JP2019526418A - 電磁治療プロトコルを生成するためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

システムは、適用された刺激のセッション中に、患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を受信するための通信インタフェースを備える。プロセッサは、受信した情報を分析して、適用された刺激の所与の刺激に対する各センサーに対して周波数スペクトルを取得するよう構成される。患者の神経系の示された機能性障害に対応する神経回路周波数が選択される。各選択された周波数に対して、神経活動の空間地図が生成される。選択された神経回路周波数の中から治療周波数を識別するために、生成された空間地図の各々が、引き出された対応する空間地図と比較される。電磁場発生器への入力のための治療プロトコルが生成されて、発生器に各識別された治療周波数で患者に対して電磁場を適用させる。【選択図】図１

Description

本発明は、神経系の電磁治療に関する。より詳細には、本発明は、神経系のための電磁治療プロトコルを生成するためのシステムおよび方法に関する。

神経系を標的にした時間的に変化する電磁場の適用が、外傷、脳卒中、および脊髄損傷の後、機能の回復を促進するとして実証されている。かかる治療用電磁場の適用は、自閉症、アルツハイマー病、癲癇、パーキンソン病、注意欠陥多動障害（ＡＤＨＤ）、または他の状態などの、脳または神経系の他の状態を治療するための将来の使用の可能性を示す。

脳および神経系の活動を測定するために様々な手法が開発されている。例えば、脳の全体的な活動を測定するために、脳波記録（ＥＥＧ）が利用され得る。脳の外表面近くの局所脳活動をマッピングするために脳磁気図検査（ＭＥＧ）が使用され得る。機能的磁気共鳴画像法（ｆＭＲＩ）が、脳活動の空間的および経時的両方の画像を取得し得る。

従って、本発明の一実施形態に従って、適用された刺激のセッション中に、患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を受信するための通信インタフェース；および受信した情報を分析して、適用された刺激の所与の刺激に対するセンサーのアレイの各センサーに対して周波数スペクトルを取得し；患者の神経系の示された機能性障害に対応する１つまたは複数の神経回路周波数を選択し；選択された１つまたは複数の神経回路周波数の各神経回路周波数に対して、センサーのアレイに対する神経活動の空間地図を生成し；生成された空間地図の各々をその神経回路周波数に対応する１つまたは複数の引き出された空間地図と比較して、１つまたは複数の神経回路周波数の中から１つまたは複数の治療周波数を識別し；電磁場発生器への入力のための治療プロトコルを生成して、示された機能性障害を治療するために発生器に患者に対して１つまたは複数の治療周波数の各治療周波数で電磁場を適用させるように構成されたプロセッサを含むシステムが提供される。

さらに、本発明の一実施形態に従い、本システムは、神経活動センサーのアレイを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、神経活動センサーのアレイは、脳波記録（ＥＥＧ）または脳磁気図検査（ＭＥＧ）センサーのアレイを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、神経活動センサーのアレイは、患者の脊椎内の神経活動を測定するためのセンサーを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、適用された刺激は、身体的または認知的タスクを能動的に実行するための試み、身体部分の受動的な動き、および感覚入力から成る刺激の群から選択された刺激を含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、示された機能性障害は、格納された臨床データから識別される。

さらに、本発明の一実施形態に従い、生成された治療プロトコルは、振幅および持続時間から成る特性の群から選択された、適用される電磁場の特性を定義する。

さらに、本発明の一実施形態に従い、生成された治療プロトコルは、異なる周波数を有する電磁場の適用順序、電磁場の連続的な適用間の間隔、および電磁場の適用頻度から成る特性の群から選択された一連の適用される電磁場の特性を定義する。

さらに、本発明の一実施形態に従い、プロセッサは、複数の異なる治療プロトコルを生成するように構成される。

さらに、本発明の一実施形態に従い、本システムは、生成されたプロトコルに従って治療用電磁場を適用するように構成される治療システムを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、本システムは、治療用電磁場の適用中に、患者を監視するための監視センサーを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、プロセッサは、患者の監視に基づいて、治療用電磁場の適用の振幅または持続時間を変更するように構成される。

さらに、本発明の一実施形態に従い、監視センサーは、サーマルカメラまたは動きセンサーを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、監視センサーは、電磁場内部への設置のために構成されるセンサーを含む。

本発明の一実施形態に従って、患者を治療するための治療用電磁場を発生するためのシステムがさらに提供され、本システムは、電導性コイル；入力治療プロトコルに従ってコイルを流れる電流を発生するように構成される発電機を含み、治療プロトコルは、プロトコル生成システムによって生成され、プロトコル生成システムは、適用された刺激のセッション中に、患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を受信するための通信インタフェース；および受信した情報を分析して、適用された刺激の所与の刺激に対するセンサーのアレイの各センサーに対して周波数スペクトルを取得し；患者の神経系の示された機能性障害に対応する１つまたは複数の神経回路周波数を選択し；選択された１つまたは複数の神経回路周波数の各神経回路周波数に対して、センサーのアレイに対する神経活動の空間地図を生成し；生成された空間地図の各々をその神経回路周波数に対応する１つまたは複数の引き出された空間地図と比較して、１つまたは複数の神経回路周波数の中から１つまたは複数の治療周波数を識別し；治療プロトコルを生成して、場発生器に１つまたは複数の治療周波数の各治療周波数で電流を発生させるように構成されたプロセッサを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、生成された治療プロトコルは、振幅および持続時間から成る特性の群から選択された、適用される電磁場の特性を定義する。

さらに、本発明の一実施形態に従い、本システムは、治療用電磁場の適用中に、患者を監視するための監視センサーを含む。

さらに、本発明の一実施形態に従い、プロセッサは、患者の監視に基づいて、治療用電磁場の適用の振幅または持続時間を変更するように構成される。

本発明の一実施形態に従い、治療用電磁場を患者に適用するためのプロトコルを生成するための方法がさらに提供され、本方法は、適用された刺激のセッション中に、患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を、通信インタフェースによって受信すること；受信した情報を分析して、適用された刺激の所与の刺激に対するセンサーのアレイの各センサーに対して周波数スペクトルを取得すること；患者の神経系の示された機能性障害に対応する１つまたは複数の神経回路周波数を選択すること；選択された１つまたは複数の神経回路周波数の各神経回路周波数に対して、センサーのアレイに対する神経活動の空間地図を生成すること；生成された空間地図の各々をその神経回路周波数に対応する１つまたは複数の引き出された空間地図と比較して、１つまたは複数の神経回路周波数の中から１つまたは複数の治療周波数を識別すること；および電磁場発生器への入力のための治療プロトコルを生成して、示された機能性障害を治療するために発生器に患者に対して１つまたは複数の治療周波数の各治療周波数で電磁場を適用させることを含む。

本発明をより良く理解するため、およびその実際の適用を理解するために、以下の図が提供されて、以後、参照される。図は例として与えられているに過ぎず、本発明の範囲を何ら制限しないことを理解すべきである。同様の構成要素は同様の参照番号によって示される。

本発明の一実施形態に従い、神経系のための電磁治療プロトコルを生成するためのシステムを概略的に示す。 図１に示すシステムのセンサーによって取得された信号のスペクトルを概略的に示す。 図２Ａに示すスペクトルなどの、スペクトル内で識別された神経回路周波数を概略的に示す。 単一の周波数に対する神経活動地図を概略的に示す。 本発明の一実施形態に従い、神経系を治療するための電磁治療プロトコルを生成するための方法を示す流れ図である。 本発明の一実施形態に従い、神経系を治療するための電磁治療プロトコルを生成するための代替方法を示す流れ図である。

以下の詳細な説明では、本発明の完全な理解を提供するために、多数の具体的詳細が記載されている。しかし、本発明はこられの具体的詳細なしで実行され得ることが当業者によって理解されよう。他の場合には、本発明を曖昧にしないために、周知の方法、手順、構成要素、モジュール、ユニットおよび／または回路は説明されていない。

本発明の実施形態はこれに関して制限されていないが、例えば、「処理する（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、「計算する（ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ）」、「計算する（ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ）」、「判断する（ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ）」、「確立する（ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ）」、「分析する（ａｎａｌｙｚｉｎｇ）」、「チェックする（ｃｈｅｃｋｉｎｇ）」、「コンピュータ化神経回路（ｃｏｍｐｕｔｅｒｉｚｅｄ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ）」、「機械学習（ｍａｃｈｉｎｅ ｌｅａｒｎｉｎｇ）」、「ディープラーニング（ｄｅｅｐ ｌｅａｒｎｉｎｇ）」、「信号処理（ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ）」、または同様のものは、コンピュータの動作（複数可）および／もしくはプロセス（複数可）、コンピューティングプラットフォーム、コンピューティングシステム、または他の電子計算装置を指し、それは、コンピュータのレジスタおよび／もしくはメモリ内部の物理（例えば、電子）量として表されるデータを、コンピュータのレジスタおよび／もしくはメモリ内部の物理量として同様に表される他のデータ、または動作および／もしくはプロセスを実行するための命令を格納し得る他の情報持続性記憶媒体（例えば、メモリ）を操作および／または変換する。本発明の実施形態はこれに関して制限されないが、用語「多数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」および「複数（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」は本明細書では、例えば、「多数（ｍｕｌｔｉｐｌｅ）」または「２以上（ｔｗｏ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を含み得る。用語「多数（ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」または「複数（ａ ｐｌｕｒａｌｉｔｙ）」は本明細書全体にわたって、２つ以上の構成要素、装置、要素、ユニット、パラメータ、または同様のものを記述するために使用され得る。特に断らない限り、本明細書で説明する方法実施形態は、特定の順番または順序に制約されない。追加として、説明する方法実施形態またはその要素の一部は、一斉に、同じ時点で、または同時に、起こるか、または実行できる。別段の指示がない限り、接続詞「または（ｏｒ）」は本明細書では、包括的として理解すべきである（提示した選択肢の一部または全部）。

本明細書のいくつかの実施形態は、コンピュータもしくはプロセッサ可読媒体などの物品、または、例えば、メモリ、ディスクドライブ、ＵＳＢフラッシュメモリなどの、コンピュータもしくはプロセッサ持続性記憶媒体、または、（クラウドストレージなど）明確な位置に、プロセッサもしくはコントローラによって実行される場合に、本明細書で開示する方法を実行する、命令、例えば、コンピュータ実行可能命令をコード化しているか、含んでいるか、または格納していることもあれば、そうでないこともある任意の他のタイプの記憶媒体を含み得る。

