JP2018187510A - 磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視するためのシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視するためのシステムを提供すること。【解決手段】システムは、磁気刺激療法のためのパルシング磁場を生成する磁気刺激構成要素と、パルシング磁場に基づいて信号を生成するセンサと、信号の第１のピークについての第１の特性を推定し、信号の第２のピークについての第２の特性を推定し、第１の特性および第２の特性に基づいて信号の第３の特性を決定し、信号の第３の特性に基づいて故障が発生したかどうかを判定するプロセッサとを備え、信号は少なくとも１つのパルスを含み、各パルスはパルシング磁場のパルスに応答して生成され、かつ複数のピークを含み、第１および第２のピークは信号の同じパルスの部分であり、第３の特性は、持続時間、周波数、時間、磁気フラックス、電圧、電流のうちの１つ又は複数を含む。【選択図】図１
Description
本発明は、磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視するためのシステムに関する。
関連出願の相互参照
本出願は、２０１３年１１月１１日に出願された、米国特許出願第１４／０７６，９７５号からの優先権を主張するものである。
本出願は、２０１３年１１月１１日に出願された、米国特許出願第１４／０７６，９７５号からの優先権を主張するものである。
いくつかの医学的病気は、患者の身体の苦しめられる小部分に磁場を印加することによって治療および／または診断され得る。ニューロンおよび筋肉細胞は、電気的信号を搬送し、電磁気刺激に応答する、生体回路網の形式であり得る。伝導ワイヤループが、磁場を通過させられる、または、変化する磁場の存在の状態にあるとき、電流がワイヤ内で誘導され得る。同じ原理は、伝導生体組織に当てはまり得る。変化する磁場が身体の小部分に印加されるとき、ニューロンは脱分極させられ、刺激され得る。刺激されたニューロンに関連付けられる筋肉は、ニューロンが通常の原因により興奮しているかのように収縮し得る。
神経細胞またはニューロンは、いくつかの方途で、例えば、経皮的に経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）によって刺激され得る。ＴＭＳは、皮膚をカットまたは貫通することを必要とせず、急速に変化する磁場を使用して、電流を神経細胞上で誘導し得る。神経は、神経の内部の膜電位が、例えば、神経のタイプ、周辺組織の局所的ｐＨ、および／または末梢神経刺激に応じて、通常、負であるが、近似的に−９０ｍＶ辺りのレベルに上昇するときに、「興奮」し得る。
磁気刺激構成要素は、神経細胞上で電流を誘導する、急速に変化する磁場を生み出すために使用され得る。磁気刺激構成要素は、治療の間に故障する、または不適切に動作する場合があり、そのことは、患者に対する不適切な治療を結果として生じさせ得る。例えば磁気構成要素は、正しく動作するように見える場合があるが、実際は、設計されたデバイス仕様外の磁場パルスを生成している場合があり、そのことは潜在的に、患者に対して施される不適切な診断および／または療法を結果として生じさせる。不適切な磁場パルスを患者に対して施すことは、磁気刺激診断および／または治療に不利に影響し得る。例えば治療提供者は、意図される治療が実際には患者に対して施されていないときに、患者は治療に効果がないと考える場合がある。したがって治療提供者および／または診断臨床医は、誤った情報に基づいて治療判断をなすように仕向けられる場合がある。
本開示の目的は、磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視して、システム故障が発生したか否かを判定するシステムを提供することにある。
磁気刺激療法に関する磁場を監視するための方法、システム、および装置が提供され得る。磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視するためのシステムは、磁気刺激構成要素と、センサと、プロセッサとを含み得る。磁気刺激構成要素は、磁気刺激療法のためのパルシング磁場を生成するように構成され得る。
センサは、パルシング磁場に関連付けられる信号を生成するように構成され得る。信号は複数のピークを含み得る。信号は、パルシング磁場の変化に比例する電圧信号、パルシング磁場の変化に比例する電流信号、および／またはそれに類するものを指示し得る。センサは、伝導コイル、パルシング磁場に基づくいくつかの巻数（turn）を有するループ、ホールセンサ、磁気抵抗材料、ファラデー効果センサ、カー効果センサ、フラックスゲートセンサ、インダクタンス変化要素、神経組織応答測定デバイス、伝導場（conductive field）内の電場センサ（electric field sensor）、またはそれに類するものの、１または複数を含み得る。
プロセッサは、信号の１または複数のピークに関連付けられる、１または複数の特性を推定するように構成され得る。特性は、ピークの電圧、ピークの電流、ピークの二乗平均平方根（ＲＭＳ）値、ピークのゼロクロス、ピークの時間値、および／または、ピークの期間（例えば、ピーク持続時間）を含み得る。ピークは、パルシング磁場の、単一のパルス、連続的なパルス、または、別々のパルスに関連付けられ得る。
プロセッサは、信号に関連付けられる、１または複数の特性を決定するように構成され得る。例えば、プロセッサは、信号の減衰レート、信号の周波数、信号に関連付けられるタイミング、信号に関連付けられる磁束、および／または、信号に関連付けられる電流を、例えば、推定される特性に基づいて決定し得る。プロセッサは、故障が発生したかどうかを、信号の決定される特性に基づいて決定するように構成され得る。故障は、決定される特性が、あらかじめ決定される許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定され得る。
センサは、パルシング磁場の変化により誘導される電圧を生成するように構成され得る。プロセッサは、電圧の１または複数の平均値を推定するように構成され得る。平均値は、複数のパルスの、パルスの１または複数のセットに関連付けられ得る。平均値は、重み付けされる平均値、および／または、重み付けされない平均値を含み得る。プロセッサは、故障が発生したかどうかを、平均値に基づいて判定するように構成され得る。
本開示によれば、磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視して、システム故障が発生したか否かを判定するシステムが提供されうる。
磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視して、例えば、システム故障が発生したか否かを判定するシステムが提供され得る。システムは、磁気刺激構成要素、センサ、およびプロセッサを備え得る。磁気刺激構成要素は、磁気刺激療法を患者に関して実行するためのパルシング磁場を生成するように構成され得る。センサは、磁気刺激構成要素のパルシング磁場に関連付けられる信号を生成するように構成され得る。例えば、センサは、磁気刺激構成要素と患者との間に配置され得る。パルシング磁場への応答で、パルシング磁場に比例し得る、電流信号、電圧信号、またはそれに類するものが、センサで生成され得る。
プロセッサは、信号（例えば、生成される信号）に関連付けられる、１または複数の特性（例えば、２つの特性）を推定し、推定される特性に基づいて、信号の特性を決定するように構成され得る。プロセッサは、故障が発生したかどうかを、信号の決定される特性に基づいて判定するように構成され得る。したがってシステムは、パルシング磁場が磁気刺激療法を患者に適切に提供しているかどうかを検出することが可能であり得る。故障を検出することを基に、システムは、ＴＭＳ手順を一時停止すること、磁気刺激システムをシャットダウンすること、磁気刺激システムのユーザに警告すること、および／または、磁気刺激構成要素に印加される電流を変更することを行うように構成され得る。
１８３１年にマイケルファラデーは、導体上で誘導される電場の大きさは、導体を横切る磁束の変化のレートに比例するということを発見した。当業者によく知られているファラデーの法則は、Ｅ〜−（Ａ＊ｄＢ／ｄｔ）と表され得るものであり、ただしＥは、ボルト／メートルでの誘導される電場であり、ｄＢ／ｄｔは、テスラ／秒での磁束密度の時間変化率である。他の言葉を使うと、導体などの物体内で誘導される電場の量は、２つの要因：磁束密度、およびフラックスの時間変化率を使用して決定され得る。フラックス密度、および、その微分値が大きいほど、誘導される電場、および、結果として生じる電流密度は大きい。磁束は、距離の関数であり得る。例えば、磁束密度は、磁場の源からの距離との関係によって、強さにおいて減少し得るので（例えば、１／ｒ3、１／ｒ5、またはそれに類するもの）、フラックス密度は、導体が磁場の源に近いほど大きくなり得る。導体がコイルであるとき、電場によりコイル内で誘導される電流は、コイルの巻き線の数への比例で増大され得る。
様々な実施形態の態様が実装され得る磁気システムの、動作例および作用の概観が提供され得る。導体上で誘導される電場の大きさは、導体を横切る磁束密度の変化のレートに比例し得る。電場が導体内で誘導されるとき、電場は、対応する電流の流れ（current flow）を導体内で生出し得る。電流フローは、所与の時点での電場ベクトルと同じ方向であり得る。ピーク電場は、磁束密度の時間変化率が最も大きなものであるときに発生し得るものであり、他の時間では減り得る。磁気パルスの間、電流は、磁場を保存することに資する方向に流れ得る（例えば、レンツの法則）。
解剖学的構造の決まった部分（例えば、神経、組織、筋肉、脳）は、導体として働き得るものであり、パルス磁界が印加されるときに電流を搬送し得る。パルス磁界は、解剖学的構造のこれらの部分に経皮的に印加され得る。例えばＴＭＳでは、時間変動する磁場が、電流を生み出し得る、脳組織内の電場を生出するために、頭蓋を横切るように印加され得る。誘導される電流が、充分な密度および／または持続時間のものである場合、ニューロン活動電位は、膜ナトリウムチャネルが開き、活動電位応答が生出されるという程度に低減され得る。電流のインパルスは軸索膜に沿って伝搬され得るものであり、その軸索膜は、情報を他のニューロンに、神経伝達物質の修飾によって伝達する。そのような磁気刺激は、皮質組織内の、グルコース代謝、および、局所的な血液フローに急性的に影響し得る。大うつ病性障害の事例では、前頭前皮質、および、接続される辺縁系構造内の、神経伝達物質調節不全、および、異常なグルコース代謝は、起こりそうな病態生理であり得る。前頭前皮質への磁気刺激の反復させられる作用は、神経伝達物質濃度、代謝の慢性変化、および／または、刺激しきい値に対する神経変化を生み出し得るものであり、例えばそのことによって、うつ病は緩和され得る。
非皮質ニューロン（例えば、脳神経、末梢神経、知覚神経）は、誘導される電場により刺激され得る。例えば末梢神経は、例えば、パルス磁界で誘導される刺激への応答での、応答時間および伝導速度を観測することにより、神経病理を診断するために、意図的に刺激され得る。末梢および／または脳神経に印加される誘導される電場が、高い強度で、および／または、神経の小さな領域に焦点合わせされる場合、不快感および／または疼痛が結果として生じる場合がある。この不快感は、例えば、影響される神経束内の知覚神経を、それらがもはや外部的な疼痛刺激物に応答し得ないように意図的に過剰刺激することにより、または、疼痛感覚を引き起こしている誘導される電場の強度および／もしくは焦点合わせを低減することにより減らされ得る。
