JP2022538905A - 非侵襲的な慢性疾患疼痛治療のための装置、システム、および方法 - Google Patents
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Abstract
本開示は、痛みの治療、緩和、および管理のためのような経皮磁気刺激（tMS）療法を補助するための感知装置、システム、およびそれらの使用方法に関するものである。感知装置は、その効能を決定し、測定するために構成される。特に、本開示は、慢性神経障害性疼痛などの痛みの1つまたは複数のソースを特定および標的化するため、ならびにその治療において促進するための感知装置、それを含むシステム、およびそれらの使用方法を提供することに向けられている。【選択図】図６
Description
[0001] 本出願は、2019年7月3日に出願された「DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR NON-INVASIVE CHRONIC PAIN THERAPY」と題する米国仮特許出願第62／870，661号の優先権を主張し、その開示を参照により全体として本願に組み込むものである。
[0002]本開示は、一般に、痛みの治療、緩和、及び管理のためのような経皮磁気刺激（tMS）療法の投与を補助するための感知装置、システム、及びそれらの使用方法に関し；感知装置は、その効力を決定及び測定するために構成される。特に、本開示は、慢性神経障害性疼痛などの痛みの1つ以上の源を標的とし、その治療において促進するための感知装置、それを含むシステム、およびそれらの使用方法を提供することに向けられる。
[0003] 痛みの発現は様々である。痛みは
うつ病やストレスに起因するような心理的なもの、または身体の一部の物理的な摂動に起因するような身体的なものである。特に、身体的な痛みは、世界における物理的な対象物と身体が直接関わることによって引き起こされる場合がある。このようなタイプの急性痛はよく知られており、広く治療されてきた。具体的には、身体の痛みは、以下のような鎮痛剤の投与によって治療されることがほとんどである。
アセトアミノフェン さらに、アスピリンまたはイブプロフェンのような非ステロイド性抗炎症剤が、痛みの感覚を緩和するため、および／または炎症を抑えるために使用されることがある。
うつ病やストレスに起因するような心理的なもの、または身体の一部の物理的な摂動に起因するような身体的なものである。特に、身体的な痛みは、世界における物理的な対象物と身体が直接関わることによって引き起こされる場合がある。このようなタイプの急性痛はよく知られており、広く治療されてきた。具体的には、身体の痛みは、以下のような鎮痛剤の投与によって治療されることがほとんどである。
アセトアミノフェン さらに、アスピリンまたはイブプロフェンのような非ステロイド性抗炎症剤が、痛みの感覚を緩和するため、および／または炎症を抑えるために使用されることがある。
[0004] しかしながら、手術後の回復中の激痛のような様々な例において、非オピオイド鎮痛剤は、痛みの経験の軽減をもたらすのに十分でない場合がある。そのような例では、コデインまたはモルヒネなどのようなオピオイドベースの薬物が投与されることがある。しかし、これらの薬物は中毒性が高いため、その使用は高度に規制されている。このように規制が強化されているにもかかわらず、オピオイドの乱用は依然として全国的に蔓延しており、以下のような問題を抱えている。
毎年、何万人もの人々の命が奪われ続けているのである。特に、2017年のオピオイド乱用では、全国で約72,000人の患者の命が奪われたと推定されている。
毎年、何万人もの人々の命が奪われ続けているのである。特に、2017年のオピオイド乱用では、全国で約72,000人の患者の命が奪われたと推定されている。
[0005] このように、急性の痛みを経験するとき、苦しむ人は、痛みを改善するための非常に限られた選択肢を持っている。彼らは、アセトアミノフェンやNS AIDなどの鎮痛剤を使用することができるが、これは急性疼痛を緩和するのに十分な強さではない場合があり、またはオピオイドを使用し、中毒になる可能性を危険にさらす場合がある。いずれの場合も、慢性的な痛みに直面した場合、どちらの薬も良い選択肢とは言えない。
[0006]慢性疼痛は、急性疼痛とは生理的に異なることが分かっている。具体的には、急性痛は、典型的には突然発症し、通常、身体的損傷、例えば、切る、刺す、つまむ、裂くなどの明確に定義された根本的な原因の結果である。したがって、根本的な原因を治すことで、痛みは完全に解消されるのが一般的である。このような場合、鎮痛剤はその場しのぎとして投与される。
を改善することができる。
を改善することができる。
[0007]一方、慢性痛は、急性痛とは異なる。ある種の場合、慢性痛は、神経細胞の損傷によって誘発され、それによって、しばしば末梢から中枢神経系に伝わる痛みの信号を生成する痛みの経路を開始することがある。特に、末梢の感覚神経が活性化されると、痛みのメッセージが中枢神経系に伝達される。このような痛みは容易に解消されないため、慢性化する。特に、慢性的な神経痛は治療が難しく、放置しておくと痛みの経験を悪化させるだけの生物学的サイクルを引き起こします。多くの患者にとって、慢性的な痛みは決して消えることはなく、時間とともに増加する可能性があり、痛みを悪化させる生物学的サイクルにつながる可能性がある。そして、本明細書で示されるように、そのような痛みの問題は、それを治療することがオピオイドの使用に大きく依存することであり、それ自体が、今日広く報告されているように、中毒および死につながる可能性があることである。
[0008]様々な例において、tMSの適用は、慢性的な痛みの感覚を低減及び／又は改善することが見出されている。しかしながら、その有用性にはいくつかの限界がある。例えば、そのような制限の1つは、tMSに有益に応答することができるようになる正しい神経細胞をうまく標的にして経皮刺激を適用することが困難であることである。他の限界は、係合を最大化する向きで、かつ痛みの強度の減少をもたらす強度および持続時間でtMSを送達することが困難であることである。
[0009]特に、損傷に起因する痛みには、2つの一般的なタイプがある。これらの2つの異なるタイプの痛みは、痛覚の伝導の結果である。
異なる神経細胞の種類によって 第1のタイプの痛覚は、A侵害受容神経線維、例えば、A-bによって媒介される急性で速い発症の痛みである。もうひとつは、鈍く、ゆっくりとした痛みで、Cの侵害受容神経線維が介在するものである。したがって、これらAおよびCの両方の侵害受容神経線維は、シグナル伝達を行う速度によって区別され、その結果、速くて急性の痛みと、より遅く分散して鈍い痛みの感覚の2つの異なる感覚をもたらす。
異なる神経細胞の種類によって 第1のタイプの痛覚は、A侵害受容神経線維、例えば、A-bによって媒介される急性で速い発症の痛みである。もうひとつは、鈍く、ゆっくりとした痛みで、Cの侵害受容神経線維が介在するものである。したがって、これらAおよびCの両方の侵害受容神経線維は、シグナル伝達を行う速度によって区別され、その結果、速くて急性の痛みと、より遅く分散して鈍い痛みの感覚の2つの異なる感覚をもたらす。
[0010]特に、A線維とC線維は、それらを包むミエリン鞘の直径と厚さが異なり、これが、これらのニューロンが神経インパルスを伝導する速度に影響を及ぼしている。具体的には、繊維の直径が大きいほど、そしてそのミエリン鞘が厚いほど、神経細胞は神経インパルスをより速く伝導する。具体的には、A線維は直径が大きく、髄鞘があるため、インパルスを早く伝え、C線維は直径が小さく、髄鞘がないため、インパルスをゆっくり伝える。したがって、これらの神経線維は、直径と髄鞘の違いにより、異なる機能を果たすように適応されてきた。その結果、身体の一部が傷ついたとき、最初に感じる痛みは、通常、A神経線維を介した鋭い、特異的な、急性の痛みであり、数秒後には、C神経線維を介したより拡散した、鈍い痛みが典型的に経験されることになる。
[0011] A線維は、固有感覚、又は方向に関する情報を伝えるA-a線維、触覚に関する情報を伝えるA-b、及び機械的及び／又は熱的痛みなどの痛みに関する情報を伝えるA-dを含む3つの下位分類に分けることができる。C線維も機械的、化学的、例えば冷感的な痛みに関する情報を伝えるが、伝導速度は遅い。
したがって、2種類の侵害受容神経線維（A-dとC）が神経インパルスを伝導する速度の違いが、負傷したときに痛みを経験する2つの異なる様式を区別している。最初のA-dは、すぐに鋭い、急性の痛みを引き起こす速い痛みの経路を介し、C線維は、拡散した鈍痛の感覚をもたらす遅い痛みの経路を形成している。
したがって、2種類の侵害受容神経線維（A-dとC）が神経インパルスを伝導する速度の違いが、負傷したときに痛みを経験する2つの異なる様式を区別している。最初のA-dは、すぐに鋭い、急性の痛みを引き起こす速い痛みの経路を介し、C線維は、拡散した鈍痛の感覚をもたらす遅い痛みの経路を形成している。
[0012]同様に、A-a線維は、自分の筋肉に関連する痛みの感覚を調節する。しかしながら、ホメオスタシスの省略によって媒介される、あまり知られていない別の痛み経路があり、この痛み経路はA-bによって仲裁される。特に、恒常性が保たれている状態、例えば急性の痛みを引き起こす事象がない場合、それに付随して体のいたるところで痛みの感覚が欠如している。
その結果、痛みを感じないところでは、その部位にある特定の感覚神経線維A-bがベースラインレベルで構成的に活性化されていることになる。したがって、A-bの働きは、ホメオスタシスが良好であること、維持されるべきことを脳に知らせることである。
その結果、痛みを感じないところでは、その部位にある特定の感覚神経線維A-bがベースラインレベルで構成的に活性化されていることになる。したがって、A-bの働きは、ホメオスタシスが良好であること、維持されるべきことを脳に知らせることである。
[0013]しかしながら、そのホメオスタシス状態が乱されたとき、神経に外傷や損傷があり、A-bNの基底レベルより活性が低下すると、痛みを感じるようになる。この活動低下は、発症部位の身体に傷害が生じたことを脳に知らせ、その結果、脳はこの活動低下を外傷と解釈し、痛みを信号として発する。この作用機序には、二次的な末梢神経線維から、後根神経節にある一次的な神経線維へのメッセージングが関与している。
[0014] より詳細には、後根神経節は、脊髄神経の後根に形成されるニューロンのクラスターを構成する。これらのニューロンは、感覚情報、この例ではA-bの末梢感覚活動の減少を、末梢から脊髄を介して中枢神経系、例えば脳へ中継する機能を有する求心性軸索の集合体を含んでいる。具体的には、末梢のA-b感覚触覚線維が活性化しているとき、後根神経節（DRG）はA-d線維とC線維の両方の活性をフィルターする。しかし、A-b線維の活動が低下すると、DRGでのフィルタリングがオフになり、A-d線維とC線維の信号が中枢神経系に伝達されるようになる。したがって、本明細書では、A-b感覚入力は、A-dおよびC線維の活動を抑制する役割を果たし、その抑制が、例えば、A-bの活動の低下によって解除されると、急性および／または慢性の疼痛シグナル伝達が開始されることが決定された。
[0015] A-a、A-b、A-d、及びC線維を含むこれらの様々な侵害受容神経線維は、感覚情報、例えば、二次メッセージング、を中継するように機能する求心性軸索の集合体を含む末梢神経線維を形成している。後根神経節は、脊髄神経の後根に形成され、脊髄を 介して中枢神経系（CNS）、たとえば脳に信号を伝 達するニューロンのクラスターを構成する。これらの神経線維は、集合的に、自由な神経終末を有している。
(侵害受容器）は、末梢の組織や器官と脊髄をつなぐ複数の枝で密なネットワークを形成しており、刺激や出来事が傷害を引き起こす可能性がある場合など、身体の完全性を脅かすほど強い刺激がある場合にのみ反応する。
(侵害受容器）は、末梢の組織や器官と脊髄をつなぐ複数の枝で密なネットワークを形成しており、刺激や出来事が傷害を引き起こす可能性がある場合など、身体の完全性を脅かすほど強い刺激がある場合にのみ反応する。
[0016]この分岐し、重なり合い、密な軸索繊維のネットワークを考えると、このネットワークは、A-a、A-b、A-d、およびC繊維、ならびに他の末梢および中枢神経繊維の集塊を含み、磁気刺激を、特定の神経繊維の特定の損傷部位に、決められた適用方向で向けることは、困難なことである。また、その刺激の効果を感知し、その効果を経時的にモニタリングすることはさらに困難である。しかし、このようなターゲティングとモニタリングは、磁気刺激によって効果的かつ効率的に痛みを改善するために重要である。例えば、通常、身体の一部が傷害を受けると、A-b線維の活動が抑制され、A-d線維やC線維の活動が増加し、痛みに対する反応が起こります。身体が治癒すると、恒常性が再び確立され、A-b活性は、例えば、徐々に増加し、痛みは減少する。
[0017]しかしながら、神経が外傷的に損傷した場合など、体が治癒しても、神経が治癒しない場合がある。したがって、そのような例、例えば外傷性神経損傷の場合、A-b活性はダウンレギュレートされたままであり、このため、慢性的な痛覚が継続したままである。したがって、慢性的な痛みを作り出し、長期的に伝播させるのは、A-a、A-d、C繊維ではなく、A-b痛覚路とその作用機序なのである。その結果、経皮的磁気刺激（tMS）は、管理可能な期間、痛みの強さを減少させることが判明している。
[0018]特に、本明細書で以下に提供されるのは、A-b神経に磁気刺激を与えるように構成されたIMS装置であって、磁気インパルスがA-b神経繊維によって、これらの繊維を活性化するように受け取られるとき、痛みの感覚を低減するために有効である装置である。具体的には、A-b神経を、例えば、痛みのある部位に優先的に刺激することにより、A-bの活性を高めることができることが判明している。このA-bの活性の増加は、今度はA-dおよびC線維の活性をダウンレギュレートし、それによって痛みの経験を減少させることができる。
[0019]その結果、上記の観点から、送達された磁気パルスを、A-a、A-d、およびC繊維ではなく、A-b神経組織に優先的に適用できることは、慢性疼痛の治療にとって非常に有用である。しかし、神経組織を形成するA-a、A-d、C線維の分岐、重なり、密なネットワークを考えると、A-b神経線維をターゲットにすることは困難であるため、このような刺激を与えることは困難である。この困難は、本願発明者によってなされた当該分野における多くの異なる進歩によって克服されている。特に、本明細書で提示されるのは、A-b繊維を非侵襲的な方法で優先的に刺激および／または監視できるように、例えば痛みの部位で、A-b神経に磁気パルスを指向して送達するための装置、システム、およびそれらの使用方法である。
[0020]同様に、そのような磁気刺激が決定された周波数で投与される場合、A-b神経の活性化をもたらすことができ、その結果、痛み反応の中断及び痛み経験の停止をもたらすことがさらに決定されている。より詳細には、磁気刺激は、A-b繊維の軸索に電圧差を生じさせるように電流密度で投与され、それによってその中の様々な電圧ゲートチャネルを活性化し、その結果、A-bの活性化およびA-dおよびC繊維活性によるダウン規制をもたらすことができる。したがって、本明細書で提供されるのは、神経細胞、特に痛みの媒介に関連する神経細胞、より具体的には、A-b神経線維の磁気刺激の適用のための装置である。
[0021]この刺激の感知及び監視は、A-b線維が高速伝導性神経線維であり、それによってそのシグナル伝達がA-d及びC線維の活動の前にDRGに到達するので、更に複雑で困難となる。したがって、感知機構は、下にある神経線維の急速なコンダクタンスと伝達速度にもかかわらず活性化を感知するように同調しなければならず、その方法は、刺激の伝達を適合させることができ、かつ／またはA-b線維を優先的に標的とするだけではなく、感知した神経の状態の変化に応答して刺激を調節するように方向付けることができるようにする。このような態様において、痛みの経験の停止は、指示磁気刺激などを介して達成され得るので、1つ以上の他の神経線維が刺激され得るが、高速伝導性A-b神経線維は優先的に活性化され得、その高速伝導性のためにその活性化は痛みの減少を引き起こすように相互作用を支配している。このような刺激は、A-dおよびC線維の活性化によって引き起こされる痛みの感覚をそれによってダウン制御するシグナル伝達を増加させるように、例えば、その基底レベルを超えてA-b神経線維を活性化するように、任意の適切な方法で生成することができる。
例えば、そのような刺激は、神経繊維の電位依存性チャネルを活性化し、及び／又は神経細胞を脱分極する、本明細書に開示される磁気刺激源によって、低侵襲的に生成することができる。
例えば、そのような刺激は、神経繊維の電位依存性チャネルを活性化し、及び／又は神経細胞を脱分極する、本明細書に開示される磁気刺激源によって、低侵襲的に生成することができる。
[0022]しかしながら、示されるように、痛みを軽減するために有効であるが、磁気刺激によるA-b神経線維の活性化は困難である。具体的には、A-b神経の活性化をもたらすような刺激を発生させるためには、磁気刺激を細かく調整し、方向性を決め、指示することが有効であり、このことは、磁気パルスを加える際に、治療部位から外れること、治療部位を見逃すこと、および／または正しい方向で当たらないことが非常に容易であることを意味している。これらの困難を克服するために、本明細書に記載された磁気、感知、及び／又は監視装置、システム、並びにそれらの使用方法の開発及び使用が進められてきた。
[0023] より具体的には、様々な実施形態において、磁気放射の有効な投与の決定された範囲内など、活性領域、例えば急性及び／又は慢性疼痛の部位に近接してtMS装置を配向させるための機構、並びにそのような放射を送達するための方法が提供されている。さらに、治療部位への刺激の印加を感知及び／又は監視するための装置が提供される。特に、被験者の治療部位を特定し、磁気パルス送達装置を治療部位に方向付け、被験者に磁気放射線を投与するための機構、システム、及び方法、例えば、機構が投与を感知及び／又は監視するために構成された感知及び／又は監視装置を更に含む場合が提供される。
[0024] より詳細には、機構は、位置決め要素、tMS装置、及び磁気刺激に対する神経応答を感知し、生成された刺激をより効果的に標的化して目的の痛みを引き起こす神経に向けるようにシステムにフィードバックを提供するように構成された感知及び／又は監視装置のうちの1つ以上を含んでもよい。したがって、経皮磁気刺激（tMS）は、管理可能な期間、痛みの強度を低減することが判明しているが、tMSのこのような投与は、tMS治療の体系化に必要な治療効果、モニタリング、および制御に関して、まだ発展途上である。
[0025] 従って、本開示のシステムの実施形態は、治療活動のより大きな観察可能性を提供し、より良い、より正確な制御につながり、したがって、より良い治療結果につながる。その結果、本明細書に開示される装置、システム、及びそれらの使用方法は、痛みの経験を減少させるのに有効であり、したがって、非常に中毒性が高く、しばしば過剰摂取及び死に至ることが判明した従来のアピエートの使用に代わる強力な代替物を示すが、これは痛み改善のためのtMSアプリケーションの使用では問題でない。
[0026]本発明の装置、システム、および方法は、磁気コイルを有するtMS適用装置と、tMS適用装置の磁気コイルを神経障害性疼痛を経験している被験者の身体上の標的領域に近接して選択的に配置するようプログラムおよび／または構成された自動位置決めおよび追跡システムと、tMS感知装置とを含む（ただし必ずしもこれに限らない）非侵襲的疼痛改善治療を提供することによってこれらの目的を達成するもので、この装置は、神経因性疼痛を経験している被験者の身体に近接し、その標的領域は磁気コイルを有する。
tMS適用装置および位置決めシステムと通信し、治療を必要とする被験者の所定の神経に慢性疼痛治療を提供するように、標的領域内の個別の標的部位への磁気刺激の標的化を実現するように機能する。
tMS適用装置および位置決めシステムと通信し、治療を必要とする被験者の所定の神経に慢性疼痛治療を提供するように、標的領域内の個別の標的部位への磁気刺激の標的化を実現するように機能する。
[0027] 例えば、1つの態様において、磁気コイルを含む経皮磁気刺激（tMS）装置が提供され、例えば、tMS装置が磁気刺激装置として構成される場合などである。tMS装置は、治療部位に近接するようにtMS装置の位置決め及び／又は方向付けを補助するように構成される位置決め要素に結合されてもよい。この位置決め及び方向付けは、本明細書に記載されるように、適切に構成されたtMS感知及び／又は監視装置の使用によって実現され得る。様々な実施態様において、tMS装置、位置決め要素、及びtMS感知装置は、関連する制御装置を介するなど、手動又は自律的に機能するシステムを形成し得る。
[0028] 従って、1つの態様において、本明細書で提示されるのは、被験者の身体上の治療部位に集束磁気刺激を送達するための経皮磁気刺激（tMS）適用装置である。様々な実施形態において、tMS適用装置は、以下のうちの1つ以上を含むことができる。例えば、tMS適用装置は、ハウジングを含んでもよい。ハウジングは、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含む延長本体を備えてもよい。拡張本体は、tMS適用装置の1つ以上の構成要素を保持するための空洞を画定する。
[0029] tMSアプリケータ装置は、ハウジングの拡張本体の近接部分の空洞内に配置された絶縁磁気コイルなどの磁気コイルを含む。特定の実施形態では、磁気コイルは、8の字配置を有してよく、コイルの8の字配置の周りに巻かれた編組を含んでよい。絶縁磁気コイルは、決定されたパルスレートで、決定された振幅を有する集束磁気刺激を生成し、送達するように構成されてもよい。同様に、磁気コイルは、選択された波形を有する波形を生成するような方法で磁気刺激を生成するように、コイルを通して選択された電流を押すために、決定された電圧を受けるように構成されてもよい。
の特性、例えば、振幅、波長、および周波数など。
の特性、例えば、振幅、波長、および周波数など。
[0030] 様々な実施形態において、tMSデバイスは、冷却を含んでもよい。
は、磁気コイルと連通する冷却素子を有する機構である。特に、tMSアプリケータは、冷却機構のリザーバからのような流体を、そこから熱を除去するのに十分な方法で磁気コイルとの間で並進させるための冷却要素を含んでもよい。発生した熱をコイルから離れリザーバに吸収し並進させる方法で、並進導管、例えばチューブを通って流れ、分解せずに磁気コイルに接触することができる限り、任意の適切な冷却剤が冷却機構を通って流れるように使用されてもよい。例えば、炭素ベースの有機流体、例えば油ベースの液体、例えば鉱油を採用することができる。
は、磁気コイルと連通する冷却素子を有する機構である。特に、tMSアプリケータは、冷却機構のリザーバからのような流体を、そこから熱を除去するのに十分な方法で磁気コイルとの間で並進させるための冷却要素を含んでもよい。発生した熱をコイルから離れリザーバに吸収し並進させる方法で、並進導管、例えばチューブを通って流れ、分解せずに磁気コイルに接触することができる限り、任意の適切な冷却剤が冷却機構を通って流れるように使用されてもよい。例えば、炭素ベースの有機流体、例えば油ベースの液体、例えば鉱油を採用することができる。
[0031] 同様に、リザーバは、1つ以上の冷却要素、例えば、1、2、3、4、又は5以上のファン、又は磁気コイルに向かって戻る前にリザーバ内の流体を急速に冷却することができる他の冷却要素と関連していてもよい。特定の実施形態では、冷却システムは、コイルの温度を検出し、コイルの温度を調節するように、そのようなコイル温度関連データをシステム制御モジュールに送信するように構成された1つ以上の温度センサ、例えば、温度計を含んでもよい。
具体的には、温度は、約30～35～40℃の温度を維持することを含む、約15度～約60度C、例えば約20度～約40度C、例えば25～約35度Cの範囲内で調節され得る。より具体的には、冷却システムは、設定点を与えられ、コイル内の温度を、46度以下、又は40度C以下などの設定点に保つように機能してもよく、又は、温度を範囲内に保つように設定されてもよく、範囲内の上限として、冷却システム及び／又は他のシステムパラメータ、例えば。電圧印加、電流走行、および／またはパルス長の持続時間はすべて、設定された限界内に温度を保つように変調することができる。
具体的には、温度は、約30～35～40℃の温度を維持することを含む、約15度～約60度C、例えば約20度～約40度C、例えば25～約35度Cの範囲内で調節され得る。より具体的には、冷却システムは、設定点を与えられ、コイル内の温度を、46度以下、又は40度C以下などの設定点に保つように機能してもよく、又は、温度を範囲内に保つように設定されてもよく、範囲内の上限として、冷却システム及び／又は他のシステムパラメータ、例えば。電圧印加、電流走行、および／またはパルス長の持続時間はすべて、設定された限界内に温度を保つように変調することができる。
[0032] 特定の実施形態では、撮像装置も含まれ得る。例えば、tMS装置、具体的には、IMSアプリケータは、撮像装置がIMS適用装置のハウジングに近接して配置され得るような、撮像装置と関連付けられることがある。撮像装置は、それによって、tMS適用装置に対して治療される身体の治療部位の画像が表示されるフィールドを有する。さらに、様々な実施形態において、撮像装置は、取り込まれた画像を処理して処理済画像データを生成するための処理要素を含んでもよく、処理済画像データを送信するための通信モジュールをさらに含んでもよい。
[0033]さらに、tMS応用装置は、磁気刺激の発生を生成及び制御するように構成されたコンピューティングデバイスを有する制御モジュールを含んでもよい。例えば、制御モジュールは、磁気刺激の生成に採用されている電圧及び電流の1つ以上、並びに磁気コイルによって送達される磁気刺激の波形のパルスレート及び振幅に関して、tMSアプリケータを制御してもよい。このような態様では、細かく仕分けされたtMS刺激が生成され、被験者の身体の治療部位に集中的に送達され得る。
[0034]さらに、別の態様では、経皮的感知、画像化、追跡、及び／又は監視装置が提供される。IMS感知装置は、治療領域内の標的部位を識別すること、治療を受けるための関心神経を決定すること、身体の所定の領域内、例えば関心神経を囲む皮下構造、神経線維、及び／又は血管の地形形態を定義すること、及び適切に構成されたtMS適用装置によって識別された神経線維への磁場の供給をより効果的に標的化して容易にするようにtMSシステムアプリケータ及び／又はコントローラに同じことを伝達することの1又は2以上に構成され得る。
[0035] 例えば、様々な実施態様において、経皮的感知及び監視装置が提供される。特に、経皮感知装置は、標的領域に印加された磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するように構成されてもよい。特定の実施態様では、経皮センシングデバイスは、ハウジングを含む。ハウジングは、境界部材によって互いにオフセットされ得る複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面を形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面を形成するように構成されてもよい。複数の対向する表面の組と境界部材が一緒になって、以下のような空洞を形成する。
ここで、空洞は、センシングデバイスの1つ以上の構成要素を保持するために構成される。
ここで、空洞は、センシングデバイスの1つ以上の構成要素を保持するために構成される。
[0036] 例えば、ハウジング内に、感知装置は、1つ以上の絶縁層及び／又は1つ以上のセンサ層を含んでもよく、例えば、センサ層が、1つ以上のセンサ要素で形成された多数の感知ユニットを含む場合などである。
具体的には、第1及び第2の拡張絶縁層が含まれてもよく、例えば、第1の絶縁層がハウジングの上面に近接して配置されてもよく、第2の絶縁層がハウジングの下面に近接して配置されてもよい。同様に、基板層が第1の絶縁層と第2の絶縁層の間に配置されるような拡張基板層が提供されてもよい。基板は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される。
具体的には、第1及び第2の拡張絶縁層が含まれてもよく、例えば、第1の絶縁層がハウジングの上面に近接して配置されてもよく、第2の絶縁層がハウジングの下面に近接して配置されてもよい。同様に、基板層が第1の絶縁層と第2の絶縁層の間に配置されるような拡張基板層が提供されてもよい。基板は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される。
[0037] より具体的には、基板層は複数の感知素子を含み、これらは基板層の1つ又は複数の表面に沿って位置決めされてもよい。各感知素子は、反応を生じさせるように、tMSアプリケータによって標的領域に印加されている磁気刺激に対する1つ以上の神経線維における反応を検出するように構成されてもよい。基板は、様々な構成であってよく、複数の構成要素を含んでもよい。例えば、基板は、複数の感知素子と結合されるプリント回路基板を含んでもよい。プリント回路基板は、1つ又は複数の処理ユニット、1つ又は複数のメモリ、及び通信モジュールを含む。特定の実施形態では、処理ユニットは、処理された応答データを生成するように、応答データを受信し処理するように構成される。さらに通信モジュールが提供されてもよく、それによって通信モジュールは、処理された応答データを送信するために構成される。また、データ収集及び送信を強化するために、アンテナユニットが提供されてもよい。さらに、ハウジングの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取付機構を含むか、又は他の方法で関連付けられることができる。
[0038] 上記で示したように、tMS感知装置は、tMSアプリケータからの印加刺激に対する標的神経の応答を識別する目的でtMSアプリケータ装置と相互作用するように構成され、応答する神経の1つ以上の特性を識別するように更に構成され得る。特に、tMS感知装置は、1つ以上の形態を決定するために構成されてもよい。
A-a、A-b、A-d、およびCの神経線維のうちの1つ以上であり、磁気パルスに対する応答性によってA-bをA-a、A-d、およびC線維と区別することができ、したがって、tMSアプリケータからの印加パルスをA-b神経線維に向けることを容易かつ効果的にすることが可能である。したがって、1つの態様において、本開示は、ケータリングの磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療する目的で、標的神経を特定するためのシステム、および／またはその標的神経に磁気刺激を投与するためのシステムを指向するものである。
A-a、A-b、A-d、およびCの神経線維のうちの1つ以上であり、磁気パルスに対する応答性によってA-bをA-a、A-d、およびC線維と区別することができ、したがって、tMSアプリケータからの印加パルスをA-b神経線維に向けることを容易かつ効果的にすることが可能である。したがって、1つの態様において、本開示は、ケータリングの磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療する目的で、標的神経を特定するためのシステム、および／またはその標的神経に磁気刺激を投与するためのシステムを指向するものである。
[0039] 例えば、このシステムは、標的とする神経の位置を特定及び／又はマッピングするためのような経皮センシング及びモニタリング装置と、上述のように、特定した標的神経に集束磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用装置のうちの1又は2以上を含んでもよい。特定の実施例では、tMS適用装置は、tMS適用システムの一部であるtMSアプリケータである。例えば、tMSアプリケータと共に、tMS応用システムは、メモリ、処理要素、及び1つ又は複数の通信要素を有する通信モジュールを有する、1つ又は複数の制御モジュールを含んでもよい。さらに、IMSアプリケーションシステムは、位置決め要素を含んでもよい。
[0040] 従って、本明細書で提供される1つの態様では、tMS感知及び監視装置並びにtMSアプリケータ装置と共に、制御モジュール及び位置決め要素を含む、磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療するためのtMS適用システムである。具体的には、tMSシステムは、磁気刺激で治療される神経を識別するための経皮センシングおよびモニタリング装置と、磁気刺激で治療される識別された神経に集中磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用装置と、を含んでいる。制御モジュールと、自動位置決め要素などの位置決め要素も含まれてもよい。
[0041]例えば、制御モジュールは、センサモジュールから処理された応答データを受信するための通信モジュールと、そこから識別された神経を識別し特徴付けるデータを受信するための通信モジュールを含んでいてもよい。処理された応答データ、神経データの特徴付け、及び1つ又は複数の治療プロトコルを記憶するための、処理要素及び通信モジュールのうちの1つ又は複数に結合されるメモリ等も含まれてもよい。本明細書で以下に詳述するように、メモリは、オンボードメモリ又はデタッチドメモリの任意の形態であってよい。
[0042] 制御ユニットは、通信モジュール及びメモリのうちの1つ以上に結合される1つ以上の処理要素を含む。処理要素は、感知要素から応答データ及び識別された神経を特徴付けるデータにアクセスし、神経障害性疼痛体験の治療のために対象に投与される治療プロトコルを決定するように構成される。治療プロトコルは、適用パラメータ及び送達特性を定義する。
[0043]例えば、1つ以上の適用パラメータは、磁気刺激の磁気パルスを生成するための電圧及び電流レベルを含んでもよい。さらに、適用パラメータは、その波長、周波数、及び持続時間に関してなど、生成される磁気パルスの波形を特徴付ける様々なパラメータを含んでもよい。同様に、様々な感知ユニットの感知要素から受信したフィードバックは、1つ以上の送達特性を決定するために使用されてもよい。
[0044] 具体的には、磁気刺激に対する神経の応答の程度、振幅、及び方向、例えば大きさに基づいて、神経の方向及び／又は境界が決定されてもよい。例えば、処理要素は、治療の対象となる神経の少なくとも一部を含む領域を定義する座標のセットを定義するように、複数の三角測量及び／又は三点測量関数を実行してもよい。より具体的には、送達特性、例えば、治療される神経の位置を定義することに加えて、制御ユニットの1つ以上の処理要素は、印加された磁気パルスに対する神経の応答、例えば、その振幅および大きさからの様々な感知されたデータを処理してもよく、そのデータに対して1つ以上の三角測量および／または三角測量演算を行ってもよく、標的領域に対してtMS適用装置を方向付けるために定義するかまたは他の方法で使用することができる1つ以上の提案された方向付けパラメータを決定してもよい。
[0045] さらに、例えば、1つ以上の方位パラメータが定義されると、tMSアプリケータを標的領域に近接して配置し、決定された方位パラメータに従うように、アプリケータを標的神経に方向付けるように、位置合わせ要素が採用される場合がある。したがって、tMS適用システムは、位置決め要素を含んでもよい。位置決め要素は、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有してもよい。特定の構成では、遠位部分は、近位端のような経皮磁気刺激（tMS）適用装置に結合されてもよい。
遠位端は、制御モジュールおよび／または支持部材もしくは接地部材に結合されてもよい。
遠位端は、制御モジュールおよび／または支持部材もしくは接地部材に結合されてもよい。
[0046] 位置決め要素は、標的神経の最適な活性化を達成するように、決定された方向にtMSアプリケータを配置するように、必要に応じて移動及び構成されるように構成される複数の関節アーム部材で構成される。さらに、様々な実施形態において、1つ以上のモータなどの自動化要素が採用されてもよい。具体的には、複数のアーム部材は、自動化要素によって結合されてもよく、これは、治療プロトコルの決定された配向パラメータに従って、治療領域に近接してtMS貼付装置を位置付け、配向させるプロセスを自動化するために採用され得る。
[0047] 従って、上記に鑑みて、痛みが経験されている領域に近接する標的神経を識別し、特徴付けるためのシステムが提供される。標的とする神経を特定することと特徴付けることの両方は、痛みを引き起こす神経によって経験される痛みの軽減において、どの位置及びどの向きが最大の反応を引き出すかを決定するように、tMS適用装置を、例えば、cm単位、mm単位、さらにはμm単位で、様々な位置及び向きに動かしながら標的領域に様々な磁気パルスを適用する反復プロセスであってもよい。したがって、痛みの経験を緩和するように身体の一部に磁気刺激を加えるためのtMS適用装置と共に、tMS感知装置が提供されてもよく、それによって、tMS感知装置は、治療領域に近接する皮膚に取り付けられることによってなど、治療を受ける人の身体に直接関連付けられるように構成され得る。
[0048] したがって、tMSアプリケータが、治療される神経における反応を誘発するように、標的領域に磁気パルスを適用すると、取り付けられたtMS感知装置は、反応の大きさだけでなく、反応の振幅及び相対的方向も感知する。具体的には、これらの目的のために、tMS感知装置は、1つ以上の感知および／またはデータ収集層とともに、1つ以上の保護および／または基板層、1つ以上の絶縁および／またはスペーサ層を含んでもよい。
センシング層は、1つ又は複数のセンサユニット、又は他のデータ収集ユニットを含んでもよく、通信モジュールを含んでもよい。センシング層及びデータ収集層は、通信可能な1つ又は複数の処理要素をさらに含んでもよい。
つ以上の感知要素に結合され、それによって、処理要素は、得られた、例えば感知された、データを受信し、処理するように構成される。
センシング層は、1つ又は複数のセンサユニット、又は他のデータ収集ユニットを含んでもよく、通信モジュールを含んでもよい。センシング層及びデータ収集層は、通信可能な1つ又は複数の処理要素をさらに含んでもよい。
つ以上の感知要素に結合され、それによって、処理要素は、得られた、例えば感知された、データを受信し、処理するように構成される。
[0049] 従って、一態様では、本明細書で提供されるのは、神経障害性疼痛体験を改善するように集束磁気刺激の適用で標的とする神経障害性神経の1つまたは複数の特性を特定するためのシステムである。そこで、本明細書で提供されるのは、磁気刺激の適用に対する見込みのある神経の応答を検出するために構成される経皮感知及び監視装置、並びに識別された神経を識別及び特徴付ける目的で感知応答データを分析するために構成されるコンピューティング装置である。特に、上記に記載したように、経皮感知及びモニタリング装置は、複数の感知素子を備えてもよく、この感知素子は、感知素子の行及び列の両方を含むグリッドの形態に構成されてもよい。感知素子の数は、対象とする神経の大きさや向きに応じて、2、4、6、8、10、またはそれ以上の任意の数の行および列など、またはその間の任意の数の感知素子が提供されてもよい。各感知素子は、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に応じた神経の反応を識別するように構成され、この生の反応データは、神経の反応の大きさ及び向きを含んでもよい。同様に 経皮センシング・モニタリング装置は、センシングされた生の反応データを送信するための通信モジュールを含んでもよい。
[0050]さらに、本システムは、経皮センシング及びモニタリングデバイスの一部であるか又は他の方法で結合されるコンピューティングデバイスなどのコンピューティングデバイスを含んでもよい。示されるように、コンピューティングデバイスは、生の反応データを受信し、生の反応データを評価し、標的とする神経障害性神経の1つ又は複数の特性を決定するように構成されてもよい。様々な実施態様において、コンピューティングデバイスは、どのセンサ要素がどの向きで最も強い反応を拾うかを三角測量するように、センサ要素の複数の異なる組み合わせを使用して様々な様式で生の反応データを処理するための処理エンジンの組を含んでいる。
[0051] 例えば、経皮センシング及びモニタリング装置の複数の感知要素の第1のユニットから生の反応データを受信するためのような、第1の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが提供されてもよい。特に、第1の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つの、又は4つ又は5つの、又は6つ以上の、感知要素の第1のセットなどを含んでもよい。感知素子の各々または選択からなど、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含む生の反応データなど、様々な生のデータが収集されてもよい。このデータは、生の形態であってよく、印加された磁気刺激に対する神経障害性神経の反応を特徴付けるために使用されてもよい。そのような例では、第1の処理要素は、第1の感知ユニットの感知要素の選択されたセットの各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよい。それゆえ、第1の感知素子又は感知素子のセットは、第1のユニットについての第1の統合された大きさ及び第1の統合された方位を決定するために構成されてもよい。
[0052]さらに、感知要素の第2のユニットから生の反応データを受信するためのような、第2の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよい。上記のように、第2の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つ、又は4つ又は5つ、又は6つ以上の感知素子の第2のセットなどの感知素子の第2のセットを含んでもよい。上記と同様に、生の反応データは、適用されたtMS刺激に対する神経障害性神経の反応をさらに特徴付けるための、感知素子のそれぞれまたは選択からのような、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含むことになる。したがって、第2の処理要素は、第2の感知ユニットの感知要素の各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよく、第2のユニットに対する第2の統合方向及び／又は大きさ並びに第2の統合向きを決定するようにさらに構成されてもよい。これらのプロセスは、感知素子の多数の異なる組み合わせを含む感知ユニットの多数の異なる選択について繰り返されてもよく、すべてが、異なる方向における異なる大きさの強さを有し、三次元、X、Y、およびZ空間におけるような異なる向きを有する多種多様なセンサデータを生成する。
[0053]さらに、第3の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが、第1及び第2、並びに他の任意の及び全ての統合された方向及び大きさのデータを受信するために提供されてもよく、さらに、感知ユニットのどの集合、及びその感知要素のどの集合が、最大の大きさを呼び起こすか又は他の方法で証拠立てるかを決定するために構成されてもよい。同じまたは異なる処理エンジンは、次に、感知された大きさデータを評価し、評価されたデータポイントに重みを関連付けるように構成されてもよく、例えば、振幅および／または応答の大きさに関して、最大の結果データを立証する感知ユニット、ならびにその感知要素に、より大きな重みが付与される場合などである。
その後、より少ない重み付けが、他のすべての感知ユニットおよび感知要素に帰着され得る。
その後、より少ない重み付けが、他のすべての感知ユニットおよび感知要素に帰着され得る。
[0054] さらに、第4の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよく、例えば、第4の処理エンジンは、第1および第2および任意の追加の統合された方位を受け取り、それを評価し、個々のデータポイントに重みを関連付けるように構成され、いずれの方向が、最大の応答を呼び起こすセンサユニットの感知要素によって受け取られた方向データと相関しているか、例えば、より大きい大きさを立証しているかについて大きな重みが付与される。そして、より少ない重み付けが、他のすべてのセンシングユニット及びセンシングエレメントに帰着され得る。第5の処理エンジン、又は処理エンジンのセットは、複数の感知ユニットについてのそれぞれの統合された大きさ、統合された向き、及び他の収集データ、例えば統合された方向及び振幅データ、並びに重みデータを受信して評価し、評価された大きさ、向き、他の収集データ、及び重みデータに基づいて、例えば標的とされる神経障害性神経を定義する座標のセットを判定するためにも存在し得る。第6の処理エンジン、または処理エンジンのセットは、それによって神経障害性疼痛体験を改善するように、標的とされる神経障害性神経に集束磁気刺激を投与するための第1の治療プロトコルを決定するためなどに提供されてもよく、ここで第1の治療プロトコルは、治療すべき神経障害性神経に対するtMS適用デバイスの提案された方向および／または投与すべき集束磁気刺激の振幅、または他の波形特性、を含む場合がある。
[0055] その結果、感知及び通信ユニットは、tMS感知装置が、それに加えられた磁気刺激に応答するなど、1つ又は複数の神経線維に対する1つ又は複数の変化を感知又は他の方法で決定し、その結果を関連のtMSシステム計算及び／又はコントローラデバイスに通信するためのものであることを可能にする。IMS感知装置はまた、受信信号を増幅するため、及び／又はそれを送信するための、増幅器を含んでもよく、例えば、活性化神経繊維の刺激から受信したアナログ信号を変換し、受信信号をそのデジタル表現に変換するための、アナログ／デジタル変換器を含んでもよい。一旦処理されると、受信されたデータは、治療領域をより効果的に標的化し、より具体的には、関心のある神経構造を標的化するように、システム、及び／又はtMSアプリケーションを構成するためなど、1又は複数のシステムパラメータを変更するために使用することが可能である。
[0056] さらなる態様では、神経が経験する被験者の体内の標的領域に存在するような、標的神経に集束磁気刺激を送達するための治療プロトコルを決定するための方法が提供され得る。
神経障害性疼痛 本方法は、以下のステップのうちの1つ以上を含んでもよい。まず、上述したような経皮的感知及びモニタリングデバイスを、痛み体験の部位などで身体に結合してもよい。経皮感知及びモニタリング装置は、識別された標的神経を生じさせるように、印加された磁気刺激に応答する神経の反応を識別するように構成されてもよく、いくつかの実施形態では、感知装置は、センサ要素データにアクセスするように構成された処理要素を含むか、さもなければそれに関連付けられることができる。センサデータの評価に基づいて、神経において治療的または予防的応答をより効果的に引き起こすように、磁気刺激を標的神経に最適に集中させるように、標的神経に対してtMS適用装置があるべき提案された方向が示される。様々な実施形態において、提案された配向は、X、Y、及び／又はZ方向の座標、及び／又は所定のマーカーに対する緯度及び経度に関する座標など、1つ又は複数のパラメータによって特徴付けられる場合がある。
神経障害性疼痛 本方法は、以下のステップのうちの1つ以上を含んでもよい。まず、上述したような経皮的感知及びモニタリングデバイスを、痛み体験の部位などで身体に結合してもよい。経皮感知及びモニタリング装置は、識別された標的神経を生じさせるように、印加された磁気刺激に応答する神経の反応を識別するように構成されてもよく、いくつかの実施形態では、感知装置は、センサ要素データにアクセスするように構成された処理要素を含むか、さもなければそれに関連付けられることができる。センサデータの評価に基づいて、神経において治療的または予防的応答をより効果的に引き起こすように、磁気刺激を標的神経に最適に集中させるように、標的神経に対してtMS適用装置があるべき提案された方向が示される。様々な実施形態において、提案された配向は、X、Y、及び／又はZ方向の座標、及び／又は所定のマーカーに対する緯度及び経度に関する座標など、1つ又は複数のパラメータによって特徴付けられる場合がある。
[0057] 標的神経が間質空間内に定義され、及び／又は周囲空間内のIMSアプリケータの提案された方向が決定されると、経皮磁気刺激（tMS）適用装置は、ロボット又は機械的位置合わせシステムの作動を介してなど、標的領域に近接して位置決めされてもよい。具体的には、位置決めシステムは、多関節アーム部材を有していてもよい位置決め要素を含んでもよく、そのような例では、方法は、アーム部材の1つ又は複数に結合された経皮磁気刺激適用装置が標的領域に近接して位置決めされるようにアーム部材の1つ又は複数を多関節化することを含んでいてもよい。位置決め工程中に、本方法は、磁気刺激送達のための提案された向きの1つ又は複数のパラメータに従って、標的領域に対してtMS適用装置を方向付けることを更に含んでもよい。
[0058] 適切に位置決めされ、方向付けされると、tMS適用装置は、tMS適用装置が標的領域に近接して配置され、決定された方向にあるときなど、特定された標的神経に集中した磁気刺激を生成し送達するように起動される場合がある。身体の標的領域へのtMS感知装置の結合及び磁気刺激の投与の後に、本方法は、標的領域への磁気刺激の送達に応答して識別された標的神経の活性化を経皮感知及びモニタリング装置によって検出することをさらに含んでもよい。次いで、1つ以上の処理エンジン又は要素を有するコンピューティングデバイスが、特性評価結果データを生成するように、識別された標的神経の活性化を特性評価するために採用され得る。様々な実施形態において、コンピューティングデバイスは、オンボードコンピューティング要素であってもよく、又はtMS感知及びモニタリングデバイス及びtMSアプリケーションデバイスの一方又は両方に他の方法で結合されてもよい。さらに、本方法は、例えば、コンピューティングデバイスによって、特性評価結果データに基づいて、識別された標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定することを含んでもよい。
[0059] 本開示の更なる態様は、神経障害性疼痛体験を緩和するためなど、神経障害性疼痛を体験している被験者の体内の標的領域の標的神経に投与する集束磁気刺激の1つ以上の送達特性を決定するための方法に向けられている。本方法は、経皮センシング及びモニタリング装置を、痛み体験の領域で身体に結合することを含んでもよい。上記に示したように、特定の実施例では、経皮感知及びモニタリングデバイスは、各感知ユニットが、2、3、4、5、最大10又はそれ以上の感知素子の行及び列の両方を有するグリッドを形成するように配置されてよい複数の、例えば少なくともトウ又は3の、感知素子を含む、複数の感知ユニットを有してもよい。各感知素子は、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に対する神経の反応を特定するように構成されてもよく、例えば、生の反応データは、反応の方向、振幅、大きさ、及び／又は向きを含んでもよい。
[0060] 感知装置が身体に結合されると、標的化される神経によるそれに対する反応がtMS感知装置の1つ又は複数の感知要素によって感知され得るような方法で標的神経における反応を誘発するように、磁気刺激が、例えばモバイルtMS適用装置によって痛み体験の領域に適用されてもよい。したがって、標的領域に磁気パルスを印加するのに続いて、経皮センシング及びモニタリング装置は、複数の感知ユニットから生の反応データを収集する。収集されたデータは、次に、例えば、以下の装置によって処理及び評価されてもよい。
感知装置のオンボード処理要素および／またはそれに関連するコンピューティング装置によって、センサ要素およびセンサユニットデータは、例えばその選択から、複数の統合センサユニットデータが生成されるように決定および統合されてもよい。そのような例では、各個々及び／又は統合されたセンサユニットデータは、例えば、複数の感知ユニットの各々の感知要素によって検出された応答の統合された大きさ及び統合された向きを含んでもよい。
感知装置のオンボード処理要素および／またはそれに関連するコンピューティング装置によって、センサ要素およびセンサユニットデータは、例えばその選択から、複数の統合センサユニットデータが生成されるように決定および統合されてもよい。そのような例では、各個々及び／又は統合されたセンサユニットデータは、例えば、複数の感知ユニットの各々の感知要素によって検出された応答の統合された大きさ及び統合された向きを含んでもよい。
[0061] 次に、コンピューティングデバイスは、比較結果のセットを生成するように、感知ユニットの選択から収集された統合センサユニットデータを、一方と他方で比較してもよい。コンピューティングデバイスは、比較の結果を評価し、次いで、標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定する。例えば、様々な実施態様において、治療プロトコルは、治療される神経を定義する座標のセット及び／又は標的領域及び／又は標的神経に対してtMS適用装置を方向付けるための方向など、1又は複数の送達特性を定義し得る。特定の実施例では、演算装置は、磁気パルスを生成する際に使用され得る1つ又は複数の適用パラメータを決定してもよい。示されるように、磁気パルスは、1つまたは複数の決定された波形特性を有するように設計されてもよい。そのような実施例では、1つ以上のアプリケーションパラメータは、例えば、磁気パルスが磁気パルスの波長、周波数、振幅、及び持続時間によって定義される、所望の磁気パルスを生成するための、電圧レベル及び電流レベルを含んでよく、これらは全て選択可能であってよい。
[0062]図1は、本開示のシステムの一実施形態の概略図を提供し、このシステムは、経皮磁気刺激（tMS）感知及び監視システムに結合される経皮磁気刺激（tMS）適用デバイスを含む。
[0063]図2は、8の字構成の複数の磁気コイルを有する本開示の経皮磁気刺激アプリケータの図解を提供する。
[0064]図3Aは、図2のIMSデバイスの磁気コイルのボトムアップ図を提供し、ここで磁気コイルは8の字の構成を有している。
[0065]図3Bは、図3Aの磁気コイルのボトムアップ図を提供し、ここで、tMSアプリケータのハウジングは、複数のレーザ追跡要素と、複数の磁場センサーとを含み、ここで、磁場センサーは、磁気コイル上に重ねられている。
[0066]図3Cは、複数の磁場センサーを有する磁気コイルの底面上面図を提供し、ここで、磁場センサーは、円形アレイに配置される。
[0067]図3Dは、図2のtMSデバイスによって生成される代表的な磁気パルスのグラフ表示を提供する。
[0068]図3Eは、磁気パルスの生成に関する図2のtMSデバイスの表現を提供する。
[0069]図3Fは、図3Dの生成された磁気パルスの振幅のグラフ表示を提供する。
[0070] 図4A及び図4Bは、オン及びオフの両方の構成における、図2のtMSアプリケータのためのスマートカバーの透視図を提供する。
[0071]図5Aは、本システムのtMS感知デバイスの分解図を提供する。
[0072] 図5Bは、tMS感知デバイスのセンサー層の図を提供し、ここでセンサー層はセンサーの線形アレイを含んでいる。
[0073]図5Cは、tMS感知デバイスの複数のセンサー層を提供し、ここで、各層のセンサーは、センサーモジュールを形成するように一緒に電気的に結合される。
[0074]図6は、治療を必要とする対象上の治療領域の標的部位へのtMSの送達のためのアライメント手順を提供する。
異なる実施形態の説明
異なる実施形態の説明
[0075]ここで、主題の様々な実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。本開示の例示的な実施形態は、以下で説明される。本明細書に記載される主題の1つ以上の変形例の詳細は、本明細書に記載される。
添付の図面および以下の説明のとおりである。本明細書に記載された主題の他の特徴および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。明確にするために、実際の実施態様の全ての特徴を本明細書に記載するわけではない。
添付の図面および以下の説明のとおりである。本明細書に記載された主題の他の特徴および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。明確にするために、実際の実施態様の全ての特徴を本明細書に記載するわけではない。
[0076] 当然ながら、任意のそのような実際の実施形態の開発において、システム関連およびビジネス関連の制約への準拠など、開発者の特定の目標を達成するために、多数の実施形態固有の決定を行わなければならないが、それは実施形態ごとに異なるであろうことは、理解されるであろう。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては日常的な事業であろうことが理解されるであろう。
[0077] 従って、様々な実施形態が本明細書で議論されているが、これらの実施形態に限定することを意図していないことが理解されよう。それどころか、提示された実施形態は、様々な実施形態の精神及び範囲内に含まれ得る代替物、修正物及び等価物をカバーすることを意図している。
添付の特許請求の範囲によって定義される実施形態。さらに、以下の異なる実施形態の説明では、本主題の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実施され得る。他の例では、よく知られた方法、手順、構成要素、および回路は、記載された態様を不必要に不明瞭にしないように、詳細には記載されていない。
の実施形態である。
添付の特許請求の範囲によって定義される実施形態。さらに、以下の異なる実施形態の説明では、本主題の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実施され得る。他の例では、よく知られた方法、手順、構成要素、および回路は、記載された態様を不必要に不明瞭にしないように、詳細には記載されていない。
の実施形態である。
[0078] 本発明の装置及びシステム並びにこれらを使用する方法は、痛み、特に、慢性的な痛みの感覚を低減及び／又は改善する目的で提供される。特に、1つの態様において、本明細書に開示されるデバイス、システム、及びそれらの使用方法は、外傷性神経損傷及び他のタイプの神経損傷から生じるような、末梢神経の痛みを低減するために有効である。より詳細には、以下を適用することによる末梢神経損傷の治療が挙げられる。
経皮磁気刺激（tMS）は、USSN：16／231，249に開示されており、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
経皮磁気刺激（tMS）は、USSN：16／231，249に開示されており、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0079]具体的には、本開示の一態様は、A-b神経繊維の刺激作用の低下によって典型的に引き起こされる慢性、神経障害性疼痛の治療である。しかしながら、身体の適切な領域、より具体的には身体の特定の組織内の1つ以上の孤立した構造に、所望の用量の磁場印加を送達することは、極めて困難である。その結果、本明細書で提示されるのは、A-a、A-b、A-d、及びC繊維などの他の神経繊維を実質的に活性化しない一方で、A-b神経繊維の刺激を増大させるのに十分な磁場パルスの標的治療量を送達するように構成された装置、システム、及び方法である。これは、治療を必要とする神経であるA-bがある程度の深さで皮膚の下にあり、他の神経線維及び／又は他の組織構造と多少混在している可能性があることを考えると、達成するのは容易ではない。
[0080]特に、示されるように、痛みを軽減するために有効であるが、磁気刺激によるA-b神経線維の活性化は困難である。
具体的には、A-b神経の活性化をもたらすような刺激を発生させ、その結果、痛みの感覚を軽減するためには、TMSアプリケータとそれが提供する磁気刺激を、治療の標的組織に向けて細かく調整し、方向付け、集中し、指向することが有用である。しかしながら、治療用磁気パルスを治療部位に適用する際に、tMSアプリケータが治療部位を見逃し、治療部位から外れ、及び／又は正しい向きで治療部位に関与しないことは、非常に簡単である。
具体的には、A-b神経の活性化をもたらすような刺激を発生させ、その結果、痛みの感覚を軽減するためには、TMSアプリケータとそれが提供する磁気刺激を、治療の標的組織に向けて細かく調整し、方向付け、集中し、指向することが有用である。しかしながら、治療用磁気パルスを治療部位に適用する際に、tMSアプリケータが治療部位を見逃し、治療部位から外れ、及び／又は正しい向きで治療部位に関与しないことは、非常に簡単である。
[0081] これらの困難を克服するために、本明細書に記載される磁気感知、監視、及び／又は追跡装置、システム、並びにそれらの使用方法の開発及び使用が進められてきた。具体的には、tMS療法の適用は、電気伝導性の神経と相互作用する変化する磁場が、神経における電流の流れを誘発し、それによって痛みの経験の減少をもたらすという事実に依存している。この誘導された電流の流れは、神経の構造と動作を変えることができます。しかしながら、磁場は、痛みの軽減のためなど、神経繊維において評価できる効果を発生させる十分な量及び／又は質、並びに配向で、神経繊維によって受け取られる必要がある。
[0082]特に、様々な実施例において、印加される磁場は、地球の磁場よりも数万倍強い1～3テスラのオーダーであってよい。そのため、このような高いレベルの磁場を実現するには、100～500マイクロ秒のような非常に短い時間にわたって供給される大きな電流のパルスが必要である。今日まで、治療を必要とする神経の正確な位置をピンポイントで特定するには、しばしばランダムで再現性のない複数の試行が必要である。
[0083] 従って、ここに、適切に構成されたtMSアプリケータによる痛みの部位への磁場の適用をより効果的にするために、痛み発生の活性領域、例えば、急性及び／又は慢性疼痛経験の部位に近接するIMS適用デバイスの適切な向きを決定する機構及びシステムを提供する。さらに、治療部位の組織内の神経線維に1つまたは複数の磁気パルスを投与する方法が提供される。
[0084]特に、本明細書で提供されるのは、標的の痛みを引き起こす神経によってうまく受け取られるように、磁気放射の有効な投与の決定された範囲内にある磁場の送達におけるそれらの使用を含むtMS感知装置及びシステムである。また、神経繊維の活性化を引き起こし、神経内の痛みの軽減をもたらすように、適切な方向および適切な特性でそのような放射線を送達するための方法が提供される。より詳細には、被験者の治療部位を特定し、磁気パルス送達装置を治療部位に方向付け、被験者に磁気放射線を投与するための機構、システム、及び方法であって、例えば、機構が、磁場の投与を感知及び／又は監視するように構成された感知装置及び／又は監視装置を更に含む、機構が提供される。
具体的には、治療部位への刺激の印加を感知及び／又は監視するためのシステム及び装置が提供される。
具体的には、治療部位への刺激の印加を感知及び／又は監視するためのシステム及び装置が提供される。
[0085] 従って、1つの態様において、図1に示されるように、被験者の身体上の治療部位に経皮磁気刺激（IMS）を送達するためのシステム1が提供される。システム1は、tMSシステム10、tMSアプリケータシステム100、並びに監視システム152のtMS感知及び監視装置150を含み得る。tMSアプリケータシステム100は、IMSアプリケータ105から治療用磁場を生成し、それを必要とする被験者の身体1000上の治療領域に向けて向けるように構成される。IMSアプリケータシステム100と共に、システム1は、ロボットアームなどの位置決め要素140も含んでもよい。
具体的には、tMSアプリケータ105は、位置決め要素140の遠位部分に結合されてもよく、それによって、位置決め要素140は、tMSアプリケータ105及び／又は磁気コイル115を身体1000の治療領域に近接して方向付ける及び／又は位置付けるように構成される。tMSシステムは、制御ユニット110を含むか、さもなければ、制御ユニット110と関連付けられてもよい。さらに、IMSアプリケータ105及び位置決め要素140のうちの1つ以上は、個々の制御ユニット110A及び110Bをさらに含んでもよい。
具体的には、tMSアプリケータ105は、位置決め要素140の遠位部分に結合されてもよく、それによって、位置決め要素140は、tMSアプリケータ105及び／又は磁気コイル115を身体1000の治療領域に近接して方向付ける及び／又は位置付けるように構成される。tMSシステムは、制御ユニット110を含むか、さもなければ、制御ユニット110と関連付けられてもよい。さらに、IMSアプリケータ105及び位置決め要素140のうちの1つ以上は、個々の制御ユニット110A及び110Bをさらに含んでもよい。
[0086] 例えば、tMSアプリケータシステム100は、個別制御装置110Aを含んでもよく、様々な実施形態において、位置決め要素は、個別制御装置110Bを含んでもよい。具体的には、tMSアプリケータ装置105は、位置決め要素140の近位端の近くの部分に結合されてもよく、以下のために構成される制御ユニット110Aを含んでもよい。
位置決め要素HOBの制御ユニットと通信し、tMS
システム制御ユニット100であり、tMSアプリケータ装置105、位置決め要素140、tMSシステム10、関連する撮像コンポーネント130、照明要素125、及び／又は距離スキャナ135の1つ以上を制御するように構成されてもよい。
位置決め要素HOBの制御ユニットと通信し、tMS
システム制御ユニット100であり、tMSアプリケータ装置105、位置決め要素140、tMSシステム10、関連する撮像コンポーネント130、照明要素125、及び／又は距離スキャナ135の1つ以上を制御するように構成されてもよい。
[0087] 示されたように、システム1は、制御モジュール110、例えば、スタンドアローンのであるクトップ又はラップトップコンピュータを含むこともでき、例えば、制御モジュール110がシステムのマスター制御ユニットとして機能し、tMSアプリケータ制御システム110A及び／又はポジショニング要素コントローラ110Bのうちの1つ又は複数と通信している場合などである。具体的には、コンピューティングデバイスなどのマスター制御ユニット110が含まれ、tMSアプリケータシステム100、tMSアプリケータ105、及び位置決め要素140の1つ又は複数の動作を制御するように構成されてもよい。
[0088] 例えば、システム制御ユニット110は、tMSアプリケータ105の磁気コイル115によって生成及び適用される磁場の生成及び／又は適用に関してなど、tMSアプリケータ装置105の1つ又は複数の動作パラメータを制御してもよい。様々な実施態様において、システム制御装置110は、tMSアプリケータ110A及び／又は位置決め要素制御装置110Bのオンボード制御装置と協働してこの機能を実行するが、他の実施態様において、システム制御装置110は、tMSアプリケータ105及び／又は位置決め要素140の直接制御を提供する。具体的には、制御装置110は、IMSアプリケータ105の適切な向き及び構成を細かく決定して実施するために、三次元空間におけるその動きに関して位置決め要素140を制御してもよい。この微細な制御は、磁気パルス及び／又は電気パルスを、識別され標的とされた関心対象の神経組織に、より効果的に送達する目的で発揮され得る。
[0089] 適用される磁場の送達をより効果的にするために、図3B及び3Cに関して分かるように、様々な実施形態において、tMSアプリケータシステム100は、距離スキャナ135がtMSアプリケータ105と身体1000の治療領域との間の距離を決定するために構成されるなど、距離決定装置135A及び135B、並びに撮像コンポーネント130を含んでもよい。様々な実施態様において、距離スキャナ135は、距離及び時間を測定するための1つ又は複数のレーザーを含んでもよい。例えば、特定の実施態様では、距離スキャナ135は、飛行時間センサであってもよい。
[0090]同様に、tMSアプリケータ105は、照明要素125及び撮像捕捉装置130を含んでもよく、それによって、照明要素125は、以下の通りであってもよい。
ターゲティングを照明するために構成され、一方、撮像装置130は、ターゲット領域における身体の組織内の照明された構造の画像を捕捉するために構成されてもよい。同様に、図3Cで見ることができるように、複数の磁場センサを有する磁気コイル115のボトムアップ図が提供され、ここで、磁場センサは円形アレイに配置される。様々な例において、このセンサーアレイは、tMSアプリケータ105の一部であってよく、及び／又はそのカバー108の一部であってよく、又はtMS感知及び監視装置150の一部であってよい。
ターゲティングを照明するために構成され、一方、撮像装置130は、ターゲット領域における身体の組織内の照明された構造の画像を捕捉するために構成されてもよい。同様に、図3Cで見ることができるように、複数の磁場センサを有する磁気コイル115のボトムアップ図が提供され、ここで、磁場センサは円形アレイに配置される。様々な例において、このセンサーアレイは、tMSアプリケータ105の一部であってよく、及び／又はそのカバー108の一部であってよく、又はtMS感知及び監視装置150の一部であってよい。
[0091] 様々な例において、捕捉される画像は、ターゲット領域における身体1000の表面積の状態を決定するために、システムのコンピューティングデバイスによって使用されてもよい。更に、幾つかの実施態様では、捕捉されている画像は、対象領域の組織内の内部構造の状態を決定するために採用されてもよい。そのような例では、tMSアプリケータ105及び／又は磁気コイル115の配置、位置決め、及び向きは、以下の1つ以上の協調的相互作用を通じて達成されてもよい：位置決め要素115、画像捕捉装置、130、例えば、立体視カメラ、距離測定装置135、例えば, マイクロレーザー及び／又はTOF距離スキャナー、並びにtMSデバイスコントローラ110A、位置決め要素140及びコントローラ110B、並びにtMSアプリケータ105などのシステムの様々な他の構成要素と通信して協調的に動作するシステム計算装置110により実装される独自のソフトウェア命令。
[0092] 本明細書に開示されるように、治療を必要とする対象に適用される治療を最適化するように、生成された磁気パルスを変調できることは有用である。例えば、生成される磁気パルスを構成する際に、磁気パルスの波特性及びその生成メカニズムに関して、装置を流れる電流、その電流を押すために採用される電圧、発生する抵抗、及び電流の流れの持続時間、並びに磁気パルスの周波数及び波の振幅など、変調できるパラメータが多く存在する。システム構成要素、例えば電圧、電流などの構成に関して調整することができる他の要素には、インダクタンスとキャパシタンスの両方、及びIMS応用デバイスの磁気コイルの抵抗が含まれる。
[0093] さらに、最適な投与条件を生成するように、及び／又は最適な投与条件を生成及び提供するために、標的部位に対するtMSアプリケータ、例えば磁気コイルの位置及び向きを全て調節することができる。
の波形が得られます。その結果、本開示の装置、システム、及びそれらの使用方法は、非侵襲的な慢性疼痛緩和療法の適用を大幅に改善することになる。
の波形が得られます。その結果、本開示の装置、システム、及びそれらの使用方法は、非侵襲的な慢性疼痛緩和療法の適用を大幅に改善することになる。
[0094] 従って、様々な実施形態において、tMSアプリケータは、パルス特性及び／又は送達パラメータをより細かく迅速に制御できるように、電圧、電流、振幅、周波数、持続時間などのうちの1つ又は複数を変調するための変調ユニットを含んでもよい。特定の
実施形態では、変調ユニットは、生成されたTMS刺激の磁気刺激の振幅などに関する波形を変調するように、TMSアプリケータコントローラと連動して動作し得る。様々な実施形態において、tMSアプリケータ変調器は、押される又はスクロールされる機械的要素であってよい。
実施形態では、変調ユニットは、生成されたTMS刺激の磁気刺激の振幅などに関する波形を変調するように、TMSアプリケータコントローラと連動して動作し得る。様々な実施形態において、tMSアプリケータ変調器は、押される又はスクロールされる機械的要素であってよい。
[0095] しかしながら、他の実施態様では、tMSアプリケータのユーザが、ボタン又はトグルを押すなどして、アプリケーション装置によって適用されている様々な波動特性を容易かつ迅速に変調できるように構成されたデジタル要素であってよい。このような態様では、波形の電圧、電流、振幅、周波数、波長、持続時間などを、主制御装置にアクセスすることなく、アプリケータ装置自体から直接、例えば上下に変更することが可能である。例えば、特定の実施例では、関心のある標的神経に印加する磁場を生成する際に使用する電流を生成する際に採用する電力範囲は、可変であってもよい。
[0096] 例えば、パルス電圧は、0、静止状態から約4000V、例えば約1000又は約1500Vから約2800Vを含む約3500又は約3000Vまでの範囲で、これは電流を駆動するために採用されてもよく、この電流は、それ自体が0から約6000アンペア、例えばアクソンコイルにおいて約1000又は約2000アンペアから約4，800アンペアを含む5000又は3000アンペアまでの範囲であり得る。同様に、システムは、その構成部品、例えば磁気コイルに関して、採用されるインダクタンスが、約5または10ヘンリースから約40または30ヘンリース、例えば約15から約20ヘンリース、約15.36E-6ヘンリースを含む範囲であってもよい、構成されることができる。さらに、コイルは、抵抗が約400から1000オーム、例えば約700オームを含む約600から約800.0E-6オームの範囲となるように、その組成及び／又は編組などに関して構成されてもよい。さらに、静電容量は、282マイクロ秒のパルス周期を提供しながら、約132E-6ファラッドを含む約100から約150ファラッドなど、50から約200ファラッドの範囲であってもよい。さらに
具体的には、電圧範囲を変調することで、抵抗は一定のまま、電流の関数として振幅を直接変化させることができる。SCR（シリコン制御整流器）または同様のサイリスタの発射の持続時間および周波数範囲を変更すると、波形特性が修正される。
具体的には、電圧範囲を変調することで、抵抗は一定のまま、電流の関数として振幅を直接変化させることができる。SCR（シリコン制御整流器）または同様のサイリスタの発射の持続時間および周波数範囲を変更すると、波形特性が修正される。
[0097] したがって、磁気パルスの浸透深さを電流設定から増加又は減少させることが望まれる場合、これを達成することができる複数の方法があり、1つは、以下に詳細に説明するように、アプリケータ装置の位置及び向きを構成することによるものである。振幅を調整することができる別の方法は、振幅を増加させ、それによって浸透をより深くする、または振幅を減少させ、それによって浸透をより浅くするように、前述の変調ユニットとの係合など、波形を調整することによるものである。具体的には、本明細書において以下でより詳細に説明するように、皮膚の表面から約1又は2cmの深さ、例えば約4、5又は6mmsの深さを含む0.2mmから8mmまでの深さまで浸透を増加させるように調節することが可能である。
[0098]特定の実施形態では、電圧は、約100～約500マイクロ秒、約200～約400マイクロ秒、約300、例えば283マイクロ秒を含む、約50～60mVを含む約20～約100mV、約40～約80mVなど、変調されてもよい。同様に、電流を治療コイルを通して押し出すために、約2000から約10，000アンペア、例えば約5000アンペア、例えば5，500アンペアを含む約4000から6000アンペアなどのアンペア数が変調されてもよい。
[0099] さらに、図5A～図5Cに関して本明細書で以下に開示するように、システム1は、1つ以上のセンサ装置又はユニット152を有する1つ以上のセンサシステム150をさらに含んでもよく、このセンサユニット152は、磁気計、原子磁気計、皮膚電極などの複数のセンサ要素160を含んでもよい。したがって、様々な実施形態において、tMSアプリケータデバイス105は、センサ及び／又はモニタリング及び／又はトラッキングシステム152のうちの1つ又は複数と共に採用されてもよいし、さもなければ、これらを含んでいてもよい。特に、センサシステム150が提供されてもよく、このセンサシステム150は、治療される組織の標的化を容易にし、標的化された組織1000への磁気および／または電気刺激の適用を指示するためなど、データを収集し、それを1つ以上のシステム制御要素110に与えるように構成され得る多数の異なるセンサ要素160を含んでいてもよい。様々な実施形態において、センサ要素160は、以下の通りであってもよい。
生物学的および／または他のデータを収集するように構成され、それによって、治療される対象の身体、例えば、神経の1つまたは複数の状態が監視および追跡され得る。
生物学的および／または他のデータを収集するように構成され、それによって、治療される対象の身体、例えば、神経の1つまたは複数の状態が監視および追跡され得る。
[0100]収集されたデータを収集し通信することができる任意の適切なセンサが採用されてもよく、磁力計、原子磁力計、皮膚電極などの他、光又は音放射器、画像捕捉装置、光センサ、温度感知装置、動作センサ、方向センサ、加速度計、並びに多数の他の異なる感知素子が採用され、これらは、治療及び／又は予防磁気及び／又は電気衝動の送達のためにtMSアプリケータを治療場所に近づけることを支援するように個別に又は集合的に採用され得る。
[0101] 従って、システム1は、位置決め要素140をさらに含むことができ、位置決め要素140は、治療部位に近接して、1つ又は複数の磁気及び／又は電気パルスを治療部位に送達するために適切な向きになるようにtMSアプリケータ105の位置決め及び／又は方向付けを補助するように構成される。この位置決めは、関連する制御装置110を介するなどして、手動または自律的に実行され得る。例えば、位置決め要素140、は、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有してよく、例えば、遠位部分がtMSアプリケータ105、例えば、磁気コイル115に結合されてもよい。
[0102] そのような例では、近位部分及び／又は遠位部分のうちの1つ以上は、tMSアプリケータ105の動きを実現するためのコントローラ110Bに関連付けられる場合がある。特定の実施形態では、位置決め要素140は、複数の関節アーム部材で構成されてもよく、ここで、複数のアーム部材は、自動化要素、例えば、コントローラ110Bと通信するモータによって一緒に結合されてもよい。様々な実施形態において、自動化要素は、治療部位に近接するtMSアプリケータ105の位置決めを支援するように構成されてもよい。
[0103] 従って、上記に鑑みて、図2に関して分かるように、本明細書では、標的組織への磁場の送達のための経皮磁気刺激（tMS）適用装置105が提示される。tMSシステム100は、磁気刺激装置として構成されるアプリケータ105を含み、従って、磁気コイル115を含む。具体的には、tMSアプリケータシステム100は、対象の身体に近接して配置されたときに、対象の治療部位に集束した磁束を送達するように構成される。
[0104] それゆえ、1つの態様において、上記に要約されるように、本明細書に提示されるのは、被験者の身体100上の治療部位に集束した磁気刺激を送達するためのIMS適用装置105を含む経皮磁気刺激（tMS）システム100である。様々な実施形態において、tMS適用装置105は、以下のうちの1つ又は複数を含むことができる。例えば、tMS適用装置105は、ハウジングを含んでもよい。ハウジングは、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含む延長本体を備えてもよい。拡張本体は、tMS適用装置105の1つ以上の構成要素を保持するための空洞を画定する。
[0105] tMSアプリケータ装置105は、ハウジングの拡張本体の近接部分の空洞内に配置された絶縁磁気コイルなどの磁気コイル115を含む。特定の実施形態では、磁気コイル115は、8の字配置を有してよく、図3Aに描かれているように、コイル115の8の字配置の周りに巻かれた編組を含んでよく、絶縁磁気コイル115は、決められたパルス速度で、決められた振幅を有する集束磁気刺激を生成して送達するように構成されてよく、絶縁磁気コイル115は、決められた振幅を有する集束磁気刺激と、決められたパルス速度で、集束磁気刺激と、決められた振幅を有する集束磁気刺激とを生成して送達するように構成されてよい。同様に、磁気コイル115は、選択された波特性、例えば、振幅、波長、及び周波数などを有する波形を生成するような方法で磁気刺激を生成するように、コイルを通して選択された電流を押すために決定された電圧を受けるように構成されていてもよい。
[0106] 様々な実施形態において、tMSアプリケータシステム100は、tMSアプリケータ105の磁気コイル115と連通している冷却素子を有する冷却機構を含んでもよい。特に、tMSシステム100は、冷却機構のリザーバからのような流体を、そこから熱を除去するのに十分な方法で磁気コイル115との間に並進させるための冷却要素を含んでもよい。任意の適切な冷却剤は、コイルから離れてリザーバに発生した熱を吸収して並進させる方法で、並進導管、例えばチューブを通って流れ、分解せずに磁気コイル115に接触することができる限り、冷却機構を通って流れるように使用されてもよい。同様に、リザーバは、磁気コイル115に向かって戻る前にリザーバ内の流体を急速に冷却することができる1、2、3、4、又は5以上のファンなどの1又は複数の冷却要素と関連してもよい。
[0107] 特定の実施形態では、冷却システムは、コイルの温度を検出し、コイルの温度を調節するようにそのようなコイル温度関連データをシステム制御モジュールに送るように構成された1つ以上の温度センサ、例えば、温度計を含んでもよい。具体的には、温度は、約30～35～40℃の温度を維持することを含む、約15度～約60度C、例えば約20度～約40度C、例えば25～約35度Cの範囲内で調節され得る。より具体的には、冷却システムは、設定点を与えられ、コイル内の温度を、46度以下、又は40度C以下などの設定点に保つように機能してもよく、又は、温度を範囲内に保つように設定されてもよく、範囲内の上限として、冷却システム及び／又は他のシステムパラメータ、例えば。電圧の印加、電流の実行、および／またはパルス長の持続時間はすべて、設定された限界内に温度を保つように変調することができる。
