JP2023524585A - Ｅｅｇベースの可変刺激 - Google Patents

Abstract

反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）または経頭蓋交流刺激（ｔＡＣＳ）のパルス間隔を変動させることによって人の脳活動を変調するための方法、およびデバイスが記載されている。パルス間隔変動は、治療セッションのためのパルスの間隔周波数分布が人のＥＥＧ周波数分布を近似するように、選択される。

Description

本出願は、引用によりそれぞれの全体が本明細書に組み込まれる、２０２０年５月７日出願の米国特許出願第１６／８６９１５０号、および２０２０年５月７日出願の米国仮出願第６３／０２１３９１号の優先権を主張するものである。

本発明は、反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ：ｒｅｐｅｔｉｔｉｖｅ ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）または経頭蓋交流刺激（ｔＡＣＳ：ｔｒａｎｓｃｒａｎｉａｌ Ａｌｔｅｒｎａｔｉｎｇ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎ）を用いて脳活動を変調する方法およびデバイスに関し、ここで、ｒＴＭＳまたはｔＡＣＳのパルス間隔は可変である。

反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）および経頭蓋交流刺激（ｔＡＣＳ）は、精神障害の症状を改善し、脳機能を修正するために使用されてきた。ｒＴＭＳは、人の頭部の近くに配置された磁場発生器からの高エネルギー磁気パルスを使用するため、磁気パルスは脳内の所望の治療領域に影響を与える。ｔＡＣＳは、頭皮に送達される電流パルスを使用する。伝統的には、ｒＴＭＳまたはｔＡＣＳのパルスは、固定周波数で短い持続時間の間、生成される。例えば、典型的なｒＴＭＳシステムは、持続時間６秒間にわたって１０Ｈｚのパルスを生成することができる。一定期間にわたって生成される一連のパルスは、パルス列と呼ばれる。ｒＴＭＳ治療セッションは、いくつかのパルス列でできている場合があり、各パルス列の間に休止期間がある。毎分６秒のｒＴＭＳパルスが生成されるように、典型的な休止期間は、５４秒としてもよい。

脳の神経振動は、同期的でコヒーレントな電気的活動から生じ、脳波図（ＥＥＧ）を使用して記録することができる。事前定義されたＥＥＧ範囲の固有のＥＥＧ周波数は、その範囲内の支配的なＥＥＧ振動である。例えば、８－１３Ｈｚの範囲の支配的なＥＥＧ振動は、固有アルファ周波数（ＩＡＦ）、または単にアルファ周波数であり、個人間で、および時間とともに、変動する可能性がある。ＰｈｉｌｌｉｐｓおよびＪｉｎによれば、人のＩＡＦに一致する周波数で磁気パルスを提供すると、任意の周波数、例えば１０ＨｚでのｒＴＭＳと比較したときに、その人に付加的な便益をもたらすことができることが開示されている（米国特許第８４７５３５４号）。さらに、Ｊｉｎによれば、人のＩＡＦに近い、心拍数などの、非ＥＥＧ生物学的メトリックの高調波におけるｒＴＭＳパルスも、付加的な便益をもたらす可能性があることが開示されている（米国特許第９３０８３８５号）。

米国特許第８４７５３５４号明細書 米国特許第９３０８３８５号明細書

従来、ｒＴＭＳパルスまたはｔＡＣＳパルスは、一定のパルス幅、振幅、および／またはパルス周波数で投与される。しかしながら、個人のＥＥＧは、時間とともに変動するか、または属性の分布を作り出す、様々な個々の信号でできている場合があり、そのため、印加された磁場が個人のＥＥＧ信号に対してさらにカスタマイズされれば、さらなる便益が達成される可能性がある。

例示的な実施形態は、磁場を患者に印加することを含み、この場合に、患者の解析されたＥＥＧ信号に応答して、磁場を、振幅、パルス持続時間、パルス間隔、パルス周波数、パルス列持続時間、およびそれらの組合せにおいて変動させることができる。例えば、ＥＥＧ記録は、ＥＥＧが特有のパターンまたは分布を定義できるように、時間とともに変動してもよい。特有のパターンまたは分布は、脳刺激の投与を最適化するために解析される。最適な刺激は、可変パルス長、可変パルス間隔、可変パルス振幅、可変パルス周波数、可変パルス列持続時間、およびそれらの組合せにおいて、投与することができる。

別の例として、ＥＥＧ記録に示されている脳活動は、単一の周波数では発生せず、代わりに、様々な周波数での集約したニューロン発火でできており、その結果、周波数スペクトルは、平均的な固有周波数周辺の多数のニューロンのリズミカルな発火の総和で構成される。脳全体および経時的なＩＡＦのこの変動性に基づいて、ＰｈｉｌｌｉｐｓおよびＪｉｎ（米国特許第８４７５３５４号）によって提案されたような脳刺激は、一般的には最適であり得るが、個々の領域ごと、または瞬間ごとには最適でない。代わりに、脳内の磁場または誘導電流の周波数分布が、特定の時間または時間間隔における、人の記録されたＥＥＧの周波数分布を近似するように、最適な刺激を、様々な周波数で投与してもよい。

本明細書に記載されるのは、反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）または経頭蓋交流刺激（ｔＡＣＳ）のパルス持続時間、パルス間隔、パルス振幅、パルス周波数、およびパルス列持続時間、ならびにそれらの任意の組合せを変動させることによって、人を治療する方法およびデバイスである。本明細書に記載の方法およびデバイスは、いかなる投薬も必要としない。本明細書に記載される方法およびデバイスは、刺激の１つ以上の属性、例えば、パルス持続時間、パルス間隔、パルス強度、１つのパルス周波数／複数パルス周波数、および／またはパルス列属性を変動させる。

例示的な実施形態では、電流パルスのパルス間隔を、パルス間の周期の変動を伴う定義された時間シーケンスで順次のパルスが投与されるように、変動させてもよい。パルス周期は、患者のＥＥＧ信号から解析された波形の、順次のピーク間、順次のトラフ間、またはそれらの組合せの時間間隔に基づいて決定されてもよい。パルス間隔はまた、ＥＥＧ信号において検出された周波数の変動性、または周波数の分布に基づいて決定されてもよい。

例示的な実施形態では、患者のＥＥＧ信号から解析された波形の振幅変動に基づいた強度変動においてパルスが投与されるように、電流パルスのパルス強度を変動させてもよい。順次のパルスは、決定されるか、または患者のＥＥＧ信号から生成された波形の、順次のピークとトラフの間、またはトラフとピークの間で測定された振幅に基づく、可変強度において投与されてもよい。

例示的な実施形態では、現在のパルス周波数に近い周波数で発火する標的領域におけるニューロン領域の共鳴挙動に影響を及ぼすように、電流パルスの周波数が変動され、電流パルスの周波数分布が人の脳波図（ＥＥＧ）の周波数分布を近似する。

本発明の一態様では、人の脳活動を変調する方法が記載されており、前記の方法は、人の脳活動を変調することを含み、前述の方法は、反復刺激電流パルスに人を受けさせることであって、電流パルス間隔は可変であり、人のＥＥＧプロフィールの波動パターンに基づいている、ことを含み、生理的状態または神経精神状態における改善が達成される。