経皮的磁気刺激は、うつ病の治療に限定されることはない。経皮的磁気刺激は、例えば、てんかん、統合失調症、パーキンソン病、トゥレット症候群、筋萎縮性側索硬化症（ＡＬＳ）、多発性硬化症（ＭＳ）、アルツハイマー病、注意欠陥／多動性障害、肥満、双極性障害／そう病、不安障害（例えば、広場恐怖症を伴う、および伴わないパニック障害、社会不安障害としても知られている社会恐怖症、急性ストレス障害、ならびに／または、全般性不安障害）、心的外傷後ストレス障害（ＤＳＭでの不安障害の１つ）、強迫性障害（例えば、ＤＳＭでの不安障害の１つ）、疼痛（例えば、偏頭痛および三叉神経痛、ならびに、神経障害性疼痛、例えば、糖尿病性神経障害に起因する疼痛を含む慢性疼痛障害、ヘルペス後神経痛、および、突発性疼痛障害、例えば、線維筋痛、局部の筋膜疼痛症候群など）、脳卒中の後に続くリハビリテーション（神経可塑性誘導）、耳鳴、集積化を容易にするための移植されたニューロンの刺激、物質に物質関連障害（例えば、アルコール、コカイン、アンフェタミン、カフェイン、ニコチン、大麻、およびそれに類するものに対する、依存性、乱用、および禁断症状診断）、脊髄損傷および再生／リハビリテーション、脳卒中、頭部損傷、睡眠遮断逆転、原発性睡眠障害（原発性不眠症、原発性過眠症、概日リズム睡眠障害）、認知強化、認知症、月経前不快気分障害（ＰＭＳ）、薬物輸送システム（細胞膜透過性を薬物に対して変化させる）、タンパク質合成の誘導（転写および翻訳の誘導）、吃音、失語、嚥下困難、本態性振戦、自閉症スペクトラム障害、ならびに／または、摂食障害（過食症、食欲不振、および過度摂食など）に苦しむ人などの患者を治療するために使用され得る。
デバイスは、上記の原理の利点をとって、様々な用途（applications）で使用される電場を誘導し得る。例えば磁気デバイスは、解剖学的構造の電気的刺激のために使用され得る。本明細書での論考は、解剖学的組織の磁気刺激との関連で使用される磁気デバイスに着目するが、磁気デバイスは、いかなる分野においても利用され得る。
強磁性コアが、磁場を生み出すために磁気デバイスとの関連で使用され得る。例えば強磁性コアは、弧に形状設定される（例えば、近似的に半球状の）磁気材料を含み得る。強磁性コアは、少なくとも０．５テスラの磁気飽和を有する、高度に可飽和の磁気材料を含み得る。強磁性コアは、治療領域内の磁場分布を最適化するように形状設定され得る。例えばそのような磁場は、例えば、経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）、反復ＴＭＳ（ｒＴＭＳ）、磁気けいれん療法（ＭＳＴ）、深部ＴＭＳ（ｄＴＭＳ）、制御される、および／または変動させられるパルス形状ＴＭＳ（ｃＴＭＳ）などの経皮的磁気刺激を実施すること、末梢神経不快感の低減、その他の目的に対するものであり得る。本明細書で説明される例は、ＴＭＳおよびｒＴＭＳとの関連で論考され得るが、本明細書で説明される例は、例えば経皮的磁気刺激などの、任意のタイプの磁気刺激との関連で利用され得る。さらに、本明細書で提示される実施形態は、例えば空気コアなどの他のコア材料が使用され得るので、強磁性コア磁気刺激システムの使用に制限されない。
図１は、磁気刺激システムの例を例示するブロック図である。磁気刺激システム１００は、センサ１１０と、コントローラ１２０と、ユーザインターフェイス１３０と、電力供給装置１４０と、磁気刺激構成要素１５０とを備え得る。磁気刺激デバイスは、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激システム１００）の１または複数の構成要素を指し得る。
磁気刺激構成要素１５０は、パルシング磁場１６０を生成して、患者の治療領域上での磁気刺激療法を行うように構成され得る。磁気刺激療法は例えば、経頭蓋磁気刺激（ＴＭＳ）であり得る。ＴＭＳは、ＴＭＳ、反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）、深部ＴＭＳ（ｄＴＭＳ）、ｃＴＭＳ、またはそれに類するものを指し得る。磁気刺激構成要素１５０は治療コイルであり得る。磁気刺激構成要素１５０は、単一の治療コイル、複数の治療コイル、および／または、治療コイルのアレイを含み得る。治療領域は、例えば前頭前皮質であり得る。磁気刺激構成要素１５０は、例えば磁気コア（例えば、強磁性コア）などのコアを含む場合があり、または含まない場合がある。パルシング磁場１６０は、１または複数のパルスバーストを含み得る。パルシング磁場１６０のパルスバースト（例えば、各々のパルスバースト）は、１または複数のパルスを含み得る。
センサ１１０は、パルシング磁場１６０に関連付けられる信号を生成するように構成され得る。センサ１１０は、磁気刺激構成要素１５０と、患者の治療領域との間に配置され得る。センサ１１０は、磁気刺激構成要素１５０のパルシング磁場１６０に関連付けられる信号（例えば、パルシング磁場１６０により誘導される信号）を生成するように構成され得る。例えばセンサ１１０は、物理性質（例えば、パルシング磁場１６０の強さ）を、対応する電気的信号（例えば、電流信号または電圧信号）に変換し得る。したがってセンサ１１０は、パルシング磁場の物理パラメータを検出および／または測定し、磁場検出／測定される物理パラメータを使用してパルシング磁場に関連付けられる信号を生成し得る。生成される信号は、パルシング磁場１６０の変化に比例し得る、電圧信号、電流信号、および／またはそれに類するものであり得る。例えば、パルシング磁場１６０に比例し得る電流が、センサ１１０で生成され得る。センサ１１０は、パルシング磁場１６０の磁束密度（ｄＢ／ｄｔ）に比例し得る電圧を生成し得る。
センサ１１０は、伝導コイル、（例えば、パルシング磁場に基づくいくつかの巻き数（turn）を有する）ループ、ホールセンサ、磁気抵抗材料、ファラデー効果センサ、カー効果センサ、フラックスゲートセンサ、インダクタンス変化要素、神経組織応答測定デバイス、（例えば、伝導場内の）電場センサ、および／またはそれに類するものの、１または複数を含み得る。センサ１１０は、複数の信号、例えば、磁気刺激構成要素１５０により生成されるパルシング磁場１６０に関連付けられる複数の信号を生成するように構成され得る。
コントローラ１２０は、任意のタイプのハードウェア、ソフトウェア、または、それらの組み合わせであり得る。コントローラ１２０は、センサ１１０、ユーザインターフェイス１３０、電力供給装置１４０、および／または磁気刺激構成要素１５０などの、磁気刺激システム１００の構成要素の１または複数を制御して、例えば、磁気刺激療法を行うように構成され得る。例えばコントローラ１２０は、汎用プロセッサ、専用プロセッサ、従来のプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアとの関連の状態にある１もしくは複数のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、任意の他のタイプの集積回路（ＩＣ）、ステートマシン、および／またはそれに類するものを含み得る。
コントローラ１２０は、入力をユーザインターフェイス１３０および／またはセンサ１１０から受信して、それにしたがって磁気刺激療法を行うように構成され得る。例えばコントローラ１２０は、コントローラ１２０が磁気刺激のために磁気刺激構成要素を動作させることを可能にする、信号コーディング、データ処理、電力制御、入力／出力処理、および／または、任意の他の機能性を実行し得る。磁気刺激システム１００のコントローラ１２０は、磁気刺激構成要素１５０およびセンサの両方を制御するように構成され得るが、磁気刺激システム１００は、磁気刺激システム１００の構成要素の、２つまたはより多いものを個々に制御するための、２つまたはより多いコントローラを含み得る。
コントローラ１２０は、センサ１１０により生成される信号に関連付けられる（例えば、信号の１または複数のピークに関連付けられる）特性を推定（例えば、測定）するように構成され得る。コントローラ１２０は、信号のパルスのサブセットを推定し得るものであり、または、信号を継続的に推定し得る。信号の特性を推定することにより、コントローラ１２０は、パルシング磁場への応答で患者の脳内で何が生じているかのモデルを推定し得る。
本明細書で説明されるように、コントローラ１２０は、センサ１１０により生成される信号に関連付けられる特性を推定するように構成され得る。例えばコントローラ１２０は、生成される信号に関連付けられる電圧（例えば、生成される信号のピークに関連付けられる電圧）、生成される信号に関連付けられる電流（例えば、生成される信号のピークに関連付けられる電流）、生成される信号に関連付けられる二乗平均平方根（ＲＭＳ）値（例えば、生成される信号のピークに関連付けられるＲＭＳ値）、生成される信号に関連付けられるゼロクロス時間（例えば、生成される信号のピークに関連付けられるゼロクロス時間）、生成される信号に関連付けられる時間値（例えば、生成される信号のピークに関連付けられる時間値）、および／または、生成される信号の期間（例えば、生成される信号のピークに関連付けられる期間、例えばピーク持続時間）を推定し得る。例えばピーク持続時間は、ピークの初めの立ち上がりエッジと、ピークの第１のゼロクロスとの間の期間により特徴付けられ得る。
コントローラ１２０は、センサ１１０により生成される信号に関連付けられる１または複数の特性を決定し得る。例えばコントローラ１２０は、信号の１または複数の推定される特性を使用して信号に関連付けられる特性を決定し得る。本明細書で説明されるように、コントローラ１２０は、生成される信号の減衰レート、生成される信号の周波数、生成される信号に関連付けられるタイミング、生成される信号に関連付けられる磁束、生成される信号のパルス形状、生成される信号に関連付けられる電圧、および／または、生成される信号に関連付けられる電流を決定し得る。
パルシング磁場１６０は、１または複数のパルスバーストにより特徴付けられ得る。パルスバーストは、１または複数のパルスにより特徴付けられ得る。センサ１１０により生成される信号に関連付けられる特性は、パルシング磁場１６０の同じパルス、または、パルシング磁場１６０の異なるパルスに関連付けられ得る。生成される信号に関連付けられる特性は、パルシング磁場１６０の同じパルスバースト、または、パルシング磁場１６０の異なるパルスバーストに関連付けられ得る。
コントローラ１２０は、センサ１１０により生成される信号の１または複数の特性に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばコントローラ１２０は、故障が発生したかどうかを、生成される信号の特性（例えば、決定される特性）が、あらかじめ決定される許容ウィンドウ外であるかどうかに基づいて決定し得る。あらかじめ決定される許容ウィンドウは、パルシング磁場に関連付けられる予測される信号に基づいて定義され得る。許容ウィンドウは、磁気刺激療法のタイプ、磁気刺激治療パラメータ、および／または患者パラメータの設定に基づいて調整可能であり得る。例えばコントローラ１２０は、磁気刺激手順の設定を受信し、磁気刺激手順の設定を、生成される信号の特性と比較して、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばコントローラ１２０は、生成される信号の、２つまたはより多い特性（例えば、ピークに関係する特性）の間の差が、（例えば、磁気刺激設定に基づいて決定され得る）予測される値を超過するときに、故障が発生したと決定し得る。例えば予測される値は、予測される電圧値、予測される電流値、および／またはそれに類するものを含み得る。
故障が発生したと決定される事象では、コントローラ１２０は故障モードに入り得る。故障モードではコントローラ１２０は、磁気刺激手順を一時停止すること、磁気刺激構成要素１５０をシャットダウンすること、磁気刺激システム１００のユーザに警告すること、および／または、磁気刺激構成要素１５０に印加される電流を変更することを実行する。例えば、コントローラ１２０が故障モードに入るとき、コントローラ１２０は、生成される信号の特性を推定する頻度を調整し得る。例えばコントローラ１２０は、第１の故障が検出される後で故障をより頻繁にチェックし得る。
コントローラ１２０は、センサ１１０により生成される信号の１または複数の特性（例えば、推定される特性、および／または、決定される特性）を記録（log）し得る。コントローラ１２０は、磁気刺激手順の１または複数の故障を記録するように構成され得る。１または複数の実施形態では磁気刺激システム１００は、磁気刺激システム１００のユーザに、故障が発生したということを指示し得るインジケータを含み得る。例えばインジケータは、ライト、スピーカ、ユーザインターフェイス１３０上で表示されるアイコン、および／またはそれに類するものであり得る。
ユーザインターフェイス１３０は、磁気刺激システム１００のユーザが、磁気刺激手順を起動、調整、および／または終了することが可能である、任意のタイプのインターフェイスであり得る。例えばユーザインターフェイスは、ユーザと磁気刺激システム１００との間のインターフェイスを可能とする、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、キーボード、マウス、タッチスクリーン、ワイヤレスデバイス、および／またはそれに類するものを含み得る。