[0108] 特定の実施形態では、撮像装置130もアプリケータ105に含まれ得る。例えば、tMSシステム100、具体的にはtMSアプリケータ105は、撮像装置130BがIMS適用装置105のハウジングに近接して配置され得るような撮像装置130Bと関連付けられることがある。撮像装置130Bは、それによって、tMS適用装置105に対して治療される身体の治療部位の画像が表示されるフィールドを有する。さらに、様々な実施形態において、撮像装置130は、取り込まれた画像を処理して処理済画像データを生成するための処理要素1IOCを含んでもよく、処理済画像データを送信するための通信モジュールをさらに含んでもよい。
[0109]さらに、tMS応用システム100は、磁気刺激の発生を生成及び制御するように構成されたコンピューティング装置を備えてもよい制御モジュール110Aを含んでもよい。例えば、制御モジュール110Aは、磁気刺激の生成に採用されている電圧及び電流の1つ以上、並びに磁気コイルによって送達される磁気刺激の波形のパルスレート及び振幅に関して、tMSアプリケータ105を制御してもよい。このような態様では、細かく仕分けされたtMS刺激が生成され、被験者の身体の治療部位に集中的に送達され得る。
[0110] 従って、一実施形態では、描かれているように、手持ち式tMSアプリケータ105が提供され、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含む延長本体を有するハウジングを含むことができる。
拡張本体は、アプリケータ105の近位部分に配置された電流発生器などのtMSデバイスの複数の構成要素を保持するための空洞を画定する。描かれているように、tMSアプリケータ105の近位部分は、近位部分の端部セクションに配置されたハンドルによって把持されるように適合されたハンドリング部分として構成される。しかしながら、様々な実施形態において、近位部分は、tMSアプリケータ105及び／又はそのコイル115の1つ以上を移動及び／又は方向付けるように機能するロボットアームのような位置決め要素140に結合されるように構成されている。
拡張本体は、アプリケータ105の近位部分に配置された電流発生器などのtMSデバイスの複数の構成要素を保持するための空洞を画定する。描かれているように、tMSアプリケータ105の近位部分は、近位部分の端部セクションに配置されたハンドルによって把持されるように適合されたハンドリング部分として構成される。しかしながら、様々な実施形態において、近位部分は、tMSアプリケータ105及び／又はそのコイル115の1つ以上を移動及び／又は方向付けるように機能するロボットアームのような位置決め要素140に結合されるように構成されている。
[0111] 同様に、絶縁磁気コイル115は、ハウジングの拡張本体の遠位部分内に配置されてもよく、決められたパルス速度でなど、1つ以上の決められた特性を有する集束磁束を生成及び送達するように構成されてもよい。様々な実施形態において、磁場を生成し、送達するための複数の、磁気コイル115a及び115bが提供されてもよい。複数の磁気コイルは、2つのコイルの間で、ピーク出力が装置の中心に近接する焦点位置を有するように寸法決めされた振幅を有する電界を生成するために十分な距離だけ互いに離間されてもよい。
[0112] tMSシステム及び／又はアプリケータは、磁気コイル115と通信している制御モジュール110A及び1IOCを含むこともでき、この制御モジュールは、治療されるべき被験者の治療部位に所定の形態で磁束を送達するように、集束磁束、tMSアプリケータ105の磁気コイル115によって送達されるパルスレート、及び他の波形特性、などを制御するように構成され得る。様々な実施例において、tMSアプリケータの遠位部分は、そこに配置された1つの磁気コイル115Aを有する、右手ウィングを有してよく、そこに配置された別の磁気コイル115Bを有する、左手ウィングを更に含んでよく、発生した磁場の焦点位置を調整するように、及び／又はアプリケータ100の構成を、例えば、治療されるべき身体部分に関して制御するためにコイル115を他に対して一方を移動するための、左手と右手のコイルの間の連結接合部を更に含むことができる。同様に、アプリケータ105のコイル115の構成をより正確に制御するように、遠位部分が近位部分に対して移動できるように、tMSアプリケータ100の近位部分と遠位部分との間に関節領域が配置されてもよい。特定の実施形態では、本明細書に開示される関節領域の1つ又は複数は、モータユニット、例えば、通信で
本明細書に開示される装置の様々な構成が、システム1の通信可能に結合された感知装置150から受け取ったフィードバックに応答するなどして、自律的及び／又は自動的に構成され得るように、システム110のコントローラは、本明細書に開示される装置の様々な構成が、自律的及び／又は自動的に構成され得る。
本明細書に開示される装置の様々な構成が、システム1の通信可能に結合された感知装置150から受け取ったフィードバックに応答するなどして、自律的及び／又は自動的に構成され得るように、システム110のコントローラは、本明細書に開示される装置の様々な構成が、自律的及び／又は自動的に構成され得る。
[0113] 図2に関して分かるように、様々な実施形態において、tMSアプリケータ105の遠位部分は、個々の磁場を生成するための方法で電流が流され得る2つの導電性、例えばワイヤ、ループ115A及び115Bを有するアプリケータアセンブリを含んでいる。しかしながら、図3Dおよび3Eを参照して分かるように、図3Aに描かれているように、互いに近接して配置された2つの磁気コイルがあるので、2つの個別の磁場は、中心的な振幅を有する波形がそれらの間に生成され、それによって図3Dに描かれているように、中心振幅が目標治療部位に集中し向けられ得るように発生される。例えば、tMSアプリケータ105の2つのコイル115A及び115Bによって生成される磁場のグラフ表現は、各磁気コイル115の中心の位置を示す2つの直下点を含む。各磁気コイルは、2つのそれぞれの磁場が互いに補強し強化するような方法で個々のパルスを生成し、それによって、2つのコイルの中心間の中間に中心を持つ頂部波形を形成し、したがって、いずれかのコイルだけで生成できるよりも大きい振幅を有する。
[0114]特に、図3Eは、8の字型磁気コイルの構成によって生成される磁束の画像を示している。したがって、この態様では、その振幅、周波数、波長などに関するような磁気インパルスの波形特性は、識別された標的組織に集束した磁気パルスを送達するように制御され得る。したがって、組織内の神経障害性疼痛を引き起こす神経の深さに応じて、生成された波形の振幅、および他の波形特性は、標的とされた神経細胞から最適化された応答を標的にして誘発するように変調されることがある。IMSアプリケータ装置及びコイルの構成も、生成されたインパルスの波形及び／又は浸透深さに影響を与えるように、三次元空間に関してなど、操作することができる。
[0115] 従って、示されるように、システム1は、磁気インパルスを生成して標的部位に送達するように構成されてもよく、場合によっては、識別された治療標的部位に近接するように、電磁パルスも送達され得る。特に、特定の実施形態において、パルスは、以下の通りであってもよい。
を生成し、例えば、異常な神経活動によって引き起こされる痛みなどの痛みを経験している部位に、拡散または集束した方法で、向ける。しかしながら、いくつかの例では、組織内に浸透し、標的神経において所望の反応を誘発するために、IMSアプリケータは、標的領域に非常に近接して、例えば、ほとんどまたは実際に触れて配置される必要がある場合がある。そのような例では、図4A及び図4Bに関して分かるように、無菌治療投与を確実にするように、tMSアプリケータ上に衛生的なカバー、例えば、インテリジェント又はスマートカバーを含めることが有用であり得る。したがって、疼痛感知領域への磁場の投与の前に、保護カバー108が、カバー108が適用されていない図4Aとカバー108が適用されている図4Bとの間に示されるように、tMSアプリケータ105の上に配置され得る。
を生成し、例えば、異常な神経活動によって引き起こされる痛みなどの痛みを経験している部位に、拡散または集束した方法で、向ける。しかしながら、いくつかの例では、組織内に浸透し、標的神経において所望の反応を誘発するために、IMSアプリケータは、標的領域に非常に近接して、例えば、ほとんどまたは実際に触れて配置される必要がある場合がある。そのような例では、図4A及び図4Bに関して分かるように、無菌治療投与を確実にするように、tMSアプリケータ上に衛生的なカバー、例えば、インテリジェント又はスマートカバーを含めることが有用であり得る。したがって、疼痛感知領域への磁場の投与の前に、保護カバー108が、カバー108が適用されていない図4Aとカバー108が適用されている図4Bとの間に示されるように、tMSアプリケータ105の上に配置され得る。
[0116] 様々な実施形態において、カバー108は、アプリケータ105の遠位部分、例えば、身体に近接及び／又は接触するコイル含有部分を覆うための保護シースを提供するのに役立ち得る単一使用衛生的カバーとして構成されたスマートカバーであってもよく、それによってアプリケータ105の使用中に衛生状態を確保することが可能である。さらに、保護カバー108は、使用前に、カバー108がtMSアプリケータ105の遠位部分頭部の上に配置されることが要求されるように、IMS装置及びシステム1の起動装置として機能してもよい。特に、様々な実施例において、システム1は、tMSアプリケータ105、センサモジュール150、及び／又は保護カバー102を含むことができ、1つ以上の集団又は個々のユニットとしてパッケージ化されることができる。
[0117] 例えば、様々な実施態様において、IMSアプリケータ100及び／又はセンサモジュール150は、被覆要素108、例えば、複数の被覆要素、1つは、tMSアプリケータの1又は複数のコイル115を保護するように構成され、別のものは、tMS感知装置150のセンサ要素160を覆うために構成されている、を含んでもよい。このようにして、治療される対象は、衛生的なルーチンで保護され得る。したがって、特定の実施態様では、被覆108は、tMSアプリケータ105に結合されるように構成され、したがって、IMSアプリケータ105と治療領域の身体組織1000との間に衛生的なインターフェースを提供し、tMSアプリケータ100との任意の身体接触が衛生的な方法で行われるようにする役割を果たす。
[0118] さらに、様々な実施形態において、tMSアプリケータ105及び／又はtMS感知装置150と組み合わせた保護カバー108は、tMSアプリケータ100及び／又はtMS感知装置150の1回限りの使用など、システム1の1回限りの使用機能性を確保するように構成されてもよい。例えば、スマートカバー108は、アプリケータ105からカバー108を取り外すと、オフ又はデッド構成からオン又はアライブ構成に切り替えるなど、効果的に動作できるように構成される回路109を含んでもよい。このような態様において、システム1は、tMSアプリケータ105及び／又はセンサ150などに対して、ペイパーユーズモデルを実行するように構成されてもよい。例えば、特定の実施形態では、センサ150及び／又はアプリケータ105が1つの治療体制に使用され、一度採用されると改修されるまで再び配備されることができない1回限りの使用機能が実行される。
[0119] 他の様々な実施形態では、保護カバー108は、IMSアプリケータ105及び／又はセンサ装置150を認証するように構成されたコンピュータ又は機械アクチベータ109を含んでもよく、それにより、カバー108がこれらの装置のいずれかの上に配置されると、例えば、アクセスコードをカバー108から装置（又はその逆）へ受信及び／又は送信し、このアクセスコードは様々なシステム部品を認証しそれにより、例えば、カバーが装置に結合されている間、使用性を認可するようにする。例えば、保護カバー108、tMSセンサ150、及び／又はそのアプリケータ105の1つ以上は、2つの対応するコイルが互いに近接したときに電流が開始され、その電流が、アプリケータ及び／又はセンサ内の対応するコイルに通信可能に結合されるアクティブ及び／又はパッシブ認証コイル104を含んでいてもよく、このようなコイルによって 認証コードは、それによって使用を許可するシステムのコントローラなどへ送信される。
[0120] 様々な実施形態において、保護カバー108は、受信した信号に応答して、応答を開始し、それによってシステムの起動を知らせるような、電池、マイクロプロセッサ、及び／又はトランシーバを含んでもよい。より詳細には、保護カバー108は、回路を形成する1つ以上の刻まれた及び／又は巻かれたミニコイルを含むことができ、この回路は、システムコントローラ110に認証コードを送信するためにマイクロプロセッサ及び／又は送信機109をパワーアップするように電流を提供するために起動されることができる。このような態様において、保護カバー108は、使用を認証及び承認するように構成されるだけでなく、治療体制がいつ投与されているか、並びに、送達される磁気及び／又は電気パルスの性質を決定するようにさらに構成されてもよい。
[0121] 特定の実施形態では、保護カバー108内の巻かれた及び／又は刻まれたコイル又は他の回路は、治療パルスがカバーを通して身体に送達されると燃え尽きるように構成され、それによってこの1回の使用の後にセンサ・モジュール及び／又はアプリケータをさらに使用できないようにすることが可能である。例えば、コイルは、有線相互接続を介してなど、送信機に電気的に結合され得、このワイヤは、例えば、30mAの印加により、最初の使用中にバーンアウトし、その後の使用中にシステムをもはや起動できないように構成される。
[0122] 同様に、tMSアプリケータ100、tMSセンサユニット150、及び保護カバー108のうちの1つ以上は、1つ以上の磁界センサを含んでもよい。例えば、保護カバー108は、磁場及び／又は電場インパルスの印加を感知するように構成されたセンサを含んでもよい。そして、様々な実施形態において、感知及び監視ユニット150及び／又はアプリケータ105及び／又は保護カバー108は、メモリコンポーネントを含んでもよい。
[0123] 従って、図4A及び4Bに見られるように、1つの使用モデルにおいて、磁場及び／又は電場治療の適用前に、保護カバー108は、治療コイル115と対象部位の組織1000との間でアプリケータ上に保護、衛生的層を形成するように、その1又は複数のコイル115に近接して、tMSアプリケータ105（又はIMSセンサ150）に適用され得る。したがって、保護カバー108がtMSアプリケータ105上に配置されると、次に、適用されたパルスの品質及び／又は特性を検証するため、及び／又は使用パラメータを認証するために、tMSアプリケータ105によって1又は複数のパルスが適用され得る。
[0124] 受動コイルの作動などによる認証的使用が認識された場合、システムは、治療使用のために認可され得る。その結果、感知された磁気パルスは、使用ごとの支払いレジメンにおけるような、tMS装置105の使用を認証するために採用され得る。そのような例では、装置105が使用されることになるたびに、新しいカバーユニットが適用される必要があり、例えば、次の使用を再認証してロックを解除するために、使用者が新しい保護カバーを使用するたびに支払わなければならないような場合である。さらに、カバー108は、磁場印加を較正するためなど、印加パルスを感知して特徴付けるために構成される1つ以上のセンサ104を含んでもよい。
[0125] 様々な実施形態において、トラッキング要素も提供されてもよい。追跡要素は、感知及び監視150及び／又はtMS105装置などのシステム1の1つ以上の構成要素の追跡を容易にするために構成された任意の要素であってよい。例えば、様々な実施態様において、追跡要素は、マーキングペン又はテープ等によって提供されるような反射マーカーであってよい。特に、一実施形態では、追跡要素は、適切な反射テープであってもよい。
のサイズと寸法、および／または選択された構成で形成される。例えば、テープは、3mm×1または2mmのストリップであってもよく、これは、要素、例えば、センサ10または追跡されるべき対象の身体部分に配置されてもよい。
のサイズと寸法、および／または選択された構成で形成される。例えば、テープは、3mm×1または2mmのストリップであってもよく、これは、要素、例えば、センサ10または追跡されるべき対象の身体部分に配置されてもよい。
[0126] 従って、上記に鑑みて、必要とされているのは、tMS治療システム1と共に及び／又はその構成要素として使用するためのセンシング及び／又はモニタリングシステム100である。特に、本明細書で提供されるのは、tMSセンサユニット150及びモニタリングシステム100と協働するように構成されたtMSアプリケータ105を含むtMS適用システム1であり、これらの装置は、痛みの改善のためにそれを必要としている被験者の身体の一部に磁気刺激を加えるために一緒に機能し、システムは、tMS適用の標的化、有効性監視、及び微調整制御のために構成される。このシステム1の利点は、より良い治療結果を達成するように、制御を増加させる治療活動のより大きな観察可能性である。その結果、1つの態様において、本明細書で提供されるのは、経皮磁気刺激（tMS）療法の投与を補助する効力測定および／またはセンサーシステム100と感知装置150である。
[0127] 具体的には、図に関して見ることができるように。5A、経皮感知、画像化、追跡、及び／又は監視装置150が提供され、tMS感知装置150は、治療領域1000内の標的部位を特定すること、治療を受けるための関心神経を決定すること、などの1又は複数のために構成され、この感知装置150は、治療領域1000内の標的部位を特定すること。好適に構成されたtMS適用装置105によって、特定された神経線維への磁場の適用をより効果的に標的化して送達するように、関心のある標的神経を囲む身体1000の所定の領域内の皮下構造および／または血管の地形形態を定義し、それをシステムコントローラ110に伝達することである。
[0128] 特に、tMS感知装置150は、tMSアプリケータ100からの印加刺激に対する標的神経の応答を識別する目的でtMSアプリケータ装置105と相互作用するように構成されてよく、応答構造の1つ以上の特性を識別するためにさらに構成される。例えば、様々な実施形態において、IMS感知装置150は、A-a、A-b、A-d、及びC神経線維のうちの1つ以上の疑わしい形態を特定するために構成されている。
特に、様々な実施形態において、tMS感知システム100は、磁気パルスに対する応答性などによって、A-bをA-a、A-d、及びC繊維から区別することができ、したがって、tMSアプリケータからの印加パルスをA-b神経繊維に標的化することが容易かつ効果的になり得る。
特に、様々な実施形態において、tMS感知システム100は、磁気パルスに対する応答性などによって、A-bをA-a、A-d、及びC繊維から区別することができ、したがって、tMSアプリケータからの印加パルスをA-b神経繊維に標的化することが容易かつ効果的になり得る。
[0129] したがって、1つの態様において、図5Aに関して見られ得るように、本開示はIMS感知装置150に向けられており、それによって感知装置150は、tMSアプリケータ105と協働して動作するように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、感知装置150は、治療領域に近接する身体1000の皮膚に取り付けられることによってなど、治療を受ける対象、例えば、人の身体に直接関連付けられるように適合され得る。したがって、一実施形態では、装着可能で着用可能なtMS感知装置150が提供され、一実施形態では、tMS感知装置は使い捨てであり、一方、別の実施形態では、tMS感知装置150は中～長期の使用のために構成される。
[0130] いずれの実施例においても、tMS感知デバイス150は、1つ以上の感知及び／又はデータ収集層155と共に、1つ以上の保護層151及び／又は基板層155、1つ以上の絶縁層及び／又はスペーサ層153のうちの1つ以上を含んでもよく、この感知層は1つ以上のセンサユニット160、又は他のデータ収集ユニットを含んでもよく、通信モジュール170を更に含んでいてもよい。特に、感知及び監視装置150が長期間の使用のために構成された着用可能な装置である場合、データ収集層155は、1つ以上の感知要素160に通信可能に結合される1つ以上の処理要素172をさらに含んでもよく、それによって、処理要素172は得られた、例えば感知された、データを受信し処理するために構成される。しかしながら、感知装置150が使い捨てになるように構成された取り付け可能な装置である場合、処理層および／または処理要素172は、装置構成から省略されることがある。
[0131] 例えば、様々な実施形態において、処理機能は、主にtMSアプリケータコントローラ110A及び／又は関連する制御ユニット110によって実行されてもよく、この場合、感知装置150のオンボード処理機能は最小化されてもよい。様々な実施態様において、感知装置150及び通信174ユニットは、装置150が、それに加えられた磁気刺激に応答してなど、1つ又は複数の神経線維に対する1つ又は複数の変化を感知又は他の方法で決定し、その結果を、データがシステム1によってオフロード及び処理され得る関連tMSシステムコントローラ110に通信するために含まれてもよい。
[0132] 一旦処理されると、受信されたデータは、治療領域、より具体的には、関心のある神経構造をより効果的に狙うように、システム1、及び／又はtMSアプリケータ105を構成する等、1つ以上のシステムパラメータを変更するために使用されることができる。特に、tMS感知および／または監視装置150は、治療を受ける標的神経線維の応答を感知し、治療の適用をより効果的にするために1つまたは複数のシステム構成要素を構成するように、応答データを関連するtMSシステムコントローラ110に伝達するように構成され得る。
[0133] 従って、特定の実施態様では、tMS感知装置150は、治療を受けている組織1000の状態を感知するように構成されてもよく、また、以下のように構成されてもよい。
その状態に関連するデータを、それによって処理するために、関連するシステムコントローラ110に通信する。この構成は、感知装置150が処理装置172を含まず、使い捨てになるように構成される場合に有用である。そのような例では、センサ装置150は、接着剤、生物学的接着剤、クリップオンファスナー、または他の取り付け機構を含んでもよい。
その状態に関連するデータを、それによって処理するために、関連するシステムコントローラ110に通信する。この構成は、感知装置150が処理装置172を含まず、使い捨てになるように構成される場合に有用である。そのような例では、センサ装置150は、接着剤、生物学的接着剤、クリップオンファスナー、または他の取り付け機構を含んでもよい。
[0134] しかしながら、特定の他の例では、特に、検出すべき信号が弱い場合及び／又は送信することが困難な場合に、処理機能172をオンボードなど、ウェアラブルデバイス自体に近い場所に設けることが有用である。そのような例では、装置150は、1週間から1ヶ月以上などの長期間にわたって装着されるように構成されてもよく、オンボード処理ユニット172を含んでもよく、および／または、例えば弱い状態での感知された神経活動の受信および／または処理をより効果的に行うためだけでなく、受信した信号を増幅しおよび／または増幅状態などでそれをシステムコントローラ110に送信するために増幅器を含んでいてもよい。例えば、様々な実施態様において、受信データはアナログ形式であってもよく、tMS感知及び監視装置150は、例えば、活性化した神経線維の刺激から受信したアナログ信号を変換し、センサ装置150からコントローラへの送信のためのようなそのデジタル表現に受信信号を変換するための、アナログ-デジタル変換器を含んでもよい。
[0135] 図5Aを参照して分かるように、様々な実施形態において、使い捨ての、この例では着用可能な、IMS感知、データ収集、監視及び／又は追跡デバイス150が提供される。様々な実施形態において、TMS感知装置150は、ハウジングを形成する本体を含んでもよく、例えば、ハウジングの本体が1つ以上の、例えば、複数の、細長い、平面状の表面部材151A及び151Bを含む場合などである。例えば、表面部材151A及び151Bは、2つの平面状表面部材の間に厚みを形成するように、周方向表面部材によって互いにオフセットされてもよく、例えば、上面151A及び下面
上下の細長い表面部材の間に空洞が生じるような表面15IB部材。特定の実施形態では、上面151A及び底面15IB表面部材は、各ハウジング部材がプラスチック、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの有機ポリマーで構成されている場合など、装置のための保護及び／又は防水ハウジングを形成するように一緒に結合されるように構成されてもよい。様々な実施態様において、ハウジングは、ゴム材料で構成されてもよい。
上下の細長い表面部材の間に空洞が生じるような表面15IB部材。特定の実施形態では、上面151A及び底面15IB表面部材は、各ハウジング部材がプラスチック、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの有機ポリマーで構成されている場合など、装置のための保護及び／又は防水ハウジングを形成するように一緒に結合されるように構成されてもよい。様々な実施態様において、ハウジングは、ゴム材料で構成されてもよい。
[0136] 例えば、図5Aに関して分かるように、様々な実施態様において、経皮的感知及び監視装置150が提供される。特に、経皮感知装置150は、標的領域に適用される磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するように構成されてもよい。特定の実施例では、経皮センシングデバイスは、ハウジング151を含む。ハウジング151は、境界部材によって互いにオフセットされてもよい複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面151Aを形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面15IBを形成するように構成されてもよい。複数の組の対向する表面及び境界部材は共に、空洞を境界とし、例えば、空洞は感知装置の1つ又は複数の構成要素を保持するために構成される。
[0137] 例えば、ハウジング151内に、感知装置は、1つ又は複数の絶縁体153及び／又は1つ又は複数のセンサ層155を含んでもよく、例えば、センサ層が1つ又は複数のセンサ要素160で形成された多数の感知ユニット152を含む場合などである。具体的には、第1の絶縁層153Aがハウジング151Aの上面に近接して配置されてもよく、第2の絶縁層153Bがハウジング15IBの下面に近接して配置されてもよいような、第1及び第2の拡張絶縁層153A、153Bが含まれてもよい。同様に、基板層が第1及び第2絶縁層153の間に配置されるような拡張基板層155が提供されてもよい。基板155は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を判定するために構成されている。
[0138] より具体的には、基板層155は複数の感知素子160を含み、これらは基板層155の1つ又は複数の表面に沿って位置決めされてもよい。各感知素子160は、反応を生じさせるように、tMSアプリケータによって標的領域に印加されている磁気刺激に対する1つ以上の神経線維における反応を検出するように構成されてもよい。基板155は、様々な構成であってよく、複数の構成要素を含んでもよい。例えば、基板155は、複数の感知素子と結合されるプリント回路基板を含んでもよい。プリント回路基板は、1つまたは複数の処理ユニット172、1つまたは複数のメモリ176、および通信モジュール174を含む。
[0139] 特定の実施形態では、処理ユニット172は、処理された応答データを生成するように、応答データを受信し処理するように構成される。さらに通信モジュール174が提供されてもよく、それによって通信モジュールは、処理された応答データを送信するために構成される。また、データ収集及び送信を強化するために、アンテナ178ユニットが提供されてもよい。
さらに、ハウジング15IBの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取り付け機構を含むか、さもなければそれに関連付けられることがある。
さらに、ハウジング15IBの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取り付け機構を含むか、さもなければそれに関連付けられることがある。
[0140] 従って、様々な実施形態において、感知、データ収集、及び／又は監視装置10は、着用可能であるように構成されてもよい。例えば、ハウジング151の上部151A又は下部15IB表面部材は、磁気パルスの印加を介して治療される対象の身体部分1000に結合される、例えば、取り付けられるように構成されてもよい。従って、ハウジング部材151の1つ又は複数が、身体に感知ユニットを取り付けるための接着剤などの取り付け機構を含んでもよい。tMS感知装置150が使い捨てである場合、接着剤、テープ、クリップ、又は他の取り付け具などの取り外し可能な取り付け部材を含んでもよい。特定の実施形態では、tMS感知装置150は、中間層153などの1つ以上の追加層を含んでもよく、例えば、スペーサー153A及び／又は移送層153Bが、2つの保護ハウジング部材151の間に収容されてもよい。
[0141] 様々な実施形態において、中間層のうちの1つ以上は、接着剤層をさらに含むか、さもなければ接着剤層として構成されてもよい。例えば、一実施形態では、1つの中間層は、発泡体又はゴム製のスペーシング層153Aであってもよく、別の中間層は、接着剤転写層153Bであってもよい。これらの中間層の1つ以上は、シリコーンPCB層の上面及び／又は下面に近接して配置された絶縁層など、非導電性の絶縁層としてさらに機能してもよい。様々な実施形態において、これらの層は、可撓性及び／又は弾性であり、デバイスを可撓性及び／又は弾性にするために構成される。
[0142] 従って、第1、第2、第3、又はそれ以上の中間層が存在してもよい。特に、一例では、中間層の少なくとも1つは、それによってセンサ層155を形成する1つ以上のセンサユニット152を含み、このセンサユニット152は、tMS感知装置150が結合される身体の組織内に存在する1つ以上の状態を感知するように構成されてもよい。より詳細には、図5Bに関して見られ得るように、センサデバイス150は、中間層155の1つ又は複数上に配置された1つ又は複数のセンサ160を有するセンサユニット142を含んでもよい。センサユニット152は、1つまたは複数の感知および／または他のデータ収集要素160を含んでもよい。
[0143] 特定の実施形態では、少なくとも1つの感知及び／又はデータ収集要素160は、中間感知層155内に完全に保持され得、及び／又は他の実施例では、少なくとも1つの感知又はデータ収集要素は、デバイス150の上部151A又は下部15IB表面層などの他の層の1又は複数に結合される。特に、一実施形態では、センサ素子160の一部は、空洞内に保持されてもよく、一方、センサ素子の別の部分は、頂部151A又は底部15IB表面部材に配置されてもよい。様々な実施形態において、センサ部分は、円周方向部材に沿って位置決めされてもよい。
[0144] センサー要素は、そこに印加される磁気パルスの印加に対する神経の反応を特徴付けるデータを受信することができる任意の感知部品であってよい。特に、細胞レベルでは、神経細胞は、刺激的な出会いなどによって活性化されると、電荷を帯びたイオン、例えば電流の流れ、及びそれに続く生成につながる電気化学的特性を有する。
電磁場 個々の神経細胞が、特定の領域で発生させた磁場は、周辺部などで検出・測定が可能な磁場を発生させる。したがって、本明細書で提供される説明に従って使用するための有用な感知素子は、そのような測定および
を決定する。より具体的には、様々な実施形態において、刺激インパルスに対する神経線維の応答によって生成されるこの神経磁場は、末梢活動に対して10～15T（フェムトテスラ、fT）の範囲であってもよく、したがって、適切な感知素子は、細かく調整されて非常に、非常に敏感であるべきである。
電磁場 個々の神経細胞が、特定の領域で発生させた磁場は、周辺部などで検出・測定が可能な磁場を発生させる。したがって、本明細書で提供される説明に従って使用するための有用な感知素子は、そのような測定および
を決定する。より具体的には、様々な実施形態において、刺激インパルスに対する神経線維の応答によって生成されるこの神経磁場は、末梢活動に対して10～15T（フェムトテスラ、fT）の範囲であってもよく、したがって、適切な感知素子は、細かく調整されて非常に、非常に敏感であるべきである。
[0145] これらの目的のために、本明細書に開示されるIMS感知及び監視装置は、印加された磁場に応答して疼痛繊維における振幅を検出及び決定するために構成される非侵襲的評価プラットフォームを形成する処理パイプラインの基幹を構成する感知素子のアレイを含んでいる。特定の実施形態では、感知要素のアレイは、対象となるA-b神経線維の電気的活動に関連する磁場の方向、強度、大きさ、及び／又は相対変化を測定するように構成された磁力計、原子磁力計、皮膚電極、それらの組み合わせ等で形成されている。
[0146] 従って、本明細書に開示されるセンサアレイ及び／又はユニットは、感覚神経活動電位振幅、感覚潜時、及び伝導速度の直接的な定量化及び／又は適格化を提供するものである。感覚神経活動電位振幅は、マイクロボルトで測定され、刺激部位、例えば標的部位と記録部位、例えばtMS感知及び監視装置が配置されている場所との間を伝導する軸索の数の尺度を表す。感覚遅延は、ミリ秒単位で測定することができ、活動電位が神経の刺激部位と記録部位との間を移動するのにかかる時間である。同様に、伝導速度（例えば、メートル毎秒で測定）は、刺激部位と記録部位の間の距離を潜時で割ることによって得ることができる。伝導速度＝距離／潜時。上記に鑑みて、特定の実施形態では、感知要素の単位のアレイは、感知されたデータを受信するように構成された少なくとも3つの感知要素、例えば、磁力計、原子磁力計、皮膚電極などで形成されてもよく、この感知されたデータは、1つ以上の三又化機能を実行するなどして、痛みを引き起こす標的神経を特定するように1つ以上の処理エンジンによって採用されてもよい。
[0147] 様々な実施形態において、中間感知層155は、ポリアミド基板などの基板層として形成されてもよく、基板層は、感知、データ収集、及び／又は監視装置150の様々な電子部品間に1又は複数の電気回路を作成するための1又は複数のトレースを有するプリント回路基板部材、例えば、フレキシブルPCB、が含まれる。処理ユニット172、メモリ178、通信モジュール174、電源179など、様々な電子部品が含まれてもよい。例えば、処理ユニットが、特定用途向け集積回路（ASIC）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）のうちの1つまたは複数などの1つまたは複数の処理要素を含む処理ユニット172が含まれてもよい。
[0148] 特に、tMS感知及び監視装置150は、中央処理装置（CPU）、グラフィック処理装置（GPU）、デジタル信号プロセッサ（DSP）、1つ又は複数のASIC又はFPGA、1つ又は複数の無線周波数集積回路（RFIC）、又はこれらの任意の組み合わせなどのマイクロコントローラ又はコントローラ172を含むことができる。この実装は、処理がオンボードで実行される場合に有用である。しかしながら、様々な実施形態において、処理機能172は、主にtMS装置105及び／又は関連する制御ユニット110によってオフボードで実行されてもよく、この場合、tMS感知装置150のオンボード処理機能は最小限にされてもよいが、通信モジュール172は、WIFI、Bluetooth、NFC又は他の無線通信プロトコルなどを介して制御ユニット110に感知した状態のうちの1以上を転送するために存在してもよい。
[0149] 従って、通信モジュール172は、感知、データ収集、及び／又は監視装置150と、インターネット及び／又はセルラー（3G、4G、及び5G）及び／又はWIFI、及び／又はBluetooth、及び／又はNFCネットワーク接続を経由するようなtMSアプリケータ105、制御装置110、及び／又は他の計算装置の1又は複数の間の通信、例えば有線又は無線通信を可能にするよう提供されてもよい。その結果、様々な実施形態において、tMS感知及び／又はアプリケータデバイス及びシステムは、SIMカードを含んでもよい。好適に構成されたルータユニットもまた、含まれてもよい。様々な実施形態において、通信モジュールは、近距離無線通信（NFC）プロトコルを実装するように構成されてもよい。特定の実施態様において、アナログ-デジタル及び／又はデジタル-アナログ変換器が含まれてもよい。信号増幅器もまた、含まれてもよい。
[0150]メモリ174装置も、メモリが受信データ、及び／又はそれを処理するための命令を格納するように構成され得るような場合に、含まれてもよい。様々な実施態様において、メモリは、例えば、マスクROM、PROM、EPROMなどのROMを含む任意の適切なタイプのストレージデバイスを含んでもよい。
EEPROM；フラッシュメモリなどのNVRAM；nvSRAM、FeRAM、MRAM、またはPRAMなどの初期NVRAM、またはCBRAM、SONOS、RRAM、レーストラック・メモリ、NRAM、ミリピード・メモリ、またはFJGなどの任意の他のタイプである。他のタイプのデータメモリは、そのようなものが所望のフォームファクタで利用可能であるように、採用することができる。
EEPROM；フラッシュメモリなどのNVRAM；nvSRAM、FeRAM、MRAM、またはPRAMなどの初期NVRAM、またはCBRAM、SONOS、RRAM、レーストラック・メモリ、NRAM、ミリピード・メモリ、またはFJGなどの任意の他のタイプである。他のタイプのデータメモリは、そのようなものが所望のフォームファクタで利用可能であるように、採用することができる。
[0151] 可撓性のある細長いアンテナアレイなど、1つ以上のアンテナ178が含まれてもよく、細長いアンテナアレイは、tMS感知装置150の少なくとも一部、例えば全周を周回する1つ以上のアンテナを含んでいる。様々な実施態様において、アレイ内のアンテナの少なくとも1つは、無線通信及び／又は信号増幅に参加するために構成され、特定の実施態様において、アンテナアレイは、デバイスの電源を充電するためなどの1又は複数の誘導コイルを含んでもよい。
[0152] したがって、電源がバッテリを含む場合など、電源179も含まれることがある。例えば、バッテリは、充電式バッテリなど、任意のタイプのバッテリであり得る。電池は、薄くて柔軟なリチウムセラミック化学電池とすることができる。一実施形態では、電池は、湾曲したまたは他の方法で形成されたリチウムポリマーまたはリチウムイオン電池とすることができる。電池は、デバイスの他の構成要素に電力を供給するように適合される。一例では、バッテリは、上述のフレキシブルPCB155と直接統合されたリチウムセルとすることができる。様々な実施例において、バッテリーは、ワイヤレスで充電されるように構成される。例えば、様々な実施形態において、発電機は、バッテリーに結合され、その誘導充電を行うために構成された電磁誘導充電コイル、例えばアンテナを含むような、発電機構が提供され得る。
[0153] 従って、図5Bを参照して分かるように、様々な実施態様において、経皮的感知及び監視装置150が提供される。
特に、経皮感知装置150は、以下のために構成され得る。
対象部位に印加された磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定する。特定の実施例では、経皮センシングデバイス150は、ハウジング151を含む。ハウジングは、境界部材によって互いにオフセットされてもよい複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面151Aを形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面15IBを形成するように構成されてもよい。複数の組の対向する表面及び境界部材は共に、空洞を境界とし、例えば、空洞は感知装置の1つ又は複数の構成要素を保持するために構成される。
特に、経皮感知装置150は、以下のために構成され得る。
対象部位に印加された磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定する。特定の実施例では、経皮センシングデバイス150は、ハウジング151を含む。ハウジングは、境界部材によって互いにオフセットされてもよい複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面151Aを形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面15IBを形成するように構成されてもよい。複数の組の対向する表面及び境界部材は共に、空洞を境界とし、例えば、空洞は感知装置の1つ又は複数の構成要素を保持するために構成される。
[0154] 例えば、ハウジング151内に、感知装置150は、1つ又は複数の絶縁体153及び／又は1つ又は複数のセンサ層155を含んでよく、例えば、センサ層155は、1つ又は複数のセンサ要素160で形成された多数の感知ユニット152を含む。具体的には、第1の絶縁層153Aがハウジングの上面151Aに近接して配置されてもよく、第2の絶縁層153Bがハウジングの下面15IBに近接して配置されてもよいような、第1及び第2の拡張絶縁層153が含まれてもよい。同様に、基板層が第1絶縁層と第2絶縁層の間に位置するような拡張基板層155が提供されてもよい。基板155は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される。
[0155] より具体的には、基板層155は複数の感知素子160を含み、これらは基板155層の1つ以上の表面に沿って配置されてもよい。各感知素子160は、反応を生じさせるようにtMSアプリケータ105によって標的領域に印加されている磁気刺激に対する1つ以上の神経線維における反応を検出するように構成された磁力計または他の感知素子であってよい。基板155は、様々な構成であってよく、複数の構成要素を含んでいてもよい。例えば、基板は、複数の感知素子160と結合されるプリント回路基板170を含んでもよい。プリント回路基板170は、1つ以上の処理ユニット172、1つ以上のメモリ178、及び通信モジュール174を含む。
[0156] 特定の実施形態では、処理ユニット172は、処理された応答データを生成するように、応答データを受信し処理するように構成される。さらに通信モジュール174が提供されてもよく、それによって通信モジュールは、処理された応答データを送信するために構成される。また、データ収集及び送信を強化するために、アンテナ179ユニットが提供されてもよい。
さらに、ハウジング15IBの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取付機構を含むか、さもなければそれに関連付けられることができる。
さらに、ハウジング15IBの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取付機構を含むか、さもなければそれに関連付けられることができる。
[0157] 温度感知素子、照明素子、光学及び／又は音響発生素子、撮像素子など、1つ又は複数の追加の構成要素、例えば電子構成要素も含まれ得る。例えば、温度センサーが含まれてもよい。特に、1つ以上の温度計などの温度センサが含まれてもよく、例えば、治療領域が冷たい状態から温かい状態に移行するような、治療を必要としない健康な身体部位の温度を模倣するような、治療適用前、治療中、および治療後の温度上昇および／または低下を決定し追跡し、例えば、損傷した身体部位への温度変化が循環および灌流の増加によるものであり得るような、治療が必要でないような、温度センサが含まれ得る。様々な実施形態において、温度センサは、サーミスタ、PTC、NTCなど、温度を検出する任意のタイプのセンサであり得る。特定の実施態様では、温度センサは、着用者の皮膚温度又はコア温度を計算するため、皮膚下細胞構造を照らすため、及び／又は磁気刺激及び／又は神経伝導の適用に先立つ、適用中及び適用後の皮膚下構造温度の変化を判定するためなど、様々な目的のうちの1又は2以上で、皮膚内の1又は複数の皮膚下構造から発せられるIR光などの光を使用することが可能である。
[0158] 照明素子が1つ又は複数の光源を含む場合など、1つ又は複数の発光器及び／又は光センサを含む照明ユニット125も含まれる場合がある。任意の適切な光源が提供されてもよく、例えば、組織、例えば、皮膚及び／又は皮膚内の構造を照明するための1つ以上のダイオードユニット、例えば、発光ダイオード（LED）が含まれ、装置のハウジング内又はハウジングについて位置決めされてもよい。例えば、1つ以上の実施形態において、照明ユニットは、赤色、緑色、及び／又は青色発光ダイオード、赤外線又は近赤外線発光ダイオード、及び／又は光センサーを含んでもよい。様々な実施形態において、複合温度、LEDセンサ、及び／又は近赤外線（NIR）スペクトロメータが採用されてもよい。
[0159] さらに、様々な実施形態において、光学及び／又は画像捕捉要素を含むような撮像モジュール130が含まれてもよい。例えば、特定の実施形態では、任意の適切な撮像素子が採用されてもよい。撮像素子は、対象領域の組織内の構造を区別することができる光学撮像又は音波撮像又は他の撮像素子であってもよいが、特定の実施態様では、撮像素子はCMOSカメラ又はCCDカメラを含んでもよい。さらに、上述したように、撮像モジュールは、放出されたエネルギーを集束して対象組織に向けるための光及び／又は音放出器及び／又はレンズ及び／又はアンテナを含んでもよく、送信素子、例えばトランシーバも含んでもよい。同様に、イメージングモジュールは、それによって構造及び／又は細胞レベルなどの組織の画像を生成するように、組織から戻って反射及び／又は屈折した光及び／又は音エネルギーを受信するための受信機を含んでもよい。
[0160] 特定の実施形態では、画像捕捉要素130は、1つ又は複数のマイクロカメラを含んでもよく、これは、追跡のためなど、レーザー出力を更に含んでもよい。特に、画像捕捉要素及び／又はレーザー要素は、センサー装置及び／又はtMSアプリケータのうちの1つ以上に含まれるか又は取り付けられることができ、これらのカメラは、関心対象の標的領域及び／又は標的神経の3D画像を導出するように、治療領域及び／又は治療領域組織の内部構造の立体画像を撮るために採用されることができる。例として、撮像素子は、皮膚内の表面及び表面下構造の両方に関して、標的領域の2-D又は3-D走査を可能にすることができる。
[0161] その結果、感知及び監視装置150（及び／又はtMSアプリケータ105）は、照明及び撮像要素、例えば1つ又は複数の深度カメラ、深度及び／又は追跡ユニット、並びに皮下構造及び血管のような、見た及び／又は捕捉した画像を処理するために構成されている視覚処理コンポーネントを含む光学モジュール130を含んでもよい。より詳細には、1つの特定の実施形態において、光学モジュールは、専用のビジョン及び画像プロセッサ、深度モジュール、及び2つ以上の、例えば立体的な、深度カメラを含んでよく、標的領域に関して位置決め要素及び／又はtMSアプリケータを方向付けるためなどの視野を決定するためなど、tMSアプリケータの一方又は両方に結合されてよく、及び／又は標的領域内で組織及びその構造を視覚化するなどtMSセンサに結合され得る。様々な実施態様において、カメラは、関心対象の神経線維を含む標的領域の組織の神経、血管、及び他の組織下構造の1つ以上の画像を生成するように、標的領域の赤外線、赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫、近紫外線、及び紫外線画像を、例えば、単独又は互いに組み合わせて撮るように構成することが可能である。緑色発光を介するなど、所望の表面下構造を照明するための適切な浸透深度を保証するように、適切な光の波長を選択することができる。
[0162] 様々な実施形態において、照明モジュール135は、照明された構造のデータ及び／又は1つ以上の画像を収集するように、照明要素と連動するための、フォトダイオードコレクタなどの1つ以上のデータコレクタ、及び／又は画像化要素と共に、照明要素が採用され得るような場合に、含まれ得る。任意の適切な照明要素を採用することができるが、いくつかの実施例では、照明要素は、発光ダイオード（LED）などの1つ以上のダイオードユニットを含んでもよい。照明要素は、1つ又は複数の使用パラメータ及び／又は条件を照明及び／又は表示するためなど、tMS感知装置150のハウジングについて、例えば、皮膚に近接して配置されてもよい。例えば、様々な実施態様において、照明モジュールは、発光体、例えば、黄色又は緑色の発光体、及び光センサーの両方を含んでもよい。照明素子は、標的領域の組織内の構造を照明するためなど、例えば、赤外線、近赤外線、赤色、オレンジ色、黄色、緑色、青色、藍色、又は紫色光を放射するように構成されてもよい。
[0163] 様々な実施態様において、収集されたデータ及び／又は画像は、治療部位に対するtMSアプリケータの深さ、方向、及び／又は向きなどの1つ又は複数のシステムパラメータ、並びに適用される磁界の1つ又は複数の波特性、例えば大きさ、周波数、波長、振幅、又は他の波特性の適用磁界及び／又はその1つ又は複数のパルスなどを決定するように、例えばセンサ装置及び／又はシステムコントローラの処理要素によって使用されてもよい。より詳細には、光学又は照明125及び／又は音発生要素、データ収集器、及び／又は画像捕捉要素130が、tMSアプリケータ105内及び／又はtMSセンサ150の一部などとして設けられ得、これらの要素は、標的領域において治療すべき1又は複数の神経を定めるために協調して動作するように構成される。様々な実施形態において、アプリケータ装置105に関連する身体の動きを追跡するためなど、レーザー135も提供され得る。
[0164] 特定の実施形態では、光125及び／又は音発生モジュールは、発光及び／又は音発生素子、画像捕捉装置130、例えば．立体カメラ、及び／又はレーザー135であり、これらは、対象のいかなる動きにもかかわらず対象への磁束の適切な投与を確実にするように、センシング150及び／又はアプリケータ装置105に関連して身体の動き及び／又は体内の動きを追跡するように配置されてよく、これにより、標的神経細胞を識別し、標的化し、選択した神経に治療を投与できるような治療部位を近似的に、定められた位置及び適切な配置で、信号を適切に読み取りやすくすることができる。
[0165] このような態様では、被験者のいかなる動きにもかかわらず、被験者への磁束の適切な標的化、方向付け、及び／又は投与が保証され得る。これは、システムが、信号の適切な読み取りを容易にし、標的神経を識別し、標的神経細胞を識別し、標的化し、選択された神経に治療を投与できるように、標的領域内の治療部位1000にアプリケータ105を近似的に位置合わせし、決められた位置及び適切な構成で行うことにより達成され得る。同様に、標的領域内の構造要素の様々なものも、光学又は音響発生システムなどを通して、特定、マッピング、及び／又は監視することができる。
[0166] 従って、一態様では、図6に関して分かるように、システム1は、神経障害性疼痛を経験している被験者の身体1000の標的領域、この例では身体1000の手首に神経が存在する場合など、標的神経の位置を決定する方法及び／又は標的神経に集束磁気刺激を与えるための治療プロトコルが提供され得ることに採用することができる。システム1は、tMS適用装置105と、活性化を可能にするように取り外されなければならない活性化保護カバー108と、を含んでもよい。
の認可と、アプリケーション装置105と、tMSセンシング及び／又はモニタリング装置150とがある。
の認可と、アプリケーション装置105と、tMSセンシング及び／又はモニタリング装置150とがある。
[0167] 本方法は、以下のステップのうちの1つ又は複数を含んでもよい。まず、上述のような経皮センシング及びモニタリングデバイス150が、痛み体験の領域などで、身体1000に結合されてもよい。経皮センシング及びモニタリング装置150は、識別された標的神経1001を生成するように、印加された磁気刺激に応答する神経1001の反応を識別するように構成されてもよい。
[0168] いくつかの実施形態では、感知装置150は、センサ要素160データにアクセスし、センサデータの評価に基づいて、神経1001における治療又は予防反応をより効果的に引き起こすために磁気刺激を標的神経1001に最適に集中させるように、標的神経1001に対してtMS適用装置105があるべき方向案を決定するように構成された処理要素110Aを含み、又はその他の方法で関連付けられる可能性がある。様々な実施形態において、提案された配向は、X、Y、及び／又はZ方向の座標、及び／又は所定のマーカーに対する緯度及び経度に関する座標などの1又は複数のパラメータによって特徴付けられ得る。
[0169] 標的神経1001が間質空間内に定義され、及び／又は周囲空間内のtMSアプリケータ150の提案された方位が決定されると、アプリケータ105の手持ち操作を介して、又はロボット若しくは機械的位置決定システム140（図示せず）の作動を介してなど、経皮磁気刺激（tMS）適用装置150が標的領域1000に近接して位置決定され得る。具体的には、位置決めシステム140は、多関節アーム部材を有していてもよい位置決め要素を含んでいてもよく、そのような例では、方法は、アーム部材の1つ又は複数に結合された経皮磁気刺激印加装置105が標的領域に近接して位置決めされるようにアーム部材の1つ又は複数を多関節化することを含んでもよい。いずれの例においても、位置決め工程中に、本方法は、磁気刺激送達のための提案された向きの1つ以上のパラメータに従って、標的領域に対してtMS適用装置105を方向付けることを更に含んでもよい。
[0170] 適切に位置決め及び配向されると、TMS適用装置105は、IMS適用装置105が標的領域1000に近接して配置され、決定された配向にあるときなど、特定された標的神経1001に集中した磁気刺激を発生及び送達するように起動されてもよい。
tMS感知装置105の身体の標的領域1000への結合及び磁気刺激の投与に続いて、方法は、経皮感知及び監視装置105によって、標的領域への磁気刺激の送達に応答して識別された標的神経の活性化を検出することを更に含んでもよい。次に、tMS感知装置150に関連するコンピューティング装置110A、またはネットワークインターフェースを介して結合されたコンピューティング装置110であって、1つ以上の処理エンジンまたは要素を有するものが、特徴付け結果データを生成するように、識別された標的神経1001の活性化を特徴付けるために採用されてもよい。様々な実施形態において、コンピューティングデバイス110は、オンボードコンピューティング要素110Aであってもよいし、tMS感知及び監視デバイス150及びtMSアプリケーションデバイス105の一方又は両方に他の方法で結合されたスタンドアローンコンピューティングデバイス110であってもよい。さらに、本方法は、例えば、コンピューティングデバイス110又は110Aによって、特性評価結果データに基づいて、特定された標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定することを含んでもよい。
tMS感知装置105の身体の標的領域1000への結合及び磁気刺激の投与に続いて、方法は、経皮感知及び監視装置105によって、標的領域への磁気刺激の送達に応答して識別された標的神経の活性化を検出することを更に含んでもよい。次に、tMS感知装置150に関連するコンピューティング装置110A、またはネットワークインターフェースを介して結合されたコンピューティング装置110であって、1つ以上の処理エンジンまたは要素を有するものが、特徴付け結果データを生成するように、識別された標的神経1001の活性化を特徴付けるために採用されてもよい。様々な実施形態において、コンピューティングデバイス110は、オンボードコンピューティング要素110Aであってもよいし、tMS感知及び監視デバイス150及びtMSアプリケーションデバイス105の一方又は両方に他の方法で結合されたスタンドアローンコンピューティングデバイス110であってもよい。さらに、本方法は、例えば、コンピューティングデバイス110又は110Aによって、特性評価結果データに基づいて、特定された標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定することを含んでもよい。
[0171] この態様では、システム150及びその構成部品は、身体1000の1つ又は複数の組織を監視するため、並びに、治療される又はされた神経1001又は血管などのその中の1つ又は複数の構造を監視するために構成され得る。例えば、様々な実施形態において、tMS感知及び監視装置150は、感知装置150が1つ以上の生体センサーを含む場合など、ウェアラブル医療及び／又は健康監視装置としての使用に適合されてよく、生体センサーは、治療される対象の1つ以上の生体状態に関連する1つ以上の生体兆候を感知し及び／又は監視するように構成される。例えば、一実施態様では、近赤外線（NIR）分光計125に加えてセンサ要素160が、データを収集するために構成されてもよく、そこから装置150の処理要素110Aが、光吸収、パルスオキシメトリ、O2及び／又はCO2含有量、血流及び／又は圧力、心拍数などに関する1以上の測定値を作成してもよい。
[0172] そして、この処理の結果から、センサ及びモニタリング装置150は、体温、血圧、血糖値及び／又はアルコールレベル、並びに対象部位の組織における1つ又は複数の血管、又は他の構造の状態など、対象者の身体の1つ又は複数の状態を導き出してもよい。同様に、センサ及びモニタリング装置150は、対象領域におけるような、汗（例えば、神経質）を測定するためのガルバニック皮膚反応センサを含んでもよく、及び／又はセンサ装置105は、心電図（ECG又はEKG）センサを含んでもよい、等である。さらに、1つ以上の生体センサーは、着用者の心拍数及び／又は血圧を決定するために構成されたような、心拍センサー及び／又は血圧を決定するための他のセンサーを含んでもよい。
[0173] センサーユニット150（又はtMSアプリケータデバイス105自体）が、加速度計、歩数計、慣性測定センサー、方位センサー、及び／又はジャイロスコープ、振動センサー、磁力計、原子磁力計、皮膚電極など、又はデジタルコンパス、又は他の適切なセンサーなどの1又は2以上の他の非生物的センサーを含んでも良い。磁力計が、例えば、感知装置150に含まれる場合、それは、印加された磁場の強さ及び／又は方向を測定するように構成されてもよい。この点で、磁力計は、印加された磁場の方向及び／又は方位及び／又は大きさ、又は強度などの1つ又は複数の特性を決定するために使用され得る。
[0174] 加速度計及び／又はジャイロスコープが提供される場合、加速度計は、複数の、例えば、3次元又は軸における動きを検出することができる。加速度計及び／又はジャイロスコープは、tMSセンサ150が取り付けられている身体部分の加速度の力を測定し、その動き及び方向を測定することができ、装置を装着している間の使用者の加速度を検出することができ、及び／又は装着者の活動レベルを追跡することができる。特に、いくつかの実施形態では、tMSセンサデバイス150は、加速度計を利用して、測定された心拍数及び／又は血流及び／又は血圧と組み合わせて、装着者の活動レベルを決定するなど、活動レベルを測定し得る。
[0175] 電極、ダイオード、オドメータなどの1つ又は複数の他の要素も提供されてもよい。例えば、感知及び監視装置150のハウジングに結合されるか、又は他の方法で関連付けられることによって、1つ又は複数の電極が含まれてもよい。そのような例では、電極は、関心のある組織、例えば、神経組織のコンダクタンス特性及び／又はパターンを決定するように、EEG又はEKGプロセスを実行するための、1つ以上の伝導研究を行うための、デバイスの磁力計と連動するように採用されてもよい。例えば、1つまたは複数の電極、例えば2つを、特定された関心対象の組織に近接して配置することができ、磁気または電気パルスの適用によってなど、刺激事象を誘発することができ、組織、例えば神経繊維を通るコンダクタンスを測定することができる。したがって、様々な実施態様において、センサ要素は、磁力計、原子磁力計、皮膚電極、例えば、EEG又はEKG皮膚電極、それらの組み合わせ、及び同様のものを含んでもよい。特定の実施形態では、感知素子は、センサのアレイとして構成されてもよい。
[0176] 上記を考慮すると、一態様において、本開示は、ケータリングの磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療する目的で、標的神経を特定するためのシステム、及び／又は、一旦特定されたらその標的神経に磁気刺激を投与するためのシステムに向けられている。例えば、本システムは、標的とする神経の位置を特定及び／又はマッピングするためのような経皮センシング及びモニタリング装置150、並びに、上述のように、特定された標的神経に集束磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用装置システム100のうちの1以上を含んでもよい。特定の実施例では、tMS適用装置システム100は、tMS適用システム1の一部であるtMSアプリケータ105である。例えば、IMSアプリケータ105と共に、tMS適用システム1は、メモリ、処理要素、及び1つ以上の通信要素を有する通信モジュールを有する、1つ以上の制御モジュール110を含んでもよい。さらに、tMSアプリケーションシステム1は、位置決め要素140を含んでもよい。
[0177] 従って、本明細書で提供される一態様では、tMS感知及び監視装置150及びtMSアプリケータ装置105と共に、制御モジュール110及び位置決め要素140を含む、磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療するためのtMS適用システム1が提供される。具体的には、tMSシステム1は、磁気刺激で治療される神経を識別するための経皮センシング及びモニタリング装置150と、磁気刺激で治療される識別された神経に集中的な磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用システム1とを含む。制御モジュール110と、自動位置決め要素などの位置決め要素140も含まれ得る。
[0178] 例えば、制御モジュール110は、センサモジュール150から処理された応答データを受信するための通信モジュールと、そこから識別された神経を識別し特徴付けるデータを受信するための通信モジュールを含んでいてもよい。の1つ以上に結合されるメモリなどのメモリも含まれてもよい。
処理された応答データ、神経のデータの特徴付け、及び1つ又は複数の治療プロトコルを格納するためなど、処理要素及び通信モジュールがある。メモリは、オンボードメモリまたはデタッチドメモリの任意の形態であってよい。
処理された応答データ、神経のデータの特徴付け、及び1つ又は複数の治療プロトコルを格納するためなど、処理要素及び通信モジュールがある。メモリは、オンボードメモリまたはデタッチドメモリの任意の形態であってよい。
[0179]制御ユニット110は、通信モジュール及びメモリのうちの1つ又は複数に結合される1つ又は複数の処理素子を含む。処理要素は、感知要素から応答データ及び識別された神経を特徴付けるデータにアクセスし、神経障害性疼痛体験の治療のために被験者に投与する治療プロトコルを決定するように構成される。治療プロトコルは、適用パラメータ及び送達特性を定義する。
[0180] 例えば、1つ又は複数の適用パラメータは、磁気刺激の磁気パルスを生成するための電圧及び電流レベルを含んでもよい。さらに、適用パラメータは、その波長、周波数、及び持続時間に関してなど、生成される磁気パルスの波形を特徴付ける様々なパラメータを含んでもよい。同様に、様々な感知ユニットの感知素子から受信したフィードバックは、1つ以上の送達特性を決定するために使用されてもよい。
[0181] 具体的には、磁気刺激に対する神経の応答の程度、振幅、及び方向、例えば大きさに基づいて、神経の向き及び／又は境界が決定され、マッピングされてもよい。感覚伝導速度（CV）のほか、感覚発症潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックスなどに対する増加または減少を含む他の波形特性も測定および決定されてもよい。例えば、処理要素は、受信したセンサ要素データを採用し、治療の対象となる神経の少なくとも一部を含む領域を定義する座標のセットを定義するように、複数の三角測量及び／又は三点測量関数を実行してもよい。より具体的には、送達特性、例えば、治療されるべき神経の位置を定義することに加えて、制御ユニット110の1つ以上の処理要素は、印加された磁気パルスに対する神経の応答からの様々な感知されたデータ、例えば、．その振幅および大きさを処理し、データに対して1つ以上の三角測量演算を実行し、標的とする神経を特定するだけでなく、座標を、例えば、緯度および経度に関してマッピングし、標的領域1000に対してtMS適用装置105を方向付けるために定義するかまたは他の方法で使用することができる1つ以上の方向付けパラメータを決定することができる。
他の位置決め操作は、三角錐を含む三角錐のコンテキスト内に含まれ得る。
他の位置決め操作は、三角錐を含む三角錐のコンテキスト内に含まれ得る。
[0182] 1つ以上の配向パラメータが定義されると、tMS塗布装置105を標的領域1000に近接して配置し、決定された配向パラメータに従うように、塗布装置105を標的神経に配向させるように、位置合わせ要素140が採用され得る。したがって、tMS塗布システム1は、位置決め要素140を含んでもよい。位置決め要素140は、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有してもよい。特定の構成では、遠位部分は、遠位端に近接するなどして経皮磁気刺激（tMS）適用装置105に結合されてもよく、遠位端は、制御モジュール110に結合されてもよく、及び／又は支持部材若しくは接地部材に結合されてもよい。
[0183] 位置決め要素140は、標的神経の最適な活性化を達成するように、tMSアプリケータを決められた向きに位置付けるように、必要に応じて移動及び構成されるように構成される複数の関節アーム部材で構成される。更に、様々な実施形態において、1つ又は複数のモータなどの自動化要素が採用されてもよい。具体的には、複数のアーム部材は、自動化要素によって結合されてもよく、これは、治療プロトコルの決定された配向パラメータに従って、治療領域に近接してtMS貼付装置105を位置付け、配向させるプロセスを自動化するために採用され得る。
[0184] 従って、一旦位置合わせが決定されると、その結果は、A-b神経の、長さに沿ったような座標を定義する一組のデータとなる。座標は、X、Y、及びZ座標の定義に関してなど、標的神経の深さ及び向きを定義し、この座標は、次に、標的A-b神経に向けられる治療磁気パルスを送達するようにtMSアプリケータ105によって採用され、脱分極しそれによって神経繊維を活性化し、いったん活性化されると痛みを引き起こすA-a、A-d、及びC繊維を非活性化させることができる。
[0185]それゆえ、マッピングが実行されると、感知装置150は、その位置及び／又は身体から完全に取り外されてもよいし、取り外されなくてもよい。例えば、様々な実施形態において、感知装置及びtMSアプリケータ装置150は、被験者の身体上に直接配置されてもよく、tMSアプリケータ105は、tMS感知装置150に隣接及び／又は近接して配置されてもよい。次に、tMSアプリケータ105は、標的とされる神経に刺激パルスを与えるために使用され得、それに対する応答は、標的とされる神経が識別され、その座標が定義され得る方法で感知装置150によって検出され得る。そのような例では、tMS感知装置150は、tMSアプリケータ105に近接して配置されているので、磁気パルスを印加する前に身体から取り外す必要はない。したがって、感知装置150は、IMSアプリケータからの磁気パルスの印加に先立って、再配置及び／又は除去されてもよいが、多くの場合、その必要はない。
[0186] 従って、様々な実施形態において、磁気パルスのtMSアプリケータ105による印加は、標的神経のマッピング及び／又は疼痛改善処置のためなど、標的神経が適切に活性化されたことを確認するために、標的A-b繊維のIMS感知装置150による応答の感知によってその後結合されてもよい。具体的には、感知及び適用装置150は、疼痛改善などのために、標的とされる神経繊維の座標をマッピングするように位置付けられ、採用されてもよい。そのような座標は、標的神経の長さ、幅、及び深さを含むことができる。例えば、X、Y、及びZ座標は、tMSセンサモジュール150のセンサ素子160の1つ又は複数の配置によって定義することができ、例えば、モジュールは、セットの各センサが識別可能で特徴的な波形の強度、強度、及び持続時間を記録することによって、標的A-b神経細胞の位置及び／又は形態を三角測量するために複数の、例えば3の、素子を有する1、2、3又は3以上のセンサユニット162のセットをそれぞれ含む場合など、そのようなモジュールを含む。
[0187] より具体的には、感知装置150が身体上又は近傍に配置されると、感知が始まるかもしれないが、おそらくA-a、A-d、C繊維だけでなくA-b繊維などを含む周囲の神経繊維のノイズと区別がつかないだろう。しかしながら、一旦、磁気パルスが標的とされるA- b神経細胞に送達されると、図3Dに関して見ることができるような特徴的な波形が感知装置150によって感知および登録され、それ故、前方に、システムは共鳴ノイズを除去し、標的神経繊維の寸法を定義することに集中することができる。
[0188] 様々な実施形態において、tMS感知及び監視装置150は、即時の痛み体験の部位で身体1000上に配置されてもよく、又は損傷した神経が脊椎に入る場所など、脊柱に近接して配置されてもよい。例えば、神経系は、脳、脊柱、及び多種多様な末梢神経を含む。末梢神経は、体全体とその周囲に伸びている。
は、後根神経節（DRG）を介して脊柱に結合している。
したがって、様々な実施形態において、感知装置は、DRGに近接して配置されてもよく、さらに、tMS適用装置105は、感知装置150の近く、例えば、上にではなく、上に配置されてもよく、次に、DRGと結合する近傍の神経に治療磁気パルスを投与するために採用され得る。
は、後根神経節（DRG）を介して脊柱に結合している。
したがって、様々な実施形態において、感知装置は、DRGに近接して配置されてもよく、さらに、tMS適用装置105は、感知装置150の近く、例えば、上にではなく、上に配置されてもよく、次に、DRGと結合する近傍の神経に治療磁気パルスを投与するために採用され得る。
[0189] そのような例では、図5Cに関して見られるように、tMS感知装置105は、1つ又は複数の電極及び／又は磁力計160を含み得る15の感知素子を含む。描かれているように、センサ素子160は、5つのセンサの3つの列に整列されている。この実施形態では、3つのセンサーの構成のセットのいくつかの異なる配置、例えば、センサーユニットがあり、それによって、センサー要素160の構成の組み合わせが、標的とされる神経繊維を定義するために使用され得る。
[0190] tMS感知装置150が、神経線維が存在する組織内の身体部分1000上又はその上など、識別された神経線維に近接して配置される標的化動作が採用され得る。つの例示的な実施形態では、IMS感知装置は、脊柱に結合する神経線維の近位に位置付けられ、tMS感知装置150は、後根神経節の近位に位置付けられ、tMSアプリケータ105は、それに近接するが感知装置150から離れた位置に位置付けられればよい。したがって、tMSアプリケータ105及びIMS感知装置150が位置決めされると、tMSアプリケータ装置105は、磁気パルスを伝播し、磁気パルスに対する神経の応答は、1つ以上、例えば、複数の配置の3つ以上のセンサ要素のセットなど、tMS感知装置150によって検出及び測定することが可能である。
[0191]その結果、磁気パルスが発せられると、標的化されるA-b神経は、図3Dに示される特徴的な波形を用いて脱分極することによって応答することになる。その後、波動パルスは、センサ素子160のトリオを含む様々なセンサユニット152によって検出され、それに応答して、A-b神経繊維の形態は、反復及び／又は連続した三角測量プロセスのように、様々なセンサ素子によってそれの分極を感知することによってマッピングされることが可能である。したがって、上記の観点から、tMSアプリケータ装置105は、A-b神経線維を脱分極させることになる第1の磁気パルスを放射することができる。次いで、脱分極は、例えば、1組以上の3つのセンサ素子160によって検出され得、第1、第2等の座標セットが、神経線維に対して定義され得る。A-b神経繊維が検出及び／又は決定されると、tMSアプリケータは、表面積にわたって反復され、神経の局在をよりよく定義することができる。さらに、類似の感覚神経可変特性を有する可能性のあるA-a、A-d、およびC繊維などの他の様々な神経繊維（または他の構造）を識別するように、システムのコンピューティングデバイス、例えばAIモジュールによって1つ以上の外挿演算を行うことができ、これらは一旦識別されると、それ自体を標的とすることができ、および／またはそれらの応答が特徴付けられ、ノイズとして感知演算から除去されることが可能である。具体的には、1つ以上の外挿演算は、A-a、A-d、及びC繊維など、同様の感覚神経変数特性を有する可能性のある他の様々な神経繊維応答を識別し、除去するように、システムの演算装置によって行うことができ、それらの応答は、一度識別されると、ノイズとしてセンシング演算から特性付けられ、除去されることができる。
[0192] IMSアプリケータ装置105によるこのようなプロービングは、標的神経繊維をより良く識別し特徴付けるように、tMSアプリケータが治療領域にわたって、cm単位、mm単位、マイクロメートル単位、さらにはナノメートル単位のように移動されるような反復プロセスであってもよい。プロービングはまた、様々な異なるシステム設定を識別するように実行されてもよく、このプロービングは、例えば、0.5 Hzで400パルス、又は1 Hzで800パルス、5 Hzで最大4000パルスなど、様々な異なる構成でパルスを投与することを含んでもよい。送達されるパルスの数及び周波数は、脱分極及び／又は神経疲労に至ることなく、標的神経における脱分極の量及び長さを最適化する方法で、例えば、神経がどれだけ早く及び／又は激しく反応するかに基づいて操作することが可能である。具体的には、DRGでのフィルタリングを誘発及び／又は最大化し、それによってA-a、A-d、及びC繊維シグナル伝達を不活性化し、したがって、痛みの経験を低減する方法で、神経を活性化シグナルで溢れさせることが望ましい。
[0193] このマッピングプロセスは、何回も繰り返すことができ、それによって、脱分極を検出するための感知要素の組み合わせが、反復方式で、標的化されるべきA-b神経の構成をより良く分離し、定義するために再配置され得る。このような態様において、神経繊維の構成を三角測量し、マッピングすることができる。様々な実施態様において、このプロセスの間に1回以上、IMS適用装置150は、三角測量プロセスをより良く実行するように、再配置及び／又は再方向付けされ得る。さらに、このプロセスの間、A-b神経の活性化は、A-d及びC線維の両方のコンダクタンスの停止を自然にもたらすが、これは、A-bが、A-d及びC線維の不活性化をもたらすその活性化が、痛みを調節するものであるためである。その結果、IMSコイル115がそのパルスを発すると、A-bが活性化され、それに対応して、活性化されたA-a、A-d、およびC繊維が非活性化され、経験した痛みが停止することになる。このように、A-a、A-d、C線維からのノイズは減少し、除去される。
[0194]神経が、例えば、磁気パルスに対するその作用反応の感知を介して定義されると、次に、TMS装置は、信号を最大にし、標的神経をより良く定義し、そこに治療用磁気パルスをより良く投与するように、動き及び／又は瞬間をスクロールすることになる。さらに、治療すべき標的神経が特定され、定義され、その座標が定義されると、それに対するtMS適用装置の位置及び向きも定義することができ、その後の治療投与にわたって治療を行うために使用することができる。
[0195]さらに、標的神経が定義されると、次に、神経の健康状態を、例えば、外傷又は他の形態の異嗅症、糖尿病性神経障害、化学療法性神経障害などを被っているかどうかに関して、そのコンダクタンスパターンなどによって判断することができる。特に、信号コンダクタンスの特性、例えば、コンダクタンスの強弱、パッチ状か一貫しているか、強いか弱いか、きついか負けるか、などに基づいて、被験者が糖尿病または化学療法神経障害を患っているかどうかを判定することができる。このように、本システムは、1つ以上の神経障害診断を行うために構成されてもよい。これらの測定は、磁力計及び／又は電極の使用に関して開示されているが、画像化モジュールは、これらの測定に参加するために使用することもできることに留意されたい。
[0196] 従って、様々な実施態様において、システム1、例えば、tMSアプリケータ105及び／又はtMS感知装置150は、一実施形態では図3Dに描かれているように2つの場が順にパルスするように、又は別の実施形態では順でないように、磁場及び電場の両方又はパルスを対象の1又は複数の神経細胞へ送達するように構成されてもよい。図3に関して分かるように、tMSアプリケータ105は、複数のワイヤ錬金処理コイル115A及び115Bを含んでもよく、これらは、そこを通る電流を受信し、それに応答して、磁気インパルスを生成するように適合されている磁気コイルとして構成されてもよい。磁気インパルスは、上記に規定されるように変調され得る定義された波特性を有してよい。具体的には、生成された磁気波動場の特性は、各々調整され得る波長、周波数、および振幅を有することになる。
[0197] より具体的には、図3Eの表現に関して分かるように、tMSアプリケータコイルの8の字の構成が与えられると、各磁気コイル115は磁場を生成し、この個々の磁場は、他のもののそれを補強する個々の振幅を有するであろう。そのため、tMSアプリケータ105は、コイル115間の距離が、その波形の振幅を必要に応じて増加及び／又は減少させて、各個々の対象を独自に仕合わせに治療できるような方法で、単一の磁気波形を発生させるように設計することができる。様々な実施形態において、他の神経反応特性も、感覚伝導速度（CV）だけでなく、感覚発症潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックス等に対する増加又は減少を含むように、例えば、システムによって変調され、影響を受ける可能性がある。
[0198] 例えば、図3Fに関して分かるように、生成された磁気パルスのフィールド形状は約50％の振幅で提示され、この振幅は、治療される神経と磁気コイルとの間の距離の深さに依存して増加又は減少させることができる。特に、浸透の深さ、及び／又は磁場強度は、コイルを治療されるべき対象の身体に近づけることによって増加又は減少することができ、さらに、磁場の振幅を増加させることによって変調されることができる。
[0199] より詳細には、描かれているように、2つの下部は各コイルの中心を表し、それらの間の線は水平軸を表し、円錐のピークは磁場の組み合わせを表す垂直軸を形成し、これは各コイルの下の決められた深さにあり、この例では、垂直軸は-1（コイル表面）から50％浸透の2.5 cmまで延びている。したがって、完全な貫通では、深さは約5cmであってもよく、いくつかの実施例では、約10cmまたは20cmのように、より深くすることができる。したがって、図3D、3Eおよび3Fに関して分かるように、tMSアプリケータ105が生成する磁気コイルから放出される結果波形は、より深い浸透をもたらすように調整することができる振幅を有する単一の波形であってよい。特に、2つの生成された磁場は、例えば、波長、周波数、振幅などに関してそれらの波形をモデル化することによって、被験者の神経細胞に対する結果的な効果を決定するために、順番にもたらされることが可能である。その他の波形
また、感覚伝導速度（CV）、感覚発現潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックスなどの増減を含む特性もシステムによって変調される可能性がある。
また、感覚伝導速度（CV）、感覚発現潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックスなどの増減を含む特性もシステムによって変調される可能性がある。
[0200] さらに、様々な実施形態において、tMSセンサシステム150も提供され得る。特定の実施形態では、tMSセンサシステム150は、1つ以上の磁力計160及び／又は電極を含んでもよく、これらは、tMS適用装置105の一部として含まれてもよく、さもなければ、tMS適用装置105と組み合わせて提供されてもよい。例えば、tMS適用装置105は、被験者の身体の標的部分、例えば神経線維に1つ以上の磁気パルスを発生させるように提供されてもよく、さらに、1つ以上のtMS感知装置150は、提供された磁気刺激に応答した神経線維の反応を検出するように提供されることもできる。特定の実施形態では、tMS感知装置150はまた、それが取り付けられる身体の皮膚に電気インパルスを送達するように構成されてもよい。したがって、特定の例では、本システムは、磁場及び／又は電場の一方又は両方を、例えば同時に又は順次、治療部位の組織に送達するように構成されてもよい。
[0201] 磁力計及び／又は電極は、任意の適切な配置にすることができる。例えば、磁力計及び／又は電極の1つ以上は、電極、及びそれぞれのセンサー間の距離が、実行されるべき選択された機能に基づいて、正確に決定されるような、皮膚電極、磁力計、又はその両方として配合されてもよい。電極が存在する場合、tMS感知装置150は、電界発生器を含んでもよく、組織表面と電極との間でインターフェースするように、ヒドロゲル、例えば、導電性ヒドロゲルなどのインターフェース層を追加的に含んでもよい。ヒドロゲルは、治療を受ける被験者の身体と、tMS感知150及び／又は適用105装置との間のインターフェースとして適用されてもよい。例えば、身体とセンサーの電極及び／又は磁力計との間のデータの導電性交換をより良く提供するように、装置に関連する電極及び／又は磁力計の間にヒドロゲルを配置することができる。