本発明の実施形態によれば、時間的に変化する磁場による治療のためのプロトコルが、システムによって自動的に生成される。プロトコルは、患者の全身または一部に適用され得る振動電磁場を発生するための装置を含む治療システムまたは装置に入力され得る（本明細書での電磁気の言及は、電磁石によって生成される時間的に変化する磁場を指す）。振動電磁場は、周波数および振幅または強度によって特性化される。本明細書では、用語「強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）」および「振幅（ａｍｐｌｉｔｕｄｅ）」は、振幅、最大値、平均、二乗平均平方根、または適用される電磁場の強度を表す他の特性もしくは代表値を表すか、または測定された神経活動信号のスペクトル（例えば、周波数の関数としての電圧または電流）を特性化するために区別しないで使用される。治療プロトコルは、適用される場の周波数および振幅、ならびに場の１つ以上の他の特性（例えば、場の各適用の持続時間、適用数、適用間の間隔、または他の特性）を定義し得る。治療プロトコルは、定義された順序で（例えば、同時に、または異なる時に）患者に適用され得る異なる周波数の２つ以上の場を定義し得る。

本システムは、患者に関する情報を受信するためのインタフェースと共に構成され得る。情報は、患者の１つ以上の機能性障害を説明する記述を有する臨床データを含み得る。具体的には、記述は、患者の神経系の機能障害に関連することが分かっているか、または関連すると疑われている機能障害を記述し得る。例えば、臨床データは、患者の検査に基づいて、または患者の表明に基づいて、医療従事者によって入力され得る。

加えて、受信された情報は、神経系の様々なポイントでの患者の神経系の機能の（例えば、患者の皮膚上の様々な位置、または他のどこかに取り付けられたセンサーによる）測定結果を含む。測定は、患者の脳、脊髄、または患者の神経系の他の構成要素に関連する既知の位置に配置されるセンサーのアレイを含み得る。例えば、センサーは、脳波記録（ＥＥＧ）、脳磁気図検査（ＭＥＧ）のため、または他のタイプの神経系の測定のために設計されるセンサーを含み得る。センサーからのかかる情報は、格納および分析のために通信モジュールに直接入力されるか、またはユーザーにより、例えば、テキストもしくは（例えば、メニューから選択された）医療コードとして入力され得る。

神経活動測定は、１つ以上の刺激の連続的な適用を含む刺激セッションと同時に患者から取得され得る。本明細書では、刺激は患者によって能動的に適用され得る。例えば、患者は、自発的な身体的タスク（例えば、安静状態、肢または身体部分の運動、肢または身体部分の抵抗運動、会話、呼吸の制御、物体を見ること、または別の能動的な身体的タスク）、認知的（例えば、安静状態、状況の想像、特定の主題についての考察、問題解決の試み、選択された感覚入力への集中、または別の能動的な認知的タスク）、身体的タスク（例えば、麻痺しているか、切断されているか、または拘束されている肢を動かすことへの集中）、または別の自発的もしくは能動的なタスクを実行しようとする試み、を実行し得る。刺激が外的作用によって適用され得、その間、患者は受動的なままである。例えば、患者の肢または身体部分が外的作用によって（例えば、別の人によって、または機械によって）動かされ得、患者は感覚入力を受け得るか、または別の方法で受動的に刺激され得る。刺激は、別の人によって実行された動作（例えば、生で、または記録された）、または画面、バーチャルリアリティ装置、もしくはその他上のアニメの動作を観察することを含み得る。刺激の適用は、２つ以上の異なる刺激の同時（または交互）適用を含み得る。刺激の能動的または受動的適用は、本明細書では、タスクの実行として区別しないで言及される。

神経活動測定データは、周波数スペクトルのセット（例えば、信号周波数の関数としての測定された活動の振幅）を取得するために分析され得る。例えば、各周波数スペクトルは、特定の刺激または複数の刺激の適用中に、センサーによる（または、いくつかの場合には、２つ以上のセンサーの群による）測定を表し得る。例えば、特定の刺激の適用で同時に取得された測定は、その測定が取得された時間を、セッションの様々な刺激の適用の時間が記録されているログと比較することによって識別され得る。代替または追加として、特定の刺激の適用中に取得された測定が、その刺激の識別でマークを付けられるか、またはラベル付けされ得る。

いくつかの場合、分析は、機械学習またはディープラーニングアルゴリズムを使用し、統計的分析に基づいて関連パラメータを区別することを含み得る。例えば、かかる機械学習は、１つ以上の周波数スペクトルの特徴と、特定の刺激の適用または脳活動のタイプとの間の相関を識別し得る。かかる分析は、現在の、もしくは以前に取得された患者データ、または、例えば、類似の臨床的特性を共有する、例えば、患者の臨床歴の共通の特徴によって特性化される、患者のグループの分析に基づき得る。

患者の神経系の示された機能性障害に関連するか、または関連付けられ得る１つ以上の周波数が識別され得る。例えば、受信した臨床データに基づいて（例えば、患者または患者の家族もしくは仲間によって報告されたか、医療従事者による検査もしくは観察中に認められたか、健康診断によって得られた症状から、または別の方法で）機能性障害が識別されるか、または疑われ得る。

識別された周波数で測定された神経活動は、空間活動地図を生成するために編成され得る。例えば、測定された振幅の空間位置は、その振幅が測定されたセンサーの識別（例えば、および既知の少なくとも名目位置上）によって判断され得る。地図は、各マッピングされた位置において識別された周波数で神経活動の振幅を示し得る。本明細書では、空間位置は、患者の身体上もしくは内部の位置、または特定のセンサーの位置を指し得る。マッピングされた神経活動は、地図または他の形で（例えば、座標またはセンサー識別子および特定の結果のセットとして）表示され得、１つ以上の脳波スペクトルから導出される、値もしくは２つの値の間の相関、または１つ以上の量を含み得る。

空間活動地図に対する代替または追加として、スペクトル結果が別の方法でマッピングまたはグラフ化され得る。例えば、マッピングの１つの軸は周波数を表し得、別の軸は一連の異なるタスクもしくは神経活動、または神経回路と相関し得る他の指標もしくは値を示し得る。（カラーまたはグレーのレベルによって視覚的に表された）各座標におけるマッピングは、示されたタスクまたは活動に対する周波数における振幅を示し得る。

１つ以上の対応する基準空間活動地図がデータベースまたは他のデータ記憶施設から引き出され得る。基準空間活動地図は、振幅が、対応する生成された空間活動地図内に空間的にマッピングされる信号の周波数に基づいて引き出され得る。各基準空間活動地図は、健常な神経系（例えば、その神経系が障害なく機能していると判断された患者に関する測定に基づき）またはその機能が既知の方法で不完全な神経系のいずれかに対して代表的な空間活動を示し得る。

引き出された基準空間活動地図の各々は、（共通の信号周波数に基づき）対応する生成された空間活動地図と比較され得る。基準空間活動地図に関して活動において計算された変化の領域の比較は、生成された空間活動地図が欠損した機能を示す領域を示し得る。例えば、空間活動地図間の比較における１つ以上の位置が、健常な神経系を代表する基準空間活動地図から逸脱する空間領域における機能のレベル、または不完全に機能している神経回路を代表する基準空間活動地図に類似している空間領域における機能のレベルを示し得る。

１つ以上の空間地図上の１つ以上の位置が１つ以上の周波数における機能障害を示す場合、治療プロトコルが生成され得る。治療プロトコルは、治療用電磁場を発生するための装置に入力され得る。治療プロトコルは、患者に適用される１つ以上の時間的に変化する治療用電磁場の特性を指定し得る。例えば、治療プロトコルは、空間活動地図が生成されて、治療が示されている周波数のサブセットを指定し得る。治療プロトコルは、電磁場発生器に、例えば、コンピュータによって、自動的に入力され得るか、またはユーザーによって、例えば、生成された治療プロトコルに基づいて選択もしくは入力され得る。プロトコルは、電磁場発生器に入力されると、電磁場発生器に、一連の電磁場を指定された周波数で発生させ得る。プロトコルは、一連の場の他の特性を指定し得る。これらの特性は、１つ以上の場強度もしくは振幅、持続時間、異なる周波数の場の適用順序、異なる場の適用間の間隔、場の各々の適用数、または他のパラメータを含み得る。治療用場は、患者の全身、または患者の身体の一部、例えば、頭部、首および脊髄の１つ以上など、に適用され得る。

各識別された周波数は、特定の神経回路と関連付けられ得る。本明細書では、神経回路は、神経系の特定の機能と関連付けられる神経系の構成要素を含む。典型的には、特定の刺激または特定のタスクの実行に対する応答は、２つ以上の異なる神経回路を伴い得る。従って、治療は２つ以上の周波数で必要とされ得る。例えば、肢の特定の方法での動きは、記憶（例えば、指示の記憶）、計画（例えば、動作）、活性化（例えば、肢筋力の）、制御（例えば、肢筋力の）、フィードバック（例えば、肢の現在の位置を知ること）、または他の機能性に関連したものなどの機能性を含み得る。

関連する周波数は、いくつかの場合は、現在、治療されている患者を含む、被験者の集団に関して行われた測定の分析から以前に導出されている可能性がある。例えば、集団は、神経系が完全に機能しているように見えた健常な個人、および神経系が既知の点で不完全に機能していると判断された個人、およびいくつかの場合は、完全に機能しているように見えるが、１つ以上の神経回路に欠損を有し得る被験者（例えば、その被験者の他の神経回路がその欠損を補う）の両方を含み得る。様々な測定間での比較は、各機能性と、従って、各神経回路と、関連付けられる周波数を示し得る。特定の周波数での神経系活動の神経系にわたる（例えば、脳、脊髄、または他の主要な神経の１つ以上の）空間マッピングは、神経活動における逸脱が特定の神経回路の機能における特定の欠損と関連付けられる神経系の領域を示し得る。

基準空間活動地図は、被験者の集団に基づき得る。例えば、基準空間活動地図は、集団の各メンバーに対して生成された地図の平均または他の統計的結合に基づき得る。

本明細書では、神経活動プロファイルに対する参照が行われ得る。神経活動プロファイルは、個人または集団に関して行われる神経機能測定に基づき得る。神経活動プロファイルは、個人（患者、対照群内の人、または他の人）または集団（例えば、集団内の個人に関して行われた測定に対する平均化または他の統計的操作の適用後）の神経活動を特性化する。神経活動プロファイルは、ＥＥＧ、ＭＥＧ、または１人以上のヒトの被験者の脳もしくは神経系の他の部分に関して行われる他の測定に基づき得る。例えば、ＭＥＧセンサーに類似したセンサー、またはＥＥＧセンサーに類似しているか、もしくは他のセンサーが、脳、脊髄、または神経系の他の部分における神経活動を測定するために使用され得る。本明細書では、ＭＥＧまたはＥＥＧ測定は、それぞれ、ＭＥＧのような、もしくはＥＥＧのようなセンサーを使用した神経系の任意の部分の測定を指す。同様に、ＭＥＧまたはＥＥＧセンサーは、本明細書では、センサーが脳活動または神経系の別の構成要素の活動の測定を意図しているかにかかわらず、ＭＥＧ（磁場を検知）またはＥＥＧ（電流または電圧を検知）センサーと同様に機能するセンサーを指す。