本発明の一態様では、人の脳活動を変調する方法が記載され、前記の方法は、人の脳活動を変調することを含み、前記の方法は、反復刺激電流パルスに人を受けさせることであって、電流パルス強度は、可変であり、人のＥＥＧプロフィールの波動パターン振幅に基づいている、ことを含み、生理的状態または神経精神状態における改善が達成される。

本発明の一態様では、人の脳活動を変調する方法が記載され、前記の方法は、人の脳活動を変調することを含み、前記の方法は、反復刺激電流パルスに人を受けさせることであって、電流パルス周波数は、可変であり、上下の周波数限界を有する、人の周波数範囲内のＥＥＧ周波数分布を近似する分布を有する、ことを含み、生理的状態または神経精神状態における改善が達成される。

別の態様では、反復電流パルスは、ｒＴＭＳを使用する誘導によって作成される。例えば、磁場パルスは、人の頭部の外側のコイルを使用して生成することができる。別の例では、磁気パルスは、人の頭部の外側の移動する永久磁石を使用して生成することができる。磁気パルスの持続時間は短くても長くてもよい。磁気パルスは、パルス列が正弦波に似るように、正弦曲線とすることができる。

別の態様では、反復電流パルスは、ｔＡＣＳによって経頭蓋的に作成される。例えば、ｔＡＣＳ電流は、人の頭皮に設置された電極によって生成することができる。電気パルスの持続時間は、短くても長くてもよい。パルスは、電気パルス列が正弦波に似るように、正弦曲線とすることができる。

投与された脳刺激の変動性は、事前に選択されるか、または人のＥＥＧの特性に基づいてもよい。本発明の別の態様では、周波数範囲は、人の周波数帯域である。例えば、個人化された脳刺激の投与を決定するために解析されるＥＥＧ信号は、アルファ帯域などの周波数範囲に基づいている。本発明の別の態様において、周波数帯域は、デルタ帯域（＜４Ｈｚ）、シータ帯域（４－８Ｈｚ）、アルファ帯域（８－１３Ｈｚ）、ベータ帯域（１３－３０Ｈｚ）、ガンマ帯域（３０－８０Ｈｚ）、またはミュー帯域（９－１１Ｈｚ）である。例示的な実施形態では、変調されている脳活動は、３から７Ｈｚ、８から１３Ｈｚ、１５から２０Ｈｚ、および３５から４５Ｈｚの間の１つ以上の脳波周波数帯域幅を含む。

本発明の一態様では、ＥＥＧは、治療セッションの開始前に記録される。人の負担を軽減するために、例えば、最初の治療セッションの前にＥＥＧを記録することもできる。あるいは、各治療セッションの前にＥＥＧを記録することもできる。本発明の別の態様では、ＥＥＧは、治療セッション中の電流パルス列間の時間間隔において記録され、電流が投与されるパルスパターンは、各電流パルス列の前に更新される。この更新は、刺激の結果として発生する可能性のあるＥＥＧ変化に対処する。パルス列中にＥＥＧを記録し、その記録に基づいて刺激パラメータを更新することも可能である。本発明の一態様では、ＥＥＧは、電流パルス列の間に記録され、電流パルス周波数分布、パルス持続時間、パルス間隔、および／またはパルス強度は、治療セッションの各電流パルス列の間に更新される。

本発明におけるｒＴＭＳ治療またはｔＡＣＳ治療は、様々な生理的状態下で使用することができる。本発明の一態様において、生理的状態とは、集中、睡眠、覚醒、記憶、血圧、ストレス、性欲、発話、運動機能、身体能力、認知機能、知性、身長または体重である。この治療法は、多くの神経精神状態にも使用することができる。本発明の一態様において、神経精神状態とは、自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）、アルツハイマー病、統合失調症、不安、うつ病、昏睡、パーキンソン病、薬物乱用、双極性障害、睡眠障害、摂食障害、耳鳴り、線維筋痛症、心的外傷後ストレス障害（ＰＴＳＤ）、外傷性脳損傷（ＴＢＩ）、記憶障害、疼痛、中毒、強迫性障害（ＯＣＤ）、高血圧、性欲障害、運動機能異常、幼児における低身長、ストレス、肥満、集中／集中力異常、言語異常、知能障害、認知異常、注意欠陥多動性障害（ＡＤＨＤ）、筋肉痛、慢性ライム病、関節リウマチ（ＲＡ）、自己免疫疾患、痛風、糖尿病、関節炎、外傷リハビリ（ｔｒａｕｍａ ｒｅｈａｂ）、運動能力、認知改善、または脳卒中である。

提供されるデバイスおよび方法の特徴および利点のよりよい理解は、例証用の実施形態および添付の図面を記載する以下の詳細な説明を参照することによって得られるであろう。

生信号に基づいて決定されて、重ね合わされた波動パターンと一緒に図示された、例示的なＥＥＧ生信号を示す図である。 図１Ａの重ね合わされた波動パターンに対応する、例示的なパルス波形を示す図である。 例示的なＥＥＧ周波数分布を示す図であって、ＥＥＧ周波数分布を近似する、電流パルスに対する周波数スペクトルの範囲が指定されている。 例示的なＥＥＧ周波数分布を示す図であって、電流パルスに対する周波数スペクトルの範囲が、閾値と交差するＥＥＧスペクトルによって定義されている。 例示的なＥＥＧ周波数分布を示す図であって、ガウス曲線が、定義された範囲内で、周波数分布にフィッティングされている。ガウス分布は、定義された範囲内のガウス分布を近似する、電流パルスについての周波数スペクトルを定義するために使用できる。 周波数分布を示す図である。 電流パルスの時間プロットを示す図であって、電流パルスは、周波数において変動し、図５Ａの定義範囲内の周波数分布を近似する。 治療セッションにおけるパルス列についての１次周波数分布を示す図であって、第１の高高調波と第２の高高調波における周波数分布も表わされている。 図６Ａに対応する電流パルスの例示的な時間プロットを示す図である。 周波数分布を示す図である。 電流パルスの時間プロットを示す図であり、電流パルスは、図７Ａの定義範囲内で周波数分布を近似する、振幅と周波数において変動する。 連結された正弦波でできている波動パターンとともに、サンプルＥＥＧを示す図であって、連結された正弦波のそれぞれは、ＥＥＧのセクションを近似し、そのセクションにおいては、波のピークにおいて電流パルスが生成される。

本明細書において特定の実施形態が提供され説明されているが、そのような実施形態が例としてのみ提供されていることは、当業者にはすぐに明らかになるであろう。本明細書に記載される実施形態の様々な代替物が採用されてもよく、本明細書に記載される発明の一部であることを理解されたい。

従来、ｒＴＭＳパルスまたはｔＡＣＳパルスは、一定のパルス幅、振幅、および／またはパルス周波数で投与される。ただし、個人のＥＥＧは、時間の経過とともに、また人によって変動する場合もあれば、パラメータの分布を作成する様々な個々の信号でできている場合もある。単に平均的または一般的なパラメータを使用する代わりに、本明細書に記載される例示的な実施形態は、患者に可変パルス列を提供するためのシステムおよび方法を含む。可変パルス列は、患者のＥＥＧ信号の１つ以上の属性の変動性に基づいて決定することができる。例えば、ＥＥＧ信号は、可変パルス振幅、可変パルス幅、および／または可変パルス周波数を含む、波動パターンを定義してもよい。