[0202] このような態様において、それぞれの神経線維は、周辺組織内の他の様々な神経線維に関して識別され、局在化されることができる。特に、神経内の刺激された導電性信号が実際に生じている場所を決定し、それによって神経及び／又はその構造を識別するように、電界を1つ又は複数の組織下の構造に印加することができる。同様に、磁場は、コンダクタンス波特性を決定するために使用することができる。
[0203] 上記を考慮して、図5Cは、本開示のtMS感知装置150内のセンサユニットモジュール162の例示的な実施形態を示し、センサユニットモジュール162は、1つ以上のセンサ160、この例では複数のセンサが配置されている少なくとも1つの基板155を含んでいる。具体的には、センサユニット162は、複数の電極及び／又は磁力計を含んでもよく、これらは、1つ又は複数のトレース又は有線相互接続によって電子的に結合されてもよい。特に、本実施形態では、基板155はシリコンで形成され、第1の行に文字、A～H、第2の行に数字1～7で区画された2列のセンサ160を含み、個々のセンサ素子160はインターコネクトを介して中央コントローラ110aに接続されている。この例では、2列の8つの
磁力計が提示されているが、これらの機能のために任意の数の行および/または行ごとのセンサを採用することができる。
磁力計が提示されているが、これらの機能のために任意の数の行および/または行ごとのセンサを採用することができる。
[0204] 様々な実施例において、シリコン基板155は、相補型金属-酸化膜-半導体などの半導体として構成されてもよい。センサ160は、感知機能を実行するために構成された任意の要素であり得、そのようなものとして、撮像モジュール130、電極及び／又は磁力計要素160などを含むか、又はそうでなければ結合されてもよい。tMSモニタリング及びセンサ装置150のユニークな特徴は、モジュール内に複数のセンサユニット及び／又はセンサ要素があるため、神経の識別及び位置特定を、トリ角度を介してなど、比較的簡単なプロセスにすることである。
[0205] 従って、様々な実施例において、tMSアプリケータ105及び／又はtMSセンサ150デバイスは、三角測量及び三角測量によって、神経線維、及び／又は筋線維や血管などの他の組織下構造を識別及び／又はマッピングするために使用されてよく、ここで任意の3つのセンサ、例えば2列以上のセンサアレイの、三角測量及び／又は三角測量が行われるために採用され得る。好適なセンサアレイユニット162は、任意の好適な構成を有し、多様な配置の異なるセンサ160を含んでよいが、いくつかの実施例では、複数の、例えば、2または3、または4つの、センサユニット162が提供されてもよい。例えば、センサーの線形、千鳥配列、及び／又は多層配列などのセンサー160のアレイが提供されてもよい。特定の実施例では、個々のセンサユニット間の距離は、細かく測定され、互いに決定された間隔にある。
[0206] 特に、1つの構成において、各センサーユニット162は、センサーモジュールを形成するセンサー160の3つのグループを含んでもよく、このセンサー160は、各グループ化が1、2、3、4、5、6、9、12、センサー等を含む場合など、1以上の表面下神経線維又は組織の位置、方向、及び／又は構成の三角形を可能にするように位置決めされている。例えば、様々な実施形態において、1つ、2つ、またはそれ以上のセットの3つのセンサ60は、標的領域の組織内の1つまたは複数の繊維の2つ以上の位置を三角測量および／または平行移動させるために使用することができるアレイを形成してもよい。つの例示的な実施形態では、1組のセンサアレイ、例えば、1、2、及びBは、神経線維を特定することを課せられてもよく、他のセンサアレイ、例えば、2、3、及びC、及び／又は3、4、及びDは、神経線維の位置を決定することを課せられてもよい。さらに、神経繊維の形態を決定するように、別のセンサアレイ、例えば、6、7、及びGが採用されてもよい。このようにして、マッピング操作を行うためなど、本明細書に開示される任意の数のセンシング機能を実行するように、3つのセンサの任意のセットを採用することができる。
[0207] 興味のある神経線維をよりよく識別して位置決めするように、これらの三角測量及び／又は三分割操作の1つ又は複数の間に標的領域の組織の内部構造の画像を取り込むように、照明要素、光学部品、及び／又は画像取り込みデバイスを含む画像モジュールも含まれる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、センサ装置は、画像を生成するための音生成機構を含んでもよい。
[0208] 示されたように、特定の実施形態では、イメージングモジュールは、対象領域の組織内の異なる細胞構造の様々なものをイメージング及び／又は識別することができる光学的及び／又は音波イメージング要素を含んでもよい。例えば、様々な実施形態において、撮像モジュールは、放出されたエネルギーを集束して対象組織に向けるための光及び／又は音波エミッタ及び／又は光学素子及び／又はアンテナのうちの1つ又は複数を含むか又は他の方法で関連付けられることがある。同様に、イメージングモジュールは、それによって細胞レベルなどの組織の画像を生成するように、組織から反射及び／又は屈折したエネルギーを受信するための受信機、並びに、システムの制御モジュールなどへ画像を送信するための送信機を含むか、さもなければ、それに関連してもよい。
[0209] 従って、様々な実施形態において、センサモジュールは、コンピュータで生成されたマップ、又は治療領域の組織内の神経、筋肉、血管、及び／又は他の構造の捕捉又はその他の記録画像を介して、治療中の領域の組織下構造の3次元形態的位置決めを生成するように構成されてもよい。このような態様において、また本明細書において以下でより詳細に説明するように、神経線維マップが生成されてもよく、それによってマップは、治療部位の空間的に解決可能な内部アーキテクチャを提供し、特に、特定の神経線維、例えばA-bを、治療されている組織内に存在する他の内部構造、例えばA-a、A-d、C線維よりも優先的に識別することに関して、これらは種々の例においてノイズとして、例えばA-b神経のみが治療の対象とされる場合などフィルタアウトされ得るものである。もちろん、他の特定の構成では、A-a、A-d、およびC神経線維などの他の様々な神経線維、または血管、筋肉組織などの他の内部組織構造がターゲットにされてもよい。したがって、様々な実施例において、磁気、光、音、電気、または他の信号などの信号が、標的領域の組織内に放出され、集束され、所定の時間後に、戻り信号が収集されてもよい。
[0210] このような画像化は、刺激的な磁気又は電気、例えば電磁気、パルスが目的の神経線維の1つ以上に投与される前、後、又は投与中に行われてもよく、それに対する神経の応答によって、目的の組織内の他の様々な周囲の神経線維に関して神経を識別し、マッピングするために使用することができる。より詳細には、刺激される神経細胞は、目的の神経細胞、例えば、識別目的のために活性化を生じるように刺激されるA-b神経線維であってもよく、又は刺激される神経細胞は、周囲の神経細胞、例えば、A-a、A-d、又はC線維でもよく、そこから活性化により目的の神経線維が、例えば、識別した神経細胞からの外挿を介してなど、活性化した周囲の神経組織に対して識別及び位置決定されてもよい。
[0211] 任意の組織は、様々な異なる神経線維で構成されている複数の異なる神経によって神経支配されている可能性がある。典型的には、神経組織は、複数のA-a、A-b、A-d、及び／又はC繊維で構成され、それらは全て、例えば、非常に密接にパッケージされており、このことが、集束磁気パルスの識別、マッピング、及び標的送達を非常に困難にしている。しかしながら、本明細書に開示されるtMS感知装置150は、治療領域内の組織の様々な異なる神経細胞、筋肉、血管、及び他の皮下構造を識別、認識、及び区別するように独自に構成され得る。
[0212] 従って、本発明の装置、システム、及びそれを使用する方法は、本明細書で説明するように、神経組織、例えば、関心のある1つ以上の神経細胞を識別し、位置を特定し、マッピングし、分離し、標的磁場を送達することに向けられている。これらの手順を実行するための装置および方法は、本明細書において以下に詳細に説明される。特に、様々な実施形態において、これらの機能は、本明細書で説明するように、tMS感知150及びtMS適用105デバイスによって実行され得る。例えば、IMS感知150及びアプリケータ105デバイスのうちの1つ以上は、対象の組織を照明するためのイメージングモジュールを含んでもよい。
ターゲット領域における関心領域、その内部構造を視覚化し、照明された領域及び／又はその中の構造の1つ又は複数の画像をキャプチャする。特定の実施形態では、撮像モジュールは、対象領域の画像の1つ又は複数の写真を撮るように、発光体及び光センサ、光学ユニット、並びにカメラなどの画像撮像デバイスのうちの1つ又は複数を含むか又は他の方法で関連付けることができる。様々な実施態様において、撮像モジュールは、内部組織構造の画像をより良く生成するためなどの、音発生機構を含んでもよい。
ターゲット領域における関心領域、その内部構造を視覚化し、照明された領域及び／又はその中の構造の1つ又は複数の画像をキャプチャする。特定の実施形態では、撮像モジュールは、対象領域の画像の1つ又は複数の写真を撮るように、発光体及び光センサ、光学ユニット、並びにカメラなどの画像撮像デバイスのうちの1つ又は複数を含むか又は他の方法で関連付けることができる。様々な実施態様において、撮像モジュールは、内部組織構造の画像をより良く生成するためなどの、音発生機構を含んでもよい。
[0213] 撮影された画像は、識別、位置特定、マッピング、分離、及び識別された神経組織への標的磁場の供給のためなど、様々な異なる目的のために使用されてもよい。例えば、1つの特定の実施形態では、これらの画像のうちの1つ又は複数は、識別された構造、例えば神経線維を分離するように、治療領域から関心のない構造から背景ノイズを除去するために使用されてもよい。特に、このような排除、例えばフィルタリングは、治療されるべき構造、例えば神経線維の空間構成を少なくとも部分的に解決及び／又はモデル化するように、治療の標的受取をより正確に実施するのに有用である。
[0214] 具体的には、様々な実施形態において、システム構成要素は、治療がどこで、どのような向きで適用されるべきかをより良く決定するために、mm及びmm以下の精度、例えば約0.01～1mmで、内部の神経線維、例えばA-b、形態を解決及び／又は生成するように構成されてもよい。治療が行われるつもりのない、及び／又は治療の実施を妨害する可能性のある、それらの他の神経線維、例えばA-a、A-d、及びC線維、並びに他の構造から、治療のための特定の神経線維、例えばA-bを分離するために、バックグラウンドノイズを除去するための、1又は複数のフィルタが提供されてもよい。A-b線維が特定されると、次に、逆問題解決など、1つ以上のシステムプロセッサによって実施される好適にはフィルタリング操作を介するなどして、周囲の構造をイメージング及び／又は標的化領域から除外することができる。
[0215] 特に、A-b繊維が識別されると、A-a、A-d、及びC繊維は、補正されるか、又はそうでなければフィルタリングされることが可能である。このフィルタリングは、これらのA-a、A-d、及びC繊維が、治療のための磁場の正確な標的化及び適用にノイズを与えるので有用である。これらの繊維の識別及びフィルタリングは、視覚的に、画像減算を介して、座標的に、数学的に、コンダクタンスに基づいて、及び／又は信号ノイズ低減、及び同様の方法で行うことができる。より詳細には、A
繊維とC繊維はコンダクタンス速度が異なるため、そのコンダクタンスは互いに区別可能な波形を持つ。
繊維とC繊維はコンダクタンス速度が異なるため、そのコンダクタンスは互いに区別可能な波形を持つ。
[0216]しかし、これらの発散する信号がすべて存在すると、ノイズの原因となり、所望の信号の識別が困難となる。しかし、関心のあるファイバーのコンダクタンス波形が特定されると、他の波形、例えば、異なるHzを有する波形は、マッピング及び／又は適用分野から差し引くことができる。例えば、A-b繊維のコンダクタンスは、感知及び／又は監視ユニットを介してなど、識別及び分離することができるユニークで区別可能な波形を有する。したがって、tMS装置は、他の繊維を排除して、所望の繊維、例えばA-b繊維におけるコンダクタンスを活性化し生成するように構成され得る。
[0217]具体的には、様々な実施形態において、投与パルスは、関心のある繊維において活性化エネルギーを生成するように特に仕向けることができ、例えば、約0.1～約10Hz、約1～約7又は約5Hz、約1.5又は約1.65hz～約3又は4Hz、約3.3又は約3.5Hz以上を含む、引用範囲の間の数を含むような、決められた固有の周波数で、そのように仕向けられる。パルスは、同様に、約0.001秒から約10秒、0.01から約5又は約7秒、例えば、約0.1又は0.7秒から約2又は約3又は3.5又は4秒、約1秒、又はそれ以上を含む、所望の活性化をもたらすための適切な時間の長さで投与でき、そのようなものは引用した範囲の中間の数値を含む。
[0218]これらの波動特性は、例えば、活性化される繊維の性質、及びその自然な活性化エネルギー及びコンダクタンス波形に基づいて、変化してもよい。しかしながら、ある実施態様では、神経自体には自然に発生しないような方法で、関心のある繊維を選択的に識別及び／又は活性化するように、コンピュータ生成などによって波形を操作することができる。したがって、システムは、その後、関心のない周囲の繊維を除外しながら、固有の繊維を活性化及び識別するために使用することができる標的神経において固有の信号を生成するために構成されてもよい。
[0219]従って、このような態様において、システム1は、1つ又は複数の局在化操作を実行するために構成されてもよい。例えば、一態様では、治療領域によって定義される組織内で、例えばその活性に基づいて、神経を識別し、位置を特定するための方法が提供される。特に、システム1は、治療の標的領域内の1つまたは神経線維の位置を特定するために構成されてもよく、例えば、治療領域の経皮磁気刺激を介してなど、磁場および電場の1つまたは複数の適用によって特定が行われ、この磁場は、出力および／またはそれに対する応答を決定および／または測定するために構成されているセンサアレイと連動して標的領域に適用されてもよい。
[0220] より詳細には、図5Cに関して本明細書で説明したような、神経活動センサーのアレイを有するtMSセンサーデバイス150は、既知の場所に配置されてもよく、又は複数のtMSデバイスが身体の複数の場所に配置されてもよく、これらのデバイス（複数可）は、治療を必要とする1つ又は複数の特定の神経構造を特定するように、対象の身体の1つ又は複数の標的領域内で標的部位を特定するために使用することができる。これらの1つ以上のセンサ装置150は、例えば、関心のある標的神経に向けられた、tMSアプリケータ105から標的部位に印加される磁場及び／又は電場に応答する神経の測定データ及び／又は記録用に構成され得る。
[0221] 興味のある構造、例えば、神経線維が、例えば、本明細書で説明するように、識別プロトコル及び／又は画像化、コンピュータ生成等を通じて識別されると、構造の相対座標を定義、保存し、識別、マッピング、及び／又は保存座標に基づく後のターゲティングに使用することが可能である。様々な実施形態では、tMS感知装置によって受信されたフィードバックを確認するように、識別、標的化、及び／又はマッピングの1つ以上を識別及び／又は確認するように、被験者、例えば患者からのフィードバックが引き出され得る。
[0222] 一般に、例示的なターゲティング及び／又はマッピング手順は、以下のステップのうちの1つ又は複数を含み得る。例えば、示されるように、tMS感知装置は、撮像モジュール及び感知モジュールのうちの1つ又は両方を含んでもよい。そのような例では、tMS装置は、標的領域への磁場の送達を実現してもよく、tMS感知装置は、それに対する生理学的応答を感知してもよく、その撮像モジュールは、生理学的応答の1つ以上の画像を撮ってもよい。この態様において、標的領域内の1つ以上の内部構造、例えば、神経組織は、印加された磁場に応答して活性化されてもよく、その応答は、IMS感知装置によって感知されてもよく、tMS撮像モジュールは、標的神経を識別するように、活性化構造の画像を取り込むことができる。
[0223] 同様に、一旦識別されると、より正確な標的治療を可能にするように、その空間座標によって定義されるような神経繊維の位置が記録されてもよい。具体的には、治療領域内の標的神経が特定及び／又はマッピングされると、痛みの経験の減少をもたらすように、標的神経組織に向けられるなどして、治療を適用することができる。例えば、本明細書で以下に説明するように、標的神経は、特定され、かつ
tMS適用刺激に対する応答などによって特徴付けられ、適用磁場に応答して構造体に刺激がない場合、その構造体は治療されるべき目的の神経ではないことを示し、適用磁場に応答して痛みの経験の減少がある場合、反応する構造体が目的の神経であるか、少なくともそれに関連しているという指標となり得る。
tMS適用刺激に対する応答などによって特徴付けられ、適用磁場に応答して構造体に刺激がない場合、その構造体は治療されるべき目的の神経ではないことを示し、適用磁場に応答して痛みの経験の減少がある場合、反応する構造体が目的の神経であるか、少なくともそれに関連しているという指標となり得る。
[0224] より具体的には、反応性構造が特定されると、その構造をよりよく特徴付けるように、標的刺激をさらに受けることができる。例えば、領域及びその構造をマッピングするため、及び／又はその1つ以上の特徴を抽出するために、tMSアプリケータの向き及び空間的位置決めを、例えば、反復的及び反復的に変更することができる。したがって、この特徴抽出は、本明細書において以下でより詳細に説明されるような、グリッド状パターン又は同心円のパターン、例えば減少する又は増加する直径のパターンをナビゲートすることによるような、任意のパターンに従って反復的に実行することが可能である。
[0225]特に、円が大きすぎる場合、あまりにも多くの構造が接触されることになり、処置が拡散しすぎる可能性がある。しかし、円が小さすぎるところでは、そもそも正しい領域に当たることが難しすぎて、ターゲティングを正確に開始できない可能性がある。同様に、フォーカスエリアが小さいと、治療部位を活性化させるのに十分な範囲が得られない場合があります。このように、焦点の領域は、アンカーポイントとして機能するように、標的領域、例えば標的神経繊維を見つけるために、必要に応じて反復的に増加及び／又は減少させることができ、その後、標的神経及びその分岐を定義するように設計されたパターンで刺激の適用を動かすなどして、標的神経の範囲を定義するために使用されうる。
[0226] その結果、センサ装置の一部として複数のセンサ素子を有することは、神経細胞を三角測量するためなど、有用である。従って、特定の実施例では、逆問題解を定式化することなどにより、関心対象の標的組織を特定及び決定するためにシステムを構成することができる。このような態様において、様々なA-a、A-b、A-d、およびC繊維の1つ以上が、磁気および／または折衷刺激に対するそれらの応答を決定および／または特徴付けることなどにより、治療領域の組織内でピンポイントに特定されてもよい。痛みを引き起こす神経線維が特定されると、例えば、tMSアプリケータ及び／又はIMS感知装置を介して、システムがそのコンダクタンス信号にロックオンできるように、関心のある痛み線維をマッピングし、次に、影響を受けた神経線維への磁場の標的送達をもたらすようにtMSアプリケータを方向付けるように、位置合わせ要素を適切な三次元空間に位置決めしても良い。
[0227] 例えば、マッピング及び／又は標的化手順を実行する際に、図5Cに関して規定されるようなセンサのアレイを有する感知装置は、標的領域を定義し、治療される神経を識別し、識別されると、IMSアプリケータを方向付けるためなどのその座標、及び神経の形態、例えば、神経をより正確に標的とするための画定の両方をマッピングするようにシステムコントローラにフィードバックを与えるために使用されてもよい。A-b神経線維など、治療を必要とする神経をより正確に標的化するためである。そのようなマッピング及び／又は標的化手順は、治療される被験者からのフィードバック、及び感知アレイ装置からのフィードバックを相関させることによって決定されるように、その領域における痛みの一般的経験における減少があるかどうかを決定するために、標的領域に一般的で非焦点パルスを適用することによって開始することができる。痛みの減少が経験されないか又は他の方法で感知される場合、tMSアプリケータは、新しい位置及び／又は向きに移動され得、痛みの経験の顕著な減少が決定されるまで、例えば別のパルスが送達され得る。
[0228] マッピング処置は、いくつかの異なる方法で実施することができる。例えば、位置決め及びマッピング手順は、グリッド状の様式で実行されるように構成され得る。特に、治療領域は、まず、それぞれが予め定義された領域を表す複数の小さな正方形で構成された大きな正方形、例えば正方形の箱によって定義されてもよく、痛みの原因となる神経が適切に特定及び／又はマッピングされ、適切な波特性が決定されるまで、治療に対する反応性を決定するために、グリッドの一つの箱の領域がテストされてもよい。一実施例では、グリッド状の構造を治療領域に適用することができ、それによって治療領域が小領域に分解され、磁気刺激の適用の反復プロセスを通じて、狭く定義された活性部位が特定され得る。
[0229]具体的には、ボックスを形成する行と列のグリッドを、治療領域に適用することができる。特定の実施形態では、グリッドは、標的領域の境界を定義する大きなボックスを一緒に形成する3～6～9～12～16個のボックスから形成され得る。ボックスは、例えば、各ボックスが約3×3mm～約9×9mm～約12×12mmの面積であってよく、標的アール及び／又は治療部位、例えば、指より小さいか、手より大きいか等によって、サイズが異なる可能性がある。サイズに関係なく、治療部位に近接する全ての領域が好適に識別されるまで、標的領域の様々な小領域に、反復的に、正方形ごとにtMS装置によって刺激を送達することができる。
[0230] 従って、磁気パルスが、神経細胞内の活動を刺激するように、正しい方向で、適切な痛みのシグナル伝達神経繊維に送達されると、痛みの付随する鈍化が被験者によって経験され、その標的部位を規定する箱は、次に治療領域の一部として識別されることができる。装置の座標とインパルス信号の特性は、tMSセンシングアレイ装置と連動するなどして、決定し、記録することができる。このプロセスは、治療領域、より詳細には治療部位を定義するように十分な数の領域が特定されるまで繰り返すことができ、治療部位に1つ以上の磁気パルスを適用することによって、疼痛感覚の減弱及び／又は完全停止をもたらすようにすることができる。
[0231]様々な実施形態において、グリッドは、1から9までの番号を有する電話キーパッドのようにレイアウトされてもよく、刺激は、例えば、順次、各番号に供給され、各番号について、被験者は、痛みに関する評価を自己報告することができる。
このようにして、特に治療部位の正確な境界を定義する各ボックスを定義することができます。したがって、アクティブボックスを整列させ、磁気装置の適用を感知装置によって受信されたセンサデータと相関させることによって、例えば、3つの連続する数字が水平分布パターンを画定し、3によって分離された任意の数字が垂直分布パターンを画定し、奇数の数字の連続が斜め分布パターンを画定するように、水平、垂直、または斜めにアクティブボックスを整列することによって、神経の地勢分布を定義することも可能である。もちろん、神経の分布の特徴から他のパターンを特定することも可能である。したがって、このような態様では、治療対象となる神経を明確に特定し、局在化し、マッピングし、治療することができる。したがって、感知されたデータ及びターゲティングパルスに対する被験者の反応性に基づいて、グリッド上の1つ以上の位置が特定されてもよく、その後、繰り返しの反復プロセスを通じて、標的化されるべき神経繊維がマッピングされ得る。
このようにして、特に治療部位の正確な境界を定義する各ボックスを定義することができます。したがって、アクティブボックスを整列させ、磁気装置の適用を感知装置によって受信されたセンサデータと相関させることによって、例えば、3つの連続する数字が水平分布パターンを画定し、3によって分離された任意の数字が垂直分布パターンを画定し、奇数の数字の連続が斜め分布パターンを画定するように、水平、垂直、または斜めにアクティブボックスを整列することによって、神経の地勢分布を定義することも可能である。もちろん、神経の分布の特徴から他のパターンを特定することも可能である。したがって、このような態様では、治療対象となる神経を明確に特定し、局在化し、マッピングし、治療することができる。したがって、感知されたデータ及びターゲティングパルスに対する被験者の反応性に基づいて、グリッド上の1つ以上の位置が特定されてもよく、その後、繰り返しの反復プロセスを通じて、標的化されるべき神経繊維がマッピングされ得る。
[0232]一旦マッピングされると、パルスの特性は、送達効果を最大化するように較正されることができる。例えば、このプロセスの間、神経線維内のコンダクタンスの固有の波形は、例えば、センサアレイによって感知され、又は他の方法で決定され、次に、その固有のパルスシーケンスによってなど、標的神経線維を識別し更にマッピングするために使用でき、標的神経線維は、その隣接神経細胞から区別することができる。示されるように、ある実施態様では、このターゲティングは、当初、反復プロセス、例えば、試行ターゲティングの結果であってもよいが、その次元性が定義され、及び／又はマッピングされると、そのターゲティングは、より効率的かつ正確に達成することができる。このような態様において、標的部位が定義され、マッピングされ、IMSアプリケータの有効な方向が決定され、磁気パルスの痛みを和らげる投与を効果的に行うようにすることができる。
[0233] 従って、上記に鑑みて、1つの態様において、本明細書で提供されるのは、神経障害性疼痛体験を改善するように集束磁気刺激の適用で標的とする神経障害性神経の1つ以上の特性を特定するためのシステム100である。そこで、本明細書で提供されるのは、磁気刺激の適用に対する見込みのある神経の応答を検出するために構成される経皮感知および監視装置150、ならびに識別された神経を識別および特徴付ける目的で感知された応答データを分析するために構成されるコンピューティング装置110である。特に、上述したように、経皮感知及びモニタリング装置150は、複数の感知素子160を備えてもよく、この感知素子は、例えば、図5Cに描かれるように、感知素子の行及び列の両方を含むグリッドの形態で構成されてもよい。感知素子160は、対象とする神経の大きさ及び向きに応じて、任意の数の行及び列など、例えば2、4、6、8、10以上、又はその間の任意の数が提供されてもよい。各感知要素160は、磁力計、または他の感知要素であってもよく、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に応答する神経の反応を識別するように構成され、この生の反応データは、神経の反応の大きさおよび向きを含んでもよい。同様に、経皮センシング及びモニタリングデバイスは、感知された生の反応データを送信するための通信モジュールを含んでもよい。
[0234]さらに、システム100は、経皮センシング及びモニタリングデバイス105の一部であるか又は他の方法で結合されているコンピューティングデバイスなどのコンピューティングデバイス110Aを含んでもよい。示されるように、コンピューティングデバイス110又は110Aは、生の反応データを受信し、生の反応データを評価し、標的とされる神経障害性神経の1つ又は複数の特性を決定するように構成されてもよい。様々な実施態様において、コンピューティングデバイス110又は110Aは、どのセンサ要素がどの向きで最も強い反応を拾うかを三角測量及び／又は三点測量するように、センサ要素160の複数の異なる組み合わせを使用して様々な様式で生の反応データを処理するための処理エンジンの組を含んでいる。
[0235] 例えば、経皮センシング及びモニタリング装置の複数のセンシング要素の第1のユニットから生の反応データを受け取るためのような、第1の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが提供されてもよい。特に、第1の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つの、又は4つ又は5つの、又は6つ以上の、感知要素の第1のセットなどを含んでもよい。感知素子の各々または選択からなど、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含む生の反応データなど、様々な生のデータが収集されてもよい。このデータは、生の形態であってよく、印加された磁気刺激に対する神経障害性神経の反応を特徴付けるために使用されてもよい。そのような例では、第1の処理要素は、第1の感知ユニットの感知要素の選択されたセットの各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよい。それゆえ、第1の感知素子又は感知素子のセットは、第1のユニットについての第1の統合された大きさ及び第1の統合された向きを決定するために構成されてもよい。
[0236] さらに、感知要素の第2のユニットから生の反応データを受信するためのような、第2の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよい。上記のように、第2の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つ、又は4つ又は5つ、又は6つ以上の感知素子の第2のセットなど、感知素子の第2のセットを含んでもよい。上記のように、生の反応データは、適用されたtMS刺激に対する神経障害性神経の反応をさらに特徴付けるための、感知素子のそれぞれまたは選択からのような、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含むであろう。したがって、第2の処理要素は、第2の感知ユニットの感知要素の各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよく、第2のユニットに対する第2の統合方向及び／又は大きさ並びに第2の統合向きを決定するようにさらに構成されてもよい。これらのプロセスは、感知素子の多数の異なる組み合わせを含む感知ユニットの多数の異なる選択について繰り返されてもよく、すべてが、異なる方向における異なる大きさの強さを有し、三次元、X、Y、およびZ空間におけるような異なる向きを有する多種多様なセンサデータを生成する。
[0237] さらに、第3の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが、第1及び第2、並びに他の任意の及び全ての統合された方向及び大きさのデータを受信するために提供されてもよく、さらに、感知ユニットのどの集合、及びその感知要素のどの集合が最大の大きさを呼び起こすか又は他の方法で証拠立てるかを決定するために構成されてもよい。同じまたは異なる処理エンジンは、次に、感知された大きさデータを評価し、評価されたデータポイントに重みを関連付けるように構成されてもよく、例えば、振幅および／または応答の大きさに関して、最大の結果データを立証する感知ユニット、ならびにその感知要素に、より大きな重みが与えられるような場合である。その後、より少ない重み付けが、他のすべての感知ユニットおよび感知要素に帰着され得る。
[0238] さらに、第4の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよく、例えば、第4の処理エンジンは、第1および第2および任意の追加の統合された方位を受け取り、それを評価し、個々のデータポイントに重みを関連付けるように構成され、いずれの方向も、最大の応答を呼び起こすセンサユニットの感知要素によって受け取った方向データと相関しており、例えば、より大きい大きさを立証しているものに大きな重みが付与される。そして、より少ない重み付けが、他のすべてのセンシングユニット及びセンシングエレメントに帰着され得る。第5の処理エンジン、又は処理エンジンのセットは、複数の感知ユニットについてのそれぞれの統合された大きさ、統合された向き、及び他の収集データ、例えば統合された方向及び振幅データ、並びに重みデータを受信して評価し、評価された大きさ、向き、他の収集データ、及び重みデータに基づいて、例えば標的とされる神経障害性神経を定義する座標のセットを判定するためにも存在し得る。第6の処理エンジン、または処理エンジンのセットは、それによって神経障害性疼痛体験を改善するように、標的とされる神経障害性神経に集束磁気刺激を投与するための第1の治療プロトコルを決定するためなどに提供されてもよく、第1の治療プロトコルは、治療される神経障害性神経に対するtMS適用デバイスの提案された方向および／または投与される集束磁気刺激の振幅、または他の波形特性を含む場合がある。
[0239] 具体的には、1つ又は複数の神経組織が標的領域において互いに対して識別及び／又はマッピングされる前、間、又は後に、磁気パルスが、標的部位内の識別及び／又は標的細胞に適用されてもよく、例えば、磁気パルスが生成されて標的神経線維（1つ又は複数）に向けられるようにtMSアプリケータを配置、方向付け、及び／又は活性化することにより、1つのA-b線維に対して適用されてもよい。例えば、1つ又は複数の神経線維が、疼痛線維のタイプなど、識別及び／又は分類されると、識別された線維の活性を特徴付け、経時的に監視することができ、治療の性質に基づいて、投与される治療のパラメータを、波形特性に関して、例えば投与される磁場の振幅、ヘルツ、及び／又は同種のものに関して決定することができる。
[0240]特に、送達の初期周波数は、多種多様な神経線維を刺激すべき0.001Hz～約1又は約2Hz、及びはるかに小さい範囲の神経細胞を作動させる3又は4、例えば4.5、又は5又は6Hz～約10Hz以上など、多種多様な神経線維に応答、例えば増強、を誘発する能力に基づいて選択することが可能である。同様に、投与の振幅及び／又は持続時間、例えば、約1又は2分～約15又は約20分、例えば、約7又は約8又は約9分を含む約5～10分も、治療の投与を一般化及び／又は個人化するように選択及び調節することが可能である。
[0241] 年齢、代謝、体重などの被験者の様々な特性は、初期投与パラメータを決定するために使用することができる。例えば、任意の特定の例において、所定の対象は、治療法によく適応することもあれば、そうでないこともある。いずれの例においても、治療のパラメータを記録し、および／または、痛みの軽減につながる傾向またはつながらない傾向などの1つ以上の傾向の発生を考慮するように、パラメータの変化を決定し測定することができる。例えば、1つの特定の実施形態では、痛みを改善するための最初の投与は、特定の送達パラメータのセットに従って、例えば20分間4または5Hzで投与されてもよいが、対象、例えば患者は、治療によく反応し、時間の経過など、それへの適応により、その後の投与は約3分または5分間0.5または1Hzで送達するだけでよい場合がある。したがって、これは、個人の個人的な反応に治療をより密接に整合させるように、追跡及び予測することができる肯定的な傾向を示している。
[0242] このような例では、送達パラメータへの適応又はプライミングにより、システムは、より少ないエネルギーを使用して、より迅速に痛みを緩和することができるだけでなく、2倍、3倍、4倍、又はそれ以上など、対象が経験する痛みの緩和の感覚を増大させることができる。負の傾向などの逆もまた、識別及び追跡され、システムパラメータは、負の傾向に対応するか、そうでなければ修正され得る。本明細書に記載されるように、これらのパラメータの1つまたは複数は、時間-投与最適化体制などにおいて決定することができ、追跡することができ、送達パラメータは、観察または決定された傾向に基づいて、上方または下方に調整することができる。
[0243] 従って、本開示の更なる態様は、神経障害性疼痛の経験を緩和するためなど、神経障害性疼痛を経験している被験者の体内の標的領域の標的神経に投与する集束磁気刺激の1つ以上の送達特性を決定するための方法に向けられている。本方法は、経皮センシング及びモニタリングデバイス150を、痛み体験の領域で身体1000に結合することを含んでもよい。上記に示したように、特定の実施例では、経皮感知およびモニタリング装置150は、各感知ユニット162が、2、3、4、5、最大10以上の感知素子160の行および列の両方を有するグリッドを形成するように配置されてよい複数の、例えば、少なくともトウまたは3の、感知素子160を含む、複数の感知ユニット162を備えてもよい。各感知素子は、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に対する神経の反応を特定するように構成されてもよく、例えば、生の反応データは、反応の方向、振幅、大きさ、及び／又は向きを含んでもよい。
[0244] IMS又は他の感知装置105が身体1000に結合されると、標的化される神経によるそれに対する反応がtMS感知装置105の1つ以上の感知素子160によって感知され得るような方法で標的神経における反応を引き起こすように、磁気刺激が、例えば、モバイルtMS適用装置105によって痛み経験の領域に適用され得る。したがって、標的領域に磁気パルスを印加することに続いて、経皮感知およびモニタリング装置105は、複数の感知ユニットから生の反応データを収集することになる。収集されたデータは、その後、感知装置の搭載された処理要素によって、及び／又はそれに関連するコンピューティング装置によって、処理及び評価されてもよく、センサ要素160及びセンサユニットデータ、例えば、その選択からのデータは、複数の統合センサユニットデータが生成されるように決定及び統合されてもよい。そのような例では、各個々及び／又は統合されたセンサユニットデータは、例えば複数の感知ユニット162の各々の感知素子160によって検出された応答の統合された大きさ及び統合された向きを含んでもよい。
[0245] 次に、コンピューティング装置110は、一組の比較結果を生成するように、感知ユニット162の選択から収集された統合されたセンサユニットデータを、1つずつ比較することができる。コンピューティングデバイス110は、比較の結果を評価し、次いで、標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定する。例えば、様々な実施態様において、治療プロトコルは、治療される神経を定義する座標のセット及び／又は標的領域1000及び／又は標的神経に対してtMS適用装置105を方向付けるための方向など、1又は複数の送達特性を定義し得る。特定の実施例では、コンピューティングデバイス110は、磁気パルスを生成する際に使用され得る1つまたは複数の適用パラメータを決定してもよい。示されるように、磁気パルスは、1つまたは複数の決定された波形特性を有するように設計されてもよい。そのような実施例では、1つ以上のアプリケーションパラメータは、例えば、磁気パルスが磁気パルスの波長、周波数、振幅、および持続時間によって定義され、これらはすべて選択可能であってもよい、所望の磁気パルスを生成するための、電圧レベルおよび電流レベルを含んでもよい。
[0246] 従って、治療部位及び適切な投与体制が決定されると、例えば磁気刺激の適用に先立って、システムは、その治療のためにアプリケータを決定された治療部位に位置合わせするように構成されてもよい。例えば、システムが、tMSアプリケータ105と、上述の関節部材などの位置決め要素140とを含む場合、装置は、tMSアプリケータ105を治療領域及び／又は治療部位に位置合わせするような方法で位置付け及び方向付けるように構成されてもよい。これは、自律的に行われてもよいし、システムオペレータにシステムを適切に構成するように指示することによって行われてもよい。
[0247] 特に、システム1は、正確かつ的を射た方法で治療部位に磁束を効果的に投与するように、アプリケータ105の1つ又は複数のコイル115を目標部位に対して角度を付けるように具体的に位置合わせするように構成されてもよい。このような態様において、アプリケータ及び／又はコイル（複数）の角度、磁束の周波数、並びに磁波の大きさは全て、治療される対象の神経繊維に関する治療の最大効果を決定するように調節することができる。さらに
特に、痛みを引き起こす神経線維が特定されると、システム1が、例えば、tMSアプリケータ105及び／又は感知装置150を介して、そのコンダクタンス信号にロックオンでき、次に、影響を受けた神経線維への磁場の標的送達をもたらすようにtMSアプリケータ105を方向付けるように適切な三次元空間に位置付け要素を配置できるように、目的の痛み線維がマッピングされ得る。
特に、痛みを引き起こす神経線維が特定されると、システム1が、例えば、tMSアプリケータ105及び／又は感知装置150を介して、そのコンダクタンス信号にロックオンでき、次に、影響を受けた神経線維への磁場の標的送達をもたらすようにtMSアプリケータ105を方向付けるように適切な三次元空間に位置付け要素を配置できるように、目的の痛み線維がマッピングされ得る。
[0248] 従って、一態様では、治療を必要とする神経が位置決めされ、標的化され、及び／又はマッピングされ、IMSアプリケーションの向き及び適切なインパルス特性が決定されると、次に、治療の送達の前など、治療部位に対してtMSアプリケータを校正するように、1又は複数の校正手順が実施されてもよい。例えば、診断及び／又は治療の前に、較正及び／又は開始プロトコルが実行されてもよく、それによって、出力を確認し特性付けし、tMSアプリケータ105及び／又はシステム1を較正するように、身体の治療部位に向けられるなど、定義された特性のいくつかの初期磁気及び／又は電気パルスが放出されてカバー及び／又はセンサに向けられるかもしれない。
[0249] 例えば、定義されたパルスがtMSアプリケータ105から放出されると、それらは、カバー及び／又はtMSセンサ装置140内などの1つ又は複数の較正センサによって受信されることがある。次いで、受信されたパルスの特性を、定義された特性と比較することができる。この比較からの結果データを使用して、システムを較正するように、及び／又は定義されたパルスと受信されたパルスとの間のあらゆる差異を補正するように、システム構成要素を変調することができる。
[0250] 較正に先立ち、tMSセンサモジュール150は、治療領域の近くに配置されてもよく、標的神経を較正及び／又は識別するためのプロトコルが開始され得る。例えば、tMSセンサモジュール150と通信して、位置決め要素140は、神経繊維の初期決定座標を使用して、tMSアプリケータ105を標的領域1000に近接して並進させることができ、その時点で、神経繊維を活性化するように、アプリケータによって1又は複数の磁気パルスが神経繊維に送達されてもよい。神経繊維の活性化は、神経におけるコンダクタンス応答を引き起こすが、このコンダクタンスは、その後、センサモジュールによって感知され、特徴付けられることができる。そのような例では、神経からのフィードバックは、センサモジュール150によって拾われ得、それは、次に、そこで処理され、および／または再較正および／または継続した、例えば、より集中した、標的化および／または治療適用のためにtMSシステム1および／またはアプリケータ装置105に戻って通信され得る。
[0251] 特に、較正の目的のために、パルスの一意のシーケンスが、tMSアプリケータ105から放出され得る。様々な実施形態において、その
パルスの特性は、関心のある神経を識別し、治療領域内の他の非標的神経と区別するために選択され、及び／又は他の方法で構成される。同様に、一旦標的化されると、システムは、次に、標的神経繊維自体に適用されるパルスを較正することができ、例えば、理想的な神経を決定するために
体組織に印加する磁気パルスおよび／または電気パルスの特性、例えばその波形、周波数、振幅などに関するものである。
パルスの特性は、関心のある神経を識別し、治療領域内の他の非標的神経と区別するために選択され、及び／又は他の方法で構成される。同様に、一旦標的化されると、システムは、次に、標的神経繊維自体に適用されるパルスを較正することができ、例えば、理想的な神経を決定するために
体組織に印加する磁気パルスおよび／または電気パルスの特性、例えばその波形、周波数、振幅などに関するものである。
[0252] 具体的には、初期ターゲティングプロトコルが実行され、及び／又は適切な波形特性が特定されると、上述したように、より正確なターゲティング手順が実行され得る。この方法では、上述したように、ターゲティングパルスに対する応答性に基づいて、グリッド上の1つ以上の場所が特定され、その後、反復的な反復プロセスを通じて、ターゲティングされる神経繊維がマッピングされ得る。一旦マッピングされると、パルスの特性は、送達効果を最大化するように較正され得る。より具体的には、このプロセスの間、神経線維内のコンダクタンスの固有の波形は、次に、その固有のパルスシーケンスによってなど、標的神経線維を識別し、さらにマッピングするために使用することができ、標的神経線維は、その隣接する神経細胞から区別することができる。
[0253]従って、この態様において、関心のある痛みを引き起こす神経線維は、パルスシーケンスに対するそれらの固有の応答によって識別され、マッピングされ得、次いで、磁気パルスアプリケータが較正され得、1つ以上の治療パルスが、対象からの痛みの経験の緩和のために投与され得る。繰り返される較正は、周波数、波長、振幅、装置の向きなどに関して、痛み緩和のための最適な治療波形を決定するように実行することができる。より具体的には、一例では、最大振幅が決定されると、効果的かつ効率的なパルスシーケンスが決定され得る。
[0254] 同様に、標的神経線維、例えばA-b線維の1つ以上が決定されると、その他の隣接線維、例えばA-a、A-d、及びC線維は、次に、外挿などによってマッピングされ得る。これらの反復の1つ以上の間、tMSセンサデバイス150は、標的領域をより良く三角測量し、三等分し、定義し、治療部位にゼロインするように、再配置され、及び／又は他のセンサデバイスと連鎖され得る。このようにして、tMSセンサモジュール150は、治療部位に近接して配置され、tMSアプリケータ105と組み合わせて使用して、標的神経に治療を細かく調整し向けることができ、神経における付随する応答は、神経をさらにマッピングし、システム1を較正し、tMSセンサ150およびアプリケータ105を配置するために使用され得る
[0255]それゆえ、軸索保護カバー108が、所望によりtMSアプリケータ105上に位置付けられ、装置が較正されると、位置付け要素140は、tMSアプリケータ105を標的領域1000に隣接し、tMSセンサ装置150に隣接するように位置付けるために作動させることができる。適切に位置決めされ、方向付けられた後、1つ以上のパルスが、神経を活性化するように、関心のある神経線維に向けられるなどして、治療部位に送達され得る。活性化された神経からのフィードバックは、その後、センサユニットによって感知され、三角測量、三点測量などの、上述のプロセスを介して、標的部位にゼロにするために、局在化プロトコルが実施され得る。
[0256]具体的には、センサ装置150の1つ以上のアレイは、複数のセンサ160のうちどれが最大の信号強度でフィードバックを受信しているかを決定するように活性化されてもよい。活性化及びセンシングの反復プロセスを通じて、標的領域の組織内の標的神経の形態のグリッド状表現がマッピングされ、定義されてもよい。まだ実行されていない場合、痛みの改善をより良くもたらすように神経への最適化されたパルス送達をもたらすために、神経に印加される磁場及び／又は電場を洗練するために、固有のパルスの校正シーケンスが実行されてもよい。
[0257]このプロセスのユニークな特徴は、マッピング手順を通じて、組織内の神経の位置の客観的な決定が、その次元の副組織座標を画定する方法で定義され得ることであり、この座標は、その後の治療を通じて正確な方法で神経をターゲットにするために使用され得ることである。これにより、痛みを治療することがより客観的、再現可能、かつ効率的になり、したがって、特に、位置決めおよび適用がシステムコントローラによって自律的に実行される場合、例えば、システムのAIモジュールによって決定および実装されるように、より少ない時間およびエネルギーを必要とするようになる。
[0258] 従って、本明細書に提示されるシステムの1つ又は複数は、治療プロトコルを生成及び実施し、1つ又は複数の治療手順を通じて被験者の痛み経験を測定及び追跡するように、様々なデータを収集するように構成されてもよい。この点に関して、印加された磁気刺激に応答して、標的神経は、tMSセンサ装置150の1つ以上のセンサ要素160によって感知され得る様式で脱分極することによって応答し得る。具体的には、神経の脱分極の応答の振幅は、様々なセンサ要素162、例えば、電極および磁力計によって感知することができる信号、例えば、振幅信号を発することができ、一旦神経線維が三角測量されると、その信号、例えば、振幅信号は
A-b神経内の脱分極は、IMS装置105及びそのコイル115の位置及び／又は向きを最適化することなどにより、最大化することができる。
A-b神経内の脱分極は、IMS装置105及びそのコイル115の位置及び／又は向きを最適化することなどにより、最大化することができる。
[0259]特に、システム1は、磁気パルスに対する神経細胞内の応答を最大化するように、磁気コイル115が標的神経線維に対して配置されるべき空間を解くように構成され得る。より詳細には、tMSアプリケータ105の位置決めは、X、Y、及びZ軸（空間）に関して、標的神経の座標に対するような、同じそれぞれの周りの回転と共に、定義することができる。このデータは、勾配降下計算のように、痛みの経験の最大の減少をもたらす印加磁気パルスの振幅及び周波数を増加させることに基づいて決定することができる。
[0260] これらの計算の結果は、次に、放出された磁気パルスに対する神経の応答の振幅を最大にするように、標的神経に対するtMSアプリケータ105の最適な構成を決定するように、線形回帰最適化モデルにおけるように使用することができる。記載された反復プロセスにおいて、波形及びその生成の様々な特性を生成することができ、様々な投与パラメータ、例えば波形変数を定義するためのプロトコルを決定し、例えば、識別された神経線維、例えばA-a、A-b、A- 5、C線維などの1つ以上が、振幅の高さ、パルス幅、傾斜、周波数、位置付け、例えば、の1つ以上に関連する活性化及び／又は脱分極特性に関して神経が機能しているかに関して相関するようにすることができる。座標、コイルの不純物及び／又は抵抗、印加される電圧、及び採用される電流、これらの全ては、システム、例えば、システム1の人工知能（AI）モジュールによって決定することができる。
[0261] 例えば、身体上及び／又は近傍に感知及び刺激デバイスを配置すると、次に、システムのAIは、標的神経の位置と、最大の効果を得るための刺激デバイスの理想的な位置及び／又は向きを決定することになる。このようにして、システムは痛みを特徴付け、痛みを患者の病歴と関連付け、次に痛みを治療し、その解決において、痛みの原因は何か、治療は何か、なぜその治療で痛みの経験が解消されたのかを定義します。次に、このデータは、システムによって収集され、分析され、そして、神経の位置、その形態、およびそれに影響を与える条件を特徴付けるように、ステップバイステップで、治療プロセス中に、振幅、周波数などの1つ以上の変数を増加および／または減少させる反復プロセスによって、使用されることが可能である。これらの反復は、痛みの減少を最大化すると同時に、その痛みが減少するのにかかる時間を最小化し、同時に、痛みが生じない期間を増加させるように、何度も繰り返すことができる。
[0262] したがって、上記の観点から、所定の標的神経に対するパルス送達のための最大振幅が決定されると、次に、例えば、治療されるべき関心のある神経を確認するために、強化パルスシーケンスが決定され実施され得る。同様に、標的、例えば、A-b、神経が特定されると、次に、関心のない他の背景神経繊維、例えば、A-a、A-d、及びC繊維の位置が外挿され、それらの位置及び／又は位置が分かると、これらの繊維の任意の反応性を感知して関心のあるA-b繊維の反応から背景雑音として減算することが可能である。特に、神経反応性のベースラインを確立し、バックグラウンド神経活動を最小化し、目的の神経の反応性を使用して、磁場及び／又は電場を標的神経により正確に送達するためのシステムをより良く研ぎ澄ますことができる。
[0263] このようにして、ホーニングが継続されると、A-a、A-d、及びCの神経線維の反応性が低下し、目的のA-b線維の反応性が増加するはずであり、それによってターゲティングがより容易になる。その結果、治療を行えば行うほど、治療過程の実施が最適化され、同様に、標的神経が増強されるため、刺激量が少なくて済み、神経疲労の前に大きな効果を発揮することができるようになる。また、疲労を監視し、過分極を可能にするように、上記と同様の方法で神経疲労の発症を予知し、低減するためにシステムを最適化することができる。
[0264] 別の態様では、上述したように、システムは、神経障害の存在を決定するため、及び／又はそのような神経障害の影響を治療するためなど、対象に対して1つ又は複数の診断を行うように構成されることができる。例えば、上述したように、いくつかの異なる神経タイプがあり、同様に、状態を有する対象に痛みを引き起こすように神経に影響を与えるいくつかの異なる状態が存在する。具体的には、神経障害の形態を有することは、対象の神経プロセスにおける不均衡を引き起こし、したがって、システムは、そのような不均衡を決定するために構成することができ、それに応答して、対象のシステム、例えばその1つまたは複数の神経を、自律的にまたは手動操作によって、バランスに戻すようにシステムによって治療体制が生成および適用され得る。
[0265] したがって、システムは、それ自身のシステムパラメータを最適化し、各特定の対象者に治療を提供する際に使用するシステムパラメータを最適化するだけでなく、痛み感覚を治療する方法をより良く決定するために、及び対象者の神経機能を最適化するために1以上の神経障害を決定するように構成されても良い。その結果、治療される被験者の神経障害状態は、その状態の様々な変数に関して特徴付けることができ、この変数は、被験者を診断及び治療するために使用することができ、さらに、例えば、痛み及び痛みの緩和の経験、並びにその神経のコンダクタンス波形の客観的特性など、被験者が経験する主観及び客観の両方の変数に関して、同じ変数状態を証する他の被験者を診断するために使用することができる、例えば治療の前及び後において、。このデータは、次に、一般的に、被験者又はクライアントのクラスについて、及び具体的に、個々のクライアントについて、治療の提供を最適化するために使用することができる。
[0266]さらに、治療後の被験者をモニターする際に、データを使用し、新たなデータを収集することで、個々のクライアントに対する治療体制をさらに個別化することができる。具体的には、神経痛の治療に加えて、本システムは、判断が難しい神経損傷の診断に特に有用であり、明らかに診断を拒むように見える痛みの説明を求めて、被験者が医師から医師へと移動しなければならないフラストレーションを軽減することが可能である。そして、本明細書に開示されるシステム及び方法によって、適切な診断がなされると、次に、治療体制が実施され得る。感知されたデータ、及び／又は被験者のフィードバックに基づいて、1つ又は複数の神経症を決定し、治療することができる。
[0267] 診断及び治療の結果は、関連するデータベース内に保存することができる。したがって、複数の被験者の診断及び治療をカタログ化した悪性腫瘍のデータベースを生成することができ、このデータベースは、次に、評価及び／又は治療される現在の被験者と評価及び／又は治療された過去の被験者とのコンダクタンス特性の比較によってなど、1又は複数の他の被験者に診断を行うためにシステムによって使用されることができる。したがって、一旦評価が実行されると、次に、例えばシステム管理者によって、またはシステム自体によって自律的に、システムを構成することができ、評価に従って1つまたは複数の治療を実行することができる。治療は、痛みの感覚の改善のために、そのような治療を必要とする被験者の標的領域に適用され得る。例えば、被験者が治療のために来院したとき、本明細書に開示される感知装置及びtMS適用システムを使用することと関連して、1つ又は複数の評価を実行することができる。
[0268] 特に、感知装置を、標的領域に近接して、被験者の身体上に配置することができ、tMSアプリケータを、センサ及びアプリケータの一方又は両方に方向付けることができ、一連のパルスを身体に印加することができる。例えば、最初は、最初の訪問にわたって、診断手順が実行され得る。
具体的には、治療の準備として、治療される神経における1つまたは複数の神経障害の存在を決定するように、診断体制が実施され得る。
具体的には、治療の準備として、治療される神経における1つまたは複数の神経障害の存在を決定するように、診断体制が実施され得る。
[0269] 第1の手順では、上述のようなセンサモジュールを、痛みが発生している部位で身体上に配置してもよく、保護カバーをtMSアプリケータ装置の上に配置してもよく、tMSアプリケータをtMSセンサの近くに、治療領域の組織に近接して配置してもよく、神経障害性神経が予想される標的領域に向け、1又は複数の校正及び／又は診断パルスを身体に対して投与してもよい。上記で説明したように、一実施形態では、tMSシステムの活性化を開始するために、保護被覆は、IMSアプリケータの頭部に配置されてもよい。示されるように、システムは、保護カバーがtMSアプリケータの頭部の少なくとも一部上に配置されることによって、tMSアプリケータの活性化がもたらされるように構成されてもよい。
[0270] 例えば、保護カバーは、インテリジェントであることができ、又は少なくとも、マイクロチップ、センサ、電池、受動コイルなどの1つ又は複数のコイル、及び／又はトランシーバのうちの1つ又は複数を含むことができる。カバーがアプリケータに結合されると、信号が一方のデバイスから他方のデバイスに送信されてもよく、この信号は、使用を許可する活性化コードを表す。例えば、一実施形態では、開始信号が、限定された磁気パルスなどのtMSアプリケータから送信され得、その信号は、カバーによって受信され得、それに応答して、システムを起動するように、戻り信号がカバーからアプリケータに送信され得る。
[0271]より詳細には、磁気パルスがtMSアプリケータから送られる場合、カバーの受動コイルによって受信されると、そこに電流を誘導してトランシーバに通電し、次に認証コードをシステムコントローラに送って、1回ごとの使用モデルのように、tMSアプリケータの使用を活性化する。様々な実施形態において、カバーは、無線周波数識別（RFID）タグを含むことができ、tMSアプリケータ（又はtMSセンサー）は、RFIDリーダーを含むことができ、両者が互いに近接すると、検証信号が送信及び受信されてシステムが起動されるようにすることができる。特定の実施例では、カバーは、磁場の存在を検出することができる1つ以上の磁気センサを含むことができ、これは、次に、送信される戻り認証信号の活性化を引き起こすことができ、及び／又はtMSアプリケータ及び／又は感知装置の1つ以上を校正するために使用されることができる。保護カバーとtMSアプリケータとの間のこの認証は、逆の順序で実施することもでき、及び／又はIMSセンサユニットを使用して実施することもできることが理解される。
[0272] 従って、典型的な治療プロトコルでは、被験者、例えば患者が来院し、アプリケータ及び治療される被験者を保護するように、tMSアプリケータコイルの上にカバーが配置されることがある。その後、治療が行われ、様々な神経線維の活動が決定及び／又は監視されることができる。このような態様では、近隣の神経組織が特定されれば
対象神経線維の応答性は、例えば、ノイズを構成する近隣の神経線維の応答性を対象コンダクタンスから除去することなどにより、より良く解決することが可能である。このプロセスは、時間の経過とともに、標的神経繊維がどこにあるかが明確になり、近隣の神経繊維のノイズをより容易に識別してフィルタリングできるように、治療がより集中し、より解決されるように、何度も繰り返されることがある。
対象神経線維の応答性は、例えば、ノイズを構成する近隣の神経線維の応答性を対象コンダクタンスから除去することなどにより、より良く解決することが可能である。このプロセスは、時間の経過とともに、標的神経繊維がどこにあるかが明確になり、近隣の神経繊維のノイズをより容易に識別してフィルタリングできるように、治療がより集中し、より解決されるように、何度も繰り返されることがある。
[0273]具体的には、標的神経線維の解像度が高ければ高いほど、刺激パルスをより集中して送達することができ、刺激パルスがより集中していればいるほど、隣接する線維が活性化されることは少なくなり、ノイズの発生も少なくなるので、フィルタリングが容易になり、標的神経線維の解像度もさらに良好になる。この分解能は、標的神経が疲労し、磁気パルスにもはや反応しなくなったとき、その時点で適用の中断が起こり、適切な休息期間の後、過分極を避けるように修正した誘導波形などで、治療を再び更新することができるため、有用である。同様に、様々な実施形態において、1つ又は複数の磁気パルスは、標的領域が神経及び血管の両方の損傷を受けた場合など、標的領域の1つ又は複数の血管の灌流を増加させるように採用されることもできる。治療領域への血流を増加させることによって、治癒が促進され得る。
[0274] さらに、様々な実施態様において、治療領域に適用されるエネルギーは音波エネルギーであってもよく、これは、いくつかの実施態様において、治療領域、及びその中の組織及び血管を視覚化及び／又は画像化するように採用されてもよいが、他の実施態様において、音波エネルギー、例えば音波を標的神経又は血管に向けるために構成されてもよい。例えば、様々な実施態様において、適用される音波は、血栓、アテローム性動脈硬化症などを分解及び／又は治療するように、血管に向けられることがある。
[0275] 別の態様では、システムは、tMS感知装置を介するなどして、1つ又は複数の神経を監視するように構成されてもよい。例えば、一実施形態では、モニタリングシステムが提供される。監視システムは、本明細書に記載されるようなtMS感知装置を含んでもよく、tMS感知装置は、神経活動レベルを監視するために構成される。例えば、tMS感知装置は、一組のセンサモジュールを有するセンサモジュールを含んでもよい。そのため、感知装置は、治療領域に近接して配置されてもよく、それによって、センサーモジュールの1つ以上のセンサーは、IMSアプリケータを識別された標的部位に適切に位置合わせできるように、1つ以上の神経の活性を識別するために構成されてもよい。様々な実施形態において、センサモジュールは、次に、具体的に識別された神経細胞（複数可）に正しい形態で治療を送達するために、磁場を標的部位にどのように、どこに、及びどのような構成及び／又は方向で印加すべきかを示すようにtMSアプリケータと通信し得る。
[0276] 上述したように、センサ装置は、以下を実行するように構成された複数のセンサを有する1つ又は複数のセンサモジュールを含んでもよい。
三角測量及び／又は三点測量操作。例えば、1つまたは複数のセンサモジュールは、選択された神経細胞を三角測量するように構成されてもよく、様々な場合
実施形態では、1つまたは複数のセンサモジュールにおける複数のセンサは、神経識別および登録システムを形成するように適合されてもよい。さらに、上述したように、様々な実施形態において、感知装置は、画像取り込み要素、例えばイメージャが、関心対象の神経細胞などの治療領域内の組織下構造の1つ以上の画像を取り込むように構成され得るような画像取り込み要素を有する画像化モジュールを含んでもよい。このような例では、上述したように、イメージャは、標的領域組織内の神経及び／又は他の血管及び構造の3D画像などの画像を取り込むために適合された光学的又は音波的要素であってよい。
三角測量及び／又は三点測量操作。例えば、1つまたは複数のセンサモジュールは、選択された神経細胞を三角測量するように構成されてもよく、様々な場合
実施形態では、1つまたは複数のセンサモジュールにおける複数のセンサは、神経識別および登録システムを形成するように適合されてもよい。さらに、上述したように、様々な実施形態において、感知装置は、画像取り込み要素、例えばイメージャが、関心対象の神経細胞などの治療領域内の組織下構造の1つ以上の画像を取り込むように構成され得るような画像取り込み要素を有する画像化モジュールを含んでもよい。このような例では、上述したように、イメージャは、標的領域組織内の神経及び／又は他の血管及び構造の3D画像などの画像を取り込むために適合された光学的又は音波的要素であってよい。
[0277] このような態様において、標的神経細胞、例えばA-b神経線維は、センサ登録システムなどによって、センサモジュールが次に磁気パルスを送達する場所及び方向をtMSアプリケータに伝達できるような方法で、識別、位置決定、登録、及び定義されることが可能である。したがって、そのような例では、登録プロセスに基づいて、標的領域内の組織などの1つ以上の神経の位置及び／又は形態が特定され、1つ以上の神経だけでなく治療部位も位置決めして規定するために使用することができる。
[0278] このような態様において、治療されるべき神経は、体系的かつ反復可能な方法で治療のために特に標的とされるように、識別、位置、及びマッピングされることができる。これは、例えば、後述するセンサデバイスチェーニングプロセスのように、身体のコースに沿って、関心のある神経の複数の領域が治療の対象となり得るように、組織及び／又は神経に沿って何度も繰り返されることがある。
[0279] このような標的化は、例えば、多数の異なる時間にわたる複数の治療にわたって、連続的な方法で、各治療部位にtMSアプリケータを適切に整列及び方向付けるように、手動又は電子的に、それに関連する位置合わせ要素の移動を介して、tMSアプリケータ装置の位置合わせを指示するために使用され得る。例えば、上述したように、識別処理を行う際に、一意のパルスシーケンスを、例えばtMSアプリケータによって神経細胞に適用することができ、それに対する予想される応答を、例えばtMSセンサによって検出することができるので、神経繊維を識別又は確認し、例えばそのコンダクタンス特性に基づいて神経に対する損傷の程度を識別及び／又は特徴付けし、及び／又は疾患状態を決定することができる。
[0280] 例えば、痛みが経験されたときにベースレベルの反応を見つけ、次に痛みが経験されていないときに再び反応を見つけるために、試験パルスを送達することができ、これらの2つの状態における神経のコンダクタンスの特性をシステムに記憶し、それによって、治療がいつ切れるか、どの程度の速さかといった将来の痛みの発生を予測し、それを使用して、被験者を別の治療に自動的にスケジュールすることができる。特に、示されるように、関心のある神経、例えば、A-bを探し出し識別するために、固有のパルスシーケンスを適用することができ、最初に神経を識別し、その相対的健康を特徴付けるために、波形の異なる、例えば、異なる周波数、波長、振幅などの磁場または電場パルスなどの一連の異なるエネルギーパルスを送達することができる。つの特定の例示的な実施形態では、2または5または10または15以上のパルスを、約0.5～10または15～約20以上のHzで、約1～約10秒の間に、例えば、反復順次シーケンスで送達することができ、それに対する神経の応答を使用して、その健康を、それ自身のベースライン、被験者におけるそれらの同等の神経タイプのサンプル、例えば、すべての、の集合ベースラインに関連して、および／または広範囲の被験者にわたる神経タイプのデータベースに対して、分類することができる。そしてもちろん、ベースライン及び／又は神経障害状態がシステムによって確立されると、次に、IMS感知装置は、一日、一週間、一ヶ月、一年などの経過を通じて、神経の状態を監視するために採用することができる。
[0281] したがって、様々な実施態様において、システムは、刺激事象に応答するなどの神経繊維活動を監視し、特徴付けるために構成され、神経繊維活動は、神経繊維の周波数、波長、振幅、速度などに関して特徴付けることができ、神経繊維の
コンダクタンス。具体的には、tMS感知装置は、被験者の身体に配置され、神経活動の増加又は減少が痛みの増加又は減少を引き起こすようなコンダクタンス活動のスパイクの増加又は減少を決定するように、神経線維活動を監視し特徴付けるように構成され得、それは次に、標的領域内の神経に行われる損傷によるなど、痛みを引き起こす又は痛みを減じるイベントがちょうど発生したかもしれないことを1人又は複数のシステムユーザーに通知するようにシステム又はそのモニターに伝達され得る。
コンダクタンス。具体的には、tMS感知装置は、被験者の身体に配置され、神経活動の増加又は減少が痛みの増加又は減少を引き起こすようなコンダクタンス活動のスパイクの増加又は減少を決定するように、神経線維活動を監視し特徴付けるように構成され得、それは次に、標的領域内の神経に行われる損傷によるなど、痛みを引き起こす又は痛みを減じるイベントがちょうど発生したかもしれないことを1人又は複数のシステムユーザーに通知するようにシステム又はそのモニターに伝達され得る。
[0282] 様々な実施形態において、刺激的事象に応答して、神経活動の減少を識別することができ、この神経活動の減少は、監視されたA-b神経線維などにおいて、痛みの経験の増加をもたらし、同様に、刺激的事象は、A-b線維などにおいて、神経活動の増加を引き起こすことができ、この神経活動の増加は、痛みの経験の減少をもたらす。逆の構成も監視することができ、例えば、C繊維などの神経繊維の刺激の増加が痛みの増加をもたらし、一方、刺激の減少が痛みの経験の減少をもたらす場合などである。刺激事象は、本システムのtMSアプリケータによって適用されるような磁気及び／又は電気パルスの適用によって引き起こされ得るか、又はtMS感知及び監視装置を装着した被験者によって行われる活動によって引き起こされ得る。
[0283] 様々な実施態様において、複数のtMSセンサーデバイスが、様々な異なる位置で身体に適用されてもよく、各センサーデバイスは、各センサーデバイスを互いに通信可能に結合させるように構成される通信プラットフォームを含み、したがって、治療されるべき神経が身体の複数の領域にまたがり、及び／又は複数の損傷箇所を有する場合のように、三角測量、三点測量、マッピング、治療提供、及び／又は同様のために感知デバイスを協調して使用することが可能である。例えば、多くの場合、センサモジュールの連結は、関心対象の神経を特定することを容易にするため、有用であり、また、次のような場合に役立つ。
また、マッピング操作を行い、さらに、同一または異なる身体部位に複数の治療を協調または同期して行う場合に有用である。
特に、様々な実施形態において、1つのtMSセンサ装置及び／又はtMSアプリケータは、治療部位に治療を施すように配置することができ、別のセットは、脊髄の一部に近接するなど、身体の異なる部分に配置することができ、その場合、神経の異なる部分を一緒に、例えば、同時に又は順次、監視し及び／又は治療することができる。
また、マッピング操作を行い、さらに、同一または異なる身体部位に複数の治療を協調または同期して行う場合に有用である。
特に、様々な実施形態において、1つのtMSセンサ装置及び／又はtMSアプリケータは、治療部位に治療を施すように配置することができ、別のセットは、脊髄の一部に近接するなど、身体の異なる部分に配置することができ、その場合、神経の異なる部分を一緒に、例えば、同時に又は順次、監視し及び／又は治療することができる。
[0284] したがって、1つの例示的な実施形態では、脚の神経が治療される場合、3つのセンサ装置及び／又はアプリケータが、膝の後ろ、腰、及び脊椎などの身体に適用され、1つ以上の、例えば3つ全ての、センサを使用して、治療が神経の長さに同時に、又は順番に、又は反復的に、送達できるように神経を標的化することが可能である。同じ神経の複数の治療部位におけるそのような送達は、痛みの経験を緩和するのに特に有用であることが分かっている。このような場合、痛みの部位と脊髄の部位の両方にセンサモジュールを配置することは、例えば、痛みの部位と神経が脊柱の1つ以上の神経とインターフェースする位置から、神経繊維のコースに沿って磁気及び／又は電気パルスを加えるために、特に有用である場合がある。
[0285] いくつかの実施例では、磁気パルスの連続的又は反復的な適用が望まれる場合があり、したがって、tMS装置の自動位置決め要素は、例えば、最初のセンサモジュールによって画定された最初の標的部位から移動し、次に、すべての治療部位が治療されるまで、別の、及び／又は別の治療部位に移動するように、センサ・モジュールとの通信を介して、それ自身を再配置するように構成される場合がある。例えば、一旦識別および／またはマッピングされると、治療の対象となる神経は、適切な神経が治療されることを確実にするために、治療の前に識別され、再識別されてもよい。この検証プロセスは、治療部位においてセンサ指標に近接してtMSアプリケータを位置合わせし、既知のパルスシーケンスなどで神経に検証パルスを送達し、それに対する導電性応答をその既知の応答と比較し、応答が一致すれば、治療を受けるべき正しい神経が適切に標的化されていることが分かるようにすることによって開始され得る。
[0286] 上述したように、このようなパルスは、例えば、疾患状態又は損傷状態を診断し、及び／又は損傷の程度を評価するように、神経繊維の損傷を評価するように採用することもできる。例示的な
実施形態では、約0.5～10Hzの2または5または10または20パルスを1つの神経上の1つの部位に送達して、標的神経のベースライン活動をその隣接する非標的神経線維と明確に区別し、もちろん、その識別が分かれば、構造特性などのその形態を定義し、将来の標的化と治療のためにシステムで座標を記録してもよい。
実施形態では、約0.5～10Hzの2または5または10または20パルスを1つの神経上の1つの部位に送達して、標的神経のベースライン活動をその隣接する非標的神経線維と明確に区別し、もちろん、その識別が分かれば、構造特性などのその形態を定義し、将来の標的化と治療のためにシステムで座標を記録してもよい。
[0287] 従って、本明細書に開示されたセンサモジュールを有するセンサデバイスが与えられれば、神経組織活性における1つ以上のスパイク又は低下を決定することによって、例えば、変化が識別された閾値を超える痛みの発生を示す場合など、主観的にも今や客観的にも、治療の前、間、及び後において痛みを定量化、監視、及び追跡することが可能である。特に、主観的には、治療される対象が痛みの感覚を特定し、システムが生成したスケール又は1から10までの数値スケールなどのデータ入力の他の形態でその感覚を定量化することができ、その後、神経活動の測定が行われ、対象の入力データと関連付けることができ、主観的入力データに客観的要素を与えるために使用することができる。同様に、これらのデータは、個々の被験者の痛み及び痛み耐性のベースラインを確立するために使用することができる。
[0288]さらに、システムは、被験者に対する1つ又は複数の治療にわたる痛みの改善を、客観的及び主観的に測定及び監視するように構成されてもよい。例えば、経験された痛み感覚のベースラインが決定されると、次に、1つ又は複数の治療が対象に投与され、アンケート又は痛み閾値スケールへの記入を介してなど、主観的な測定が行われ、次に、神経活動が再び測定され、これらの結果が1つ又は複数の以前の結果と比較されることが可能であり得る。具体的には、治療前に、対象領域の様々な神経線維のコンダクタンスを測定し、例えば、それぞれの神経線維で起こっているコンダクタンスの特性を測定することによって、決定することができる。より具体的には、神経線維を通るコンダクタンスの波形、例えばその振幅、波長、周波数、及び／又は同様のものを測定し、痛みの感覚を特徴付けるために使用することができる。
[0289] 同様に、本明細書で議論されるtMSアプリケータは、次に、治療部位に磁気パルスを投与するために使用することができ、治療中及び／又はその後の神経活動は、次に、IMS感知及び監視デバイスによって、例えば、その波形の振幅、波長、及び／又は周波数など、活性化した神経繊維に生じるコンダクタンスの特性に関して測定することができる。このデータから、主観的および／または客観的な
痛みの特性を決定し、測定し、監視し、追跡することができ、それによって、治療の有効性を決定し、および/または治療体制を決定し、効果的にすることができる。
痛みの特性を決定し、測定し、監視し、追跡することができ、それによって、治療の有効性を決定し、および/または治療体制を決定し、効果的にすることができる。
[0290] 従って、本明細書に開示される本発明の装置、システム、及び方法のユニークな特徴は、損傷又は痛みの軌跡においてA-b神経線維に磁気パルスを集中的に投与すると、神経線維を活性化でき、この活性化によって痛みが改善され、これは、神経線維に新しい損傷が生じるまで及び／又は神経線維がその治療前の状態に戻るまで、例えば何時間も何日も何週も、さらには何ヶ月も持続できることが判明している点である。したがって、様々な実施形態において、本明細書に開示されるtMSセンサ装置は、着用可能であるように構成されてもよく、そのように、経時的に神経活動及び痛みを監視するために構成されてもよい。このようなモニタリングは、デバイスによって直接実行されてもよく、生成されたデータはそこに保存され、及び／又はデータは、ペアリングされた携帯電話又はタブレットコンピュータなどのクライアントコンピューティングデバイスに、又はサーバに送信されてもよく、これらのモニタリングは、時間及び距離にわたって被験者の健康を追跡するように採用され得る。
[0291]特に、痛みの軌跡におけるA-b繊維の活性化により、新たな健康感を得ることができ、この健康感のために、治療を受けた対象者は、そうでなければ従事できない活動に従事できると感じることができ、場合によっては、痛みを引き起こす繊維に新たな損傷を引き起こすことがあり、これをウェアラブルセンサが拾って定量化し、所定の閾値、例えば、痛み耐性閾値を突破した場合、対象者に新しい治療体制を開始すべきことを通知することができる。
同様に、特定の事例では、システムのA-b繊維の活性化は一定期間続くかもしれないが、最終的には減衰し、その結果、C繊維の活性が増加し、再び痛みが発生するかもしれない、このA-b繊維活性上の減衰及び／又はC繊維活性の増加は、ウェアラブル感知装置及び／又は監視システムによって観察、決定、及び／又は監視することができ、所定の閾値を立証すると、システム管理者及び／又は治療中の対象に警告シグナルが送信されることがある。そのような通知は、システムによって、例えば、自動的に実行することができ、装置の着用者又はそれを監視する医療専門家などに対して、電話、テキスト、SMS、ダイレクトメッセージング、掲示、電子メールなどを介して配信することができる。
同様に、特定の事例では、システムのA-b繊維の活性化は一定期間続くかもしれないが、最終的には減衰し、その結果、C繊維の活性が増加し、再び痛みが発生するかもしれない、このA-b繊維活性上の減衰及び／又はC繊維活性の増加は、ウェアラブル感知装置及び／又は監視システムによって観察、決定、及び／又は監視することができ、所定の閾値を立証すると、システム管理者及び／又は治療中の対象に警告シグナルが送信されることがある。そのような通知は、システムによって、例えば、自動的に実行することができ、装置の着用者又はそれを監視する医療専門家などに対して、電話、テキスト、SMS、ダイレクトメッセージング、掲示、電子メールなどを介して配信することができる。
[0292] フィードバックは、痛みの事象の文脈を、対象内の生物学的、例えば痛みの場所、及び／又は環境的、例えば痛みを引き起こすために何をしていたか、いつ、どこで、どのように、及び同様のものとして、対象から引き出すことも可能である。このような態様において、システムは、被験者の日々の活動を追跡し、痛みのプロファイルを1つ以上、例えば、痛みが経験される場所、痛みのスパイクが生じる場所など、従事する活動の各々に関連付け、これを追跡し、治療の被験者にフィードバックを与えることが可能である。例えば、システムは、被験者の規則的な行動パターンを決定することができ、痛み、例えば急性の痛みを引き起こす、又はそうなる可能性を有すると識別された決定された活動がある場合、これは、システムによってタグ付けすることができ、警告を被験者に送信することができ、活動が予測された痛みを引き起こす場合、活動の後に、活動によって引き起こされるあらゆる痛みを減らすように新しい治療を投与できるように患者に代わって治療をセットアップしてもよい。
[0293] 具体的には、活動の違いにより、ある活動が急性痛の発症につながる場合と慢性痛の発症につながる場合など、神経線維の伝導特性が異なるため、それらの活動と識別して追跡できる波形の特性や機能が異なる場合がある。したがって、慢性的な痛みの感覚を監視及び追跡することができ、急性の痛みのエピソードが経験されるか又は予測される場合、又は慢性的な痛みの停止の減少が予測される場合、システムは、再燃が起こるときより前になど、対象の健康状態の変化又は潜在的な変化を識別し警告し得る。
[0294]このような態様において、システムは、被験者の痛みのない存在を確実にするために、予測された急性及び／又は慢性疼痛の発症に基づいて定期的な治療スケジュールを決定するために使用できるユーザ活動プロファイルを生成するように、痛みと活動とを一緒に相関して追跡することができる。このスケジュール機能は、スケジュールされたアポイントが、被験者のコンピューティングデバイスに直接行われるように構成することができ、プロセスにおける被験者の介入を必要とせず、本質的に、例えば、治療通知を含むプロセスが、自動的に行われることが可能である。新しい治療が行われ、痛みが治まると、痛みの特性をタグ付けし、システム構成を更新するために使用することができ、次の痛みのエピソードが経験されるまで、システム監視及び追跡をリセットすることができる。
[0295]このような態様において、痛み領域の神経組織の明確なマッピング、及び被験者に対する痛みのプロファイルの広範な特徴付けが与えられると、システムによる治療を受ける各被験者のための定期的な治療スケジュールを生成することによって、被験者の痛みの経験を管理することが可能である。具体的には、システムは、治療による被験者の痛みの改善の程度を決定し、痛みの軽減を確実にするために治療スケジュールを動的に生成することができ、例えば、神経線維のコンダクタンスの生理学的特性を用いて、被験者の痛みのプロファイルを決定する場合、例えば、持続時間、周波数、波長、振幅などのコンダクタンス波特性に基づいて決定することができる。例えば、被験者に複数の治療を施すことにより、神経系が増強され、それにより、その後の治療がより効果的で、より長持ちし、より少ない強度で適用する必要があることが判明している。しかし、短時間に多量の刺激を与えると、神経疲労を引き起こす可能性がある。