測定、特に、ＥＥＧ、ＭＥＧ、または同様の測定は、神経系内の複数の識別可能な位置において、測定された神経活動の地図をもたらすと解釈され得る。神経活動の空間地図を取得するために、例えば、ＥＥＧもしくはＭＥＧセンサーまたは他の局所センサーが、人の頭部、背中、神経活動が生じる別の位置（例えば、活動中の器官もしくは肢、感覚器、または他の場所の付近）上の所定の位置のセット、または前記の任意の組合せに取り付けられ得る。測定された局所神経活動の位置がセンサーの位置または局所活動を測定したセンサーから導出され得る。局所神経活動が複数のセンサーによって測定される、いくつかの場合、測定された局所活動の位置をセンサーの既知の位置に対して判断するために、三角測量または他の技術が提供され得る。加えて、測定（例えば、機能的磁気共鳴画像法（ｆＭＲＩ）または他の測定）は、全脳活動を示すために解釈され得る。

測定は、各被験者の神経系が特定の神経機能を活性化しているときに行われ得る。例えば、神経機能は、１つ以上のタスクを実行しているヒトの被験者と関連付けられ得る。タスクは、静止（例えば、他の測定された神経機能が比較され得る神経活動の１つ以上の基準値測定を確立する目的のため）、１つ以上の能動的（例えば、患者による肢、顔面特徴、または他の身体部分の自発的な動き）もしくは受動的（例えば、別の人、機械、または他の外部作用によって動かされている身体の部分）運動活動もしくは動きの実行、１つ以上の能動的もしくは受動的認知タスク（例えば、物体認識、記憶検索、問題解決、または別の認識活動）、自動タスク（例えば、環境条件にさらされている、感覚入力、または自律神経系を活性化する他の刺激）、または他のタスクの実行を含み得る。タスクの実行中に、活動が基準値から変化する神経系の構成要素が、本明細書では、そのタスクおよび神経機能と関連付けられる神経回路と呼ばれる。

代表的な神経活動プロファイルのデータベースが、被験者の集団に関して測定を実行することによって生成され得る。被験者の集団は、神経系が健常である（例えば、神経系に既知の欠損、または外傷がないことによって判断されるような）と判断される個人を含み得る。いくつかの場合、集団は、分集団に分類され（例えば、年齢、性別、または神経活動プロファイルに影響を及ぼすことがわかっているか、疑われている他の特性によって分類され）得る。健常であると考えられる集団に対して判断される神経活動プロファイルは、本明細書では、基準神経活動プロファイルと呼ばれる。

測定結果の分析は、タスク、または、例えば、類似のタスクの、タスク群に対して典型的である神経活動のパターンをもたらし得、それは、特定の神経回路と関連付けられる神経機能または活動と関連付けられる。

ＥＥＧまたはＭＥＧセンサーによる測定は、典型的には、感知された信号を（例えば、典型的には、感知された電場または磁場に対応する測定された電圧または電流の形で）時間の関数としてもたらすので、感知された信号は、信号の周波数成分を区別するために分析され得る。例えば、感知された信号は、感知された神経活動のスペクトルを取得するための分析を受け得る。例えば、分析は、フーリエまたは測定された信号の周波数もしくは波長スペクトルを判断するための他の分析を含み得る。代替または追加として、信号にウェーブレット分析が適用されて、ウェーブレット成分のセットをもたらす。スペクトルは、各センサー測定結果について別々に、センサー測定結果の１つ以上の組合せに対して、または前記の組合せに対して、計算され得る。結果は、スペクトル神経活動の（ハイパースペクトル）空間地図である。

時間およびスペクトル分解能の所望の組合せを達成するために測定の持続時間が判断され得る。例えば、典型的なスペクトル分解能（例えば、振幅における差が著しい２つの隣接する周波数値間の最小差）は、測定の持続時間に反比例し得る。従って、事象が０．１秒以内に起こる場合、スペクトル分解能は１０Ｈｚに制限され得る。他方、約０．１Ｈｚのスペクトル分解能を達成するために、測定の持続時間は、同じ事象の少なくとも１０秒の反復の必要がある。いくつかの場合、患者がタスクを長期間、継続する（例えば、活動を持続的なペースまたは他の特性で継続する）のが困難であり得る。これらの制限に対応するために、刺激手順は、活動または他のタスクを、所望のスペクトル分解能を達成するために十分な長さの期間にわたって数回、反復してトリガーし得る。タスクは刺激の各反復において新たに開始されるので、タスクは、全期間に対してタスクが単純に実行されたような場合よりも正確に反復され得る。さらに、反復は、タスクの実行における変動にわたって平均化するのを可能にし得、それは、各変動の影響を低減し得る。

結果として生じるスペクトル地図のさらなる分析は、１つの神経機能または神経回路（その神経機能または神経回路と関連付けられたタスクの実行中に、または実行に続いて、測定される信号から）と関連付けられる各取得されたスペクトル（またはスペクトルのセット、例えば、各スペクトルは、脳、脊髄、または神経系内の別の場所での特定の位置における特定のセンサーに対応する）を、他の神経機能と関連付けられるスペクトルと比較することを含み得る。かかる分析は、健常者における神経回路の各神経機能の特性である代表的な神経活動プロファイルをもたらし得る。特定の神経回路の機能の特性である神経活動プロファイルは、本明細書では、神経回路活動プロファイルと呼ばれる。健常被験者からの神経回路活動プロファイル、または健常被験者の集団に基づく複合神経回路活動プロファイルは、データベース内に格納され得る。

同様の神経活動プロファイルが、様々な既知の障害（例えば、神経系の機能障害から生じているか、または他の原因に起因する）をもつ被験者、または様々な脳関連症候群をもつことが分かっている被験者に対して生成され得る。これらの神経活動プロファイルを、健常被験者に対する神経活動プロファイルと比較すると、健常な神経活動プロファイルからの逸脱が特定の障害または症候群と関連付けられる特定の神経回路の特定の周波数を識別するプロセスを容易にし得る。例えば、かかる識別された周波数は、健常被験者と比べて特定の既知の脳障害を有している被験者に対して測定されるその周波数での振幅における著しい減少（または増加）によって示され得る。いくつかの場合、比較される測定は、特定のタスクの実行に関連する神経回路と関連付けられると分かっている１つ以上の位置において行われ得る。異なる障害および症候群をもつ被験者の神経回路活動プロファイル、または同一もしくは類似の障害もしくは症候群によって特性化される個々の被験者のグループの分析に基づく複合神経回路活動プロファイルもデータベース内に保存され得る。

いくつかの場合、患者の神経回路の機能障害が疑われ得る。例えば、かかる機能障害は、脳卒中、外傷、疾病、または時々、神経系の１つ以上の構成要素に対する損傷という結果となり得るか、もしくはそのような結果が疑われ得る、別の出来事に続いて、疑われ得る。別の例として、神経回路の機能障害が疑われ得るような１つ以上のタスクを成功裏に実行する際に、患者が困難であることを報告し得るか、または困難であることが観察され得る。

神経回路の機能障害が疑われる場合、一連の神経活動測定が患者に関して行われ得る。例えば、患者が一連のタスクを実行するときに、ＭＥＧ、ＥＥＧ、または神経活動の他の測定が患者について行われ得る。一連のタスクは、患者の完全な神経活動プロファイルを取得する際に使用されるタスクの完全なセットを含み得る。代替として、実行されるタスクは、特定の疑われる神経回路欠損に関連するか、または特定の神経回路における欠損の診断を促進する際に効果的であり得る、タスクのサブセットに制限され得る。

取得された患者神経活動プロファイルは次いで、基準神経活動プロファイルと比較され得る。基準神経活動プロファイルは、全ての個人に対する標準プロファイルを含み得るか、または分集団の特性であり得る。例えば、基準神経活動プロファイルは、特定の年齢群、性別、人種もしくは民族群、職業もしくは学歴、または他の定義された分集団の１つ以上に固有であり得る。

いくつかの場合、比較は、特定の疑われる欠損の特性であるか、またはそれに関連すると疑われる周波数に制限され得る。例えば、システムは、１つ以上の神経回路の特性であると判断されている周波数を引き出すように構成され得る。比較は次いで、基準神経活動プロファイルのデータベースから引き出される基準神経活動プロファイルから識別された特性周波数の１つで、測定された神経活動が異なるかどうかをチェックし得る。

例えば、比較は、１つ以上の位置において、患者に対して測定されたような特定の神経回路と関連付けられる神経活動のスペクトルが、それらの位置における神経回路に対する基準神経活動プロファイルと異なり得ることを示し得る。差異が定量化され得る。例えば、神経回路に対する差異スコアは、測定された神経活動プロファイルと対応する基準神経活動プロファイルとの間の差の関数であり得る。例えば、差異スコアは、各神経回路に対する正常な神経活動の分数または百分率として表現され得る。

比較は、１つ以上の神経回路における任意の識別された欠損を矯正するための電磁治療用の１つ以上の提案された治療プロトコルをもたらし得る。例えば、治療プロトコルは、患者に適用され得る治療用の時間的に変化する電磁場の周波数または周波数スペクトルを指定し得る。治療プロトコルは、指定された治療用電磁場が適用される患者上の位置を指定し得るか、または場が全脳に、特定の身体部分に、または患者の全身に適用されることを指定し得る。治療プロトコルは、治療用電磁場の振幅、または適用される治療用電磁場の強度に関連した別の量を指定し得る。治療プロトコルは、治療用電磁場への曝露の持続時間を指定し得る。治療プロトコルは、治療セッションの数、後続の治療セッション間の間隔を指定し得るか、または別の方法で一連の治療を定義し得る。２つ以上の神経回路に対して治療が必要な場合、治療プロトコルは、異なる神経回路に対して（例えば、２つ以上の場周波数で）治療の適用を指定し得る。例えば、プロトコルは、治療の順序、例えば、異なる周波数もしくは強度を有する場の適用順序、異なる場の連続適用間の間隔、または異なる神経回路の治療に関連した他のパラメータを指定し得る。