ＥＥＧ記録に示される脳活動は、特定の周波数範囲で平均化されたときでも、一定の波動パターンを生成しない。そうではなく、ＥＥＧ記録は時間の経過とともに、または人によって変動する。ＥＥＧ記録はまた、信号の分布を含むとともに、信号属性内に変動を有することがある。ＥＥＧ生情報から波動パターンを抽出した後でも、抽出された波動パターンは、波振幅、波周期、波持続時間、および波周波数が可変になりやすい。

例示的な実施形態は、解析されたＥＥＧ信号、および個々の患者の解析されたＥＥＧ信号の変動性に応答して、振幅、パルス持続時間、パルス間隔、周波数、パルス列持続時間、およびそれらの組合せを変動させることのできる、磁場を患者に印加することを含む。例えば、ＥＥＧ記録を解析して波動パターンを生成してもよい。波動パターンは時間とともに変動し得る。波動パターンは、検出されたＥＥＧ信号を定義する属性の分布に対して変動し得る。いずれの場合も、波動パターンは、個々の患者に独特の、特有波動パターンを定義してもよい。特有波動パターンは、属性の変動性によって定義されるか、またはそれを含むこともできる。属性の変動性は、波形振幅、波持続時間、波間隔、波周波数において存在するか、またはＥＥＧ記録内の所与の属性の分布を含み得る。この特有波動パターンを解析して、脳刺激の投与を最適化することができる。最適な刺激は、特有波動パターンの変動性に基づいて投与することができる。例えば、最適な刺激を、可変パルス持続時間、可変パルス間隔、可変パルス強度、可変パルス周波数、およびそれらの組合せにおいて、投与することができる。本明細書に記載されるのは、可変パルス間隔、可変パルス強度、可変パルス周波数、可変パルス持続時間、およびそれらの組合せを有するｒＴＭＳまたはｔＡＣＳを使用する、人の治療のための方法である。電流パルスのパターンに対しては、多くの選択肢がある。

本発明の一態様では、人の脳活動を変調する方法が記載され、前記の方法は、人の脳活動を変調することを含み、前記の方法は、反復刺激電流パルスに人を受けさせることを含み、ここで、電流パルス周波数、パルス持続時間、パルス間隔、パルス強度、パルス列持続時間、およびそれらの組合せは可変であり、可変パルスパターンを作成する。投与される可変パルスパターンは、患者のＥＥＧ信号から決定されるパラメータを有してもよい。投与される可変パルスパターンは、解析されたＥＥＧ信号の変動性に基づいてもよい。投与される可変パルスパターンは、振幅、波持続時間、波間隔、周波数分布、およびそれらの組合せを含む、ＥＥＧ波動パターンに基づいてもよい。

投与されるパルス列は、周波数範囲、パルス持続時間、パルス間隔、パルス振幅、パルス列持続時間、およびそれらの組合せなどの可変属性を含むことができる。投与されたパルス列可変属性は、事前に選択されるか、または人のＥＥＧの特性に基づいてもよい。本発明の別の態様では、ＥＥＧ信号は、人の周波数帯域に基づく。例えば、周波数範囲は、解析されたＥＥＧ信号および対応する投与されるパルス列が、人のアルファ帯域における活動に基づくか、またはそれを近似するように、アルファ帯域とすることもできる。本発明の別の態様において、周波数帯域は、デルタ帯域（＜４Ｈｚ）、シータ帯域（４－８Ｈｚ）、アルファ帯域（８－１３Ｈｚ）、ベータ帯域（１３－３０Ｈｚ）、ガンマ帯域（３０－８０Ｈｚ）、またはミュー帯域（９－１１Ｈｚ）である。２つの範囲内の電流パルスの周波数分布が人のＥＥＧ分布を近似するように、電流パルス間の周期を変動させることにより、１回の治療セッションにおいて複数の周波数帯域を近似することも可能である。

別の態様では、反復電流パルスは、ｒＴＭＳを使用する誘導を介して作成される。例えば、磁場パルスは、人の頭部の外側のコイルを使用して生成することができる。別の例では、磁気パルスは、人の頭部の外側の移動永久磁石を使用して生成することもできる。磁気パルス持続時間は、短くすることも、長くすることもできる。磁気パルスは、パルス列が正弦波に似るように、正弦曲線とすることができる。

別の態様では、反復電流パルスは、ｔＡＣＳによって経頭蓋的に作成される。例えば、ｔＡＣＳ電流は、人の頭皮上に設置された電極によって生成することもできる。電気パルスの持続時間は短くしても、長くしてもよい。パルスは、電気パルス列が正弦波に似るように、正弦曲線とすることもできる。

人に投与される、印加されるパルスパターンは、その人の記録されたＥＥＧ信号内の変動性に基づいてもよい。本発明の一態様では、患者のＥＥＧ信号が記録される。ＥＥＧ信号は、治療セッションの開始前に記録してもよい。人に対する負担を軽減するために、ＥＥＧは、例えば、最初の治療セッションの前に記録し、そのＥＥＧからのＥＥＧ信号属性または波形を、後続のすべての治療に使用することもできる。あるいは、各治療セッションの前にＥＥＧを記録することもできる。本発明の別の態様では、ＥＥＧは、治療セッション中の電流パルス列間の時間間隔において記録され、電流パルス周波数分布は、各電流パルス列の前に更新される。この更新は、刺激の結果として発生する可能性のあるＥＥＧ変化、または比較的短期間に発生する軽微なＥＥＧ変動に対処する。パルス列中にＥＥＧを記録し、その記録に基づいて刺激パラメータを更新することも可能である。本発明の一態様では、ＥＥＧが、電流パルス列中に記録され、電流パルス周波数分布が、治療セッションの各電流パルス列中に更新される。ただし、ｒＴＭＳまたはｔＡＣＳからの電流パルスが人のＥＥＧに有意な影響を与えるため、この態様を実現することは困難である。

ＥＥＧデータは、その後、解析してＥＥＧデータの変動性を決定することができる。例えば、この解析は、ＥＥＧ信号から波動パターンを抽出し得る。例示的な実施形態では、解析は、ウェーブレット変換であってもよい。ウェーブレットは、予め指定されたパラメータ化されたウェーブレットをカーブフィッティングするとともに、最適化ルーチンを使用することによって生成することもできる。ウェーブレットはまた、一連のサブウェーブレットを連結することによって生成されてもよく、サブウェーブレットの各々は、指定された範囲内のＥＥＧ信号を近似するようにパラメータ化されている。波動パターンは、パラメトリックカーブフィッティングによって生成することもできる。ＥＥＧ信号内の振動挙動を提供し得る任意のフィッティングされた波形、例えば正弦曲線、パラメトリック多項式などを使用してもよい。波動パターンは、経時的に取られた所望の周波数帯域からの平均の生の振幅信号から生成することができる。