[0296]従って、ウェアラブル tMS センシングデバイスの別の用途は、治療用磁 気療法を受ける際に神経疲労に近づいていることを判断することである。
により、長時間の治療セッションの間など、被験者が受けることができる治療量を最大にするために、刺激を与える。特に、様々な実施例において、複数の治療目的を達成するように、様々な治療条件が提供され得る。例えば、送達される印加磁気パルスは、約0.1Hz又は0.5Hz又は1Hzから約8Hz又は9HZ又は約10Hzの間の範囲、例えば約0～5分～約20分、例えば約10分～約15分、及びその間の反復であってもよい。
により、長時間の治療セッションの間など、被験者が受けることができる治療量を最大にするために、刺激を与える。特に、様々な実施例において、複数の治療目的を達成するように、様々な治療条件が提供され得る。例えば、送達される印加磁気パルスは、約0.1Hz又は0.5Hz又は1Hzから約8Hz又は9HZ又は約10Hzの間の範囲、例えば約0～5分～約20分、例えば約10分～約15分、及びその間の反復であってもよい。
[0297]より詳細には、治療パラメータは、例えば0.5Hzのように多数の人々に対して一般的な反応を引き出すように構成された低周波磁気パルスを適用し、次に周波数を約1、2、3、4、4.5、5またはそれ以上に上げるなどの反復プロセスによって決定することができる。このプロセスは、技術者及び／又は他のシステムオペレータによって手動で行うことができ、あるいは、システムコントローラによって、及び／又はシステム予測、AI、分析によって知らされることによって自律的に行うことができる。
[0298] 同様に、治療が適用される時間期間も、約1分から約20分またはそれ以上に始まるように反復的に決定されてもよく、例えば、治療は、疲労を喚起する前に、最小量の時間から始まるが、その後時間と共に増加し、最終的には増強により減少し、それによって、より少ない量の適用強度をより少ない時間適用できるが、より多い量及び／または疼痛緩和の期間を伴うような、反復的に決定されてもよい。治療の受け手の年齢もまた、例えば、被験者が若ければ若いほど、適用時間が長くなり、周波数及び／又は振幅が高く設定され得るように、説明されてもよい。
[0299] このような態様において、リアルタイムの用量最適化体制が実施され、AIシステムによって実行される予測分析によって促進され得る。示されるように、これは、神経内のコンダクタンスの振幅、ならびに、その治療のためなど、対象に適用されるアプリケータによって生成される磁気波形の性質など、多くの方法で決定することができる。特に、被験者によって経験されている痛みの強度は、部分的に、コンダクタンスの波形によって、例えば、その振幅、波長、周波数、持続時間などに関して決定することができ、ここで、増加または減少は、痛みの経験の増加または減少（神経線維に依存）を表し、これは、時間の経過とともに推移する可能性がある。そして同様に、対象への磁場の印加が生成され、それによって、印加された磁場の波動特性が、例えば、振幅、波長、周波数などにおける下降傾向が、対象の健康が増加していること、または少なくとも治療に対する応答性が増加していることを示すような、時間の経過とともに痛みの改善をもたらすために必要な治療の程度を示す場合がある、提供される場合がある。
[0300] これらの活動は、多数の被験者に対してシステムワイドに実施されてもよく、痛みの特徴付け及び耐性データベースが生成されてもよく、それにより、治療のためにシステムを使用する被験者のニーズに反応するようにシステムをよりよく訓練し、したがって、痛みのフレアアップを低減又は減少させることに関してなど、予測機能をより正確にすることができる。したがって、システムは、例えば、痛みの経験及び／又は治療効果における上向き又は下向きの傾向を決定し、その傾向を測定し、例えば、同じ又は類似の痛みの特性を有する、同じ又は類似の被験者に対する過去の投与を考慮して、投与される磁場の有効な治療パラメータを適切に予測するように構成される。特性、例えば、振幅、周波数、持続時間などの変化の程度を決定し、測定し、例えば、治療の頻度、その持続時間、治療の強度などに関して、システムパラメータを調整するために使用することが可能である。したがって、被験者の治療に対する採用および／または調整を説明することができ、その後の治療は、痛みの主観的な経験、および／または治療に対する調整を考慮して、被験者にパーソナライズすることができる。
[0301]上記の観点から、特定の実施態様では、システムのIMSセンサデバイスは、センサモジュールから1つ以上の感知された読み取り値を記録し、そこからパターンを認識し、その結果をメモリに格納して、着用者の1つ以上の特性が決定された正常範囲内にあるか外にあるかを判断できるように構成されてもよい。特に、生物学的又は他のセンサーが含まれる様々な実施例において、センサーは、治療及び／又は監視されるべき1つ又は複数の標的構造をそこに有する標的領域に近接して配置されるなど、皮膚の近くに配置されてもよい。そのような例では、センサー及び／又は画像化ユニットは、装置の防水特許性を維持すると同時に、センサーユニットが1つ以上の感知動作を実行できるように、窓領域の背後に位置決めされてもよい。より詳細には、様々な実施例において、プロセッサモジュールは、センサモジュールと協働して、実質的にリアルタイムで、又はメモリから感知されたデータを取得することによって、感知されたデータに対して1つ以上の分析を実行してもよい。
[0302] このような例では、本明細書で後述するように、コンピューティング、例えば、AI、システムは、着用者の1つ又は複数の条件の1つ又は複数のベースラインを決定するために、感知された及び／又は記憶されたデータの定期分析を実行し、一度確立すると、着用者の条件の1つ又は複数が変化を経験するかどうかを決定するために感知データ、例えば現時点で感知されているデータ、、を定期的に評価できる1又は複数の処理エンジンを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、プロセッサモジュールは、日常的な活動のベースラインを決定してもよく、生物学的及び／又は物理的パターンを特定してもよく、及び／又は特性の典型的な範囲を確立してもよく、一度決定されると、システムはこれらの様々なパラメータを監視して装着者の一般健康を評価でき、及び／又はパターンが中断されたときに装着者に通知し、その場合、活動への関与を停止するか又はその種々の結果を想定するよう準備するか、ユーザに警告することができる。
[0303] 例えば、感知モジュールの装着者が1つ以上の痛みを軽減する治療を受けている場合、システムは、その生理学的状態を追跡して、痛み治療がいつ切れるかを判断し、痛みを引き起こす可能性が高いと疑われる様々な活動に従事することを警告してもよく、及び／又は、例えば、モバイルデバイス上で実行する適切に構成されたダウンロード可能アプリケーションを介して、再治療の必要性が近く予想されるということをユーザに通知することができる。具体的には、一実施態様では、装着者の心拍数、血圧、体温（例えば、標的部位）、及び／又は他のモニターされた状態をモニター及び追跡することができ、この情報を、クライアントアプリケーション上のインターフェースで入力されるような標的部位での装着者の痛みの経験と結合することができ、痛みのある場合とない場合の両方の装着者の生理学的状態を決定するように、次に、いつ痛みが生じるかを予測するのに用いることができ、そして、そのような痛みが生じた場合に、装着者は、クライアントアプリケーション上のインターフェースで、装着者の痛みの経験、すなわち、標的部位における痛みの経験（例、標的部位における痛みの経験）と結合し、そのような場合、装着者の生理学的状態は、クライアントアプリケーションのインターフェースで、装着者の痛みの経験（例：痛みのない場合）と結合されるように、クライアントアプリケーションのインターフェースに結合される。
レベルは、非疼痛状態または最小疼痛状態から、再び治療が必要な疼痛状態へと移行している。
レベルは、非疼痛状態または最小疼痛状態から、再び治療が必要な疼痛状態へと移行している。
[0304] 同様に、痛みの経験は、痛みの閾値及び活動をアプリケーションに入力することなどにより、痛みを引き起こす活動まで遡ることができ、その後、感知された動きデータと関連付けられて、装置の着用者の活動を痛みを引き起こす活動に対応付けることができ、したがって、痛みを引き起こすことが知られている決められた活動に従事したときに、その活動を継続すると痛みが生じる可能性があることを着用者に警告することが可能となり得る。そのような状態変化が経験された場合、これは、システムコントローラに送信され、及び／又は他の方法で伝達され、又は信号化されてもよい。
[0305] この情報の全ては、収集され、予測的又は他のモデリングのためのデータポイントとして使用されてもよい。本明細書において以下でより詳細に説明するように、これらの手順は、予測論理関数を実行する機械学習及び予測ユニットを含む適切に構成された人工知能モジュール、例えば、位相ロックループを実行することによって実施することができる。具体的には、示されるように、特定の実施態様において、本明細書に開示される様々な装置及びシステム、並びにそれらの使用方法は、感知されたデータ、例えば感知された神経活動データ、並びに報告された痛み体験データ、例えば治療を必要とする対象から収集及び評価するように採用され得る。
[0306] これらのデータポイントは、次に、治療されるべき標的神経を識別し、周囲の非標的神経からのノイズを打ち消すことに関してなど、位置及び方向データを生成するために使用されてもよい。このようなデータはまた、痛みを引き起こす神経の効果的かつ効率的な標的化を最適化するように使用され得るtMS適用装置の予測された位置及び配向を決定するために採用されてもよい。具体的には、様々なセンサー要素から収集され、システムの様々なコンピューティングデバイスによって分析された様々なデータを使用して、1つまたは複数の
投与プロトコルは、痛みの軽減および／または停止などの1つまたは複数の決定された目的を達成する目的など、標的とされる神経の最大応答を達成するように細かく仕分けされた磁気インパルスを送達するように生成および採用され得る。
投与プロトコルは、痛みの軽減および／または停止などの1つまたは複数の決定された目的を達成する目的など、標的とされる神経の最大応答を達成するように細かく仕分けされた磁気インパルスを送達するように生成および採用され得る。
[0307] 従って、そのような収集されたデータ、例えばセンサデータは、分類され、1つ又は複数の捕捉された特性に関して分析され、タグ付けされ、1つ又は複数のライブラリを含む構造化データベース内などに保存され得る。この評価及び分析されたデータは、次に、システムの最適化された構成に関する予測だけでなく、その使用方法論など、1つ以上の予測を生成するために使用され得る。例えば、システムは、システムの第1の側面について、第1の予測を行うように構成されてもよく、この第1の予測の実際の結果が予測された結果とどの程度一致するかに基づいて、システムは、システム構成を最適化するように、一連のさらなる予測を行うように構成されてもよい。したがって、第1の予測は、治療されるべき標的神経繊維を特定することに向けられてもよく、第2の予測は、標的神経に近接し、したがってノイズを生じさせる可能性がある非標的神経細胞を特定することに向けられてもよい。次に、最適化された応答をもたらすように、tMSアプリケータが識別された標的神経に対してどのような位置及び／又は方向であるべきかという第3の予測がなされ、次に、tMSアプリケータ装置から標的A-b神経に送達されるべき刺激パルスを特徴付けるべきパラメータについて、さらなる予測がなされうる。
[0308] 一旦、システムのAIモジュールが、1つ又は複数の第1のアプリケーションプロトコルを生成するように、第1の予測セットを行うと、1つ又は複数のプロトコルは、上述したように開始されることができる。次いで、第1のセットの予測のうちの1つ以上は、最初のプロトコルの実装によって達成された実際の結果に対してテストされ得、これらの結果から、例えば、予測された結果をもたらすための1つ以上の変数、例えば、振幅、周波数、波長などの能力に関してスコアが与えられ得る。その結果、各変数に初期加重を与えることができ、この初期加重を使用して、より長い期間にわたる痛みの軽減の増加などの1つまたは複数の決定された目的を達成するようにシステムを構成するための最適なパラメータをより良く決定することができる。このプロセスは、予測されるような最適な応答が達成されるまで、多数の構成および投与にわたって反復することができる。
[0309] 従って、収集されるデータは、A-b神経線維の不規則な又は非活動によって引き起こされるような、個人における神経障害性疼痛の経験を動的に治療することに関して、1又は複数の変数を定義するために使用され得る。例えば、定義される変数は、最初に、痛みの原因となる神経繊維を定義してマッピングし、次に、痛みの経験のために治療するように、IMS適用装置によって生成される磁気パルスの振幅及び周波数を含むことができる。具体的には、達成すべき第1の目的は、対応するA-a、A-5、およびC線維の不活性化に失敗するなどして、痛みの原因となっているA-b神経を特定することであってよい。第2の目的は、A-b神経線維をマッピングして、その長さに沿ったような空間的配置及び／又は形態を定義することであってもよく、さらに、A-a、A-d、及びC線維などの1又は複数の周囲の神経線維を定義することであってもよい。
[0310] 定義されるべき更なる変数は、治療される神経をより良く標的にするように、IMS適用装置を標的神経位置に対して空間的に配置することと、tMSアプリケータのコイルを配向させることとを含み得る。追加の変数は、例えば電圧及び電流に関して生成され、tMSアプリケータによって印加される磁場の特性を決定及び最適化することを含み、これは、生成される磁気パルスの振幅及びエネルギー、コイルを通して押し出される電圧及び／又は電流を調節すること、及び／又は抵抗を最小化するようにシステムを構成することを含むことができる。さらなる実施態様では、適用されるパルスの長さ及び持続時間も、神経を疲労させることなく、長期間にわたって、標的A-b神経内に最適な脱分極を作り出すことに関してなど、神経繊維内に特徴的な応答を生成するように変調され得る。
[0311] 従って、上記の観点から、前述のパラメータの1つ又は複数は、本明細書で説明するように、反復プロセスにおいて、マッピング、標的化、及び治療プロセスを通して動的に変調され、試験及び／又は修正されて、システムのための最適使用パラメータを決定するようにすることができる。したがって、システムは、時間の経過とともに、人についてより多くの、より効果的な治療を施すように、人ごとに最適な治療プロトコルを決定し、実施するように構成されてもよい。その結果は、痛みの経験をより良く特徴付けること、痛みの原因となる組織、例えば神経をより良く定義すること、空間的な位置決め、及び治療波形の特性の観点から治療をより良く管理することによって達成され得る。したがって、このシステムは、治療を受ける人の生活の質をより良く向上させるために構成されている。
[0312] 同様に、これらの識別された痛みの特性、及びその個性的な特徴を持つ治療を受けている人の最適な治療パラメータは、定義され、分類され、カタログ化され、タグ付けされ、システムの一つ又は複数のデータベースに保存されてもよい。次いで、システムは、広範囲の痛み及び／又は被治療者の特徴にわたって、長期間にわたって、それらを治療するために有効であった又は有効でなかったそれぞれの治療プロトコルを用いて、本明細書に記載されるような様々な分析を実行することができる。さらに、それらの間の類似点及び非類似点に関するような、それらの痛みを定義し、特徴付けることができる。
[0313] 特定の例では、痛み治療システムのユーザは、痛みの経験を改善するように装置の1つ又は複数の構成要素を制御する責任を負う、訓練を受けた専門家、医療従事者、又は治療される対象自身などであってよい。したがって、そのような場合、全体的なシステムは、収集されたデータを評価し、第1のプロトコル及び第1のプロトコルを実施するための一連のユーザ指示を生成してもよく、この指示は、標的部位を定義し及び／又は標的部位に治療を施すように、ユーザを歩かせ、及び／又はシステム自体に指示してもよい。
[0314] 次に、システムは、動的かつ対話的なインタビュープロセスなど、一連の質問を管理することができ、それによって、システムは、治療された被験者から痛みの減少の経験を引き出すことができる。被験者の主観的な回答は、次に処理され、同じ又は類似の痛みの経験のために治療された他の被験者のコレクションと比較されることができる。次に、システムは、実行された分析に基づいて治療プロトコルに1つ以上の修正を生成してもよく、痛みの状態をより良く緩和するための治療を継続するために、被験者に新しいプロトコルを提示してもよい。
[0315]具体的には、痛みの治療のためのプロトコルを生成する際に、システムは、痛みがどこにあるか、痛みがどのように特徴付けられるか、例えば、急性、鋭い、及び速い対慢性、鈍い、及び遅いなど、並びに、投与前と投与後との比較や受けた他の治療との比較など、以前の治療のラウンドが痛みの緩和にどのように影響したかについて被験者から特徴を引き出すように一連の質問を選択又は他の方法で生成してもよい。ユーザの応答に基づいて、システム構成及び／又は治療パラメータのうちの1つ又は複数は、次に、後続の治療投与においてさらに使用するために調整され又はタグ付けされ得る。これらの手順は、被験者のための最適なパラメータが特定され、被験者に投与されるまで、その後1回以上繰り返されてもよい。
[0316] 例えば、治療データ及び痛みとその緩和に関する被験者の主観的な経験が収集されると、これらの結果に基づいて、装置構成、治療パラメータ、及び痛みの緩和の経験の、システムによって決定される対応関係に基づいて、構成及びパラメータの様々なものを重み付け及び再重み付けすることが可能である。したがって、システムは、システムおよび治療構成に関するデータを収集し、それらを分析し、どの要因が痛みの緩和に寄与し、どれが寄与しなかったかを決定し、それに対応して、これらの要因を決定する際に重み付けおよび再重み付けを行うことができる。
現在または将来の被験者に将来使用するための治療構成およびプロトコルを提供する。
現在または将来の被験者に将来使用するための治療構成およびプロトコルを提供する。
[0317] したがって、これらの要因は、治療及び投与の様々な特徴に基づく1つ以上の定義されたカテゴリ及び分類に関してなど、システムのリポジトリの1つ以上のライブラリに識別、分析、重み付け、タグ付け、分類、及び格納されることが可能である。様々な実施態様において、パラメータの1つ又は複数は、痛み軽減の程度、痛み軽減の持続時間、痛み軽減の質、痛み軽減の迅速性などの、1つ又は複数の入力された又は他の方法で決定された人の治療の目的に基づいて、重み付けされて実施されてもよい。システムはさらに、被験者の反応を経時的に追跡し、それらを使用して、治療される個人に治療を個人化してもよい。
[0318] 分析、評価、及び重み付けは、例えば、標的神経線維の特定、tMS適用装置の適切な向き、及び対応する痛みの改善を達成するように送達されるパルスの振幅、周波数、持続時間、電流、及び電圧を含む予め選択された波形特性及び送達パラメータを有する磁気パルスを送達することを説明する処理手順の投与を介して痛みの軽減を高めることに関して、1又は複数の選択又はシステムが決定した目的に基づくことができる。
その結果、これらのパラメータの様々なものが互いに因果関係を持ち、1つのパラメータの調節が対応する痛みの感覚の増加または減少につながるなど、1つ以上の区別可能なパターンを形成することになるかもしれない。これらの接続及びパターンは、標的神経がどのように識別されているか、tMS装置がどのように方向付けされているか、及び／又は磁気パルスがどのように生成及び／又は送達されているかに向けられる場合がある。
その結果、これらのパラメータの様々なものが互いに因果関係を持ち、1つのパラメータの調節が対応する痛みの感覚の増加または減少につながるなど、1つ以上の区別可能なパターンを形成することになるかもしれない。これらの接続及びパターンは、標的神経がどのように識別されているか、tMS装置がどのように方向付けされているか、及び／又は磁気パルスがどのように生成及び／又は送達されているかに向けられる場合がある。
[0319] したがって、システムは、このデータを決定及び分析し、それによって様々なパターンを識別し、そこから1つ又は複数のプロトコル、例えば規則、又は目的を開発し、その規則を用いて、治療プロトコル及びシステム構成をより効果的に実施することができる。治療プロトコルと装置の向きに関してなど、治療構成と痛みの改善との間の様々な関係の識別されたパターンから開発された他の規則も、例えば、以前の被験者を治療するときに採用されたパラメータと設定とに基づいて新しい被験者を評価し治療する際に決定し実施することができる。したがって、1つ以上のパターンがシステムによって、具体的にはその適切に構成されたAIモジュールを介して決定されると、そのパターンは、ルールを導き出すために使用され、それによって、治療およびtMS
システムは、新しい治療プロトコルを生成するように構成することができ、システム
の配置は、被験者の神経線維をターゲットとするためにより調整され得る動的な方法で その結果、痛みの経験を緩和するように、その決定された目的を達成するためにシステムをより効果的かつ効率的にするように、識別された関係及び／又は決定されたパターンを考慮して、1つ又は複数の行動がシステムによって取られることができる。
システムは、新しい治療プロトコルを生成するように構成することができ、システム
の配置は、被験者の神経線維をターゲットとするためにより調整され得る動的な方法で その結果、痛みの経験を緩和するように、その決定された目的を達成するためにシステムをより効果的かつ効率的にするように、識別された関係及び／又は決定されたパターンを考慮して、1つ又は複数の行動がシステムによって取られることができる。
[0320] 例えば、様々な治療パラメータ及び／又はシステム構成とそれに関する要因との間の関係、例えば、被験者の治療のために神経繊維を識別し標的化する最善の方法に関するパターン、痛みの経験の低減を喚起することに関して磁気パルスでその神経を最もよく活性化する方法に関するパターンが決定されると、システムは1又は複数の行為、例えば．神経を疲労させることなく痛みを治療する上でシステムをより効率的にするために、以前のプロトコルの成功に基づく新しい改訂されたプロトコルを生成するための修正措置、例えば、1つまたは複数の措置をとることができる。したがって、上記の観点から、システム、例えばその人工知能モジュールは、収集されたデータ、治療プロトコル、システム構成、および治療が提供される状況について1つまたは複数の分析を行うように構成されてもよく、それによって最適な治療プロトコルが決定され、理想のシステム構成が決定され、磁気パルス用のモデル波パターンも決定され得る1つまたは複数のパターンが決定され得る。同様に、これらの分析に基づいて、システムは、治療の様々な結果を評価するために構成されてもよく、他の決定されたパラメータの1つ以上が与えられると、システムのAIは、より良い予測結果を達成するように修正され得る理想的な治療及び／又はシステムパラメータを推奨することができる。
[0321]それゆえ、1つ以上のパターン又は傾向が確立されると、治療とその達成された目的との間の相関が決定され得る。
したがって、パフォーマンスの高いパラメータは、次に、本明細書に開示されるように、新しいプロトコル及び構成を生成する際にシステムによって後で使用するために、得点化、重み付け、及び保存することができる。システムは、治療に対する被験者の個々の反応に基づいて、痛みの最大限の減少をもたらすパラメータ及び構成を記憶してもよい。これらのパラメータ及び構成は、結果として得られる改善及び得点に対応付けられ、特定されたパターンは、次に、各特定の被験者及び／又はある被験者のための新しい治療パラメータ及び構成を開発するために使用され得る。
は、そのようなことが可能である。これらのパターンは、システムのAIモジュールによって認識及び特定されてもよい。
したがって、パフォーマンスの高いパラメータは、次に、本明細書に開示されるように、新しいプロトコル及び構成を生成する際にシステムによって後で使用するために、得点化、重み付け、及び保存することができる。システムは、治療に対する被験者の個々の反応に基づいて、痛みの最大限の減少をもたらすパラメータ及び構成を記憶してもよい。これらのパラメータ及び構成は、結果として得られる改善及び得点に対応付けられ、特定されたパターンは、次に、各特定の被験者及び／又はある被験者のための新しい治療パラメータ及び構成を開発するために使用され得る。
は、そのようなことが可能である。これらのパターンは、システムのAIモジュールによって認識及び特定されてもよい。
[0322] 特定の実施例では、AIモジュールは、パターン認識又は機械学習プラットフォーム、並びに予測モジュールを含んでもよく、これらのAIモジュールは、共に、パターンを認識し、それらを分析し、システム及びその治療レジームを再方向付け及び／又は校正するための規則、例えばプロトコルを決定するように構成されてもよい。これらのパターンから、システムの機械学習及び／又は予測モジュールは、コンテンツ、例えば、オンラインコンテンツを評価するために採用されてもよい。痛みの経験及び痛みの改善に関する治療への反応に関する1人以上の被験者の特定のパターン（複数可）を評価することができる。そして、治療プロトコル及びシステム構成の有効性及び有用性を計算するように、両者の関係のパターンを決定することができる。
[0323] このような評価は、特に、決定された治療体制の1つ以上の決定された目的に関して、多くの異なる理由のために実行され得る。このプロセスは、痛みの軽減につながるシステムパラメータ及び／又は構成のパターンが、他の人が経験した使用及び痛みの軽減のパターンと一致又は対立するように見える場合、又は治療管理にわたる同じ期間において、有用である。具体的には、システムは、例えば、治療を受ける1人または複数の人において、痛みの経験の減少に影響を及ぼす様々な要因の存在を決定するように構成されてもよい。
[0324] 様々な実施態様において、神経線維の識別及び標的化、それに対するtMS適用装置の方向付け、並びにtMS送達パラメータの構成に係る要因など、多くの要因が存在してもよく、また、どの要因が痛みの経験の減少につながり得るか及び／又は影響を及ぼすか、並びにどの程度かを決定するためにも、そのような要因が存在してもよい。さらに、これらの影響する要因が決定されると、システムは、例えば、好適に構成された学習モジュールを介して、次に、そのような影響を利用する治療プロトコルを生成する際に採用され得る規則またはパラメータを生成するように適合され得る。例えば、システムの予測知能モジュールは、影響因子が、それらを考慮して、重み付け尺度が増加または減少され得るようなものであるかどうかを決定してもよく、この重み付け尺度は、治療プロトコルを送達するためのシステムの構成及び送達パラメータの両方を重み付けするために使用されてもよい。
[0325] したがって、上記の観点から、様々なパターンが形成される場合、システムは、これらのパターンを学習し、パターンにつながる要因を分解して学習し、それによって、例えば痛みの軽減における傾向の存在、及びその理由を決定することができる。同様に、このデータを使って、システムは痛みの軽減が起こる可能性の高い方法を予測してもよく、予測された結果につながる予測された要因に、0.0（あまり可能性がない）から1.0（ほぼ完全に確実）のような信頼度が与えられてもよい。したがって、システムが正しい予測、例えば、所定のパラメータが痛みの軽減などの目的に向かって一定の割合の減少を達成することを行う場合、開始する行動、例えば、治療の開始と、結果の行動、例えば、痛みの軽減との間の接続が強化され得る。
[0326] 例えば、第1の開始事象は、例えば、1つ以上の位置に関する標的神経繊維の特定であってもよい。さらに、第2の開始事象は、治療プロトコルの生成及び／又は配信であってよく、治療プロトコルは、痛みの経験に正の影響を与えることが知られている要素、例えば、痛みの減少に影響を与える要素を含む。次いで、提案された痛み治療の成功度に関して、システムのAIによって予測がなされ得る。この予測は、様々な投与及び／又はシステム構成要素の間の関係の強さ、例えば、重み付けに基づいてもよい。つまり、1つ以上の開始イベントに関して、予測がなされ、最終的な結果が生じる、例えば、痛みが軽減される場合、成功した結果につながっていた様々な接続が強化される可能性がある。
[0327] このような例では、これらの同じまたは類似の状態が、1人または複数の被験者について再び発生したとき、システムは、予測からより迅速に、それらの予測に基づいて、その有効性をより高く予測して、治療プロトコルを生成および管理するだろう。しかしながら、期待された予測事象、例えば、痛みの減少が達成されない場合、システムは、次に、様々な加重要因にアクセスして、モデルが機能しなかった理由を決定し、新しい予測モデルを開発できるように、システム及び／又はその構成部分に対する修正及び／又は再校正がなされるであろう。したがって、このような態様において、因子が互いに正の予測相関を有すると識別される場合、それらは接続されているとみなされ、その接続の強度を増加させることができる。
[0328]さらに、所定のプロトコル又は構成が痛みの経験の減少をもたらす場合など、2つの因子が一緒に発生するほど、その関連性の重み付けをさらに増加させることができる。予測モデルが機能しないか又は機能しなくなる場合、システムは、様々な要因及び／又は測定基準を分析し、新しい接続を描き、新しい予測モデルを考え出すように様々な定義された接続を再重み付けすることができる。次いで、新しい予測モデルは、客観的結果、例えば、痛みの軽減などを増加させることを期待して、新しい治療プロトコル又はシステム構成を生成するために使用されてもよい。したがって、あるパターンが観察され、予測された結果が発生すると、予測連鎖の様々な要素間の重みが増加し、このパターンが何度も伝播する可能性が高くなる場合がある。
[0329] しかしながら、パターンが観察され、予測された結果が発生しない場合、新しいパターンが実行されるまで、予測連鎖における様々な要素間の重みが減少し、及び／又は再編成されることがある。これらの予測分析は、重み付け、スコアリング、及び新しいプロトコル及び構成の生成に使用する治療プロトコル及びシステム構成を決定する際に特に有用である。特に、システムは、普遍的な治療プロトコル及び／又はシステム構成が、例えば、以前に治療された被験者のサンプルセットに基づいて、初期モデルとして開発及び使用され、このモデルは、その後、反復的かつ動的な様式で、特定の個々の被験者に適合させることができるように較正することが可能である。
[0330] 従って、行動とその行動の予測された結果との間の接続は、成功した予測結果、例えば、成功した痛みの治療などの推定を与えることによって、評価され得る。その推定が証明されたとき、予測モデルは、将来の実装のためなどに、強化されてもよい。しかし、その推定が証明されないとき、接続は弱められるかもしれない。
[0331] 特に、治療成功の予測結果は、複数の同じ又は実質的に類似した状況、例えば被験者間の痛み体験において、同じ又は類似のプロトコルが使用されることが提案されている場合など、考慮されている変数の全体に基づいて行われることがある。したがって、以前のパターンが、同じ又は異なる治療対象において繰り返される場合、そのパターンにつながるものとしてシステムによって識別された様々な変数、及びそれらの間の接続は、より重視されうる。同様に、パターンが崩れた場合、開始作用、例えば痛みの改善と、予測されない結果の発生につながる様々な要因との間の様々な関連性には、より低い重みが与えられるかもしれない。その後、治療プロトコルの要素及び／又はシステム構成の新たな重み付けと構成が、新たな肯定的パターンが再来するまで行われるかもしれない。
を確立する。パターンの変化はまた、様々な次元に沿って集約され、様々な被験者に対する複数の治療プロトコルをグループ化することができ、このグループ化は、治療に対する集合的な応答に基づいて治療のパターンをより正確に定義し重み付けするために使用することができる。
を確立する。パターンの変化はまた、様々な次元に沿って集約され、様々な被験者に対する複数の治療プロトコルをグループ化することができ、このグループ化は、治療に対する集合的な応答に基づいて治療のパターンをより正確に定義し重み付けするために使用することができる。
[0332]このような態様において、システムは、様々な治療プロトコル、関連する要因、及びそれに関する構成、並びに治療される被験者の特徴を追跡するように構成され得る。したがって、痛みの緩和に関して、そのようなパターンの出現及び／又は維持に影響を及ぼす可能性のある様々な識別可能な要因は、普遍的及び／又は個別の治療プロトコル及び構成を動的に選択及び採用するためなど、複数の異なる用途のために識別、予測、及び採用することができる。
[0333] 例えば、本システムは、治療を必要としているユーザに提示されるインタビューを生成するために構成されてもよい。このような例では、一連の質問が生成され、及び／又は質問のデータベースから選択されてもよく、これらの質問は、個人及びその痛みの経験のプロファイルを構築するために使用できる回答を生成するように提供されてもよい。したがって、提示された質問に応答して、一連の回答が受信されてもよく、その特定の個人の痛みの経験を特徴付けるように、1つ以上のデータ構造の検索が行われてもよい。その個人にとって何がその痛みを引き起こしているのかに関する最初の予測が生成されるかもしれない。例えば、その特徴付けが、同じ又は類似の特性又は状況を有する痛みを経験した他の被験者との比較に少なくとも部分的に基づく場合などである。
[0334] 同様に、例えば、他の人にうまくいったことの比較に基づいて、第1の治療プロトコル及び成功の第1の予測を生成することができ、第1の治療プロトコルに基づいて、第1の一連の治療がなされることができる。その後、治療された個人によって報告されたその結果は、システムによって分析され、1つ以上の新しいプロトコルが生成され、1つ以上の成功度の新しい予測がなされ得る。様々な実施態様において、システムは、治療の有効性を追跡するため、及び、痛みの停止をよりよく達成するように1つ以上のシステムパラメータを調節することなどにより、是正措置を取るために構成されてもよい。
[0335] 例えば、痛みの減少をもたらす1つ以上のパラメータの変化は、増加したスコアを与えられ、したがって、より大きな重みが与えられることがある。したがって、特定されたパラメータは、治療される個体に投与される更なる治療プロトコルで使用され得る。このプロセスは、痛みの経験に影響を与える関連するパラメータがすべて定義されるまで繰り返すことができ、定義されると、これらの定義されたパラメータを最適化するように新しいプロトコルが開始され得る。このようにして、全てのパラメータを特徴付け、個別に評価することができ、うまくいくものにはより大きなスコアと重みを与えることができ、一方、うまくいかないものにはより小さなスコアと重みを与えることができる。
[0336] 具体的には、システムは、1つまたは複数の質問に対する答えを予測するように照会され得る1つまたは複数のデータ構造を生成し、採用してもよい。例えば、本明細書で詳細に説明するように、システムは、個人の個人的特徴、形態、及び痛みの経験に関する記述を含む、個人の痛みの経験に関する情報を受信するように構成されてもよい。さらに、システムは、同様の条件及び／又は経験を共有し、治療を受けた他の人の選択でデータ構造を入力してもよく、それによって、治療が成功したことも成功しなかったこともあり得る。
[これらのデータの各々は、データ構造のノードとして機能することができ、システムは、次に、ニーズ間の対応関係を決定するようにデータを分析し、それによって、ノード間の1つ以上の関係を決定することができる。次に、システムは、ノード間の共通の接続に重み付けし、増加した重みを与えるなどして、痛みの成功した改善につながるそれらの関係を強化し、痛みの減少につながらないそれらの関係には、より少ない重みまたは負の重みさえ与えることができる。このような態様において、本明細書で上述したようなそれらの要因を特定することができ、痛みの減少につながるそれらの要因を定義し、重み付けし、スコア化することができる。次に、このスコアリングは、治療を求める任意の特定の個人のための治療プロトコルを生成するために使用することができる。
[これらのデータの各々は、データ構造のノードとして機能することができ、システムは、次に、ニーズ間の対応関係を決定するようにデータを分析し、それによって、ノード間の1つ以上の関係を決定することができる。次に、システムは、ノード間の共通の接続に重み付けし、増加した重みを与えるなどして、痛みの成功した改善につながるそれらの関係を強化し、痛みの減少につながらないそれらの関係には、より少ない重みまたは負の重みさえ与えることができる。このような態様において、本明細書で上述したようなそれらの要因を特定することができ、痛みの減少につながるそれらの要因を定義し、重み付けし、スコア化することができる。次に、このスコアリングは、治療を求める任意の特定の個人のための治療プロトコルを生成するために使用することができる。
[0338]従って、この情報の全ては、任意の所与の被験者、痛みの彼らの経験、及びシステムによるそれらの成功した治療を特徴付けるデータポイントを形成することができる。これらのデータポイントは、次に、データ構造内のノードとして採用されてもよく、このデータ構造は、データツリー及び／又は知識グラフ等の任意の適切な形態をとることができる。これらの様々なデータ点、例えばノードから、痛みを特徴付けるノードと、痛みの改善につながったシステム構成及びプロトコルを特徴付けるノードとの間の関係が、得られてもよい。
を特定する。特定されたデータ点間のこれらの接続は、それらの間の相互作用の数および形態に基づいて重み付けされてもよく、痛みを緩和するために定義された様々な要因およびシステムによって取られた行動もまた重み付けされてもよい。
を特定する。特定されたデータ点間のこれらの接続は、それらの間の相互作用の数および形態に基づいて重み付けされてもよく、痛みを緩和するために定義された様々な要因およびシステムによって取られた行動もまた重み付けされてもよい。
[0339] したがって、システム構成及び／又は治療プロトコルが、1人又は複数の個人の痛みの軽減を、例えば肯定的な形で導くほど、痛みの軽減につながるこれらの関係及び相互作用を定義するために採用され得る様々なノード間の重み付けは大きくなる。同様に、プロトコル及び／又はシステム構成が痛みの軽減をより否定的に導くほど、これらの相互作用を定義するために与えられる重みは小さくなる（又はより否定的になる）。同様に、様々な事例において、システムは、実際に起こる結果について予測を行うことができる。他の例では、予測された結果は発生せず、そのような場合、過去の事象の結果の成功した予測に基づいて、将来の事象に対する結果を予測する際に、関連する因子及び構成に、より多くの又はより少ない重みが与えられることになる。
[0340]従って、システムの構造化データベースの様々なノード間のデータポイントは、ノード間の相関関係を生成し、知識グラフ又はツリーのようなデータ構造をそれによって構築するように、それらの相関関係を重み付けするために使用されてもよい。その後、データ構造を照会して、以前は知られていなかった他の関係を判断することができる。これらの新しいデータポイントは、システムの使用に影響を与える外部要因の影響を予測するために採掘されてもよく、治療プロトコルの生成に使用されてもよく、さらに最適なシステム構成の選択に使用されてもよく、そのすべてがテストされ得る。このテストの結果は、個人が同じまたは類似の特性および／または痛みの経験を有する場合など、他の人が同じまたは類似の治療レジームにどのように反応したかという使用パターンの集合体に基づいて、新しい治療レジームの潜在的結果を予測および重み付けするために使用されてもよい。
[0341] 例えば、知識グラフなどのデータ構造が生成されてもよい。特に、知識グラフは、システムが、治療される様々な個人に関する既知のデータ、例えば、被験者の状態及び痛みの特徴を特徴付け、さらに、これら及び他の被験者をうまく治療するために実施された様々な治療プロトコル及びシステム構成に関する既知のデータを受け取ることによって生成されてもよい。これらのエンティティの各々は、知識グラフのノードを形成してもよく、ノード間の相互作用は、一方が他方にマッピングされ、スコア化されてもよい。相互作用が肯定的である場合、その相互作用に対して肯定的なスコアが与えられ、否定的である場合にも同じことが与えられる場合がある。
[0342] このような態様において、システムは、共に関係の星座を形成するデータポイントの星座を構築するように構成されてもよい。これらの関係は、既知の痛みの特徴付けと、その痛みの経験を緩和するために成功裏に採用されたプロトコル及びシステム構成との間の網を形成する多数の相互作用によって定義される。これらの知識グラフ、それらが表す様々なデータ点、及びそれらの間の関係は、痛みの経験を減少させるように各個人を治療するための治療プロトコル及びシステム構成を動的に生成するために、システムによって使用され得る。
[0343]様々なデータ点間の関係の数及びそれらの相関の強さは、次に決定され、既知又は事実に基づく関係を重み付けするために使用される場合がある。同様に、これらの既知の事実に基づく関係から、以前に知られていない、推論された関係が決定され、重み付けされる場合がある。このような方法で、知識グラフまたは他のデータ構造は、既知および未知の推論された関係の両方を含むように生成されてもよい。これらの既知の関係は、次に、個人の痛みの経験に対する治療に有用であり得る治療プロトコル及びシステム構成を特定するために利用されてもよい。
[0344]したがって、一旦生成されると、知識グラフは、グラフの様々なノード間の様々な関係に関して1つ以上の決定を行うように、いくつかの線に沿って照会されることができる。そのような例では、システムは、それらの関係を強化または減少させるためにどのようなアクションが取られ得るかを予測するように、識別された接続を活用することができる。基本的に、1つの例では
実装では、システムは、個人の痛みの経験と、その痛みの治療に成功したプロトコルおよびシステム構成との間の関係を決定するように構成することができる。これら2つの要因の間のその関係の強さから、その被験者の治療に成功するために使用されたプロトコル及びシステム構成が、例えば、後の時点で、その同じ被験者、及び／又は同じ若しくは類似の特性及び／若しくは痛みの経験を有する他の被験者の治療に再び採用される可能性に重み付けするようにスコアを与えることができる。
実装では、システムは、個人の痛みの経験と、その痛みの治療に成功したプロトコルおよびシステム構成との間の関係を決定するように構成することができる。これら2つの要因の間のその関係の強さから、その被験者の治療に成功するために使用されたプロトコル及びシステム構成が、例えば、後の時点で、その同じ被験者、及び／又は同じ若しくは類似の特性及び／若しくは痛みの経験を有する他の被験者の治療に再び採用される可能性に重み付けするようにスコアを与えることができる。
[0345] 従って、様々な実施形態において、システムは、多数の異なるパラメータに沿って照会され、多数の異なる測定基準及び／又は回答を決定して重み付けし、それによって様々な異なる予測を行うように構成され得る。これらの予測は、次に、正しい確率などの重み付けされたスコアを与えられてもよい。そのスコアに基づいて、システムは、標的神経に治療を施し、予測された応答を適切に考慮及び／又は補正するように、治療プロトコル及び／又はtMSアプリケータの向き、並びにパルス特性を生成することができる。
[0346] 例えば痛みの緩和のために磁気パルスを適用するための治療プロトコルを生成するためのような、そのような機能を実行するための典型的なアーキテクチャでは、システムは、関連するプロトコル及び／又は磁気パルス特徴のデータベースを含んでもよい。例えば、1つ以上のデータベースは、被験者の条件、痛みの特徴、ならびに過去にそれらの痛みの条件を治療するように成功裏に採用された治療プロトコルおよびシステム構成の間の共通性について照会または検索され得る。システムはまた、検索クエリを絞り込み、システムが質問され検索されている特定の質問に関連すると判断した他の特性データを特定するように、パターンデータ、ならびに過去、現在、および／または未来の予測結果データを特定および／またはピンポイントで特定することができる。そのような例では、関連するデータポイントは、一般的なリポジトリまたは専用のデータベースから識別されて引き出され、局所的なデータ構造が構築されてもよい。
[0347] 問題の検索を実行するために、任意のデータ構造を構築し、採用することができる。しかしながら、様々な実施例において、データ構造は、リレーショナルデータベース管理システムを介して実装され得る構造化クエリ言語（SQL）データベースなどのリレーショナルデータ構造であってよい。例えば、一実施態様では、SQLデータベースは、1つ以上のテーブルが、メディアコンテンツなどのデータを格納し、検索し、関係を決定し、クエリを実行して構造化された方法で回答し得る基本構造を形成するような、テーブルベースのデータ構造であってよい。特に、様々な実施形態において、テーブルベースのデータベースは、提示され、検索され、1つ以上のクエリに対する回答が決定され得る関係を決定するために使用されてもよい。
[0348] 典型的には、このようなデータ構造では、キーなどの識別子が、あるテーブル内のデータを別のテーブル内のデータに関連付けるために使用される。例えば、典型的には、SQLデータベースは、リレーショナルアーキテクチャを有する。これらの構造は、テーブル構造によって表現されることがある。次に、例えば、一連の表またはワードグラフが採用され、それによって、適切な治療プロトコルおよび／またはシステム構成の構築において特に使用され得るパラメータおよび／または測定基準を特定するために、相関が反復的に行われ得る。
[0349] 具体的には、治療を受けている特定の被験者が、特定の方向及び装置設定など、選択された治療プロトコル及び／又はシステム構成に肯定的又は否定的に関与しているかどうかに関して、被験者の通常の（過去の）痛みの経験、及び／又は治療に対する典型的な反応と、プロトコル及び／又は構成の変更を与えられた現在の経験及び反応との間に、第1の相関がなされてもよい。例えば、最初の相関は、疼痛緩和プロトコルに対する被験者の反応の性質を決定することができる。これは、過去の治療及びプロトコルの期間について検討されてもよく、被験者が治療にどの程度反応するか、及び相互作用が時間と共にどの程度一貫しているかについてのベースラインを決定するように、一連の日、週、又は月にわたって決定されてもよい。
[0350]これらの比較及び分析の結果は、対象に対するその後の治療、及び／又は同様の方法で治療した場合に、他の者がどのように反応したかと比較することができる。そのような方法において、現在の対象は、対象の過去の反応の平均又は平均、及び／又は同様の方法で治療された、他の人の反応の平均又は平均と比較することができる。次に、このデータを分解し、第1のテーブル、または他のデータ構造を形成して、このデータを第1の使用モデルサンプルセットとして記録してもよい。
[0351]その後、第2のテーブル又は他のデータ構造を構築して、様々なプロトコル、構成、及び／又はシステムパラメータの下で治療されている被験者、又は治療された被験者の集団を追跡し、被験者自身又は集団と比較することができるようにしてもよい。被験者の現在の相互作用及び経験が、彼ら又は他の人の過去の相互作用と一致するかどうか、及び／又は彼らの現在の経験が関連する他の被験者の集団とどのように一致するかを決定するために、2つのデータ構造は互いに比較され得る。ユーザーの現在の応答が、彼らの歴史的または予測される使用平均から外れていると判断される場合、システムは、より深く掘り下げる価値があるとしてそのインタラクションにフラグを立てることができる。
[0352]必要であれば、システムはデータ構造をマイニングし、現在の主題と治療に対する応答との間の他の相関関係を探し始めることができ、このユーザーの現在の相互作用が予測された行動から外れている理由について可能な説明を決定することができ、それは良くも悪くもなり得る。具体的には、データ構造が一連のテーブルである場合、ユーザーの識別子を多数のテーブルを通して検索し比較することにより、多種多様な相関関係
ある治療体制での現在の経験を説明する上で決定的となる可能性がある。正または負の相互作用の源が存在すると決定された場合、システムは、その経験を強化または修正するための修正レジームを実施することができる。
ある治療体制での現在の経験を説明する上で決定的となる可能性がある。正または負の相互作用の源が存在すると決定された場合、システムは、その経験を強化または修正するための修正レジームを実施することができる。
[0353]このキーは、ユーザーの現在の応答が過去の応答と一致しない理由などの質問、プロンプト、またはコマンドに応答してアクセスされることがある。キーは、名前、番号、例えばRFID番号、携帯電話識別番号、電話番号などの任意の共通識別子であってよく、それによって、1つ以上のテーブル、または他のデータ構造にアクセスし、相関させ、および／または質問に回答することができる。したがって、キーがなければ、あるテーブルの情報と他のテーブルの情報との相関関係を構築することが難しくなる。特定の実施例では、テーブルはハッシュテーブルであってもよく、他のデータ構造との相関のためにテーブルを検索する際にハッシュ関数が採用されることがある。
[0354] 示されたように、データベースを構造化するために使用され得るさらなるアーキテクチャは、データツリー、例えば、接尾辞または前置木であり、様々なデータ要素が、圧縮されて、しかし相関する方法で格納され得、様々な根および枝が、潜在的相関に関して発散データ点を形成している。他の実施例では、グラフベースのアーキテクチャが構造化され、1つ以上のクエリに対する結果を決定するために使用されてもよい。特に、メディアリポジトリを構造化するために、そのデータベースを使用して実行される計算分析の性能を高めるように、知識グラフアーキテクチャが採用される場合がある。そのような分析は、所定の患者の現在の活動及び治療に対する反応が、過去の活動及び疼痛治療に対する反応と一致するかどうかを判断するように採用され得る。したがって、本明細書で採用する洗練されたアルゴリズムは、患者を治療するために必要な情報を提供するために
成功した治療プロトコルおよびシステム構成の特定および評価、スコアリングなど、より効率的で正確な検索を可能にするために、リレーショナルデータベースのインフラストラクチャを構築し、そのデータを収集、グラフ化し、グラフベースの分析の実行、および表または木ベースの分析の実行などにより、そこから予測を導き出すことができる。
成功した治療プロトコルおよびシステム構成の特定および評価、スコアリングなど、より効率的で正確な検索を可能にするために、リレーショナルデータベースのインフラストラクチャを構築し、そのデータを収集、グラフ化し、グラフベースの分析の実行、および表または木ベースの分析の実行などにより、そこから予測を導き出すことができる。
[0355] その結果、1つの態様において、本明細書に記載されるような検索可能な関係データ構造を構築するために同じものを使用する装置、システム、及び方法が提供される。特に、一例では、本明細書に開示される装置、システム、および方法は、以下のようなデータを生成および／または他の方法で収集するように採用され得る。
1人または複数の被験者が時間とともに治療にどのように反応するかに関連する治療およびシステム構成データ。このデータは、次に、同じ又は類似の人口統計学的な範囲内など、1人又は被験者のグループに対する痛みの経験をより効果的に特徴付け、次に緩和し得る治療プロトコルを開発する際に使用され得る。
1人または複数の被験者が時間とともに治療にどのように反応するかに関連する治療およびシステム構成データ。このデータは、次に、同じ又は類似の人口統計学的な範囲内など、1人又は被験者のグループに対する痛みの経験をより効果的に特徴付け、次に緩和し得る治療プロトコルを開発する際に使用され得る。
[0356] したがって、一実施形態では、検索可能なデータベースを構築し構造化するための方法が提供される。例えば、第1のステップにおいて、データ、例えば、治療の適用及び／又は反応に使用される因子及びパラメータは、特定され、スコアリングされ、収集され、例えば、後の時点で再度スコアリングされ、クリーニングされ、重み付けされ、その後、分析用に準備されてもよい。様々な実施形態において、データは、ラベル付け及び／又は分類されてもよく、次いで、知識グラフ、表、又はツリー状構造などの検索可能なデータアーキテクチャに構造化されてもよい。そして、データベースが構造化されると、次に、決定された又は推測された関係に従って、データ、例えば、治療プロトコル及びそれに対する応答、並びに、それにつながる条件が入力されてもよい。そのような関係は、観念的、事実的、または効果的なものであってよい。
[0357]より詳細には、特定の事例において、例えば、治療プロトコルに関連するデータポイント、及びデータベースに入力され得るそれらのプロトコルに好意的に応答した人々の間の関係を決定するように、本明細書に開示されるような機械学習プロトコルが採用されてもよい。そのような関係は、既知の事実に基づいて決定されてもよく、そのような学習は、例えば、痛みの経験及び場所、相互作用、装置の向き、磁気パルス構成、治療に対する応答、及びそれらに係る関係、並びに他の関連データなどのデータをラベル付け、分類、及び保存するために既知の要因が使用され得るような教師あり学習であってよい。
[0358] 他の実施例では、学習は、教師なし学習のように、推論されることがある。例えば、ある実施態様では、記憶されるべきデータが知られていない場合があり、データ間の関係が予め決定されていない場合があり、回答されるべきクエリもまた、他の方法で特定されていない場合がある。そのような場合、格納されるデータは教師なしであり、そのようなものとして、格納されるデータのパターンおよびデータ点間の共通性などのそれらの関係が、概念的に決定されてもよく、一度決定されたそのようなパターンは、次に、検索可能データアーキテクチャを構成するアーキテクチャの形成において使用されてもよい。
[0359] 例えば、システムによる投与に対する個人の反応、例えば、治療を受ける際の痛みの経験の減少が、肯定的または否定的のいずれかのパターンを破る場合、システムは、関係するものを探索することができる。
どのようなパターンが破られたかを判断するため、および／またはその維持や影響を修正するため、あるいは単に新しい反応パターンが出現していると判断するためであり、その場合、より深い調査は保証されないかもしれません。例えば、既知のパターンのシーケンスを使用して、既知のシーケンスにおける事象A及びBが事象Cに続く可能性があり、事象Cが予測通りに起こらない場合、フラグが立てられた事象の原因の性質のより深い探査を開始するためのフラグが立てられることを推論することができる。しかしながら、最初の探査の際に、行動の新しいパターンが確立されていることが発見された場合、フラグは除去されてもよく、新しいパターン形成の原因に関するより深い探査が可能であるが、探査される必要はない。
どのようなパターンが破られたかを判断するため、および／またはその維持や影響を修正するため、あるいは単に新しい反応パターンが出現していると判断するためであり、その場合、より深い調査は保証されないかもしれません。例えば、既知のパターンのシーケンスを使用して、既知のシーケンスにおける事象A及びBが事象Cに続く可能性があり、事象Cが予測通りに起こらない場合、フラグが立てられた事象の原因の性質のより深い探査を開始するためのフラグが立てられることを推論することができる。しかしながら、最初の探査の際に、行動の新しいパターンが確立されていることが発見された場合、フラグは除去されてもよく、新しいパターン形成の原因に関するより深い探査が可能であるが、探査される必要はない。
[0360] 上述したように、特定の実施態様では、プラットフォームの中心には、したがって、生成されたデータ構造、例えば、グラフベースのデータベースアーキテクチャであってもよい。生成されるデータ構造は、システムのAPI及び／又はスキマーが複数のソースからデータポイントを取得し、それらのデータポイントを、データポイント間の関係及び／又は相関がなされ得る適切なデータ構造にポッピングすることによって、オンザフライで構築され得る。これは、1つまたは複数の企業の広告キャンペーンに対する消費者の反応を個別にまたは集団で決定する場合に特に有用である。
[0361] まず、データ構造を入力する際に、既知の事実、例えば、システム設定および条件パラメータ、および／またはそれに対する応答が入力される場合がある。次に、既知の関係が決定されてもよい。これらの既知の事実及び既知の関係から、そうでなければ未知の事実及び／又は関係、例えば、個人が1つ又は複数のパラメータの変更にどのように応答するかが、次に決定されてもよい。
[0362] このような態様において、採用された治療パラメータ、波動パルス特性、提案された標的部位に対するアプリケータの向き、及びマッピング手順に対する報告された応答、例えば、どの三角測量及び／又は三角測量セットが痛み緩和に対する最大の応答を誘発するかに関して、知識グラフなどのデータ構造の構築におけるデータポイントとして活用され使用されてもよい。このデータ構造から、例えば、経時的な単一の被験者の間、または被験者の集合の間で、痛みの軽減をもたらすことに関して、これらの様々な要因がどのように互いに作用するかを決定することによって、相関関係および関係を決定することができる。
[0363] 次に、これらの関係のタイプ、質、及び／又は量は、システムによって決定されてもよい。痛みの軽減（及び／又は他の測定基準）は、以下のように評価されることができる。
システム構成の幅広い選択と比較して、痛みの質の低下を定量化する観点から、その結果は、所定のクエリに応答するなど、予測される結果を決定するように採用され得る。例えば、データ構造は、1つ以上のパラメータの変化が、痛みの量、質、及び／又は経験の変化、例えば減少をもたらす可能性を決定する目的で照会されてもよい。
システム構成の幅広い選択と比較して、痛みの質の低下を定量化する観点から、その結果は、所定のクエリに応答するなど、予測される結果を決定するように採用され得る。例えば、データ構造は、1つ以上のパラメータの変化が、痛みの量、質、及び／又は経験の変化、例えば減少をもたらす可能性を決定する目的で照会されてもよい。
[0364] データ構造が構築され、既知及び推論された事実及び関係が決定及び／又は重み付けされると、データ構造は、次に、1つ以上の治療体制及び／又はシステムの構成を構築するために有用なシステムパラメータの特定に関してなど、照会されることがある。具体的には、システムは、例えば、既知のクエリタイプのリストからなど、クエリが何であるかまたは何であるべきかについて、システムオペレータまたは治療対象者によって指示されてもよい。このような指示されたクエリは、監視された検索クエリを実行するように実装されてもよい。
あるいは、システム自体が、より大きな説明に値する特定のパターンを識別する場合などに、クエリを自動的に生成してもよく、そのような教師なしクエリもまた、始動されるかもしれない。
あるいは、システム自体が、より大きな説明に値する特定のパターンを識別する場合などに、クエリを自動的に生成してもよく、そのような教師なしクエリもまた、始動されるかもしれない。
[0365] より具体的には、データ構造に入力された様々なデータポイントは、ラベル付けされ、分類されてもよい。そのような分類は、既知のアイデンティティ及びそれらの間のパターンに基づいてもよく、識別されたメトリック及び／又はパラメータを特徴としてもよい。つ以上のフィルタが適用されてもよく、所定の検索クエリが、識別されたラベル及びカテゴリに関して実行されてもよい。特に、結果、例えば、既知の関係が、システムのユーザ及び／又は治療される人の1つ以上の目的の遂行に重要であると以前に決定されているような、第1のクエリが実行されてもよい。これは、システムがプライミングされているとき、および／または、システムが何を探しているかを知っているような方法で既にプライミングされているときに有用である。
[0366] 他の実施例では、予測AIモジュールは、それ自体が、以前に未知の関係を形成するパターン、共通点、及び／又は他の要素を識別してもよく、そこから1つ以上のラベル及び／又はカテゴリがシステム自体によって自動的に生成されてもよい。その後、システムは、これらの教師なし要素に関してシステムが生成したプロンプトに基づいて実行することができるクエリを実行してもよい。これは、対象となる神経を特定するように初期マッピングルーチンを開始する場合など、何を探しているのかが必ずしも知られていない場合に有用である。
[0367]特に、様々な実施態様において、機械学習モジュールが提供されてもよく、例えば、本明細書に記載の機械学習モジュールは、受け取った入力、例えば投与された治療の種類及び特性に基づいて、出力、治療に対する所定の応答がどのように達成されたかを認識するように適合されてもよい。具体的には、様々な実施例において、本システムは、受け取ったデータの初期入力及び／又は相関させることができる関係の種類、質、及び量に基づいて、より迅速かつ正確に相関を描くことを学習するように、受け取った入力、それが決定する関係、及びそれが出力する結果から学ぶように構成されてもよい。
[0368]同様に、AIマシンが、例えば、治療される1人以上の被験者の動作を学習すると、学習された動作は、次に、提供された推論エンジンを介してなど、第2のタイプのデータ、例えば、未知のデータに適用され得る。例えば、推論エンジンは、様々な関係を推論するため、及び／又は、以前に決定された既知の関係に基づいて、1つ以上の未知の変数、又はこれまで知られていなかった関係に対する答えを予測するために使用されてもよい。具体的には、痛みの改善とシステム設定パラメータとの間などの既知のデータ及び関係から、推論エンジンは、1つ又は複数のシステムパラメータの変更が痛みの軽減の変化にどのように影響するかについて予測を行うことができる。次いで、これらの予測データは、神経疲労及び／又はシステムの過熱を最小限に抑えながら痛みの軽減を最適化するために採用され得る1つ又は複数のシステムパラメータを選択するために使用されてもよい。
[0369] 決定することができる関係には、いくつかの異なるタイプがある。例えば、関係は、既知のものに基づいて決定されてもよく、例えば、それらは事実に基づいており、及び／又は、それらの事実の既知の効果に基づいて決定されてもよく、例えば、それらは効果に基づいており、例えば、論理に基づいている。様々な実施態様において、これらの関係は、未知であるが決定可能である推論、例えば、関係に基づいて決定されてもよい。具体的には、2つの治療投与間及び／又は2つの被験者間の関係、痛みの経験、相互作用、及び／又は1つ以上のシステムパラメータの他の関連条件は、それらの間で観察される様々な共通の事実及び／又は効果に基づいて推論されてもよい。
[0370] 本明細書で非常に詳細に説明するように、これらの以前は知られていないが推測される事実及び／又は関係は、本明細書に開示するようなデータ構造を生成することによって、予測モデルにおいて決定及び／又は使用されてもよい。他の既知の、例えば、事実、効果に基づく、又は推測されるデータポイントもまた、生成され、又は他の方法でシステムに入力されてもよい。これらのデータポイントは、その後、データポイント間の様々な関係の決定および／または重み付けにおいて使用され得る1つまたは複数のノード、例えばノードのコンステレーションを生成するために使用されてもよい。
[0371]特に、データ構造の様々なデータポイントは、以下のようになる可能性がある。
主語、述語、および目的語であることに関してなど、複数の異なるマナーで特徴付けられる。より詳細には、各ノード及び様々なノード間の関係は、回答すべき所定のクエリに基づいて、これらの3つのカテゴリのうちの1つに配置することができる特性を有することになる。したがって、ノードが入力されると、そのノードをより完全に定義および／または分類する1つまたは複数の特性も入力される。
主語、述語、および目的語であることに関してなど、複数の異なるマナーで特徴付けられる。より詳細には、各ノード及び様々なノード間の関係は、回答すべき所定のクエリに基づいて、これらの3つのカテゴリのうちの1つに配置することができる特性を有することになる。したがって、ノードが入力されると、そのノードをより完全に定義および／または分類する1つまたは複数の特性も入力される。
[0372]既知の事実とその既知の特性は、まず、既知の結果を決定するために機械学習モジュール（ML）によって採用され、その過程でMLモジュールは、学習プロセスのように、ノードとそれらの相互関係の間の動作のパターンを学習する。この訓練は、許容可能な精度が確立されるまで、例えば、所定の被験者について、又は複数の被験者にわたって、広範囲のサンプルセットにわたって行われることがある。一旦適切に訓練されると、例えば、深層学習プロトコルを介して、次に、MLモジュールは、未知の関係が決定される必要があり、未知の結果が予測されるデータ点を与えられてもよい。
[0373]具体的には、MLモジュールは、既知のデータ点及び関係に関して、関係の予想されるパターン、例えば、動作を学習した後、新しい又は未知のデータ点を分類及びラベル付けすることができる「推論」規則を開発することができる。これらのルールと既知のデータポイントおよび関係を相関させ、未知の関係を決定し、説明することができる。このような方法で、これまで未知であったデータポイント、その特性、および
分類、ラベル付け、および/または関係性の定義を行うことができる。このような例では、決定されたシステム構成が与えられた場合に生じる痛みの改善の予測される経験に関してなど、期待される結果が達成される場合、システムの現状が維持され得る。しかしながら、これらの新しいデータポイントが、関係のパターン及び／又は期待される結果の破綻を呼び起こす場合、例えば、被験者が予期しない方法で反応する、又は予期しない結果が生じる場合、システム警告がトリガーされ、より深い探索が開始されてもよい。
分類、ラベル付け、および/または関係性の定義を行うことができる。このような例では、決定されたシステム構成が与えられた場合に生じる痛みの改善の予測される経験に関してなど、期待される結果が達成される場合、システムの現状が維持され得る。しかしながら、これらの新しいデータポイントが、関係のパターン及び／又は期待される結果の破綻を呼び起こす場合、例えば、被験者が予期しない方法で反応する、又は予期しない結果が生じる場合、システム警告がトリガーされ、より深い探索が開始されてもよい。
[0374]さらに、知識グラフ・アーキテクチャが構築されると、AIモジュールは、その知識グラフを使用して、治療が適用されるべき場所や、どのシステム
パラメータが採用されるべきであり、および/または、それに関する1つ以上の予測を行う。例えば、AIモジュールは、データ構造を構成し、1つ又は複数の既知の又は以前に知られていた事実を介して、例えば本明細書に開示される機械学習プロトコルを介して、それに関して1つ又は複数の機能を実装し、それによってそれに関して様々な結果を予測することができる。
パラメータが採用されるべきであり、および/または、それに関する1つ以上の予測を行う。例えば、AIモジュールは、データ構造を構成し、1つ又は複数の既知の又は以前に知られていた事実を介して、例えば本明細書に開示される機械学習プロトコルを介して、それに関して1つ又は複数の機能を実装し、それによってそれに関して様々な結果を予測することができる。
[0375]さらに、データ構造が生成されると、より多くの適切なデータを知識構造に追加することによって、継続的に更新および成長させることができる。
そのようなデータは、治療される対象（複数可）に関連するあらゆる関連情報源から収集されるか、またはそうでなければ、より多くの潜在的なノード及び／または関係を構築するように使用されることができる。様々な実施形態において、システムは、システムユーザ、及び／又は適切なアクセス許可を有する他の第三者によってアクセス可能であるように構成されてもよい。そのような例では、ユーザは、例えば、好適に構成されたユーザインターフェースを介してAI予測モジュールにアクセスし、関連情報をシステムにアップロードし、及び／又は、例えば、X、Y、及びZシステムパラメータが変更されると被験者に痛みの経験がもたらされると予測されるもの、及び／又はそれに関するそれらの動作が確立及び／又は他の方法で予想される動作パターン内に適合するかなどの問い合わせに答えるための関連ノードを決定してよい。
そのようなデータは、治療される対象（複数可）に関連するあらゆる関連情報源から収集されるか、またはそうでなければ、より多くの潜在的なノード及び／または関係を構築するように使用されることができる。様々な実施形態において、システムは、システムユーザ、及び／又は適切なアクセス許可を有する他の第三者によってアクセス可能であるように構成されてもよい。そのような例では、ユーザは、例えば、好適に構成されたユーザインターフェースを介してAI予測モジュールにアクセスし、関連情報をシステムにアップロードし、及び／又は、例えば、X、Y、及びZシステムパラメータが変更されると被験者に痛みの経験がもたらされると予測されるもの、及び／又はそれに関するそれらの動作が確立及び／又は他の方法で予想される動作パターン内に適合するかなどの問い合わせに答えるための関連ノードを決定してよい。
[0376] システムのML及びAI予測モジュールは、多くの潜在的な用途を有する。特定の実施形態では、システムは、評価され、システム内に格納され、その後1人以上のターゲット受信者に投与され得る治療プロトコルを生成するために使用され得るオンラインコンテンツを収集するために構成され得る。このように、システムは、システムユーザ、例えば、治療される対象者が、であるクトップ又はモバイルコンピューティング装置のインターフェースにおけるような単一のユーザインターフェースから制御され得る治療をより密接に管理し、治療を監視し、治療パラメータをより効果的に変調することを可能にし得るプラットフォームを提供するために構成されてもよい。
[0377]具体的には、一実施形態では、ダウンロード可能なアプリケーションが提供され、このダウンロード可能なアプリケーションは、ユーザ、例えば、治療される対象が、より密接に治療の管理に関与し得るインターフェースを通じて、グラフィカルユーザインターフェース（GUI）を提供する。より具体的には、GUIは、コンピューティングデバイスのディスプレイにダッシュボードを提示するように構成されてもよく、そのディスプレイを通じて、ユーザは、より有意義な方法で痛みの治療において対話することを可能にされ得る。例えば、一例では、ダッシュボードは、一連のメニューを表示するためのようなディスプレイを提示してもよく、それによって、システムのユーザは、システムを構成し、システムによる推奨およびプロンプトに基づいて、治療管理を実効化するために直ちに実行できるような投与プロトコルを選択することができる。
[0378] このような態様において、リアルタイムの治療投与プロトコルは、例えば、システムによって自律的に生成されてもよいし、システム、又はシステムのユーザによって選択、推奨、及び／又は承認されてもよい。同様に、治療に対する被験者の反応に基づいて、治療される被験者の常に変化するニーズ及び経験に治療をよりよく合わせるように、標的化、方向付け、及びシステム使用パラメータに対する動的かつリアルタイムの修正が行われ得る。これらのシステム変更は、自動的に、または単に係合ボタンに触れることによって実施することができる。様々な実施態様において、ユーザは、システムによって生成され、ダッシュボード表示、例えば、携帯電話又はハンドヘルドコンピューティング装置などのクライアントコンピューティング装置上で動作するモバイルクライアントアプリケーションなどのダウンロード可能なアプリケーション又は「アプリ」を介してユーザ、例えば、治療される対象に提示されてその選択のために利用できる様々な治療プロトコル及びシステム構成から選択してもよい。ダッシュボードは、治療専門家などの他のシステムユーザが、現在または過去の治療に対する被験者の反応を考慮して、選択された治療パラメータを監視および／または承認できるプラットフォームを提供することもできる。
[0379] したがって、上述のように、機械学習モジュールは、治療されている被験者のプロファイル、それらを治療するために採用されているプロトコル及びシステムパラメータ、並びにそれらの治療に対する応答を生成するように採用され得る。プロファイルは、治療される被験者、その状態、例えば、痛みの経験、並びにそれらの治療に対するそれらの応答と共にそれらを治療するために以前に使用された治療パラメータを記述する特性、品質、及び／又は特徴のリストであってよい。このように、プロファイルは、複数の異なる方法によって生成されてもよく、例えば、ユーザにインタビューを提供し、その応答を保存することによって、さらなる特性が、システムとの関わりに基づいて決定されてもよく、例えば、それらを治療するために使用された治療プロトコルを追跡、特性化、分類、及びそれに対する応答を保存することによって、決定されてもよい。
[0380] さらなる特性は、同じ又は類似の条件及び／又は経験を有する選択されたグループが、個人的又は集団的に、又はその一部の治療に対して以前にどのように反応したかに基づいて決定される場合がある。このデータの全ては、次に、治療を受ける準備をしている個々の被験者のための1つ以上の治療プロトコルをより良く決定するために、共通点及びその間の関係の決定に関して分析することができる知識グラフを生成するために用いることができるデータのグローバルプールを生成するように、システムの種々のユーザに対して収集されてもよい。具体的には、様々な実施例において、これらの特性が決定されると、AIモジュールは、それを必要としている被験者を治療するために迅速に実施することができるリアルタイム治療プロトコルを生成するように、これらの特性間の様々な相関関係を決定することができる。
[0381]本システムの別の利点は、傾向の特定にある。例えば、本システムのコンピューティングデバイス、例えばサーバシステムは、被験者がどのように痛みを経験し特性付けしているか、痛みの改善治療にどのように反応しているか、どのようなシステム設定及びパラメータが痛みの緩和に影響を与えているかの中央リポジトリとして機能することができる。したがって、システムのAIモジュールは、このデータをマイニングして、治療プロトコルを予測可能な方法で生成、実装、およびテストするためのルールを開発することができます。様々な痛みの経験の改善に対応すると思われるシステム構成及び設定は、そうでないものよりも大きな重みを与えることができ、したがって、将来の治療プロトコルを生成するためのルールを生成するために使用され得、このルールは、その後、最適な効果を達成するためにテストされ、さらに改良され得る。
[0382] したがって、システムは、痛みの軽減及び／又は悪化の1つ又は複数の傾向を決定し、決定された傾向に基づいてシステムパラメータを更新又は他の方法で変更するように構成されてもよい。具体的には、システムは、動的であり、プロセス全体をより効率的にするように適用される規則を評価するように構成されてもよいルールベースのシステムとして実装されてもよい。特に、システムは、ルール、例えば、システム設定を支配するルールの変更が、より大きな効果、例えば、痛みの軽減をもたらす可能性がある1つ以上の傾向が識別され得るかどうかを決定するように、システムによって実行されている全体的なプロセス、例えば、痛みを治療するために採用される投与パラメータを、1つ以上の特性、例えば、痛みの経験における軽減量に対して評価し、ルールへの変更が痛みの治療に対する肯定的な応答をもたらすと予測されるとき、そのルールが採用されて痛みの投与パラメータを設定するときに適用されてもよい。
[0383] 例えば、ある規則が古くなり、規則がもはや有効でない、又は新しい規則が必要であるなど、期待又は予測された結果と観察された結果との間の不一致をシステムがフラグする場合、システムは、新しい、より有効な、システム設定に対応するように、プロセスにおいて適用されている規則のセットのうちの1又は複数を自動的に変更することが可能である。特に、システムは、システムによって導出された1つ以上のデータセットをレビューして結果に関する予測を行い、次に、予測された結果をより効率的に達成するようにシステムの規則を修正することができる人工知能（AI）モジュールを含んでもよい。
[0384] 本明細書に記載された主題の1つ以上の態様または特徴は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたASIC（application specific integrated circuit）、FPGA（field programmable gated array）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはその組み合わせにおいて実現されてもよい。これらの様々な実装は、データ及び命令を記憶システムから受信し、データ及び命令を記憶システムに送信するように結合された、特殊用途または汎用用途であってよい少なくとも1つのプログラマブルプロセッサ、少なくとも1つの入力デバイス（例えば、マウス、タッチパネルなど）、及び少なくとも1つの出力デバイスを含むプログラマブルシステム上で実行可能及び／または解釈可能な1以上のコンピュータプログラムにおける実装を含んでもよい。
[0385]プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、ハードウェア、アプリケーション、コンポーネント、またはコードとも呼ばれるこれらのコンピュータプログラムは、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高レベルの手続き型言語、オブジェクト指向プログラミング言語、関数型プログラミング言語、論理プログラミング言語、および／またはアセンブリ／機械言語で実装することができる。本明細書で使用される場合、「機械可読媒体」（コンピュータプログラム製品と呼ばれることもある）という用語は、例えば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（PLD）など、機械命令および／またはデータをプログラマブルデータプロセッサに提供するために使用される、物理的に具現された装置および／またはデバイスを指し、機械命令を機械読取り可能信号として受信する機械読取り可能媒体が含まれる。
[0386] 「機械可読信号」という用語は、機械命令および/またはデータをプログラマブル・データ・プロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。機械可読媒体は、例えば、非一過性のソリッドステートメモリ、磁気ハードドライブまたは任意の同等の記憶媒体のように、そのような機械命令を非一過性に格納することができる。機械可読媒体は、代替的にまたは追加的に、例えば、1つまたは複数の物理プロセッサコアに関連するプロセッサキャッシュまたは他のランダムアクセスメモリのように、そのような機械命令を一時的に格納することができる。
[0387] ユーザとの対話を提供するために、本明細書に記載された主題は、例えば、ディスプレイ・デバイスを有するコンピュータ上で実施することができる。
CRT（陰極線管）、またはLCD（液晶ディスプレイ）、またはLED（発光ダイオード）または（OLED）モニタは、ユーザに情報を表示するためのものであり、キーボードと、例えばマウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスは、ユーザがコンピュータに入力を提供し得るものである。様々な実施態様において、表示画面は静電容量式感知対話型タッチスクリーンディスプレイであってもよい。他の種類の装置も同様に、ユーザーとの相互作用を提供するために使用することができる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなどの任意の形式の感覚フィードバックであってもよく、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力など（これらに限定されない）任意の形式で受信されてもよい。他の可能な入力装置には、タッチスクリーンまたは単一または多点抵抗性または容量性トラックパッドなどの他のタッチセンシティブ装置、音声認識ハードウェアおよびソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ、デジタル画像キャプチャ装置および関連解釈ソフトウェアなどがあるが、これらに限定されるわけではない。
CRT（陰極線管）、またはLCD（液晶ディスプレイ）、またはLED（発光ダイオード）または（OLED）モニタは、ユーザに情報を表示するためのものであり、キーボードと、例えばマウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスは、ユーザがコンピュータに入力を提供し得るものである。様々な実施態様において、表示画面は静電容量式感知対話型タッチスクリーンディスプレイであってもよい。他の種類の装置も同様に、ユーザーとの相互作用を提供するために使用することができる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなどの任意の形式の感覚フィードバックであってもよく、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力など（これらに限定されない）任意の形式で受信されてもよい。他の可能な入力装置には、タッチスクリーンまたは単一または多点抵抗性または容量性トラックパッドなどの他のタッチセンシティブ装置、音声認識ハードウェアおよびソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ、デジタル画像キャプチャ装置および関連解釈ソフトウェアなどがあるが、これらに限定されるわけではない。