いくつかの場合、プロトコルは、治療の有効性を示し得る監視された特性の結果を指定し得る。治療は次いで、監視された特性に従って変更され得る。治療システム、またはプロトコル生成システムの治療監視ユニットは、その測定が、神経回路、または神経系の１つ以上の部分における活動を示し得る、１つ以上のセンサーを含み得る。例えば、監視された特性は、脳または神経系の領域（例えば、特定の活動または神経領域と関連付けられた）における監視された活動をその領域の温度によって示される（例えば、局所温度における上昇が上昇した局所血流を示す場合、結果として上昇した局所脳活動を示す）ように含み得る。代替または追加として、他のセンサーが使用され得る。かかる他のセンサーは、例えば、心電図（ＥＣＧ）センサー、ＥＥＧもしくはＭＥＧセンサー、近赤外センサー、血中分析計（ｂｌｏｏｄ ｃｏｎｔｅｎｔ ａｎａｌｙｚｅｒ）、または１つ以上の他のタイプのセンサーを含み得る。センサーは、患者の身体の動きを測定するように構成される１つ以上のセンサーを含み得る。例えば、かかる動きセンサーは、遠隔動きセンサー（例えば、超音波、電磁波もしくはパルス、または別の方法に基づく）、バーチャルリアリティ（ＶＲ）センサー（例えば、ＶＲ手袋、完全もしくは部分ＶＲスーツ、または他のＶＲセンサー）、患者に付着されて１つ以上の撮像装置によって記録される発光素子もしくは反射器、または別のタイプの動きセンサーを含み得る。例えば、適用される治療用電磁場内部など、患者上もしくは患者近くに設置するように構成されるセンサーは、磁場内部での運用のために（例えば、磁気共鳴断層撮影（ＭＲＩ）中、またはＭＲＩマシンの磁場内部に入っている患者上での使用のために設計された）構成され得る。代替または追加として、治療システムは、治療用場を断続的に（例えば、その間、場が適用されない周期的な中断と共に）適用するように、場の運用間の中断中にだけ構成されたセンサーと共に、構成され得る。

例えば、初期プロトコルは、代表的な結果、理論、または治療に対する典型的な予期される反応に基づく特定の周波数の適用される電磁場の持続時間および振幅を示し得る。しかし、反応は、個々の患者によって異なり得る。従って、治療用場の適用中に、患者の頭部または神経系の温度地図または他の監視結果が、例えば、サーマルカメラまたは他のセンサーを使用して、取得され得る。例えば、測定された温度は、治療されている神経回路と関連付けられる神経系の領域（例えば、適用された場による刺激に応答した神経回路の回復に起因した治療の結果として活性度が上昇すると予期される脳の部分内）における治療の結果として活性度が上昇しているかどうかを示し得る。

治療システムは、１つ以上の監視された量に従って、治療プロトコルを調整または変更するように構成され得る。例えば、監視された温度が、神経回路の機能改善を示すレベルまで上昇している場合、その神経回路の特性である場周波数をもつ治療が中止（例えば、現在の治療セッションの残りに対して、またはその他）、または低減され（例えば、振幅または持続期間を減らす）得る。

時間的に変化する治療用場の周波数は同一であり得るか、または測定された神経活動スペクトルが基準神経活動スペクトルから逸脱する周波数の関数であり得る。治療用の時間的に変化する場の適用は、神経回路の機能の再生または回復を促進し得る。

各神経回路に対する差異スコアは、システムのオペレータに提示され得る。医師または他の医療関係者が差異スコアを検査し得る。いくつかの場合、プロトコル生成システムは、治療プロトコルを自動的に決定するように構成され得る。いくつかの場合、プロトコル生成システムは、治療プロトコルを治療システムに自動的に送信するように構成され得る。治療システムは、（例えば、人間のオペレータが、治療プロトコルが生成された患者に対して治療が適用されることを示す場合）送信されたプロトコルに従って１つ以上の電磁場を発生するように構成され得る。

システム医療関係者は次いで、治療が必要であるか否かを判断し得、システムによって提案された治療プロトコルの１つ以上の適用を、１つ以上の神経回路の治療に対して優先順位をつけ得る。医療関係者による治療プロトコルの判断は、患者の初期臨床検査に加えて、患者の好み、各神経回路に対する損傷の程度、患者履歴、時間制限、または他の情報もしくは基準に基づき得る。異なる神経回路の治療順の決定は、患者の必要性および好み、各神経回路の治療に必要な予定時間、治療の必要性（例えば、他の考慮事項と一緒に差異スコアによって示されるような）、過去の成功、または他の考慮事項などの要因を考慮に入れ得る。

選択された治療プロトコルに従って１つ以上の時間的に変化する電磁場を発生するために、１つ以上の電磁コイルが操作され得る。電磁場は、身体の選択された部分（例えば、頭部、胴体、胸部、腹腔領域、肢、または身体の別の部分の全体もしくは一部）に適用され得るか、または患者の全身に適用され得る。

図１は、本発明の一実施形態に従い、神経系のための電磁治療プロトコルを生成するためのシステムを概略的に示す。

プロトコル生成システム１０は、患者１２に対して治療プロトコルを生成するように構成される。プロトコル生成システム１０は、治療システム１１を含み、治療用電磁場を患者１２に適用するように構成されるシステムから分離され得る。いくつかの場合、プロトコル生成システム１０は、治療システム１１を含む別個のシステムと通信するように構成され得る。いくつかの場合、プロトコル生成システム１０は、治療システム１１を含む単一のプロトコル生成および治療システムに組み込まれ得るか、またはプロトコル生成システム１０は治療システム１１を組み込み得る。

プロトコル生成システム１０は、神経活動センサー１３を含むか、または神経活動センサー１３と通信し得る。神経活動センサー１３は、１つ以上のタイプの神経活動を測定するように構成される１つ以上のタイプのセンサーを含み得る。いくつかの場合、脳活動を測定するための神経活動センサー１３の一部または全部は、ヘルメット、キャップ、もしくは他のヘッドギア内に配置され得るか、または患者の頭部上もしくは患者の頭部周辺に設置するための配置であり得る。神経活動センサー１３のかかる配置は、一貫した位置での神経活動の再現可能な測定を容易にし得る。同様に、脊髄または神経系内の別の場所における神経活動を測定するために構成される神経活動センサー１３は、シャツ、ベルト、袖、もしくは他の物品、または神経活動が測定される患者１２の部分上に一貫した方法で着用され得る衣類上に配置され得る。

神経活動センサー１３は、固定ユニットまたは可動ユニットに組み込まれ得る。例えば、神経活動センサー１３は、病院、クリニック、リハビリテーションセンター内、もしくは開放環境内部に置かれ得るか、または患者の位置まで携帯可能もしくは可搬であり得る。

例えば、神経活動センサー１３は、ＭＥＧセンサー１４のアレイを含み得る。各ＭＥＧセンサー１４は、脳内の神経活動によって発生する電流によって生じる磁場を測定するように構成され得る。典型的には、各ＭＥＧセンサー１４は、そのＭＥＧセンサー１４に近い脳の領域内から生じる磁場を測定する。従って、ＭＥＧセンサー１４のアレイによる測定は、脳内の神経活動の空間地図をもたらし得る。

神経活動センサー１３は、ＥＥＧ電極１６を含み得る。ＥＥＧ電極１６は、患者１２の頭皮、例えば、頭皮上の標準的な位置に付着するために構成され得る。ＥＥＧ電極１６は、頭皮上において電位を測定するように構成され得る。測定される電位は、脳のセクション内部の電気的活動を示し得る。従って、ＥＥＧ電極１６による測定は、ＥＥＧ電極が取り付けられる脳近くのセクション内の神経活動の測定をもたらし得る。

神経活動センサー１３は、脊髄神経活動センサー１８を含み得る。例えば、各脊髄神経活動センサー１８は、ＭＥＧセンサー１４と同一であるか、またはＭＥＧセンサー１４と同様に動作し得る。この場合、患者１２の脊椎に沿って配置された脊髄神経活動センサー１８のアレイは、脊髄内の神経活動によって発生する電流によって生じる磁場を測定し得る。従って、脊髄神経活動センサー１８を使用した測定は、脊髄内部の神経活動の地図をもたらし得る。いくつかの場合、脊髄神経活動センサー１８は、ＥＥＧ電極１６と同様に、または脊髄内の神経活動の測定に適した別の方法で、動作し得る。いくつかの場合、脊髄神経活動センサー１８、または他のタイプのセンサーは、神経系の他の部分の近く（例えば、１つ以上の神経の近く）への配置のため、およびその神経活動の測定のために構成され得る。

神経活動センサー１３は、神経活動の測定のために他のタイプのセンサーを含み得る。

コントローラ２０は、神経活動センサー１３とセンサーインタフェース２８を介してインタフェースを取るように構成される１つ以上のユニットを含み得る。例えば、コントローラ２０のユニットは、単一のケースもしくは筐体内に収納され得るか、または相互に分離され得る。コントローラ２０の別個のユニットは、ケーブルによって、無線接続を介して、相互接続され得る。いくつかの場合、コントローラ２０のユニットは、相互に離れている可能性がある。コントローラ２０のユニットが相互に離れている場合、コントローラ２０の異なるユニットは、ネットワークまたは他のケーブルまたは無線通信チャネルを経由して相互に通信するように構成され得る。いくつかの場合、センサーインタフェース２８の一部または全部は、プロセッサ２２内に含まれ得る（その場合、センサーインタフェース２８はプロセッサ２２の神経活動センサー１３への接続だけを含み得る）。いくつかの場合、センサーインタフェース２８の機能の一部または全部は、プログラム化された命令に従って動作しているプロセッサ２２によって提供され得る。

センサーインタフェース２８は、神経活動センサー１３のコントローラ２０への接続を可能にするために１つ以上のポートまたはコネクタを含み得る。センサーインタフェース２８は、神経活動センサー１３の１つ以上を選択的に操作するように構成される電子機器または回路を含み得る。代替または追加として、センサーインタフェース２８は、神経活動センサー１３の１つ以上からの信号を選択的に受信するように構成される電子機器または回路を含み得る。センサーインタフェース２８は、感知された活動に応答して神経活動センサー１３によって生成される信号を、コントローラ２０のプロセッサ２２への入力に適した信号に変換するように構成される電子機器または回路を含み得る。例えば、センサーインタフェース２８は、１つ以上の増幅器、アナログ／デジタル変換器、フィルタ、または他の適切な信号変換回路もしくは電子部品を含み得る。

いくつかの場合、センサーインタフェース２８は、コントローラ２０の外部であり得る。例えば、センサーインタフェース２８は、別個のＥＥＧまたはＭＥＧ装置の一部であり得る。神経活動センサー１３による測定の結果は、通信インタフェース２９を介してコントローラ２０に伝達され得る。