電力供給装置１４０は、充分なエネルギーを磁気刺激構成要素１５０に提供して、パルシング磁場１６０をその意図される目的で、例えばＴＭＳ、ｒＴＭＳ、ＭＳＴ、または、任意の他のタイプの印加のために生成する、任意のタイプの電力源であり得る。例えば電力供給装置１４０は、従来の１２０または２４０ＶＡＣ主電力源であり得る。
図２は、磁気刺激システムの例を例示するブロック図である。磁気刺激システム２００は、センサ２１０と、コントローラ２２０と、ユーザインターフェイス２３０と、電力供給装置２４０と、磁気刺激構成要素２５０と、コネクタケーブル２５２と、スイッチおよび保護回路２５４と、コンデンサ２５６と、逆電圧保護論理（logic）２５８とを備え得る。磁気刺激システム２００は、磁気刺激システム１００と実質的に同様であり得る。
センサ２１０は、本明細書で説明されるセンサ１１０と実質的に同様であり得る。センサ２１０は、センサ１１０を参照して本明細書で説明した機能の１または複数を実行するように構成され得る。例えばセンサ２１０は、パルシング磁場２６０に関連付けられる信号を生成するように構成され得る。
磁気刺激構成要素２５０は、本明細書で説明される磁気刺激構成要素１５０と実質的に同様であり得る。磁気刺激構成要素２５０は、磁気刺激構成要素１５０への参照によって本明細書で説明される機能の１または複数を実行するように構成され得る。例えば磁気刺激構成要素２５０は、患者の治療領域上での磁気刺激療法を行うために使用され得るパルシング磁場２６０を生成し得る。
ユーザインターフェイス２３０は、本明細書で説明されるユーザインターフェイス１３０と実質的に同様であり得る。例えばユーザインターフェイス２３０は、ユーザインターフェイス１３０を参照して本明細書で説明した機能の１または複数を実行するように構成され得る。電力供給装置２４０は、本明細書で説明される電力供給装置１４０と実質的に同様であり得る。例えば電力供給装置２４０は、電力供給装置１４０を参照して本明細書で説明した機能の１または複数を実行するように構成され得る。
コントローラ２２０は、信号調節論理２２２と、信号取得論理２２４と、分析比較論理２２６と、トリガリング論理２２９と、タイミング制御論理２２８とを含み得る。コントローラ２２０は、本明細書で説明されるコントローラ１２０と実質的に同様であり得る。例えばコントローラ２２０は、コントローラ１２０を参照して本明細書で説明した機能の１または複数を実行するように構成され得る。コントローラ２２０は、任意のタイプのハードウェア、ソフトウェア、および／または、それらの組み合わせであり得る。コントローラ２２０は、磁気刺激システム２００の構成要素の１または複数を制御するように構成され得る。例えばコントローラ２２０は、生成される信号に関連付けられる１もしくは複数の特性を、推定および／もしくは決定するように構成され得るものであり、ならびに／またはコントローラ２２０は、故障が発生したかどうかを、センサ２１０により生成される信号の特性に基づいて決定するように構成され得る。
コントローラ２２０は例えば、信号調節論理２２２を介して、信号をセンサ２１０から受信し得る。信号調節論理２２２は、センサ２１０から受信される信号を、さらなる処理のためにコントローラ２２０により使用されるフォーマットへと操作し得る。例えば信号調節論理２２２は、センサ２１０から受信される信号を、フィルタリング、増幅、および／または分離し得る。センサ２１０から受信される信号は、パルシング磁場２６０に比例する、電圧信号、電流信号、またはそれに類するものを含み得る。
信号取得論理２２４は、生成される信号を信号調節論理２２２から受信し得る。信号取得論理２２４は、信号をサンプリングし、および／または、信号を、コントローラ２２０により利用され得るデジタル信号に変換し得る。信号取得論理２２４は、１または複数のアナログデジタル変換器を含み得る。例えば信号取得論理２２４は、アナログ信号を信号調節論理２２２から受信し得るものであり、コントローラ２２０によるさらなる処理のために、信号をデジタル信号に変換し得る。
分析比較論理２２６は、信号を信号取得論理２２４から受信し得る。分析比較論理２２６は、信号の特性を、磁気刺激システムの設定と比較して、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば、磁気刺激システムの設定は、磁気刺激構成要素２５０により生成されるパルシング磁場２６０の１または複数の予測される特性を含み得る。パルシング磁場２６０の特性は、磁気刺激システムにより行われている治療に固有であり得る。したがって分析比較論理２２６は、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激構成要素２５０）が治療を適切に提供しているかどうかを分析し得る。
タイミング制御論理２２８は、磁気刺激システム２００の構成要素のタイミングを調整させ得る。例えばタイミング制御論理２２８は、磁気刺激構成要素２５０と、センサ２１０により生成される（例えば、および、コントローラ２２０を介して受信される）信号との間のタイミングを調整させ得る。したがってタイミング制御論理２２８は、コントローラ２２０が、センサ２１０により生成される信号を、磁気刺激構成要素２５０により生成される対応するパルシング磁場２６０と比較しているということを確実にし得る。
トリガリング論理２２９は、磁気刺激システム２００の活動を、一定の事象が発生するときに起動し得る。トリガリング論理２２９は、タイミング情報をタイミング制御論理２２８から受信し得る。トリガリング論理２２９は、センサ２１０により生成される信号と、パルシング磁場２６０との間のタイミングの関係性を決定し得る。例えばトリガリング論理２２９は、センサ２１０から受信される信号が、パルシング磁場２６０への応答でのものであるか否かを決定し得る。トリガリング論理２２９は、この情報を、故障の発生が決定され得るように、分析比較論理２２６に伝え得る。
コントローラ２２０は、図２で例示される構成要素より多くのものを、または少ないものを含み得る。例えば、コントローラ２２０はエッジ検出回路を含み得る。エッジ検出回路は、パルシング磁場を指し示すために生成される信号のパルスの開始時間および終了時間を測定するように構成され得る。コントローラ２２０はピーク検出回路を含み得る。ピーク検出回路は、生成される信号を（例えば、センサ２１０から）受信し、生成される信号のパルスの１または複数のピークを決定するように構成され得る。例えばピーク検出回路は、生成される信号のパルスのピークに関連付けられる、１または複数の特性（例えば、電圧、電流、時間、その他）を決定するように構成され得る。
コネクタケーブル２５２は、磁気刺激構成要素２５０と、スイッチおよび保護回路２５４との間の、電気的接続および／または電気的通信に対して提供し得る。スイッチおよび保護回路２５４は、例えば、コンデンサ２５６および／または電力供給装置２４０からの電力を、オンおよびオフにスイッチすることにより、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激構成要素２５０）を動作させ得る、任意のタイプの電気的スイッチングデバイスであり得る。例えばスイッチおよび保護回路２５４は、電力供給装置２４０からの電力をスイッチして、コンデンサ２５６を充電するように動作させられ得る。スイッチおよび保護回路２５４は、コンデンサ２５６を、磁気刺激構成要素２５０によって放電して、例えば、治療のために使用され得るパルシング磁場２６０を生成するために使用され得る。したがって、スイッチおよび保護回路２５４が、パルスを磁気刺激構成要素２５０で生成するようにアクティブになるとき、電流（例えば、１０００Ａの超過でのピーク電流）が、コンデンサ２５６上に蓄積される電荷から磁気刺激構成要素２５０に供給され得る。
コンデンサ２５６は、エネルギー蓄積を磁気刺激構成要素２５０に提供し得る。コンデンサ２５６は、単一のコンデンサ、および／またはコンデンサバンクを含み得る。コンデンサ２５６は、磁気刺激システム２００により使用される、電力レベル、充電時間、および／またはパルスタイプに対して妥当である、任意の数および／またはタイプのコンデンサを含み得る。例えばコンデンサ２５６は、８０μＦの総容量を結果として生じさせるように並列に接続され得る、８つの１０μＦコンデンサを含み得る。例えばコンデンサ２５６は、単一の８０μＦコンデンサであり得る。
コンデンサ２５６は、例えば、１２０ＶＡＣ電力源またはそれに類するものが利用可能である（例えば、１２０ＶＡＣ電力源またはそれに類するもののみが利用可能である）適用（application）において使用され得る。典型的な医者の診療室は、より高い電力２４０ＶＡＣまたは３相電力供給装置よりむしろ、従来の（例えば、１２０ＶＡＣまたはそれに類するもの）電力供給装置によって装備され得る。コンデンサ２５６は、磁気刺激構成要素２５０を直接単独での電力供給装置２４０から駆動することにより可能となるより高いピーク電流を、磁気刺激構成要素２５０で生み出すために使用され得る。例えば電力供給装置２４０は、その入力での１２０ＶＡＣを、その出力での１５００ＶＤＣに変換し得るものであり、そのＤＣ出力は、１ＡｍｐＤＣを１５００ＶＤＣで生み出す能力がある。コンデンサ２５６を使用することは、電力供給装置２４０により生み出される１Ａｍｐより高いピークパルス電流が、磁気刺激構成要素２５０内に流れることを可能にし得る。したがってコンデンサ２５６は、電力供給装置２４０の出力電圧まで、磁気刺激構成要素２５０に輸送されるパルスの間の時間期間内に充電され得る。スイッチおよび保護回路２５４が、パルスを磁気刺激構成要素２５０で生み出すように活動化するとき、１０００Ａ超過したピーク電流が、磁気刺激構成要素２５０に、コンデンサ２５６上に蓄積される電荷から流れ得る。このピーク電流の大きさは、磁気刺激構成要素２５０のインダクタンスにより、ならびに／または、パルスに先行してコンデンサ２５６上に蓄積される容量値および／もしくは電圧レベルにより定められ得る。コンデンサ２５６は、利用可能な電力供給装置２４０のタイプに関わらず使用され得る。例えばコンデンサ２５６は、電力供給装置２４０が２４０ＶＡＣまたは３相電力供給装置である状況で、例えば、所望されるピーク電流を、磁気刺激構成要素２５０への入力のために生み出すために使用され得る。
逆電圧保護２５８は、磁気刺激システム２００に対する（例えば、磁気刺激構成要素に対する）逆バイアス保護を含み得る。例えば逆電圧保護２５８は、１もしくは複数のダイオード（例えば、ブロッキングダイオード、ショットキーダイオード、その他）、および／または、受信器バイアス保護スイッチ（例えば、ＰＮＰトランジスタ、ＰチャネルＦＥＴ、その他）を含み得る。
図３は、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激システム１００または磁気刺激システム２００）により受信される信号の波形例を例示する図である。本明細書で説明されるように、コントローラ（例えば、コントローラ１２０またはコントローラ２２０）は、磁気刺激構成要素（例えば、磁気刺激構成要素１５０または磁気刺激構成要素２５０）により生成されるパルシング磁場（例えば、パルシング磁場１６０またはパルシング磁場２６０）を指し示し得る、センサ（例えば、センサ１１０またはセンサ２１０）からの信号を受信し得る。例えば、パルシング磁場に比例し得る電流が、センサで生成され得る。センサは、パルシング磁場の磁束密度（ｄＢ／ｄｔ）の変化のレートに比例し得る電圧を生成し得る。コントローラにより受信される信号は、電圧信号３００などの電圧信号を含み得る。電圧信号３００への参照によって説明されるが、コントローラによりセンサから受信される信号は、他の単位のものであり得る（例えば、電流信号、電力信号、および／またはそれに類するもの）。
磁気刺激システムは、例えば本明細書で説明されるように、センサにより生成される信号（例えば、生成される信号３００）に関連付けられる１または複数の特性を推定するように構成され得る。磁気刺激システムは、例えば本明細書で説明されるように、推定される特性に基づいて生成される信号に関連付けられる１または複数の特性を決定するように構成され得る。生成される信号の推定および／または決定される特性は、例えば、電圧信号３００への参照によって本明細書で説明されるように、パルス反復レート、パルス間隔、刺激間隔、ゼロクロスのタイミング、パルスのピークのタイミング、ピークの振幅、パルス形状、ピーク対ＲＭＳ比、パルス持続時間、ピーク持続時間、１もしくは複数のパルスのローリング平均、および／またはそれに類するものを含み得る。