[0388] 本明細書に記載される主題は、バックエンドコンポーネント（例えば、データサーバとして）を含むコンピューティングシステム、またはミドルウェアコンポーネント（例えば、アプリケーションサーバ）を含むコンピューティングシステム、またはフロントエンドコンポーネント（例えば、ユーザが本明細書に記載の主題の実装と対話できるグラフィックユーザインターフェースまたはWebブラウザを有するクライアントコンピュータ）、またはかかるバックエンド、ミドルウェアまたはフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせにおいて実装されてもよい。システムの構成要素は、デジタルデータ通信の任意の形態または媒体（例えば、通信ネットワーク）によって相互接続されてもよい。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（「LAN」）、ワイドエリアネットワーク（「WAN」）、WiFi、及びインターネットが挙げられる。
[0389]コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバーを含んでもよい。クライアント及びサーバは、一般に、互いに離れており、典型的には、通信ネットワークを通じて相互作用する。クライアントとサーバーの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって生じ、互いにクライアント・サーバー関係を有する。本明細書に記載された主題は、所望の構成に応じて、システム、装置、方法、及び／又は物品に具現化することができる。前述の説明に記載された実装は、本明細書に記載された主題と一致するすべての実装を表すものではない。その代わりに、それらは、記載された主題に関連する態様と一致するいくつかの例に過ぎない。
[0390] いくつかの変形例を上記で詳細に説明したが、他の修正または追加も可能である。特に、本明細書に記載されたものに加えて、さらなる特徴及び／又は変形を提供することができる。例えば、上述した実装は、開示された特徴の様々な組み合わせ及びサブコンビネーション、並びに／又は上述したいくつかの更なる特徴の組み合わせ及びサブコンビネーションに向けられることが可能である。他の実施態様は、以下の特許請求の範囲の範囲内とすることができる。同様に、範囲が与えられる場合、それらの範囲の間のすべての中間値が、あたかも個別に言及されているかのようにそこに含まれることが理解される。
[0391] 本明細書に例示的に記載された方法は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素または要素、制限または限定がない場合にも好適に実施することができる。したがって、例えば、用語 "comprising"、"including"、"including"
containing "などは、限定されることなく、広範に読まれるものとする。さらに、本明細書で採用された用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、かかる用語および表現の使用において、示され、説明された特徴またはその一部の任意の等価物を除外する意図はない。請求された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが認識されている。したがって、本発明は、好ましい実施形態および任意の特徴によって具体的に開示されているが、当業者によって、ここに開示されたそこに具現化された本発明の修正および変形がなされ得ること、およびそのような修正および変形は、本発明の範囲内にあるとみなされることを理解されたい。
containing "などは、限定されることなく、広範に読まれるものとする。さらに、本明細書で採用された用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、かかる用語および表現の使用において、示され、説明された特徴またはその一部の任意の等価物を除外する意図はない。請求された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが認識されている。したがって、本発明は、好ましい実施形態および任意の特徴によって具体的に開示されているが、当業者によって、ここに開示されたそこに具現化された本発明の修正および変形がなされ得ること、およびそのような修正および変形は、本発明の範囲内にあるとみなされることを理解されたい。
[0392]本発明は、本明細書において広範かつ一般的に説明されている。一般的な開示に該当する狭義の種および亜属群の各々もまた、方法の一部を形成する。これは、切除された材料が本明細書に具体的に記載されているか否かにかかわらず、属から任意の主題を除去する但し書きまたは否定的制限を伴う方法の一般的な記載を含む。
以上、いくつかの実施形態について詳細に説明したが、他の
の変更が可能である。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内であってもよい。
以上、いくつかの実施形態について詳細に説明したが、他の
の変更が可能である。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内であってもよい。
[0001] 本出願は、2019年7月3日に出願された「DEVICES, SYSTEMS, AND METHODS FOR NON-INVASIVE CHRONIC PAIN THERAPY」と題する米国仮特許出願第62／870，661号の優先権を主張し、その開示を参照により全体として本願に組み込むものである。
[0002]本開示は、一般に、痛みの治療、緩和、及び管理のためのような経皮磁気刺激（tMS）療法の投与を補助するための感知装置、システム、及びそれらの使用方法に関し、感知装置は、その効力を決定及び測定するために構成される。特に、本開示は、慢性神経障害性疼痛などの痛みの1つ以上の源を標的とし、その治療を促進するための感知装置、それを含むシステム、およびそれらの使用方法を提供することに向けられる。
[0003] 痛みの発現は様々である。痛みはうつ病やストレスに起因するような心理的なもの、または身体の一部の物理的な摂動に起因するような身体的なものである。特に、身体的な痛みは、世界における物理的な対象物と身体が直接関わることによって引き起こされる場合がある。このようなタイプの急性痛はよく知られており、広く治療されてきた。具体的には、身体の痛みは、以下のような鎮痛剤の投与によって治療されることがほとんどである。アセトアミノフェン さらに、アスピリンまたはイブプロフェンのような非ステロイド性抗炎症剤が、痛みの感覚を緩和するため、および／または炎症を抑えるために使用されることがある。
[0004] しかしながら、手術後の回復中の激痛のような様々な例において、非オピオイド鎮痛剤は、痛みの経験の軽減をもたらすのに十分でない場合がある。そのような例では、コデインまたはモルヒネなどのようなオピオイドベースの薬物が投与されることがある。しかし、これらの薬物は中毒性が高いため、その使用は高度に規制されている。このように規制が強化されているにもかかわらず、オピオイドの乱用は依然として全国的に蔓延しており、以下のような問題を抱えている。毎年、何万人もの人々の命が奪われ続けているのである。特に、2017年のオピオイド乱用では、全国で約72,000人の患者の命が奪われたと推定されている。
[0005] このように、急性の痛みを経験するとき、苦しむ人は、痛みを改善するための非常に限られた選択肢を持っている。彼らは、アセトアミノフェンやNS AIDなどの鎮痛剤を使用することができるが、これは急性疼痛を緩和するのに十分な強さではない場合があり、またはオピオイドを使用し、中毒になる可能性を危険にさらす場合がある。いずれの場合も、慢性的な痛みに直面した場合、どちらの薬も良い選択肢とは言えない。
[0006]慢性疼痛は、急性疼痛とは生理的に異なることが分かっている。具体的には、急性痛は、典型的には突然発症し、通常、身体的損傷、例えば、切る、刺す、つまむ、裂くなどの明確に定義された根本的な原因の結果である。したがって、根本的な原因を治すことで、痛みは完全に解消されるのが一般的である。このような場合、鎮痛剤はその場しのぎとして投与される。
を改善することができる。
を改善することができる。
[0007]一方、慢性痛は、急性痛とは異なる。ある種の場合、慢性痛は、神経細胞の損傷によって誘発され、それによって、しばしば末梢から中枢神経系に伝わる痛みの信号を生成する痛みの経路を開始することがある。特に、末梢の感覚神経が活性化されると、痛みのメッセージが中枢神経系に伝達される。このような痛みは容易に解消されないため、慢性化する。特に、慢性的な神経痛は治療が難しく、放置しておくと痛みの経験を悪化させるだけの生物学的サイクルを引き起こす。多くの患者にとって、慢性的な痛みは決して消えることはなく、時間とともに増加する可能性があり、痛みを悪化させる生物学的サイクルにつながる可能性がある。そして、本明細書で示されるように、そのような痛みの問題は、それを治療することがオピオイドの使用に大きく依存することであり、それ自体が、今日広く報告されているように、中毒および死につながる可能性があることである。
[0008]様々な例において、tMSの適用は、慢性的な痛みの感覚を低減及び／又は改善することが見出されている。しかしながら、その有用性にはいくつかの限界がある。例えば、そのような制限の1つは、tMSに有益に応答することができるようになる正しい神経細胞をうまく標的にして経皮刺激を適用することが困難であることである。他の限界は、係合を最大化する向きで、かつ痛みの強度の減少をもたらす強度および持続時間でtMSを送達することが困難であることである。
[0009]特に、損傷に起因する痛みには、2つの一般的なタイプがある。これらの2つの異なるタイプの痛みは、痛覚の伝導の結果である。異なる神経細胞の種類によって 第1のタイプの痛覚は、A侵害受容神経繊維、例えば、A-βによって媒介される急性で速い発症の痛みである。もうひとつは、鈍く、ゆっくりとした痛みで、Cの侵害受容神経繊維が介在するものである。したがって、これらAおよびCの両方の侵害受容神経繊維は、シグナル伝達を行う速度によって区別され、その結果、速くて急性の痛みと、より遅く分散して鈍い痛みの感覚の2つの異なる感覚をもたらす。
[0010]特に、A繊維とC繊維は、それらを包むミエリン鞘の直径と厚さが異なり、これが、これらのニューロンが神経インパルスを伝導する速度に影響を及ぼしている。具体的には、繊維の直径が大きいほど、そしてそのミエリン鞘が厚いほど、神経細胞は神経インパルスをより速く伝導する。具体的には、A繊維は直径が大きく、髄鞘があるため、インパルスを早く伝え、C繊維は直径が小さく、髄鞘がないため、インパルスをゆっくり伝える。したがって、これらの神経繊維は、直径と髄鞘の違いにより、異なる機能を果たすように適応されてきた。その結果、身体の一部が傷ついたとき、最初に感じる痛みは、通常、A神経繊維を介した鋭い、特異的な、急性の痛みであり、数秒後には、C神経繊維を介したより拡散した、鈍い痛みが典型的に経験されることになる。
[0011] A繊維は、固有感覚、又は方向に関する情報を伝えるA-α繊維、触覚に関する情報を伝えるA-β、及び機械的及び／又は熱的痛みなどの痛みに関する情報を伝えるA-δを含む3つの下位分類に分けることができる。C繊維も機械的、化学的、例えば冷感的な痛みに関する情報を伝えるが、伝導速度は遅い。したがって、2種類の侵害受容神経繊維（A-δとC）が神経インパルスを伝導する速度の違いが、負傷したときに痛みを経験する2つの異なる様式を区別している。最初のA-δは、すぐに鋭い、急性の痛みを引き起こす速い痛みの経路を介し、C繊維は、拡散した鈍痛の感覚をもたらす遅い痛みの経路を形成している。
[0012]同様に、A-α繊維は、自分の筋肉に関連する痛みの感覚を調節する。しかしながら、ホメオスタシスの省略によって媒介される、あまり知られていない別の痛み経路があり、この痛み経路はA-βによって仲裁される。特に、恒常性が保たれている状態、例えば急性の痛みを引き起こす事象がない場合、それに付随して体のいたるところで痛みの感覚が欠如している。その結果、痛みを感じないところでは、その部位にある特定の感覚神経繊維A-βがベースラインレベルで構成的に活性化されていることになる。したがって、A-βの働きは、ホメオスタシスが良好であること、維持されるべきことを脳に知らせることである。
[0013]しかしながら、そのホメオスタシス状態が乱されたとき、神経に外傷や損傷があり、A-βNの基底レベルより活性が低下すると、痛みを感じるようになる。この活動低下は、発症部位の身体に傷害が生じたことを脳に知らせ、その結果、脳はこの活動低下を外傷と解釈し、痛みを信号として発する。この作用機序には、二次的な末梢神経繊維から、後根神経節にある一次的な神経繊維へのメッセージングが関与している。
[0014] より詳細には、後根神経節は、脊髄神経の後根に形成されるニューロンのクラスターを構成する。これらのニューロンは、感覚情報、この例ではA-βの末梢感覚活動の減少を、末梢から脊髄を介して中枢神経系、例えば脳へ中継する機能を有する求心性軸索の集合体を含んでいる。具体的には、末梢のA-β感覚触覚繊維が活性化しているとき、後根神経節（DRG）はA-δ繊維とC繊維の両方の活性をフィルターする。しかし、A-β繊維の活動が低下すると、DRGでのフィルタリングがオフになり、A-δ繊維とC繊維の信号が中枢神経系に伝達されるようになる。したがって、本明細書では、A-β感覚入力は、A-δおよびC繊維の活動を抑制する役割を果たし、その抑制が、例えば、A-βの活動の低下によって解除されると、急性および／または慢性の疼痛シグナル伝達が開始されることが決定された。
[0015] A-α、A-β、A-δ、及びC繊維を含むこれらの様々な侵害受容神経繊維は、感覚情報、例えば、二次メッセージング、を中継するように機能する求心性軸索の集合体を含む末梢神経繊維を形成している。後根神経節は、脊髄神経の後根に形成され、脊髄を 介して中枢神経系（CNS）、たとえば脳に信号を伝 達するニューロンのクラスターを構成する。これらの神経繊維は、集合的に、自由な神経終末を有している。(侵害受容器）は、末梢の組織や器官と脊髄をつなぐ複数の枝で密なネットワークを形成しており、刺激や出来事が傷害を引き起こす可能性がある場合など、身体の完全性を脅かすほど強い刺激がある場合にのみ反応する。
[0016]この分岐し、重なり合い、密な軸索繊維のネットワークを考えると、このネットワークは、A-α、A-β、A-δ、およびC繊維、ならびに他の末梢および中枢神経繊維の集塊を含み、磁気刺激を、特定の神経繊維の特定の損傷部位に、決められた適用方向で向けることは、困難なことである。また、その刺激の効果を感知し、その効果を経時的にモニタリングすることはさらに困難である。しかし、このようなターゲティングとモニタリングは、磁気刺激によって効果的かつ効率的に痛みを改善するために重要である。例えば、通常、身体の一部が傷害を受けると、A-β繊維の活動が抑制され、A-δ繊維やC繊維の活動が増加し、痛みに対する反応が起こります。身体が治癒すると、恒常性が再び確立され、A-β活性は、例えば、徐々に増加し、痛みは減少する。
[0017]しかしながら、神経が外傷的に損傷した場合など、体が治癒しても、神経が治癒しない場合がある。したがって、そのような例、例えば外傷性神経損傷の場合、A-β活性はダウンレギュレートされたままであり、このため、慢性的な痛覚が継続したままである。したがって、慢性的な痛みを作り出し、長期的に伝播させるのは、A-α、A-δ、C繊維ではなく、A-β痛覚路とその作用機序なのである。その結果、経皮的磁気刺激（tMS）は、管理可能な期間、痛みの強さを減少させることが判明している。
[0018]特に、本明細書で以下に提供されるのは、A-β神経に磁気刺激を与えるように構成されたIMS装置であって、磁気インパルスがA-β神経繊維によって、これらの繊維を活性化するように受け取られるとき、痛みの感覚を低減するために有効である装置である。具体的には、A-β神経を、例えば、痛みのある部位に優先的に刺激することにより、A-βの活性を高めることができることが判明している。このA-βの活性の増加は、今度はA-δおよびC繊維の活性をダウンレギュレートし、それによって痛みの経験を減少させることができる。
[0019]その結果、上記の観点から、送達された磁気パルスを、A-α、A-δ、およびC繊維ではなく、A-β神経組織に優先的に適用できることは、慢性疼痛の治療にとって非常に有用である。しかし、神経組織を形成するA-α、A-δ、C繊維の分岐、重なり、密なネットワークを考えると、A-β神経繊維をターゲットにすることは困難であるため、このような刺激を与えることは困難である。この困難は、本願発明者によってなされた当該分野における多くの異なる進歩によって克服されている。特に、本明細書で提示されるのは、A-β繊維を非侵襲的な方法で優先的に刺激および／または監視できるように、例えば痛みの部位で、A-β神経に磁気パルスを指向して送達するための装置、システム、およびそれらの使用方法である。
[0020]同様に、そのような磁気刺激が決定された周波数で投与される場合、A-β神経の活性化をもたらすことができ、その結果、痛み反応の中断及び痛み経験の停止をもたらすことがさらに決定されている。より詳細には、磁気刺激は、A-β繊維の軸索に電圧差を生じさせるように電流密度で投与され、それによってその中の様々な電圧ゲートチャネルを活性化し、その結果、A-βの活性化およびA-δおよびC繊維活性によるダウン規制をもたらすことができる。したがって、本明細書で提供されるのは、神経細胞、特に痛みの媒介に関連する神経細胞、より具体的には、A-β神経繊維の磁気刺激の適用のための装置である。
[0021]この刺激の感知及び監視は、A-β繊維が高速伝導性神経繊維であり、それによってそのシグナル伝達がA-δ及びC繊維の活動の前にDRGに到達するので、更に複雑で困難となる。したがって、感知機構は、下にある神経繊維の急速なコンダクタンスと伝達速度にもかかわらず活性化を感知するように同調しなければならず、その方法は、刺激の伝達を適合させることができ、かつ／またはA-β繊維を優先的に標的とするだけではなく、感知した神経の状態の変化に応答して刺激を調節するように方向付けることができるようにする。このような態様において、痛みの経験の停止は、指示磁気刺激などを介して達成され得るので、1つ以上の他の神経繊維が刺激され得るが、高速伝導性A-β神経繊維は優先的に活性化され得、その高速伝導性のためにその活性化は痛みの減少を引き起こすように相互作用を支配している。このような刺激は、A-δおよびC繊維の活性化によって引き起こされる痛みの感覚をそれによってダウン制御するシグナル伝達を増加させるように、例えば、その基底レベルを超えてA-β神経繊維を活性化するように、任意の適切な方法で生成することができる。例えば、そのような刺激は、神経繊維の電位依存性チャネルを活性化し、及び／又は神経細胞を脱分極する、本明細書に開示される磁気刺激源によって、低侵襲的に生成することができる。
[0022]しかしながら、示されるように、痛みを軽減するために有効であるが、磁気刺激によるA-β神経繊維の活性化は困難である。具体的には、A-β神経の活性化をもたらすような刺激を発生させるためには、磁気刺激を細かく調整し、方向性を決め、指示することが有効であり、このことは、磁気パルスを加える際に、治療部位から外れること、治療部位を見逃すこと、および／または正しい方向で当たらないことが非常に容易であることを意味している。これらの困難を克服するために、本明細書に記載された磁気、感知、及び／又は監視装置、システム、並びにそれらの使用方法の開発及び使用が進められてきた。
[0023] より具体的には、様々な実施形態において、磁気放射の有効な投与の決定された範囲内など、活性領域、例えば急性及び／又は慢性疼痛の部位に近接してtMS装置を配向させるための機構、並びにそのような放射を送達するための方法が提供されている。さらに、治療部位への刺激の印加を感知及び／又は監視するための装置が提供される。特に、被験者の治療部位を特定し、磁気パルス送達装置を治療部位に方向付け、被験者に磁気放射線を投与するための機構、システム、及び方法、例えば、機構が投与を感知及び／又は監視するために構成された感知及び／又は監視装置を更に含む場合が提供される。
[0024] より詳細には、機構は、位置決め要素、tMS装置、及び磁気刺激に対する神経応答を感知し、生成された刺激をより効果的に標的化して目的の痛みを引き起こす神経に向けるようにシステムにフィードバックを提供するように構成された感知及び／又は監視装置のうちの1つ以上を含んでもよい。したがって、経皮磁気刺激（tMS）は、管理可能な期間、痛みの強度を低減することが判明しているが、tMSのこのような投与は、tMS治療の体系化に必要な治療効果、モニタリング、および制御に関して、まだ発展途上である。
[0025] 従って、本開示のシステムの実施形態は、治療活動のより大きな観察可能性を提供し、より良い、より正確な制御につながり、したがって、より良い治療結果につながる。その結果、本明細書に開示される装置、システム、及びそれらの使用方法は、痛みの経験を減少させるのに有効であり、したがって、非常に中毒性が高く、しばしば過剰摂取及び死に至ることが判明した従来のアピエートの使用に代わる強力な代替物を示すが、これは痛み改善のためのtMSアプリケーションの使用では問題でない。
[0026]本発明の装置、システム、および方法は、磁気コイルを有するtMS適用装置と、tMS適用装置の磁気コイルを神経障害性疼痛を経験している被験者の身体上の標的領域に近接して選択的に配置するようプログラムおよび／または構成された自動位置決めおよび追跡システムと、tMS感知装置とを含む（ただし必ずしもこれに限らない）非侵襲的疼痛改善治療を提供することによってこれらの目的を達成するもので、この装置は、神経因性疼痛を経験している被験者の身体に近接し、その標的領域は磁気コイルを有する。tMS適用装置および位置決めシステムと通信し、治療を必要とする被験者の所定の神経に慢性疼痛治療を提供するように、標的領域内の個別の標的部位への磁気刺激の標的化を実現するように機能する。
[0027] 例えば、1つの態様において、磁気コイルを含む経皮磁気刺激（tMS）装置が提供され、例えば、tMS装置が磁気刺激装置として構成される。tMS装置は、治療部位に近接するようにtMS装置の位置決め及び／又は方向付けを補助するように構成される位置決め要素に結合されてもよい。この位置決め及び方向付けは、本明細書に記載されるように、適切に構成されたtMS感知及び／又は監視装置の使用によって実現され得る。様々な実施態様において、tMS装置、位置決め要素、及びtMS感知装置は、関連する制御装置を介するなど、手動又は自律的に機能するシステムを形成し得る。
[0028] 従って、1つの態様において、本明細書で提示されるのは、被験者の身体上の治療部位に集束磁気刺激を送達するための経皮磁気刺激（tMS）適用装置である。様々な実施形態において、tMS適用装置は、以下のうちの1つ以上を含むことができる。例えば、tMS適用装置は、ハウジングを含んでもよい。ハウジングは、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含む延長本体を備えてもよい。拡張本体は、tMS適用装置の1つ以上の構成要素を保持するための空洞を画定する。
[0029] tMSアプリケータ装置は、ハウジングの拡張本体の近接部分の空洞内に配置された絶縁磁気コイルなどの磁気コイルを含む。特定の実施形態では、磁気コイルは、8の字配置を有してよく、コイルの8の字配置の周りに巻かれた編組を含んでよい。絶縁磁気コイルは、決定されたパルスレートで、決定された振幅を有する集束磁気刺激を生成し、送達するように構成されてもよい。同様に、磁気コイルは、選択された波の特性、例えば、振幅、波長、周波数など、を有する波形を生成するような方法で磁気刺激を生成するように磁気刺激を発生させるために、コイルを通して選択された電流をコイルに流すための決定された電圧を受けるように構成されてもよい。
[0030] 様々な実施形態において、tMSデバイスは、磁気コイルと連通する冷却素子を有する冷却機構を含んでもよい。特に、tMSアプリケータは、冷却機構のリザーバからのような流体を、そこから熱を除去するのに十分な方法で磁気コイルとの間で並進させるための冷却要素を含んでもよい。発生した熱をコイルから離れリザーバに吸収し並進させる方法で、並進導管、例えばチューブを通って流れ、分解せずに磁気コイルに接触することができる限り、任意の適切な冷却剤が冷却機構を通って流れるように使用されてもよい。例えば、炭素ベースの有機流体、例えば油ベースの液体、例えば鉱油を採用することができる。
[0031] 同様に、リザーバは、1つ以上の冷却要素、例えば、1、2、3、4、又は5以上のファン、又は磁気コイルに向かって戻る前にリザーバ内の流体を急速に冷却することができる他の冷却要素と関連していてもよい。特定の実施形態では、冷却システムは、コイルの温度を検出し、コイルの温度を調節するように、そのようなコイル温度関連データをシステム制御モジュールに送信するように構成された1つ以上の温度センサ、例えば、温度計を含んでもよい。具体的には、温度は、約30～35～40℃の温度を維持することを含む、約15度～約60度C、例えば約20度～約40度C、例えば25～約35度Cの範囲内で調節され得る。より具体的には、冷却システムは、設定点を与えられ、コイル内の温度を、46度以下、又は40度C以下などの設定点に保つように機能してもよく、又は、温度を範囲内に保つように設定されてもよく、範囲内の上限として、冷却システム及び／又は他のシステムパラメータ、例えば。電圧印加、電流走行、および／またはパルス長の持続時間はすべて、設定された限界内に温度を保つように変調することができる。
[0032] 特定の実施形態では、撮像装置も含まれ得る。例えば、tMS装置、具体的には、IMSアプリケータは、撮像装置がIMS適用装置のハウジングに近接して配置され得るような、撮像装置と関連付けられることがある。撮像装置は、それによって、tMS適用装置に対して治療される身体の治療部位の画像が表示されるフィールドを有する。さらに、様々な実施形態において、撮像装置は、取り込まれた画像を処理して処理済画像データを生成するための処理要素を含んでもよく、処理済画像データを送信するための通信モジュールをさらに含んでもよい。
[0033]さらに、tMS応用装置は、磁気刺激の発生を生成及び制御するように構成されたコンピューティングデバイスを有する制御モジュールを含んでもよい。例えば、制御モジュールは、磁気刺激の生成に採用されている電圧及び電流の1つ以上、並びに磁気コイルによって送達される磁気刺激の波形のパルスレート及び振幅に関して、tMSアプリケータを制御してもよい。このような態様では、細かく仕分けされたtMS刺激が生成され、被験者の身体の治療部位に集中的に送達され得る。
[0034]さらに、別の態様では、経皮的感知、画像化、追跡、及び／又は監視装置が提供される。IMS感知装置は、治療領域内の標的部位を識別すること、治療を受けるための関心神経を決定すること、身体の所定の領域内、例えば関心神経を囲む皮下構造、神経繊維、及び／又は血管の地形形態を定義すること、及び適切に構成されたtMS適用装置によって識別された神経繊維への磁場の供給をより効果的に標的化して容易にするようにtMSシステムアプリケータ及び／又はコントローラに同じことを伝達することの1又は2以上に構成され得る。
[0035] 例えば、様々な実施態様において、経皮的感知及び監視装置が提供される。特に、経皮感知装置は、標的領域に印加された磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するように構成されてもよい。特定の実施態様では、経皮センシングデバイスは、ハウジングを含む。ハウジングは、境界部材によって互いにオフセットされ得る複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面を形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面を形成するように構成されてもよい。複数の対向する表面の組と境界部材が一緒になって、以下のような空洞を形成する。ここで、空洞は、センシングデバイスの1つ以上の構成要素を保持するために構成される。
[0036] 例えば、ハウジング内に、感知装置は、1つ以上の絶縁層及び／又は1つ以上のセンサ層を含んでもよく、例えば、センサ層が、1つ以上のセンサ要素で形成された多数の感知ユニットを含む場合などである。具体的には、第1及び第2の拡張絶縁層が含まれてもよく、例えば、第1の絶縁層がハウジングの上面に近接して配置されてもよく、第2の絶縁層がハウジングの下面に近接して配置されてもよい。同様に、基板層が第1の絶縁層と第2の絶縁層の間に配置されるような拡張基板層が提供されてもよい。基板は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される。
[0037] より具体的には、基板層は複数の感知素子を含み、これらは基板層の1つ又は複数の表面に沿って位置決めされてもよい。各感知素子は、反応を生じさせるように、tMSアプリケータによって標的領域に印加されている磁気刺激に対する1つ以上の神経繊維における反応を検出するように構成されてもよい。基板は、様々な構成であってよく、複数の構成要素を含んでもよい。例えば、基板は、複数の感知素子と結合されるプリント回路基板を含んでもよい。プリント回路基板は、1つ又は複数の処理ユニット、1つ又は複数のメモリ、及び通信モジュールを含む。特定の実施形態では、処理ユニットは、処理された応答データを生成するように、応答データを受信し処理するように構成される。さらに通信モジュールが提供されてもよく、それによって通信モジュールは、処理された応答データを送信するために構成される。また、データ収集及び送信を強化するために、アンテナユニットが提供されてもよい。さらに、ハウジングの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取付機構を含むか、又は他の方法で関連付けられることができる。
[0038] 上記で示したように、tMS感知装置は、tMSアプリケータからの印加刺激に対する標的神経の応答を識別する目的でtMSアプリケータ装置と相互作用するように構成され、応答する神経の1つ以上の特性を識別するように更に構成され得る。特に、tMS感知装置は、1つ以上の形態を決定するために構成されてもよい。A-α、A-β、A-δ、およびCの神経繊維のうちの1つ以上であり、磁気パルスに対する応答性によってA-βをA-α、A-δ、およびC繊維と区別することができ、したがって、tMSアプリケータからの印加パルスをA-β神経繊維に向けることを容易かつ効果的にすることが可能である。したがって、1つの態様において、本開示は、ケータリングの磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療する目的で、標的神経を特定するためのシステム、および／またはその標的神経に磁気刺激を投与するためのシステムを指向するものである。
[0039] 例えば、このシステムは、標的とする神経の位置を特定及び／又はマッピングするためのような経皮センシング及びモニタリング装置と、上述のように、特定した標的神経に集束磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用装置のうちの1又は2以上を含んでもよい。特定の実施例では、tMS適用装置は、tMS適用システムの一部であるtMSアプリケータである。例えば、tMSアプリケータと共に、tMS応用システムは、メモリ、処理要素、及び1つ又は複数の通信要素を有する通信モジュールを有する、1つ又は複数の制御モジュールを含んでもよい。さらに、IMSアプリケーションシステムは、位置決め要素を含んでもよい。
[0040] 従って、本明細書で提供される1つの態様では、tMS感知及び監視装置並びにtMSアプリケータ装置と共に、制御モジュール及び位置決め要素を含む、磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療するためのtMS適用システムである。具体的には、tMSシステムは、磁気刺激で治療される神経を識別するための経皮センシングおよびモニタリング装置と、磁気刺激で治療される識別された神経に集中磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用装置と、を含んでいる。制御モジュールと、自動位置決め要素などの位置決め要素も含まれてもよい。
[0041]例えば、制御モジュールは、センサモジュールから処理された応答データを受信するための通信モジュールと、そこから識別された神経を識別し特徴付けるデータを受信するための通信モジュールを含んでいてもよい。処理された応答データ、神経データの特徴付け、及び1つ又は複数の治療プロトコルを記憶するための、処理要素及び通信モジュールのうちの1つ又は複数に結合されるメモリ等も含まれてもよい。本明細書で以下に詳述するように、メモリは、オンボードメモリ又はデタッチドメモリの任意の形態であってよい。
[0042] 制御ユニットは、通信モジュール及びメモリのうちの1つ以上に結合される1つ以上の処理要素を含む。処理要素は、感知要素から応答データ及び識別された神経を特徴付けるデータにアクセスし、神経障害性疼痛体験の治療のために対象に投与される治療プロトコルを決定するように構成される。治療プロトコルは、適用パラメータ及び送達特性を定義する。
[0043]例えば、1つ以上の適用パラメータは、磁気刺激の磁気パルスを生成するための電圧及び電流レベルを含んでもよい。さらに、適用パラメータは、その波長、周波数、及び持続時間に関してなど、生成される磁気パルスの波形を特徴付ける様々なパラメータを含んでもよい。同様に、様々な感知ユニットの感知要素から受信したフィードバックは、1つ以上の送達特性を決定するために使用されてもよい。
[0044] 具体的には、磁気刺激に対する神経の応答の程度、振幅、及び方向、例えば大きさに基づいて、神経の方向及び／又は境界が決定されてもよい。例えば、処理要素は、治療の対象となる神経の少なくとも一部を含む領域を定義する座標のセットを定義するように、複数の三角測量及び／又は三点測量関数を実行してもよい。より具体的には、送達特性、例えば、治療される神経の位置を定義することに加えて、制御ユニットの1つ以上の処理要素は、印加された磁気パルスに対する神経の応答、例えば、その振幅および大きさからの様々な感知されたデータを処理してもよく、そのデータに対して1つ以上の三角測量および／または三角測量演算を行ってもよく、標的領域に対してtMS適用装置を方向付けるために定義するかまたは他の方法で使用することができる1つ以上の提案された方向付けパラメータを決定してもよい。
[0045] さらに、例えば、1つ以上の方位パラメータが定義されると、tMSアプリケータを標的領域に近接して配置し、決定された方位パラメータに従うように、アプリケータを標的神経に方向付けるように、位置合わせ要素が採用される場合がある。したがって、tMS適用システムは、位置決め要素を含んでもよい。位置決め要素は、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有してもよい。特定の構成では、遠位部分は、近位端のような経皮磁気刺激（tMS）適用装置に結合されてもよい。遠位端は、制御モジュールおよび／または支持部材もしくは接地部材に結合されてもよい。
[0046] 位置決め要素は、標的神経の最適な活性化を達成するように、決定された方向にtMSアプリケータを配置するように、必要に応じて移動及び構成されるように構成される複数の関節アーム部材で構成される。さらに、様々な実施形態において、1つ以上のモータなどの自動化要素が採用されてもよい。具体的には、複数のアーム部材は、自動化要素によって結合されてもよく、これは、治療プロトコルの決定された配向パラメータに従って、治療領域に近接してtMS貼付装置を位置付け、配向させるプロセスを自動化するために採用され得る。
[0047] 従って、上記に鑑みて、痛みが経験されている領域に近接する標的神経を識別し、特徴付けるためのシステムが提供される。標的とする神経を特定することと特徴付けることの両方は、痛みを引き起こす神経によって経験される痛みの軽減において、どの位置及びどの向きが最大の反応を引き出すかを決定するように、tMS適用装置を、例えば、cm単位、mm単位、さらにはμm単位で、様々な位置及び向きに動かしながら標的領域に様々な磁気パルスを適用する反復プロセスであってもよい。したがって、痛みの経験を緩和するように身体の一部に磁気刺激を加えるためのtMS適用装置と共に、tMS感知装置が提供されてもよく、それによって、tMS感知装置は、治療領域に近接する皮膚に取り付けられることによってなど、治療を受ける人の身体に直接関連付けられるように構成され得る。
[0048] したがって、tMSアプリケータが、治療される神経における反応を誘発するように、標的領域に磁気パルスを適用すると、取り付けられたtMS感知装置は、反応の大きさだけでなく、反応の振幅及び相対的方向も感知する。具体的には、これらの目的のために、tMS感知装置は、1つ以上の感知および／またはデータ収集層とともに、1つ以上の保護および／または基板層、1つ以上の絶縁および／またはスペーサ層を含んでもよい。
センシング層は、1つ又は複数のセンサユニット、又は他のデータ収集ユニットを含んでもよく、通信モジュールを含んでもよい。センシング層及びデータ収集層は、通信可能な1つ又は複数の処理要素をさらに含んでもよい。つ以上の感知要素に結合され、それによって、処理要素は、得られた、例えば感知された、データを受信し、処理するように構成される。
センシング層は、1つ又は複数のセンサユニット、又は他のデータ収集ユニットを含んでもよく、通信モジュールを含んでもよい。センシング層及びデータ収集層は、通信可能な1つ又は複数の処理要素をさらに含んでもよい。つ以上の感知要素に結合され、それによって、処理要素は、得られた、例えば感知された、データを受信し、処理するように構成される。
[0049] 従って、一態様では、本明細書で提供されるのは、神経障害性疼痛体験を改善するように集束磁気刺激の適用で標的とする神経障害性神経の1つまたは複数の特性を特定するためのシステムである。そこで、本明細書で提供されるのは、磁気刺激の適用に対する見込みのある神経の応答を検出するために構成される経皮感知及び監視装置、並びに識別された神経を識別及び特徴付ける目的で感知応答データを分析するために構成されるコンピューティング装置である。特に、上記に記載したように、経皮感知及びモニタリング装置は、複数の感知素子を備えてもよく、この感知素子は、感知素子の行及び列の両方を含むグリッドの形態に構成されてもよい。感知素子の数は、対象とする神経の大きさや向きに応じて、2、4、6、8、10、またはそれ以上の任意の数の行および列など、またはその間の任意の数の感知素子が提供されてもよい。各感知素子は、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に応じた神経の反応を識別するように構成され、この生の反応データは、神経の反応の大きさ及び向きを含んでもよい。同様に 経皮センシング・モニタリング装置は、センシングされた生の反応データを送信するための通信モジュールを含んでもよい。
[0050]さらに、本システムは、経皮センシング及びモニタリングデバイスの一部であるか又は他の方法で結合されるコンピューティングデバイスなどのコンピューティングデバイスを含んでもよい。示されるように、コンピューティングデバイスは、生の反応データを受信し、生の反応データを評価し、標的とする神経障害性神経の1つ又は複数の特性を決定するように構成されてもよい。様々な実施態様において、コンピューティングデバイスは、どのセンサ要素がどの向きで最も強い反応を拾うかを三角測量するように、センサ要素の複数の異なる組み合わせを使用して様々な様式で生の反応データを処理するための処理エンジンの組を含んでいる。
[0051] 例えば、経皮センシング及びモニタリング装置の複数の感知要素の第1のユニットから生の反応データを受信するためのような、第1の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが提供されてもよい。特に、第1の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つの、又は4つ又は5つの、又は6つ以上の、感知要素の第1のセットなどを含んでもよい。感知素子の各々または選択からなど、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含む生の反応データなど、様々な生のデータが収集されてもよい。このデータは、生の形態であってよく、印加された磁気刺激に対する神経障害性神経の反応を特徴付けるために使用されてもよい。そのような例では、第1の処理要素は、第1の感知ユニットの感知要素の選択されたセットの各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよい。それゆえ、第1の感知素子又は感知素子のセットは、第1のユニットについての第1の統合された大きさ及び第1の統合された方位を決定するために構成されてもよい。
[0052]さらに、感知要素の第2のユニットから生の反応データを受信するためのような、第2の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよい。上記のように、第2の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つ、又は4つ又は5つ、又は6つ以上の感知素子の第2のセットなどの感知素子の第2のセットを含んでもよい。上記と同様に、生の反応データは、適用されたtMS刺激に対する神経障害性神経の反応をさらに特徴付けるための、感知素子のそれぞれまたは選択からのような、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含むことになる。したがって、第2の処理要素は、第2の感知ユニットの感知要素の各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよく、第2のユニットに対する第2の統合方向及び／又は大きさ並びに第2の統合向きを決定するようにさらに構成されてもよい。これらのプロセスは、感知素子の多数の異なる組み合わせを含む感知ユニットの多数の異なる選択について繰り返されてもよく、すべてが、異なる方向における異なる大きさの強さを有し、三次元、X、Y、およびZ空間におけるような異なる向きを有する多種多様なセンサデータを生成する。
[0053]さらに、第3の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが、第1及び第2、並びに他の任意の及び全ての統合された方向及び大きさのデータを受信するために提供されてもよく、さらに、感知ユニットのどの集合、及びその感知要素のどの集合が、最大の大きさを呼び起こすか又は他の方法で証拠立てるかを決定するために構成されてもよい。同じまたは異なる処理エンジンは、次に、感知された大きさデータを評価し、評価されたデータポイントに重みを関連付けるように構成されてもよく、例えば、振幅および／または応答の大きさに関して、最大の結果データを立証する感知ユニット、ならびにその感知要素に、より大きな重みが付与される場合などである。その後、より少ない重み付けが、他のすべての感知ユニットおよび感知要素に帰着され得る。
[0054] さらに、第4の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよく、例えば、第4の処理エンジンは、第1および第2および任意の追加の統合された方位を受け取り、それを評価し、個々のデータポイントに重みを関連付けるように構成され、いずれの方向が、最大の応答を呼び起こすセンサユニットの感知要素によって受け取られた方向データと相関しているか、例えば、より大きい大きさを立証しているかについて大きな重みが付与される。そして、より少ない重み付けが、他のすべてのセンシングユニット及びセンシングエレメントに帰着され得る。第5の処理エンジン、又は処理エンジンのセットは、複数の感知ユニットについてのそれぞれの統合された大きさ、統合された向き、及び他の収集データ、例えば統合された方向及び振幅データ、並びに重みデータを受信して評価し、評価された大きさ、向き、他の収集データ、及び重みデータに基づいて、例えば標的とされる神経障害性神経を定義する座標のセットを判定するためにも存在し得る。第6の処理エンジン、または処理エンジンのセットは、それによって神経障害性疼痛体験を改善するように、標的とされる神経障害性神経に集束磁気刺激を投与するための第1の治療プロトコルを決定するためなどに提供されてもよく、ここで第1の治療プロトコルは、治療すべき神経障害性神経に対するtMS適用デバイスの提案された方向および／または投与すべき集束磁気刺激の振幅、または他の波形特性、を含む場合がある。
[0055] その結果、感知及び通信ユニットは、tMS感知装置が、それに加えられた磁気刺激に応答するなど、1つ又は複数の神経繊維に対する1つ又は複数の変化を感知又は他の方法で決定し、その結果を関連のtMSシステム計算及び／又はコントローラデバイスに通信するためのものであることを可能にする。IMS感知装置はまた、受信信号を増幅するため、及び／又はそれを送信するための、増幅器を含んでもよく、例えば、活性化神経繊維の刺激から受信したアナログ信号を変換し、受信信号をそのデジタル表現に変換するための、アナログ／デジタル変換器を含んでもよい。一旦処理されると、受信されたデータは、治療領域をより効果的に標的化し、より具体的には、関心のある神経構造を標的化するように、システム、及び／又はtMSアプリケーションを構成するためなど、1又は複数のシステムパラメータを変更するために使用することが可能である。
[0056] さらなる態様では、神経が経験する被験者の体内の標的領域に存在するような、標的神経に集束磁気刺激を送達するための治療プロトコルを決定するための方法が提供され得る。神経障害性疼痛 本方法は、以下のステップのうちの1つ以上を含んでもよい。まず、上述したような経皮的感知及びモニタリングデバイスを、痛み体験の部位などで身体に結合してもよい。経皮感知及びモニタリング装置は、識別された標的神経を生じさせるように、印加された磁気刺激に応答する神経の反応を識別するように構成されてもよく、いくつかの実施形態では、感知装置は、センサ要素データにアクセスするように構成された処理要素を含むか、さもなければそれに関連付けられることができる。センサデータの評価に基づいて、神経において治療的または予防的応答をより効果的に引き起こすように、磁気刺激を標的神経に最適に集中させるように、標的神経に対してtMS適用装置があるべき提案された方向が示される。様々な実施形態において、提案された配向は、X、Y、及び／又はZ方向の座標、及び／又は所定のマーカーに対する緯度及び経度に関する座標など、1つ又は複数のパラメータによって特徴付けられる場合がある。
[0057] 標的神経が間質空間内に定義され、及び／又は周囲空間内のIMSアプリケータの提案された方向が決定されると、経皮磁気刺激（tMS）適用装置は、ロボット又は機械的位置合わせシステムの作動を介してなど、標的領域に近接して位置決めされてもよい。具体的には、位置決めシステムは、多関節アーム部材を有していてもよい位置決め要素を含んでもよく、そのような例では、方法は、アーム部材の1つ又は複数に結合された経皮磁気刺激適用装置が標的領域に近接して位置決めされるようにアーム部材の1つ又は複数を多関節化することを含んでいてもよい。位置決め工程中に、本方法は、磁気刺激送達のための提案された向きの1つ又は複数のパラメータに従って、標的領域に対してtMS適用装置を方向付けることを更に含んでもよい。
[0058] 適切に位置決めされ、方向付けされると、tMS適用装置は、tMS適用装置が標的領域に近接して配置され、決定された方向にあるときなど、特定された標的神経に集中した磁気刺激を生成し送達するように起動される場合がある。身体の標的領域へのtMS感知装置の結合及び磁気刺激の投与の後に、本方法は、標的領域への磁気刺激の送達に応答して識別された標的神経の活性化を経皮感知及びモニタリング装置によって検出することをさらに含んでもよい。次いで、1つ以上の処理エンジン又は要素を有するコンピューティングデバイスが、特性評価結果データを生成するように、識別された標的神経の活性化を特性評価するために採用され得る。様々な実施形態において、コンピューティングデバイスは、オンボードコンピューティング要素であってもよく、又はtMS感知及びモニタリングデバイス及びtMSアプリケーションデバイスの一方又は両方に他の方法で結合されてもよい。さらに、本方法は、例えば、コンピューティングデバイスによって、特性評価結果データに基づいて、識別された標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定することを含んでもよい。
[0059] 本開示の更なる態様は、神経障害性疼痛体験を緩和するためなど、神経障害性疼痛を体験している被験者の体内の標的領域の標的神経に投与する集束磁気刺激の1つ以上の送達特性を決定するための方法に向けられている。本方法は、経皮センシング及びモニタリング装置を、痛み体験の領域で身体に結合することを含んでもよい。上記に示したように、特定の実施例では、経皮感知及びモニタリングデバイスは、各感知ユニットが、2、3、4、5、最大10又はそれ以上の感知素子の行及び列の両方を有するグリッドを形成するように配置されてよい複数の、例えば少なくともトウ又は3の、感知素子を含む、複数の感知ユニットを有してもよい。各感知素子は、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に対する神経の反応を特定するように構成されてもよく、例えば、生の反応データは、反応の方向、振幅、大きさ、及び／又は向きを含んでもよい。
[0060] 感知装置が身体に結合されると、標的化される神経によるそれに対する反応がtMS感知装置の1つ又は複数の感知要素によって感知され得るような方法で標的神経における反応を誘発するように、磁気刺激が、例えばモバイルtMS適用装置によって痛み体験の領域に適用されてもよい。したがって、標的領域に磁気パルスを印加するのに続いて、経皮センシング及びモニタリング装置は、複数の感知ユニットから生の反応データを収集する。収集されたデータは、次に、例えば、以下の装置によって処理及び評価されてもよい。
感知装置のオンボード処理要素および／またはそれに関連するコンピューティング装置によって、センサ要素およびセンサユニットデータは、例えばその選択から、複数の統合センサユニットデータが生成されるように決定および統合されてもよい。そのような例では、各個々及び／又は統合されたセンサユニットデータは、例えば、複数の感知ユニットの各々の感知要素によって検出された応答の統合された大きさ及び統合された向きを含んでもよい。
感知装置のオンボード処理要素および／またはそれに関連するコンピューティング装置によって、センサ要素およびセンサユニットデータは、例えばその選択から、複数の統合センサユニットデータが生成されるように決定および統合されてもよい。そのような例では、各個々及び／又は統合されたセンサユニットデータは、例えば、複数の感知ユニットの各々の感知要素によって検出された応答の統合された大きさ及び統合された向きを含んでもよい。
[0061] 次に、コンピューティングデバイスは、比較結果のセットを生成するように、感知ユニットの選択から収集された統合センサユニットデータを、一方と他方で比較してもよい。コンピューティングデバイスは、比較の結果を評価し、次いで、標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定する。例えば、様々な実施態様において、治療プロトコルは、治療される神経を定義する座標のセット及び／又は標的領域及び／又は標的神経に対してtMS適用装置を方向付けるための方向など、1又は複数の送達特性を定義し得る。特定の実施例では、演算装置は、磁気パルスを生成する際に使用され得る1つ又は複数の適用パラメータを決定してもよい。示されるように、磁気パルスは、1つまたは複数の決定された波形特性を有するように設計されてもよい。そのような実施例では、1つ以上のアプリケーションパラメータは、例えば、磁気パルスが磁気パルスの波長、周波数、振幅、及び持続時間によって定義される、所望の磁気パルスを生成するための、電圧レベル及び電流レベルを含んでよく、これらは全て選択可能であってよい。
[0062]図1は、本開示のシステムの一実施形態の概略図を提供し、このシステムは、経皮磁気刺激（tMS）感知及び監視システムに結合される経皮磁気刺激（tMS）適用デバイスを含む。
[0063]図2は、8の字構成の複数の磁気コイルを有する本開示の経皮磁気刺激アプリケータの図解を提供する。
[0064]図3Aは、図2のIMSデバイスの磁気コイルのボトムアップ図を提供し、ここで磁気コイルは8の字の構成を有している。
[0065]図3Bは、図3Aの磁気コイルのボトムアップ図を提供し、ここで、tMSアプリケータのハウジングは、複数のレーザ追跡要素と、複数の磁場センサーとを含み、ここで、磁場センサーは、磁気コイル上に重ねられている。
[0066]図3Cは、複数の磁場センサーを有する磁気コイルの底面上面図を提供し、ここで、磁場センサーは、円形アレイに配置される。
[0067]図3Dは、図2のtMSデバイスによって生成される代表的な磁気パルスのグラフ表示を提供する。
[0068]図3Eは、磁気パルスの生成に関する図2のtMSデバイスの表現を提供する。
[0069]図3Fは、図3Dの生成された磁気パルスの振幅のグラフ表示を提供する。
[0070] 図4A及び図4Bは、オン及びオフの両方の構成における、図2のtMSアプリケータのためのスマートカバーの透視図を提供する。
[0071]図5Aは、本システムのtMS感知デバイスの分解図を提供する。
[0072] 図5Bは、tMS感知デバイスのセンサー層の図を提供し、ここでセンサー層はセンサーの線形アレイを含んでいる。
[0073]図5Cは、tMS感知デバイスの複数のセンサー層を提供し、ここで、各層のセンサーは、センサーモジュールを形成するように一緒に電気的に結合される。
[0074]図6は、治療を必要とする対象上の治療領域の標的部位へのtMSの送達のためのアライメント手順を提供する。
異なる実施形態の説明
異なる実施形態の説明
[0075]ここで、主題の様々な実施形態を詳細に参照し、その例を添付の図面に示す。本開示の例示的な実施形態は、以下で説明される。本明細書に記載される主題の1つ以上の変形例の詳細は、本明細書に記載される。添付の図面および以下の説明のとおりである。本明細書に記載された主題の他の特徴および利点は、説明および図面、ならびに特許請求の範囲から明らかになるであろう。明確にするために、実際の実施態様の全ての特徴を本明細書に記載するわけではない。
[0076] 当然ながら、任意のそのような実際の実施形態の開発において、システム関連およびビジネス関連の制約への準拠など、開発者の特定の目標を達成するために、多数の実施形態固有の決定を行わなければならないが、それは実施形態ごとに異なるであろうことは、理解されるであろう。さらに、そのような開発努力は複雑で時間がかかるかもしれないが、それにもかかわらず、本開示の利益を有する当業者にとっては日常的な事業であろうことが理解されるであろう。
[0077] 従って、様々な実施形態が本明細書で議論されているが、これらの実施形態に限定することを意図していないことが理解されよう。それどころか、提示された実施形態は、様々な実施形態の精神及び範囲内に含まれ得る代替物、修正物及び等価物をカバーすることを意図している。添付の特許請求の範囲によって定義される実施形態。さらに、以下の異なる実施形態の説明では、本主題の実施形態の完全な理解を提供するために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、実施形態は、これらの具体的な詳細なしに実施され得る。他の例では、よく知られた方法、手順、構成要素、および回路は、記載された態様を不必要に不明瞭にしないように、詳細には記載されていない。
の実施形態である。
の実施形態である。
[0078] 本発明の装置及びシステム並びにこれらを使用する方法は、痛み、特に、慢性的な痛みの感覚を低減及び／又は改善する目的で提供される。特に、1つの態様において、本明細書に開示されるデバイス、システム、及びそれらの使用方法は、外傷性神経損傷及び他のタイプの神経損傷から生じるような、末梢神経の痛みを低減するために有効である。より詳細には、以下を適用することによる末梢神経損傷の治療が挙げられる。経皮磁気刺激（tMS）は、USSN：16／231，249に開示されており、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
[0079]具体的には、本開示の一態様は、A-β神経繊維の刺激作用の低下によって典型的に引き起こされる慢性、神経障害性疼痛の治療である。しかしながら、身体の適切な領域、より具体的には身体の特定の組織内の1つ以上の孤立した構造に、所望の用量の磁場印加を送達することは、極めて困難である。その結果、本明細書で提示されるのは、A-α、A-β、A-δ、及びC繊維などの他の神経繊維を実質的に活性化しない一方で、A-β神経繊維の刺激を増大させるのに十分な磁場パルスの標的治療量を送達するように構成された装置、システム、及び方法である。これは、治療を必要とする神経であるA-βがある程度の深さで皮膚の下にあり、他の神経繊維及び／又は他の組織構造と多少混在している可能性があることを考えると、達成するのは容易ではない。
[0080]特に、示されるように、痛みを軽減するために有効であるが、磁気刺激によるA-β神経繊維の活性化は困難である。具体的には、A-β神経の活性化をもたらすような刺激を発生させ、その結果、痛みの感覚を軽減するためには、TMSアプリケータとそれが提供する磁気刺激を、治療の標的組織に向けて細かく調整し、方向付け、集中し、指向することが有用である。しかしながら、治療用磁気パルスを治療部位に適用する際に、tMSアプリケータが治療部位を見逃し、治療部位から外れ、及び／又は正しい向きで治療部位に関与しないことは、非常に簡単である。
[0081] これらの困難を克服するために、本明細書に記載される磁気感知、監視、及び／又は追跡装置、システム、並びにそれらの使用方法の開発及び使用が進められてきた。具体的には、tMS療法の適用は、電気伝導性の神経と相互作用する変化する磁場が、神経における電流の流れを誘発し、それによって痛みの経験の減少をもたらすという事実に依存している。この誘導された電流の流れは、神経の構造と動作を変えることができます。しかしながら、磁場は、痛みの軽減のためなど、神経繊維において評価できる効果を発生させる十分な量及び／又は質、並びに配向で、神経繊維によって受け取られる必要がある。
[0082]特に、様々な実施例において、印加される磁場は、地球の磁場よりも数万倍強い1～3テスラのオーダーであってよい。そのため、このような高いレベルの磁場を実現するには、100～500マイクロ秒のような非常に短い時間にわたって供給される大きな電流のパルスが必要である。今日まで、治療を必要とする神経の正確な位置をピンポイントで特定するには、しばしばランダムで再現性のない複数の試行が必要である。
[0083] 従って、ここに、適切に構成されたtMSアプリケータによる痛みの部位への磁場の適用をより効果的にするために、痛み発生の活性領域、例えば、急性及び／又は慢性疼痛経験の部位に近接するIMS適用デバイスの適切な向きを決定する機構及びシステムを提供する。さらに、治療部位の組織内の神経繊維に1つまたは複数の磁気パルスを投与する方法が提供される。
[0084]特に、本明細書で提供されるのは、標的の痛みを引き起こす神経によってうまく受け取られるように、磁気放射の有効な投与の決定された範囲内にある磁場の送達におけるそれらの使用を含むtMS感知装置及びシステムである。また、神経繊維の活性化を引き起こし、神経内の痛みの軽減をもたらすように、適切な方向および適切な特性でそのような放射線を送達するための方法が提供される。より詳細には、被験者の治療部位を特定し、磁気パルス送達装置を治療部位に方向付け、被験者に磁気放射線を投与するための機構、システム、及び方法であって、例えば、機構が、磁場の投与を感知及び／又は監視するように構成された感知装置及び／又は監視装置を更に含む、機構が提供される。具体的には、治療部位への刺激の印加を感知及び／又は監視するためのシステム及び装置が提供される。
[0085] 従って、1つの態様において、図1に示されるように、被験者の身体上の治療部位に経皮磁気刺激（IMS）を送達するためのシステム1が提供される。システム1は、tMSシステム10、tMSアプリケータシステム100、並びに監視システム152のtMS感知及び監視装置150を含み得る。tMSアプリケータシステム100は、IMSアプリケータ105から治療用磁場を生成し、それを必要とする被験者の身体1000上の治療領域に向けて向けるように構成される。IMSアプリケータシステム100と共に、システム1は、ロボットアームなどの位置決め要素140も含んでもよい。具体的には、tMSアプリケータ105は、位置決め要素140の遠位部分に結合されてもよく、それによって、位置決め要素140は、tMSアプリケータ105及び／又は磁気コイル115を身体1000の治療領域に近接して方向付ける及び／又は位置付けるように構成される。tMSシステムは、制御ユニット110を含むか、さもなければ、制御ユニット110と関連付けられてもよい。さらに、IMSアプリケータ105及び位置決め要素140のうちの1つ以上は、個々の制御ユニット110A及び110Bをさらに含んでもよい。
[0086] 例えば、tMSアプリケータシステム100は、個別制御装置110Aを含んでもよく、様々な実施形態において、位置決め要素は、個別制御装置110Bを含んでもよい。具体的には、tMSアプリケータ装置105は、位置決め要素140の近位端の近くの部分に結合されてもよいし、位置決め要素HOBの制御ユニット及びtMSシステム制御ユニット100と通信するように構成された制御ユニット110Aを含んでもよいし、tMSアプリケータ装置105、位置決め要素140、tMSシステム10、関連する撮像コンポーネント130、照明要素125、及び／又は距離スキャナ135の1つ以上を制御するように構成されてもよい。
[0087] 示されたように、システム1は、制御モジュール110、例えば、スタンドアローンのであるクトップ又はラップトップコンピュータを含むこともでき、例えば、制御モジュール110がシステムのマスター制御ユニットとして機能し、tMSアプリケータ制御システム110A及び／又はポジショニング要素コントローラ110Bのうちの1つ又は複数と通信している場合などである。具体的には、コンピューティングデバイスなどのマスター制御ユニット110が含まれ、tMSアプリケータシステム100、tMSアプリケータ105、及び位置決め要素140の1つ又は複数の動作を制御するように構成されてもよい。
[0088] 例えば、システム制御ユニット110は、tMSアプリケータ105の磁気コイル115によって生成及び適用される磁場の生成及び／又は適用に関してなど、tMSアプリケータ装置105の1つ又は複数の動作パラメータを制御してもよい。様々な実施態様において、システム制御装置110は、tMSアプリケータ110A及び／又は位置決め要素制御装置110Bのオンボード制御装置と協働してこの機能を実行するが、他の実施態様において、システム制御装置110は、tMSアプリケータ105及び／又は位置決め要素140の直接制御を提供する。具体的には、制御装置110は、IMSアプリケータ105の適切な向き及び構成を細かく決定して実施するために、三次元空間におけるその動きに関して位置決め要素140を制御してもよい。この微細な制御は、磁気パルス及び／又は電気パルスを、識別され標的とされた関心対象の神経組織に、より効果的に送達する目的で発揮され得る。
[0089] 適用される磁場の送達をより効果的にするために、図3B及び3Cに関して分かるように、様々な実施形態において、tMSアプリケータシステム100は、距離スキャナ135がtMSアプリケータ105と身体1000の治療領域との間の距離を決定するために構成されるなど、距離決定装置135A及び135B、並びに撮像コンポーネント130を含んでもよい。様々な実施態様において、距離スキャナ135は、距離及び時間を測定するための1つ又は複数のレーザーを含んでもよい。例えば、特定の実施態様では、距離スキャナ135は、飛行時間センサであってもよい。
[0090]同様に、tMSアプリケータ105は、照明要素125及び撮像捕捉装置130を含んでもよく、それによって、照明要素125は、以下の通りであってもよい。
ターゲティングを照明するために構成され、一方、撮像装置130は、ターゲット領域における身体の組織内の照明された構造の画像を捕捉するために構成されてもよい。同様に、図3Cで見ることができるように、複数の磁場センサを有する磁気コイル115のボトムアップ図が提供され、ここで、磁場センサは円形アレイに配置される。様々な例において、このセンサーアレイは、tMSアプリケータ105の一部であってよく、及び／又はそのカバー108の一部であってよく、又はtMS感知及び監視装置150の一部であってよい。
ターゲティングを照明するために構成され、一方、撮像装置130は、ターゲット領域における身体の組織内の照明された構造の画像を捕捉するために構成されてもよい。同様に、図3Cで見ることができるように、複数の磁場センサを有する磁気コイル115のボトムアップ図が提供され、ここで、磁場センサは円形アレイに配置される。様々な例において、このセンサーアレイは、tMSアプリケータ105の一部であってよく、及び／又はそのカバー108の一部であってよく、又はtMS感知及び監視装置150の一部であってよい。
[0091] 様々な例において、捕捉される画像は、ターゲット領域における身体1000の表面積の状態を決定するために、システムのコンピューティングデバイスによって使用されてもよい。更に、幾つかの実施態様では、捕捉されている画像は、対象領域の組織内の内部構造の状態を決定するために採用されてもよい。そのような例では、tMSアプリケータ105及び／又は磁気コイル115の配置、位置決め、及び向きは、以下の1つ以上の協調的相互作用を通じて達成されてもよい：位置決め要素115、画像捕捉装置、130、例えば、立体視カメラ、距離測定装置135、例えば, マイクロレーザー及び／又はTOF距離スキャナー、並びにtMSデバイスコントローラ110A、位置決め要素140及びコントローラ110B、並びにtMSアプリケータ105などのシステムの様々な他の構成要素と通信して協調的に動作するシステム計算装置110により実装される独自のソフトウェア命令。
[0092] 本明細書に開示されるように、治療を必要とする対象に適用される治療を最適化するように、生成された磁気パルスを変調できることは有用である。例えば、生成される磁気パルスを構成する際に、磁気パルスの波特性及びその生成メカニズムに関して、装置を流れる電流、その電流を押すために採用される電圧、発生する抵抗、及び電流の流れの持続時間、並びに磁気パルスの周波数及び波の振幅など、変調できるパラメータが多く存在する。システム構成要素、例えば電圧、電流などの構成に関して調整することができる他の要素には、インダクタンスとキャパシタンスの両方、及びIMS応用デバイスの磁気コイルの抵抗が含まれる。
[0093] さらに、最適な投与条件を生成するように、及び／又は最適な投与条件を生成及び提供するために、標的部位に対するtMSアプリケータ、例えば磁気コイルの位置及び向きを全て調節することができる。その結果、本開示の装置、システム、及びそれらの使用方法は、非侵襲的な慢性疼痛緩和療法の適用を大幅に改善することになる。
[0094] 従って、様々な実施形態において、tMSアプリケータは、パルス特性及び／又は送達パラメータをより細かく迅速に制御できるように、電圧、電流、振幅、周波数、持続時間などのうちの1つ又は複数を変調するための変調ユニットを含んでもよい。特定の
実施形態では、変調ユニットは、生成されたTMS刺激の磁気刺激の振幅などに関する波形を変調するように、TMSアプリケータコントローラと連動して動作し得る。様々な実施形態において、tMSアプリケータ変調器は、押される又はスクロールされる機械的要素であってよい。
実施形態では、変調ユニットは、生成されたTMS刺激の磁気刺激の振幅などに関する波形を変調するように、TMSアプリケータコントローラと連動して動作し得る。様々な実施形態において、tMSアプリケータ変調器は、押される又はスクロールされる機械的要素であってよい。
[0095] しかしながら、他の実施態様では、tMSアプリケータのユーザが、ボタン又はトグルを押すなどして、アプリケーション装置によって適用されている様々な波動特性を容易かつ迅速に変調できるように構成されたデジタル要素であってよい。このような態様では、波形の電圧、電流、振幅、周波数、波長、持続時間などを、主制御装置にアクセスすることなく、アプリケータ装置自体から直接、例えば上下に変更することが可能である。例えば、特定の実施例では、関心のある標的神経に印加する磁場を生成する際に使用する電流を生成する際に採用する電力範囲は、可変であってもよい。
[0096] 例えば、パルス電圧は、静止状態0から約4000V、例えば約1000又は約1500Vから約2800Vを含む約3500又は約3000Vまでの範囲で、これは電流を駆動するために採用されてもよく、この電流は、それ自体が0から約6000アンペア、例えばアクソンコイルにおいて約1000又は約2000アンペアから約4，800アンペアを含む5000又は3000アンペアまでの範囲であり得る。同様に、システムは、その構成部品、例えば磁気コイルに関して、採用されるインダクタンスが、約5または10ヘンリースから約40または30ヘンリース、例えば約15から約20ヘンリース、約15.36E-6ヘンリースを含む範囲であってもよい。さらに、コイルは、抵抗が約400から1000オーム、例えば約700オームを含む約600から約800.0E-6オームの範囲となるように、その組成及び／又は編組などに関して構成されてもよい。さらに、静電容量は、282マイクロ秒のパルス周期を提供しながら、約132E-6ファラッドを含む約100から約150ファラッドなど、50から約200ファラッドの範囲であってもよい。さらに 具体的には、電圧範囲を変調することで、抵抗は一定のまま、電流の関数として振幅を直接変化させることができる。SCR（シリコン制御整流器）または同様のサイリスタの発射の持続時間および周波数範囲を変更すると、波形特性が修正される。
[0097] したがって、磁気パルスの浸透深さを電流設定から増加又は減少させることが望まれる場合、これを達成することができる複数の方法があり、1つは、以下に詳細に説明するように、アプリケータ装置の位置及び向きを構成することによるものである。振幅を調整することができる別の方法は、振幅を増加させ、それによって浸透をより深くする、または振幅を減少させ、それによって浸透をより浅くするように、前述の変調ユニットとの係合など、波形を調整することによるものである。具体的には、本明細書において以下でより詳細に説明するように、皮膚の表面から約1又は2cmの深さ、例えば約4、5又は6mmsの深さを含む0.2mmから8mmまでの深さまで浸透を増加させるように調節することが可能である。
[0098]特定の実施形態では、電圧は、約100～約500マイクロ秒、約200～約400マイクロ秒、約300、例えば283マイクロ秒を含む、約50～60mVを含む約20～約100mV、約40～約80mVなど、変調されてもよい。同様に、電流を治療コイルを通して押し出すために、約2000から約10，000アンペア、例えば約5000アンペア、例えば5，500アンペアを含む約4000から6000アンペアなどのアンペア数が変調されてもよい。
[0099] さらに、図5A～図5Cに関して本明細書で以下に開示するように、システム1は、1つ以上のセンサ装置又はユニット152を有する1つ以上のセンサシステム150をさらに含んでもよく、このセンサユニット152は、磁気計、原子磁気計、皮膚電極などの複数のセンサ要素160を含んでもよい。したがって、様々な実施形態において、tMSアプリケータデバイス105は、センサ及び／又はモニタリング及び／又はトラッキングシステム152のうちの1つ又は複数と共に採用されてもよいし、さもなければ、これらを含んでいてもよい。特に、センサシステム150が提供されてもよく、このセンサシステム150は、治療される組織の標的化を容易にし、標的化された組織1000への磁気および／または電気刺激の適用を指示するためなど、データを収集し、それを1つ以上のシステム制御要素110に与えるように構成され得る多数の異なるセンサ要素160を含んでいてもよい。様々な実施形態において、センサ要素160は、以下の通りであってもよい。生物学的および／または他のデータを収集するように構成され、それによって、治療される対象の身体、例えば、神経の1つまたは複数の状態が監視および追跡され得る。
[0100]収集されたデータを収集し通信することができる任意の適切なセンサが採用されてもよく、磁力計、原子磁力計、皮膚電極などの他、光又は音放射器、画像捕捉装置、光センサ、温度感知装置、動作センサ、方向センサ、加速度計、並びに多数の他の異なる感知素子が採用され、これらは、治療及び／又は予防磁気及び／又は電気衝動の送達のためにtMSアプリケータを治療場所に近づけることを支援するように個別に又は集合的に採用され得る。
[0101] 従って、システム1は、位置決め要素140をさらに含むことができ、位置決め要素140は、治療部位に近接して、1つ又は複数の磁気及び／又は電気パルスを治療部位に送達するために適切な向きになるようにtMSアプリケータ105の位置決め及び／又は方向付けを補助するように構成される。この位置決めは、関連する制御装置110を介するなどして、手動または自律的に実行され得る。例えば、位置決め要素140、は、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有してよく、例えば、遠位部分がtMSアプリケータ105、例えば、磁気コイル115に結合されてもよい。
[0102] そのような例では、近位部分及び／又は遠位部分のうちの1つ以上は、tMSアプリケータ105の動きを実現するためのコントローラ110Bに関連付けられる場合がある。特定の実施形態では、位置決め要素140は、複数の関節アーム部材で構成されてもよく、ここで、複数のアーム部材は、自動化要素、例えば、コントローラ110Bと通信するモータによって一緒に結合されてもよい。様々な実施形態において、自動化要素は、治療部位に近接するtMSアプリケータ105の位置決めを支援するように構成されてもよい。
[0103] 従って、上記に鑑みて、図2に関して分かるように、本明細書では、標的組織への磁場の送達のための経皮磁気刺激（tMS）適用装置105が提示される。tMSシステム100は、磁気刺激装置として構成されるアプリケータ105を含み、従って、磁気コイル115を含む。具体的には、tMSアプリケータシステム100は、対象の身体に近接して配置されたときに、対象の治療部位に集束した磁束を送達するように構成される。
[0104] それゆえ、1つの態様において、上記に要約されるように、本明細書に提示されるのは、被験者の身体100上の治療部位に集束した磁気刺激を送達するためのIMS適用装置105を含む経皮磁気刺激（tMS）システム100である。様々な実施形態において、tMS適用装置105は、以下のうちの1つ又は複数を含むことができる。例えば、tMS適用装置105は、ハウジングを含んでもよい。ハウジングは、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含む延長本体を備えてもよい。拡張本体は、tMS適用装置105の1つ以上の構成要素を保持するための空洞を画定する。
[0105] tMSアプリケータ装置105は、ハウジングの拡張本体の近接部分の空洞内に配置された絶縁磁気コイルなどの磁気コイル115を含む。特定の実施形態では、磁気コイル115は、8の字配置を有してよく、図3Aに描かれているように、コイル115の8の字配置の周りに巻かれた編組を含んでよく、絶縁磁気コイル115は、決められたパルス速度で、決められた振幅を有する集束磁気刺激を生成して送達するように構成されてよく、絶縁磁気コイル115は、決められた振幅を有する集束磁気刺激と、決められたパルス速度で、集束磁気刺激と、決められた振幅を有する集束磁気刺激とを生成して送達するように構成されてよい。同様に、磁気コイル115は、選択された波特性、例えば、振幅、波長、及び周波数などを有する波形を生成するような方法で磁気刺激を生成するように、コイルを通して選択された電流を押すために決定された電圧を受けるように構成されていてもよい。
[0106] 様々な実施形態において、tMSアプリケータシステム100は、tMSアプリケータ105の磁気コイル115と連通している冷却素子を有する冷却機構を含んでもよい。特に、tMSシステム100は、冷却機構のリザーバからのような流体を、そこから熱を除去するのに十分な方法で磁気コイル115との間に並進させるための冷却要素を含んでもよい。任意の適切な冷却剤は、コイルから離れてリザーバに発生した熱を吸収して並進させる方法で、並進導管、例えばチューブを通って流れ、分解せずに磁気コイル115に接触することができる限り、冷却機構を通って流れるように使用されてもよい。同様に、リザーバは、磁気コイル115に向かって戻る前にリザーバ内の流体を急速に冷却することができる1、2、3、4、又は5以上のファンなどの1又は複数の冷却要素と関連してもよい。
[0107] 特定の実施形態では、冷却システムは、コイルの温度を検出し、コイルの温度を調節するようにそのようなコイル温度関連データをシステム制御モジュールに送るように構成された1つ以上の温度センサ、例えば、温度計を含んでもよい。具体的には、温度は、約30～35～40℃の温度を維持することを含む、約15度～約60度C、例えば約20度～約40度C、例えば25～約35度Cの範囲内で調節され得る。より具体的には、冷却システムは、設定点を与えられ、コイル内の温度を、46度以下、又は40度C以下などの設定点に保つように機能してもよく、又は、温度を範囲内に保つように設定されてもよく、範囲内の上限として、冷却システム及び／又は他のシステムパラメータ、例えば。電圧の印加、電流の実行、および／またはパルス長の持続時間はすべて、設定された限界内に温度を保つように変調することができる。
[0108] 特定の実施形態では、撮像装置130もアプリケータ105に含まれ得る。例えば、tMSシステム100、具体的にはtMSアプリケータ105は、撮像装置130BがIMS適用装置105のハウジングに近接して配置され得るような撮像装置130Bと関連付けられることがある。撮像装置130Bは、それによって、tMS適用装置105に対して治療される身体の治療部位の画像が表示されるフィールドを有する。さらに、様々な実施形態において、撮像装置130は、取り込まれた画像を処理して処理済画像データを生成するための処理要素1IOCを含んでもよく、処理済画像データを送信するための通信モジュールをさらに含んでもよい。
[0109]さらに、tMS応用システム100は、磁気刺激の発生を生成及び制御するように構成されたコンピューティング装置を備えてもよい制御モジュール110Aを含んでもよい。例えば、制御モジュール110Aは、磁気刺激の生成に採用されている電圧及び電流の1つ以上、並びに磁気コイルによって送達される磁気刺激の波形のパルスレート及び振幅に関して、tMSアプリケータ105を制御してもよい。このような態様では、細かく仕分けされたtMS刺激が生成され、被験者の身体の治療部位に集中的に送達され得る。
[0110] 従って、一実施形態では、描かれているように、手持ち式tMSアプリケータ105が提供され、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含む延長本体を有するハウジングを含むことができる。
拡張本体は、アプリケータ105の近位部分に配置された電流発生器などのtMSデバイスの複数の構成要素を保持するための空洞を画定する。描かれているように、tMSアプリケータ105の近位部分は、近位部分の端部セクションに配置されたハンドルによって把持されるように適合されたハンドリング部分として構成される。しかしながら、様々な実施形態において、近位部分は、tMSアプリケータ105及び／又はそのコイル115の1つ以上を移動及び／又は方向付けるように機能するロボットアームのような位置決め要素140に結合されるように構成されている。
拡張本体は、アプリケータ105の近位部分に配置された電流発生器などのtMSデバイスの複数の構成要素を保持するための空洞を画定する。描かれているように、tMSアプリケータ105の近位部分は、近位部分の端部セクションに配置されたハンドルによって把持されるように適合されたハンドリング部分として構成される。しかしながら、様々な実施形態において、近位部分は、tMSアプリケータ105及び／又はそのコイル115の1つ以上を移動及び／又は方向付けるように機能するロボットアームのような位置決め要素140に結合されるように構成されている。
[0111] 同様に、絶縁磁気コイル115は、ハウジングの拡張本体の遠位部分内に配置されてもよく、決められたパルス速度でなど、1つ以上の決められた特性を有する集束磁束を生成及び送達するように構成されてもよい。様々な実施形態において、磁場を生成し、送達するための複数の、磁気コイル115a及び115bが提供されてもよい。複数の磁気コイルは、2つのコイルの間で、ピーク出力が装置の中心に近接する焦点位置を有するように寸法決めされた振幅を有する電界を生成するために十分な距離だけ互いに離間されてもよい。
[0112] tMSシステム及び／又はアプリケータは、磁気コイル115と通信している制御モジュール110A及び1IOCを含むこともでき、この制御モジュールは、治療されるべき被験者の治療部位に所定の形態で磁束を送達するように、集束磁束、tMSアプリケータ105の磁気コイル115によって送達されるパルスレート、及び他の波形特性、などを制御するように構成され得る。様々な実施例において、tMSアプリケータの遠位部分は、そこに配置された1つの磁気コイル115Aを有する、右手ウィングを有してよく、そこに配置された別の磁気コイル115Bを有する、左手ウィングを更に含んでよく、発生した磁場の焦点位置を調整するように、及び／又はアプリケータ100の構成を、例えば、治療されるべき身体部分に関して制御するためにコイル115を他に対して一方を移動するための、左手と右手のコイルの間の連結接合部を更に含むことができる。同様に、アプリケータ105のコイル115の構成をより正確に制御するように、遠位部分が近位部分に対して移動できるように、tMSアプリケータ100の近位部分と遠位部分との間に関節領域が配置されてもよい。特定の実施形態では、本明細書に開示される関節領域の1つ又は複数は、モータユニット、例えば、通信で 本明細書に開示される装置の様々な構成が、システム1の通信可能に結合された感知装置150から受け取ったフィードバックに応答するなどして、自律的及び／又は自動的に構成され得るように、システム110のコントローラは、本明細書に開示される装置の様々な構成が、自律的及び／又は自動的に構成され得る。