コントローラ２０の通信インタフェース２９は、コントローラ２０に組み込まれるか、またはコントローラ２０と通信し得る、１つ以上の構成要素とインタフェースを取り得る。例えば、通信インタフェース２９は、外部センサーインタフェース２８と通信し得る。通信インタフェース２９は、オペレータがコントローラ２０への入力を可能にするために、入力装置と通信し得る。例えば、オペレータ入力は、臨床データ２３、プロトコル生成システム１０（または治療システム１１）の構成要素の動作を制御するための動作命令、または他の入力データを含み得る。通信インタフェース２９は、１つ以上のタイプの可搬式または取外し可能データ記憶媒体の読取りまたはそれらへの書込みのための装置またはポートを含み得る。例えば、データ記憶媒体は、取得された測定データ２５もしくは臨床データ２３をコントローラ２０への入力のため、または治療プロトコル２７を治療システム１１への入力のために格納するために使用され得る。

コントローラ２０のプロセッサ２２は、例えば、１つ以上のコンピュータの、１つ以上の処理装置を含み得る。例えば、プロセッサ２２の処理装置は、単一のケースもしくは筐体内に収納され得るか、別個の筐体内に収納されて、ケーブルもしくは無線によって相互接続される処理装置を含み得るか、または相互に離れていて、ネットワークもしくは他の通信チャネルを経由して相互通信する処理装置を含み得る。

プロセッサ２２は、データ記憶装置２４と通信し得る。例えば、データ記憶装置２４は、１つ以上の固定もしくは取外し可能、揮発性もしくは不揮発性メモリ装置またはデータ記憶装置を含み得る。記憶装置２４のユニットは、ローカル（例えば、プロセッサ２２に、または相互に、ローカル物理接続を介して接続された）またはリモート（例えば、プロセッサ２２にネットワークもしくは別の通信チャネルを介してアクセス可能な、例えば、「クラウドデータストレージ」内またはリモートデータ記憶装置の別の形として）であり得る。

プロセッサ２２は、プログラム化された命令に従って動作するように構成され得る。例えば、プログラム化された命令は、データ記憶装置２４内に格納され得る。データ記憶装置２４は、プログラム化された命令に従って動作する際にプロセッサ２２によって使用されるパラメータまたはデータを格納するために使用され得る。データ記憶装置２４は、プロセッサ２２の動作の結果を格納するために使用され得る。

プロセッサ２２は、神経活動センサー１３からセンサーインタフェース２８を介して信号を受信するように構成され得る。例えば、プロセッサ２２は、センサーインタフェース２８の動作を制御するように構成され得る。様々な神経活動センサー１３から取得される一連の測定値は、データ記憶装置２４上に格納されたプログラム化命令によって判断され得る。いくつかの場合、プロトコル生成システム１０のオペレータは、プログラム化された命令を変更するため、または特別な命令を入力するために、プロセッサ２２への入力装置を操作し得る。

測定された量が、取得された測定データ２５としてデータ記憶装置２４上に格納され得る。例えば、取得された測定データ２５は、一連の感知された電圧、電流、または既知の時に取得される他の電気的測定の形であり得る。例えば、電気的測定は、所定の連続的な時間間隔で（例えば、等しい時間間隔またはその他で）サンプリングされ得る。プロセッサ２２は、取得された測定データ２５に、１つ以上のデータ操作技術を適用するように構成され得る。例えば、データ操作技術は、平均化の適用、デジタルノイズリダクション、較正の適用、スケーリング、信号のバックグラウンド信号からの分離（例えば、患者１２が静止しているか、または仕事をしていない場合に取得される信号）、平滑化もしくは鮮明化（例えば、低域または高域デジタルフィルタの適用）、または別の分析技術を含み得る。データ操作の結果は、連続的な時間間隔で測定された値の変更されたシーケンスであり得、データ記憶装置２４上に取得された測定データ２５として格納されて、データ操作の適用前に、取得された測定データ２５を置換するか、または追加され得る。

１つ以上の信号処理または他のデータ分析技術が、取得された測定データ２５に（例えば、センサーインタフェース２８によって取得されたとおりの、またはデータ操作の適用後のデータに）適用され得る。データ分析技術の適用は、１つ以上の神経回路活動プロファイルとなり得る。例えば、各神経回路活動プロファイルは、特定の神経回路と関連付けられる（例えば、患者１２がその特定の神経回路と関連付けられるタスクを実行している間に取得される測定に基づいて）測定された神経活動を、異なる神経回路と関連付けられる（または、患者１２が安静時など、どの神経回路も活動的でない場合）測定された神経活動と区別する１つ以上の特徴を識別するデータ分析から生じる。結果として生じる神経回路活動プロファイルは、プロファイルデータベース２６の一部としてデータ記憶装置２４上に格納され得る。

例えば、測定値の時系列の形での取得された測定データ２５は、スペクトルを振幅の形で周波数の関数として得るために処理され得る。フーリエ変換、ウェーブレット変換、または他の変換などの、１つ以上の変換が取得された測定データ２５に適用され得る。変換は、例えば、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、フィルタ処理ＦＦＴ、ウェーブレット解析、または別のスペクトルフィルタなどの、アルゴリズムを利用することによって適用され得る。他の分析技術が適用され得る。かかる他の技術は、１つ以上の計算論的神経回路の適用、機械学習、またはディープラーニングアルゴリズムなどの１つ以上の統計的評価を含み得る。

神経活動センサー１３の各センサーに対して、神経活動センサー１３の（例えば、隣接するか、または機能的に繋がった位置における同じタイプの）サブセットに対して、または（例えば、特定のタイプの）全ての神経活動センサー１３に対して、分析が別々に実行され得る。分析は、個人の患者と予期されるパフォーマンスとの間の差を識別し得る。分析は、特定の治療プロトコルが有益であることが以前に分かっている、より一般化された群と、個人の患者が関連付けられるかどうかを識別し得る。

図２Ａは、図１に示すシステムのセンサーによって取得された信号のスペクトルを概略的に示す。

信号スペクトル４０は、スペクトル神経活動曲線４２の形で、神経活動センサー１３のセンサー（ＭＥＧセンサー１４、ＥＥＧセンサー１６、または脊髄神経活動センサー１８など）によって取得される信号のスペクトル分析の結果をグラフで示す。

神経系が一見したところ健常である（例えば、被験者の病歴に神経系を損傷すると疑われ得るいかなる事象もない、被験者は神経系に対する損傷のいかなる観察可能な症状もない、または別の方法で健常であると判断される）被験者の群に対してデータが取得される場合、取得された分析データは、例えば、平均化によって、または別の統計的技術もしくはデータ結合技術の適用によって、組み合わされ得る。各神経回路活動プロファイルの結果として生じる組合せは、神経回路に対する基準神経活動プロファイルとしてプロファイルデータベース２６内に格納され得る。

代表的な神経活動スペクトルは、特定の神経回路の活性化中に、一見したところ健常な被験者の集団について行われた神経活動測定の分析に由来する。例えば、神経活動測定データは、測定されている全ての被験者が単一のタスク、または単一の神経回路と関連付けられる１つ以上の関連タスクを実行していた間に、神経活動センサー１３から取得されている可能性がある。被験者は、特定の集団（例えば、年齢群、性別、共通の民族、人種、職業、学歴、もしくは他の背景、経験、または能力）を代表しているか、または全ての一見したところ健常なヒトの被験者を代表しているように選択されている可能性がある。代表的な神経活動スペクトルは、各々が被験者の身体または神経系上の特定の位置での神経活動を特性化している代表的な神経活動スペクトルである、複数の代表的な神経活動スペクトルのセットの一部であり得る。

神経系が１つ以上の点で不完全に機能していることが分かっている被験者に関して同様の測定および分析が行われ得る。例えば、機能障害は、特定のタスクの実行（例えば、運動、認知、感覚、または他のタスク）に関連し得るか、または既知の解剖学的異常（例えば、撮像技術、または別の方法で判断されるような）と関連付けられ得る。結果として生じる神経活動スペクトルは、対応する代表的な神経活動スペクトルと比較され得る。比較は、機能障害と関連付けられる神経回路の特性である１つ以上の周波数をもたらし得る。

図２Ｂは、図２Ａに示すスペクトルなどの、スペクトル内で識別された神経回路周波数を概略的に示す。

信号スペクトル４４およびスペクトル神経活動曲線４６は、単一の被験者上の神経活動センサー１３のセンサー（またはセンサー群）によって取得される信号のスペクトル分析の結果、または被験者の群もしくは集団に関する対応する測定の組合せの集計結果を表し得る。適切に機能している神経系をもつ被験者および神経系が分かっている方法で（例えば、１つ以上のタスクを実行するための被験者の能力の別個の評価から、解剖学的もしくは生理学的異常の識別から、または別の方法で）不完全に機能する被験者から導出されたスペクトルの比較の分析により、１つ以上の神経回路周波数４８を識別し得る。例えば、特定の神経回路の機能障害は、特定の神経回路周波数４８での振幅における変化と関連付けられ得る。

基準神経回路活動プロファイル（神経回路の神経活動を特性化する基準神経活動プロファイル）、識別された神経回路周波数４８、神経回路周波数４８における代表的な振幅（例えば、健常な被験者に対して）、または他の関連データは、プロファイルデータベース２６内に保存され得る。例えば、基準神経活動スペクトルのセットが、研究または製品開発フェーズ中に生成され得る。例えば、プロトコル生成システム１０のユーザーに（例えば、製造業者または他のプロバイダによって）提供されるようなプロトコル生成システム１０は、研究または製品開発フェーズ中に以前に取得された神経活動データに基づくプロファイルデータベース２６を含み得る。代替または追加として、プロトコル生成システム１０のユーザーは、新規または変更された基準神経回路活動プロファイルに対応する基準神経活動スペクトルを追加または変更し得る。

プロトコル生成システム１０のユーザーは、患者の神経系への損傷が疑われる場合、患者１２について神経活動プロファイルを測定し得る。患者１２の身体上の１つ以上の位置における神経活動測定は、神経活動センサー１３を使用して取得され得る。測定されたものの分析は、１つ以上の基準神経回路活動プロファイルと比較され得る患者プロファイルをもたらし得る。特に、患者１２が特定の神経回路の機能障害と関連付けられる症状を呈する場合、分析は、その神経回路と関連付けられる神経回路周波数４８における比較に制限され得るか、またはその神経回路と関連付けられる神経回路周波数４８における比較を優先もしくは重視し得る。

患者神経活動スペクトルに対応する患者神経回路活動プロファイルは、プロファイルデータベース２６から引き出され得る対応する基準神経活動スペクトルと、プロセッサ２２によって比較され得る。例えば、引き出された基準神経活動スペクトルは、同一または同様の状況下で（例えば、身体上の同一または同様の位置で、かつ同一タスク、同様のタスク、または疑われる欠損に直接もしくは間接的に関連する別のタスクの実行中に）取得された測定を、患者神経活動スペクトルを計算するために使用された測定のまま、使用して計算されている可能性がある。例えば、プロファイルデータベース２６内の基準神経回路活動プロファイルは、インデックス付けされるか、または別の方法で所与の患者神経活動スペクトルに対応する基準神経活動スペクトルの取得を可能にするように配置され得る。かかるインデックス付けは、１つ以上のタスクもしくは神経回路の集団もしくは分集団の１つ以上の特性、または基準神経活動スペクトルの他の特性に従い得る。