電圧信号３００は、１または複数のパルス、および、１または複数のパルスバーストを含み得る。電圧信号のパルスは、パルシング磁場のパルスと対応し得る。パルスバーストは、１または複数のパルスを含み得る。電圧信号３００は、第１のパルス３０１、第２のパルス３０２、第３のパルス３０３、第４のパルス３０４、および、第５のパルス３０５を含み得る。第１のパルス３０１、第２のパルス３０２、および、第３のパルス３０３は、第１のパルスバーストの部分であり得る。第４のパルス３０４、および、第５のパルス３０５は、第２のパルスバーストの部分であり得る。
パルスは、初めの立ち上がりエッジ、第１のピーク、第２のピーク、第３のピーク、およびパルス間隔を含み得る。例えば第１のパルス３０１は、初めの立ち上がりエッジ３１０、第１のピーク３１２、第２のピーク３１４、第３のピーク３１６、およびパルス間隔３２０を含み得る。パルスの初めの立ち上がりエッジは、パルスが開始するとき、例えば、パルスが０Ｖを超過するときの時間であり得る。パルスの第１のピークは、初めの立ち上がりエッジの後の、および、パルスが減少して０Ｖに戻る前の、パルスの時間および最大電圧により特徴付けられ得る。パルスの第２のピークは、第１のピークの後のゼロクロスの後の、および、パルスが増大して０Ｖに戻る前の、パルスの時間および最小電圧により特徴付けられ得る。パルスの第３のピークは、第２のピークの後のゼロクロスの後の、および、パルスが減少して０Ｖに戻る前の、時間および第２の最大電圧により特徴付けられ得る。第３のピークの後でパルスは、０Ｖに（例えば、０Ｖを１または複数回交差する、例えば、振動する後に）、および、後続のパルスの初めの立ち上がりエッジの前に減少し得る。
パルス間隔は、パルスの初めの立ち上がりエッジから、後続のパルスの初めの立ち上がりエッジまでの間の時間を指し示し得る。例えばパルス間隔３２０は、第１のパルス３０１の初めの立ち上がりエッジ３１０から、第２のパルス３０２の初めの立ち上がりエッジまでの間の時間を指し示し得る。パルスバーストの刺激時間は、パルスバースト内の第１のパルスの初めの立ち上がりエッジから、パルスバースト内の最後のパルスの初めの立ち上がりエッジまでの間の時間に基づいて算出され得る。例えば刺激時間３３０は、第１のパルス３０１の初めの立ち上がりエッジ３１０から、第３のパルス３０３の初めの立ち上がりエッジまでの間の期間を指示し得る。例えば刺激時間３３０は、パルシング磁場のパルスバーストの時間の持続時間を指し示し得る。刺激間隔は、パルスバースト内の最後のパルスの初めの立ち上がりエッジ（例えば、第１のピーク）から、後続のパルスバースト内の第１のパルスの初めの立ち上がりエッジ（例えば、第１のピーク）までの間の時間を指し示し得る。例えば刺激間隔３４０は、パルシング磁場のパルスバーストの間の時間を指し示し得る。例えば刺激間隔３４０は、（例えば、第１のパルスバーストの最後のパルスであり得る）第３のパルス３０３の初めの立ち上がりエッジ（例えば、第１のピーク）から、（例えば、第２のパルスバーストの第１のパルスであり得る）第４のパルス３０４の初めの立ち上がりエッジ（例えば、第１のピーク）までの間の時間を指示し得る。
図４Ａは、故障が発生したかどうかを判定するための手順例を例示するフロー図である。手順４００は、本明細書で説明されるように、磁気刺激システム、例えば、磁気刺激システム１００または磁気刺激システム２００により、（例えば、部分的または全体的に）実行され得る。例えば、手順４００への参照によって説明される動作の全体またはサブセットが、本明細書で説明されるように、磁気刺激システムの１または複数により実行され得る。手順４００は、治療の前に（例えば、磁気刺激システムの較正のために）、治療の間に、および／または、治療の後に実行され得る。したがって手順４００は、患者が居合わせることを伴わずに実行され得る。
４０２で、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激構成要素）はパルシング磁場を生成し得る。パルシング磁場は、磁気刺激治療のために、磁気刺激治療の準備のために、システムを較正するために、および／またはそれに類することのために生成され得る。パルシング磁場は、１または複数のパルスバーストを含み得る。パルスバーストは、１または複数のパルスを含み得る。パルスバーストは、互いに異なる。例えばパルスバーストは、異なる電圧レベルであり、異なる数のパルスバースト当たりのパルスを有し、および／または、異なる刺激時間を有し得る。例えばパルシング磁場は、近似的に０．１から１００パルス毎秒（ｐｐｓ）（Ｈｚ）でパルシングし得る。これは、パルス反復レートと呼ばれる。例えばパルスの周波数は、近似的に１〜１０ｋＨｚであり得る。例えばパルシング磁場は、近似的に毎秒１０パルスを、（例えば、反復させられ得る）短期の間欠により後に続かれる４秒の間に含み得る。総合的にはパルシング磁場は、近似的に３，０００個のパルスを３７分間にわたって含み得る。刺激電圧（例えば、パルスの最大電圧を指し得る）は、近似的に１Ｖであり得る。
４０４で、磁気刺激システムのセンサは、例えば本明細書で説明されるように、パルシング磁場に関連付けられる信号を生成し得る。生成される信号は、１または複数のピークを含み得る。４０６で、磁気刺激システム（例えば、コントローラ）は、例えば本明細書で説明されるように、生成される信号に関連付けられる１または複数の特性を推定し得る。生成される信号は、例えば、磁気刺激システムにより生成されるパルシング磁場の変化に比例し得る、電圧信号を含み得る。生成される信号は、例えば、磁気刺激システムにより生成されるパルシング磁場の変化に比例し得る、電流信号を含み得る。
磁気刺激システムは、生成される信号のピークに関連付けられる特性を推定し得る。生成される信号は、１または複数のパルスを含み得るものであり、それらのパルスの各々は、１または複数のピークを含み得る。生成される信号のピークは、本明細書で説明されるピークの任意のもの、例えば、パルスの第１のピーク、パルスの第２のピーク、または、パルスの第３のピークであり得る。生成される信号の第１のピーク（例えば、または、第２のピーク、または、第３のピーク）は、生成される信号のパルスの第１のピーク（例えば、それぞれ、または、第２のピーク、または、第３のピーク）に対応する場合があり、または、対応しない場合がある。例えば、生成される信号の第１のピークは、生成される信号のパルスの第１、第２、または第３のピークを指す場合がある。
生成される信号のピークに関連付けられる特性を推定することは、生成される信号のピークに関連付けられる特性を測定することを含み得る。生成される信号のピークに関連付けられる特性は、ピークの電圧、ピークの電流、ピークの二乗平均平方根（ＲＭＳ）値、ピークのゼロクロス（例えば、ピークのゼロクロスに関連付けられる時間）、ピークの時間値、ピークの期間、および／またはそれに類するものを含み得る。ピークのゼロクロスは、ピークのすぐ前にあるゼロクロス、および／または、ピークに対して後に続くゼロクロスに関連付けられる時間を指し得る。
磁気刺激システムは、生成される信号の１または複数のピークに関連付けられる、１または複数の特性を推定し得る。生成される信号のピークは、磁気刺激システムにより生成されるパルシング磁場の単一のパルスに関連付けられ得る。生成される信号のピークは、パルシング磁場の、複数のパルスに関連付けられ得る。例えば、生成される信号のピークは、パルシング磁場の１または複数のパルスバーストに関連付けられ得る。磁気刺激システムは、パルシング磁場の、複数のパルスの、複数のピークの特性を推定し得る。
４０８で、例えば本明細書で説明されるように、故障が発生したかどうかが決定され得る。磁気刺激システムは、（例えば、４０６で）生成される信号の特性を推定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の推定される特性に基づいて生成される信号の特性を決定し得る。例えば、生成される信号の決定される特性は、生成される信号の減衰レート、生成される信号の周波数、生成される信号に関連付けられるタイミング、生成される信号に関連付けられる磁束、生成される信号に関連付けられる電流、生成される信号に関連付けられる電圧、および／または、それらの組み合わせを含み得る。
磁気刺激システムは、生成される信号の決定される特性に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば磁気刺激システムは、生成される信号の特性（例えば、決定される特性）が、あらかじめ決定される許容ウィンドウ外であるかどうかに基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。あらかじめ決定される許容ウィンドウは、パルシング磁場に関連付けられる予測される信号に基づいて設定され得る。例えば磁気刺激システムは、磁気刺激手順の１もしくは複数の設定によって構成され得る、それらの設定によってあらかじめ構成され得る、および／または、それらの設定を受信するように構成され得るものであり、それらの設定を、生成される信号の１または複数の特性と比較して、故障が発生したかどうかを判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の、２つまたはより多い特性（例えば、ピークに関係する特性）の間の差が、（例えば、磁気刺激設定に基づいて決定され得る）予測される値を超過するときに、故障が発生したと決定し得る。例えば予測される値は、予測される電圧値、または、予測される電流値であり得る。
故障が発生したと４０８で判定されると、磁気刺激システムは、４１０で故障モードに入り得る。故障モードでは磁気刺激システムは、磁気刺激手順を一時停止すること、磁気刺激システムをシャットダウンすること、磁気刺激システムのユーザに、故障が発生したということを警告すること、および／または、磁気刺激構成要素に印加される電流を変更することを行い得る。磁気刺激システムが故障モードに入るとき、磁気刺激システムは、生成される信号の特性を推定する頻度を調整し得る。例えば磁気刺激システムは、故障をより頻繁に、故障が検出される後でチェックし得る。故障が発生していないと４０８で判定される場合、磁気刺激システムは、（例えば、磁気刺激治療セッションが完了するまで、較正が完了するまで、および／またはそれに類することで）パルシング磁場を生成することを継続し得る。
図４Ｂは、故障が発生したかどうかを判定するための手順例を例示するフロー図である。手順４５０は、本明細書で説明されるように、磁気刺激システム、例えば、磁気刺激システム１００または磁気刺激システム２００により、（例えば、部分的または全体的に）実行され得る。例えば、手順４５０への参照によって説明される動作の全体またはサブセットが、本明細書で説明されるように、磁気刺激システムの１または複数により実行され得る。手順４５０は、治療の前に（例えば、磁気刺激システムの較正のために）、治療の間に、および／または、治療の後に実行され得る。したがって手順４５０は、患者が居合わせることを伴わずに実行され得る。
手順４５０は、４５２で、磁気刺激システムが開始されるときに始まり得る。４５４で、患者パラメータがセットアップされ得る。患者パラメータは、患者に関係する１または複数のパラメータを含み得る。例えば患者パラメータは、身長、体重、年齢、性別、および／またはそれに類するものなどの患者の身体的特性、患者が受けたいくつかの以前の治療、患者が現在受けているいくつかの治療、その他を含み得る。患者は、手順４５０が実行されるために居合わせる必要はない。
４５６で、パルスシーケンスがセットアップされ得る。パルスシーケンスパラメータは、磁気刺激手順に対する持続時間、磁気刺激手順に対する強さ、磁気刺激手順のいくつかのパルスおよび／もしくはパルスバースト、磁気刺激手順のパルスおよび／もしくはパルスバーストに関係するパラメータ、ならびに／またはそれに類するものなどの、磁気刺激手順に関係する１または複数のパラメータを含み得る。４５８で、磁気刺激構成要素の電力供給装置がターンオンされ得る。これは、磁気刺激システムを、パルシング磁場の生成のために初期化し得る。