[0113] 図2に関して分かるように、様々な実施形態において、tMSアプリケータ105の遠位部分は、個々の磁場を生成するための方法で電流が流され得る2つの導電性、例えばワイヤ、ループ115A及び115Bを有するアプリケータアセンブリを含んでいる。しかしながら、図3Dおよび3Eを参照して分かるように、図3Aに描かれているように、互いに近接して配置された2つの磁気コイルがあるので、2つの個別の磁場は、中心的な振幅を有する波形がそれらの間に生成され、それによって図3Dに描かれているように、中心振幅が目標治療部位に集中し向けられ得るように発生される。例えば、tMSアプリケータ105の2つのコイル115A及び115Bによって生成される磁場のグラフ表現は、各磁気コイル115の中心の位置を示す2つの直下点を含む。各磁気コイルは、2つのそれぞれの磁場が互いに補強し強化するような方法で個々のパルスを生成し、それによって、2つのコイルの中心間の中間に中心を持つ頂部波形を形成し、したがって、いずれかのコイルだけで生成できるよりも大きい振幅を有する。
[0114]特に、図3Eは、8の字型磁気コイルの構成によって生成される磁束の画像を示している。したがって、この態様では、その振幅、周波数、波長などに関するような磁気インパルスの波形特性は、識別された標的組織に集束した磁気パルスを送達するように制御され得る。したがって、組織内の神経障害性疼痛を引き起こす神経の深さに応じて、生成された波形の振幅、および他の波形特性は、標的とされた神経細胞から最適化された応答を標的にして誘発するように変調されることがある。IMSアプリケータ装置及びコイルの構成も、生成されたインパルスの波形及び／又は浸透深さに影響を与えるように、三次元空間に関してなど、操作することができる。
[0115] 従って、示されるように、システム1は、磁気インパルスを生成して標的部位に送達するように構成されてもよく、場合によっては、識別された治療標的部位に近接するように、電磁パルスも送達され得る。特に、特定の実施形態において、パルスが生成され、例えば、異常な神経活動によって引き起こされる痛みなどの痛みを経験している部位に、拡散または集束した方法で、向けられる。しかしながら、いくつかの例では、組織内に浸透し、標的神経において所望の反応を誘発するために、IMSアプリケータは、標的領域に非常に近接して、例えば、ほとんどまたは実際に触れて配置される必要がある場合がある。そのような例では、図4A及び図4Bに関して分かるように、無菌治療投与を確実にするように、tMSアプリケータ上に衛生的なカバー、例えば、インテリジェント又はスマートカバーを含めることが有用であり得る。したがって、疼痛感知領域への磁場の投与の前に、保護カバー108が、カバー108が適用されていない図4Aとカバー108が適用されている図4Bとの間に示されるように、tMSアプリケータ105の上に配置され得る。
[0116] 様々な実施形態において、カバー108は、アプリケータ105の遠位部分、例えば、身体に近接及び／又は接触するコイル含有部分を覆うための保護シースを提供するのに役立ち得る単一使用衛生的カバーとして構成されたスマートカバーであってもよく、それによってアプリケータ105の使用中に衛生状態を確保することが可能である。さらに、保護カバー108は、使用前に、カバー108がtMSアプリケータ105の遠位部分頭部の上に配置されることが要求されるように、IMS装置及びシステム1の起動装置として機能してもよい。特に、様々な実施例において、システム1は、tMSアプリケータ105、センサモジュール150、及び／又は保護カバー102を含むことができ、1つ以上の集団又は個々のユニットとしてパッケージ化されることができる。
[0117] 例えば、様々な実施態様において、IMSアプリケータ100及び／又はセンサモジュール150は、被覆要素108、例えば、複数の被覆要素、1つは、tMSアプリケータの1又は複数のコイル115を保護するように構成され、別のものは、tMS感知装置150のセンサ要素160を覆うために構成されている、を含んでもよい。このようにして、治療される対象は、衛生的なルーチンで保護され得る。したがって、特定の実施態様では、被覆108は、tMSアプリケータ105に結合されるように構成され、したがって、IMSアプリケータ105と治療領域の身体組織1000との間に衛生的なインターフェースを提供し、tMSアプリケータ100との任意の身体接触が衛生的な方法で行われるようにする役割を果たす。
[0118] さらに、様々な実施形態において、tMSアプリケータ105及び／又はtMS感知装置150と組み合わせた保護カバー108は、tMSアプリケータ100及び／又はtMS感知装置150の1回限りの使用など、システム1の1回限りの使用機能性を確保するように構成されてもよい。例えば、スマートカバー108は、アプリケータ105からカバー108を取り外すと、オフ又はデッド構成からオン又はアライブ構成に切り替えるなど、効果的に動作できるように構成される回路109を含んでもよい。このような態様において、システム1は、tMSアプリケータ105及び／又はセンサ150などに対して、ペイパーユーズモデルを実行するように構成されてもよい。例えば、特定の実施形態では、センサ150及び／又はアプリケータ105が1つの治療体制に使用され、一度採用されると改修されるまで再び配備されることができない1回限りの使用機能が実行される。
[0119] 他の様々な実施形態では、保護カバー108は、IMSアプリケータ105及び／又はセンサ装置150を認証するように構成されたコンピュータ又は機械アクチベータ109を含んでもよく、それにより、カバー108がこれらの装置のいずれかの上に配置されると、例えば、アクセスコードをカバー108から装置（又はその逆）へ受信及び／又は送信し、このアクセスコードは様々なシステム部品を認証しそれにより、例えば、カバーが装置に結合されている間、使用性を認可するようにする。例えば、保護カバー108、tMSセンサ150、及び／又はそのアプリケータ105の1つ以上は、2つの対応するコイルが互いに近接したときに電流が開始され、その電流が、アプリケータ及び／又はセンサ内の対応するコイルに通信可能に結合されるアクティブ及び／又はパッシブ認証コイル104を含んでいてもよく、このようなコイルによって 認証コードは、それによって使用を許可するシステムのコントローラなどへ送信される。
[0120] 様々な実施形態において、保護カバー108は、受信した信号に応答して、応答を開始し、それによってシステムの起動を知らせるような、電池、マイクロプロセッサ、及び／又はトランシーバを含んでもよい。より詳細には、保護カバー108は、回路を形成する1つ以上の刻まれた及び／又は巻かれたミニコイルを含むことができ、この回路は、システムコントローラ110に認証コードを送信するためにマイクロプロセッサ及び／又は送信機109をパワーアップするように電流を提供するために起動されることができる。このような態様において、保護カバー108は、使用を認証及び承認するように構成されるだけでなく、治療体制がいつ投与されているか、並びに、送達される磁気及び／又は電気パルスの性質を決定するようにさらに構成されてもよい。
[0121] 特定の実施形態では、保護カバー108内の巻かれた及び／又は刻まれたコイル又は他の回路は、治療パルスがカバーを通して身体に送達されると燃え尽きるように構成され、それによってこの1回の使用の後にセンサ・モジュール及び／又はアプリケータをさらに使用できないようにすることが可能である。例えば、コイルは、有線相互接続を介してなど、送信機に電気的に結合され得、このワイヤは、例えば、30mAの印加により、最初の使用中にバーンアウトし、その後の使用中にシステムをもはや起動できないように構成される。
[0122] 同様に、tMSアプリケータ100、tMSセンサユニット150、及び保護カバー108のうちの1つ以上は、1つ以上の磁界センサを含んでもよい。例えば、保護カバー108は、磁場及び／又は電場インパルスの印加を感知するように構成されたセンサを含んでもよい。そして、様々な実施形態において、感知及び監視ユニット150及び／又はアプリケータ105及び／又は保護カバー108は、メモリコンポーネントを含んでもよい。
[0123] 従って、図4A及び4Bに見られるように、1つの使用モデルにおいて、磁場及び／又は電場治療の適用前に、保護カバー108は、治療コイル115と対象部位の組織1000との間でアプリケータ上に保護、衛生的層を形成するように、その1又は複数のコイル115に近接して、tMSアプリケータ105（又はIMSセンサ150）に適用され得る。したがって、保護カバー108がtMSアプリケータ105上に配置されると、次に、適用されたパルスの品質及び／又は特性を検証するため、及び／又は使用パラメータを認証するために、tMSアプリケータ105によって1又は複数のパルスが適用され得る。
[0124] 受動コイルの作動などによる認証的使用が認識された場合、システムは、治療使用のために認可され得る。その結果、感知された磁気パルスは、使用ごとの支払いレジメンにおけるような、tMS装置105の使用を認証するために採用され得る。そのような例では、装置105が使用されることになるたびに、新しいカバーユニットが適用される必要があり、例えば、次の使用を再認証してロックを解除するために、使用者が新しい保護カバーを使用するたびに支払わなければならないような場合である。さらに、カバー108は、磁場印加を較正するためなど、印加パルスを感知して特徴付けるために構成される1つ以上のセンサ104を含んでもよい。
[0125] 様々な実施形態において、トラッキング要素も提供されてもよい。追跡要素は、感知及び監視150及び／又はtMS105装置などのシステム1の1つ以上の構成要素の追跡を容易にするために構成された任意の要素であってよい。例えば、様々な実施態様において、追跡要素は、マーキングペン又はテープ等によって提供されるような反射マーカーであってよい。特に、一実施形態では、追跡要素は、サイズと寸法、および／または選択された構成で形成される適切な反射テープであってもよい。例えば、テープは、3mm×1または2mmのストリップであってもよく、これは、要素、例えば、センサ10または追跡されるべき対象の身体部分に配置されてもよい。
[0126] 従って、上記に鑑みて、必要とされているのは、tMS治療システム1と共に及び／又はその構成要素として使用するためのセンシング及び／又はモニタリングシステム100である。特に、本明細書で提供されるのは、tMSセンサユニット150及びモニタリングシステム100と協働するように構成されたtMSアプリケータ105を含むtMS適用システム1であり、これらの装置は、痛みの改善のためにそれを必要としている被験者の身体の一部に磁気刺激を加えるために一緒に機能し、システムは、tMS適用の標的化、有効性監視、及び微調整制御のために構成される。このシステム1の利点は、より良い治療結果を達成するように、制御を増加させる治療活動のより大きな観察可能性である。その結果、1つの態様において、本明細書で提供されるのは、経皮磁気刺激（tMS）療法の投与を補助する効力測定および／またはセンサーシステム100と感知装置150である。
[0127] 具体的には、図5Aに関して見ることができるように、経皮感知、画像化、追跡、及び／又は監視装置150が提供され、tMS感知装置150は、治療領域1000内の標的部位を特定すること、治療を受けるための関心神経を決定すること、治療領域1000内の標的部位を特定すること、好適に構成されたtMS適用装置105によって、特定された神経繊維への磁場の適用をより効果的に標的化して送達するように、関心のある標的神経を囲む身体1000の所定の領域内の皮下構造および／または血管の地形形態を定義し、それをシステムコントローラ110に伝達すること、などの1又は複数のために構成される。
[0128] 特に、tMS感知装置150は、tMSアプリケータ100からの印加刺激に対する標的神経の応答を識別する目的でtMSアプリケータ装置105と相互作用するように構成されてよく、応答構造の1つ以上の特性を識別するためにさらに構成される。例えば、様々な実施形態において、IMS感知装置150は、A-α、A-β、A-δ、及びC神経繊維のうちの1つ以上の疑わしい形態を特定するために構成されている。特に、様々な実施形態において、tMS感知システム100は、磁気パルスに対する応答性などによって、A-βをA-α、A-δ、及びC繊維から区別することができ、したがって、tMSアプリケータからの印加パルスをA-β神経繊維に標的化することが容易かつ効果的になり得る。
[0129] したがって、1つの態様において、図5Aに関して見られ得るように、本開示はIMS感知装置150に向けられており、それによって感知装置150は、tMSアプリケータ105と協働して動作するように構成され得る。さらに、いくつかの実施形態では、感知装置150は、治療領域に近接する身体1000の皮膚に取り付けられることによってなど、治療を受ける対象、例えば、人の身体に直接関連付けられるように適合され得る。したがって、一実施形態では、装着可能で着用可能なtMS感知装置150が提供され、一実施形態では、tMS感知装置は使い捨てであり、一方、別の実施形態では、tMS感知装置150は中～長期の使用のために構成される。
[0130] いずれの実施例においても、tMS感知デバイス150は、1つ以上の感知及び／又はデータ収集層155と共に、1つ以上の保護層151及び／又は基板層155、1つ以上の絶縁層及び／又はスペーサ層153のうちの1つ以上を含んでもよく、この感知層は1つ以上のセンサユニット160、又は他のデータ収集ユニットを含んでもよく、通信モジュール170を更に含んでいてもよい。特に、感知及び監視装置150が長期間の使用のために構成された着用可能な装置である場合、データ収集層155は、1つ以上の感知要素160に通信可能に結合される1つ以上の処理要素172をさらに含んでもよく、それによって、処理要素172は得られた、例えば感知された、データを受信し処理するために構成される。しかしながら、感知装置150が使い捨てになるように構成された取り付け可能な装置である場合、処理層および／または処理要素172は、装置構成から省略されることがある。
[0131] 例えば、様々な実施形態において、処理機能は、主にtMSアプリケータコントローラ110A及び／又は関連する制御ユニット110によって実行されてもよく、この場合、感知装置150のオンボード処理機能は最小化されてもよい。様々な実施態様において、感知装置150及び通信174ユニットは、装置150が、それに加えられた磁気刺激に応答してなど、1つ又は複数の神経繊維に対する1つ又は複数の変化を感知又は他の方法で決定し、その結果を、データがシステム1によってオフロード及び処理され得る関連tMSシステムコントローラ110に通信するために含まれてもよい。
[0132] 一旦処理されると、受信されたデータは、治療領域、より具体的には、関心のある神経構造をより効果的に狙うように、システム1、及び／又はtMSアプリケータ105を構成する等、1つ以上のシステムパラメータを変更するために使用されることができる。特に、tMS感知および／または監視装置150は、治療を受ける標的神経繊維の応答を感知し、治療の適用をより効果的にするために1つまたは複数のシステム構成要素を構成するように、応答データを関連するtMSシステムコントローラ110に伝達するように構成され得る。
[0133] 従って、特定の実施態様では、tMS感知装置150は、治療を受けている組織1000の状態を感知するように構成されてもよく、また、以下のように構成されてもよい。その状態に関連するデータを、それによって処理するために、関連するシステムコントローラ110に通信する。この構成は、感知装置150が処理装置172を含まず、使い捨てになるように構成される場合に有用である。そのような例では、センサ装置150は、接着剤、生物学的接着剤、クリップオンファスナー、または他の取り付け機構を含んでもよい。
[0134] しかしながら、特定の他の例では、特に、検出すべき信号が弱い場合及び／又は送信することが困難な場合に、処理機能172をオンボードなど、ウェアラブルデバイス自体に近い場所に設けることが有用である。そのような例では、装置150は、1週間から1ヶ月以上などの長期間にわたって装着されるように構成されてもよく、オンボード処理ユニット172を含んでもよく、および／または、例えば弱い状態での感知された神経活動の受信および／または処理をより効果的に行うためだけでなく、受信した信号を増幅しおよび／または増幅状態などでそれをシステムコントローラ110に送信するために増幅器を含んでいてもよい。例えば、様々な実施態様において、受信データはアナログ形式であってもよく、tMS感知及び監視装置150は、例えば、活性化した神経繊維の刺激から受信したアナログ信号を変換し、センサ装置150からコントローラへの送信のためのようなそのデジタル表現に受信信号を変換するための、アナログ-デジタル変換器を含んでもよい。
[0135] 図5Aを参照して分かるように、様々な実施形態において、使い捨ての、この例では着用可能な、IMS感知、データ収集、監視及び／又は追跡デバイス150が提供される。様々な実施形態において、TMS感知装置150は、ハウジングを形成する本体を含んでもよく、例えば、ハウジングの本体が1つ以上の、例えば、複数の、細長い、平面状の表面部材151A及び151Bを含む場合などである。例えば、表面部材151A及び151Bは、2つの平面状表面部材の間に厚みを形成するように、周方向表面部材によって互いにオフセットされてもよく、例えば、上面部材151A及び下面部材15IBの上下の細長い表面部材の間に空洞が生じるようになっている。特定の実施形態では、上面151A及び底面15IB表面部材は、各ハウジング部材がプラスチック、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリウレタンなどの有機ポリマーで構成されている場合など、装置のための保護及び／又は防水ハウジングを形成するように一緒に結合されるように構成されてもよい。様々な実施態様において、ハウジングは、ゴム材料で構成されてもよい。
[0136] 例えば、図5Aに関して分かるように、様々な実施態様において、経皮的感知及び監視装置150が提供される。特に、経皮感知装置150は、標的領域に適用される磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するように構成されてもよい。特定の実施例では、経皮センシングデバイスは、ハウジング151を含む。ハウジング151は、境界部材によって互いにオフセットされてもよい複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面151Aを形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面15IBを形成するように構成されてもよい。複数の組の対向する表面及び境界部材は共に、空洞を境界とし、例えば、空洞は感知装置の1つ又は複数の構成要素を保持するために構成される。
[0137] 例えば、ハウジング151内に、感知装置は、1つ又は複数の絶縁体153及び／又は1つ又は複数のセンサ層155を含んでもよく、例えば、センサ層が1つ又は複数のセンサ要素160で形成された多数の感知ユニット152を含む場合などである。具体的には、第1の絶縁層153Aがハウジング151Aの上面に近接して配置されてもよく、第2の絶縁層153Bがハウジング15IBの下面に近接して配置されてもよいような、第1及び第2の拡張絶縁層153A、153Bが含まれてもよい。同様に、基板層が第1及び第2絶縁層153の間に配置されるような拡張基板層155が提供されてもよい。基板155は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を判定するために構成されている。
[0138] より具体的には、基板層155は複数の感知素子160を含み、これらは基板層155の1つ又は複数の表面に沿って位置決めされてもよい。各感知素子160は、反応を生じさせるように、tMSアプリケータによって標的領域に印加されている磁気刺激に対する1つ以上の神経繊維における反応を検出するように構成されてもよい。基板155は、様々な構成であってよく、複数の構成要素を含んでもよい。例えば、基板155は、複数の感知素子と結合されるプリント回路基板を含んでもよい。プリント回路基板は、1つまたは複数の処理ユニット172、1つまたは複数のメモリ176、および通信モジュール174を含む。
[0139] 特定の実施形態では、処理ユニット172は、処理された応答データを生成するように、応答データを受信し処理するように構成される。さらに通信モジュール174が提供されてもよく、それによって通信モジュールは、処理された応答データを送信するために構成される。また、データ収集及び送信を強化するために、アンテナ178ユニットが提供されてもよい。さらに、ハウジング15IBの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取り付け機構を含むか、さもなければそれに関連付けられることがある。
[0140] 従って、様々な実施形態において、感知、データ収集、及び／又は監視装置10は、着用可能であるように構成されてもよい。例えば、ハウジング151の上部151A又は下部15IB表面部材は、磁気パルスの印加を介して治療される対象の身体部分1000に結合される、例えば、取り付けられるように構成されてもよい。従って、ハウジング部材151の1つ又は複数が、身体に感知ユニットを取り付けるための接着剤などの取り付け機構を含んでもよい。tMS感知装置150が使い捨てである場合、接着剤、テープ、クリップ、又は他の取り付け具などの取り外し可能な取り付け部材を含んでもよい。特定の実施形態では、tMS感知装置150は、中間層153などの1つ以上の追加層を含んでもよく、例えば、スペーサー153A及び／又は移送層153Bが、2つの保護ハウジング部材151の間に収容されてもよい。
[0141] 様々な実施形態において、中間層のうちの1つ以上は、接着剤層をさらに含むか、さもなければ接着剤層として構成されてもよい。例えば、一実施形態では、1つの中間層は、発泡体又はゴム製のスペーシング層153Aであってもよく、別の中間層は、接着剤転写層153Bであってもよい。これらの中間層の1つ以上は、シリコーンPCB層の上面及び／又は下面に近接して配置された絶縁層など、非導電性の絶縁層としてさらに機能してもよい。様々な実施形態において、これらの層は、可撓性及び／又は弾性であり、デバイスを可撓性及び／又は弾性にするために構成される。
[0142] 従って、第1、第2、第3、又はそれ以上の中間層が存在してもよい。特に、一例では、中間層の少なくとも1つは、それによってセンサ層155を形成する1つ以上のセンサユニット152を含み、このセンサユニット152は、tMS感知装置150が結合される身体の組織内に存在する1つ以上の状態を感知するように構成されてもよい。より詳細には、図5Bに関して見られ得るように、センサデバイス150は、中間層155の1つ又は複数上に配置された1つ又は複数のセンサ160を有するセンサユニット142を含んでもよい。センサユニット152は、1つまたは複数の感知および／または他のデータ収集要素160を含んでもよい。
[0143] 特定の実施形態では、少なくとも1つの感知及び／又はデータ収集要素160は、中間感知層155内に完全に保持され得、及び／又は他の実施例では、少なくとも1つの感知又はデータ収集要素は、デバイス150の上部151A又は下部15IB表面層などの他の層の1又は複数に結合される。特に、一実施形態では、センサ素子160の一部は、空洞内に保持されてもよく、一方、センサ素子の別の部分は、頂部151A又は底部15IB表面部材に配置されてもよい。様々な実施形態において、センサ部分は、円周方向部材に沿って位置決めされてもよい。
[0144] センサー要素は、そこに印加される磁気パルスの印加に対する神経の反応を特徴付けるデータを受信することができる任意の感知部品であってよい。特に、細胞レベルでは、神経細胞は、刺激的な出会いなどによって活性化されると、電荷を帯びたイオン、例えば電流の流れ、及びそれに続く生成につながる電気化学的特性を有する。個々の神経細胞が、特定の領域で発生させた磁場は、周辺部などで検出・測定が可能な磁場を発生させる。したがって、本明細書で提供される説明に従って使用するための有用な感知素子は、そのような測定および決定を行う。より具体的には、様々な実施形態において、刺激インパルスに対する神経繊維の応答によって生成されるこの神経磁場は、末梢活動に対して10～15T（フェムトテスラ、fT）の範囲であってもよく、したがって、適切な感知素子は、細かく調整されて非常に、非常に敏感であるべきである。
[0145] これらの目的のために、本明細書に開示されるIMS感知及び監視装置は、印加された磁場に応答して疼痛繊維における振幅を検出及び決定するために構成される非侵襲的評価プラットフォームを形成する処理パイプラインの基幹を構成する感知素子のアレイを含んでいる。特定の実施形態では、感知要素のアレイは、対象となるA-β神経繊維の電気的活動に関連する磁場の方向、強度、大きさ、及び／又は相対変化を測定するように構成された磁力計、原子磁力計、皮膚電極、それらの組み合わせ等で形成されている。
[0146] 従って、本明細書に開示されるセンサアレイ及び／又はユニットは、感覚神経活動電位振幅、感覚潜時、及び伝導速度の直接的な定量化及び／又は適格化を提供するものである。感覚神経活動電位振幅は、マイクロボルトで測定され、刺激部位、例えば標的部位と記録部位、例えばtMS感知及び監視装置が配置されている場所との間を伝導する軸索の数の尺度を表す。感覚遅延は、ミリ秒単位で測定することができ、活動電位が神経の刺激部位と記録部位との間を移動するのにかかる時間である。同様に、伝導速度（例えば、メートル毎秒で測定）は、刺激部位と記録部位の間の距離を潜時で割ることによって得ることができる。伝導速度＝距離／潜時。上記に鑑みて、特定の実施形態では、感知要素の単位のアレイは、感知されたデータを受信するように構成された少なくとも3つの感知要素、例えば、磁力計、原子磁力計、皮膚電極などで形成されてもよく、この感知されたデータは、1つ以上の三又化機能を実行するなどして、痛みを引き起こす標的神経を特定するように1つ以上の処理エンジンによって採用されてもよい。
[0147] 様々な実施形態において、中間感知層155は、ポリアミド基板などの基板層として形成されてもよく、基板層は、感知、データ収集、及び／又は監視装置150の様々な電子部品間に1又は複数の電気回路を作成するための1又は複数のトレースを有するプリント回路基板部材、例えば、フレキシブルPCB、が含まれる。処理ユニット172、メモリ178、通信モジュール174、電源179など、様々な電子部品が含まれてもよい。例えば、処理ユニットが、特定用途向け集積回路（ASIC）またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（FPGA）のうちの1つまたは複数などの1つまたは複数の処理要素を含む処理ユニット172が含まれてもよい。
[0148] 特に、tMS感知及び監視装置150は、中央処理装置（CPU）、グラフィック処理装置（GPU）、デジタル信号プロセッサ（DSP）、1つ又は複数のASIC又はFPGA、1つ又は複数の無線周波数集積回路（RFIC）、又はこれらの任意の組み合わせなどのマイクロコントローラ又はコントローラ172を含むことができる。この実装は、処理がオンボードで実行される場合に有用である。しかしながら、様々な実施形態において、処理機能172は、主にtMS装置105及び／又は関連する制御ユニット110によってオフボードで実行されてもよく、この場合、tMS感知装置150のオンボード処理機能は最小限にされてもよいが、通信モジュール172は、WIFI、Bluetooth、NFC又は他の無線通信プロトコルなどを介して制御ユニット110に感知した状態のうちの1以上を転送するために存在してもよい。
[0149] 従って、通信モジュール172は、感知、データ収集、及び／又は監視装置150と、インターネット及び／又はセルラー（3G、4G、及び5G）及び／又はWIFI、及び／又はBluetooth、及び／又はNFCネットワーク接続を経由するようなtMSアプリケータ105、制御装置110、及び／又は他の計算装置の1又は複数の間の通信、例えば有線又は無線通信を可能にするよう提供されてもよい。その結果、様々な実施形態において、tMS感知及び／又はアプリケータデバイス及びシステムは、SIMカードを含んでもよい。好適に構成されたルータユニットもまた、含まれてもよい。様々な実施形態において、通信モジュールは、近距離無線通信（NFC）プロトコルを実装するように構成されてもよい。特定の実施態様において、アナログ-デジタル及び／又はデジタル-アナログ変換器が含まれてもよい。信号増幅器もまた、含まれてもよい。
[0150]メモリ174装置も、メモリが受信データ、及び／又はそれを処理するための命令を格納するように構成され得るような場合に、含まれてもよい。様々な実施態様において、メモリは、例えば、マスクROM、PROM、EPROMなどのROM、EEPROM；フラッシュメモリなどのNVRAM；nvSRAM、FeRAM、MRAM、またはPRAMなどの初期NVRAM、またはCBRAM、SONOS、RRAM、レーストラック・メモリ、NRAM、ミリピード・メモリ、またはFJGなどを含む任意の適切なタイプのストレージデバイスを含んでもよい。他のタイプのデータメモリは、そのようなものが所望のフォームファクタで利用可能であるように、採用することができる。
[0151] 可撓性のある細長いアンテナアレイなど、1つ以上のアンテナ178が含まれてもよく、細長いアンテナアレイは、tMS感知装置150の少なくとも一部、例えば全周を周回する1つ以上のアンテナを含んでいる。様々な実施態様において、アレイ内のアンテナの少なくとも1つは、無線通信及び／又は信号増幅に参加するために構成され、特定の実施態様において、アンテナアレイは、デバイスの電源を充電するためなどの1又は複数の誘導コイルを含んでもよい。
[0152] したがって、電源がバッテリを含む場合など、電源179も含まれることがある。例えば、バッテリは、充電式バッテリなど、任意のタイプのバッテリであり得る。電池は、薄くて柔軟なリチウムセラミック化学電池とすることができる。一実施形態では、電池は、湾曲したまたは他の方法で形成されたリチウムポリマーまたはリチウムイオン電池とすることができる。電池は、デバイスの他の構成要素に電力を供給するように適合される。一例では、バッテリは、上述のフレキシブルPCB155と直接統合されたリチウムセルとすることができる。様々な実施例において、バッテリーは、ワイヤレスで充電されるように構成される。例えば、様々な実施形態において、発電機は、バッテリーに結合され、その誘導充電を行うために構成された電磁誘導充電コイル、例えばアンテナを含むような、発電機構が提供され得る。
[0153] 従って、図5Bを参照して分かるように、様々な実施態様において、経皮的感知及び監視装置150が提供される。特に、経皮感知装置150は、以下のために構成され得る。対象部位に印加された磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定する。特定の実施例では、経皮センシングデバイス150は、ハウジング151を含む。ハウジングは、境界部材によって互いにオフセットされてもよい複数の組の対向面を有してもよい。そのような例では、一組の対向する表面のうちの一方は、上面151Aを形成するように構成され、対向する表面のうちの対応する他方は、下面15IBを形成するように構成されてもよい。複数の組の対向する表面及び境界部材は共に、空洞を境界とし、例えば、空洞は感知装置の1つ又は複数の構成要素を保持するために構成される。
[0154] 例えば、ハウジング151内に、感知装置150は、1つ又は複数の絶縁体153及び／又は1つ又は複数のセンサ層155を含んでよく、例えば、センサ層155は、1つ又は複数のセンサ要素160で形成された多数の感知ユニット152を含む。具体的には、第1の絶縁層153Aがハウジングの上面151Aに近接して配置されてもよく、第2の絶縁層153Bがハウジングの下面15IBに近接して配置されてもよいような、第1及び第2の拡張絶縁層153が含まれてもよい。同様に、基板層が第1絶縁層と第2絶縁層の間に位置するような拡張基板層155が提供されてもよい。基板155は、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される。
[0155] より具体的には、基板層155は複数の感知素子160を含み、これらは基板155層の1つ以上の表面に沿って配置されてもよい。各感知素子160は、反応を生じさせるようにtMSアプリケータ105によって標的領域に印加されている磁気刺激に対する1つ以上の神経繊維における反応を検出するように構成された磁力計または他の感知素子であってよい。基板155は、様々な構成であってよく、複数の構成要素を含んでいてもよい。例えば、基板は、複数の感知素子160と結合されるプリント回路基板170を含んでもよい。プリント回路基板170は、1つ以上の処理ユニット172、1つ以上のメモリ178、及び通信モジュール174を含む。
[0156] 特定の実施形態では、処理ユニット172は、処理された応答データを生成するように、応答データを受信し処理するように構成される。さらに通信モジュール174が提供されてもよく、それによって通信モジュールは、処理された応答データを送信するために構成される。また、データ収集及び送信を強化するために、アンテナ179ユニットが提供されてもよい。さらに、ハウジング15IBの底面などの表面部材は、経皮センシング及びモニタリング装置を標的領域に近接するような被験者の身体の一部に結合するために構成される取付機構を含むか、さもなければそれに関連付けられることができる。
[0157] 温度感知素子、照明素子、光学及び／又は音響発生素子、撮像素子など、1つ又は複数の追加の構成要素、例えば電子構成要素も含まれ得る。例えば、温度センサーが含まれてもよい。特に、1つ以上の温度計などの温度センサが含まれてもよく、例えば、治療領域が冷たい状態から温かい状態に移行するような、治療を必要としない健康な身体部位の温度を模倣するような、治療適用前、治療中、および治療後の温度上昇および／または低下を決定し追跡し、例えば、損傷した身体部位への温度変化が循環および灌流の増加によるものであり得るような、治療が必要でないような、温度センサが含まれ得る。様々な実施形態において、温度センサは、サーミスタ、PTC、NTCなど、温度を検出する任意のタイプのセンサであり得る。特定の実施態様では、温度センサは、着用者の皮膚温度又はコア温度を計算するため、皮膚下細胞構造を照らすため、及び／又は磁気刺激及び／又は神経伝導の適用に先立つ、適用中及び適用後の皮膚下構造温度の変化を判定するためなど、様々な目的のうちの1又は2以上で、皮膚内の1又は複数の皮膚下構造から発せられるIR光などの光を使用することが可能である。
[0158] 照明素子が1つ又は複数の光源を含む場合など、1つ又は複数の発光器及び／又は光センサを含む照明ユニット125も含まれる場合がある。任意の適切な光源が提供されてもよく、例えば、組織、例えば、皮膚及び／又は皮膚内の構造を照明するための1つ以上のダイオードユニット、例えば、発光ダイオード（LED）が含まれ、装置のハウジング内又はハウジングについて位置決めされてもよい。例えば、1つ以上の実施形態において、照明ユニットは、赤色、緑色、及び／又は青色発光ダイオード、赤外線又は近赤外線発光ダイオード、及び／又は光センサーを含んでもよい。様々な実施形態において、複合温度、LEDセンサ、及び／又は近赤外線（NIR）スペクトロメータが採用されてもよい。
[0159] さらに、様々な実施形態において、光学及び／又は画像捕捉要素を含むような撮像モジュール130が含まれてもよい。例えば、特定の実施形態では、任意の適切な撮像素子が採用されてもよい。撮像素子は、対象領域の組織内の構造を区別することができる光学撮像又は音波撮像又は他の撮像素子であってもよいが、特定の実施態様では、撮像素子はCMOSカメラ又はCCDカメラを含んでもよい。さらに、上述したように、撮像モジュールは、放出されたエネルギーを集束して対象組織に向けるための光及び／又は音放出器及び／又はレンズ及び／又はアンテナを含んでもよく、送信素子、例えばトランシーバも含んでもよい。同様に、イメージングモジュールは、それによって構造及び／又は細胞レベルなどの組織の画像を生成するように、組織から戻って反射及び／又は屈折した光及び／又は音エネルギーを受信するための受信機を含んでもよい。
[0160] 特定の実施形態では、画像捕捉要素130は、1つ又は複数のマイクロカメラを含んでもよく、これは、追跡のためなど、レーザー出力を更に含んでもよい。特に、画像捕捉要素及び／又はレーザー要素は、センサー装置及び／又はtMSアプリケータのうちの1つ以上に含まれるか又は取り付けられることができ、これらのカメラは、関心対象の標的領域及び／又は標的神経の3D画像を導出するように、治療領域及び／又は治療領域組織の内部構造の立体画像を撮るために採用されることができる。例として、撮像素子は、皮膚内の表面及び表面下構造の両方に関して、標的領域の2-D又は3-D走査を可能にすることができる。
[0161] その結果、感知及び監視装置150（及び／又はtMSアプリケータ105）は、照明及び撮像要素、例えば1つ又は複数の深度カメラ、深度及び／又は追跡ユニット、並びに皮下構造及び血管のような、見た及び／又は捕捉した画像を処理するために構成されている視覚処理コンポーネントを含む光学モジュール130を含んでもよい。より詳細には、1つの特定の実施形態において、光学モジュールは、専用のビジョン及び画像プロセッサ、深度モジュール、及び2つ以上の、例えば立体的な、深度カメラを含んでよく、標的領域に関して位置決め要素及び／又はtMSアプリケータを方向付けるためなどの視野を決定するためなど、tMSアプリケータの一方又は両方に結合されてよく、及び／又は標的領域内で組織及びその構造を視覚化するなどtMSセンサに結合され得る。様々な実施態様において、カメラは、関心対象の神経繊維を含む標的領域の組織の神経、血管、及び他の組織下構造の1つ以上の画像を生成するように、標的領域の赤外線、赤、オレンジ、黄、緑、青、藍、紫、近紫外線、及び紫外線画像を、例えば、単独又は互いに組み合わせて撮るように構成することが可能である。緑色発光を介するなど、所望の表面下構造を照明するための適切な浸透深度を保証するように、適切な光の波長を選択することができる。
[0162] 様々な実施形態において、照明モジュール135は、照明された構造のデータ及び／又は1つ以上の画像を収集するように、照明要素と連動するための、フォトダイオードコレクタなどの1つ以上のデータコレクタ、及び／又は画像化要素と共に、照明要素が採用され得るような場合に、含まれ得る。任意の適切な照明要素を採用することができるが、いくつかの実施例では、照明要素は、発光ダイオード（LED）などの1つ以上のダイオードユニットを含んでもよい。照明要素は、1つ又は複数の使用パラメータ及び／又は条件を照明及び／又は表示するためなど、tMS感知装置150のハウジングについて、例えば、皮膚に近接して配置されてもよい。例えば、様々な実施態様において、照明モジュールは、発光体、例えば、黄色又は緑色の発光体、及び光センサーの両方を含んでもよい。照明素子は、標的領域の組織内の構造を照明するためなど、例えば、赤外線、近赤外線、赤色、オレンジ色、黄色、緑色、青色、藍色、又は紫色光を放射するように構成されてもよい。
[0163] 様々な実施態様において、収集されたデータ及び／又は画像は、治療部位に対するtMSアプリケータの深さ、方向、及び／又は向きなどの1つ又は複数のシステムパラメータ、並びに適用される磁界の1つ又は複数の波特性、例えば大きさ、周波数、波長、振幅、又は他の波特性の適用磁界及び／又はその1つ又は複数のパルスなどを決定するように、例えばセンサ装置及び／又はシステムコントローラの処理要素によって使用されてもよい。より詳細には、光学又は照明125及び／又は音発生要素、データ収集器、及び／又は画像捕捉要素130が、tMSアプリケータ105内及び／又はtMSセンサ150の一部などとして設けられ得、これらの要素は、標的領域において治療すべき1又は複数の神経を定めるために協調して動作するように構成される。様々な実施形態において、アプリケータ装置105に関連する身体の動きを追跡するためなど、レーザー135も提供され得る。
[0164] 特定の実施形態では、光125及び／又は音発生モジュールは、発光及び／又は音発生素子、画像捕捉装置130、例えば．立体カメラ、及び／又はレーザー135であり、これらは、対象のいかなる動きにもかかわらず対象への磁束の適切な投与を確実にするように、センシング150及び／又はアプリケータ装置105に関連して身体の動き及び／又は体内の動きを追跡するように配置されてよく、これにより、標的神経細胞を識別し、標的化し、選択した神経に治療を投与できるような治療部位を近似的に、定められた位置及び適切な配置で、信号を適切に読み取りやすくすることができる。
[0165] このような態様では、被験者のいかなる動きにもかかわらず、被験者への磁束の適切な標的化、方向付け、及び／又は投与が保証され得る。これは、システムが、信号の適切な読み取りを容易にし、標的神経を識別し、標的神経細胞を識別し、標的化し、選択された神経に治療を投与できるように、標的領域内の治療部位1000にアプリケータ105を近似的に位置合わせし、決められた位置及び適切な構成で行うことにより達成され得る。同様に、標的領域内の構造要素の様々なものも、光学又は音響発生システムなどを通して、特定、マッピング、及び／又は監視することができる。
[0166] 従って、一態様では、図6に関して分かるように、システム1は、神経障害性疼痛を経験している被験者の身体1000の標的領域、この例では身体1000の手首に神経が存在する場合など、標的神経の位置を決定する方法及び／又は標的神経に集束磁気刺激を与えるための治療プロトコルが提供され得ることに採用することができる。システム1は、tMS適用装置105と、活性化を可能にするように取り外されなければならない活性化保護カバー108と、アプリケーション装置105と、tMSセンシング及び／又はモニタリング装置150とを含んでもよい。
[0167] 本方法は、以下のステップのうちの1つ又は複数を含んでもよい。まず、上述のような経皮センシング及びモニタリングデバイス150が、痛み体験の領域などで、身体1000に結合されてもよい。経皮センシング及びモニタリング装置150は、識別された標的神経1001を生成するように、印加された磁気刺激に応答する神経1001の反応を識別するように構成されてもよい。
[0168] いくつかの実施形態では、感知装置150は、センサ要素160データにアクセスし、センサデータの評価に基づいて、神経1001における治療又は予防反応をより効果的に引き起こすために磁気刺激を標的神経1001に最適に集中させるように、標的神経1001に対してtMS適用装置105があるべき方向案を決定するように構成された処理要素110Aを含み、又はその他の方法で関連付けられる可能性がある。様々な実施形態において、提案された配向は、X、Y、及び／又はZ方向の座標、及び／又は所定のマーカーに対する緯度及び経度に関する座標などの1又は複数のパラメータによって特徴付けられ得る。
[0169] 標的神経1001が間質空間内に定義され、及び／又は周囲空間内のtMSアプリケータ150の提案された方位が決定されると、アプリケータ105の手持ち操作を介して、又はロボット若しくは機械的位置決定システム140（図示せず）の作動を介してなど、経皮磁気刺激（tMS）適用装置150が標的領域1000に近接して位置決定され得る。具体的には、位置決めシステム140は、多関節アーム部材を有していてもよい位置決め要素を含んでいてもよく、そのような例では、方法は、アーム部材の1つ又は複数に結合された経皮磁気刺激印加装置105が標的領域に近接して位置決めされるようにアーム部材の1つ又は複数を多関節化することを含んでもよい。いずれの例においても、位置決め工程中に、本方法は、磁気刺激送達のための提案された向きの1つ以上のパラメータに従って、標的領域に対してtMS適用装置105を方向付けることを更に含んでもよい。
[0170] 適切に位置決め及び配向されると、TMS適用装置105は、IMS適用装置105が標的領域1000に近接して配置され、決定された配向にあるときなど、特定された標的神経1001に集中した磁気刺激を発生及び送達するように起動されてもよい。tMS感知装置105の身体の標的領域1000への結合及び磁気刺激の投与に続いて、方法は、経皮感知及び監視装置105によって、標的領域への磁気刺激の送達に応答して識別された標的神経の活性化を検出することを更に含んでもよい。次に、tMS感知装置150に関連するコンピューティング装置110A、またはネットワークインターフェースを介して結合されたコンピューティング装置110であって、1つ以上の処理エンジンまたは要素を有するものが、特徴付け結果データを生成するように、識別された標的神経1001の活性化を特徴付けるために採用されてもよい。様々な実施形態において、コンピューティングデバイス110は、オンボードコンピューティング要素110Aであってもよいし、tMS感知及び監視デバイス150及びtMSアプリケーションデバイス105の一方又は両方に他の方法で結合されたスタンドアローンコンピューティングデバイス110であってもよい。さらに、本方法は、例えば、コンピューティングデバイス110又は110Aによって、特性評価結果データに基づいて、特定された標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定することを含んでもよい。
[0171] この態様では、システム150及びその構成部品は、身体1000の1つ又は複数の組織を監視するため、並びに、治療される又はされた神経1001又は血管などのその中の1つ又は複数の構造を監視するために構成され得る。例えば、様々な実施形態において、tMS感知及び監視装置150は、感知装置150が1つ以上の生体センサーを含む場合など、ウェアラブル医療及び／又は健康監視装置としての使用に適合されてよく、生体センサーは、治療される対象の1つ以上の生体状態に関連する1つ以上の生体兆候を感知し及び／又は監視するように構成される。例えば、一実施態様では、近赤外線（NIR）分光計125に加えてセンサ要素160が、データを収集するために構成されてもよく、そこから装置150の処理要素110Aが、光吸収、パルスオキシメトリ、O2及び／又はCO2含有量、血流及び／又は圧力、心拍数などに関する1以上の測定値を作成してもよい。
[0172] そして、この処理の結果から、センサ及びモニタリング装置150は、体温、血圧、血糖値及び／又はアルコールレベル、並びに対象部位の組織における1つ又は複数の血管、又は他の構造の状態など、対象者の身体の1つ又は複数の状態を導き出してもよい。同様に、センサ及びモニタリング装置150は、対象領域におけるような、汗（例えば、神経質）を測定するためのガルバニック皮膚反応センサを含んでもよく、及び／又はセンサ装置105は、心電図（ECG又はEKG）センサを含んでもよい、等である。さらに、1つ以上の生体センサーは、着用者の心拍数及び／又は血圧を決定するために構成されたような、心拍センサー及び／又は血圧を決定するための他のセンサーを含んでもよい。
[0173] センサーユニット150（又はtMSアプリケータデバイス105自体）が、加速度計、歩数計、慣性測定センサー、方位センサー、及び／又はジャイロスコープ、振動センサー、磁力計、原子磁力計、皮膚電極など、又はデジタルコンパス、又は他の適切なセンサーなどの1又は2以上の他の非生物的センサーを含んでも良い。磁力計が、例えば、感知装置150に含まれる場合、それは、印加された磁場の強さ及び／又は方向を測定するように構成されてもよい。この点で、磁力計は、印加された磁場の方向及び／又は方位及び／又は大きさ、又は強度などの1つ又は複数の特性を決定するために使用され得る。
[0174] 加速度計及び／又はジャイロスコープが提供される場合、加速度計は、複数の、例えば、3次元又は軸における動きを検出することができる。加速度計及び／又はジャイロスコープは、tMSセンサ150が取り付けられている身体部分の加速度の力を測定し、その動き及び方向を測定することができ、装置を装着している間の使用者の加速度を検出することができ、及び／又は装着者の活動レベルを追跡することができる。特に、いくつかの実施形態では、tMSセンサデバイス150は、加速度計を利用して、測定された心拍数及び／又は血流及び／又は血圧と組み合わせて、装着者の活動レベルを決定するなど、活動レベルを測定し得る。
[0175] 電極、ダイオード、オドメータなどの1つ又は複数の他の要素も提供されてもよい。例えば、感知及び監視装置150のハウジングに結合されるか、又は他の方法で関連付けられることによって、1つ又は複数の電極が含まれてもよい。そのような例では、電極は、関心のある組織、例えば、神経組織のコンダクタンス特性及び／又はパターンを決定するように、EEG又はEKGプロセスを実行するための、1つ以上の伝導研究を行うための、デバイスの磁力計と連動するように採用されてもよい。例えば、1つまたは複数の電極、例えば2つを、特定された関心対象の組織に近接して配置することができ、磁気または電気パルスの適用によってなど、刺激事象を誘発することができ、組織、例えば神経繊維を通るコンダクタンスを測定することができる。したがって、様々な実施態様において、センサ要素は、磁力計、原子磁力計、皮膚電極、例えば、EEG又はEKG皮膚電極、それらの組み合わせ、及び同様のものを含んでもよい。特定の実施形態では、感知素子は、センサのアレイとして構成されてもよい。
[0176] 上記を考慮すると、一態様において、本開示は、ケータリングの磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療する目的で、標的神経を特定するためのシステム、及び／又は、一旦特定されたらその標的神経に磁気刺激を投与するためのシステムに向けられている。例えば、本システムは、標的とする神経の位置を特定及び／又はマッピングするためのような経皮センシング及びモニタリング装置150、並びに、上述のように、特定された標的神経に集束磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用装置システム100のうちの1以上を含んでもよい。特定の実施例では、tMS適用装置システム100は、tMS適用システム1の一部であるtMSアプリケータ105である。例えば、IMSアプリケータ105と共に、tMS適用システム1は、メモリ、処理要素、及び1つ以上の通信要素を有する通信モジュールを有する、1つ以上の制御モジュール110を含んでもよい。さらに、tMSアプリケーションシステム1は、位置決め要素140を含んでもよい。
[0177] 従って、本明細書で提供される一態様では、tMS感知及び監視装置150及びtMSアプリケータ装置105と共に、制御モジュール110及び位置決め要素140を含む、磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療するためのtMS適用システム1が提供される。具体的には、tMSシステム1は、磁気刺激で治療される神経を識別するための経皮センシング及びモニタリング装置150と、磁気刺激で治療される識別された神経に集中的な磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用システム1とを含む。制御モジュール110と、自動位置決め要素などの位置決め要素140も含まれ得る。
[0178] 例えば、制御モジュール110は、センサモジュール150から処理された応答データを受信するための通信モジュールと、そこから識別された神経を識別し特徴付けるデータを受信するための通信モジュールを含んでいてもよい。処理された応答データ、神経のデータの特徴付け、及び1つ又は複数の治療プロトコルを格納するためなど、処理要素及び通信モジュールの1つ以上に結合されるメモリなどのメモリも含まれてもよい。メモリは、オンボードメモリまたはデタッチドメモリの任意の形態であってよい。
[0179]制御ユニット110は、通信モジュール及びメモリのうちの1つ又は複数に結合される1つ又は複数の処理素子を含む。処理要素は、感知要素から応答データ及び識別された神経を特徴付けるデータにアクセスし、神経障害性疼痛体験の治療のために被験者に投与する治療プロトコルを決定するように構成される。治療プロトコルは、適用パラメータ及び送達特性を定義する。
[0180] 例えば、1つ又は複数の適用パラメータは、磁気刺激の磁気パルスを生成するための電圧及び電流レベルを含んでもよい。さらに、適用パラメータは、その波長、周波数、及び持続時間に関してなど、生成される磁気パルスの波形を特徴付ける様々なパラメータを含んでもよい。同様に、様々な感知ユニットの感知素子から受信したフィードバックは、1つ以上の送達特性を決定するために使用されてもよい。
[0181] 具体的には、磁気刺激に対する神経の応答の程度、振幅、及び方向、例えば大きさに基づいて、神経の向き及び／又は境界が決定され、マッピングされてもよい。感覚伝導速度（CV）のほか、感覚発症潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックスなどに対する増加または減少を含む他の波形特性も測定および決定されてもよい。例えば、処理要素は、受信したセンサ要素データを採用し、治療の対象となる神経の少なくとも一部を含む領域を定義する座標のセットを定義するように、複数の三角測量及び／又は三点測量関数を実行してもよい。より具体的には、送達特性、例えば、治療されるべき神経の位置を定義することに加えて、制御ユニット110の1つ以上の処理要素は、印加された磁気パルスに対する神経の応答からの様々な感知されたデータ、例えば、．その振幅および大きさを処理し、データに対して1つ以上の三角測量演算を実行し、標的とする神経を特定するだけでなく、座標を、例えば、緯度および経度に関してマッピングし、標的領域1000に対してtMS適用装置105を方向付けるために定義するかまたは他の方法で使用することができる1つ以上の方向付けパラメータを決定することができる。他の位置決め操作は、三角錐を含む三角錐のコンテキスト内に含まれ得る。
[0182] 1つ以上の配向パラメータが定義されると、tMS塗布装置105を標的領域1000に近接して配置し、決定された配向パラメータに従うように、塗布装置105を標的神経に配向させるように、位置合わせ要素140が採用され得る。したがって、tMS塗布システム1は、位置決め要素140を含んでもよい。位置決め要素140は、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有してもよい。特定の構成では、遠位部分は、遠位端に近接するなどして経皮磁気刺激（tMS）適用装置105に結合されてもよく、遠位端は、制御モジュール110に結合されてもよく、及び／又は支持部材若しくは接地部材に結合されてもよい。
[0183] 位置決め要素140は、標的神経の最適な活性化を達成するように、tMSアプリケータを決められた向きに位置付けるように、必要に応じて移動及び構成されるように構成される複数の関節アーム部材で構成される。更に、様々な実施形態において、1つ又は複数のモータなどの自動化要素が採用されてもよい。具体的には、複数のアーム部材は、自動化要素によって結合されてもよく、これは、治療プロトコルの決定された配向パラメータに従って、治療領域に近接してtMS貼付装置105を位置付け、配向させるプロセスを自動化するために採用され得る。
[0184] 従って、一旦位置合わせが決定されると、その結果は、A-β神経の、長さに沿ったような座標を定義する一組のデータとなる。座標は、X、Y、及びZ座標の定義に関してなど、標的神経の深さ及び向きを定義し、この座標は、次に、標的A-β神経に向けられる治療磁気パルスを送達するようにtMSアプリケータ105によって採用され、脱分極しそれによって神経繊維を活性化し、いったん活性化されると痛みを引き起こすA-α、A-δ、及びC繊維を非活性化させることができる。
[0185]それゆえ、マッピングが実行されると、感知装置150は、その位置及び／又は身体から完全に取り外されてもよいし、取り外されなくてもよい。例えば、様々な実施形態において、感知装置及びtMSアプリケータ装置150は、被験者の身体上に直接配置されてもよく、tMSアプリケータ105は、tMS感知装置150に隣接及び／又は近接して配置されてもよい。次に、tMSアプリケータ105は、標的とされる神経に刺激パルスを与えるために使用され得、それに対する応答は、標的とされる神経が識別され、その座標が定義され得る方法で感知装置150によって検出され得る。そのような例では、tMS感知装置150は、tMSアプリケータ105に近接して配置されているので、磁気パルスを印加する前に身体から取り外す必要はない。したがって、感知装置150は、IMSアプリケータからの磁気パルスの印加に先立って、再配置及び／又は除去されてもよいが、多くの場合、その必要はない。
[0186] 従って、様々な実施形態において、磁気パルスのtMSアプリケータ105による印加は、標的神経のマッピング及び／又は疼痛改善処置のためなど、標的神経が適切に活性化されたことを確認するために、標的A-β繊維のIMS感知装置150による応答の感知によってその後結合されてもよい。具体的には、感知及び適用装置150は、疼痛改善などのために、標的とされる神経繊維の座標をマッピングするように位置付けられ、採用されてもよい。そのような座標は、標的神経の長さ、幅、及び深さを含むことができる。例えば、X、Y、及びZ座標は、tMSセンサモジュール150のセンサ素子160の1つ又は複数の配置によって定義することができ、例えば、モジュールは、セットの各センサが識別可能で特徴的な波形の強度、強度、及び持続時間を記録することによって、標的A-β神経細胞の位置及び／又は形態を三角測量するために複数の、例えば3の、素子を有する1、2、3又は3以上のセンサユニット162のセットをそれぞれ含む場合など、そのようなモジュールを含む。
[0187] より具体的には、感知装置150が身体上又は近傍に配置されると、感知が始まるかもしれないが、おそらくA-α、A-δ、C繊維だけでなくA-β繊維などを含む周囲の神経繊維のノイズと区別がつかないだろう。しかしながら、一旦、磁気パルスが標的とされるA-β神経細胞に送達されると、図3Dに関して見ることができるような特徴的な波形が感知装置150によって感知および登録され、それ故、前方に、システムは共鳴ノイズを除去し、標的神経繊維の寸法を定義することに集中することができる。
[0188] 様々な実施形態において、tMS感知及び監視装置150は、即時の痛み体験の部位で身体1000上に配置されてもよく、又は損傷した神経が脊椎に入る場所など、脊柱に近接して配置されてもよい。例えば、神経系は、脳、脊柱、及び多種多様な末梢神経を含む。末梢神経は、体全体とその周囲に伸びており、後根神経節（DRG）を介して脊柱に結合している。したがって、様々な実施形態において、感知装置は、DRGに近接して配置されてもよく、さらに、tMS適用装置105は、感知装置150の近く、例えば、上にではなく、上に配置されてもよく、次に、DRGと結合する近傍の神経に治療磁気パルスを投与するために採用され得る。
[0189] そのような例では、図5Cに関して見られるように、tMS感知装置105は、1つ又は複数の電極及び／又は磁力計160を含み得る15の感知素子を含む。描かれているように、センサ素子160は、5つのセンサの3つの列に整列されている。この実施形態では、3つのセンサーの構成のセットのいくつかの異なる配置、例えば、センサーユニットがあり、それによって、センサー要素160の構成の組み合わせが、標的とされる神経繊維を定義するために使用され得る。
[0190] tMS感知装置150が、神経繊維が存在する組織内の身体部分1000上又はその上など、識別された神経繊維に近接して配置される標的化動作が採用され得る。例示的な実施形態では、IMS感知装置は、脊柱に結合する神経繊維の近位に位置付けられ、tMS感知装置150は、後根神経節の近位に位置付けられ、tMSアプリケータ105は、それに近接するが感知装置150から離れた位置に位置付けられればよい。したがって、tMSアプリケータ105及びIMS感知装置150が位置決めされると、tMSアプリケータ装置105は、磁気パルスを伝播し、磁気パルスに対する神経の応答は、1つ以上、例えば、複数の配置の3つ以上のセンサ要素のセットなど、tMS感知装置150によって検出及び測定することが可能である。
[0191]その結果、磁気パルスが発せられると、標的化されるA-β神経は、図3Dに示される特徴的な波形を用いて脱分極することによって応答することになる。その後、波動パルスは、センサ素子160のトリオを含む様々なセンサユニット152によって検出され、それに応答して、A-β神経繊維の形態は、反復及び／又は連続した三角測量プロセスのように、様々なセンサ素子によってそれの分極を感知することによってマッピングされることが可能である。したがって、上記の観点から、tMSアプリケータ装置105は、A-β神経繊維を脱分極させることになる第1の磁気パルスを放射することができる。次いで、脱分極は、例えば、1組以上の3つのセンサ素子160によって検出され得、第1、第2等の座標セットが、神経繊維に対して定義され得る。A-β神経繊維が検出及び／又は決定されると、tMSアプリケータは、表面積にわたって反復され、神経の局在をよりよく定義することができる。さらに、類似の感覚神経可変特性を有する可能性のあるA-α、A-δ、およびC繊維などの他の様々な神経繊維（または他の構造）を識別するように、システムのコンピューティングデバイス、例えばAIモジュールによって1つ以上の外挿演算を行うことができ、これらは一旦識別されると、それ自体を標的とすることができ、および／またはそれらの応答が特徴付けられ、ノイズとして感知演算から除去されることが可能である。具体的には、1つ以上の外挿演算は、A-α、A-δ、及びC繊維など、同様の感覚神経変数特性を有する可能性のある他の様々な神経繊維応答を識別し、除去するように、システムの演算装置によって行うことができ、それらの応答は、一度識別されると、ノイズとしてセンシング演算から特性付けられ、除去されることができる。
[0192] IMSアプリケータ装置105によるこのようなプロービングは、標的神経繊維をより良く識別し特徴付けるように、tMSアプリケータが治療領域にわたって、cm単位、mm単位、マイクロメートル単位、さらにはナノメートル単位のように移動されるような反復プロセスであってもよい。プロービングはまた、様々な異なるシステム設定を識別するように実行されてもよく、このプロービングは、例えば、0.5 Hzで400パルス、又は1 Hzで800パルス、5 Hzで最大4000パルスなど、様々な異なる構成でパルスを投与することを含んでもよい。送達されるパルスの数及び周波数は、脱分極及び／又は神経疲労に至ることなく、標的神経における脱分極の量及び長さを最適化する方法で、例えば、神経がどれだけ早く及び／又は激しく反応するかに基づいて操作することが可能である。具体的には、DRGでのフィルタリングを誘発及び／又は最大化し、それによってA-α、A-δ、及びC繊維シグナル伝達を不活性化し、したがって、痛みの経験を低減する方法で、神経を活性化シグナルで溢れさせることが望ましい。
[0193] このマッピングプロセスは、何回も繰り返すことができ、それによって、脱分極を検出するための感知要素の組み合わせが、反復方式で、標的化されるべきA-β神経の構成をより良く分離し、定義するために再配置され得る。このような態様において、神経繊維の構成を三角測量し、マッピングすることができる。様々な実施態様において、このプロセスの間に1回以上、IMS適用装置150は、三角測量プロセスをより良く実行するように、再配置及び／又は再方向付けされ得る。さらに、このプロセスの間、A-β神経の活性化は、A-δ及びC繊維の両方のコンダクタンスの停止を自然にもたらすが、これは、A-βが、A-δ及びC繊維の不活性化をもたらすその活性化が、痛みを調節するものであるためである。その結果、IMSコイル115がそのパルスを発すると、A-βが活性化され、それに対応して、活性化されたA-α、A-δ、およびC繊維が非活性化され、経験した痛みが停止することになる。このように、A-α、A-δ、C繊維からのノイズは減少し、除去される。
[0194]神経が、例えば、磁気パルスに対するその作用反応の感知を介して定義されると、次に、TMS装置は、信号を最大にし、標的神経をより良く定義し、そこに治療用磁気パルスをより良く投与するように、動き及び／又は瞬間をスクロールすることになる。さらに、治療すべき標的神経が特定され、定義され、その座標が定義されると、それに対するtMS適用装置の位置及び向きも定義することができ、その後の治療投与にわたって治療を行うために使用することができる。
[0195]さらに、標的神経が定義されると、次に、神経の健康状態を、例えば、外傷又は他の形態の異嗅症、糖尿病性神経障害、化学療法性神経障害などを被っているかどうかに関して、そのコンダクタンスパターンなどによって判断することができる。特に、信号コンダクタンスの特性、例えば、コンダクタンスの強弱、パッチ状か一貫しているか、強いか弱いか、きついか負けるか、などに基づいて、被験者が糖尿病または化学療法神経障害を患っているかどうかを判定することができる。このように、本システムは、1つ以上の神経障害診断を行うために構成されてもよい。これらの測定は、磁力計及び／又は電極の使用に関して開示されているが、画像化モジュールは、これらの測定に参加するために使用することもできることに留意されたい。
[0196] 従って、様々な実施態様において、システム1、例えば、tMSアプリケータ105及び／又はtMS感知装置150は、一実施形態では図3Dに描かれているように2つの場が順にパルスするように、又は別の実施形態では順でないように、磁場及び電場の両方又はパルスを対象の1又は複数の神経細胞へ送達するように構成されてもよい。図3に関して分かるように、tMSアプリケータ105は、複数のワイヤ錬金処理コイル115A及び115Bを含んでもよく、これらは、そこを通る電流を受信し、それに応答して、磁気インパルスを生成するように適合されている磁気コイルとして構成されてもよい。磁気インパルスは、上記に規定されるように変調され得る定義された波特性を有してよい。具体的には、生成された磁気波動場の特性は、各々調整され得る波長、周波数、および振幅を有することになる。
[0197] より具体的には、図3Eの表現に関して分かるように、tMSアプリケータコイルの8の字の構成が与えられると、各磁気コイル115は磁場を生成し、この個々の磁場は、他のもののそれを補強する個々の振幅を有するであろう。そのため、tMSアプリケータ105は、コイル115間の距離が、その波形の振幅を必要に応じて増加及び／又は減少させて、各個々の対象を独自に仕合わせに治療できるような方法で、単一の磁気波形を発生させるように設計することができる。様々な実施形態において、他の神経反応特性も、感覚伝導速度（CV）だけでなく、感覚発症潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックス等に対する増加又は減少を含むように、例えば、システムによって変調され、影響を受ける可能性がある。
[0198] 例えば、図3Fに関して分かるように、生成された磁気パルスのフィールド形状は約50％の振幅で提示され、この振幅は、治療される神経と磁気コイルとの間の距離の深さに依存して増加又は減少させることができる。特に、浸透の深さ、及び／又は磁場強度は、コイルを治療されるべき対象の身体に近づけることによって増加又は減少することができ、さらに、磁場の振幅を増加させることによって変調されることができる。
[0199] より詳細には、描かれているように、2つの下部は各コイルの中心を表し、それらの間の線は水平軸を表し、円錐のピークは磁場の組み合わせを表す垂直軸を形成し、これは各コイルの下の決められた深さにあり、この例では、垂直軸は-1（コイル表面）から50％浸透の2.5 cmまで延びている。したがって、完全な貫通では、深さは約5cmであってもよく、いくつかの実施例では、約10cmまたは20cmのように、より深くすることができる。したがって、図3D、3Eおよび3Fに関して分かるように、tMSアプリケータ105が生成する磁気コイルから放出される結果波形は、より深い浸透をもたらすように調整することができる振幅を有する単一の波形であってよい。特に、2つの生成された磁場は、例えば、波長、周波数、振幅などに関してそれらの波形をモデル化することによって、被験者の神経細胞に対する結果的な効果を決定するために、順番にもたらされることが可能である。また、感覚伝導速度（CV）、感覚発現潜時、神経伝導、活動電位強度、イオンフラックスなどの増減を含む特性もシステムによって変調される可能性がある。
[0200] さらに、様々な実施形態において、tMSセンサシステム150も提供され得る。特定の実施形態では、tMSセンサシステム150は、1つ以上の磁力計160及び／又は電極を含んでもよく、これらは、tMS適用装置105の一部として含まれてもよく、さもなければ、tMS適用装置105と組み合わせて提供されてもよい。例えば、tMS適用装置105は、被験者の身体の標的部分、例えば神経繊維に1つ以上の磁気パルスを発生させるように提供されてもよく、さらに、1つ以上のtMS感知装置150は、提供された磁気刺激に応答した神経繊維の反応を検出するように提供されることもできる。特定の実施形態では、tMS感知装置150はまた、それが取り付けられる身体の皮膚に電気インパルスを送達するように構成されてもよい。したがって、特定の例では、本システムは、磁場及び／又は電場の一方又は両方を、例えば同時に又は順次、治療部位の組織に送達するように構成されてもよい。
[0201] 磁力計及び／又は電極は、任意の適切な配置にすることができる。例えば、磁力計及び／又は電極の1つ以上は、電極、及びそれぞれのセンサー間の距離が、実行されるべき選択された機能に基づいて、正確に決定されるような、皮膚電極、磁力計、又はその両方として配合されてもよい。電極が存在する場合、tMS感知装置150は、電界発生器を含んでもよく、組織表面と電極との間でインターフェースするように、ヒドロゲル、例えば、導電性ヒドロゲルなどのインターフェース層を追加的に含んでもよい。ヒドロゲルは、治療を受ける被験者の身体と、tMS感知150及び／又は適用105装置との間のインターフェースとして適用されてもよい。例えば、身体とセンサーの電極及び／又は磁力計との間のデータの導電性交換をより良く提供するように、装置に関連する電極及び／又は磁力計の間にヒドロゲルを配置することができる。
[0202] このような態様において、それぞれの神経繊維は、周辺組織内の他の様々な神経繊維に関して識別され、局在化されることができる。特に、神経内の刺激された導電性信号が実際に生じている場所を決定し、それによって神経及び／又はその構造を識別するように、電界を1つ又は複数の組織下の構造に印加することができる。同様に、磁場は、コンダクタンス波特性を決定するために使用することができる。
[0203] 上記を考慮して、図5Cは、本開示のtMS感知装置150内のセンサユニットモジュール162の例示的な実施形態を示し、センサユニットモジュール162は、1つ以上のセンサ160、この例では複数のセンサが配置されている少なくとも1つの基板155を含んでいる。具体的には、センサユニット162は、複数の電極及び／又は磁力計を含んでもよく、これらは、1つ又は複数のトレース又は有線相互接続によって電子的に結合されてもよい。特に、本実施形態では、基板155はシリコンで形成され、第1の行に文字、A～H、第2の行に数字1～7で区画された2列のセンサ160を含み、個々のセンサ素子160はインターコネクトを介して中央コントローラ110aに接続されている。この例では、2列の8つの磁力計が提示されているが、これらの機能のために任意の数の行および/または行ごとのセンサを採用することができる。
[0204] 様々な実施例において、シリコン基板155は、相補型金属-酸化膜-半導体などの半導体として構成されてもよい。センサ160は、感知機能を実行するために構成された任意の要素であり得、そのようなものとして、撮像モジュール130、電極及び／又は磁力計要素160などを含むか、又はそうでなければ結合されてもよい。tMSモニタリング及びセンサ装置150のユニークな特徴は、モジュール内に複数のセンサユニット及び／又はセンサ要素があるため、神経の識別及び位置特定を、トリ角度を介してなど、比較的簡単なプロセスにすることである。
[0205] 従って、様々な実施例において、tMSアプリケータ105及び／又はtMSセンサ150デバイスは、三角測量及び三角測量によって、神経繊維、及び／又は筋繊維や血管などの他の組織下構造を識別及び／又はマッピングするために使用されてよく、ここで任意の3つのセンサ、例えば2列以上のセンサアレイの、三角測量及び／又は三角測量が行われるために採用され得る。好適なセンサアレイユニット162は、任意の好適な構成を有し、多様な配置の異なるセンサ160を含んでよいが、いくつかの実施例では、複数の、例えば、2または3、または4つの、センサユニット162が提供されてもよい。例えば、センサーの線形、千鳥配列、及び／又は多層配列などのセンサー160のアレイが提供されてもよい。特定の実施例では、個々のセンサユニット間の距離は、細かく測定され、互いに決定された間隔にある。
[0206] 特に、1つの構成において、各センサーユニット162は、センサーモジュールを形成するセンサー160の3つのグループを含んでもよく、このセンサー160は、各グループ化が1、2、3、4、5、6、9、12、センサー等を含む場合など、1以上の表面下神経繊維又は組織の位置、方向、及び／又は構成の三角形を可能にするように位置決めされている。例えば、様々な実施形態において、1つ、2つ、またはそれ以上のセットの3つのセンサ60は、標的領域の組織内の1つまたは複数の繊維の2つ以上の位置を三角測量および／または平行移動させるために使用することができるアレイを形成してもよい。つの例示的な実施形態では、1組のセンサアレイ、例えば、1、2、及びBは、神経繊維を特定することを課せられてもよく、他のセンサアレイ、例えば、2、3、及びC、及び／又は3、4、及びDは、神経繊維の位置を決定することを課せられてもよい。さらに、神経繊維の形態を決定するように、別のセンサアレイ、例えば、6、7、及びGが採用されてもよい。このようにして、マッピング操作を行うためなど、本明細書に開示される任意の数のセンシング機能を実行するように、3つのセンサの任意のセットを採用することができる。
[0207] 興味のある神経繊維をよりよく識別して位置決めするように、これらの三角測量及び／又は三分割操作の1つ又は複数の間に標的領域の組織の内部構造の画像を取り込むように、照明要素、光学部品、及び／又は画像取り込みデバイスを含む画像モジュールも含まれる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、センサ装置は、画像を生成するための音生成機構を含んでもよい。
[0208] 示されたように、特定の実施形態では、イメージングモジュールは、対象領域の組織内の異なる細胞構造の様々なものをイメージング及び／又は識別することができる光学的及び／又は音波イメージング要素を含んでもよい。例えば、様々な実施形態において、撮像モジュールは、放出されたエネルギーを集束して対象組織に向けるための光及び／又は音波エミッタ及び／又は光学素子及び／又はアンテナのうちの1つ又は複数を含むか又は他の方法で関連付けられることがある。同様に、イメージングモジュールは、それによって細胞レベルなどの組織の画像を生成するように、組織から反射及び／又は屈折したエネルギーを受信するための受信機、並びに、システムの制御モジュールなどへ画像を送信するための送信機を含むか、さもなければ、それに関連してもよい。
[0209] 従って、様々な実施形態において、センサモジュールは、コンピュータで生成されたマップ、又は治療領域の組織内の神経、筋肉、血管、及び／又は他の構造の捕捉又はその他の記録画像を介して、治療中の領域の組織下構造の3次元形態的位置決めを生成するように構成されてもよい。このような態様において、また本明細書において以下でより詳細に説明するように、神経繊維マップが生成されてもよく、それによってマップは、治療部位の空間的に解決可能な内部アーキテクチャを提供し、特に、特定の神経繊維、例えばA-βを、治療されている組織内に存在する他の内部構造、例えばA-α、A-δ、C繊維よりも優先的に識別することに関して、これらは種々の例においてノイズとして、例えばA-β神経のみが治療の対象とされる場合などフィルタアウトされ得るものである。もちろん、他の特定の構成では、A-α、A-δ、およびC神経繊維などの他の様々な神経繊維、または血管、筋肉組織などの他の内部組織構造がターゲットにされてもよい。したがって、様々な実施例において、磁気、光、音、電気、または他の信号などの信号が、標的領域の組織内に放出され、集束され、所定の時間後に、戻り信号が収集されてもよい。
[0210] このような画像化は、刺激的な磁気又は電気、例えば電磁気、パルスが目的の神経繊維の1つ以上に投与される前、後、又は投与中に行われてもよく、それに対する神経の応答によって、目的の組織内の他の様々な周囲の神経繊維に関して神経を識別し、マッピングするために使用することができる。より詳細には、刺激される神経細胞は、目的の神経細胞、例えば、識別目的のために活性化を生じるように刺激されるA-β神経繊維であってもよく、又は刺激される神経細胞は、周囲の神経細胞、例えば、A-α、A-δ、又はC繊維でもよく、そこから活性化により目的の神経繊維が、例えば、識別した神経細胞からの外挿を介してなど、活性化した周囲の神経組織に対して識別及び位置決定されてもよい。
[0211] 任意の組織は、様々な異なる神経繊維で構成されている複数の異なる神経によって神経支配されている可能性がある。典型的には、神経組織は、複数のA-α、A-β、A-δ、及び／又はC繊維で構成され、それらは全て、例えば、非常に密接にパッケージされており、このことが、集束磁気パルスの識別、マッピング、及び標的送達を非常に困難にしている。しかしながら、本明細書に開示されるtMS感知装置150は、治療領域内の組織の様々な異なる神経細胞、筋肉、血管、及び他の皮下構造を識別、認識、及び区別するように独自に構成され得る。
[0212] 従って、本発明の装置、システム、及びそれを使用する方法は、本明細書で説明するように、神経組織、例えば、関心のある1つ以上の神経細胞を識別し、位置を特定し、マッピングし、分離し、標的磁場を送達することに向けられている。これらの手順を実行するための装置および方法は、本明細書において以下に詳細に説明される。特に、様々な実施形態において、これらの機能は、本明細書で説明するように、tMS感知150及びtMS適用105デバイスによって実行され得る。例えば、IMS感知150及びアプリケータ105デバイスのうちの1つ以上は、対象の組織を照明するためのイメージングモジュールを含んでもよい。ターゲット領域における関心領域、その内部構造を視覚化し、照明された領域及び／又はその中の構造の1つ又は複数の画像をキャプチャする。特定の実施形態では、撮像モジュールは、対象領域の画像の1つ又は複数の写真を撮るように、発光体及び光センサ、光学ユニット、並びにカメラなどの画像撮像デバイスのうちの1つ又は複数を含むか又は他の方法で関連付けることができる。様々な実施態様において、撮像モジュールは、内部組織構造の画像をより良く生成するためなどの、音発生機構を含んでもよい。
[0213] 撮影された画像は、識別、位置特定、マッピング、分離、及び識別された神経組織への標的磁場の供給のためなど、様々な異なる目的のために使用されてもよい。例えば、1つの特定の実施形態では、これらの画像のうちの1つ又は複数は、識別された構造、例えば神経繊維を分離するように、治療領域から関心のない構造から背景ノイズを除去するために使用されてもよい。特に、このような排除、例えばフィルタリングは、治療されるべき構造、例えば神経繊維の空間構成を少なくとも部分的に解決及び／又はモデル化するように、治療の標的受取をより正確に実施するのに有用である。
[0214] 具体的には、様々な実施形態において、システム構成要素は、治療がどこで、どのような向きで適用されるべきかをより良く決定するために、mm及びmm以下の精度、例えば約0.01～1mmで、内部の神経繊維、例えばA-β、形態を解決及び／又は生成するように構成されてもよい。治療が行われるつもりのない、及び／又は治療の実施を妨害する可能性のある、それらの他の神経繊維、例えばA-α、A-δ、及びC繊維、並びに他の構造から、治療のための特定の神経繊維、例えばA-βを分離するために、バックグラウンドノイズを除去するための、1又は複数のフィルタが提供されてもよい。A-β繊維が特定されると、次に、逆問題解決など、1つ以上のシステムプロセッサによって実施される好適にはフィルタリング操作を介するなどして、周囲の構造をイメージング及び／又は標的化領域から除外することができる。
[0215] 特に、A-β繊維が識別されると、A-α、A-δ、及びC繊維は、補正されるか、又はそうでなければフィルタリングされることが可能である。このフィルタリングは、これらのA-α、A-δ、及びC繊維が、治療のための磁場の正確な標的化及び適用にノイズを与えるので有用である。これらの繊維の識別及びフィルタリングは、視覚的に、画像減算を介して、座標的に、数学的に、コンダクタンスに基づいて、及び／又は信号ノイズ低減、及び同様の方法で行うことができる。より詳細には、A繊維とC繊維はコンダクタンス速度が異なるため、そのコンダクタンスは互いに区別可能な波形を持つ。
[0216]しかし、これらの発散する信号がすべて存在すると、ノイズの原因となり、所望の信号の識別が困難となる。しかし、関心のあるファイバーのコンダクタンス波形が特定されると、他の波形、例えば、異なるHzを有する波形は、マッピング及び／又は適用分野から差し引くことができる。例えば、A-β繊維のコンダクタンスは、感知及び／又は監視ユニットを介してなど、識別及び分離することができるユニークで区別可能な波形を有する。したがって、tMS装置は、他の繊維を排除して、所望の繊維、例えばA-β繊維におけるコンダクタンスを活性化し生成するように構成され得る。
[0217]具体的には、様々な実施形態において、投与パルスは、関心のある繊維において活性化エネルギーを生成するように特に仕向けることができ、例えば、約0.1～約10Hz、約1～約7又は約5Hz、約1.5又は約1.65hz～約3又は4Hz、約3.3又は約3.5Hz以上を含む、引用範囲の間の数を含むような、決められた固有の周波数で、そのように仕向けられる。パルスは、同様に、約0.001秒から約10秒、0.01から約5又は約7秒、例えば、約0.1又は0.7秒から約2又は約3又は3.5又は4秒、約1秒、又はそれ以上を含む、所望の活性化をもたらすための適切な時間の長さで投与でき、そのようなものは引用した範囲の中間の数値を含む。