次いで、患者に供給される刺激のパルスパターンの属性を変動させるために、波動パターンを使用して属性における変動を決定してもよい。例えば、波動パターンは、患者のＥＥＧの所与の周波数帯域に対する経時的な振幅として表わされるとき、順次のピークおよびトラフを含む場合がある。順次のピーク間、または順次のトラフ間、または隣接するピークからトラフまでの周期は、時間とともに変化することがある。順次の最小ピークと最大ピークの間の振幅変動も、時間の経過とともに変化することがある。患者のＥＥＧ信号からの波動パターンを使用して、パルスパターンを決定することもできる。パルスパターンは、可変周期および／または可変強度のパルスを含み得る。例えば、パルスパターンは、患者のＥＥＧ信号から生成される波動パターンの最大ピークと整列し得る。パルスパターンは、波動パターンにおける順次の最大ピーク間の時間間隔などの、波動パターンの間隔に基づく、可変パルス間隔を含んでもよい。パルスパターンは、患者のＥＥＧ信号から生成される波動パターンの最小ピーク（トラフ）と整列し得る。パルスパターンは、波動パターンの振幅変動に基づく可変強度を含んでもよい。例えば、パルス強度は、患者のＥＥＧ信号からの波動パターンの順次のピークからトラフへ、またはトラフからピークへの、振幅差に比例するか、またはそれに基づいてもよい。

例示的な実施形態では、患者のＥＥＧ信号から生成される波動パターンのピークに対応する時間にｒＴＭＳパルスが発生する、磁気パルスのパルスパターンを、患者に投与してもよい。可変パルスパターンのパルス間のタイミング、パルス間隔は、患者のＥＥＧ信号から生成される波動パターンのピーク間、トラフ間、ピークからトラフへの間、またはトラフからピークへの間の持続時間に等しいか、それに基づくか、またはそれと比例してもよい。例示的な実施形態では、患者に投与される可変パルスパターンは、したがって、波動パターンの順次のピーク間の時間間隔とほぼ同じ持続時間で、順次のパルス間のパルス間隔を近似することができる。アルファ帯域における脳波活動に対して、パルスパターンは、７５ミリ秒と１２５ミリ秒の間の可変パルス間隔を含むことができる。

人に投与される、印加されるパルスパターンは、その人の記録されたＥＥＧ信号内の変動性に基づいてもよい。したがって、本明細書に記載される方法には、患者からＥＥＧデータセットを取得することを含めてもよい。ＥＥＧデータセットは、その後、波動パターンを生成するために解析してもよい。ＥＥＧデータセットは、波動パターンを生成するために、ウェーブレット変換を用いて解析してもよい。ＥＥＧデータセットを解析して、ＥＥＧ信号の可変属性の分布の形態で波動パターンを生成してもよい。波動パターンは、患者に投与されるパルスパターンをプログラムするために使用される、可変属性を決定するために使用してもよい。可変パルスは、パルスパターンに基づいて、患者に投与される。パルスパターンは、可変パルス間隔を備えてもよい。可変パルスパターンは、患者に可変パルス間隔としてパルスを投与するように、本明細書に記載されるような装置をプログラムするために使用してもよい。

例示的な実施形態では、患者に送達されるピーク電力または強度は、患者の運動閾値を下回る。例えば、患者に送達される強度は、患者の運動閾値の４０から９０パーセントの間にしてもよい。例示的な実施形態では、パルスパターンの強度は、ＥＥＧデータから生成された波動パターンに比例してもよい。この比例性は、患者の運動閾値に基づく強度範囲などの、所望の強度範囲と、患者の快適レベルとの間に設定してもよい。

ＥＥＧデータは、その後、ＥＥＧデータにおける変動性を決定するために解析してもよい。例えば、この解析は、ＥＥＧ信号から波動パターンを抽出してもよく、ここで、波動パターンは、ＥＥＧデータ内の変数の分布上にある。ＥＥＧ記録に示されている脳活動は、単一の周波数では発生せず、その代わりに、様々な周波数での集約したニューロン発火でできており、それによって周波数スペクトルは、平均的な固有周波数周辺の多数のニューロンのリズミカルな発火の総和から成る。これにより、周波数分布はやや釣鐘状になる。脳内の単一のニューロンは、特定の周波数で発火する場合がある。ただし、その周波数は、脳のその他の部分におけるその他のニューロンとは異なる場合がある。記録可能なＥＥＧを作成するのはニューロン発火の蓄積であり、ニューロンの発火周波数の総和が、ＥＥＧ周波数スペクトルを作成する。したがって、人のＩＡＦは、脳のどの部分が記録されているかによって異なる場合がある。脳の領域を電気的に分離することができれば、各領域は、関心のある領域に物理的に近接している領域であっても、他の領域とは異なる固有周波数のＥＥＧ波形を提供しやすくなる。

人に投与される、印加波動パターンは、その人の記録されたＥＥＧの周波数スペクトルに基づいてもよい。脳の領域におけるニューロンの発火は、特定の１つの固有周波数または複数の固有周波数を有する共鳴挙動を示す。したがって、その領域のニューロンに影響を与えるためには、その領域の固有周波数と一致するか、またはそれの高調波である、周波数で電流パルスを提供することが望ましい場合がある。隣接領域の固有周波数は様々であり、ニューロン発火の周波数分布は釣鐘形に似ており、大きい割合のニューロン組織が全体の固有周波数で発火し、より小さい割合の組織が、全体の固有周波数から離れた周波数で発火する。ＥＥＧ周波数分布は、頭皮の一か所でサンプリングされた、記録されたニューロン発火周波数のヒストグラムとして表わすことができる。必須ではないが、ＥＥＧがサンプリングされる頭皮上の位置またはその近くで刺激を提供するのが最適である。頭皮上の複数の位置でＥＥＧをサンプリングして、脳全体のＥＥＧ周波数分布のコレクションを編集し、ＥＥＧ頭皮の１つ以上の位置を選択し、位置の１つの周波数分布を使用するか、複数の位置からの周波数分布を組み合わせて、結果として得られたＥＥＧ周波数分布を使用して、電流パルスの周波数分布を計算することができる。

脳のすべての領域に影響を与えるために、磁気パルスの周波数を変動させてもよく、その結果、治療セッション全体にわたる磁気パルスの周波数スペクトルが、指定された範囲内のＥＥＧの周波数分布を近似する。

本発明の一態様では、人の脳活動を変調する方法が記載されており、方法は、人の脳活動を変調することを含むとともに、前記の方法は、反復的な刺激電流パルスに人を受けさせることであって、電流パルス周波数は、可変であり、上下の周波数限界を有する、人の周波数範囲内のＥＥＧ周波数分布を近似する分布を有する、ことを含み、生理的状態または神経精神状態における改善が達成される。