患者神経活動スペクトルを、引き出された基準神経活動スペクトルと比較する前に、比較を容易にするために、スペクトルの一方または両方が処理を受け得る。例えば、各周波数における振幅値間の比較を可能にするために、スペクトルの一方または両方に正規化手法が適用され得る。スペクトルの粗い、または細かい特徴の選択的比較を可能にするために、様々なフィルタリング技術が一方または両方の曲線に適用され得る。スペクトルの勾配、曲率、または他の特徴の比較を可能にするために、スペクトルの第１または第２の導関数（ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）が計算され得る。

１つ以上の神経回路周波数４８が、患者に対して取得されたスペクトル神経活動曲線４６に関する分析のために選択され得る。神経回路周波数４８は臨床データ２３に基づいて選択され得る。例えば、患者１２は、臨床データ２３に記録されている１つ以上の症状を呈し得る。例えば、症状は、自発的に肢を動かす（例えば、骨格および筋系が無傷のところ）、話す、感覚を受ける、認知タスク（例えば、読むこと、人もしくは物体を識別すること、問題を解決すること、または別の認知タスク）を実行する、または別のタイプの刺激に反応することができないこと、またはその能力の低下を含み得る。各症状は、１つ以上の神経回路（例えば、様々な記憶、計画、運動活性化、フィードバック、構成、または神経系の他の機能性）の機能障害に起因し得る。各選択された神経回路周波数４８は、神経回路の１つに対応し得る。さらなる分析は次いで、選択された神経回路の１つ以上の機能障害を検出しようと試みる。

いくつかの場合、患者神経活動スペクトルと、対応する引き出された基準神経活動スペクトルとの間の比較は、患者１２における神経回路の機能と、健常者におけるその神経回路の機能との間で１つ以上の相違または逸脱を検出し得る。比較は、検出された逸脱が生じる周波数または周波数範囲を識別し得る。かかる逸脱は、対応する神経回路の挙動における異常を示し得る。

具体的には、比較は、１つ以上の神経回路周波数４８での患者神経活動スペクトルの振幅における逸脱を示し得る。特定の周波数で（例えば、神経回路周波数４８で、または別の周波数で）測定された患者神経活動は、患者の脳または神経系に関して空間的にマッピングされ得る。

図２Ｃは、単一の周波数に対する神経活動地図を概略的に示す。

神経活動空間地図５０は、脳の異なる部分における（例えば、神経活動センサー１３の空間的に分けられた対応するセンサーによって測定されるような）単一の周波数で（例えば、識別された神経回路周波数４８で、または別の周波数で）の神経活動を表す。神経活動空間地図５０は、各位置における絶対振幅、測定された振幅の引き出された代表的な振幅からの逸脱、または特定の周波数での神経活動を表す別の値を表し得る。例えば、神経活動空間地図５０は、低活動（例えば、低振幅）の領域５２、および高活動の領域５４を示す。

例えば、患者１２に対して生成される神経活動空間地図５０は、プロファイルデータベース２６から引き出される神経活動空間地図５０と比較され得る。プロセッサ２２は、その２つの神経活動空間地図５０の間で相違を検出するように構成され得る。例えば、相違の検出は、比較される神経活動空間地図５０の一方を他方から減算することを含み得る。さらなる処理は、減算プロセスのアーチファクトを除去するか、または別の方法で比較を容易にし得る。例えば、処理は、誤整列に起因する高空間周波数特徴、または系統的差異に起因する（例えば、センサー感度の差、身体構造における差に起因した神経活動センサー１３から神経系の構成要素までの距離、または他の系統的差異に起因する）低空間周波数特徴を除去し得る。

プロセッサ２２は、患者神経活動スペクトルと引き出された基準神経活動スペクトルとの間、または患者神経活動空間地図５０と引き出された神経活動空間地図５０との間で検出された相違に基づいて、治療プロトコル２７を生成するように構成され得る。生成された治療プロトコル２７は、プロトコル生成システム１０のユーザーによる引出しのために、データ記憶装置２４上に保存され得る。代替または追加として、生成された治療プロトコル２７は、治療システム１１のオペレータによる使用のために、例えば、通信インタフェース２９と通信する出力装置を介して、出力され得る。代替または追加として、例えば、プロトコル生成システム１０および治療システム１１が単一のシステムに組み込まれているか、または相互に通信するように構成される場合には、治療システム１１が対応する患者１２を治療するために使用される予定のとき、治療システム１１は治療プロトコル２７をデータ記憶装置２４から自動的に引き出し得る。

生成された治療プロトコル２７は、治療コイル２７を通って流れる電流を発生するように構成された場発生器３０を操作する際にコントローラ２０によって適用され得る。場発生器３０の操作は、電流を１つ以上の電導性治療コイル３２を通って流させ得る。治療コイル３２を通る電流の流れは、患者１２に適用される治療用電磁場を発生し得る。電流フローの振幅は、治療用電磁場の振幅を決定し得る。治療プロトコル２７に従った治療用電磁場の患者１２への適用は、神経活動の上昇となり得る。上昇した神経活動は、患者１２の神経系および身体におけるリハビリテーションプロセスを促進し得、従って、神経系機能の回復を促進し得る。

場発生器３０の操作中、患者１２を監視するために１つ以上の監視センサー３４が使用され得る。例えば、治療システム１１は、監視センサー３４の接続を可能にするための１つ以上のポートを含み得る。いくつかの場合、１つ以上の監視センサー３４は、治療システム１１の１つ以上の構成要素（例えば、治療コイル３２を含む構成要素内、または他のどこか）に組み込まれ得る。監視センサー３４は、１つ以上のセンサー、電極、または他の測定装置を含み得る。監視センサー３４の測定装置は、１つ以上のサーマルカメラ、熱電対もしくは他の温度センサー、マルチスペクトルカメラ、近赤外センサー、ＥＥＧもしくはＥＣＧ、能動的マルチスペクトルセンサー（例えば、非侵襲的血液化学検査用）、血圧もしくは呼吸モニター、アイトラッカー、低侵襲（例えば、静脈内）センサー、または他のセンサー、モニター、もしくは測定装置を含み得る。監視センサー３４は、患者の身体の動きを測定するように構成される１つ以上のセンサーを含み得る。例えば、かかる動きセンサーは、遠隔動きセンサー（例えば、超音波、電磁波もしくはパルス、または別の方法に基づく）、バーチャルリアリティ（ＶＲ）センサー（例えば、ＶＲ手袋、完全もしくは部分スーツ、または他のＶＲセンサー）、患者１２に付着されて１つ以上の画像取得装置によって記録される発光素子もしくは反射器、または他のタイプの動きセンサーを含み得る。監視センサー３４は、治療コイル３２によって生じる治療用電磁場内への設置を可能にするために、磁場を妨げないように構成され得る（例えば、ＭＲＩ適合であるか、または非強磁性材料だけから製造され得る）。（いくつかの場合、監視測定は、電磁場が一時的にオフにされる期間中にだけ、電磁場内部に置かれる監視センサー３４によって取得され得る。例えば、電磁場が測定に影響を及ぼさないと見込まれる、他の場合、監視は、治療用電磁場の適用中に継続され得る。）

プロセッサ２２は、監視センサー３４によって監視される１つ以上の量に従って、プロトコル２７の適用を永久的または一時的に（例えば、少なくとも特定の患者１２に適用されるとき）変更するように構成され得る。例えば、監視された量の値が予期される値から逸脱する場合、プロセッサ２２は、予期される値を達成するために、患者１２に適用される治療用電磁場の振幅または持続時間を変更するように構成され得る。別の例として、監視された量の値が完了している治療を示す（例えば、患者１２に所望または予期された効果があった）場合、治療用電磁場の継続適用は、短縮、削減、または別の方法で変更され得る。

例えば、治療プロトコル２７は、測定されたスペクトルが代表的なスペクトルから逸脱する識別された周波数にほぼ等しい周波数を有するか、または識別された周波数における周波数成分を有する治療用電磁場を適用するために生成され得る。代替または追加として、適用される治療用電磁場の周波数が、識別された周波数の関数（例えば、調和またはそれに対して別の関係を有する）として計算され得る。いくつかの場合、所与の周波数で適用される治療用電磁場の振幅は、逸脱の値に従って計算され得るか、または所定の値に基づき得る。いくつかの場合、治療プロトコル２７は、治療用電磁場の適用の期間または持続時間を示し得る。期間は、単一の治療セッションに対してであり得る（その場合、プロトコルは、治療用電磁場の適用の反復の頻度、治療用電磁場を適用するための回数、治療用電磁場の適用間の間隔のうちの１つ以上を示し得る）。期間は、治療時間全体を示し得る（例えば、累積的な効果を得るために、治療用電磁場の異なる適用が予期される状況において）。治療プロトコル２７は、治療の反復適用のための反復方式（例えば、特定の患者用または患者のクラスもしくは群用）を含み得る。

代替または追加として、標準的な治療プロトコル２７が、治療プロトコル２７のデータベースから引き出され得る。特定の治療プロトコル２７の選択は、基準神経活動スペクトルからの患者神経活動スペクトルの検出された逸脱に基づき得る。

図３Ａは、本発明の一実施形態に従い、神経系を治療するための電磁治療プロトコルを生成するための方法を示す流れ図である。

本明細書で参照される任意の流れ図に関して、例示した方法の、流れ図のブロックによって表される別々の操作への分割は、便宜および明瞭さのためにのみ選択されていることを理解すべきである。例示した方法の別々の操作への代替分割も同等の結果で可能である。例示した方法の別々の操作へのかかる代替分割は、例示した方法の他の実施形態を表すとして理解すべきである。

同様に、別段の指示がない限り、本明細書で参照される任意の流れ図のブロックによって表される操作の実行の例示した順序は、便宜および明瞭さのためにのみ選択されていることを理解すべきである。例示した方法の操作は、代替順序で、同時に、同等の結果で実行され得る。例示した方法の操作のかかる並べ替えは、例示した方法の他の実施形態を表すとして理解すべきである。

治療プロトコル生成方法１００は、プロトコル生成システム１０のプロセッサ２２によって実行され得る。治療プロトコル生成方法１００は、神経活動センサー１３が患者１２における神経活動を測定するために設置されるとき、または神経活動センサー１３を使用した神経活動測定の完了後に実行され得る。