[0218]これらの波動特性は、例えば、活性化される繊維の性質、及びその自然な活性化エネルギー及びコンダクタンス波形に基づいて、変化してもよい。しかしながら、ある実施態様では、神経自体には自然に発生しないような方法で、関心のある繊維を選択的に識別及び／又は活性化するように、コンピュータ生成などによって波形を操作することができる。したがって、システムは、その後、関心のない周囲の繊維を除外しながら、固有の繊維を活性化及び識別するために使用することができる標的神経において固有の信号を生成するために構成されてもよい。
[0219]従って、このような態様において、システム1は、1つ又は複数の局在化操作を実行するために構成されてもよい。例えば、一態様では、治療領域によって定義される組織内で、例えばその活性に基づいて、神経を識別し、位置を特定するための方法が提供される。特に、システム1は、治療の標的領域内の1つまたは神経繊維の位置を特定するために構成されてもよく、例えば、治療領域の経皮磁気刺激を介してなど、磁場および電場の1つまたは複数の適用によって特定が行われ、この磁場は、出力および／またはそれに対する応答を決定および／または測定するために構成されているセンサアレイと連動して標的領域に適用されてもよい。
[0220] より詳細には、図5Cに関して本明細書で説明したような、神経活動センサーのアレイを有するtMSセンサーデバイス150は、既知の場所に配置されてもよく、又は複数のtMSデバイスが身体の複数の場所に配置されてもよく、これらのデバイス（複数可）は、治療を必要とする1つ又は複数の特定の神経構造を特定するように、対象の身体の1つ又は複数の標的領域内で標的部位を特定するために使用することができる。これらの1つ以上のセンサ装置150は、例えば、関心のある標的神経に向けられた、tMSアプリケータ105から標的部位に印加される磁場及び／又は電場に応答する神経の測定データ及び／又は記録用に構成され得る。
[0221] 興味のある構造、例えば、神経繊維が、例えば、本明細書で説明するように、識別プロトコル及び／又は画像化、コンピュータ生成等を通じて識別されると、構造の相対座標を定義、保存し、識別、マッピング、及び／又は保存座標に基づく後のターゲティングに使用することが可能である。様々な実施形態では、tMS感知装置によって受信されたフィードバックを確認するように、識別、標的化、及び／又はマッピングの1つ以上を識別及び／又は確認するように、被験者、例えば患者からのフィードバックが引き出され得る。
[0222] 一般に、例示的なターゲティング及び／又はマッピング手順は、以下のステップのうちの1つ又は複数を含み得る。例えば、示されるように、tMS感知装置は、撮像モジュール及び感知モジュールのうちの1つ又は両方を含んでもよい。そのような例では、tMS装置は、標的領域への磁場の送達を実現してもよく、tMS感知装置は、それに対する生理学的応答を感知してもよく、その撮像モジュールは、生理学的応答の1つ以上の画像を撮ってもよい。この態様において、標的領域内の1つ以上の内部構造、例えば、神経組織は、印加された磁場に応答して活性化されてもよく、その応答は、IMS感知装置によって感知されてもよく、tMS撮像モジュールは、標的神経を識別するように、活性化構造の画像を取り込むことができる。
[0223] 同様に、一旦識別されると、より正確な標的治療を可能にするように、その空間座標によって定義されるような神経繊維の位置が記録されてもよい。具体的には、治療領域内の標的神経が特定及び／又はマッピングされると、痛みの経験の減少をもたらすように、標的神経組織に向けられるなどして、治療を適用することができる。例えば、本明細書で以下に説明するように、標的神経は、特定され、かつ tMS適用刺激に対する応答などによって特徴付けられ、適用磁場に応答して構造体に刺激がない場合、その構造体は治療されるべき目的の神経ではないことを示し、適用磁場に応答して痛みの経験の減少がある場合、反応する構造体が目的の神経であるか、少なくともそれに関連しているという指標となり得る。
[0224] より具体的には、反応性構造が特定されると、その構造をよりよく特徴付けるように、標的刺激をさらに受けることができる。例えば、領域及びその構造をマッピングするため、及び／又はその1つ以上の特徴を抽出するために、tMSアプリケータの向き及び空間的位置決めを、例えば、反復的及び反復的に変更することができる。したがって、この特徴抽出は、本明細書において以下でより詳細に説明されるような、グリッド状パターン又は同心円のパターン、例えば減少する又は増加する直径のパターンをナビゲートすることによるような、任意のパターンに従って反復的に実行することが可能である。
[0225]特に、円が大きすぎる場合、あまりにも多くの構造が接触されることになり、処置が拡散しすぎる可能性がある。しかし、円が小さすぎるところでは、そもそも正しい領域に当たることが難しすぎて、ターゲティングを正確に開始できない可能性がある。同様に、フォーカスエリアが小さいと、治療部位を活性化させるのに十分な範囲が得られない場合があります。このように、焦点の領域は、アンカーポイントとして機能するように、標的領域、例えば標的神経繊維を見つけるために、必要に応じて反復的に増加及び／又は減少させることができ、その後、標的神経及びその分岐を定義するように設計されたパターンで刺激の適用を動かすなどして、標的神経の範囲を定義するために使用されうる。
[0226] その結果、センサ装置の一部として複数のセンサ素子を有することは、神経細胞を三角測量するためなど、有用である。従って、特定の実施例では、逆問題解を定式化することなどにより、関心対象の標的組織を特定及び決定するためにシステムを構成することができる。このような態様において、様々なA-α、A-β、A-δ、およびC繊維の1つ以上が、磁気および／または折衷刺激に対するそれらの応答を決定および／または特徴付けることなどにより、治療領域の組織内でピンポイントに特定されてもよい。痛みを引き起こす神経繊維が特定されると、例えば、tMSアプリケータ及び／又はIMS感知装置を介して、システムがそのコンダクタンス信号にロックオンできるように、関心のある痛み繊維をマッピングし、次に、影響を受けた神経繊維への磁場の標的送達をもたらすようにtMSアプリケータを方向付けるように、位置合わせ要素を適切な三次元空間に位置決めしても良い。
[0227] 例えば、マッピング及び／又は標的化手順を実行する際に、図5Cに関して規定されるようなセンサのアレイを有する感知装置は、標的領域を定義し、治療される神経を識別し、識別されると、IMSアプリケータを方向付けるためなどのその座標、及び神経の形態、例えば、神経をより正確に標的とするための画定の両方をマッピングするようにシステムコントローラにフィードバックを与えるために使用されてもよい。A-β神経繊維など、治療を必要とする神経をより正確に標的化するためである。そのようなマッピング及び／又は標的化手順は、治療される被験者からのフィードバック、及び感知アレイ装置からのフィードバックを相関させることによって決定されるように、その領域における痛みの一般的経験における減少があるかどうかを決定するために、標的領域に一般的で非焦点パルスを適用することによって開始することができる。痛みの減少が経験されないか又は他の方法で感知される場合、tMSアプリケータは、新しい位置及び／又は向きに移動され得、痛みの経験の顕著な減少が決定されるまで、例えば別のパルスが送達され得る。
[0228] マッピング処置は、いくつかの異なる方法で実施することができる。例えば、位置決め及びマッピング手順は、グリッド状の様式で実行されるように構成され得る。特に、治療領域は、まず、それぞれが予め定義された領域を表す複数の小さな正方形で構成された大きな正方形、例えば正方形の箱によって定義されてもよく、痛みの原因となる神経が適切に特定及び／又はマッピングされ、適切な波特性が決定されるまで、治療に対する反応性を決定するために、グリッドの一つの箱の領域がテストされてもよい。一実施例では、グリッド状の構造を治療領域に適用することができ、それによって治療領域が小領域に分解され、磁気刺激の適用の反復プロセスを通じて、狭く定義された活性部位が特定され得る。
[0229]具体的には、ボックスを形成する行と列のグリッドを、治療領域に適用することができる。特定の実施形態では、グリッドは、標的領域の境界を定義する大きなボックスを一緒に形成する3～6～9～12～16個のボックスから形成され得る。ボックスは、例えば、各ボックスが約3×3mm～約9×9mm～約12×12mmの面積であってよく、標的アール及び／又は治療部位、例えば、指より小さいか、手より大きいか等によって、サイズが異なる可能性がある。サイズに関係なく、治療部位に近接する全ての領域が好適に識別されるまで、標的領域の様々な小領域に、反復的に、正方形ごとにtMS装置によって刺激を送達することができる。
[0230] 従って、磁気パルスが、神経細胞内の活動を刺激するように、正しい方向で、適切な痛みのシグナル伝達神経繊維に送達されると、痛みの付随する鈍化が被験者によって経験され、その標的部位を規定する箱は、次に治療領域の一部として識別されることができる。装置の座標とインパルス信号の特性は、tMSセンシングアレイ装置と連動するなどして、決定し、記録することができる。このプロセスは、治療領域、より詳細には治療部位を定義するように十分な数の領域が特定されるまで繰り返すことができ、治療部位に1つ以上の磁気パルスを適用することによって、疼痛感覚の減弱及び／又は完全停止をもたらすようにすることができる。
[0231]様々な実施形態において、グリッドは、1から9までの番号を有する電話キーパッドのようにレイアウトされてもよく、刺激は、例えば、順次、各番号に供給され、各番号について、被験者は、痛みに関する評価を自己報告することができる。このようにして、特に治療部位の正確な境界を定義する各ボックスを定義することができます。したがって、アクティブボックスを整列させ、磁気装置の適用を感知装置によって受信されたセンサデータと相関させることによって、例えば、3つの連続する数字が水平分布パターンを画定し、3によって分離された任意の数字が垂直分布パターンを画定し、奇数の数字の連続が斜め分布パターンを画定するように、水平、垂直、または斜めにアクティブボックスを整列することによって、神経の地勢分布を定義することも可能である。もちろん、神経の分布の特徴から他のパターンを特定することも可能である。したがって、このような態様では、治療対象となる神経を明確に特定し、局在化し、マッピングし、治療することができる。したがって、感知されたデータ及びターゲティングパルスに対する被験者の反応性に基づいて、グリッド上の1つ以上の位置が特定されてもよく、その後、繰り返しの反復プロセスを通じて、標的化されるべき神経繊維がマッピングされ得る。
[0232]一旦マッピングされると、パルスの特性は、送達効果を最大化するように較正されることができる。例えば、このプロセスの間、神経繊維内のコンダクタンスの固有の波形は、例えば、センサアレイによって感知され、又は他の方法で決定され、次に、その固有のパルスシーケンスによってなど、標的神経繊維を識別し更にマッピングするために使用でき、標的神経繊維は、その隣接神経細胞から区別することができる。示されるように、ある実施態様では、このターゲティングは、当初、反復プロセス、例えば、試行ターゲティングの結果であってもよいが、その次元性が定義され、及び／又はマッピングされると、そのターゲティングは、より効率的かつ正確に達成することができる。このような態様において、標的部位が定義され、マッピングされ、IMSアプリケータの有効な方向が決定され、磁気パルスの痛みを和らげる投与を効果的に行うようにすることができる。
[0233] 従って、上記に鑑みて、1つの態様において、本明細書で提供されるのは、神経障害性疼痛体験を改善するように集束磁気刺激の適用で標的とする神経障害性神経の1つ以上の特性を特定するためのシステム100である。そこで、本明細書で提供されるのは、磁気刺激の適用に対する見込みのある神経の応答を検出するために構成される経皮感知および監視装置150、ならびに識別された神経を識別および特徴付ける目的で感知された応答データを分析するために構成されるコンピューティング装置110である。特に、上述したように、経皮感知及びモニタリング装置150は、複数の感知素子160を備えてもよく、この感知素子は、例えば、図5Cに描かれるように、感知素子の行及び列の両方を含むグリッドの形態で構成されてもよい。感知素子160は、対象とする神経の大きさ及び向きに応じて、任意の数の行及び列など、例えば2、4、6、8、10以上、又はその間の任意の数が提供されてもよい。各感知要素160は、磁力計、または他の感知要素であってもよく、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に応答する神経の反応を識別するように構成され、この生の反応データは、神経の反応の大きさおよび向きを含んでもよい。同様に、経皮センシング及びモニタリングデバイスは、感知された生の反応データを送信するための通信モジュールを含んでもよい。
[0234]さらに、システム100は、経皮センシング及びモニタリングデバイス105の一部であるか又は他の方法で結合されているコンピューティングデバイスなどのコンピューティングデバイス110Aを含んでもよい。示されるように、コンピューティングデバイス110又は110Aは、生の反応データを受信し、生の反応データを評価し、標的とされる神経障害性神経の1つ又は複数の特性を決定するように構成されてもよい。様々な実施態様において、コンピューティングデバイス110又は110Aは、どのセンサ要素がどの向きで最も強い反応を拾うかを三角測量及び／又は三点測量するように、センサ要素160の複数の異なる組み合わせを使用して様々な様式で生の反応データを処理するための処理エンジンの組を含んでいる。
[0235] 例えば、経皮センシング及びモニタリング装置の複数のセンシング要素の第1のユニットから生の反応データを受け取るためのような、第1の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが提供されてもよい。特に、第1の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つの、又は4つ又は5つの、又は6つ以上の、感知要素の第1のセットなどを含んでもよい。感知素子の各々または選択からなど、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含む生の反応データなど、様々な生のデータが収集されてもよい。このデータは、生の形態であってよく、印加された磁気刺激に対する神経障害性神経の反応を特徴付けるために使用されてもよい。そのような例では、第1の処理要素は、第1の感知ユニットの感知要素の選択されたセットの各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよい。それゆえ、第1の感知素子又は感知素子のセットは、第1のユニットについての第1の統合された大きさ及び第1の統合された向きを決定するために構成されてもよい。
[0236] さらに、感知要素の第2のユニットから生の反応データを受信するためのような、第2の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよい。上記のように、第2の感知ユニットは、少なくとも2つ又は3つ、又は4つ又は5つ、又は6つ以上の感知素子の第2のセットなど、感知素子の第2のセットを含んでもよい。上記のように、生の反応データは、適用されたtMS刺激に対する神経障害性神経の反応をさらに特徴付けるための、感知素子のそれぞれまたは選択からのような、振幅、大きさ、方向、および／または向きデータを含むであろう。したがって、第2の処理要素は、第2の感知ユニットの感知要素の各々からの方向、大きさ、及び向きデータを統合するように構成されてもよく、第2のユニットに対する第2の統合方向及び／又は大きさ並びに第2の統合向きを決定するようにさらに構成されてもよい。これらのプロセスは、感知素子の多数の異なる組み合わせを含む感知ユニットの多数の異なる選択について繰り返されてもよく、すべてが、異なる方向における異なる大きさの強さを有し、三次元、X、Y、およびZ空間におけるような異なる向きを有する多種多様なセンサデータを生成する。
[0237] さらに、第3の処理エンジン、又は処理エンジンのセットが、第1及び第2、並びに他の任意の及び全ての統合された方向及び大きさのデータを受信するために提供されてもよく、さらに、感知ユニットのどの集合、及びその感知要素のどの集合が最大の大きさを呼び起こすか又は他の方法で証拠立てるかを決定するために構成されてもよい。同じまたは異なる処理エンジンは、次に、感知された大きさデータを評価し、評価されたデータポイントに重みを関連付けるように構成されてもよく、例えば、振幅および／または応答の大きさに関して、最大の結果データを立証する感知ユニット、ならびにその感知要素に、より大きな重みが与えられるような場合である。その後、より少ない重み付けが、他のすべての感知ユニットおよび感知要素に帰着され得る。
[0238] さらに、第4の処理エンジン、または処理エンジンのセットが提供されてもよく、例えば、第4の処理エンジンは、第1および第2および任意の追加の統合された方位を受け取り、それを評価し、個々のデータポイントに重みを関連付けるように構成され、いずれの方向も、最大の応答を呼び起こすセンサユニットの感知要素によって受け取った方向データと相関しており、例えば、より大きい大きさを立証しているものに大きな重みが付与される。そして、より少ない重み付けが、他のすべてのセンシングユニット及びセンシングエレメントに帰着され得る。第5の処理エンジン、又は処理エンジンのセットは、複数の感知ユニットについてのそれぞれの統合された大きさ、統合された向き、及び他の収集データ、例えば統合された方向及び振幅データ、並びに重みデータを受信して評価し、評価された大きさ、向き、他の収集データ、及び重みデータに基づいて、例えば標的とされる神経障害性神経を定義する座標のセットを判定するためにも存在し得る。第6の処理エンジン、または処理エンジンのセットは、それによって神経障害性疼痛体験を改善するように、標的とされる神経障害性神経に集束磁気刺激を投与するための第1の治療プロトコルを決定するためなどに提供されてもよく、第1の治療プロトコルは、治療される神経障害性神経に対するtMS適用デバイスの提案された方向および／または投与される集束磁気刺激の振幅、または他の波形特性を含む場合がある。
[0239] 具体的には、1つ又は複数の神経組織が標的領域において互いに対して識別及び／又はマッピングされる前、間、又は後に、磁気パルスが、標的部位内の識別及び／又は標的細胞に適用されてもよく、例えば、磁気パルスが生成されて標的神経繊維（1つ又は複数）に向けられるようにtMSアプリケータを配置、方向付け、及び／又は活性化することにより、1つのA-β繊維に対して適用されてもよい。例えば、1つ又は複数の神経繊維が、疼痛繊維のタイプなど、識別及び／又は分類されると、識別された繊維の活性を特徴付け、経時的に監視することができ、治療の性質に基づいて、投与される治療のパラメータを、波形特性に関して、例えば投与される磁場の振幅、ヘルツ、及び／又は同種のものに関して決定することができる。
[0240]特に、送達の初期周波数は、多種多様な神経繊維を刺激すべき0.001Hz～約1又は約2Hz、及びはるかに小さい範囲の神経細胞を作動させる3又は4、例えば4.5、又は5又は6Hz～約10Hz以上など、多種多様な神経繊維に応答、例えば増強、を誘発する能力に基づいて選択することが可能である。同様に、投与の振幅及び／又は持続時間、例えば、約1又は2分～約15又は約20分、例えば、約7又は約8又は約9分を含む約5～10分も、治療の投与を一般化及び／又は個人化するように選択及び調節することが可能である。
[0241] 年齢、代謝、体重などの被験者の様々な特性は、初期投与パラメータを決定するために使用することができる。例えば、任意の特定の例において、所定の対象は、治療法によく適応することもあれば、そうでないこともある。いずれの例においても、治療のパラメータを記録し、および／または、痛みの軽減につながる傾向またはつながらない傾向などの1つ以上の傾向の発生を考慮するように、パラメータの変化を決定し測定することができる。例えば、1つの特定の実施形態では、痛みを改善するための最初の投与は、特定の送達パラメータのセットに従って、例えば20分間4または5Hzで投与されてもよいが、対象、例えば患者は、治療によく反応し、時間の経過など、それへの適応により、その後の投与は約3分または5分間0.5または1Hzで送達するだけでよい場合がある。したがって、これは、個人の個人的な反応に治療をより密接に整合させるように、追跡及び予測することができる肯定的な傾向を示している。
[0242] このような例では、送達パラメータへの適応又はプライミングにより、システムは、より少ないエネルギーを使用して、より迅速に痛みを緩和することができるだけでなく、2倍、3倍、4倍、又はそれ以上など、対象が経験する痛みの緩和の感覚を増大させることができる。負の傾向などの逆もまた、識別及び追跡され、システムパラメータは、負の傾向に対応するか、そうでなければ修正され得る。本明細書に記載されるように、これらのパラメータの1つまたは複数は、時間-投与最適化体制などにおいて決定することができ、追跡することができ、送達パラメータは、観察または決定された傾向に基づいて、上方または下方に調整することができる。
[0243] 従って、本開示の更なる態様は、神経障害性疼痛の経験を緩和するためなど、神経障害性疼痛を経験している被験者の体内の標的領域の標的神経に投与する集束磁気刺激の1つ以上の送達特性を決定するための方法に向けられている。本方法は、経皮センシング及びモニタリングデバイス150を、痛み体験の領域で身体1000に結合することを含んでもよい。上記に示したように、特定の実施例では、経皮感知およびモニタリング装置150は、各感知ユニット162が、2、3、4、5、最大10以上の感知素子160の行および列の両方を有するグリッドを形成するように配置されてよい複数の、例えば、少なくともトウまたは3の、感知素子160を含む、複数の感知ユニット162を備えてもよい。各感知素子は、生の反応データを生成するように、印加された磁気刺激に対する神経の反応を特定するように構成されてもよく、例えば、生の反応データは、反応の方向、振幅、大きさ、及び／又は向きを含んでもよい。
[0244] IMS又は他の感知装置105が身体1000に結合されると、標的化される神経によるそれに対する反応がtMS感知装置105の1つ以上の感知素子160によって感知され得るような方法で標的神経における反応を引き起こすように、磁気刺激が、例えば、モバイルtMS適用装置105によって痛み経験の領域に適用され得る。したがって、標的領域に磁気パルスを印加することに続いて、経皮感知およびモニタリング装置105は、複数の感知ユニットから生の反応データを収集することになる。収集されたデータは、その後、感知装置の搭載された処理要素によって、及び／又はそれに関連するコンピューティング装置によって、処理及び評価されてもよく、センサ要素160及びセンサユニットデータ、例えば、その選択からのデータは、複数の統合センサユニットデータが生成されるように決定及び統合されてもよい。そのような例では、各個々及び／又は統合されたセンサユニットデータは、例えば複数の感知ユニット162の各々の感知素子160によって検出された応答の統合された大きさ及び統合された向きを含んでもよい。
[0245] 次に、コンピューティング装置110は、一組の比較結果を生成するように、感知ユニット162の選択から収集された統合されたセンサユニットデータを、1つずつ比較することができる。コンピューティングデバイス110は、比較の結果を評価し、次いで、標的神経への集束磁気刺激の送達のための治療プロトコルを決定する。例えば、様々な実施態様において、治療プロトコルは、治療される神経を定義する座標のセット及び／又は標的領域1000及び／又は標的神経に対してtMS適用装置105を方向付けるための方向など、1又は複数の送達特性を定義し得る。特定の実施例では、コンピューティングデバイス110は、磁気パルスを生成する際に使用され得る1つまたは複数の適用パラメータを決定してもよい。示されるように、磁気パルスは、1つまたは複数の決定された波形特性を有するように設計されてもよい。そのような実施例では、1つ以上のアプリケーションパラメータは、例えば、磁気パルスが磁気パルスの波長、周波数、振幅、および持続時間によって定義され、これらはすべて選択可能であってもよい、所望の磁気パルスを生成するための、電圧レベルおよび電流レベルを含んでもよい。
[0246] 従って、治療部位及び適切な投与体制が決定されると、例えば磁気刺激の適用に先立って、システムは、その治療のためにアプリケータを決定された治療部位に位置合わせするように構成されてもよい。例えば、システムが、tMSアプリケータ105と、上述の関節部材などの位置決め要素140とを含む場合、装置は、tMSアプリケータ105を治療領域及び／又は治療部位に位置合わせするような方法で位置付け及び方向付けるように構成されてもよい。これは、自律的に行われてもよいし、システムオペレータにシステムを適切に構成するように指示することによって行われてもよい。
[0247] 特に、システム1は、正確かつ的を射た方法で治療部位に磁束を効果的に投与するように、アプリケータ105の1つ又は複数のコイル115を目標部位に対して角度を付けるように具体的に位置合わせするように構成されてもよい。このような態様において、アプリケータ及び／又はコイル（複数）の角度、磁束の周波数、並びに磁波の大きさは全て、治療される対象の神経繊維に関する治療の最大効果を決定するように調節することができる。さらに 特に、痛みを引き起こす神経繊維が特定されると、システム1が、例えば、tMSアプリケータ105及び／又は感知装置150を介して、そのコンダクタンス信号にロックオンでき、次に、影響を受けた神経繊維への磁場の標的送達をもたらすようにtMSアプリケータ105を方向付けるように適切な三次元空間に位置付け要素を配置できるように、目的の痛み繊維がマッピングされ得る。
[0248] 従って、一態様では、治療を必要とする神経が位置決めされ、標的化され、及び／又はマッピングされ、IMSアプリケーションの向き及び適切なインパルス特性が決定されると、次に、治療の送達の前など、治療部位に対してtMSアプリケータを校正するように、1又は複数の校正手順が実施されてもよい。例えば、診断及び／又は治療の前に、較正及び／又は開始プロトコルが実行されてもよく、それによって、出力を確認し特性付けし、tMSアプリケータ105及び／又はシステム1を較正するように、身体の治療部位に向けられるなど、定義された特性のいくつかの初期磁気及び／又は電気パルスが放出されてカバー及び／又はセンサに向けられるかもしれない。
[0249] 例えば、定義されたパルスがtMSアプリケータ105から放出されると、それらは、カバー及び／又はtMSセンサ装置140内などの1つ又は複数の較正センサによって受信されることがある。次いで、受信されたパルスの特性を、定義された特性と比較することができる。この比較からの結果データを使用して、システムを較正するように、及び／又は定義されたパルスと受信されたパルスとの間のあらゆる差異を補正するように、システム構成要素を変調することができる。
[0250] 較正に先立ち、tMSセンサモジュール150は、治療領域の近くに配置されてもよく、標的神経を較正及び／又は識別するためのプロトコルが開始され得る。例えば、tMSセンサモジュール150と通信して、位置決め要素140は、神経繊維の初期決定座標を使用して、tMSアプリケータ105を標的領域1000に近接して並進させることができ、その時点で、神経繊維を活性化するように、アプリケータによって1又は複数の磁気パルスが神経繊維に送達されてもよい。神経繊維の活性化は、神経におけるコンダクタンス応答を引き起こすが、このコンダクタンスは、その後、センサモジュールによって感知され、特徴付けられることができる。そのような例では、神経からのフィードバックは、センサモジュール150によって拾われ得、それは、次に、そこで処理され、および／または再較正および／または継続した、例えば、より集中した、標的化および／または治療適用のためにtMSシステム1および／またはアプリケータ装置105に戻って通信され得る。
[0251] 特に、較正の目的のために、パルスの一意のシーケンスが、tMSアプリケータ105から放出され得る。様々な実施形態において、そのパルスの特性は、関心のある神経を識別し、治療領域内の他の非標的神経と区別するために選択され、及び／又は他の方法で構成される。同様に、一旦標的化されると、システムは、次に、標的神経繊維自体に適用されるパルスを較正することができ、例えば、理想的な神経を決定するために体組織に印加する磁気パルスおよび／または電気パルスの特性、例えばその波形、周波数、振幅などに関するものである。
[0252] 具体的には、初期ターゲティングプロトコルが実行され、及び／又は適切な波形特性が特定されると、上述したように、より正確なターゲティング手順が実行され得る。この方法では、上述したように、ターゲティングパルスに対する応答性に基づいて、グリッド上の1つ以上の場所が特定され、その後、反復的な反復プロセスを通じて、ターゲティングされる神経繊維がマッピングされ得る。一旦マッピングされると、パルスの特性は、送達効果を最大化するように較正され得る。より具体的には、このプロセスの間、神経繊維内のコンダクタンスの固有の波形は、次に、その固有のパルスシーケンスによってなど、標的神経繊維を識別し、さらにマッピングするために使用することができ、標的神経繊維は、その隣接する神経細胞から区別することができる。
[0253]従って、この態様において、関心のある痛みを引き起こす神経繊維は、パルスシーケンスに対するそれらの固有の応答によって識別され、マッピングされ得、次いで、磁気パルスアプリケータが較正され得、1つ以上の治療パルスが、対象からの痛みの経験の緩和のために投与され得る。繰り返される較正は、周波数、波長、振幅、装置の向きなどに関して、痛み緩和のための最適な治療波形を決定するように実行することができる。より具体的には、一例では、最大振幅が決定されると、効果的かつ効率的なパルスシーケンスが決定され得る。
[0254] 同様に、標的神経繊維、例えばA-β繊維の1つ以上が決定されると、その他の隣接繊維、例えばA-α、A-δ、及びC繊維は、次に、外挿などによってマッピングされ得る。これらの反復の1つ以上の間、tMSセンサデバイス150は、標的領域をより良く三角測量し、三等分し、定義し、治療部位にゼロインするように、再配置され、及び／又は他のセンサデバイスと連鎖され得る。このようにして、tMSセンサモジュール150は、治療部位に近接して配置され、tMSアプリケータ105と組み合わせて使用して、標的神経に治療を細かく調整し向けることができ、神経における付随する応答は、神経をさらにマッピングし、システム1を較正し、tMSセンサ150およびアプリケータ105を配置するために使用され得る。
[0255]それゆえ、軸索保護カバー108が、所望によりtMSアプリケータ105上に位置付けられ、装置が較正されると、位置付け要素140は、tMSアプリケータ105を標的領域1000に隣接し、tMSセンサ装置150に隣接するように位置付けるために作動させることができる。適切に位置決めされ、方向付けられた後、1つ以上のパルスが、神経を活性化するように、関心のある神経繊維に向けられるなどして、治療部位に送達され得る。活性化された神経からのフィードバックは、その後、センサユニットによって感知され、三角測量、三点測量などの、上述のプロセスを介して、標的部位にゼロにするために、局在化プロトコルが実施され得る。
[0256]具体的には、センサ装置150の1つ以上のアレイは、複数のセンサ160のうちどれが最大の信号強度でフィードバックを受信しているかを決定するように活性化されてもよい。活性化及びセンシングの反復プロセスを通じて、標的領域の組織内の標的神経の形態のグリッド状表現がマッピングされ、定義されてもよい。まだ実行されていない場合、痛みの改善をより良くもたらすように神経への最適化されたパルス送達をもたらすために、神経に印加される磁場及び／又は電場を洗練するために、固有のパルスの校正シーケンスが実行されてもよい。
[0257]このプロセスのユニークな特徴は、マッピング手順を通じて、組織内の神経の位置の客観的な決定が、その次元の副組織座標を画定する方法で定義され得ることであり、この座標は、その後の治療を通じて正確な方法で神経をターゲットにするために使用され得ることである。これにより、痛みを治療することがより客観的、再現可能、かつ効率的になり、したがって、特に、位置決めおよび適用がシステムコントローラによって自律的に実行される場合、例えば、システムのAIモジュールによって決定および実装されるように、より少ない時間およびエネルギーを必要とするようになる。
[0258] 従って、本明細書に提示されるシステムの1つ又は複数は、治療プロトコルを生成及び実施し、1つ又は複数の治療手順を通じて被験者の痛み経験を測定及び追跡するように、様々なデータを収集するように構成されてもよい。この点に関して、印加された磁気刺激に応答して、標的神経は、tMSセンサ装置150の1つ以上のセンサ要素160によって感知され得る様式で脱分極することによって応答し得る。具体的には、神経の脱分極の応答の振幅は、様々なセンサ要素162、例えば、電極および磁力計によって感知することができる信号、例えば振幅信号を発することができ、一旦神経繊維が三角測量されると、その信号、例えば、振幅信号、A-β神経内の脱分極は、IMS装置105及びそのコイル115の位置及び／又は向きを最適化することなどにより、最大化することができる。
[0259]特に、システム1は、磁気パルスに対する神経細胞内の応答を最大化するように、磁気コイル115が標的神経繊維に対して配置されるべき空間を解くように構成され得る。より詳細には、tMSアプリケータ105の位置決めは、X、Y、及びZ軸（空間）に関して、標的神経の座標に対するような、同じそれぞれの周りの回転と共に、定義することができる。このデータは、勾配降下計算のように、痛みの経験の最大の減少をもたらす印加磁気パルスの振幅及び周波数を増加させることに基づいて決定することができる。
[0260] これらの計算の結果は、次に、放出された磁気パルスに対する神経の応答の振幅を最大にするように、標的神経に対するtMSアプリケータ105の最適な構成を決定するように、線形回帰最適化モデルにおけるように使用することができる。記載された反復プロセスにおいて、波形及びその生成の様々な特性を生成することができ、様々な投与パラメータ、例えば波形変数を定義するためのプロトコルを決定し、例えば、識別された神経繊維、例えばA-α、A-β、A- 5、C繊維などの1つ以上が、振幅の高さ、パルス幅、傾斜、周波数、位置付け、例えば、の1つ以上に関連する活性化及び／又は脱分極特性に関して神経が機能しているかに関して相関するようにすることができる。座標、コイルの不純物及び／又は抵抗、印加される電圧、及び採用される電流、これらの全ては、システム、例えば、システム1の人工知能（AI）モジュールによって決定することができる。
[0261] 例えば、身体上及び／又は近傍に感知及び刺激デバイスを配置すると、次に、システムのAIは、標的神経の位置と、最大の効果を得るための刺激デバイスの理想的な位置及び／又は向きを決定することになる。このようにして、システムは痛みを特徴付け、痛みを患者の病歴と関連付け、次に痛みを治療し、その解決において、痛みの原因は何か、治療は何か、なぜその治療で痛みの経験が解消されたのかを定義する。次に、このデータは、システムによって収集され、分析され、そして、神経の位置、その形態、およびそれに影響を与える条件を特徴付けるように、ステップバイステップで、治療プロセス中に、振幅、周波数などの1つ以上の変数を増加および／または減少させる反復プロセスによって、使用されることが可能である。これらの反復は、痛みの減少を最大化すると同時に、その痛みが減少するのにかかる時間を最小化し、同時に、痛みが生じない期間を増加させるように、何度も繰り返すことができる。
[0262] したがって、上記の観点から、所定の標的神経に対するパルス送達のための最大振幅が決定されると、次に、例えば、治療されるべき関心のある神経を確認するために、強化パルスシーケンスが決定され実施され得る。同様に、標的、例えば、A-β、神経が特定されると、次に、関心のない他の背景神経繊維、例えば、A-α、A-δ、及びC繊維の位置が外挿され、それらの位置及び／又は位置が分かると、これらの繊維の任意の反応性を感知して関心のあるA-β繊維の反応から背景雑音として減算することが可能である。特に、神経反応性のベースラインを確立し、バックグラウンド神経活動を最小化し、目的の神経の反応性を使用して、磁場及び／又は電場を標的神経により正確に送達するためのシステムをより良く研ぎ澄ますことができる。
[0263] このようにして、ホーニングが継続されると、A-α、A-δ、及びCの神経繊維の反応性が低下し、目的のA-β繊維の反応性が増加するはずであり、それによってターゲティングがより容易になる。その結果、治療を行えば行うほど、治療過程の実施が最適化され、同様に、標的神経が増強されるため、刺激量が少なくて済み、神経疲労の前に大きな効果を発揮することができるようになる。また、疲労を監視し、過分極を可能にするように、上記と同様の方法で神経疲労の発症を予知し、低減するためにシステムを最適化することができる。
[0264] 別の態様では、上述したように、システムは、神経障害の存在を決定するため、及び／又はそのような神経障害の影響を治療するためなど、対象に対して1つ又は複数の診断を行うように構成されることができる。例えば、上述したように、いくつかの異なる神経タイプがあり、同様に、状態を有する対象に痛みを引き起こすように神経に影響を与えるいくつかの異なる状態が存在する。具体的には、神経障害の形態を有することは、対象の神経プロセスにおける不均衡を引き起こし、したがって、システムは、そのような不均衡を決定するために構成することができ、それに応答して、対象のシステム、例えばその1つまたは複数の神経を、自律的にまたは手動操作によって、バランスに戻すようにシステムによって治療体制が生成および適用され得る。
[0265] したがって、システムは、それ自身のシステムパラメータを最適化し、各特定の対象者に治療を提供する際に使用するシステムパラメータを最適化するだけでなく、痛み感覚を治療する方法をより良く決定するために、及び対象者の神経機能を最適化するために1以上の神経障害を決定するように構成されても良い。その結果、治療される被験者の神経障害状態は、その状態の様々な変数に関して特徴付けることができ、この変数は、被験者を診断及び治療するために使用することができ、さらに、例えば、痛み及び痛みの緩和の経験、並びにその神経のコンダクタンス波形の客観的特性など、被験者が経験する主観及び客観の両方の変数に関して、同じ変数状態を証する他の被験者を診断するために、例えば治療の前及び後において使用することができる。このデータは、次に、一般的に、被験者又はクライアントのクラスについて、及び具体的に、個々のクライアントについて、治療の提供を最適化するために使用することができる。
[0266]さらに、治療後の被験者をモニターする際に、データを使用し、新たなデータを収集することで、個々のクライアントに対する治療体制をさらに個別化することができる。具体的には、神経痛の治療に加えて、本システムは、判断が難しい神経損傷の診断に特に有用であり、明らかに診断を拒むように見える痛みの説明を求めて、被験者が医師から医師へと移動しなければならないフラストレーションを軽減することが可能である。そして、本明細書に開示されるシステム及び方法によって、適切な診断がなされると、次に、治療体制が実施され得る。感知されたデータ、及び／又は被験者のフィードバックに基づいて、1つ又は複数の神経症を決定し、治療することができる。
[0267] 診断及び治療の結果は、関連するデータベース内に保存することができる。したがって、複数の被験者の診断及び治療をカタログ化した悪性腫瘍のデータベースを生成することができ、このデータベースは、次に、評価及び／又は治療される現在の被験者と評価及び／又は治療された過去の被験者とのコンダクタンス特性の比較によってなど、1又は複数の他の被験者に診断を行うためにシステムによって使用されることができる。したがって、一旦評価が実行されると、次に、例えばシステム管理者によって、またはシステム自体によって自律的に、システムを構成することができ、評価に従って1つまたは複数の治療を実行することができる。治療は、痛みの感覚の改善のために、そのような治療を必要とする被験者の標的領域に適用され得る。例えば、被験者が治療のために来院したとき、本明細書に開示される感知装置及びtMS適用システムを使用することと関連して、1つ又は複数の評価を実行することができる。
[0268] 特に、感知装置を、標的領域に近接して、被験者の身体上に配置することができ、tMSアプリケータを、センサ及びアプリケータの一方又は両方に方向付けることができ、一連のパルスを身体に印加することができる。例えば、最初は、最初の訪問にわたって、診断手順が実行され得る。具体的には、治療の準備として、治療される神経における1つまたは複数の神経障害の存在を決定するように、診断体制が実施され得る。
[0269] 第1の手順では、上述のようなセンサモジュールを、痛みが発生している部位で身体上に配置してもよく、保護カバーをtMSアプリケータ装置の上に配置してもよく、tMSアプリケータをtMSセンサの近くに、治療領域の組織に近接して配置してもよく、神経障害性神経が予想される標的領域に向け、1又は複数の校正及び／又は診断パルスを身体に対して投与してもよい。上記で説明したように、一実施形態では、tMSシステムの活性化を開始するために、保護被覆は、IMSアプリケータの頭部に配置されてもよい。示されるように、システムは、保護カバーがtMSアプリケータの頭部の少なくとも一部上に配置されることによって、tMSアプリケータの活性化がもたらされるように構成されてもよい。
[0270] 例えば、保護カバーは、インテリジェントであることができ、又は少なくとも、マイクロチップ、センサ、電池、受動コイルなどの1つ又は複数のコイル、及び／又はトランシーバのうちの1つ又は複数を含むことができる。カバーがアプリケータに結合されると、信号が一方のデバイスから他方のデバイスに送信されてもよく、この信号は、使用を許可する活性化コードを表す。例えば、一実施形態では、開始信号が、限定された磁気パルスなどのtMSアプリケータから送信され得、その信号は、カバーによって受信され得、それに応答して、システムを起動するように、戻り信号がカバーからアプリケータに送信され得る。
[0271]より詳細には、磁気パルスがtMSアプリケータから送られる場合、カバーの受動コイルによって受信されると、そこに電流を誘導してトランシーバに通電し、次に認証コードをシステムコントローラに送って、1回ごとの使用モデルのように、tMSアプリケータの使用を活性化する。様々な実施形態において、カバーは、無線周波数識別（RFID）タグを含むことができ、tMSアプリケータ（又はtMSセンサー）は、RFIDリーダーを含むことができ、両者が互いに近接すると、検証信号が送信及び受信されてシステムが起動されるようにすることができる。特定の実施例では、カバーは、磁場の存在を検出することができる1つ以上の磁気センサを含むことができ、これは、次に、送信される戻り認証信号の活性化を引き起こすことができ、及び／又はtMSアプリケータ及び／又は感知装置の1つ以上を校正するために使用されることができる。保護カバーとtMSアプリケータとの間のこの認証は、逆の順序で実施することもでき、及び／又はIMSセンサユニットを使用して実施することもできることが理解される。
[0272] 従って、典型的な治療プロトコルでは、被験者、例えば患者が来院し、アプリケータ及び治療される被験者を保護するように、tMSアプリケータコイルの上にカバーが配置されることがある。その後、治療が行われ、様々な神経繊維の活動が決定及び／又は監視されることができる。このような態様では、近隣の神経組織が特定されれば 対象神経繊維の応答性は、例えば、ノイズを構成する近隣の神経繊維の応答性を対象コンダクタンスから除去することなどにより、より良く解決することが可能である。このプロセスは、時間の経過とともに、標的神経繊維がどこにあるかが明確になり、近隣の神経繊維のノイズをより容易に識別してフィルタリングできるように、治療がより集中し、より解決されるように、何度も繰り返されることがある。
[0273]具体的には、標的神経繊維の解像度が高ければ高いほど、刺激パルスをより集中して送達することができ、刺激パルスがより集中していればいるほど、隣接する繊維が活性化されることは少なくなり、ノイズの発生も少なくなるので、フィルタリングが容易になり、標的神経繊維の解像度もさらに良好になる。この分解能は、標的神経が疲労し、磁気パルスにもはや反応しなくなったとき、その時点で適用の中断が起こり、適切な休息期間の後、過分極を避けるように修正した誘導波形などで、治療を再び更新することができるため、有用である。同様に、様々な実施形態において、1つ又は複数の磁気パルスは、標的領域が神経及び血管の両方の損傷を受けた場合など、標的領域の1つ又は複数の血管の灌流を増加させるように採用されることもできる。治療領域への血流を増加させることによって、治癒が促進され得る。
[0274] さらに、様々な実施態様において、治療領域に適用されるエネルギーは音波エネルギーであってもよく、これは、いくつかの実施態様において、治療領域、及びその中の組織及び血管を視覚化及び／又は画像化するように採用されてもよいが、他の実施態様において、音波エネルギー、例えば音波を標的神経又は血管に向けるために構成されてもよい。例えば、様々な実施態様において、適用される音波は、血栓、アテローム性動脈硬化症などを分解及び／又は治療するように、血管に向けられることがある。
[0275] 別の態様では、システムは、tMS感知装置を介するなどして、1つ又は複数の神経を監視するように構成されてもよい。例えば、一実施形態では、モニタリングシステムが提供される。監視システムは、本明細書に記載されるようなtMS感知装置を含んでもよく、tMS感知装置は、神経活動レベルを監視するために構成される。例えば、tMS感知装置は、一組のセンサモジュールを有するセンサモジュールを含んでもよい。そのため、感知装置は、治療領域に近接して配置されてもよく、それによって、センサーモジュールの1つ以上のセンサーは、IMSアプリケータを識別された標的部位に適切に位置合わせできるように、1つ以上の神経の活性を識別するために構成されてもよい。様々な実施形態において、センサモジュールは、次に、具体的に識別された神経細胞（複数可）に正しい形態で治療を送達するために、磁場を標的部位にどのように、どこに、及びどのような構成及び／又は方向で印加すべきかを示すようにtMSアプリケータと通信し得る。
[0276] 上述したように、センサ装置は、以下を実行するように構成された複数のセンサを有する1つ又は複数のセンサモジュールを含んでもよい。三角測量及び／又は三点測量操作。例えば、1つまたは複数のセンサモジュールは、選択された神経細胞を三角測量するように構成されてもよく、実施形態では、1つまたは複数のセンサモジュールにおける複数のセンサは、神経識別および登録システムを形成するように適合されてもよい。さらに、上述したように、様々な実施形態において、感知装置は、画像取り込み要素、例えばイメージャが、関心対象の神経細胞などの治療領域内の組織下構造の1つ以上の画像を取り込むように構成され得るような画像取り込み要素を有する画像化モジュールを含んでもよい。このような例では、上述したように、イメージャは、標的領域組織内の神経及び／又は他の血管及び構造の3D画像などの画像を取り込むために適合された光学的又は音波的要素であってよい。
[0277] このような態様において、標的神経細胞、例えばA-β神経繊維は、センサ登録システムなどによって、センサモジュールが次に磁気パルスを送達する場所及び方向をtMSアプリケータに伝達できるような方法で、識別、位置決定、登録、及び定義されることが可能である。したがって、そのような例では、登録プロセスに基づいて、標的領域内の組織などの1つ以上の神経の位置及び／又は形態が特定され、1つ以上の神経だけでなく治療部位も位置決めして規定するために使用することができる。
[0278] このような態様において、治療されるべき神経は、体系的かつ反復可能な方法で治療のために特に標的とされるように、識別、位置、及びマッピングされることができる。これは、例えば、後述するセンサデバイスチェーニングプロセスのように、身体のコースに沿って、関心のある神経の複数の領域が治療の対象となり得るように、組織及び／又は神経に沿って何度も繰り返されることがある。
[0279] このような標的化は、例えば、多数の異なる時間にわたる複数の治療にわたって、連続的な方法で、各治療部位にtMSアプリケータを適切に整列及び方向付けるように、手動又は電子的に、それに関連する位置合わせ要素の移動を介して、tMSアプリケータ装置の位置合わせを指示するために使用され得る。例えば、上述したように、識別処理を行う際に、一意のパルスシーケンスを、例えばtMSアプリケータによって神経細胞に適用することができ、それに対する予想される応答を、例えばtMSセンサによって検出することができるので、神経繊維を識別又は確認し、例えばそのコンダクタンス特性に基づいて神経に対する損傷の程度を識別及び／又は特徴付けし、及び／又は疾患状態を決定することができる。
[0280] 例えば、痛みが経験されたときにベースレベルの反応を見つけ、次に痛みが経験されていないときに再び反応を見つけるために、試験パルスを送達することができ、これらの2つの状態における神経のコンダクタンスの特性をシステムに記憶し、それによって、治療がいつ切れるか、どの程度の速さかといった将来の痛みの発生を予測し、それを使用して、被験者を別の治療に自動的にスケジュールすることができる。特に、示されるように、関心のある神経、例えば、A-βを探し出し識別するために、固有のパルスシーケンスを適用することができ、最初に神経を識別し、その相対的健康を特徴付けるために、波形の異なる、例えば、異なる周波数、波長、振幅などの磁場または電場パルスなどの一連の異なるエネルギーパルスを送達することができる。特定の例示的な実施形態では、2または5または10または15以上のパルスを、約0.5～10または15～約20以上のHzで、約1～約10秒の間に、例えば、反復順次シーケンスで送達することができ、それに対する神経の応答を使用して、その健康を、それ自身のベースライン、被験者におけるそれらの同等の神経タイプのサンプル、例えば、すべての、の集合ベースラインに関連して、および／または広範囲の被験者にわたる神経タイプのデータベースに対して、分類することができる。そしてもちろん、ベースライン及び／又は神経障害状態がシステムによって確立されると、次に、IMS感知装置は、一日、一週間、一ヶ月、一年などの経過を通じて、神経の状態を監視するために採用することができる。
[0281] したがって、様々な実施態様において、システムは、刺激事象に応答するなどの神経繊維活動を監視し、特徴付けるために構成され、神経繊維活動は、神経繊維の周波数、波長、振幅、速度などに関して特徴付けることができる。具体的には、tMS感知装置は、被験者の身体に配置され、神経活動の増加又は減少が痛みの増加又は減少を引き起こすようなコンダクタンス活動のスパイクの増加又は減少を決定するように、神経繊維活動を監視し特徴付けるように構成され得、それは次に、標的領域内の神経に行われる損傷によるなど、痛みを引き起こす又は痛みを減じるイベントがちょうど発生したかもしれないことを1人又は複数のシステムユーザーに通知するようにシステム又はそのモニターに伝達され得る。
[0282] 様々な実施形態において、刺激的事象に応答して、神経活動の減少を識別することができ、この神経活動の減少は、監視されたA-β神経繊維などにおいて、痛みの経験の増加をもたらし、同様に、刺激的事象は、A-β繊維などにおいて、神経活動の増加を引き起こすことができ、この神経活動の増加は、痛みの経験の減少をもたらす。逆の構成も監視することができ、例えば、C繊維などの神経繊維の刺激の増加が痛みの増加をもたらし、一方、刺激の減少が痛みの経験の減少をもたらす場合などである。刺激事象は、本システムのtMSアプリケータによって適用されるような磁気及び／又は電気パルスの適用によって引き起こされ得るか、又はtMS感知及び監視装置を装着した被験者によって行われる活動によって引き起こされ得る。
[0283] 様々な実施態様において、複数のtMSセンサーデバイスが、様々な異なる位置で身体に適用されてもよく、各センサーデバイスは、各センサーデバイスを互いに通信可能に結合させるように構成される通信プラットフォームを含み、したがって、治療されるべき神経が身体の複数の領域にまたがり、及び／又は複数の損傷箇所を有する場合のように、三角測量、三点測量、マッピング、治療提供、及び／又は同様のために感知デバイスを協調して使用することが可能である。例えば、多くの場合、センサモジュールの連結は、関心対象の神経を特定することを容易にするため、有用であり、また、次のような場合に役立つ。また、マッピング操作を行い、さらに、同一または異なる身体部位に複数の治療を協調または同期して行う場合に有用である。特に、様々な実施形態において、1つのtMSセンサ装置及び／又はtMSアプリケータは、治療部位に治療を施すように配置することができ、別のセットは、脊髄の一部に近接するなど、身体の異なる部分に配置することができ、その場合、神経の異なる部分を一緒に、例えば、同時に又は順次、監視し及び／又は治療することができる。
[0284] したがって、1つの例示的な実施形態では、脚の神経が治療される場合、3つのセンサ装置及び／又はアプリケータが、膝の後ろ、腰、及び脊椎などの身体に適用され、1つ以上の、例えば3つ全ての、センサを使用して、治療が神経の長さに同時に、又は順番に、又は反復的に、送達できるように神経を標的化することが可能である。同じ神経の複数の治療部位におけるそのような送達は、痛みの経験を緩和するのに特に有用であることが分かっている。このような場合、痛みの部位と脊髄の部位の両方にセンサモジュールを配置することは、例えば、痛みの部位と神経が脊柱の1つ以上の神経とインターフェースする位置から、神経繊維のコースに沿って磁気及び／又は電気パルスを加えるために、特に有用である場合がある。
[0285] いくつかの実施例では、磁気パルスの連続的又は反復的な適用が望まれる場合があり、したがって、tMS装置の自動位置決め要素は、例えば、最初のセンサモジュールによって画定された最初の標的部位から移動し、次に、すべての治療部位が治療されるまで、別の、及び／又は別の治療部位に移動するように、センサ・モジュールとの通信を介して、それ自身を再配置するように構成される場合がある。例えば、一旦識別および／またはマッピングされると、治療の対象となる神経は、適切な神経が治療されることを確実にするために、治療の前に識別され、再識別されてもよい。この検証プロセスは、治療部位においてセンサ指標に近接してtMSアプリケータを位置合わせし、既知のパルスシーケンスなどで神経に検証パルスを送達し、それに対する導電性応答をその既知の応答と比較し、応答が一致すれば、治療を受けるべき正しい神経が適切に標的化されていることが分かるようにすることによって開始され得る。
[0286] 上述したように、このようなパルスは、例えば、疾患状態又は損傷状態を診断し、及び／又は損傷の程度を評価するように、神経繊維の損傷を評価するように採用することもできる。例示的な実施形態では、約0.5～10Hzの2または5または10または20パルスを1つの神経上の1つの部位に送達して、標的神経のベースライン活動をその隣接する非標的神経繊維と明確に区別し、もちろん、その識別が分かれば、構造特性などのその形態を定義し、将来の標的化と治療のためにシステムで座標を記録してもよい。
[0287] 従って、本明細書に開示されたセンサモジュールを有するセンサデバイスが与えられれば、神経組織活性における1つ以上のスパイク又は低下を決定することによって、例えば、変化が識別された閾値を超える痛みの発生を示す場合など、主観的にも今や客観的にも、治療の前、間、及び後において痛みを定量化、監視、及び追跡することが可能である。特に、主観的には、治療される対象が痛みの感覚を特定し、システムが生成したスケール又は1から10までの数値スケールなどのデータ入力の他の形態でその感覚を定量化することができ、その後、神経活動の測定が行われ、対象の入力データと関連付けることができ、主観的入力データに客観的要素を与えるために使用することができる。同様に、これらのデータは、個々の被験者の痛み及び痛み耐性のベースラインを確立するために使用することができる。
[0288]さらに、システムは、被験者に対する1つ又は複数の治療にわたる痛みの改善を、客観的及び主観的に測定及び監視するように構成されてもよい。例えば、経験された痛み感覚のベースラインが決定されると、次に、1つ又は複数の治療が対象に投与され、アンケート又は痛み閾値スケールへの記入を介してなど、主観的な測定が行われ、次に、神経活動が再び測定され、これらの結果が1つ又は複数の以前の結果と比較されることが可能であり得る。具体的には、治療前に、対象領域の様々な神経繊維のコンダクタンスを測定し、例えば、それぞれの神経繊維で起こっているコンダクタンスの特性を測定することによって、決定することができる。より具体的には、神経繊維を通るコンダクタンスの波形、例えばその振幅、波長、周波数、及び／又は同様のものを測定し、痛みの感覚を特徴付けるために使用することができる。
[0289] 同様に、本明細書で議論されるtMSアプリケータは、次に、治療部位に磁気パルスを投与するために使用することができ、治療中及び／又はその後の神経活動は、次に、IMS感知及び監視デバイスによって、例えば、その波形の振幅、波長、及び／又は周波数など、活性化した神経繊維に生じるコンダクタンスの特性に関して測定することができる。このデータから、主観的および／または客観的な痛みの特性を決定し、測定し、監視し、追跡することができ、それによって、治療の有効性を決定し、および/または治療体制を決定し、効果的にすることができる。
[0290] 従って、本明細書に開示される本発明の装置、システム、及び方法のユニークな特徴は、損傷又は痛みの軌跡においてA-β神経繊維に磁気パルスを集中的に投与すると、神経繊維を活性化でき、この活性化によって痛みが改善され、これは、神経繊維に新しい損傷が生じるまで及び／又は神経繊維がその治療前の状態に戻るまで、例えば何時間も何日も何週も、さらには何ヶ月も持続できることが判明している点である。したがって、様々な実施形態において、本明細書に開示されるtMSセンサ装置は、着用可能であるように構成されてもよく、そのように、経時的に神経活動及び痛みを監視するために構成されてもよい。このようなモニタリングは、デバイスによって直接実行されてもよく、生成されたデータはそこに保存され、及び／又はデータは、ペアリングされた携帯電話又はタブレットコンピュータなどのクライアントコンピューティングデバイスに、又はサーバに送信されてもよく、これらのモニタリングは、時間及び距離にわたって被験者の健康を追跡するように採用され得る。
[0291]特に、痛みの軌跡におけるA-β繊維の活性化により、新たな健康感を得ることができ、この健康感のために、治療を受けた対象者は、そうでなければ従事できない活動に従事できると感じることができ、場合によっては、痛みを引き起こす繊維に新たな損傷を引き起こすことがあり、これをウェアラブルセンサが拾って定量化し、所定の閾値、例えば、痛み耐性閾値を突破した場合、対象者に新しい治療体制を開始すべきことを通知することができる。同様に、特定の事例では、システムのA-β繊維の活性化は一定期間続くかもしれないが、最終的には減衰し、その結果、C繊維の活性が増加し、再び痛みが発生するかもしれない、このA-β繊維活性上の減衰及び／又はC繊維活性の増加は、ウェアラブル感知装置及び／又は監視システムによって観察、決定、及び／又は監視することができ、所定の閾値を立証すると、システム管理者及び／又は治療中の対象に警告シグナルが送信されることがある。そのような通知は、システムによって、例えば、自動的に実行することができ、装置の着用者又はそれを監視する医療専門家などに対して、電話、テキスト、SMS、ダイレクトメッセージング、掲示、電子メールなどを介して配信することができる。
[0292] フィードバックは、痛みの事象の文脈を、対象内の生物学的、例えば痛みの場所、及び／又は環境的、例えば痛みを引き起こすために何をしていたか、いつ、どこで、どのように、及び同様のものとして、対象から引き出すことも可能である。このような態様において、システムは、被験者の日々の活動を追跡し、痛みのプロファイルを1つ以上、例えば、痛みが経験される場所、痛みのスパイクが生じる場所など、従事する活動の各々に関連付け、これを追跡し、治療の被験者にフィードバックを与えることが可能である。例えば、システムは、被験者の規則的な行動パターンを決定することができ、痛み、例えば急性の痛みを引き起こす、又はそうなる可能性を有すると識別された決定された活動がある場合、これは、システムによってタグ付けすることができ、警告を被験者に送信することができ、活動が予測された痛みを引き起こす場合、活動の後に、活動によって引き起こされるあらゆる痛みを減らすように新しい治療を投与できるように患者に代わって治療をセットアップしてもよい。
[0293] 具体的には、活動の違いにより、ある活動が急性痛の発症につながる場合と慢性痛の発症につながる場合など、神経繊維の伝導特性が異なるため、それらの活動と識別して追跡できる波形の特性や機能が異なる場合がある。したがって、慢性的な痛みの感覚を監視及び追跡することができ、急性の痛みのエピソードが経験されるか又は予測される場合、又は慢性的な痛みの停止の減少が予測される場合、システムは、再燃が起こるときより前になど、対象の健康状態の変化又は潜在的な変化を識別し警告し得る。
[0294]このような態様において、システムは、被験者の痛みのない存在を確実にするために、予測された急性及び／又は慢性疼痛の発症に基づいて定期的な治療スケジュールを決定するために使用できるユーザ活動プロファイルを生成するように、痛みと活動とを一緒に相関して追跡することができる。このスケジュール機能は、スケジュールされたアポイントが、被験者のコンピューティングデバイスに直接行われるように構成することができ、プロセスにおける被験者の介入を必要とせず、本質的に、例えば、治療通知を含むプロセスが、自動的に行われることが可能である。新しい治療が行われ、痛みが治まると、痛みの特性をタグ付けし、システム構成を更新するために使用することができ、次の痛みのエピソードが経験されるまで、システム監視及び追跡をリセットすることができる。
[0295]このような態様において、痛み領域の神経組織の明確なマッピング、及び被験者に対する痛みのプロファイルの広範な特徴付けが与えられると、システムによる治療を受ける各被験者のための定期的な治療スケジュールを生成することによって、被験者の痛みの経験を管理することが可能である。具体的には、システムは、治療による被験者の痛みの改善の程度を決定し、痛みの軽減を確実にするために治療スケジュールを動的に生成することができ、例えば、神経繊維のコンダクタンスの生理学的特性を用いて、被験者の痛みのプロファイルを決定する場合、例えば、持続時間、周波数、波長、振幅などのコンダクタンス波特性に基づいて決定することができる。例えば、被験者に複数の治療を施すことにより、神経系が増強され、それにより、その後の治療がより効果的で、より長持ちし、より少ない強度で適用する必要があることが判明している。しかし、短時間に多量の刺激を与えると、神経疲労を引き起こす可能性がある。
[0296]従って、ウェアラブル tMS センシングデバイスの別の用途は、治療用磁 気療法を受ける際に神経疲労に近づいていることを判断し、長時間の治療セッションの間など、被験者が受けることができる治療量を最大にする。特に、様々な実施例において、複数の治療目的を達成するように、様々な治療条件が提供され得る。例えば、送達される印加磁気パルスは、約0.1Hz又は0.5Hz又は1Hzから約8Hz又は9HZ又は約10Hzの間の範囲、例えば約0～5分～約20分、例えば約10分～約15分、及びその間の反復であってもよい。
[0297]より詳細には、治療パラメータは、例えば0.5Hzのように多数の人々に対して一般的な反応を引き出すように構成された低周波磁気パルスを適用し、次に周波数を約1、2、3、4、4.5、5またはそれ以上に上げるなどの反復プロセスによって決定することができる。このプロセスは、技術者及び／又は他のシステムオペレータによって手動で行うことができ、あるいは、システムコントローラによって、及び／又はシステム予測、AI、分析によって知らされることによって自律的に行うことができる。
[0298] 同様に、治療が適用される時間期間も、約1分から約20分またはそれ以上に始まるように反復的に決定されてもよく、例えば、治療は、疲労を喚起する前に、最小量の時間から始まるが、その後時間と共に増加し、最終的には増強により減少し、それによって、より少ない量の適用強度をより少ない時間適用できるが、より多い量及び／または疼痛緩和の期間を伴うような、反復的に決定されてもよい。治療の受け手の年齢もまた、例えば、被験者が若ければ若いほど、適用時間が長くなり、周波数及び／又は振幅が高く設定され得るように、説明されてもよい。
[0299] このような態様において、リアルタイムの用量最適化体制が実施され、AIシステムによって実行される予測分析によって促進され得る。示されるように、これは、神経内のコンダクタンスの振幅、ならびに、その治療のためなど、対象に適用されるアプリケータによって生成される磁気波形の性質など、多くの方法で決定することができる。特に、被験者によって経験されている痛みの強度は、部分的に、コンダクタンスの波形によって、例えば、その振幅、波長、周波数、持続時間などに関して決定することができ、ここで、増加または減少は、痛みの経験の増加または減少（神経繊維に依存）を表し、これは、時間の経過とともに推移する可能性がある。そして同様に、対象への磁場の印加が生成され、それによって、印加された磁場の波動特性が、例えば、振幅、波長、周波数などにおける下降傾向が、対象の健康が増加していること、または少なくとも治療に対する応答性が増加していることを示すような、時間の経過とともに痛みの改善をもたらすために必要な治療の程度を示す場合がある、提供される場合がある。
[0300] これらの活動は、多数の被験者に対してシステムワイドに実施されてもよく、痛みの特徴付け及び耐性データベースが生成されてもよく、それにより、治療のためにシステムを使用する被験者のニーズに反応するようにシステムをよりよく訓練し、したがって、痛みのフレアアップを低減又は減少させることに関してなど、予測機能をより正確にすることができる。したがって、システムは、例えば、痛みの経験及び／又は治療効果における上向き又は下向きの傾向を決定し、その傾向を測定し、例えば、同じ又は類似の痛みの特性を有する、同じ又は類似の被験者に対する過去の投与を考慮して、投与される磁場の有効な治療パラメータを適切に予測するように構成される。特性、例えば、振幅、周波数、持続時間などの変化の程度を決定し、測定し、例えば、治療の頻度、その持続時間、治療の強度などに関して、システムパラメータを調整するために使用することが可能である。したがって、被験者の治療に対する採用および／または調整を説明することができ、その後の治療は、痛みの主観的な経験、および／または治療に対する調整を考慮して、被験者にパーソナライズすることができる。
[0301]上記の観点から、特定の実施態様では、システムのIMSセンサデバイスは、センサモジュールから1つ以上の感知された読み取り値を記録し、そこからパターンを認識し、その結果をメモリに格納して、着用者の1つ以上の特性が決定された正常範囲内にあるか外にあるかを判断できるように構成されてもよい。特に、生物学的又は他のセンサーが含まれる様々な実施例において、センサーは、治療及び／又は監視されるべき1つ又は複数の標的構造をそこに有する標的領域に近接して配置されるなど、皮膚の近くに配置されてもよい。そのような例では、センサー及び／又は画像化ユニットは、装置の防水特許性を維持すると同時に、センサーユニットが1つ以上の感知動作を実行できるように、窓領域の背後に位置決めされてもよい。より詳細には、様々な実施例において、プロセッサモジュールは、センサモジュールと協働して、実質的にリアルタイムで、又はメモリから感知されたデータを取得することによって、感知されたデータに対して1つ以上の分析を実行してもよい。
[0302] このような例では、本明細書で後述するように、コンピューティング、例えば、AI、システムは、着用者の1つ又は複数の条件の1つ又は複数のベースラインを決定するために、感知された及び／又は記憶されたデータの定期分析を実行し、一度確立すると、着用者の条件の1つ又は複数が変化を経験するかどうかを決定するために感知データ、例えば現時点で感知されているデータ、、を定期的に評価できる1又は複数の処理エンジンを含んでもよい。例えば、いくつかの実施形態では、プロセッサモジュールは、日常的な活動のベースラインを決定してもよく、生物学的及び／又は物理的パターンを特定してもよく、及び／又は特性の典型的な範囲を確立してもよく、一度決定されると、システムはこれらの様々なパラメータを監視して装着者の一般健康を評価でき、及び／又はパターンが中断されたときに装着者に通知し、その場合、活動への関与を停止するか又はその種々の結果を想定するよう準備するか、ユーザに警告することができる。
[0303] 例えば、感知モジュールの装着者が1つ以上の痛みを軽減する治療を受けている場合、システムは、その生理学的状態を追跡して、痛み治療がいつ切れるかを判断し、痛みを引き起こす可能性が高いと疑われる様々な活動に従事することを警告してもよく、及び／又は、例えば、モバイルデバイス上で実行する適切に構成されたダウンロード可能アプリケーションを介して、再治療の必要性が近く予想されるということをユーザに通知することができる。具体的には、一実施態様では、装着者の心拍数、血圧、体温（例えば、標的部位）、及び／又は他のモニターされた状態をモニター及び追跡することができ、この情報を、クライアントアプリケーション上のインターフェースで入力されるような標的部位での装着者の痛みの経験と結合することができ、痛みのある場合とない場合の両方の装着者の生理学的状態を判定し、次いで、疼痛レベルが非疼痛状態または最小疼痛状態から、再び治療が必要な疼痛状態へと移行する時期を予測するために使用することができる。
[0304] 同様に、痛みの経験は、痛みの閾値及び活動をアプリケーションに入力することなどにより、痛みを引き起こす活動まで遡ることができ、その後、感知された動きデータと関連付けられて、装置の着用者の活動を痛みを引き起こす活動に対応付けることができ、したがって、痛みを引き起こすことが知られている決められた活動に従事したときに、その活動を継続すると痛みが生じる可能性があることを着用者に警告することが可能となり得る。そのような状態変化が経験された場合、これは、システムコントローラに送信され、及び／又は他の方法で伝達され、又は信号化されてもよい。
[0305] この情報の全ては、収集され、予測的又は他のモデリングのためのデータポイントとして使用されてもよい。本明細書において以下でより詳細に説明するように、これらの手順は、予測論理関数を実行する機械学習及び予測ユニットを含む適切に構成された人工知能モジュール、例えば、位相ロックループを実行することによって実施することができる。具体的には、示されるように、特定の実施態様において、本明細書に開示される様々な装置及びシステム、並びにそれらの使用方法は、感知されたデータ、例えば感知された神経活動データ、並びに報告された痛み体験データ、例えば治療を必要とする対象から収集及び評価するように採用され得る。
[0306] これらのデータポイントは、次に、治療されるべき標的神経を識別し、周囲の非標的神経からのノイズを打ち消すことに関してなど、位置及び方向データを生成するために使用されてもよい。このようなデータはまた、痛みを引き起こす神経の効果的かつ効率的な標的化を最適化するように使用され得るtMS適用装置の予測された位置及び配向を決定するために採用されてもよい。具体的には、様々なセンサー要素から収集され、システムの様々なコンピューティングデバイスによって分析された様々なデータを使用して、1つまたは複数の 投与プロトコルは、痛みの軽減および／または停止などの1つまたは複数の決定された目的を達成する目的など、標的とされる神経の最大応答を達成するように細かく仕分けされた磁気インパルスを送達するように生成および採用され得る。
[0307] 従って、そのような収集されたデータ、例えばセンサデータは、分類され、1つ又は複数の捕捉された特性に関して分析され、タグ付けされ、1つ又は複数のライブラリを含む構造化データベース内などに保存され得る。この評価及び分析されたデータは、次に、システムの最適化された構成に関する予測だけでなく、その使用方法論など、1つ以上の予測を生成するために使用され得る。例えば、システムは、システムの第1の側面について、第1の予測を行うように構成されてもよく、この第1の予測の実際の結果が予測された結果とどの程度一致するかに基づいて、システムは、システム構成を最適化するように、一連のさらなる予測を行うように構成されてもよい。したがって、第1の予測は、治療されるべき標的神経繊維を特定することに向けられてもよく、第2の予測は、標的神経に近接し、したがってノイズを生じさせる可能性がある非標的神経細胞を特定することに向けられてもよい。次に、最適化された応答をもたらすように、tMSアプリケータが識別された標的神経に対してどのような位置及び／又は方向であるべきかという第3の予測がなされ、次に、tMSアプリケータ装置から標的A-β神経に送達されるべき刺激パルスを特徴付けるべきパラメータについて、さらなる予測がなされうる。
[0308] 一旦、システムのAIモジュールが、1つ又は複数の第1のアプリケーションプロトコルを生成するように、第1の予測セットを行うと、1つ又は複数のプロトコルは、上述したように開始されることができる。次いで、第1のセットの予測のうちの1つ以上は、最初のプロトコルの実装によって達成された実際の結果に対してテストされ得、これらの結果から、例えば、予測された結果をもたらすための1つ以上の変数、例えば、振幅、周波数、波長などの能力に関してスコアが与えられ得る。その結果、各変数に初期加重を与えることができ、この初期加重を使用して、より長い期間にわたる痛みの軽減の増加などの1つまたは複数の決定された目的を達成するようにシステムを構成するための最適なパラメータをより良く決定することができる。このプロセスは、予測されるような最適な応答が達成されるまで、多数の構成および投与にわたって反復することができる。
[0309] 従って、収集されるデータは、A-β神経繊維の不規則な又は非活動によって引き起こされるような、個人における神経障害性疼痛の経験を動的に治療することに関して、1又は複数の変数を定義するために使用され得る。例えば、定義される変数は、最初に、痛みの原因となる神経繊維を定義してマッピングし、次に、痛みの経験のために治療するように、IMS適用装置によって生成される磁気パルスの振幅及び周波数を含むことができる。具体的には、達成すべき第1の目的は、対応するA-α、A-5、およびC繊維の不活性化に失敗するなどして、痛みの原因となっているA-β神経を特定することであってよい。第2の目的は、A-β神経繊維をマッピングして、その長さに沿ったような空間的配置及び／又は形態を定義することであってもよく、さらに、A-α、A-δ、及びC繊維などの1又は複数の周囲の神経繊維を定義することであってもよい。
[0310] 定義されるべき更なる変数は、治療される神経をより良く標的にするように、IMS適用装置を標的神経位置に対して空間的に配置することと、tMSアプリケータのコイルを配向させることとを含み得る。追加の変数は、例えば電圧及び電流に関して生成され、tMSアプリケータによって印加される磁場の特性を決定及び最適化することを含み、これは、生成される磁気パルスの振幅及びエネルギー、コイルを通して押し出される電圧及び／又は電流を調節すること、及び／又は抵抗を最小化するようにシステムを構成することを含むことができる。さらなる実施態様では、適用されるパルスの長さ及び持続時間も、神経を疲労させることなく、長期間にわたって、標的A-β神経内に最適な脱分極を作り出すことに関してなど、神経繊維内に特徴的な応答を生成するように変調され得る。
[0311] 従って、上記の観点から、前述のパラメータの1つ又は複数は、本明細書で説明するように、反復プロセスにおいて、マッピング、標的化、及び治療プロセスを通して動的に変調され、試験及び／又は修正されて、システムのための最適使用パラメータを決定するようにすることができる。したがって、システムは、時間の経過とともに、人についてより多くの、より効果的な治療を施すように、人ごとに最適な治療プロトコルを決定し、実施するように構成されてもよい。その結果は、痛みの経験をより良く特徴付けること、痛みの原因となる組織、例えば神経をより良く定義すること、空間的な位置決め、及び治療波形の特性の観点から治療をより良く管理することによって達成され得る。したがって、このシステムは、治療を受ける人の生活の質をより良く向上させるために構成されている。
[0312] 同様に、これらの識別された痛みの特性、及びその個性的な特徴を持つ治療を受けている人の最適な治療パラメータは、定義され、分類され、カタログ化され、タグ付けされ、システムの一つ又は複数のデータベースに保存されてもよい。次いで、システムは、広範囲の痛み及び／又は被治療者の特徴にわたって、長期間にわたって、それらを治療するために有効であった又は有効でなかったそれぞれの治療プロトコルを用いて、本明細書に記載されるような様々な分析を実行することができる。さらに、それらの間の類似点及び非類似点に関するような、それらの痛みを定義し、特徴付けることができる。
[0313] 特定の例では、痛み治療システムのユーザは、痛みの経験を改善するように装置の1つ又は複数の構成要素を制御する責任を負う、訓練を受けた専門家、医療従事者、又は治療される対象自身などであってよい。したがって、そのような場合、全体的なシステムは、収集されたデータを評価し、第1のプロトコル及び第1のプロトコルを実施するための一連のユーザ指示を生成してもよく、この指示は、標的部位を定義し及び／又は標的部位に治療を施すように、ユーザを歩かせ、及び／又はシステム自体に指示してもよい。
[0314] 次に、システムは、動的かつ対話的なインタビュープロセスなど、一連の質問を管理することができ、それによって、システムは、治療された被験者から痛みの減少の経験を引き出すことができる。被験者の主観的な回答は、次に処理され、同じ又は類似の痛みの経験のために治療された他の被験者のコレクションと比較されることができる。次に、システムは、実行された分析に基づいて治療プロトコルに1つ以上の修正を生成してもよく、痛みの状態をより良く緩和するための治療を継続するために、被験者に新しいプロトコルを提示してもよい。
[0315]具体的には、痛みの治療のためのプロトコルを生成する際に、システムは、痛みがどこにあるか、痛みがどのように特徴付けられるか、例えば、急性、鋭い、及び速い対慢性、鈍い、及び遅いなど、並びに、投与前と投与後との比較や受けた他の治療との比較など、以前の治療のラウンドが痛みの緩和にどのように影響したかについて被験者から特徴を引き出すように一連の質問を選択又は他の方法で生成してもよい。ユーザの応答に基づいて、システム構成及び／又は治療パラメータのうちの1つ又は複数は、次に、後続の治療投与においてさらに使用するために調整され又はタグ付けされ得る。これらの手順は、被験者のための最適なパラメータが特定され、被験者に投与されるまで、その後1回以上繰り返されてもよい。
[0316] 例えば、治療データ及び痛みとその緩和に関する被験者の主観的な経験が収集されると、これらの結果に基づいて、装置構成、治療パラメータ、及び痛みの緩和の経験の、システムによって決定される対応関係に基づいて、構成及びパラメータの様々なものを重み付け及び再重み付けすることが可能である。したがって、システムは、システムおよび治療構成に関するデータを収集し、それらを分析し、どの要因が痛みの緩和に寄与し、どれが寄与しなかったかを決定し、それに対応して、これらの要因を決定する際に重み付けおよび再重み付けを行うことができる。
現在または将来の被験者に将来使用するための治療構成およびプロトコルを提供する。
現在または将来の被験者に将来使用するための治療構成およびプロトコルを提供する。
[0317] したがって、これらの要因は、治療及び投与の様々な特徴に基づく1つ以上の定義されたカテゴリ及び分類に関してなど、システムのリポジトリの1つ以上のライブラリに識別、分析、重み付け、タグ付け、分類、及び格納されることが可能である。様々な実施態様において、パラメータの1つ又は複数は、痛み軽減の程度、痛み軽減の持続時間、痛み軽減の質、痛み軽減の迅速性などの、1つ又は複数の入力された又は他の方法で決定された人の治療の目的に基づいて、重み付けされて実施されてもよい。システムはさらに、被験者の反応を経時的に追跡し、それらを使用して、治療される個人に治療を個人化してもよい。
[0318] 分析、評価、及び重み付けは、例えば、標的神経繊維の特定、tMS適用装置の適切な向き、及び対応する痛みの改善を達成するように送達されるパルスの振幅、周波数、持続時間、電流、及び電圧を含む予め選択された波形特性及び送達パラメータを有する磁気パルスを送達することを説明する処理手順の投与を介して痛みの軽減を高めることに関して、1又は複数の選択又はシステムが決定した目的に基づくことができる。その結果、これらのパラメータの様々なものが互いに因果関係を持ち、1つのパラメータの調節が対応する痛みの感覚の増加または減少につながるなど、1つ以上の区別可能なパターンを形成することになるかもしれない。これらの接続及びパターンは、標的神経がどのように識別されているか、tMS装置がどのように方向付けされているか、及び／又は磁気パルスがどのように生成及び／又は送達されているかに向けられる場合がある。
[0319] したがって、システムは、このデータを決定及び分析し、それによって様々なパターンを識別し、そこから1つ又は複数のプロトコル、例えば規則、又は目的を開発し、その規則を用いて、治療プロトコル及びシステム構成をより効果的に実施することができる。治療プロトコルと装置の向きに関してなど、治療構成と痛みの改善との間の様々な関係の識別されたパターンから開発された他の規則も、例えば、以前の被験者を治療するときに採用されたパラメータと設定とに基づいて新しい被験者を評価し治療する際に決定し実施することができる。したがって、1つ以上のパターンがシステムによって、具体的にはその適切に構成されたAIモジュールを介して決定されると、そのパターンは、ルールを導き出すために使用され、それによって、治療およびtMS システムは、新しい治療プロトコルを生成するように構成することができ、システムの配置は、被験者の神経繊維をターゲットとするためにより調整され得る動的な方法で その結果、痛みの経験を緩和するように、その決定された目的を達成するためにシステムをより効果的かつ効率的にするように、識別された関係及び／又は決定されたパターンを考慮して、1つ又は複数の行動がシステムによって取られることができる。