４６０で、１または複数のテストパルスが、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激構成要素）により生成され得る。テストパルスは、患者に対する治療を起動する前に、磁気刺激システムが適切に作動しているか否かを決定するために利用され得る。したがってテストパルスは、磁気刺激構成要素および／または患者が治療のための位置に存することを伴わずに実行され得る。例えばテストパルスは、合計で７つのパルス；クリアリングパルスとその後に続く２つの異なる電圧レベルでの３つのパルスを含み得る。４６２で、故障が発生したかどうかが判定され得る。決定は、例えば本明細書で説明されるように、磁気刺激システムにより実行され得る。故障が発生したと判定される場合、磁気刺激システムは、４６４で故障モードに入り得る。故障モードは、本明細書で説明されるようなものであり得る。
故障が発生していないと判定されると、テストパルス結果が４６６で分析され得る。テストパルス結果は、患者に対する磁気刺激治療を適切に構成するために分析され得る。例えば、故障が発生していないと４６２で判定される場合でも、テストパルスは、患者に対する磁気刺激治療をより精密に較正するために使用され得る。
４６６の後で、手順４５０は、手順４００への参照によって説明されるプロセスの１または複数を含み得る。手順４５０は、磁気刺激療法に対する先行物であり得るものであり、したがって４６６の後で、磁気刺激治療が、患者（例えば、そのパラメータが４５４で使用された患者）に関して、例えば手順４００によって始まり得る。
図５〜８は、磁気刺激システムのセンサ上で誘導される信号例を例示する図である。本明細書で説明されるように、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激システム１００または磁気刺激システム２００）は、磁気刺激治療またはテストセッションの間に故障が発生したかどうかを判定するように構成され得る。磁気刺激システムは、広く様々な異なる故障タイプを決定するように構成され得る。そのような故障に関連付けられる信号例が、本明細書で、例えば図６〜８を参照することによって提供され得る。図６〜８で例示される故障は、本明細書で説明される実施形態の１または複数による磁気刺激システムにより検出され得る故障を指し示し得る、様々なタイプの信号の例である。さらに、図５〜８の信号に関連付けられる特定の値は、例であり、例えば、磁気刺激手順の設定によって行われている特定の磁気刺激治療手順に基づいて変更され得る。本明細書で説明される故障判定は、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激システム１００または磁気刺激システム２００）により実行され得る。
図５は、センサにより生成される（例えば、センサ上で誘導される）予測される電圧の信号例を例示する図である。１つのパルスが図５で例示されるが、信号５００は、１または複数のパルスバーストの、１または複数のパルスを含み得る。信号５００は、磁気刺激システム（例えば、磁気刺激システム１００または磁気刺激システム２００）により、例えば、磁気刺激システムのセンサにより生成され得る。信号５００は、磁気刺激システムのコントローラに、例えば、故障が発生したかどうかを判定するために提供され得る。信号５００のパルスは、例えば本明細書で説明されるように、初めの立ち上がりエッジ５１０、第１のピーク５０２、第１のゼロクロス５１２、第２のピーク５０４、第２のゼロクロス５１４、第３のピーク５０６、および、第３のゼロクロス５１６を含み得る。
信号５００は、センサ上で誘導される予測される電圧であり得る。磁気刺激システムは、例えば本明細書で説明されるように、信号５００を利用して、故障が発生したかどうかを判定し得る。
信号５００は、長さにおいて近似的に２００μｓであるパルスを含み得る。初めの立ち上がりエッジ５１０は、近似的に時間０でのものであり得る。第１のピーク５０２は、近似的に１Ｖであり得るものであり、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に５μｓ後に発生し得る。第１のゼロクロス５１２は、第１のピーク５０２の約４５μｓ後の、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に５０μｓ後に発生し得る。第２のピーク５０４は、近似的に−０．７５Ｖであり得るものであり、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に８０μｓ後に、および、第１のゼロクロス５１２の近似的に３０μｓ後に発生し得る。第２のゼロクロス５１４は、第２のピーク５０４の約５０μｓ後の、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に１３０μｓ後に発生し得る。第３のピーク５０６は、近似的に０．６Ｖであり得るものであり、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に１８０μｓ後に、および、第２のゼロクロス５１４の近似的に５０μｓ後に発生し得る。第３のゼロクロス５１６は、第３のピーク５０６の約５μｓ後の、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に１８５μｓ後に発生し得る。信号５００は、初めの立ち上がりエッジ５１０の近似的に２００μｓ後に０Ｖで落ち着くまで弱まり得る。本明細書で説明されるように信号５００は、１または複数のパルスバーストの、１または複数のパルスを含み得る。信号５００のパルスは、図５で例示されるパルスと実質的に同様の見かけであり得る。
図６は、故障を指し示す、センサにより生成される（例えば、センサ上で誘導される）電圧の信号例を例示する図である。１つのパルスが図６で例示されるが、信号６００は、１または複数のパルスバーストの、１または複数のパルスを含み得る。示されるように、信号６００のパルスは、例えば本明細書で説明されるように、初めの立ち上がりエッジ６１０、第１のピーク６０２、第１のゼロクロス６１２、第２のピーク６０４、第２のゼロクロス６１４、第３のピーク６０６、および、第３のゼロクロス６１６を含み得る。第１のゼロクロス６１２は、第１のピーク６０２に関連付けられる特性として示され得るものであり、第２のゼロクロス６１４は、第２のピーク６０４に関連付けられる特性として示され得るものであり、および／または、第３のゼロクロス６１６は、第３のピーク６０６に関連付けられる特性として示され得る。許容ウィンドウは、磁気刺激療法のタイプ、磁気刺激治療パラメータ、および／または患者パラメータの設定に基づいて調整可能であり得る。故障検出は、テストセッションの間に、磁気刺激療法の前に、および／または、磁気刺激療法の後に実行され得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場の減衰レートに基づいて磁気刺激治療セッションの間に故障を検出し得る。例えば減衰レートは、パルシング磁場に関連付けられるパルスが第１のピークから最後のピークまで減少するレートを指し得る。図６を参照すると、信号６００は、過大損失により特徴付けられ得る。過大損失は、例えば、磁気刺激システムのコネクタおよび／またはスイッチの故障に起因し得る、磁気刺激システムの増大される抵抗を指し示し得る。磁気刺激システムは、信号６００の電圧比が、あらかじめ決定されるしきい値、例えば減衰比許容ウィンドウ外である場合、故障が発生したと判定し得る。信号６００の電圧比は、信号６００の、２つまたはより多いピークに関連付けられる電圧、例えば、第１のピーク６０２に関連付けられる電圧と、第２のピーク６０４に関連付けられる電圧との間の比であり得る。
例えば磁気刺激システムは、生成される信号（例えば、信号６００）の電圧比が、あらかじめ決定されるしきい値外である場合、故障が発生したと判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の、２つまたはより多いピーク（例えば、生成される信号６００のパルスの、第１のピーク６０２および第２のピーク６０４）に関連付けられる電圧を推定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の電圧比を、生成される信号の、２つまたはより多いピークに関連付けられる電圧を使用して決定し得る。例えば電圧比は、第１のピーク（例えば、第１のピーク６０２）の電圧に対する、第２のピーク（例えば、第２のピーク６０４）の電圧の比であり得る。
磁気刺激システムは、電圧比を使用して、例えば、電圧比が、減衰比許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。減衰比許容ウィンドウは、磁気刺激手順の１または複数の設定に依存して変動し得る。例えば減衰比許容ウィンドウは、第２のピーク（例えば、第２のピーク６０４）の電圧値と、第１のピーク（例えば、第１のピーク６０２）の電圧値との間の信号の電圧比の範囲であり得る。減衰比許容ウィンドウは、パーセンテージ（例えば、１０％）であり得るものであり、そのことは、信号の電圧比が、減衰比許容ウィンドウの内部であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測される電圧比のプラス／マイナスそのパーセンテージであってよいということを意味する。電圧が、減衰比許容ウィンドウ外である場合、故障が発生したと判定され得る。例えば減衰比許容ウィンドウは、０．６〜１．０の間であり得る。例えば減衰比許容ウィンドウは、０．６５〜０．９５の間であり得る。例えば減衰比許容ウィンドウは、０．６５〜０．８５の間であり得る。
磁気刺激システムは、センサにより生成される信号（例えば、信号６００）のピークの２つの電圧差が、あらかじめ決定されるしきい値外である場合、故障が発生したと判定し得る。電圧差は、ピークの実際の電圧値、または、ピークの絶対電圧値を使用し得る。信号の電圧差は、生成される信号のパルスの第１のピークと第２のピーク（例えば、信号６００の第１のピーク６０２と第２のピーク６０４）との間の電圧差であり得る。例えば磁気刺激システムは、信号の、２つまたはより多いピーク（例えば、第１のピークおよび第２のピーク）に関連付けられる電圧を推定し得る。磁気刺激システムは、電圧差を、２つまたはより多いピークに関連付けられる電圧（例えば、第１のピークに関連付けられる電圧、および、第２のピークに関連付けられる電圧）を使用して決定し得る。
磁気刺激システムは、電圧差を使用して、例えば、電圧差が、ピークピーク許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばピークピーク許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号の電圧差が、ピークピーク許容ウィンドウの内部であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測される電圧差のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えばピークピーク許容ウィンドウは、電圧ピークの絶対値が使用される場合、１．３〜２．２Ｖの間であり得る。例えばピークピーク許容ウィンドウは、電圧ピークの絶対値が使用される場合、１．４５〜２．５Ｖの間であり得る。例えばピークピーク許容ウィンドウは、電圧ピークの絶対値が使用される場合、１．６〜１．９Ｖの間であり得る。さらにピークピーク許容ウィンドウは、例えば、センサがピックアップループである場合、センサのサイズに依存し得る。