神経活動センサー１３を使用した神経活動測定の結果が取得され得る（ブロック１１０）。例えば、取得された測定データ２５は、データ記憶装置２４から、または通信インタフェース２９を介して引き出され得る。代替または追加として、センサーインタフェース２８が、神経活動センサー１３から測定値を取得するために操作され得る。取得された測定データ２５は、神経系の異なる領域からのデータを含み得、その間、患者１２は異なるタスクを実行しているか、または異なる適用された刺激のセッションを受ける。

神経活動測定の結果の取得に加えて、患者１２に関する他の関連情報を含む臨床データ２３が取得され得る。例えば、臨床データ２３は、患者１２に関する任意の外傷または疾病の詳細に関する患者の病歴、患者１２によって呈される任意の症状（例えば、身体的、行動上、認知的、心理学的、または他の症状）、家族歴、他の関連検査、評価、もしくは試験（例えば、ＭＲＩ、コンピュータ断層撮影、ポジトロン断層撮影、または他のタイプの試験）の結果を含み得るか、または他の関連情報が取得され得る。取得された臨床データ２３は、取得された測定データ２５と関連付けられて、または別の方法で、取得された測定データ２５の一部としてデータ記憶装置２４上に保存され得る。

取得された測定データ２５は、取得された測定データ２５の１つ以上の測定値の周波数スペクトルを計算するために分析され得る（ブロック１２０）。例えば、各センサーによって（または２つ以上のセンサーの群によって）検出される信号はスペクトル的に分析されて、センサーまたはセンサー群によって（単一もしくは隣接する位置で、単一の神経に沿って、または神経系内部の位置を代表する信号を生成すると予期される別の方法で）測定されるように、例えば、各々がある位置における神経回路の神経活動を特徴化している、スペクトル神経活動曲線４６のセットをもたらし得る。別個のスペクトル神経活動曲線４６が、各適用された刺激に対して、および各センサー位置に対して、計算され得る。

１つ以上の神経回路周波数４８は、臨床データ２３に基づいて選択され得、神経活動空間地図５０が各選択された神経回路周波数４８に対して生成され得る（ブロック１３０）。

例えば、１つ以上の周波数が、その神経回路周波数４８における機能と、臨床データ２３によって記述される症状もしくは状態との間で以前に識別された相関に基づいて選択され得る。別個の神経活動空間地図５０が、各識別された神経回路周波数４８に対して、および各刺激に対して生成され得る。各神経活動空間地図５０は、各神経活動センサー１３の既知の空間座標を使用して生成され得る。神経活動空間地図５０の各ポイントは、空間座標の１つに対応し得る。神経活動空間地図５０の各ポイントにおける値は、（位置および刺激に関して）対応するスペクトル神経活動曲線４６内の対応する神経回路周波数４８における振幅によって決定され得る。

いくつかの場合、患者１２は、いかなる明白な症状も呈しないことがある。しかし、患者病歴（例えば、最近の一過性脳虚血発作の最近の苦痛、もしくは小発作、または患者病歴の他の構成要素）は、１つ以上の神経回路の機能における欠損の可能性を示し得る。この場合、１つ以上の周波数が、それらの神経回路の疑われる機能障害に基づいて選択され得る。

（例えば、同じ周波数および刺激に対して）１つ以上の対応する神経活動空間地図５０がプロファイルデータベース２６から引き出されて、患者１２に対して生成された対応する神経活動空間地図５０と比較され得る（ブロック１４０）。単一の生成された神経活動空間地図５０に対応する様々な引き出された神経活動空間地図５０は、健常被験者に対して、および１つ以上の神経回路の機能において様々な既知の欠損がある被験者に対して、神経活動をマッピングし得る。比較は、どの神経回路が適切に機能していないかを明らかにし得、患者１２の記述された状態に寄与している。このようにして、識別された神経回路周波数４８のサブセットが、治療用電磁場の適用のために識別され得る。

いくつかの場合（例えば、１つ以上の神経活動センサー１３が、引き出された神経活動空間地図５０内の位置に正確には従っていない位置に配置される場合）、同じ位置の比較を可能にするために、補間、外挿（ｅｘｔｒａｐｏｌａｔｉｏｎ）、三角測量、または別の技術が適用され得る。

治療プロトコル２７が、神経回路周波数４８の識別されたサブセットに基づいて生成され得る（ブロック１５０）。生成された治療プロトコル２７は、治療システム１１に入力され得る。治療システム１１は次いで、識別されたサブセットの周波数を有する電磁場を場発生器３０に発生させるために、治療プロトコル２７に従って操作され得る。サブセットが２つ以上の周波数を含む場合、プロトコルは、サブセットの各周波数を順に、電磁場の逐次発生を引き起こし得る。

治療プロトコル２７は、以前に設計された治療プロトコルのデータベースから以前に設計された治療プロトコルを選択することによって、生成され得る。別の例として、治療プロトコル２７は、識別されたサブセット、および他の要因（例えば、臨床データ２３から導出されたような）に基づいて生成され得る。例えば、異なる周波数の適用順、または各神経回路の治療の関連持続時間が、健常な機能からの逸脱の重篤度、患者の要求もしくは好み、または他の基準に基づく、各神経回路の治療の緊急性によって判断され得る。

いくつかの場合、２つ以上の治療プロトコル２７が生成され得る。例えば、いくつかの異なる治療プロトコル２７が生成され得、それらから、医療従事者が治療における適用のために１つを選択し得る。

生成された治療プロトコル２７は、治療システム１１の操作時に使用のために利用可能にされ得る。

治療プロトコル２７は、一連の適用される電磁場を指定し得る。各適用される電磁場は、周波数、持続時間、および振幅の１つ以上によって、または他の特性によって特性化され得る。治療プロトコル２７は、異なる電磁場の適用順、適用の頻度、連続する適用間の間隔、または他の特性を示し得る。各治療プロトコルは、２つ以上の提案された治療プロトコル２７の間で選択する際に医療関係者によって考慮され得る、スコアまたは他の評価と関連付けられ得る。

選択された治療プロトコル２７は、患者１２を治療するために治療システム１１を操作する際に（例えば、自動的に、または手動で）適用され得る。

治療プロトコル２７の適用は、治療用電磁場の患者１２への適用中に変更され得る。例えば、患者１２は、治療の適用中に、１つ以上の監視センサー３４によって、監視され得る。治療用電磁場の適用は、監視の結果に従って（例えば、適用される場の持続時間、振幅、または他の特性を変更することにより）変更され得る。

治療プロトコル生成方法１００は、治療用電磁場の適用後、繰り返され得る。例えば、治療プロトコル生成方法１００は、治療の有効性が評価される場合に再実行され得る。

図３Ｂは、本発明の一実施形態に従い、神経系を治療するための電磁治療プロトコルを生成するための代替方法を示す流れ図である。

治療プロトコル生成方法２００は、プロトコル生成システム１０のプロセッサ２２によって実行され得る。例えば、治療プロトコル生成方法２００は、プロセッサ２２のコンピューティング資源（およびデータ記憶装置２４のデータ記憶資源）が、神経活動測定の多数または全部の周波数を、対応する引き出された神経活動プロファイルと比較できるようにするのに十分である場合に、（例えば、治療プロトコル生成方法２００の代わりに）実行され得る。治療プロトコル生成方法２００は、神経活動センサー１３が患者１２における神経活動を測定するために設置されるとき、または神経活動センサー１３を使用した神経活動測定の完了後に実行され得る。

神経活動センサー１３を使用した神経活動測定の結果が取得され得る（ブロック２１０）。例えば、取得された測定データ２５は、データ記憶装置２４から引き出され得る。代替または追加として、センサーインタフェース２８が、神経活動センサー１３から測定値を取得するために操作され得る。取得された測定データ２５は、神経系の異なる領域からのデータを含み得、その間、患者１２は異なるタスクを実行している。

神経活動測定の結果の取得に加えて、患者に関する他の関連情報が取得され得る。例えば、患者１２に関する任意の外傷または疾病の詳細に関する患者の病歴、患者によって呈される任意の症状（例えば、身体的、行動上、認知的、心理学的、または他の症状）、家族歴、他の関連検査、評価、もしくは試験（例えば、ＭＲＩ、ｆＭＲＩ、拡散テンソル撮像法（ＤＴＩ）、コンピュータ断層撮影、ポジトロン断層撮影、または他のタイプの試験）の結果、または他の関連情報が取得され得る。取得された情報は、取得された測定データ２５と関連付けられて、または別の方法で、取得された測定データ２５の一部としてデータ記憶装置２４上に保存され得る。

取得された測定データ２５は、患者１２の神経活動プロファイルを計算するために分析され得る（ブロック２２０）。例えば、各センサーによって（または２つ以上のセンサーの群によって）検出される信号はスペクトル的に分析されて、例えば、各々がある位置における神経回路の神経活動を特徴化しているか、またはセンサーもしくはセンサー群によって測定されるとおりの、スペクトル神経活動曲線４６のセットをもたらし得る。スペクトル分析の結果は、１つ以上の神経活動空間地図５０を作成するために利用され得る。例えば、対象の各別個の周波数に対して別個の神経活動空間地図５０が生成され得る。対象の周波数は、患者１２の既知または疑われる状態に従って選択され得る（例えば、対象の周波数は、試験結果に基づいてその機能が不完全であると疑われる神経回路と関連付けられる）。

計算された患者神経回路活動プロファイルに対応する、対応する基準神経回路活動プロファイルが、プロファイルデータベース２６から、例えば、基準神経活動として、引き出され得る（ブロック２３０）。例えば、基準神経回路活動プロファイルを選択するために考慮される要因は、対応する神経回路、神経系内の位置、および患者１２が属している分集団の１つ以上を含み得る。１つ以上の神経回路周波数４８が、例えば、１つ以上の呈される症状または他の関連情報に基づいて、引出しのために選択され得る。

患者神経回路活動プロファイルは、基準神経回路活動プロファイルと比較され得る（ブロック２４０）。例えば、比較は、１つ以上の神経回路の特性である１つ以上の神経回路周波数４８に制限され得る。いくつかの場合、比較は、有意の比較を可能にするために、１つ以上の処理技術（例えば、正規化または較正）によって先行され得る。例えば、較正は、測定された値を基準値測定（例えば、患者が安静時に、そうでなければ強い刺激がない場合に取得された）に対して調整することを含み得る。

いくつかの場合（例えば、１つ以上の神経活動センサー１３が、引き出された基準神経回路活動プロファイル内の位置に正確には従っていない位置に配置される場合）、単一の位置における比較を可能にするために、補間、外挿、三角測量、または別の技術が適用され得る。