電流パルスの周波数スペクトルが指定された範囲内のＥＥＧ周波数分布を近似するように、パルスパターンまたは電流パルスを決定するための多くの選択肢が存在する。例えば、パルスをランダムに生成することができ、その際、指定された範囲の最高周波数の周期と指定された範囲の最低周波数の周期の間で乱数を選択し、この乱数に基づいて、各パルスと次のパルスの間の周期を変動させることができる。この場合、治療セッション中の各期間の逆数のヒストグラムは、人のＥＥＧの周波数分布に似ている。別の例では、パルスは、連続したパルス列を生成することによって変動させることができ、ここで、各パルス列の持続時間は、パルス周波数のヒストグラムが人のＥＥＧの周波数分布に似るように選択される。別の例では、周波数変動を実現する最も簡単な方法は、各周波数におけるパルス列の持続時間が、その周波数における人のＥＥＧの周波数分布のエネルギーに比例する、何らかの周波数ステップを用いて、低から高または高から低の範囲内で周波数を掃引することである。別の例では、パルス列には、送達の完了時に送達されるすべてのパルス周波数の分布が、治療を受ける人のＥＥＧの周波数分布に似るように、集計された発生率を伴う可変パルス周波数がランダムに割り当てられる。

投与されるパルス列は、周波数範囲、パルス持続時間、パルス幅、パルス間隔、パルス振幅、パルス列持続時間、およびそれらの組合せなどの、可変属性を含んでもよい。投与されるパルス列可変属性は、事前に選択されるか、または人のＥＥＧの特性に基づいてもよい。本発明の別の態様では、可変パルス列は、周波数範囲に基づいており、人の周波数帯域であってもよい。例えば、電流パルス周波数の分布が、人のアルファ帯域における活動を近似するように、周波数範囲はアルファ帯域とすることもできる。本発明の別の態様において、周波数帯域は、デルタ帯域（＜４Ｈｚ）、シータ帯域（４－８Ｈｚ）、アルファ帯域（８－１３Ｈｚ）、ベータ帯域（１３－３０Ｈｚ）、ガンマ帯域（３０－８０Ｈｚ）、またはミュー帯域（９－１１Ｈｚ）である。２つの範囲内の電流パルスの周波数分布が人のＥＥＧ分布を近似するように、電流パルス間の周期を変動させることにより、１回の治療セッションにおいて複数の周波数帯域を近似することも可能である。

本発明の別の態様では、周波数範囲は、ＥＥＧ帯域の固有ＥＥＧ周波数のまわりの所定の範囲である。この範囲は、固有ＥＥＧ周波数のまわりで等距離である可能性がある。例えば、周波数範囲は、人のＩＡＦ－２．０Ｈｚから、ＩＡＦ＋２．０Ｈｚまでとすることができる。固有ＥＥＧ周波数の選択は、提供される治療の種類に応じて異なる。本発明の別の態様において、固有ＥＥＧ周波数は、デルタ周波数、シータ周波数、アルファ周波数、ベータ周波数、ガンマ周波数、またはミュー周波数である。この態様は、固有周波数に近いＥＥＧ周波数をターゲットにするのに好ましい場合がある。例えば、アルファ範囲（８－１３Ｈｚ）は５Ｈｚをカバーする。人のＩＡＦが１２．５Ｈｚの場合、８－９Ｈｚの範囲におけるニューロン活動は全体的な共鳴に大きな影響を与えない可能性があるが、ベータ帯域の低範囲（１３－１４Ｈｚ）は、それがＩＡＦに近いため、脳の共鳴に関与する可能性がある。したがって、固有周波数の両側に範囲を指定すると、より多くの共鳴ニューロン活動を活用し得る。この範囲は、固有ＥＥＧ周波数のまわりに等距離である必要はない。例えば、周波数範囲は、人のＩＡＦ－２．０Ｈｚから、ＩＡＦ＋１．０Ｈｚとすることもできる。

固有ＥＥＧ周波数を囲む任意の範囲の代わりに、範囲は分布自体に基づくこともできる。本発明の一態様において、周波数範囲は、ＥＥＧ帯域の固有ＥＥＧ周波数のまわりの範囲であって、この範囲は、ＥＥＧ周波数分布振幅が固有周波数におけるＥＥＧ周波数分布振幅の所定の百分率である、周波数値に限界が設定されている。例えば、この範囲は、周波数分布の振幅が最大値の３０％、または固有周波数での値になるポイントまで、広げることができる。この方法のこの態様は、周波数分布のエネルギーを最大化する、最小範囲を可能にするであろう。しかしながら、この態様は、周波数スペクトルが固有ＥＥＧ周波数のどちらの側でも単調に減少しないため、ＥＥＧの周波数スペクトルの変動の影響を受けやすい。

範囲内の周波数分布を正確に一致させる代わりに、パラメータ化のできる既知の分布で周波数分布を近似することができる。こうすることで、周波数変動の実現がより簡単になり得る。本発明の一態様では、磁気パルス周波数の分布は、ＥＥＧ周波数分布の平均および標準偏差を近似する平均および標準偏差を有するガウス分布である。本発明の別の態様では、磁気パルス周波数の分布は、ＥＥＧ周波数分布の平均および標準偏差を近似する平均および標準偏差を有して、一様である。ポアソン分布、ベルヌーイ分布、二項分布、スケラム分布、カイ二乗分布、ガンマ分布など、その他の分布も可能である。

本発明におけるｒＴＭＳ治療またはｔＡＣＳ治療は、種々の生理的状態下で使用されることがある。本発明の一態様において、生理的状態とは、集中、睡眠、覚醒、記憶、血圧、ストレス、性欲、発話、運動機能、身体能力、認知機能、知性、身長または体重である。この治療法は、多くの神経精神状態に使用することもできる。本発明の一態様において、神経精神状態とは、自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）、アルツハイマー病、統合失調症、不安、うつ病、昏睡、パーキンソン病、薬物乱用、双極性障害、睡眠障害、摂食障害、耳鳴り、線維筋痛症、心的外傷後ストレス障害（ＰＴＳＤ）、外傷性脳損傷（ＴＢＩ）、記憶障害、疼痛、中毒、強迫性障害（ＯＣＤ）、高血圧、性欲障害、運動機能異常、幼児における低身長、ストレス、肥満、集中／集中力異常、言語異常、知能障害、認知異常、注意欠陥多動性障害（ＡＤＨＤ）、筋肉痛、慢性ライム病、関節リウマチ（ＲＡ）、自己免疫疾患、痛風、糖尿病、関節炎、外傷リハビリ（ｔｒａｕｍａ ｒｅｈａｂ）、運動能力、認知改善、または脳卒中である。

例示的な実施形態は、可変属性を有する、患者へのパルス列を生成するためのシステムおよび装置を含む。この装置は、反復的な磁気パルスまたは電流パルスを生成するための構成要素を含むことができる。本明細書に記載される例示的な実施形態は、反復電流パルスを生成するための装置を含んでもよい。この装置は、ｒＴＭＳを使用する誘導によって、反復電流パルスを生成するように構成されてもよい。例えば、磁場パルスは、人の頭部の外側のコイルを使用して生成することもできる。別の例では、磁気パルスは、人の頭部の外側で移動する永久磁石を使用して生成することができる。磁気パルス持続時間は短くすることも、長くすることもできる。磁気パルスは、パルス列が正弦波に似るように、正弦曲線とすることもできる。この装置はまた、ｔＡＣＳによって経頭蓋的に反復電流パルスを生成するように構成することもできる。例えば、ｔＡＣＳ電流は、患者の頭皮上に設置された電極によって生成することもできる。電気パルス持続時間は短くても長くてもよい。パルスは、電気パルス列が正弦波に似るように、正弦曲線とすることもできる。