[0320] 例えば、様々な治療パラメータ及び／又はシステム構成とそれに関する要因との間の関係、例えば、被験者の治療のために神経繊維を識別し標的化する最善の方法に関するパターン、痛みの経験の低減を喚起することに関して磁気パルスでその神経を最もよく活性化する方法に関するパターンが決定されると、システムは1又は複数の行為、例えば．神経を疲労させることなく痛みを治療する上でシステムをより効率的にするために、以前のプロトコルの成功に基づく新しい改訂されたプロトコルを生成するための修正措置、例えば、1つまたは複数の措置をとることができる。したがって、上記の観点から、システム、例えばその人工知能モジュールは、収集されたデータ、治療プロトコル、システム構成、および治療が提供される状況について1つまたは複数の分析を行うように構成されてもよく、それによって最適な治療プロトコルが決定され、理想のシステム構成が決定され、磁気パルス用のモデル波パターンも決定され得る1つまたは複数のパターンが決定され得る。同様に、これらの分析に基づいて、システムは、治療の様々な結果を評価するために構成されてもよく、他の決定されたパラメータの1つ以上が与えられると、システムのAIは、より良い予測結果を達成するように修正され得る理想的な治療及び／又はシステムパラメータを推奨することができる。
[0321]それゆえ、1つ以上のパターン又は傾向が確立されると、治療とその達成された目的との間の相関が決定され得る。したがって、パフォーマンスの高いパラメータは、次に、本明細書に開示されるように、新しいプロトコル及び構成を生成する際にシステムによって後で使用するために、得点化、重み付け、及び保存することができる。システムは、治療に対する被験者の個々の反応に基づいて、痛みの最大限の減少をもたらすパラメータ及び構成を記憶してもよい。これらのパラメータ及び構成は、結果として得られる改善及び得点に対応付けられ、特定されたパターンは、次に、各特定の被験者及び／又はある被験者のための新しい治療パラメータ及び構成を開発するために使用され得る。これらのパターンは、システムのAIモジュールによって認識及び特定されてもよい。
[0322] 特定の実施例では、AIモジュールは、パターン認識又は機械学習プラットフォーム、並びに予測モジュールを含んでもよく、これらのAIモジュールは、共に、パターンを認識し、それらを分析し、システム及びその治療レジームを再方向付け及び／又は校正するための規則、例えばプロトコルを決定するように構成されてもよい。これらのパターンから、システムの機械学習及び／又は予測モジュールは、コンテンツ、例えば、オンラインコンテンツを評価するために採用されてもよい。痛みの経験及び痛みの改善に関する治療への反応に関する1人以上の被験者の特定のパターン（複数可）を評価することができる。そして、治療プロトコル及びシステム構成の有効性及び有用性を計算するように、両者の関係のパターンを決定することができる。
[0323] このような評価は、特に、決定された治療体制の1つ以上の決定された目的に関して、多くの異なる理由のために実行され得る。このプロセスは、痛みの軽減につながるシステムパラメータ及び／又は構成のパターンが、他の人が経験した使用及び痛みの軽減のパターンと一致又は対立するように見える場合、又は治療管理にわたる同じ期間において、有用である。具体的には、システムは、例えば、治療を受ける1人または複数の人において、痛みの経験の減少に影響を及ぼす様々な要因の存在を決定するように構成されてもよい。
[0324] 様々な実施態様において、神経繊維の識別及び標的化、それに対するtMS適用装置の方向付け、並びにtMS送達パラメータの構成に係る要因など、多くの要因が存在してもよく、また、どの要因が痛みの経験の減少につながり得るか及び／又は影響を及ぼすか、並びにどの程度かを決定するためにも、そのような要因が存在してもよい。さらに、これらの影響する要因が決定されると、システムは、例えば、好適に構成された学習モジュールを介して、次に、そのような影響を利用する治療プロトコルを生成する際に採用され得る規則またはパラメータを生成するように適合され得る。例えば、システムの予測知能モジュールは、影響因子が、それらを考慮して、重み付け尺度が増加または減少され得るようなものであるかどうかを決定してもよく、この重み付け尺度は、治療プロトコルを送達するためのシステムの構成及び送達パラメータの両方を重み付けするために使用されてもよい。
[0325] したがって、上記の観点から、様々なパターンが形成される場合、システムは、これらのパターンを学習し、パターンにつながる要因を分解して学習し、それによって、例えば痛みの軽減における傾向の存在、及びその理由を決定することができる。同様に、このデータを使って、システムは痛みの軽減が起こる可能性の高い方法を予測してもよく、予測された結果につながる予測された要因に、0.0（あまり可能性がない）から1.0（ほぼ完全に確実）のような信頼度が与えられてもよい。したがって、システムが正しい予測、例えば、所定のパラメータが痛みの軽減などの目的に向かって一定の割合の減少を達成することを行う場合、開始する行動、例えば、治療の開始と、結果の行動、例えば、痛みの軽減との間の接続が強化され得る。
[0326] 例えば、第1の開始事象は、例えば、1つ以上の位置に関する標的神経繊維の特定であってもよい。さらに、第2の開始事象は、治療プロトコルの生成及び／又は配信であってよく、治療プロトコルは、痛みの経験に正の影響を与えることが知られている要素、例えば、痛みの減少に影響を与える要素を含む。次いで、提案された痛み治療の成功度に関して、システムのAIによって予測がなされ得る。この予測は、様々な投与及び／又はシステム構成要素の間の関係の強さ、例えば、重み付けに基づいてもよい。つまり、1つ以上の開始イベントに関して、予測がなされ、最終的な結果が生じる、例えば、痛みが軽減される場合、成功した結果につながっていた様々な接続が強化される可能性がある。
[0327] このような例では、これらの同じまたは類似の状態が、1人または複数の被験者について再び発生したとき、システムは、予測からより迅速に、それらの予測に基づいて、その有効性をより高く予測して、治療プロトコルを生成および管理するだろう。しかしながら、期待された予測事象、例えば、痛みの減少が達成されない場合、システムは、次に、様々な加重要因にアクセスして、モデルが機能しなかった理由を決定し、新しい予測モデルを開発できるように、システム及び／又はその構成部分に対する修正及び／又は再校正がなされるであろう。したがって、このような態様において、因子が互いに正の予測相関を有すると識別される場合、それらは接続されているとみなされ、その接続の強度を増加させることができる。
[0328]さらに、所定のプロトコル又は構成が痛みの経験の減少をもたらす場合など、2つの因子が一緒に発生するほど、その関連性の重み付けをさらに増加させることができる。予測モデルが機能しないか又は機能しなくなる場合、システムは、様々な要因及び／又は測定基準を分析し、新しい接続を描き、新しい予測モデルを考え出すように様々な定義された接続を再重み付けすることができる。次いで、新しい予測モデルは、客観的結果、例えば、痛みの軽減などを増加させることを期待して、新しい治療プロトコル又はシステム構成を生成するために使用されてもよい。したがって、あるパターンが観察され、予測された結果が発生すると、予測連鎖の様々な要素間の重みが増加し、このパターンが何度も伝播する可能性が高くなる場合がある。
[0329] しかしながら、パターンが観察され、予測された結果が発生しない場合、新しいパターンが実行されるまで、予測連鎖における様々な要素間の重みが減少し、及び／又は再編成されることがある。これらの予測分析は、重み付け、スコアリング、及び新しいプロトコル及び構成の生成に使用する治療プロトコル及びシステム構成を決定する際に特に有用である。特に、システムは、普遍的な治療プロトコル及び／又はシステム構成が、例えば、以前に治療された被験者のサンプルセットに基づいて、初期モデルとして開発及び使用され、このモデルは、その後、反復的かつ動的な様式で、特定の個々の被験者に適合させることができるように較正することが可能である。
[0330] 従って、行動とその行動の予測された結果との間の接続は、成功した予測結果、例えば、成功した痛みの治療などの推定を与えることによって、評価され得る。その推定が証明されたとき、予測モデルは、将来の実装のためなどに、強化されてもよい。しかし、その推定が証明されないとき、接続は弱められるかもしれない。
[0331] 特に、治療成功の予測結果は、複数の同じ又は実質的に類似した状況、例えば被験者間の痛み体験において、同じ又は類似のプロトコルが使用されることが提案されている場合など、考慮されている変数の全体に基づいて行われることがある。したがって、以前のパターンが、同じ又は異なる治療対象において繰り返される場合、そのパターンにつながるものとしてシステムによって識別された様々な変数、及びそれらの間の接続は、より重視されうる。同様に、パターンが崩れた場合、開始作用、例えば痛みの改善と、予測されない結果の発生につながる様々な要因との間の様々な関連性には、より低い重みが与えられるかもしれない。その後、治療プロトコルの要素及び／又はシステム構成の新たな重み付けと構成が、新たな肯定的パターンが再来するまで行われるかもしれない。パターンの変化はまた、様々な次元に沿って集約され、様々な被験者に対する複数の治療プロトコルをグループ化することができ、このグループ化は、治療に対する集合的な応答に基づいて治療のパターンをより正確に定義し重み付けするために使用することができる。
[0332]このような態様において、システムは、様々な治療プロトコル、関連する要因、及びそれに関する構成、並びに治療される被験者の特徴を追跡するように構成され得る。したがって、痛みの緩和に関して、そのようなパターンの出現及び／又は維持に影響を及ぼす可能性のある様々な識別可能な要因は、普遍的及び／又は個別の治療プロトコル及び構成を動的に選択及び採用するためなど、複数の異なる用途のために識別、予測、及び採用することができる。
[0333] 例えば、本システムは、治療を必要としているユーザに提示されるインタビューを生成するために構成されてもよい。このような例では、一連の質問が生成され、及び／又は質問のデータベースから選択されてもよく、これらの質問は、個人及びその痛みの経験のプロファイルを構築するために使用できる回答を生成するように提供されてもよい。したがって、提示された質問に応答して、一連の回答が受信されてもよく、その特定の個人の痛みの経験を特徴付けるように、1つ以上のデータ構造の検索が行われてもよい。その個人にとって何がその痛みを引き起こしているのかに関する最初の予測が生成されるかもしれない。例えば、その特徴付けが、同じ又は類似の特性又は状況を有する痛みを経験した他の被験者との比較に少なくとも部分的に基づく場合などである。
[0334] 同様に、例えば、他の人にうまくいったことの比較に基づいて、第1の治療プロトコル及び成功の第1の予測を生成することができ、第1の治療プロトコルに基づいて、第1の一連の治療がなされることができる。その後、治療された個人によって報告されたその結果は、システムによって分析され、1つ以上の新しいプロトコルが生成され、1つ以上の成功度の新しい予測がなされ得る。様々な実施態様において、システムは、治療の有効性を追跡するため、及び、痛みの停止をよりよく達成するように1つ以上のシステムパラメータを調節することなどにより、是正措置を取るために構成されてもよい。
[0335] 例えば、痛みの減少をもたらす1つ以上のパラメータの変化は、増加したスコアを与えられ、したがって、より大きな重みが与えられることがある。したがって、特定されたパラメータは、治療される個体に投与される更なる治療プロトコルで使用され得る。このプロセスは、痛みの経験に影響を与える関連するパラメータがすべて定義されるまで繰り返すことができ、定義されると、これらの定義されたパラメータを最適化するように新しいプロトコルが開始され得る。このようにして、全てのパラメータを特徴付け、個別に評価することができ、うまくいくものにはより大きなスコアと重みを与えることができ、一方、うまくいかないものにはより小さなスコアと重みを与えることができる。
[0336] 具体的には、システムは、1つまたは複数の質問に対する答えを予測するように照会され得る1つまたは複数のデータ構造を生成し、採用してもよい。例えば、本明細書で詳細に説明するように、システムは、個人の個人的特徴、形態、及び痛みの経験に関する記述を含む、個人の痛みの経験に関する情報を受信するように構成されてもよい。さらに、システムは、同様の条件及び／又は経験を共有し、治療を受けた他の人の選択でデータ構造を入力してもよく、それによって、治療が成功したことも成功しなかったこともあり得る。
[0337]これらのデータの各々は、データ構造のノードとして機能することができ、システムは、次に、ニーズ間の対応関係を決定するようにデータを分析し、それによって、ノード間の1つ以上の関係を決定することができる。次に、システムは、ノード間の共通の接続に重み付けし、増加した重みを与えるなどして、痛みの成功した改善につながるそれらの関係を強化し、痛みの減少につながらないそれらの関係には、より少ない重みまたは負の重みさえ与えることができる。このような態様において、本明細書で上述したようなそれらの要因を特定することができ、痛みの減少につながるそれらの要因を定義し、重み付けし、スコア化することができる。次に、このスコアリングは、治療を求める任意の特定の個人のための治療プロトコルを生成するために使用することができる。
[0337]これらのデータの各々は、データ構造のノードとして機能することができ、システムは、次に、ニーズ間の対応関係を決定するようにデータを分析し、それによって、ノード間の1つ以上の関係を決定することができる。次に、システムは、ノード間の共通の接続に重み付けし、増加した重みを与えるなどして、痛みの成功した改善につながるそれらの関係を強化し、痛みの減少につながらないそれらの関係には、より少ない重みまたは負の重みさえ与えることができる。このような態様において、本明細書で上述したようなそれらの要因を特定することができ、痛みの減少につながるそれらの要因を定義し、重み付けし、スコア化することができる。次に、このスコアリングは、治療を求める任意の特定の個人のための治療プロトコルを生成するために使用することができる。
[0338]従って、この情報の全ては、任意の所与の被験者、痛みの彼らの経験、及びシステムによるそれらの成功した治療を特徴付けるデータポイントを形成することができる。これらのデータポイントは、次に、データ構造内のノードとして採用されてもよく、このデータ構造は、データツリー及び／又は知識グラフ等の任意の適切な形態をとることができる。これらの様々なデータ点、例えばノードから、痛みを特徴付けるノードと、痛みの改善につながったシステム構成及びプロトコルを特徴付けるノードとの間の関係が、得られてもよい。特定されたデータ点間のこれらの接続は、それらの間の相互作用の数および形態に基づいて重み付けされてもよく、痛みを緩和するために定義された様々な要因およびシステムによって取られた行動もまた重み付けされてもよい。
[0339] したがって、システム構成及び／又は治療プロトコルが、1人又は複数の個人の痛みの軽減を、例えば肯定的な形で導くほど、痛みの軽減につながるこれらの関係及び相互作用を定義するために採用され得る様々なノード間の重み付けは大きくなる。同様に、プロトコル及び／又はシステム構成が痛みの軽減をより否定的に導くほど、これらの相互作用を定義するために与えられる重みは小さくなる（又はより否定的になる）。同様に、様々な事例において、システムは、実際に起こる結果について予測を行うことができる。他の例では、予測された結果は発生せず、そのような場合、過去の事象の結果の成功した予測に基づいて、将来の事象に対する結果を予測する際に、関連する因子及び構成に、より多くの又はより少ない重みが与えられることになる。
[0340]従って、システムの構造化データベースの様々なノード間のデータポイントは、ノード間の相関関係を生成し、知識グラフ又はツリーのようなデータ構造をそれによって構築するように、それらの相関関係を重み付けするために使用されてもよい。その後、データ構造を照会して、以前は知られていなかった他の関係を判断することができる。これらの新しいデータポイントは、システムの使用に影響を与える外部要因の影響を予測するために採掘されてもよく、治療プロトコルの生成に使用されてもよく、さらに最適なシステム構成の選択に使用されてもよく、そのすべてがテストされ得る。このテストの結果は、個人が同じまたは類似の特性および／または痛みの経験を有する場合など、他の人が同じまたは類似の治療レジームにどのように反応したかという使用パターンの集合体に基づいて、新しい治療レジームの潜在的結果を予測および重み付けするために使用されてもよい。
[0341] 例えば、知識グラフなどのデータ構造が生成されてもよい。特に、知識グラフは、システムが、治療される様々な個人に関する既知のデータ、例えば、被験者の状態及び痛みの特徴を特徴付け、さらに、これら及び他の被験者をうまく治療するために実施された様々な治療プロトコル及びシステム構成に関する既知のデータを受け取ることによって生成されてもよい。これらのエンティティの各々は、知識グラフのノードを形成してもよく、ノード間の相互作用は、一方が他方にマッピングされ、スコア化されてもよい。相互作用が肯定的である場合、その相互作用に対して肯定的なスコアが与えられ、否定的である場合にも同じことが与えられる場合がある。
[0342] このような態様において、システムは、共に関係の星座を形成するデータポイントの星座を構築するように構成されてもよい。これらの関係は、既知の痛みの特徴付けと、その痛みの経験を緩和するために成功裏に採用されたプロトコル及びシステム構成との間の網を形成する多数の相互作用によって定義される。これらの知識グラフ、それらが表す様々なデータ点、及びそれらの間の関係は、痛みの経験を減少させるように各個人を治療するための治療プロトコル及びシステム構成を動的に生成するために、システムによって使用され得る。
[0343]様々なデータ点間の関係の数及びそれらの相関の強さは、次に決定され、既知又は事実に基づく関係を重み付けするために使用される場合がある。同様に、これらの既知の事実に基づく関係から、以前に知られていない、推論された関係が決定され、重み付けされる場合がある。このような方法で、知識グラフまたは他のデータ構造は、既知および未知の推論された関係の両方を含むように生成されてもよい。これらの既知の関係は、次に、個人の痛みの経験に対する治療に有用であり得る治療プロトコル及びシステム構成を特定するために利用されてもよい。
[0344]したがって、一旦生成されると、知識グラフは、グラフの様々なノード間の様々な関係に関して1つ以上の決定を行うように、いくつかの線に沿って照会されることができる。そのような例では、システムは、それらの関係を強化または減少させるためにどのようなアクションが取られ得るかを予測するように、識別された接続を活用することができる。基本的に、1つの例では、システムは、個人の痛みの経験と、その痛みの治療に成功したプロトコルおよびシステム構成との間の関係を決定するように構成することができる。これら2つの要因の間のその関係の強さから、その被験者の治療に成功するために使用されたプロトコル及びシステム構成が、例えば、後の時点で、その同じ被験者、及び／又は同じ若しくは類似の特性及び／若しくは痛みの経験を有する他の被験者の治療に再び採用される可能性に重み付けするようにスコアを与えることができる。
[0345] 従って、様々な実施形態において、システムは、多数の異なるパラメータに沿って照会され、多数の異なる測定基準及び／又は回答を決定して重み付けし、それによって様々な異なる予測を行うように構成され得る。これらの予測は、次に、正しい確率などの重み付けされたスコアを与えられてもよい。そのスコアに基づいて、システムは、標的神経に治療を施し、予測された応答を適切に考慮及び／又は補正するように、治療プロトコル及び／又はtMSアプリケータの向き、並びにパルス特性を生成することができる。
[0346] 例えば痛みの緩和のために磁気パルスを適用するための治療プロトコルを生成するためのような、そのような機能を実行するための典型的なアーキテクチャでは、システムは、関連するプロトコル及び／又は磁気パルス特徴のデータベースを含んでもよい。例えば、1つ以上のデータベースは、被験者の条件、痛みの特徴、ならびに過去にそれらの痛みの条件を治療するように成功裏に採用された治療プロトコルおよびシステム構成の間の共通性について照会または検索され得る。システムはまた、検索クエリを絞り込み、システムが質問され検索されている特定の質問に関連すると判断した他の特性データを特定するように、パターンデータ、ならびに過去、現在、および／または未来の予測結果データを特定および／またはピンポイントで特定することができる。そのような例では、関連するデータポイントは、一般的なリポジトリまたは専用のデータベースから識別されて引き出され、局所的なデータ構造が構築されてもよい。
[0347] 問題の検索を実行するために、任意のデータ構造を構築し、採用することができる。しかしながら、様々な実施例において、データ構造は、リレーショナルデータベース管理システムを介して実装され得る構造化クエリ言語（SQL）データベースなどのリレーショナルデータ構造であってよい。例えば、一実施態様では、SQLデータベースは、1つ以上のテーブルが、メディアコンテンツなどのデータを格納し、検索し、関係を決定し、クエリを実行して構造化された方法で回答し得る基本構造を形成するような、テーブルベースのデータ構造であってよい。特に、様々な実施形態において、テーブルベースのデータベースは、提示され、検索され、1つ以上のクエリに対する回答が決定され得る関係を決定するために使用されてもよい。
[0348] 典型的には、このようなデータ構造では、キーなどの識別子が、あるテーブル内のデータを別のテーブル内のデータに関連付けるために使用される。例えば、典型的には、SQLデータベースは、リレーショナルアーキテクチャを有する。これらの構造は、テーブル構造によって表現されることがある。次に、例えば、一連の表またはワードグラフが採用され、それによって、適切な治療プロトコルおよび／またはシステム構成の構築において特に使用され得るパラメータおよび／または測定基準を特定するために、相関が反復的に行われ得る。
[0349] 具体的には、治療を受けている特定の被験者が、特定の方向及び装置設定など、選択された治療プロトコル及び／又はシステム構成に肯定的又は否定的に関与しているかどうかに関して、被験者の通常の（過去の）痛みの経験、及び／又は治療に対する典型的な反応と、プロトコル及び／又は構成の変更を与えられた現在の経験及び反応との間に、第1の相関がなされてもよい。例えば、最初の相関は、疼痛緩和プロトコルに対する被験者の反応の性質を決定することができる。これは、過去の治療及びプロトコルの期間について検討されてもよく、被験者が治療にどの程度反応するか、及び相互作用が時間と共にどの程度一貫しているかについてのベースラインを決定するように、一連の日、週、又は月にわたって決定されてもよい。
[0350]これらの比較及び分析の結果は、対象に対するその後の治療、及び／又は同様の方法で治療した場合に、他の者がどのように反応したかと比較することができる。そのような方法において、現在の対象は、対象の過去の反応の平均又は平均、及び／又は同様の方法で治療された、他の人の反応の平均又は平均と比較することができる。次に、このデータを分解し、第1のテーブル、または他のデータ構造を形成して、このデータを第1の使用モデルサンプルセットとして記録してもよい。
[0351]その後、第2のテーブル又は他のデータ構造を構築して、様々なプロトコル、構成、及び／又はシステムパラメータの下で治療されている被験者、又は治療された被験者の集団を追跡し、被験者自身又は集団と比較することができるようにしてもよい。被験者の現在の相互作用及び経験が、彼ら又は他の人の過去の相互作用と一致するかどうか、及び／又は彼らの現在の経験が関連する他の被験者の集団とどのように一致するかを決定するために、2つのデータ構造は互いに比較され得る。ユーザーの現在の応答が、彼らの歴史的または予測される使用平均から外れていると判断される場合、システムは、より深く掘り下げる価値があるとしてそのインタラクションにフラグを立てることができる。
[0352]必要であれば、システムはデータ構造をマイニングし、現在の主題と治療に対する応答との間の他の相関関係を探し始めることができ、このユーザーの現在の相互作用が予測された行動から外れている理由について可能な説明を決定することができ、それは良くも悪くもなり得る。具体的には、データ構造が一連のテーブルである場合、ユーザーの識別子を多数のテーブルを通して検索し比較することにより、多種多様な相関関係
ある治療体制での現在の経験を説明する上で決定的となる可能性がある。正または負の相互作用の源が存在すると決定された場合、システムは、その経験を強化または修正するための修正レジームを実施することができる。
ある治療体制での現在の経験を説明する上で決定的となる可能性がある。正または負の相互作用の源が存在すると決定された場合、システムは、その経験を強化または修正するための修正レジームを実施することができる。
[0353]このキーは、ユーザーの現在の応答が過去の応答と一致しない理由などの質問、プロンプト、またはコマンドに応答してアクセスされることがある。キーは、名前、番号、例えばRFID番号、携帯電話識別番号、電話番号などの任意の共通識別子であってよく、それによって、1つ以上のテーブル、または他のデータ構造にアクセスし、相関させ、および／または質問に回答することができる。したがって、キーがなければ、あるテーブルの情報と他のテーブルの情報との相関関係を構築することが難しくなる。特定の実施例では、テーブルはハッシュテーブルであってもよく、他のデータ構造との相関のためにテーブルを検索する際にハッシュ関数が採用されることがある。
[0354] 示されたように、データベースを構造化するために使用され得るさらなるアーキテクチャは、データツリー、例えば、接尾辞または前置木であり、様々なデータ要素が、圧縮されて、しかし相関する方法で格納され得、様々な根および枝が、潜在的相関に関して発散データ点を形成している。他の実施例では、グラフベースのアーキテクチャが構造化され、1つ以上のクエリに対する結果を決定するために使用されてもよい。特に、メディアリポジトリを構造化するために、そのデータベースを使用して実行される計算分析の性能を高めるように、知識グラフアーキテクチャが採用される場合がある。そのような分析は、所定の患者の現在の活動及び治療に対する反応が、過去の活動及び疼痛治療に対する反応と一致するかどうかを判断するように採用され得る。したがって、本明細書で採用する洗練されたアルゴリズムは、患者を治療するために必要な情報を提供するために
成功した治療プロトコルおよびシステム構成の特定および評価、スコアリングなど、より効率的で正確な検索を可能にするために、リレーショナルデータベースのインフラストラクチャを構築し、そのデータを収集、グラフ化し、グラフベースの分析の実行、および表または木ベースの分析の実行などにより、そこから予測を導き出すことができる。
成功した治療プロトコルおよびシステム構成の特定および評価、スコアリングなど、より効率的で正確な検索を可能にするために、リレーショナルデータベースのインフラストラクチャを構築し、そのデータを収集、グラフ化し、グラフベースの分析の実行、および表または木ベースの分析の実行などにより、そこから予測を導き出すことができる。
[0355] その結果、1つの態様において、本明細書に記載されるような検索可能な関係データ構造を構築するために同じものを使用する装置、システム、及び方法が提供される。特に、一例では、本明細書に開示される装置、システム、および方法は、以下のようなデータを生成および／または他の方法で収集するように採用され得る。1人または複数の被験者が時間とともに治療にどのように反応するかに関連する治療およびシステム構成データ。このデータは、次に、同じ又は類似の人口統計学的な範囲内など、1人又は被験者のグループに対する痛みの経験をより効果的に特徴付け、次に緩和し得る治療プロトコルを開発する際に使用され得る。
[0356] したがって、一実施形態では、検索可能なデータベースを構築し構造化するための方法が提供される。例えば、第1のステップにおいて、データ、例えば、治療の適用及び／又は反応に使用される因子及びパラメータは、特定され、スコアリングされ、収集され、例えば、後の時点で再度スコアリングされ、クリーニングされ、重み付けされ、その後、分析用に準備されてもよい。様々な実施形態において、データは、ラベル付け及び／又は分類されてもよく、次いで、知識グラフ、表、又はツリー状構造などの検索可能なデータアーキテクチャに構造化されてもよい。そして、データベースが構造化されると、次に、決定された又は推測された関係に従って、データ、例えば、治療プロトコル及びそれに対する応答、並びに、それにつながる条件が入力されてもよい。そのような関係は、観念的、事実的、または効果的なものであってよい。
[0357]より詳細には、特定の事例において、例えば、治療プロトコルに関連するデータポイント、及びデータベースに入力され得るそれらのプロトコルに好意的に応答した人々の間の関係を決定するように、本明細書に開示されるような機械学習プロトコルが採用されてもよい。そのような関係は、既知の事実に基づいて決定されてもよく、そのような学習は、例えば、痛みの経験及び場所、相互作用、装置の向き、磁気パルス構成、治療に対する応答、及びそれらに係る関係、並びに他の関連データなどのデータをラベル付け、分類、及び保存するために既知の要因が使用され得るような教師あり学習であってよい。
[0358] 他の実施例では、学習は、教師なし学習のように、推論されることがある。例えば、ある実施態様では、記憶されるべきデータが知られていない場合があり、データ間の関係が予め決定されていない場合があり、回答されるべきクエリもまた、他の方法で特定されていない場合がある。そのような場合、格納されるデータは教師なしであり、そのようなものとして、格納されるデータのパターンおよびデータ点間の共通性などのそれらの関係が、概念的に決定されてもよく、一度決定されたそのようなパターンは、次に、検索可能データアーキテクチャを構成するアーキテクチャの形成において使用されてもよい。
[0359] 例えば、システムによる投与に対する個人の反応、例えば、治療を受ける際の痛みの経験の減少が、肯定的または否定的のいずれかのパターンを破る場合、システムは、関係するものを探索することができる。どのようなパターンが破られたかを判断するため、および／またはその維持や影響を修正するため、あるいは単に新しい反応パターンが出現していると判断するためであり、その場合、より深い調査は保証されないかもしれません。例えば、既知のパターンのシーケンスを使用して、既知のシーケンスにおける事象A及びBが事象Cに続く可能性があり、事象Cが予測通りに起こらない場合、フラグが立てられた事象の原因の性質のより深い探査を開始するためのフラグが立てられることを推論することができる。しかしながら、最初の探査の際に、行動の新しいパターンが確立されていることが発見された場合、フラグは除去されてもよく、新しいパターン形成の原因に関するより深い探査が可能であるが、探査される必要はない。
[0360] 上述したように、特定の実施態様では、プラットフォームの中心には、したがって、生成されたデータ構造、例えば、グラフベースのデータベースアーキテクチャであってもよい。生成されるデータ構造は、システムのAPI及び／又はスキマーが複数のソースからデータポイントを取得し、それらのデータポイントを、データポイント間の関係及び／又は相関がなされ得る適切なデータ構造にポッピングすることによって、オンザフライで構築され得る。これは、1つまたは複数の企業の広告キャンペーンに対する消費者の反応を個別にまたは集団で決定する場合に特に有用である。
[0361] まず、データ構造を入力する際に、既知の事実、例えば、システム設定および条件パラメータ、および／またはそれに対する応答が入力される場合がある。次に、既知の関係が決定されてもよい。これらの既知の事実及び既知の関係から、そうでなければ未知の事実及び／又は関係、例えば、個人が1つ又は複数のパラメータの変更にどのように応答するかが、次に決定されてもよい。
[0362] このような態様において、採用された治療パラメータ、波動パルス特性、提案された標的部位に対するアプリケータの向き、及びマッピング手順に対する報告された応答、例えば、どの三角測量及び／又は三角測量セットが痛み緩和に対する最大の応答を誘発するかに関して、知識グラフなどのデータ構造の構築におけるデータポイントとして活用され使用されてもよい。このデータ構造から、例えば、経時的な単一の被験者の間、または被験者の集合の間で、痛みの軽減をもたらすことに関して、これらの様々な要因がどのように互いに作用するかを決定することによって、相関関係および関係を決定することができる。
[0363] 次に、これらの関係のタイプ、質、及び／又は量は、システムによって決定されてもよい。痛みの軽減（及び／又は他の測定基準）は、以下のように評価されることができる。システム構成の幅広い選択と比較して、痛みの質の低下を定量化する観点から、その結果は、所定のクエリに応答するなど、予測される結果を決定するように採用され得る。例えば、データ構造は、1つ以上のパラメータの変化が、痛みの量、質、及び／又は経験の変化、例えば減少をもたらす可能性を決定する目的で照会されてもよい。
[0364] データ構造が構築され、既知及び推論された事実及び関係が決定及び／又は重み付けされると、データ構造は、次に、1つ以上の治療体制及び／又はシステムの構成を構築するために有用なシステムパラメータの特定に関してなど、照会されることがある。具体的には、システムは、例えば、既知のクエリタイプのリストからなど、クエリが何であるかまたは何であるべきかについて、システムオペレータまたは治療対象者によって指示されてもよい。このような指示されたクエリは、監視された検索クエリを実行するように実装されてもよい。あるいは、システム自体が、より大きな説明に値する特定のパターンを識別する場合などに、クエリを自動的に生成してもよく、そのような教師なしクエリもまた、始動されるかもしれない。
[0365] より具体的には、データ構造に入力された様々なデータポイントは、ラベル付けされ、分類されてもよい。そのような分類は、既知のアイデンティティ及びそれらの間のパターンに基づいてもよく、識別されたメトリック及び／又はパラメータを特徴としてもよい。つ以上のフィルタが適用されてもよく、所定の検索クエリが、識別されたラベル及びカテゴリに関して実行されてもよい。特に、結果、例えば、既知の関係が、システムのユーザ及び／又は治療される人の1つ以上の目的の遂行に重要であると以前に決定されているような、第1のクエリが実行されてもよい。これは、システムがプライミングされているとき、および／または、システムが何を探しているかを知っているような方法で既にプライミングされているときに有用である。
[0366] 他の実施例では、予測AIモジュールは、それ自体が、以前に未知の関係を形成するパターン、共通点、及び／又は他の要素を識別してもよく、そこから1つ以上のラベル及び／又はカテゴリがシステム自体によって自動的に生成されてもよい。その後、システムは、これらの教師なし要素に関してシステムが生成したプロンプトに基づいて実行することができるクエリを実行してもよい。これは、対象となる神経を特定するように初期マッピングルーチンを開始する場合など、何を探しているのかが必ずしも知られていない場合に有用である。
[0367]特に、様々な実施態様において、機械学習モジュールが提供されてもよく、例えば、本明細書に記載の機械学習モジュールは、受け取った入力、例えば投与された治療の種類及び特性に基づいて、出力、治療に対する所定の応答がどのように達成されたかを認識するように適合されてもよい。具体的には、様々な実施例において、本システムは、受け取ったデータの初期入力及び／又は相関させることができる関係の種類、質、及び量に基づいて、より迅速かつ正確に相関を描くことを学習するように、受け取った入力、それが決定する関係、及びそれが出力する結果から学ぶように構成されてもよい。
[0368]同様に、AIマシンが、例えば、治療される1人以上の被験者の動作を学習すると、学習された動作は、次に、提供された推論エンジンを介してなど、第2のタイプのデータ、例えば、未知のデータに適用され得る。例えば、推論エンジンは、様々な関係を推論するため、及び／又は、以前に決定された既知の関係に基づいて、1つ以上の未知の変数、又はこれまで知られていなかった関係に対する答えを予測するために使用されてもよい。具体的には、痛みの改善とシステム設定パラメータとの間などの既知のデータ及び関係から、推論エンジンは、1つ又は複数のシステムパラメータの変更が痛みの軽減の変化にどのように影響するかについて予測を行うことができる。次いで、これらの予測データは、神経疲労及び／又はシステムの過熱を最小限に抑えながら痛みの軽減を最適化するために採用され得る1つ又は複数のシステムパラメータを選択するために使用されてもよい。
[0369] 決定することができる関係には、いくつかの異なるタイプがある。例えば、関係は、既知のものに基づいて決定されてもよく、例えば、それらは事実に基づいており、及び／又は、それらの事実の既知の効果に基づいて決定されてもよく、例えば、それらは効果に基づいており、例えば、論理に基づいている。様々な実施態様において、これらの関係は、未知であるが決定可能である推論、例えば、関係に基づいて決定されてもよい。具体的には、2つの治療投与間及び／又は2つの被験者間の関係、痛みの経験、相互作用、及び／又は1つ以上のシステムパラメータの他の関連条件は、それらの間で観察される様々な共通の事実及び／又は効果に基づいて推論されてもよい。
[0370] 本明細書で非常に詳細に説明するように、これらの以前は知られていないが推測される事実及び／又は関係は、本明細書に開示するようなデータ構造を生成することによって、予測モデルにおいて決定及び／又は使用されてもよい。他の既知の、例えば、事実、効果に基づく、又は推測されるデータポイントもまた、生成され、又は他の方法でシステムに入力されてもよい。これらのデータポイントは、その後、データポイント間の様々な関係の決定および／または重み付けにおいて使用され得る1つまたは複数のノード、例えばノードのコンステレーションを生成するために使用されてもよい。
[0371]特に、データ構造の様々なデータポイントは、以下のようになる可能性がある。
主語、述語、および目的語であることに関してなど、複数の異なるマナーで特徴付けられる。より詳細には、各ノード及び様々なノード間の関係は、回答すべき所定のクエリに基づいて、これらの3つのカテゴリのうちの1つに配置することができる特性を有することになる。したがって、ノードが入力されると、そのノードをより完全に定義および／または分類する1つまたは複数の特性も入力される。
主語、述語、および目的語であることに関してなど、複数の異なるマナーで特徴付けられる。より詳細には、各ノード及び様々なノード間の関係は、回答すべき所定のクエリに基づいて、これらの3つのカテゴリのうちの1つに配置することができる特性を有することになる。したがって、ノードが入力されると、そのノードをより完全に定義および／または分類する1つまたは複数の特性も入力される。
[0372]既知の事実とその既知の特性は、まず、既知の結果を決定するために機械学習モジュール（ML）によって採用され、その過程でMLモジュールは、学習プロセスのように、ノードとそれらの相互関係の間の動作のパターンを学習する。この訓練は、許容可能な精度が確立されるまで、例えば、所定の被験者について、又は複数の被験者にわたって、広範囲のサンプルセットにわたって行われることがある。一旦適切に訓練されると、例えば、深層学習プロトコルを介して、次に、MLモジュールは、未知の関係が決定される必要があり、未知の結果が予測されるデータ点を与えられてもよい。
[0373]具体的には、MLモジュールは、既知のデータ点及び関係に関して、関係の予想されるパターン、例えば、動作を学習した後、新しい又は未知のデータ点を分類及びラベル付けすることができる「推論」規則を開発することができる。これらのルールと既知のデータポイントおよび関係を相関させ、未知の関係を決定し、説明することができる。このような方法で、これまで未知であったデータポイント、その特性、および分類、ラベル付け、および/または関係性の定義を行うことができる。このような例では、決定されたシステム構成が与えられた場合に生じる痛みの改善の予測される経験に関してなど、期待される結果が達成される場合、システムの現状が維持され得る。しかしながら、これらの新しいデータポイントが、関係のパターン及び／又は期待される結果の破綻を呼び起こす場合、例えば、被験者が予期しない方法で反応する、又は予期しない結果が生じる場合、システム警告がトリガーされ、より深い探索が開始されてもよい。
[0374] さらに、ナレッジグラフアーキテクチャが構築されると、ＡＩモジュールは、たとえば治療がどこに適用されるべきなのか、及びどのシステムパラメータが用いられるべきなのかに対してシステムの１つまたは複数のクエリーに回答するために、及び／またはそれらに関して１つまたは複数の予測を行うためにそのナレッジグラフを用い得る。たとえば、ＡＩモジュールは、データ構造を構成し、たとえば本明細書に開示される機械学習プロトコルを介してなど、たとえば１つまたは複数の既知のまたは以前に未知であった事実を介してなど、それに関して１つまたは複数の機能を実装し、それによってそれらに関して様々な結果を予測し得る。
[0375]さらに、データ構造が生成されると、より多くの適切なデータを知識構造に追加することによって、継続的に更新および成長させることができる。そのようなデータは、治療される対象（複数可）に関連するあらゆる関連情報源から収集されるか、またはそうでなければ、より多くの潜在的なノード及び／または関係を構築するように使用されることができる。様々な実施形態において、システムは、システムユーザ、及び／又は適切なアクセス許可を有する他の第三者によってアクセス可能であるように構成されてもよい。そのような例では、ユーザは、例えば、好適に構成されたユーザインターフェースを介してAI予測モジュールにアクセスし、関連情報をシステムにアップロードし、及び／又は、例えば、X、Y、及びZシステムパラメータが変更されると被験者に痛みの経験がもたらされると予測されるもの、及び／又はそれに関するそれらの動作が確立及び／又は他の方法で予想される動作パターン内に適合するかなどの問い合わせに答えるための関連ノードを決定してよい。
[0376] システムのML及びAI予測モジュールは、多くの潜在的な用途を有する。特定の実施形態では、システムは、評価され、システム内に格納され、その後1人以上のターゲット受信者に投与され得る治療プロトコルを生成するために使用され得るオンラインコンテンツを収集するために構成され得る。このように、システムは、システムユーザ、例えば、治療される対象者が、であるクトップ又はモバイルコンピューティング装置のインターフェースにおけるような単一のユーザインターフェースから制御され得る治療をより密接に管理し、治療を監視し、治療パラメータをより効果的に変調することを可能にし得るプラットフォームを提供するために構成されてもよい。
[0377]具体的には、一実施形態では、ダウンロード可能なアプリケーションが提供され、このダウンロード可能なアプリケーションは、ユーザ、例えば、治療される対象が、より密接に治療の管理に関与し得るインターフェースを通じて、グラフィカルユーザインターフェース（GUI）を提供する。より具体的には、GUIは、コンピューティングデバイスのディスプレイにダッシュボードを提示するように構成されてもよく、そのディスプレイを通じて、ユーザは、より有意義な方法で痛みの治療において対話することを可能にされ得る。例えば、一例では、ダッシュボードは、一連のメニューを表示するためのようなディスプレイを提示してもよく、それによって、システムのユーザは、システムを構成し、システムによる推奨およびプロンプトに基づいて、治療管理を実効化するために直ちに実行できるような投与プロトコルを選択することができる。
[0378] このような態様において、リアルタイムの治療投与プロトコルは、例えば、システムによって自律的に生成されてもよいし、システム、又はシステムのユーザによって選択、推奨、及び／又は承認されてもよい。同様に、治療に対する被験者の反応に基づいて、治療される被験者の常に変化するニーズ及び経験に治療をよりよく合わせるように、標的化、方向付け、及びシステム使用パラメータに対する動的かつリアルタイムの修正が行われ得る。これらのシステム変更は、自動的に、または単に係合ボタンに触れることによって実施することができる。様々な実施態様において、ユーザは、システムによって生成され、ダッシュボード表示、例えば、携帯電話又はハンドヘルドコンピューティング装置などのクライアントコンピューティング装置上で動作するモバイルクライアントアプリケーションなどのダウンロード可能なアプリケーション又は「アプリ」を介してユーザ、例えば、治療される対象に提示されてその選択のために利用できる様々な治療プロトコル及びシステム構成から選択してもよい。ダッシュボードは、治療専門家などの他のシステムユーザが、現在または過去の治療に対する被験者の反応を考慮して、選択された治療パラメータを監視および／または承認できるプラットフォームを提供することもできる。
[0379] したがって、上述のように、機械学習モジュールは、治療されている被験者のプロファイル、それらを治療するために採用されているプロトコル及びシステムパラメータ、並びにそれらの治療に対する応答を生成するように採用され得る。プロファイルは、治療される被験者、その状態、例えば、痛みの経験、並びにそれらの治療に対するそれらの応答と共にそれらを治療するために以前に使用された治療パラメータを記述する特性、品質、及び／又は特徴のリストであってよい。このように、プロファイルは、複数の異なる方法によって生成されてもよく、例えば、ユーザにインタビューを提供し、その応答を保存することによって、さらなる特性が、システムとの関わりに基づいて決定されてもよく、例えば、それらを治療するために使用された治療プロトコルを追跡、特性化、分類、及びそれに対する応答を保存することによって、決定されてもよい。
[0380] さらなる特性は、同じ又は類似の条件及び／又は経験を有する選択されたグループが、個人的又は集団的に、又はその一部の治療に対して以前にどのように反応したかに基づいて決定される場合がある。このデータの全ては、次に、治療を受ける準備をしている個々の被験者のための1つ以上の治療プロトコルをより良く決定するために、共通点及びその間の関係の決定に関して分析することができる知識グラフを生成するために用いることができるデータのグローバルプールを生成するように、システムの種々のユーザに対して収集されてもよい。具体的には、様々な実施例において、これらの特性が決定されると、AIモジュールは、それを必要としている被験者を治療するために迅速に実施することができるリアルタイム治療プロトコルを生成するように、これらの特性間の様々な相関関係を決定することができる。
[0381]本システムの別の利点は、傾向の特定にある。例えば、本システムのコンピューティングデバイス、例えばサーバシステムは、被験者がどのように痛みを経験し特性付けしているか、痛みの改善治療にどのように反応しているか、どのようなシステム設定及びパラメータが痛みの緩和に影響を与えているかの中央リポジトリとして機能することができる。したがって、システムのAIモジュールは、このデータをマイニングして、治療プロトコルを予測可能な方法で生成、実装、およびテストするためのルールを開発することができます。様々な痛みの経験の改善に対応すると思われるシステム構成及び設定は、そうでないものよりも大きな重みを与えることができ、したがって、将来の治療プロトコルを生成するためのルールを生成するために使用され得、このルールは、その後、最適な効果を達成するためにテストされ、さらに改良され得る。
[0382] したがって、システムは、痛みの軽減及び／又は悪化の1つ又は複数の傾向を決定し、決定された傾向に基づいてシステムパラメータを更新又は他の方法で変更するように構成されてもよい。具体的には、システムは、動的であり、プロセス全体をより効率的にするように適用される規則を評価するように構成されてもよいルールベースのシステムとして実装されてもよい。特に、システムは、ルール、例えば、システム設定を支配するルールの変更が、より大きな効果、例えば、痛みの軽減をもたらす可能性がある1つ以上の傾向が識別され得るかどうかを決定するように、システムによって実行されている全体的なプロセス、例えば、痛みを治療するために採用される投与パラメータを、1つ以上の特性、例えば、痛みの経験における軽減量に対して評価し、ルールへの変更が痛みの治療に対する肯定的な応答をもたらすと予測されるとき、そのルールが採用されて痛みの投与パラメータを設定するときに適用されてもよい。
[0383] 例えば、ある規則が古くなり、規則がもはや有効でない、又は新しい規則が必要であるなど、期待又は予測された結果と観察された結果との間の不一致をシステムがフラグする場合、システムは、新しい、より有効な、システム設定に対応するように、プロセスにおいて適用されている規則のセットのうちの1又は複数を自動的に変更することが可能である。特に、システムは、システムによって導出された1つ以上のデータセットをレビューして結果に関する予測を行い、次に、予測された結果をより効率的に達成するようにシステムの規則を修正することができる人工知能（AI）モジュールを含んでもよい。
[0384] 本明細書に記載された主題の1つ以上の態様または特徴は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたASIC（application specific integrated circuit）、FPGA（field programmable gated array）、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および／またはその組み合わせにおいて実現されてもよい。これらの様々な実装は、データ及び命令を記憶システムから受信し、データ及び命令を記憶システムに送信するように結合された、特殊用途または汎用用途であってよい少なくとも1つのプログラマブルプロセッサ、少なくとも1つの入力デバイス（例えば、マウス、タッチパネルなど）、及び少なくとも1つの出力デバイスを含むプログラマブルシステム上で実行可能及び／または解釈可能な1以上のコンピュータプログラムにおける実装を含んでもよい。
[0385]プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、ハードウェア、アプリケーション、コンポーネント、またはコードとも呼ばれるこれらのコンピュータプログラムは、プログラマブルプロセッサ用の機械命令を含み、高レベルの手続き型言語、オブジェクト指向プログラミング言語、関数型プログラミング言語、論理プログラミング言語、および／またはアセンブリ／機械言語で実装することができる。本明細書で使用される場合、「機械可読媒体」（コンピュータプログラム製品と呼ばれることもある）という用語は、例えば磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブルロジックデバイス（PLD）など、機械命令および／またはデータをプログラマブルデータプロセッサに提供するために使用される、物理的に具現された装置および／またはデバイスを指し、機械命令を機械読取り可能信号として受信する機械読取り可能媒体が含まれる。
[0386] 「機械可読信号」という用語は、機械命令および/またはデータをプログラマブル・データ・プロセッサに提供するために使用される任意の信号を指す。機械可読媒体は、例えば、非一過性のソリッドステートメモリ、磁気ハードドライブまたは任意の同等の記憶媒体のように、そのような機械命令を非一過性に格納することができる。機械可読媒体は、代替的にまたは追加的に、例えば、1つまたは複数の物理プロセッサコアに関連するプロセッサキャッシュまたは他のランダムアクセスメモリのように、そのような機械命令を一時的に格納することができる。
[0387] ユーザとの対話を提供するために、本明細書に記載された主題は、例えば、ディスプレイ・デバイスを有するコンピュータ上で実施することができる。
CRT（陰極線管）、またはLCD（液晶ディスプレイ）、またはLED（発光ダイオード）または（OLED）モニタは、ユーザに情報を表示するためのものであり、キーボードと、例えばマウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスは、ユーザがコンピュータに入力を提供し得るものである。様々な実施態様において、表示画面は静電容量式感知対話型タッチスクリーンディスプレイであってもよい。他の種類の装置も同様に、ユーザーとの相互作用を提供するために使用することができる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなどの任意の形式の感覚フィードバックであってもよく、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力など（これらに限定されない）任意の形式で受信されてもよい。他の可能な入力装置には、タッチスクリーンまたは単一または多点抵抗性または容量性トラックパッドなどの他のタッチセンシティブ装置、音声認識ハードウェアおよびソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ、デジタル画像キャプチャ装置および関連解釈ソフトウェアなどがあるが、これらに限定されるわけではない。
CRT（陰極線管）、またはLCD（液晶ディスプレイ）、またはLED（発光ダイオード）または（OLED）モニタは、ユーザに情報を表示するためのものであり、キーボードと、例えばマウスまたはトラックボールなどのポインティングデバイスは、ユーザがコンピュータに入力を提供し得るものである。様々な実施態様において、表示画面は静電容量式感知対話型タッチスクリーンディスプレイであってもよい。他の種類の装置も同様に、ユーザーとの相互作用を提供するために使用することができる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバックなどの任意の形式の感覚フィードバックであってもよく、ユーザからの入力は、音響、音声、または触覚入力など（これらに限定されない）任意の形式で受信されてもよい。他の可能な入力装置には、タッチスクリーンまたは単一または多点抵抗性または容量性トラックパッドなどの他のタッチセンシティブ装置、音声認識ハードウェアおよびソフトウェア、光学スキャナ、光学ポインタ、デジタル画像キャプチャ装置および関連解釈ソフトウェアなどがあるが、これらに限定されるわけではない。
[0388] 本明細書に記載される主題は、バックエンドコンポーネント（例えば、データサーバとして）を含むコンピューティングシステム、またはミドルウェアコンポーネント（例えば、アプリケーションサーバ）を含むコンピューティングシステム、またはフロントエンドコンポーネント（例えば、ユーザが本明細書に記載の主題の実装と対話できるグラフィックユーザインターフェースまたはWebブラウザを有するクライアントコンピュータ）、またはかかるバックエンド、ミドルウェアまたはフロントエンドコンポーネントの任意の組み合わせにおいて実装されてもよい。システムの構成要素は、デジタルデータ通信の任意の形態または媒体（例えば、通信ネットワーク）によって相互接続されてもよい。通信ネットワークの例としては、ローカルエリアネットワーク（「LAN」）、ワイドエリアネットワーク（「WAN」）、WiFi、及びインターネットが挙げられる。
[0389]コンピューティングシステムは、クライアントおよびサーバーを含んでもよい。クライアント及びサーバは、一般に、互いに離れており、典型的には、通信ネットワークを通じて相互作用する。クライアントとサーバーの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行されるコンピュータプログラムによって生じ、互いにクライアント・サーバー関係を有する。本明細書に記載された主題は、所望の構成に応じて、システム、装置、方法、及び／又は物品に具現化することができる。前述の説明に記載された実装は、本明細書に記載された主題と一致するすべての実装を表すものではない。その代わりに、それらは、記載された主題に関連する態様と一致するいくつかの例に過ぎない。
[0390] いくつかの変形例を上記で詳細に説明したが、他の修正または追加も可能である。特に、本明細書に記載されたものに加えて、さらなる特徴及び／又は変形を提供することができる。例えば、上述した実装は、開示された特徴の様々な組み合わせ及びサブコンビネーション、並びに／又は上述したいくつかの更なる特徴の組み合わせ及びサブコンビネーションに向けられることが可能である。他の実施態様は、以下の特許請求の範囲の範囲内とすることができる。同様に、範囲が与えられる場合、それらの範囲の間のすべての中間値が、あたかも個別に言及されているかのようにそこに含まれることが理解される。
[0391] 本明細書に例示的に記載された方法は、本明細書に具体的に開示されていない任意の要素または要素、制限または限定がない場合にも好適に実施することができる。したがって、例えば、用語 "comprising"、"including"、"including"
containing "などは、限定されることなく、広範に読まれるものとする。さらに、本明細書で採用された用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、かかる用語および表現の使用において、示され、説明された特徴またはその一部の任意の等価物を除外する意図はない。請求された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが認識されている。したがって、本発明は、好ましい実施形態および任意の特徴によって具体的に開示されているが、当業者によって、ここに開示されたそこに具現化された本発明の修正および変形がなされ得ること、およびそのような修正および変形は、本発明の範囲内にあるとみなされることを理解されたい。
containing "などは、限定されることなく、広範に読まれるものとする。さらに、本明細書で採用された用語および表現は、限定ではなく説明の用語として使用されており、かかる用語および表現の使用において、示され、説明された特徴またはその一部の任意の等価物を除外する意図はない。請求された発明の範囲内で様々な変更が可能であることが認識されている。したがって、本発明は、好ましい実施形態および任意の特徴によって具体的に開示されているが、当業者によって、ここに開示されたそこに具現化された本発明の修正および変形がなされ得ること、およびそのような修正および変形は、本発明の範囲内にあるとみなされることを理解されたい。
[0392]本発明は、本明細書において広範かつ一般的に説明されている。一般的な開示に該当する狭義の種および亜属群の各々もまた、方法の一部を形成する。これは、切除された材料が本明細書に具体的に記載されているか否かにかかわらず、属から任意の主題を除去する但し書きまたは否定的制限を伴う方法の一般的な記載を含む。以上、いくつかの実施形態について詳細に説明したが、他の の変更が可能である。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲の範囲内であってもよい。
Claims (20)
1. 標的部位に加えられた磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するための経皮センシングおよびモニタリング装置であって、該装置は
を含む経皮センシングデバイス。
境界部材によって互いにオフセットされた複数組の対向面を有するハウジングであって、一組の対向面のうちの一方の対向面が上面を形成し、一組の対向面のうちの対応する他方が下面を形成し、複数組の対向面および境界部材が一緒になってキャビティを境界付け、このキャビティが、トランスカプセルセンシング装置の1以上の部品を保持するために構成される、ハウジングと。
第1および第2の拡張絶縁層であって、第1の絶縁層はハウジングの上面に近接して配置され、第2の絶縁層はハウジングの底面に近接して配置される、拡張絶縁層；および
第1および第2の絶縁層の間に配置され、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される拡張基板層であって、該基板層は、以下を備える。
基板層の表面に沿って配置され、複数の行および列を有するグリッド状に配置された複数の磁力計であって、各磁力計は、感知された応答データを生成するように、標的領域に適用される磁気刺激に対する神経繊維における反応を検出するように構成され、感知された応答データは、磁気刺激に対する神経繊維の反応を特徴付ける第1の振幅を含む、複数の磁力計。
処理ユニット、メモリ、および通信モジュールを含む、複数の磁力計に結合されたプリント回路基板であって、処理ユニットは、感知された応答データを受信、処理、および統合して統合応答データを生成するように構成され、かつ
統合された応答データを送信するように構成された通信モジュール；および
データ収集と送信を強化するためのアンテナユニットであり、ハウジングの底面は、経皮センシング・モニタリング装置を標的領域に近接する被験者の身体の一部に結合するために構成された取り付け機構を含む。
を含む経皮センシングデバイス。
境界部材によって互いにオフセットされた複数組の対向面を有するハウジングであって、一組の対向面のうちの一方の対向面が上面を形成し、一組の対向面のうちの対応する他方が下面を形成し、複数組の対向面および境界部材が一緒になってキャビティを境界付け、このキャビティが、トランスカプセルセンシング装置の1以上の部品を保持するために構成される、ハウジングと。
第1および第2の拡張絶縁層であって、第1の絶縁層はハウジングの上面に近接して配置され、第2の絶縁層はハウジングの底面に近接して配置される、拡張絶縁層；および
第1および第2の絶縁層の間に配置され、磁気刺激の受信に対する神経の反応を決定するために構成される拡張基板層であって、該基板層は、以下を備える。
基板層の表面に沿って配置され、複数の行および列を有するグリッド状に配置された複数の磁力計であって、各磁力計は、感知された応答データを生成するように、標的領域に適用される磁気刺激に対する神経繊維における反応を検出するように構成され、感知された応答データは、磁気刺激に対する神経繊維の反応を特徴付ける第1の振幅を含む、複数の磁力計。
処理ユニット、メモリ、および通信モジュールを含む、複数の磁力計に結合されたプリント回路基板であって、処理ユニットは、感知された応答データを受信、処理、および統合して統合応答データを生成するように構成され、かつ
統合された応答データを送信するように構成された通信モジュール；および
データ収集と送信を強化するためのアンテナユニットであり、ハウジングの底面は、経皮センシング・モニタリング装置を標的領域に近接する被験者の身体の一部に結合するために構成された取り付け機構を含む。
2. 複数の感知ユニットをさらに備え、複数の感知ユニットの各々は、少なくとも3つの磁力計を含み、各センサーユニットは、標的神経特性化データを生成するように、そのX、Y、およびZ座標のうちの1つ以上に関して第1の振幅を特性化するように構成される、請求項1に記載の経皮感知および監視装置。
3. 前記第1の振幅の特徴付けは、方向及び大きさのうちの1つ以上を決定することを含み、前記標的神経特徴付けデータは、少なくとも1つの感知ユニットからの方向データ及び大きさデータの両方を含む、請求項2に係る経皮感知及び監視装置。
4. 前記少なくとも3つの磁力計のうちの少なくとも2つは、異なる行および列から選択される、請求項3に記載の経皮センシングおよびモニタリング装置。
5. 前記処理ユニットは、統合された標的神経特性データを生成するように複数のセンサユニットからの標的神経特性データを統合することによって神経線維の位置を決定するために三角測量及び三点測定のうちの1つ以上を実行するように構成される、請求項4に係る経皮センシング及びモニタリング装置。
6. 請求項5に記載の経皮センシング・モニタリング装置において、前記経皮センシング・モニタリング装置は、ノイズデータを生成するように、前記標的領域に印加される磁気刺激に対する非標的神経線維における反応を特徴付けるようにさらに構成されることを特徴とする経皮センシング・モニタリング装置。
7. 請求項6に記載の経皮センシング及びモニタリング装置であって、統合された標的神経特性化データの生成は、三角測量又は三点測量プロセスの間にノイズデータを除去することを含む、経皮センシング及びモニタリング装置。
8. 磁気刺激の投与を介して被験者の体内の神経障害性疼痛を治療するためのシステムであって、該システムは、以下を含む、システム。
磁気刺激で治療される神経を識別するための経皮的感知・監視装置であって、該経皮的感知・監視装置は、以下を含む。
境界部材によって互いにオフセットされた拡張上面および底面を有するハウジングであって、上面、底面、および境界部材が一緒になって、経皮センシングデバイスの1つまたは複数のコンポーネントを保持するための空洞を境界とする、ハウジング。
複数の拡張絶縁層であって、上面に近接して配置された第1の絶縁層と、下面に近接して配置された第2の絶縁層；および
前記複数の絶縁層の間に配置された拡張基板層であって、該基板層が備えるもの
基板層の1つ以上の表面に沿って配置され、被験者の身体の標的領域に加えられた磁気刺激の受信に対する1つ以上の神経線維の反応を検出し、応答データを生成するように構成された複数の検出素子と
複数の感知素子と結合され、処理ユニット、メモリ、および通信モジュールを含むプリント回路基板であって、処理ユニットは、応答データを受信および処理して処理済み応答データを生成するように構成され、通信モジュールは、処理済み応答データを送信するように構成され、処理済み応答データは、治療されるべき特定神経の特徴づけを含む、プリント回路基板、および
データ収集及び送信を強化するためのアンテナユニットであって、ハウジングの底面は、経皮センシング及びモニタリングデバイスを標的領域に近接する被験者の身体の一部に結合するために構成された取り付け機構を含む、アンテナユニットと
磁気刺激で治療されるべき識別された神経に集束した磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用システムであって、該tMS適用システムは、以下を備える、経皮磁気刺激（tMS）適用システム。
集束した磁気刺激を送達するための経皮磁気刺激（tMS）印加装置であって、該tMS印加装置は、以下を含む、経皮磁気刺激（tMS）印加装置。
拡張本体を有するハウジングであって、該拡張本体は、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含み、該拡張本体は、該tMS装置の1つまたは複数の構成要素を保持するためのキャビティを画定している、ハウジング。
前記ハウジングの前記拡張ボディの近接部分のキャビティ内に配置された絶縁磁気コイルであって、前記磁気コイルは8の字配置を有し、前記コイルの8の字部分に巻き付けられた編組を含み、前記磁気コイルは、決められたパルスレートで、決められた振幅を有する集束磁気刺激を生成して送達するように構成され、前記集束磁気刺激の生成は、電圧と電流によって特徴づけられることを特徴とする絶縁磁気コイル。
制御モジュールであって、該制御モジュールは以下を含む。
処理された応答データ及び識別された神経の特徴付けを受信するための通信モジュールと
通信モジュールに結合され、処理された応答データ、識別された神経の特性評価、および1つまたは複数の治療プロトコルを記憶するためのメモリ、および
1つまたは複数の処理要素に結合され
通信モジュールおよびメモリであって、処理された応答データおよび識別された神経の特性評価にアクセスし、治療プロトコルを決定するための処理要素であって、治療プロトコルは、1つまたは複数のアプリケーションパラメータおよび1つまたは複数の送達特性を定義し、1つまたは複数のアプリケーションパラメータは、以下を含む。
磁気刺激の磁気パルスを生成するための電圧レベル及び電流レベル
発生させる磁気パルスの周波数と時間、および
治療される神経を定義する座標のセットと、標的領域に対してIMS適用装置を方向付けるための方向とを含む1つ以上の送達特性。および、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有し、遠位部分は、遠位端に近接して経皮磁気刺激（tMS）適用装置に結合され、位置決め要素は、複数の関節アーム部材で構成され、複数のアーム部材は、自動化要素によって結合され、自動化要素は、治療プロトコルの方向に従って治療領域に近接してtMS適用装置を位置付け、方向付けるための要素である、位置決めエレメント。
磁気刺激で治療される神経を識別するための経皮的感知・監視装置であって、該経皮的感知・監視装置は、以下を含む。
境界部材によって互いにオフセットされた拡張上面および底面を有するハウジングであって、上面、底面、および境界部材が一緒になって、経皮センシングデバイスの1つまたは複数のコンポーネントを保持するための空洞を境界とする、ハウジング。
複数の拡張絶縁層であって、上面に近接して配置された第1の絶縁層と、下面に近接して配置された第2の絶縁層；および
前記複数の絶縁層の間に配置された拡張基板層であって、該基板層が備えるもの
基板層の1つ以上の表面に沿って配置され、被験者の身体の標的領域に加えられた磁気刺激の受信に対する1つ以上の神経線維の反応を検出し、応答データを生成するように構成された複数の検出素子と
複数の感知素子と結合され、処理ユニット、メモリ、および通信モジュールを含むプリント回路基板であって、処理ユニットは、応答データを受信および処理して処理済み応答データを生成するように構成され、通信モジュールは、処理済み応答データを送信するように構成され、処理済み応答データは、治療されるべき特定神経の特徴づけを含む、プリント回路基板、および
データ収集及び送信を強化するためのアンテナユニットであって、ハウジングの底面は、経皮センシング及びモニタリングデバイスを標的領域に近接する被験者の身体の一部に結合するために構成された取り付け機構を含む、アンテナユニットと
磁気刺激で治療されるべき識別された神経に集束した磁気刺激を与えるための経皮磁気刺激（tMS）適用システムであって、該tMS適用システムは、以下を備える、経皮磁気刺激（tMS）適用システム。
集束した磁気刺激を送達するための経皮磁気刺激（tMS）印加装置であって、該tMS印加装置は、以下を含む、経皮磁気刺激（tMS）印加装置。
拡張本体を有するハウジングであって、該拡張本体は、近位端を有する近位部分と、遠位端を有する遠位部分とを含み、該拡張本体は、該tMS装置の1つまたは複数の構成要素を保持するためのキャビティを画定している、ハウジング。
前記ハウジングの前記拡張ボディの近接部分のキャビティ内に配置された絶縁磁気コイルであって、前記磁気コイルは8の字配置を有し、前記コイルの8の字部分に巻き付けられた編組を含み、前記磁気コイルは、決められたパルスレートで、決められた振幅を有する集束磁気刺激を生成して送達するように構成され、前記集束磁気刺激の生成は、電圧と電流によって特徴づけられることを特徴とする絶縁磁気コイル。
制御モジュールであって、該制御モジュールは以下を含む。
処理された応答データ及び識別された神経の特徴付けを受信するための通信モジュールと
通信モジュールに結合され、処理された応答データ、識別された神経の特性評価、および1つまたは複数の治療プロトコルを記憶するためのメモリ、および
1つまたは複数の処理要素に結合され
通信モジュールおよびメモリであって、処理された応答データおよび識別された神経の特性評価にアクセスし、治療プロトコルを決定するための処理要素であって、治療プロトコルは、1つまたは複数のアプリケーションパラメータおよび1つまたは複数の送達特性を定義し、1つまたは複数のアプリケーションパラメータは、以下を含む。
磁気刺激の磁気パルスを生成するための電圧レベル及び電流レベル
発生させる磁気パルスの周波数と時間、および
治療される神経を定義する座標のセットと、標的領域に対してIMS適用装置を方向付けるための方向とを含む1つ以上の送達特性。および、近位端を含む近位部分と、遠位端を含む遠位部分とを有し、遠位部分は、遠位端に近接して経皮磁気刺激（tMS）適用装置に結合され、位置決め要素は、複数の関節アーム部材で構成され、複数のアーム部材は、自動化要素によって結合され、自動化要素は、治療プロトコルの方向に従って治療領域に近接してtMS適用装置を位置付け、方向付けるための要素である、位置決めエレメント。
9. 請求項8に係るシステムであって、前記経皮的感知・監視装置の複数の感知要素が、以下を備える、システム。
前記磁力計は、行と列を含むグリッド状の構成を有する、磁力計。
前記磁力計は、行と列を含むグリッド状の構成を有する、磁力計。
10. 請求項9に係るシステムであって、複数の磁力計感知素子は少なくとも3つの磁力計を含み、少なくとも3つの磁力計からの3つの磁力計の任意のセットは感知ユニットを形成し、感知ユニットは三角測量及び三点測定の1以上を実行して磁気刺激の受信に対するその反応に基づいて標的神経の部分を決定するように構成される、ことを特徴とする。
11. 標的神経の三角測量または三分割測量が、神経特性データを生成するように、そのX、Y、およびZ座標のうちの1つ以上に関して、磁気刺激の受信によって標的神経に生じる第1の振幅を特性化することを含む、請求項10に記載のシステム。
12. 前記治療プロトコルは、前記tMS貼付装置を前記標的領域に近接させるための指示を含み、前記tMS貼付装置の方向付けは、前記神経
TMS貼付装置の向きが標的神経の向きに対応するように、特性評価データを作成すること。
TMS貼付装置の向きが標的神経の向きに対応するように、特性評価データを作成すること。
13. 前記位置決め要素は、前記tMS貼付装置を前記標的領域に近接する決定された方向に自律的に位置決めして方向付けるように構成される、請求項12に記載のシステム。
14. 請求項13に係るシステムであって、該システムは、該標的領域の動きを検出するための動きセンサーをさらに備え、それによって、該標的領域のいかなる動きも、該標的神経に対するその決定された向きを維持するように、該tMS適用装置において対応する動きを呼び起こす、ことを特徴とする、システム。
15. 神経障害性疼痛体験を改善するように集束磁気刺激の適用で標的とされる神経障害性神経の1つ以上の特性を特定するためのシステムであって、該システムは、以下を含むことを特徴とするシステム。
感知素子の行と列の両方を含むグリッドの形態の複数の感知素子を有する経皮的感知・監視装置であって、各感知素子は、生の反応データを生成するように印加された磁気刺激に応じた神経の反応を識別するように構成され、経皮的感知・監視装置は、生の反応データを送信するための通信モジュールを含む、経皮的感知・監視装置と。
経皮センシング・モニタリング装置に結合されたコンピューティング装置であって、生の反応データを受信し、生の反応データを評価し、磁気刺激の適用による治療の対象となる神経障害性神経の1つまたは複数の特性を決定するように構成されたコンピューティング装置であって、以下のものを含むコンピューティング装置。
経皮的感知及びモニタリング装置の感知要素の第1のユニットから生の反応データを受信するための第1の処理エンジンであって、該ユニットは少なくとも3つの感知要素の第1のセットを含み、生の反応データは、第1のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを含み、印加された磁気刺激に対する神経障害性神経の反応を特徴付けるための第1の処理要素、及び第1のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを統合し、第1のユニットについて第1の統合大きさと第1の統合向きを決定するための、第2の処理要素。
感知要素の第2のユニットから生の反応データを受信するための第2の処理エンジンであって、該ユニットは、少なくとも3つの感知要素の第2のセットを含み、生の反応データは、第2のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを含み、神経障害性神経の反応をさらに特徴付ける、第2の処理要素、第2のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを統合し、第2のユニットについての第2の統合された大きさ及び第2の統合された方向を決定するためのもの、である。前記第1及び第2の統合された大きさを受信し、どのセンシングユニットがより大きな大きさを証明するかを決定し、より大きな大きさを証明するセンシングユニットに、より大きな重みを関連付ける第3の処理エンジンであって
第1及び第2の統合された方位を受信し、どちらの方位がより大きな大きさを証明するユニットに相関しているかに対してより大きな重みを関連付ける第4の処理エンジン。
複数の感知ユニットのそれぞれの統合された大きさ、統合された向き、及び重量データを受信して評価し、評価された大きさ、向き、及び重量データに基づいて、治療領域において標的とされるべき神経障害性神経を定義する座標のセットを決定するための第5処理エンジン；及び
神経障害性疼痛を改善するように、標的とする神経障害性神経に集束磁気刺激を投与するための第1の治療プロトコルを決定するための第6の処理エンジンであって、第1の治療プロトコルは、標的領域において治療する神経障害性神経に対するtMS適用装置の向きと投与する集束磁気刺激の振幅を含む、処理エンジン。
感知素子の行と列の両方を含むグリッドの形態の複数の感知素子を有する経皮的感知・監視装置であって、各感知素子は、生の反応データを生成するように印加された磁気刺激に応じた神経の反応を識別するように構成され、経皮的感知・監視装置は、生の反応データを送信するための通信モジュールを含む、経皮的感知・監視装置と。
経皮センシング・モニタリング装置に結合されたコンピューティング装置であって、生の反応データを受信し、生の反応データを評価し、磁気刺激の適用による治療の対象となる神経障害性神経の1つまたは複数の特性を決定するように構成されたコンピューティング装置であって、以下のものを含むコンピューティング装置。
経皮的感知及びモニタリング装置の感知要素の第1のユニットから生の反応データを受信するための第1の処理エンジンであって、該ユニットは少なくとも3つの感知要素の第1のセットを含み、生の反応データは、第1のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを含み、印加された磁気刺激に対する神経障害性神経の反応を特徴付けるための第1の処理要素、及び第1のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを統合し、第1のユニットについて第1の統合大きさと第1の統合向きを決定するための、第2の処理要素。
感知要素の第2のユニットから生の反応データを受信するための第2の処理エンジンであって、該ユニットは、少なくとも3つの感知要素の第2のセットを含み、生の反応データは、第2のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを含み、神経障害性神経の反応をさらに特徴付ける、第2の処理要素、第2のユニットの各感知要素からの大きさデータ及び向きデータを統合し、第2のユニットについての第2の統合された大きさ及び第2の統合された方向を決定するためのもの、である。前記第1及び第2の統合された大きさを受信し、どのセンシングユニットがより大きな大きさを証明するかを決定し、より大きな大きさを証明するセンシングユニットに、より大きな重みを関連付ける第3の処理エンジンであって
第1及び第2の統合された方位を受信し、どちらの方位がより大きな大きさを証明するユニットに相関しているかに対してより大きな重みを関連付ける第4の処理エンジン。
複数の感知ユニットのそれぞれの統合された大きさ、統合された向き、及び重量データを受信して評価し、評価された大きさ、向き、及び重量データに基づいて、治療領域において標的とされるべき神経障害性神経を定義する座標のセットを決定するための第5処理エンジン；及び
神経障害性疼痛を改善するように、標的とする神経障害性神経に集束磁気刺激を投与するための第1の治療プロトコルを決定するための第6の処理エンジンであって、第1の治療プロトコルは、標的領域において治療する神経障害性神経に対するtMS適用装置の向きと投与する集束磁気刺激の振幅を含む、処理エンジン。
16. 請求項15に係るシステムであって、さらに
前記集束磁気刺激を前記神経障害性神経に送達するように構成された経皮磁気刺激（tMS）印加装置。
前記集束磁気刺激を前記神経障害性神経に送達するように構成された経皮磁気刺激（tMS）印加装置。
17. 位置決め要素をさらに備え、該位置決め要素は、該tMS適用装置に結合され、複数の関節アーム部材を含み、該複数のアーム部材は、自動化要素によって結合され、該自動化要素は、該tMS適用装置を治療プロトコルの方向に従って治療領域に近接して位置付け、方向付けるためのシステム、請求項16に記載のシステム。
18. 前記tMS適用装置は、生成される波形、並びに前記波形を生成する際に採用される電圧及び電流のうちの1つ以上に関して前記tMS適用装置の磁気刺激の生成を制御するように構成されるコントローラを含む、請求項17に記載のシステム。
19. 経皮感知およびモニタリング装置が、磁気刺激で標的化されている神経障害性神経における応答を感知して標的神経応答データを生成するためにさらに構成され、演算装置が、標的神経応答データに基づいて、tMS適用装置の向きまたはそれによって生成される波形の振幅の1つ以上を変更するために構成されている、請求項18に記載のシステム。
20. 請求項19に記載のシステムであって、システムは、標的領域の動きを検出するための動きセンサをさらに備え、それによって、標的領域のいかなる動きも、標的神経に対するその決定された向きを維持するように、tMS適用装置において対応する動きを喚起する、システム。
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