図７は、故障を指し示す、磁気刺激治療の間にセンサにより生成される（例えば、センサ上で誘導される）電圧の別の波形例を例示する図である。１つのパルスが図７で例示されるが、信号７００は、１または複数のパルスバーストの、１または複数のパルスを含み得る。示されるように、信号７００のパルスは、例えば本明細書で説明されるように、初めの立ち上がりエッジ７１０、第１のピーク７０２、第１のゼロクロス７１２、第２のピーク７０４、第２のゼロクロス７１４、第３のピーク７０６、および、第３のゼロクロス７１６を含み得る。第１のゼロクロス７１２は、第１のピーク７０２に関連付けられる特性として示され得るものであり、第２のゼロクロス７１４は、第２のピーク７０４に関連付けられる特性として示され得るものであり、および／または、第３のゼロクロス７１６は、第３のピーク７０６に関連付けられる特性として示され得る。許容ウィンドウは、磁気刺激療法のタイプ、磁気刺激治療パラメータ、および／または患者パラメータの設定に基づいて調整可能であり得る。故障検出は、テストセッションの間に、磁気刺激療法の前に、および／または、磁気刺激療法の後に実行され得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場のピークの振幅に基づいて故障を検出し得る。例えばピークの振幅は、ピークに関連付けられる最大または最小電圧および／または電流を指し得る。信号７００は、より小さなピーク電圧により特徴付けられ得る。より小さなピーク電圧は、例えば信号７００により例示されるように、磁気刺激システムにより磁気刺激構成要素に印加されるコンデンサ電荷および／または電圧を低減する故障を示され得る。例えば信号７００は、磁気刺激システムの電力供給装置、コネクタ、サイリスタ、シャントデバイス、ワイヤリング、および／またはそれに類するものが、故障した、または故障し始めている場合、受信され得る。磁気刺激システムは、信号７００のピークに関連付けられる振幅（例えば、電圧または電流）が、あらかじめ決定されるしきい値、例えば振幅許容ウィンドウ外である場合、故障が発生したと決定し得る。例えば、信号７００のピークの振幅は、第１のピーク７０２、第２のピーク７０４、および／または、第３のピーク７０６での電圧を示され得る。
磁気刺激システムは、生成される信号（例えば、信号７００）のピークに関連付けられる電圧の振幅が、あらかじめ決定されるしきい値外である場合、故障が発生したと判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の１または複数のピーク（例えば、生成される信号のパルスの第１のピーク７０２、第２のピーク７０４、および／または、第３のピーク７０６）に関連付けられる、初めの立ち上がりエッジ（例えば、初めの立ち上がりエッジ７１０）および／またはゼロクロス（例えば、ゼロクロス７１２、７１４、７１６）を推定し得る。例えば磁気刺激システムは、生成される信号の、第１のピークに関連付けられる電圧、第２のピークに関連付けられる電圧、および／または、第３のピークに関連付けられる電圧を、生成される信号の１または複数のピークに関連付けられる、初めの立ち上がりエッジおよび／またはゼロクロスを使用して決定し得る。
例えば磁気刺激システムは、信号の１または複数のピークの振幅を使用して、例えば、振幅が、振幅許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば振幅許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号のピークの振幅が、振幅許容ウィンドウ内であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）ピークの予測される振幅のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えば振幅許容ウィンドウは、生成される信号のパルスの第１のピークに対して０．７〜１．３Ｖの間であり得る。例えば振幅許容ウィンドウは、生成される信号のパルスの第１のピークに対して０．８〜１．２Ｖの間であり得る。例えば振幅許容ウィンドウは、生成される信号のパルスの第１のピークに対して０．９〜１．１Ｖの間であり得る。
磁気刺激システムは、生成される信号（例えば、信号７００）のパルスの、２つまたはより多いピーク（例えば、第１のピーク７０２、第２のピーク７０４、および／または、第３のピーク７０６）の平均振幅が、あらかじめ決定されるしきい値外である場合、故障が発生したと判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの、２つまたはより多いピークに関連付けられる電圧を推定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の、２つまたはより多いピークに関連付けられる電圧を使用して、生成される信号の、２つまたはより多いピークの平均電圧振幅を決定し得る。
例えば磁気刺激システムは、平均電圧振幅を使用して、例えば、平均電圧振幅が、平均振幅許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば平均振幅許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号のパルスの、２つまたはより多いピークの平均振幅が、平均振幅許容ウィンドウ内であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測される平均振幅のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えば平均振幅許容ウィンドウは、生成される信号のパルスの第１のピークおよび第３のピークに対して１．２５〜１．９５Ｖの間であり得る。例えば平均振幅許容ウィンドウは、生成される信号のパルスの第１のピークおよび第３のピークに対して１．４〜１．８Ｖの間であり得る。例えば平均振幅許容ウィンドウは、生成される信号のパルスの第１のピークおよび第３のものに対して１．５〜１．７Ｖの間であり得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場のパルス形状および／またはピーク対ＲＭＳ電圧比に基づいて故障を検出し得る。信号７００は、より小さなピーク対ＲＭＳ比により特徴付けられ得る。例えばピーク対ＲＭＳ比は、信号７００のピークのＲＭＳ値に対する、ピーク電圧（例えば、第１のピーク７０２に関連付けられる電圧）の比であり得る。より小さなピーク対ＲＭＳ比値は、例えば信号７００により例示されるように、磁気刺激システムにより磁気刺激構成要素に印加されるコンデンサ電荷および／または電圧を低減する故障を指し示し得る。
磁気刺激システムは、生成される信号（例えば、信号７００）のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）と、ピーク対ＲＭＳ電圧比との間の比が、あらかじめ決定されるしきい値外である場合、故障が発生したと判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの１または複数のピークに関連付けられる、電圧および／または時間を推定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの１または複数のピークに関連付けられる、電圧および／または時間を使用して生成される信号のピーク対ＲＭＳ電圧比を決定し得る。
例えば磁気刺激システムは、ピーク対ＲＭＳ電圧比を使用して、例えば、ピークの電圧と、ピーク対ＲＭＳ電圧比との間の比が、ピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、ピークの電圧と、ピーク対ＲＭＳ電圧比との間の比が、ピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウ内であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測されるもののプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えばピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウは、１．１５〜１．６５の間であり得る。例えばピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウは、１．２５〜１．５５の間であり得る。例えばピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウは、１．３〜１．５の間であり得る。
パルス形状は、パルシング磁場のパルスの形状を指し得る。ピーク対ＲＭＳ比は、故障が発生したかどうかを判定するために、生成される信号の形状が、磁気刺激システムにより、どのように使用され得るかの１つの例である。他の例が、本明細書で提供され得る。例えば、中でも、持続時間、歪度、尖度などの、生成される信号の特性が、生成される信号の形状に関係し得るものであり、故障が発生したかどうかを判定するために使用され得る。磁気刺激システムは、生成される信号の形状が、あらかじめ決定される許容ウィンドウ外である場合、故障が発生したと判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの１または複数のピークに関連付けられる、パルス形状、パルス時間、パルス振幅、および／またはパルス持続時間を推定するように構成され得る。磁気刺激システムは、１または複数の特性を、生成される信号の１または複数の推定される特性に基づいて決定するように構成され得る。磁気刺激システムは、１または複数の決定される特性が、あらかじめ決定される許容ウィンドウ、例えばパルス形状許容ウィンドウ外であるときに、故障が発生したと判定し得る。
生成される信号の歪度が、例えば、故障が発生したかどうかを判定するために使用され得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの１または複数のピークの、電圧および／または時間を推定し得るものであり、磁気刺激システムは、（例えば、生成される信号のパルスの歪度を指し示し得る）生成される信号の時間当たりの電圧を決定し得るものであり、磁気刺激システムは、生成される信号の時間当たりの電圧が、歪度許容ウィンドウ内にあるかどうかを判定することにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。
図８は、故障を指し示す、磁気刺激の間にセンサにより生成される（例えば、センサ上で誘導される）電圧の波形例を例示する図である。１つのパルスが図８で例示されるが、信号８００は、１または複数のパルスバーストの、１または複数のパルスを含み得る。示されるように、信号８００のパルスは、例えば本明細書で説明されるように、初めの立ち上がりエッジ８１０、第１のピーク８０２、第１のゼロクロス８１２、第２のピーク８０４、第２のゼロクロス８１４、第３のピーク８０６、および、第３のゼロクロス８１６を含み得る。許容ウィンドウは、磁気刺激療法のタイプ、磁気刺激治療パラメータ、および／または患者パラメータの設定に基づいて調整可能であり得る。故障検出は、テストセッションの間に、磁気刺激療法の前に、および／または、磁気刺激療法の後に実行され得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場のパルス持続時間に基づいて故障を検出し得る。信号８００の初めの立ち上がりエッジ８１０と第３のゼロクロス８１６との間の期間は、信号８００のパルス持続時間として示され得る。信号８００は、予測される信号５００より短いパルス持続時間により特徴付けられ得る。より短いなパルス持続時間は、例えば信号８００により例示されるように、故障するコンデンサ、（例えば、コア内の）ショートさせられる巻線、破壊されるコア、および／またはそれに類するものを指し示し得る。
磁気刺激システムは、生成される信号のパルス持続時間に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばパルス持続時間は、パルスの初めの立ち上がりエッジと、パルスの第３のゼロクロスとの間の期間を指し得る。例えばパルス持続時間は、パルスの初めの立ち上がりエッジと、パルスの第３のピークとの間の期間を指し得る。例えばパルス持続時間は、パルスの第１のピークと、パルスの第３のピークとの間の期間を指し得る。例えばパルス持続時間は、第１のゼロクロスと、第２のゼロクロスとの間の期間を指し得る。例えばパルス持続時間は、パルスの２つのゼロクロス、パルスの幅、またはそれに類するものにより特徴付けられ得る。
磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの、２つまたはより多いピーク（例えば、生成される信号のパルスの、第１のピーク、第２のピーク、および／または第３のピーク）に関連付けられる時間を推定するように構成され得る。例えば磁気刺激システムは、生成される信号の単一のパルスに関連付けられる第１のピークおよび第３のピーク（例えば、図８に示されるような、第１のピーク８０２および第３のピーク８０６）に関連付けられる時間を推定し得る。例えば磁気刺激システムは、生成される信号の、第１のピークに関連付けられる時間、および、第２のピークに関連付けられる時間を推定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号の同じパルスに関連付けられる、２つまたはより多いピークに関連付けられる期間に基づいて、生成される信号のパルス持続時間を決定し得る。
