modo, con esta realización, todo el soporte 32 está conformado en forma de un solo disco.

Otras estructuras y ventajas de esta cuarta realización son las mismas que las de la segunda realización descrita anteriormente y, por tanto, se omitirá una descripción más detallada.

(Ejemplo práctico 3)

La simulación se llevó a cabo suponiendo la estructura de la bobina 31 de la cuarta realización descrita anteriormente. Las condiciones de simulación fueron básicamente las mismas que las del ejemplo práctico 1 descrito anteriormente. Sin embargo, con este ejemplo práctico 3, las condiciones de simulación difirieron de las del ejemplo práctico 1 descrito anteriormente en los siguientes puntos,

objeto: conductor hemisférico de 100 mm de radio

región aérea: radio de 200 mm

conductividad del conducto que constituye la bobina: 0,106 S/m,

Los resultados se muestran en la tabla 5 a continuación. En esta tabla, la bobina del ejemplo práctico 3 es la “bobina F-D”. Además, para fines de comparación, los resultados para la bobina del ejemplo práctico 1 se muestran como “bobina D-D” y los resultados para la bobina en forma de 8 construida del mismo modo que la bobina en forma de 8 de la tabla 3 descrita anteriormente se muestran como “bobina en forma de 8”. Además, las propagaciones del campo eléctrico por estas bobinas, con el modelo de hemisferio, se muestran en de la figura 36 a la figura 38.

Tabla 5

Cabe señalar que en esta tabla 5 que “propagación de campo eléctrico” significa la longitud del centro de un área en la que se induce 1/2 o más de una intensidad de campo eléctrico máxima. Además, para estas bobinas, en la figura 39 se muestra la distribución de ondas eléctricas inducidas de una superficie del cerebro, y en la figura 40 se muestra la distribución de la densidad de flujo magnético en la dirección de profundidad.

A partir de estos resultados, se entenderá que la bobina F-D del ejemplo práctico 3 tiene sustancialmente la misma propagación de campo eléctrico que la bobina D-D del ejemplo práctico 1. Además, se entenderá que en una posición de profundidad más profunda de aproximadamente 20 mm desde la superficie de la cabeza (concretamente un punto de contacto entre la sección 321 de contacto y el objeto 1), la bobina F-D del ejemplo práctico 3 tiene sustancialmente la misma densidad de flujo magnético que la bobina en forma de 8 convencional. Por consiguiente, según la bobina F-D del ejemplo práctico 3, existe la ventaja de que tiene la misma característica robusta que la bobina del ejemplo práctico 1, y es posible llevar a cabo estimulación magnética en la misma medida que con una bobina en forma de 8 convencional.

Cabe señalar que el contenido de la presente invención no está limitado por cada una de las realizaciones descritas anteriormente. La presente invención puede someterse adicionalmente a diversos cambios en componentes específicos, dentro de un intervalo divulgado en el alcance de las reivindicaciones de patente.

Por ejemplo, en cada una de las realizaciones descritas anteriormente, la cabeza de una persona se ha descrito como un objeto, pero el objeto puede ser cualquier cuerpo vivo apropiado (incluyendo un animal). Cabe señalar que en esta memoria descriptiva, el término animal se usa con el significado que incluye seres humanos.

Descripción de los números

1 objeto (cabeza de una persona objetivo)

10 sección de fuente de alimentación

20 cable

30 parte de aplicación

31 bobina

311 a 31N espira

311a partes de activación (secciones del conductor de activación)

311b partes de conexión (secciones del conductor de conexión)

32 soporte

321 sección de contacto

321a ranura en la sección de contacto

322 sección de pestaña

322a ranura en la sección de pestaña

33 elemento de núcleo

331 primera porción

331a primer cuerpo de núcleo

331b porción de baja permeabilidad magnética

332 segunda porción

332a segundo cuerpo de núcleo

332b porción de baja permeabilidad magnética

a intervalo entre la parte de activación y la parte de conexión

Claims (9)