この装置は、患者からのＥＥＧ信号を検出するための電極を含むことができる。この装置は、患者のＥＥＧ信号を受信するように構成されてもよい。

この装置は、ＥＥＧ信号を解析するためのプロセッサおよび／またはメモリを含んでもよい。例示的な実施形態では、この装置は、ＥＥＧ信号を解析するために、ネットワーク上でリモートプロセッサおよび／またはメモリと通信するように構成されてもよい。したがって、プロセッサおよび／またはメモリは、装置の共通のハウジング内に含まれるか、またはＥＥＧを検出するためのリード線から、および／または磁気または電流パルス列を生成するための構成要素から、リモートにあってもよい。

例示的な実施形態では、メモリは、プロセッサ（複数可）によって実行されると、本明細書に記載される機能を実行するように構成された、非一時的な機械可読命令を含む。例えば、命令は、ＥＥＧ信号の変動性を決定するためのソフトウェアを含んでもよい。変動性は、ＥＥＧ信号の周波数分布においてであってもよい。属性の変動性は、波形振幅、波持続時間、波間隔、波周波数においてとするか、またはＥＥＧ記録内の所与の属性の分布を含んでもよい。命令は、属性の変動性を有するＥＥＧ信号からの波形を近似するように構成されてもよい。近似波形は、属性および／または属性の変動性の値を得るために使用することができる。命令はまた、患者に投与される磁気パルスまたは電流パルスの発生を制御するように構成されてもよい。命令は、属性の変動性に基づいて、磁気パルスまたは電流パルスを投与するように構成されてもよい。

図１は、患者の周波数帯域から平均化された、経時的な平均振幅の例示的なＥＥＧ信号（１０１）を示す。図示された周波数帯域は、およそ８－１３Ｈｚのアルファ帯域に対応するが、他の範囲も使用することができる。ＥＥＧ信号（１０１）を解析して、ＥＥＧ生データ信号から波形（１０２）を抽出してもよい。波形（１０２）は、周期波形、または１つ以上の可変属性を有するバースト波形、を定義することができる。波形には、図示されるように、ピーク最大振幅（ＰＭ）を示す順次のピーク、および順次のトラフ最小振幅（ＴＭ）が含まれる。各ピークは、時間（Ｔ）に発生する。順次のピーク（ＰＭ）間の差を使用して、周期（Ｔｎ＋１－Ｔｎ）を決定することができる。ピーク最大値は、最小値と最大値の間の振動から波形を作成できるように、ピーク最小値の間に発生する。振幅（Ａ）は、順次のトラフ（ＴＭ）とピーク（ＰＭ）の間の振幅差として定義すること、またはその逆が可能である。参考までに、順次のピークとトラフ、および対応する振幅とタイミングは、参照のためだけに、順次の数値で示されている。特定の数のシーケンスまたは包含は必須ではなく、０より大きくｎまでの任意のシーケンスを含むことができる。磁気パルスを患者に投与するためのパルスパターンは、波形周期、振幅、ピークタイミング、およびそれらの組合せなどの、波形の属性から生成することができる。例えば、パルスパターンは、波形のピーク最大値の予想される時間に対応する時間に開始してもよい。パルスパターンは、周期に基づく可変周期、または波形の隣接するピーク最大値間の周期に対応する可変周期を含むことができる。パルスパターンは、波形の振幅を近似する、比例する、または他の方法で関連する、可変強度を含むことができる。例示的なパルス波形（１０３）が提供され、５つのパルスからできているバースト刺激を示し、タイミングは、波形（１０２）のピーク位置によって定義され、パルス振幅は、波形のピークの振幅によって定義されている。パルス列は、患者に対してより長いバースト刺激または連続パルス刺激を提供するために、反復することができる。パルス振幅は、図示されるように一定または可変であり得る。また、ピーク間の平均時間間隔を決定し、パルスの周波数値を定義するために使用してもよい。

図２は、人についての例示的なＥＥＧ周波数分布（２０１）を示す。この中で、低周波数（２０２）および高周波数（２０３）によって定義される範囲内の周波数分布が選択されている。電流パルス周波数分布は、低域と高域の間のその周波数分布を近似するように選択することができる。

図３は、固有ＥＥＧ周波数（３０３）を有する、人についての例示的なＥＥＧ周波数分布（３０１）を示す。振幅値（３０２）が選択され、低周波数値（３０４）および高周波数値（３０５）が、その値が周波数スペクトルと交差する点に設定される。低周波数値と高周波値とは、周波数範囲を定義し、電流パルス周波数分布は、低値と高値の間のその周波数分布を近似するように選択することができる。

図４は、例示的なＥＥＧ周波数分布（４０１）を示しており、ガウス曲線（４０２）は、低周波数（４０４）および高周波数（４０５）によって指定される範囲内で周波数分布（４０３）を近似するように最適化されている。電流パルス周波数分布は、低周波数値と高周波値の間の範囲内の曲線を近似するように選択することができる。

図５Ａは、低周波数（５０９）と高周波数（５１０）の間の範囲に入る周波数分布（５０１）を示す。図５Ｂは、二相性磁気パルス（５０２）の時系列を示しており、ここで、任意の特定のパルス周波数におけるパルス列持続時間は、治療セッション全体の周波数分布に寄与するであろう。この例では、低周波パルス（５０４）は、周波数スペクトルにおける低周波スパイク（５０７）に対応する。中周波パルス（５０３）は、周波数スペクトルにおける中周波スパイク（５０６）に対応する。高周波パルス（５０５）は、周波数スペクトルにおける高周波スパイク（５０８）に対応する。様々な周波数のより多くのパルス列が治療セッションに含まれるにつれて、より多くのスパイクが治療セッションの周波数スペクトルに寄与し、各周波数でのパルス列の持続時間は、すべてのスパイクの和に基づく周波数スペクトルが、人のＥＥＧ周波数分布を近似するように選択される。

パルス列は、パルス周波数の高調波で周波数スパイクを生成する。したがって、治療セッションの全体的な周波数分布は、実際には指定された範囲を超えて延在する。図６Ａは、治療セッションにおけるパルス列についての１次周波数分布（６０１）を示しており、第１の高高調波（６０３）および第２の高高調波（６０４）における周波数分布も表わされている。図６Ｂは、可変パルス間隔（６０６）を有する二相性磁気パルス（６０２）の時系列を示す。より高い周波数成分から追加の便益を得る可能性がある。より高い周波数成分の影響は、パルス長を増大させることによって減少させることができる。例えば、標準のｒＴＭＳパルスは約２００ｕｓｅｃである。３００ｕｓｅｃに増大させることによって、高調波の影響が少なくなる。