磁気刺激システムは、パルス持続時間に基づいて、例えば、パルス持続時間が、パルス持続時間許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。パルス持続時間許容ウィンドウは、磁気刺激療法のタイプ、磁気刺激治療パラメータ、および／または患者パラメータの設定に基づいて調整可能であり得る。例えばパルス持続時間許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号のパルス持続時間が、パルス持続時間許容ウィンドウの内部であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測されるパルス持続時間のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えばパルス持続時間許容ウィンドウは、３００〜３５０μｓの間であり得る。例えばパルス持続時間許容ウィンドウは、１７５〜２７５μｓの間であり得る。例えばパルス持続時間許容ウィンドウは、２００〜２５０μｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、生成される信号（例えば、信号８００）の平均パルス持続時間に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの、２つまたはより多いピークに関連付けられる時間を推定し得る。２つまたはより多いピークは、生成される信号の異なるパルスに関連付けられ得る。磁気刺激システムは、生成される信号の、２つまたはより多いパルスの平均パルス持続時間を、生成される信号のパルスの、２つまたはより多いピークに関連付けられる時間を使用して決定し得る。例えば磁気刺激システムは、生成される信号の、２つまたはより多いパルスのパルス持続時間を決定し得るものであり、２つまたはより多いパルスのパルス持続時間を使用して、磁気刺激システムは、生成される信号の平均パルス持続時間を算出し得る。
磁気刺激システムは、平均パルス持続時間を使用して、例えば、平均パルス持続時間が、平均パルス持続時間許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば平均パルス持続時間許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号の平均パルス持続時間が、平均パルス持続時間許容ウィンドウの内部であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測される平均パルス持続時間のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えば平均パルス持続時間許容ウィンドウは、１５０〜２５０μｓの間であり得る。例えば平均パルス持続時間許容ウィンドウは、１７５〜２２５μｓの間であり得る。例えば平均パルス持続時間許容ウィンドウは、１９０〜２１０μｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、センサにより生成される信号（例えば、信号８００）のパルス持続時間の総和に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスの、２つまたはより多いピークに関連付けられる時間を推定し得る。２つまたはより多いピークは、生成される信号の異なるパルスに関連付けられ得る。磁気刺激システムは、生成される信号の、２つまたはより多いパルスのパルス持続時間の総和を、生成される信号の、２つまたはより多いピークに関連付けられる時間を使用して決定し得る。
磁気刺激システムは、パルス持続時間の総和を使用して、例えば、パルス持続時間の総和が、パルス持続時間総和許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばパルス持続時間総和許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号のパルスの総和が、パルス持続時間総和許容ウィンドウ内であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測されるパルス持続時間総和のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えばパルス持続時間総和許容ウィンドウは、生成される信号の２つのパルスに対して３００〜５００μｓの間であり得る。例えばパルス持続時間総和許容ウィンドウは、生成される信号の２つのパルスに対して３５０〜４５０μｓの間であり得る。例えばパルス持続時間総和許容ウィンドウは、生成される信号の２つのパルスに対して３８０〜４２０μｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場の刺激期間に基づいて検出し得る。磁気刺激システムは、故障が発生したかどうかを、センサにより生成される信号の刺激期間に基づいて故障を判定し得る。本明細書で説明されるように、生成される信号の刺激期間は、信号の、パルスバーストの第１のパルスの第１のピークと、パルスバーストの最後のパルスの第１のピークとの間の時間を指し得る。磁気刺激システムは、パルスバーストの第１のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）に関連付けられる時間、および、パルスバーストの最後のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）に関連付けられる時間を推定し得る。磁気刺激システムは、信号の、パルスバーストの第１のパルスのピークに関連付けられる時間、および、パルスバーストの最後のパルスのピークに関連付けられる時間を使用して、生成される信号のパルスバーストの刺激時間を決定し得る。
磁気刺激システムは、刺激時間を使用して、例えば、刺激時間が、刺激時間許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば刺激時間許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号の刺激時間が、刺激時間許容ウィンドウの内部であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測される刺激時間のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えば刺激時間許容ウィンドウは、３．５〜４．５ｓの間であり得る。例えば刺激時間許容ウィンドウは、３．９〜４．１ｓの間であり得る。例えば刺激時間許容ウィンドウは、３．９５〜４．０５ｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場のパルス間隔に基づいて故障を検出し得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルス間隔に基づいて故障が発生したかどうかを、判定し得る。本明細書で説明されるように、生成される信号のパルス間隔は、生成される信号のパルスの第１のピークと、信号の後続のパルス（例えば、すぐ後続のパルス）の第１のピークとの間の期間を指し得る。例えば、生成される信号のパルス間隔は、パルシング磁場に関連付けられるパルス毎秒の数を指し得る。
例えば磁気刺激システムは、生成される信号のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）に関連付けられる時間、および、生成される信号の後続のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）に関連付けられる時間を推定し得る。例えばパルス、および後続のパルスは、生成される信号のパルスバースト内の連続的なパルスであり得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルス間隔を、生成される信号のパルスのピークに関連付けられる時間、および、生成される信号の後続のパルスのピークに関連付けられる時間を使用して決定し得る。
磁気刺激システムは、パルス間隔を使用して、例えば、パルス間隔が、パルス間隔許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを、判定し得る。例えばパルス間隔許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号のパルス間隔が、パルス間隔許容ウィンドウ内であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測されるパルス間隔のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えばパルス間隔許容ウィンドウは、２２５〜４７５μｓの間であり得る。例えばパルス間隔許容ウィンドウは、２５０〜４５０μｓの間であり得る。例えばパルス間隔許容ウィンドウは、３００〜４００μｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場の刺激間隔に基づいて故障を検出し得る。磁気刺激システムは、センサにより生成される信号の刺激間隔に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。本明細書で説明されるように、生成される信号の刺激間隔は、信号の、パルスバーストの最後のパルスの第１のピークと、後続の（例えば、すぐの後続の）パルスバーストの第１のパルスの第１のピークとの間の期間を指し示し得る。磁気刺激システムは、パルスバーストの最後のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）に関連付けられる時間、および、後続のパルスバーストの第１のパルスのピーク（例えば、第１のピーク）に関連付けられる時間を推定し得る。例えばパルスバースト、および後続のパルスバーストは、生成される信号の連続的なパルスバーストであり得る。磁気刺激システムは、信号の、パルスバーストの第１のパルスのピークに関連付けられる時間、および、後続のパルスバーストの第１のパルスのピークに関連付けられる時間を使用して、生成される信号の刺激間隔を決定し得る。
磁気刺激システムは、刺激間隔を使用して、例えば、刺激間隔が、刺激間隔許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば刺激間隔許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号の刺激間隔が、刺激間隔許容ウィンドウ内であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測される刺激間隔のプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えば刺激間隔許容ウィンドウは、３〜１７ｓの間であり得る。例えば刺激間隔許容ウィンドウは、６〜１４ｓの間であり得る。例えば刺激間隔許容ウィンドウは、９〜１０ｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場のパルス反復レートに基づいて故障を検出し得る。磁気刺激システムは、センサにより生成される信号のパルス反復レートに基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。本明細書で説明されるように、生成される信号のパルス反復レートは、期間当たりのパルス（例えば、パルス毎秒（ｐｐｓ））の数を指し示し得る。磁気刺激システムは、時間のあらかじめ定義される期間（例えば、１秒）にわたるいくつかのピークに関連付けられる時間を推定して、生成される信号のパルス反復レートを決定し得る。