治療プロトコル２７が、比較に基づいて生成され得る（ブロック２５０）。例えば、比較は、患者神経回路活動プロファイルの、対応する基準神経回路活動プロファイルからの１つ以上の著しい逸脱を明らかにし得る。逸脱（例えば、１つ以上の周波数で振幅における算術差として計算されたか、または別の方法による）は、閾値を超えている場合、別の関連周波数または別の関連位置での相違と相関する場合、補足情報（例えば、患者症状または他の情報）と相関する場合、または他の基準に従って、重要であると考えられ得る。

治療プロトコル２７は、以前に設計された治療プロトコルのデータベースから以前に設計された治療プロトコルを選択することによって、生成され得る。特定の治療プロトコルの選択は、検出された逸脱と、選択された治療プロトコル２７と関連付けられる特性逸脱との間の類似度に基づき得る。別の例として、治療プロトコル２７は、１つ以上のプロトコル生成アルゴリズムに従って検出された逸脱に基づいて（例えば、検出された逸脱の特性周波数または振幅に基づいて）生成され得る。

治療プロトコル２７は、単一の神経回路、または２つ以上の神経回路を対象とする治療を含み得る。複数の神経回路を対象とする場合、治療プロトコル２７は、異なる神経回路を対象とする異なる治療（例えば、異なる周波数の場の適用）の順序を指定し得る。

いくつかの場合、２つ以上の治療プロトコル２７が生成され得る。例えば、治療プロトコル生成方法２００の実行が、異なる神経回路または異なる位置に対して繰り返される場合、１つ以上の異なる治療プロトコル２７が生成され得る。この場合、各生成された治療プロトコル２７は、各治療プロトコル２７の適用に対する必要性もしくは緊急性の度合いを示すスコア、または予期される成功の指標（例えば、過去の経験に基づく）を伴い得る。治療システム１１のオペレータ（例えば、医療関係者）は、スコアによって判断された順序で治療プロトコルを適用し得るか、または順序を変更し得る。例えば、治療プロトコル２７は、臨床データもしくは判断、時間的制約、治療施設の利用可能性、予後、異なる神経回路に関して、患者の必要性もしくは好みに基づいて、または他の基準に基づいて、容認、拒絶、または修正され得る。例えば、特定の患者１２の特定の（例えば、職業、家族、または個人の）必要性に起因して、１つの神経回路の治療が別の治療よりも緊急であると判断され得る。

生成された治療プロトコル２７は、治療システム１１の操作時に使用のために利用可能にされ得る。

治療プロトコル２７は、１つ以上の治療セッションを指定し得る。各治療セッションは、適用される電磁波の周波数、持続時間、振幅の１つ以上によって、または他の特性によって特性化され得る。治療プロトコル２７は、１つ以上の指定された異なる治療セッションを適用するための方式を示し得る。方式は、異なる治療セッションの適用順、適用の頻度、適用間の間隔、または他の特性によって特性化され得る。各治療プロトコルは、２つ以上の提案された治療プロトコル２７の間で選択する際に医療関係者によって考慮され得る、スコアまたは他の評価と関連付けられ得る。

選択された治療プロトコル２７は、患者１２を治療するために治療システム１１を操作する際に（例えば、自動的に、または手動で）適用され得る。

治療プロトコル２７の適用は、治療用電磁場の患者１２への適用中に変更され得る。例えば、患者１２は、治療の適用中に、１つ以上の監視センサー３４によって、監視され得る。治療用電磁場の適用は、監視の結果に従って（例えば、適用される場の持続時間、振幅、または他の特性を変更することにより）変更され得る。例えば、治療プロトコル２７が、異なる周波数の治療用電磁場が連続して適用されるセッションを定義する場合、監視は、場の１つの適用が十分であることを示し得る。この場合、その場の適用は、セッションの次の場を適用させるために、停止され得る（例えば、持続時間を場の適用の経過期間に再設定する、振幅をゼロに再設定する、または両方）。

治療プロトコル生成方法２００は、治療用電磁場の適用後、繰り返され得る。例えば、治療プロトコル生成方法２００は、治療の有効性が評価される場合に再実行され得る。

異なる実施形態が本明細書で開示される。ある実施形態の特徴は、他の実施形態の特徴と組み合わされ得；従って、ある実施形態は複数の実施形態の特徴の組合せであり得る。本発明の実施形態の前述の記述は、例示および説明の目的のために提示されている。それは、包括的であることも、開示する正確な形式に本発明を制限することも意図していない。多数の修正、変形、置換、変更、および等価が前述の教示を考慮して可能であることが当業者によって理解されよう。従って、添付のクレームは、かかる修正および変更の全てを、本発明の真の精神に含まれるとして、含むことを意図することが理解される。

本発明のある特徴が本明細書で例示および説明されているが、ここで、当業者には多数の修正、置換、変更、および等価が思い付くであろう。従って、添付のクレームは、かかる修正および変更の全てを、本発明の真の精神に含まれるとして、含むことを意図することが理解される。

Claims (19)

1. 適用された刺激のセッション中に、患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を受信するための通信インタフェースと、
   プロセッサであって、
   前記受信した情報を分析して、前記適用された刺激の所与の刺激に対するセンサーの前記アレイの各センサーに対して周波数スペクトルを取得することと、
   前記患者の機能性障害に関連する示された神経回路に対応する１つまたは複数の神経回路周波数を選択することと、
   前記選択された１つまたは複数の神経回路周波数の各神経回路周波数に対して、センサーの前記アレイに対する神経活動の空間地図を生成することと、
   前記生成された空間地図の各々を、前記各神経回路周波数に対応する１つまたは複数の引き出された空間地図と比較して、前記１つまたは複数の神経回路周波数の中から１つまたは複数の治療周波数を識別することと、
   電磁場発生器への入力のための治療プロトコルを生成して、前記示された機能性障害を治療するために、前記発生器に前記患者に対して前記１つまたは複数の治療周波数の各治療周波数で電磁場を適用させることと
   を行うように構成されたプロセッサと
   を備える、システム。
2. 神経活動センサーの前記アレイをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
3. 神経活動センサーの前記アレイは、脳波記録（ＥＥＧ）または脳磁気図検査（ＭＥＧ）センサーのアレイを含む、請求項１または２に記載のシステム。
4. 神経活動センサーの前記アレイは、前記患者の脊椎内の神経活動を測定するためのセンサーを含む、請求項１〜請求項３のいずれかに記載のシステム。
5. 前記適用された刺激は、身体的または認知的タスクを能動的に実行するための試み、身体部分の受動的な動き、および感覚入力から成る刺激の群から選択された刺激を含む、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のシステム。
6. 前記示された機能性障害は、格納された臨床データから識別される、請求項１〜請求項５のいずれかに記載のシステム。
7. 前記生成された治療プロトコルは、振幅および持続時間から成る特性の群から選択された、前記適用される電磁場の特性を定義する、請求項１〜請求項６のいずれかに記載のシステム。
8. 前記生成された治療プロトコルは、異なる周波数を有する電磁場の適用順序、電磁場の連続的な適用間の間隔、および電磁場の適用頻度から成る特性の群から選択された一連の適用される電磁場の特性を定義する、請求項１〜請求項７のいずれかに記載のシステム。
9. 前記プロセッサは、複数の異なる治療プロトコルを生成するように構成される、請求項１〜請求項８のいずれかに記載のシステム。
10. 前記生成されたプロトコルに従って前記治療用電磁場を適用するように構成される治療システムをさらに備える、請求項１〜請求項９のいずれかに記載のシステム。
11. 前記治療用電磁場の適用中に、前記患者を監視するための監視センサーをさらに備える、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記プロセッサは、前記患者の前記監視に基づいて、前記治療用電磁場の前記適用の振幅または持続時間を変更するように構成される、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記監視センサーは、サーマルカメラまたは動きセンサーを含む、請求項１１または１２に記載のシステム。
14. 前記監視センサーは、前記電磁場内部への設置のために構成されるセンサーを含む、請求項１１〜請求項１３のいずれかに記載のシステム。
15. 患者を治療するための治療用電磁場を発生するためのシステムであって、
    電導性コイルと、
    入力治療プロトコルに従って前記コイルを流れる電流を発生するように構成される発電機とを備え、前記治療プロトコルは、プロトコル生成システムによって生成され、前記プロトコル生成システムは、
    適用された刺激のセッション中に、前記患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を受信するための通信インタフェースと、
    プロセッサであって、
    前記受信した情報を分析して、前記適用された刺激の所与の刺激に対するセンサーの前記アレイの各センサーに対して周波数スペクトルを取得することと、
    前記患者の前記神経系の示された機能性障害に対応する１つまたは複数の神経回路周波数を選択することと、
    前記選択された１つまたは複数の神経回路周波数の各神経回路周波数に対して、センサーの前記アレイに対する神経活動の空間地図を生成することと、
    前記生成された空間地図の各々を、前記各神経回路周波数に対応する１つまたは複数の引き出された空間地図と比較して、前記１つまたは複数の神経回路周波数の中から１つまたは複数の治療周波数を識別することと、
    前記治療プロトコルを生成して、前記場発生器に前記１つまたは複数の治療周波数の各治療周波数で前記電流を発生させることと
    を行うように構成された、プロセッサと
    を含む、システム。
16. 前記生成された治療プロトコルは、振幅および持続時間から成る特性の群から選択された、前記適用される電磁場の特性を定義する、請求項１５に記載のシステム。
17. 前記治療用電磁場の適用中に、前記患者を監視するための監視センサーをさらに備える、請求項１５または１６に記載のシステム。
18. 前記プロセッサは、前記患者の前記監視に基づいて、前記治療用電磁場の前記適用の振幅または持続時間を変更するように構成される、請求項１７に記載のシステム。
19. 治療用電磁場を患者に適用するためのプロトコルを生成するための方法であって、
    適用された刺激のセッション中に、患者に取り付けられた神経活動センサーのアレイから収集されたデータを含む情報を、通信インタフェースによって、受信することと、
    前記受信した情報を分析して、前記適用された刺激の所与の刺激に対するセンサーの前記アレイの各センサーに対して周波数スペクトルを取得することと、
    前記患者の示された機能性障害に関連する神経回路に対応する１つまたは複数の神経回路周波数を選択することと、
    前記選択された１つまたは複数の神経回路周波数の各神経回路周波数に対して、センサーの前記アレイに対する神経活動の空間地図を生成することと、
    前記生成された空間地図の各々を、前記各神経回路周波数に対応する１つまたは複数の引き出された空間地図と比較して、前記１つまたは複数の神経回路周波数の中から１つまたは複数の治療周波数を識別することと、
    電磁場発生器への入力のための治療プロトコルを生成して、前記示された機能性障害を治療するために前記発生器に前記患者に対して前記１つまたは複数の治療周波数の各治療周波数で電磁場を適用させることと
    を含む、方法。

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