図５Ｂにおいて、パルスの周波数スペクトルは、パルス振幅を一定に保ちながら、様々なパルス周波数におけるパルスの持続時間または数を変更させることによって作成された。同様の結果は、パルスの持続時間または数を変動させながら、または様々なパルス周波数におけるパルスの持続時間または数を一定に保ちながら、パルス振幅を変動させることによって達成することができる。図７ａは、低周波数（７０９）と高周波数（７１０）の間の範囲に入る周波数分布（７０１）を示す。図７Ｂは、二相性磁気パルス（７０２）の時系列を示しており、ここで、任意の特定のパルス周波数におけるパルス列振幅は、治療セッション全体の周波数分布に寄与することになる。この例では、低周波パルス（７０４）は、周波数スペクトルにおける低周波スパイク（７０７）に対応する。中周波パルス（７０３）は、周波数スペクトルにおける中周波スパイク（７０６）に対応する。高周波パルス（７０５）は、周波数スペクトルにおける高周波スパイク（７０８）に対応する。様々な周波数のより多くのパルス列が治療セッションに含まれるにつれて、より多くのスパイクが治療セッションの周波数スペクトルに寄与し、各周波数におけるパルス列のパルス振幅は、すべてのスパイクの和に基づく周波数スペクトルが人のＥＥＧ周波数分布を近似するように、選択される。

図８は、各々は異なる振幅および周期を有してもよい、連結された正弦波（８０２）からできている波形とともに、例示的なＥＥＧ（８０１）を示す。各正弦波は、ＥＥＧの単一の周期を近似している。正弦波が互いに連結されると、それらは、患者に送達されるパルス（８０３）を指定するために使用できる、波形を形成する。図では、一連の１０個の正弦波が、範囲（８０４）内で互いに連結されている。この例では、パルスは、波形のピークにおいて発生する。ＥＥＧを近似する波形のピークにおけるパルスを投与することにより、パルスの周波数スペクトルは、特定の周波数帯域内のＥＥＧの周波数スペクトルを近似する。パルスは、連続的または長期的な刺激を提供するために、波形が作成された範囲のみをカバーするバーストで投与されてもよく、またはパルスは、波形によって生成されたパルスのパターンを反復してもよい。

本明細書における説明は、一般に、人の治療に関するものである。しかしながら、本開示はそのように限定されるものではなく、任意の被験体に適用することができる。「患者」と「被験者」は同義語であり、互いに交換可能で使用される。本明細書で使用される場合、それらは任意の動物（例えば本明細書に記載の発明が実施され得る哺乳動物）を意味する。「被験者」という用語も「患者」という用語も、医師の世話を受けている動物に限定されない。

文脈が明確に別段の要求をしない限り、説明および特許請求の範囲全体を通して、「ｃｏｍｐｉｓｅ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含んでいる）」などの言葉は、排他的または網羅的な意味ではなく、包括的な意味で；つまり、「含むが、それらに限定されない」という意味で解釈されるべきである。単数または複数を使用する単語には、それぞれ複数形または単数形も含まれる。さらに、「本明細書」、「以下」、「上記」、「下記」、および同様の意味の単語は、この出願全体を指し、この出願の特定の部分を指すものではない。単語「ｏｒ（または）」が、２つ以上の項目のリストを指して使用されるとき、その単語は、その単語の次の解釈：リスト内の任意の項目、リスト内のすべての項目、およびリスト内の項目の任意の組合せ、のすべてを範囲に含む。

方法またはデバイスの図示された実施形態の上記の説明は、網羅的であるか、または開示された正確な形態に限定されることを意図するものではない。方法またはデバイスの具体的な実施形態および例が、例示の目的で本明細書に記載されるが、当業者は認識するように、方法またはデバイスの範囲内で様々な同等の改変が可能である。本明細書で提供される方法またはデバイスの教示は、記載された方法またはデバイスだけでなく、その他の処理方法またはデバイスにも適用することができる。

記載された様々な実施形態の要素および作用を組み合わせて、さらなる実施形態を提供することができる。これらおよびその他の変更は、上記の詳細な説明に照らして、デバイスに対して行うことができる。

一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は、方法またはデバイスを本明細書および特許請求の範囲に開示された特定の実施形態に限定すると解釈されるべきではなく、特許請求の範囲の下で動作するすべての処理デバイスを含むと解釈されるべきである。したがって、方法およびデバイスは開示によって限定されるのではなく、代わりに、方法またはデバイスの範囲は、特許請求の範囲によって完全に決定されるべきである。

方法またはデバイスの特定の態様が特定の請求様式において以下に提示されるが、発明者は、任意の数の請求様式における様々な態様の方法またはデバイスを企図している。したがって、本発明者らは、方法またはデバイスのその他の態様について、そのような追加の請求様式を追求するために、出願を提出した後に追加の請求項を追加する権利を留保する。

Claims (36)