磁気刺激システムは、パルス反復レートを使用して、例えば、パルス反復レートが、パルス反復レート許容ウィンドウ外であるかどうかをチェックすることにより、故障が発生したかどうかを判定し得る。例えばパルス反復レート許容ウィンドウは、１０％であり得るものであり、そのことは、信号のパルス反復レートが、パルス反復レート許容ウィンドウの内部であるために、（例えば、予測される信号５００によって決定されるような）予測されるパルス反復レートのプラス／マイナス１０％であってよいということを意味する。例えばパルス反復レート許容ウィンドウは、３〜４０ｐｐｓの間であり得る。例えば刺激間隔許容ウィンドウは、５〜３０ｐｐｓの間であり得る。例えば刺激間隔許容ウィンドウは、１０〜２０ｐｐｓの間であり得る。
磁気刺激システムは、パルシング磁場に関連付けられる生成される信号の、ローリング平均値および／または重み付けされる平均値を、測定および／または推定することにより故障を検出し得る。例えば磁気刺激システムは、１または複数のパルスセットのローリング平均および／または重み付けされる平均が、しきい値またはパーセンテージを超えて逸脱する場合、故障が発生したと判定し得る。しきい値またはパーセンテージは、あらかじめ決定され得る、固定され得る、および／または、調整可能であり得る。例えばしきい値またはパーセンテージは、磁気刺激療法のタイプ、磁気刺激治療パラメータ、および／または患者パラメータの設定に基づいて調整可能であり得る。磁気刺激システムは、パルシング磁場のパルスの１つまたは２つのピークだけを使用するより、パルシング磁場のより多数のサンプルをとり得、またより大きなサンプルサイズにわたって故障を検出し得る。
本明細書で説明されるように、磁気刺激システムは、磁気刺激手順のためのパルシング磁場を生成し得る磁気刺激構成要素を含み得る。磁気刺激システムは、生成される信号のパルスセットに対する平均値を推定し得る。例えば、パルスの対応するセットに対する平均値は、パルスのセットの平均最大電圧、パルスのセットの平均最小電圧、セットパルスの平均期間、パルスのセットのパルス当たりの平均時間、および／または、パルスのセットのパルス当たりの平均減衰レートであり得る。例えば、対応するパルスセットに対する平均値は、パルスセットのパルスの１もしくは複数のピークの平均最大電圧、またはそれに類するものを含み得る。平均値は、重み付けされる平均、または、重み付けされない平均であり得る。
例えば、２つのパルスセットの２つの平均値が推定され得る。第１の平均値は、パルシング磁場のパルスの第１のセットに関連付けられ得る。パルシング磁場のパルスの第１のセットは、２つまたはより多いパルスを含み得るものであり、それらのパルスは、パルシング磁場の同じパルスバーストの部分である場合があり、または、そのような部分でない場合がある。第２の平均値は、パルシング磁場のパルスの第２のセットに関連付けられ得る。パルシング磁場のパルスの第２のセットは、２つまたはより多いパルスを含み得るものであり、それらのパルスは、パルシング磁場の同じパルスバーストの部分である場合があり、または、そのような部分でない場合がある。パルスの第１のセット、および、パルスの第２のセットは、パルシング磁場の異なるパルスバーストの同じパルスバーストに関連付けられ得る。パルスの第１のセット、および、パルスの第２のセットは、同じパルスの１または複数を含み得る。第１の平均値および第２の平均値は、生成される信号の同じ特性に関係する場合があり、または、関係しない場合がある。第１および第２の平均値への参照によって説明されるが、磁気刺激システムは、任意の数の平均値を利用して、パルシング磁場に関連付けられる故障を判定し得る。
磁気刺激システムは、推定される第１の平均値、および、推定される第２の平均値に基づいて故障が発生したかどうかを判定し得る。例えば故障は、第１の平均値および第２の平均値が、しきい値またはパーセンテージを超えて逸脱するときに、発生したと判定され得る。例えば故障は、第１の平均値および第２の平均値が、ローリング平均許容ウィンドウ（例えば、１０％であり得る）を超えて逸脱するときに、発生したと判定され得る。
特徴および要素が上記で、個別の組み合わせで説明されているが、当業者は、各々の特徴または要素が、単独で、または、他の特徴および要素との任意の組み合わせで使用され得るということを認識するであろう。追加で、本明細書で説明される方法は、コンピュータまたはプロセッサによる実行のためにコンピュータ可読媒体に組み込まれる、コンピュータプログラム、ソフトウェア、またはファームウェアで実装され得る。コンピュータ可読媒体の例は、電子信号（ワイヤードまたはワイヤレス接続によって伝達される）、およびコンピュータ可読記憶媒体を含む。コンピュータ可読記憶媒体の例は、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、レジスタ、キャッシュメモリ、半導体メモリデバイス、内部的なハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気媒体、磁気光学媒体、ならびに、ＣＤ−ＲＯＭディスクおよびデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）などの光学媒体を含むが、それらに制限されない。ソフトウェアとの関連の状態にあるプロセッサは、ＷＴＲＵ、ＵＥ、端末、基地局、ＲＮＣ、または、任意のホストコンピュータでの使用のための無線周波数トランシーバを実装するために使用され得る。
Claims (20)
- 磁気刺激療法に関するパルシング磁場を監視するためのシステムであって、前記システムは、
前記磁気刺激療法のための前記パルシング磁場を生成するように構成される磁気刺激構成要素と、
前記パルシング磁場に基づいて信号を生成するように構成されるセンサであって、前記信号は少なくとも１つのパルスを含み、前記信号の各パルスは前記パルシング磁場のパルスに応答して生成され、前記信号の各パルスは複数のピークを含む、センサと、
前記信号の第１のピークについての第１の特性を推定することと、
前記信号の第２のピークについての第２の特性を推定することであって、前記第１および第２のピークは前記信号の同じパルスに属する部分である、推定することと、
前記第１の特性および前記第２の特性に基づいて前記信号の第３の特性を決定することであって、前記第３の特性は、減衰レート、周波数、時間、磁束フラックス、電圧、または電流のうちの１つ又は複数を含む、決定することと、
前記信号の前記第３の特性に基づいて故障が発生したかどうかを判定することと
を行うように構成されるプロセッサと
を備える、システム。 - 前記第１の特性は、前記第１のピークの電圧、前記第１のピークの電流、前記第１のピークのＲＭＳ値、前記第１のピーク後のゼロクロス時間、前記第１のピークの時間値、または前記第１のピークの期間の少なくとも１つを含み、前記第２の特性は、前記第２のピークの電圧、前記第２のピークの電流、前記第２のピークのＲＭＳ値、前記第２のピーク後のゼロクロス時間、前記第２のピークの時間値、または前記第２のピークの期間の少なくとも１つを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記信号は、前記パルシング磁場の変化に比例する電圧、または前記パルシング磁場の変化に比例する電流のうちの１または複数を含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記複数のピークは、少なくとも１つの正のピークおよび少なくとも１つの負のピークを含み、各パルスは、さらに、各正のピークと各負のピークとの間に少なくとも１つのゼロクロスを含む、請求項１に記載のシステム。
- 前記第３の特性は、前記第１の特性および前記第２の特性の平均であり、前記故障は、前記平均が、許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記許容ウィンドウは、前記磁気刺激療法の１または複数の設定に依存する、請求項５に記載のシステム。
- 前記第１の特性は、前記第１のピークに関連付けられるパルス形状、前記第１のピークに関連付けられるパルス時間、前記第１のピークに関連付けられるパルス振幅、または、前記第１のピークに関連付けられるパルス持続時間であり、
前記第２の特性は、前記第２のピークに関連付けられるパルス形状、前記第２のピークに関連付けられるパルス時間、前記第２のピークに関連付けられるパルス振幅、または、前記第２のピークに関連付けられるパルス持続時間であり、
前記故障は、前記第３の特性が、所定の許容ウィンドウの外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。 - 前記第１のピークは、第１の正電圧により特徴付けられ、前記第２のピークは、同じパルスに関連付けられる第２の正電圧により特徴付けられ、前記第３の特性は、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の時間であり、前記故障は、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の前記時間が、パルス持続時間許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記第３の特性は、前記パルシング磁場の平均パルス持続時間を含み、前記故障は、前記平均パルス持続時間が、平均パルス持続時間許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記第３の特性は、前記パルシング磁場のパルス持続時間の総和を含み、前記故障は、前記パルス持続時間の総和が、パルス持続時間総和許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記第３の特性は、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の電圧比を含み、前記故障は、前記電圧比が、減衰比許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記第３の特性は、前記第１のピークと前記第２のピークとの間の電圧差を含み、前記故障は、前記電圧差が、ピークピーク許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記第１の特性は、前記第１のピークの第１の電圧を含み、前記第２の特性は、前記第２のピークの第２の電圧を含み、前記第３の特性は、前記第１のピークおよび前記第２のピークの平均電圧振幅を指し示す平均振幅を含み、前記故障は、前記平均電圧振幅が、平均振幅許容ウィンドウ外であるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記第１の特性は、前記第１のピークの電圧を含み、前記第３の特性は、前記パルシング磁場のパルスに関連付けられるピーク対ＲＭＳ電圧比を含み、前記故障は、前記第１のピークの前記電圧と、前記ピーク対ＲＭＳ電圧比との間の比が、ピーク対ＲＭＳ電圧許容ウィンドウ外にあるときに、発生したと判定される、請求項１に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記磁気刺激療法の手順の設定を受信し、前記磁気刺激療法の手順の前記設定を前記第３の特性と比較して、前記故障が発生したかどうかを判定するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記故障が発生したときに表示するように構成されるインジケータをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記センサは、伝導コイル、前記パルシング磁場に基づくいくつかの巻き数を有するループ、ホールセンサ、磁気抵抗材料、ファラデー効果センサ、カー効果センサ、フラックスゲートセンサ、インダクタンス変化要素、神経組織応答測定デバイス、または伝導場内の電場センサのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記磁気刺激療法の手順を一時停止すること、磁気刺激システムをシャットダウンすること、前記磁気刺激システムのユーザに警告すること、または前記磁気刺激構成要素に印加される電流を変更することのうちの少なくとも１つを実行するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記プロセッサは、前記第１の特性、前記第２の特性、前記第３の特性、または前記故障のうちの少なくとも１つを記録するようにさらに構成される、請求項１に記載のシステム。
- 前記磁気刺激構成要素は、複数の治療コイルを備える、請求項１に記載のシステム。
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