1. REIVINDICACIONES

   i. Bobina (31), configurada para disponerse cerca de una superficie de un objeto (1), para hacer que se genere un campo eléctrico inducido dentro del objeto (1), en la que

   la bobina tiene las espiras (311-31N) 1a a N-ésima y un elemento (33) de núcleo,

   las espiras 1a a N-ésima están dotadas respectivamente de una parte (311a) de activación para el flujo de corriente eléctrica en un sentido y una parte (311b) de conexión para el flujo de corriente eléctrica en un sentido opuesto al un sentido,

   las partes (311a) de activación de las espiras 1a a N-ésima están dispuestas paralelas entre sí, y están configuradas para disponerse a lo largo de una superficie del objeto (1) o a lo largo de una superficie que está cerca de la superficie del objeto (1),

   las partes (311b) de conexión están configuradas para disponerse dentro de un espacio en el que las partes (311b) de conexión no están orientadas hacia la superficie del objeto (1) sobre las partes (311a) de activación de las espiras (311-31N) 1a a N-ésima, y las partes (311b) de conexión están situadas en los lados con respecto a la dirección de extensión de las partes (311a) de activación,

   caracterizada porque el elemento (33) de núcleo está configurado para reducir la resistencia magnética de un circuito magnético que está formado por las espiras (311-31N) 1a a N-ésima, y

   el elemento (33) de núcleo está configurado para disponerse en un lado opuesto al objeto (1), sobre las partes (311a) de activación, y en la que

   el elemento (33) de núcleo está dotado de una primera parte (331) que está dispuesta en una posición que está orientada hacia las partes (311a) de activación y una segunda parte (332) que está dispuesta en una posición que está orientada hacia las partes (311b) de conexión,

   la primera parte (331) está dotada de una pluralidad de primeros cuerpos (331a) de núcleo alargados que se extienden en una dirección que no es paralela a la dirección de extensión de las partes (311a) de activación, la segunda parte (332) está dotada de una pluralidad de segundos cuerpos (332a) de núcleo alargados que se extienden en una dirección que es sustancialmente paralela a la dirección de extensión de las partes (311a) de activación, y

   N es un número entero de 2 o mayor.
2. 2. Bobina (31) según la reivindicación 1, en la que las partes (311b) de conexión de las espiras 1a a P-ésima, dentro de las espiras (311-31N) 1a a N-ésima, están dispuestas sobre las partes (311a) de activación en posiciones en el lado opuesto a las partes (311b) de conexión de las espiras (311-31N) P+1a a N-ésima.
3. 3. Bobina (31) según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en la que las partes (311b) de conexión están formadas en una forma sustancialmente arqueada.
4. 4. Bobina (31) según una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 3, en la que la superficie en la que están dispuestas las partes (311a) de activación se forma teniendo una sección transversal sustancialmente arqueada.
5. 5. Bobina (31) según una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 4, en la que las partes (311a) de activación de las espiras (311-31N) 1a a N-ésima están dispuestas a intervalos iguales.
6. 6. Bobina (31) según una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 5, en la que el objeto (1) es un cuerpo vivo.
7. 7. Bobina (31) según una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 5, en la que el objeto (1) es la cabeza de un animal, y

   la bobina (31) está configurada para producir corriente inducida dentro del cerebro de la cabeza como resultado del campo eléctrico inducido.
8. 8. Bobina (31) según la reivindicación 1, en la que el elemento (33) de núcleo tiene una pluralidad de regiones de diferente permeabilidad relativa.
9. 9. Bobina (31) según una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 8, en la que

   los primeros cuerpos (331a) de núcleo están laminados en una dirección alargada de las partes (311a) de activación, y

   los segundos cuerpos (331b) de núcleo están laminados en una dirección transversal contra una dirección alargada de las partes (311b) de conexión.

   Bobina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que

   una serie de conductores de la bobina, que discurren desde un terminal de entrada hasta un terminal de salida, están compuestos por

   (1) la pluralidad de partes (311a) de activación usadas en las generaciones de campo eléctrico inducido, y

   (2) las partes (311b) de conexión que conectan la pluralidad de partes (311a) de activación entre sí están configuradas en una forma según la cual puede ignorarse sustancialmente el efecto sobre la intensidad de un campo eléctrico inducido que se ha generado por las partes (311a) de activación. Dispositivo de estimulación magnética que comprende la bobina (31) según una cualquiera de la reivindicación 1 a la reivindicación 10, y una sección (10) de fuente de alimentación para suministrar una corriente eléctrica dada a la bobina (31).

   Dispositivo de estimulación magnética según la reivindicación 11, en el que la superficie del objeto (1) tiene una forma sustancialmente esférica, y como resultado una superficie inferior del soporte está configurada para ponerse en contacto con una superficie del objeto (1) sustancialmente en el centro del soporte.