1. 被験者の脳活動を変調する方法であって、
   被験者のＥＥＧ周波数分布を受信すること、
   反復的な電流パルスまたは磁気パルスに被験者を受けさせることであって、パルス間隔は、可変であり、ＥＥＧ周波数分布を近似する分布を有する、こと、
   被験者の生理的状態または神経精神状態を改善すること
   を含む、方法。
2. ＥＥＧ周波数分布が、被験者の周波数範囲内であり、上下の周波数限界内にある、請求項１に記載の方法。
3. 反復電流パルスが、反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）を使用する誘導によって作成される、請求項１に記載の方法。
4. 反復電流パルスが、経頭蓋交流刺激（ｔＡＣＳ）によって作成される、請求項１に記載の方法。
5. 周波数範囲が、人の周波数帯域である、請求項２に記載の方法。
6. 周波数帯域が、デルタ帯域（＜４Ｈｚ）、シータ帯域（４－８Ｈｚ）、アルファ帯域（８－１３Ｈｚ）、ベータ帯域（１３－３０Ｈｚ）、ガンマ帯域（３０－８０Ｈｚ）、またはミュー帯域（９－１１Ｈｚ）である、請求項５に記載の方法。
7. 周波数範囲が、ＥＥＧ帯域の固有ＥＥＧ周波数のまわりの所定の範囲である、請求項２に記載の方法。
8. 固有ＥＥＧ周波数が、デルタ周波数、シータ周波数、アルファ周波数、ベータ周波数、ガンマ周波数、またはミュー周波数である、請求項７に記載の方法。
9. 周波数範囲が、ＥＥＧ周波数分布振幅が固有周波数におけるＥＥＧ周波数分布振幅の所定の百分率である周波数値に限界が設定された、ＥＥＧ帯域の固有ＥＥＧ周波数のまわりの範囲である、請求項２に記載の方法。
10. ＥＥＧが、治療セッションの開始の前に記録される、請求項１に記載の方法。
11. ＥＥＧが、治療セッション中の電流パルス列間の時間間隔において記録され、磁気パルス周波数分布が、各電流パルス列の前に更新される、請求項１に記載の方法。
12. ＥＥＧが、電流パルス列の間に記録され、磁気パルス周波数分布が、治療セッションの各電流パルス列の間に更新される、請求項１に記載の方法。
13. 電流パルス周波数の分布が、ＥＥＧ周波数分布の平均と標準偏差を近似する平均と標準偏差を有するガウス分布である、請求項１に記載の方法。
14. 電流パルス周波数の分布が、ＥＥＧ周波数分布の平均と標準偏差を近似する平均と標準偏差を有して、一様である、請求項１に記載の方法。
15. 生理的状態が、集中、睡眠、覚醒、記憶、血圧、ストレス、性欲、発話、運動機能、身体能力、認知機能、知性、身長または体重である、請求項１に記載の方法。
16. 神経精神状態が、自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）、アルツハイマー病、ＡＤＨＤ、統合失調症、不安、うつ病、昏睡、パーキンソン病、薬物乱用、双極性障害、睡眠障害、摂食障害、耳鳴り、外傷性脳損傷、心的外傷後ストレス症候群、または線維筋痛症である、請求項１に記載の方法。
17. 被験者の脳活動を変調する方法であって、
    反復的な電流パルスまたは磁気パルスに被験者を受けさせることを含み、パルス周波数は可変であり、上下の周波数限界を有する、人の周波数範囲内のＥＥＧ周波数分布を近似する分布を有し、生理的状態または神経精神状態における改善が達成される、方法。
18. 脳活動を変調する装置であって、
    被験者からのＥＥＧ信号を受信するための入力と、
    １つ以上のメモリと通信する１つ以上のプロセッサであって、１つ以上のメモリは、１つ以上のプロセッサによって実行されると、
    ＥＥＧ信号を解析して、ＥＥＧ信号の可変属性を決定し、
    可変属性に対応する可変時間間隔を決定する
    ように構成されている、非一時的な機械可読命令を含む、１つ以上のプロセッサと、
    可変時間間隔で投与される反復的な電流パルスまたは磁気パルスを作成するように構成された、発生器と
    を備える、装置。
19. 哺乳類の脳活動を変調する方法であって、脳活動を変調するのに十分な時間の間、可変パルス間隔を有する反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）に、哺乳類を受けさせることを含む、方法。
20. 変調されている脳活動が、３から７Ｈｚ、８から１３Ｈｚ、１５から２０Ｈｚ、および３５から４５Ｈｚの間の１つ以上の脳波周波数帯域幅を含む、請求項１９に記載の方法。
21. 変調されている脳活動が、８から１３Ｈｚの間の脳波周波数帯域幅である、請求項２０に記載の方法。
22. 可変パルス間隔が、ウェーブレット解析によって抽出された哺乳類のＥＥＧ信号から導出される、請求項１９に記載の方法。
23. 変調されている脳活動が、３から７Ｈｚ、８から１３Ｈｚ、１５から２０Ｈｚ、および３５から４５Ｈｚの間の１つ以上の脳波周波数帯域幅を含む、請求項２２に記載の方法。
24. 変調されている脳活動が、８から１３Ｈｚの間の脳波帯域である、請求項２３に記載の方法。
25. 人の患者におけるＰＴＳＤを治療する方法であって、
    ａ．ＥＥＧに患者を受けさせて、ＥＥＧデータセットを作成することと、
    ｂ．ＥＥＧ信号パターンが得られるウェーブレット変換を用いて、ＥＥＧデータセットを解析することと、
    ｃ．ＥＥＧ信号パターンを使用して、可変パルス間隔を有する電磁パルスを送達するようにｒＴＭＳ装置をプログラムすることと、
    ｄ．ウェーブレット変換から導出された可変パルス間隔を有する電磁パルスを送達する、前記プログラムされたｒＴＭＳ装置からの反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）に患者を受けさせることと
    を含む、方法。
26. 人の患者における自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）を治療する方法であって、
    ａ．ＥＥＧに患者を受けさせて、ＥＥＧデータセットを作成することと、
    ｂ．ＥＥＧ信号パターンが得られるＥＥＧ信号変換を用いてＥＥＧデータセットを解析することと、
    ｃ．ＥＥＧ信号パターンを使用して、可変パルス間隔を有する電磁パルスを送達するようにｒＴＭＳ装置をプログラムすることと、
    ｄ．ウェーブレット変換から導出された可変パルス間隔を有する電磁パルスを送達する、前記プログラムされたｒＴＭＳ装置からの反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）に患者を受けさせることと
    を含む、方法。
27. 人の患者におけるアルツハイマー病を治療する方法であって、
    ａ．ＥＥＧに患者を受けさせて、ＥＥＧデータセットを作成することと、
    ｂ．ＥＥＧ信号パターンが得られるＥＥＧ信号変換を用いて、ＥＥＧデータセットを解析することと、
    ｃ．ＥＥＧ信号パターンを使用して、可変パルス間隔を有する電磁パルスを送達するようにｒＴＭＳ装置をプログラムすることと、
    ｄ．ウェーブレット変換から導出された可変パルス間隔を有する電磁パルスを送達する、前記プログラムされたｒＴＭＳ装置からの反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）に患者を受けさせることと
    を含む、方法。
28. ｒＴＭＳ刺激が、哺乳類の運動閾値よりも低い、請求項２７に記載の方法。
29. 送達されたｒＴＭＳは、哺乳類の運動閾値の４０－９０パーセントである、請求項２８に記載の方法。
30. 心的外傷後ストレス障害（ＰＴＳＤ）、自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）、およびアルツハイマー病（ＡＤ）の治療のために、可変パルス間隔で反復経頭蓋磁気刺激（ｒＴＭＳ）パルスを生成して送達するようにされた、ｒＴＭＳ装置の使用。
31. ｒＴＭＳ装置が、ウェーブレット変換から導出された可変パルス間隔で電磁パルスを送達するようにプログラムされている、請求項３０に記載のｒＴＭＳ装置。
32. 心的外傷後ストレス障害（ＰＴＳＤ）、自閉症スペクトラム障害（ＡＳＤ）、アルツハイマー病（ＡＤ）、外傷性脳障害（ＴＢＩ）、記憶障害、うつ病、疼痛、中毒、強迫性障害（ＯＣＤ）、不安、パーキンソン病（ＰＤ）、高血圧、性欲障害、運動機能異常、幼児における低身長、ストレス、肥満、睡眠障害、摂食障害、集中／集中力異常、言語異常、知能障害、認知異常、注意欠陥多動性障害（ＡＤＨＤ）、統合失調症、昏睡、双極性障害、耳鳴り、線維筋痛症、慢性ライム病、関節リウマチ（ＲＡ）、自己免疫疾患、痛風、糖尿病、関節炎、外傷リハビリ、運動能力、認知改善、脳卒中の治療に対して使用される、請求項３１に記載のｒＴＭＳ装置。
33. 改良されたｒＴＭＳ装置であって、改良が、可変パルス間隔でｒＴＭＳパルスを送達するようにｒＴＭＳ装置をプログラミングすることを含む、改良されたｒＴＭＳ装置。
34. 可変パルス間隔がウェーブレット変換から導出される、請求項３３に記載の改良されたｒＴＭＳ装置。
35. 磁気パルスを生成するｒＴＭＳ装置であって、可変パルス間隔で磁気パルスを生成する、装置内のプログラムを備える、ｒＴＭＳ装置。
36. 可変パルス間隔がウェーブレット変換から導出される、請求項３５に記載のｒＴＭＳ装置。

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