JP5705223B2 - System and method for stimulating mechanosensory nerve endings - Google Patents

System and method for stimulating mechanosensory nerve endings Download PDF

Info

Publication number
JP5705223B2
JP5705223B2 JP2012526980A JP2012526980A JP5705223B2 JP 5705223 B2 JP5705223 B2 JP 5705223B2 JP 2012526980 A JP2012526980 A JP 2012526980A JP 2012526980 A JP2012526980 A JP 2012526980A JP 5705223 B2 JP5705223 B2 JP 5705223B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tac
cell
stimulation
subject
skin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2012526980A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2013503002A (en
Inventor
バーロウ、スティーブン、エム.
ヴェンカテサン、ラリット
Original Assignee
カンザス大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by カンザス大学 filed Critical カンザス大学
Publication of JP2013503002A publication Critical patent/JP2013503002A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5705223B2 publication Critical patent/JP5705223B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/055Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  involving electronic [EMR] or nuclear [NMR] magnetic resonance, e.g. magnetic resonance imaging
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0048Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli
    • A61B5/0051Detecting, measuring or recording by applying mechanical forces or stimuli by applying vibrations
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/242Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents
    • A61B5/245Detecting biomagnetic fields, e.g. magnetic fields produced by bioelectric currents specially adapted for magnetoencephalographic [MEG] signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4029Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the peripheral nervous systems
    • A61B5/4041Evaluating nerves condition
    • A61B5/4047Evaluating nerves condition afferent nerves, i.e. nerves that relay impulses to the central nervous system
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A61B5/7207Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal of noise induced by motion artifacts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H23/00Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms
    • A61H23/04Percussion or vibration massage, e.g. using supersonic vibration; Suction-vibration massage; Massage with moving diaphragms with hydraulic or pneumatic drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H9/00Pneumatic or hydraulic massage
    • A61H9/0007Pulsating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H9/00Pneumatic or hydraulic massage
    • A61H9/005Pneumatic massage
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/398Electrooculography [EOG], e.g. detecting nystagmus; Electroretinography [ERG]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/40Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system
    • A61B5/4058Detecting, measuring or recording for evaluating the nervous system for evaluating the central nervous system
    • A61B5/4064Evaluating the brain
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814Head
    • A61B5/682Mouth, e.g., oral cavity; tongue; Lips; Teeth
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1238Driving means with hydraulic or pneumatic drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/14Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
    • A61H2201/1409Hydraulic or pneumatic means
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1657Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1664Movement of interface, i.e. force application means linear
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/02Head
    • A61H2205/022Face
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2230/00Measuring physical parameters of the user
    • A61H2230/08Other bio-electrical signals
    • A61H2230/10Electroencephalographic signals

Description

(関連出願の相互参照)
本特許出願は、2009年8月26日に出願された米国仮特許出願第61/237211号の利益を主張し、この仮出願は、その内容全体を具体的な参照によって本明細書に組み込まれる。
(Cross-reference of related applications)
This patent application claims the benefit of US Provisional Patent Application No. 61/372111, filed Aug. 26, 2009, which is hereby incorporated by reference in its entirety. .

本発明は、米国国立保健研究所によって授与されたNIH ROI DC003311と、NIH P30 HD0258と、NIH P30 DC005803とに基づく国庫補助で行われた。
米国政府は、本発明に一定の権利を有する。
This invention was made with national treasury assistance based on NIH ROI DC003311, NIH P30 HD0258, and NIH P30 DC005803 awarded by the National Institutes of Health.
The US government has certain rights in the invention.

適応とは、繰り返し感覚刺激に起因した神経感度の低下による影響を受ける動的プロセスであり、生物のミリ秒から寿命まで変動する広範囲の時間的スケールに亘る可能性がある。
適応に起因する感覚応答の減衰は、感覚系(視覚と聴覚と臭覚と体性感覚と)における共通の仕組みであり、この共通の仕組みは、(刺激強度および刺激頻度のような要因に依存するので)刺激に固有であり、また、この減衰は、一般に皮質下レベルより皮質レベルで著しい(Chungら、2002)。
感覚系は、広範囲の環境の感覚刺激を表現するために、明確な個数の出力を有するので、適応は、種々の範囲の刺激を符号化するために、限定された出力の組を動的に再割り当てすることが不可欠であると考えられる。
したがって、感覚系における適応を監視するための調査を実施する装置およびシステムが研究され、開発されている。
Adaptation is a dynamic process that is affected by reduced neurosensitivity due to repetitive sensory stimuli and can span a wide range of temporal scales that vary from millisecond to life of an organism.
Attenuation of sensory responses due to adaptation is a common mechanism in the sensory system (visual, auditory, olfactory, and somatosensory), and this common mechanism depends on factors such as stimulus intensity and stimulus frequency As such, this attenuation is inherent and this attenuation is generally more pronounced at the cortical level than at the subcortical level (Chung et al., 2002).
Since the sensory system has a definite number of outputs to represent sensory stimuli in a wide range of environments, adaptation dynamically creates a limited set of outputs to encode different ranges of stimuli. Reassignment is considered essential.
Accordingly, devices and systems that conduct research to monitor adaptation in the sensory system have been studied and developed.

感覚性神経終末を活性化するための、皮膚を通じた電流の供給が研究されたが、電流は、不自然な形態の刺激であり、深層受容器と表層受容器とからの線維を活性化する間に、末梢性機械受容器を迂回することがある(Willis&Coggeshall、1991)。
この刺激のアプローチは、スペクトルに基づく神経線維の電気インピーダンスの差に起因する求心性動員のパターンの変更と、刺激部位に近接した遠心性神経線維の付随的な活性化とを潜在的にもたらす可能性がある。
さらに、脳磁図(MEG)走査などの生体磁気学的手法が皮質応答適応を研究するために使用される場合、電気刺激は、脳磁界記録の際に干渉の発生源を生じさせる。
さらに、振動刺激を与えるための圧電トランスデューサが、研究され、優れた周波数応答を有している。
しかし、圧電トランスデューサは、変位振幅が限られ、圧電結晶を動作させるために大きいソース電流を必要とする。
MEGセンサアレイがこれらのトランスデューサに接近すると、実質的な電気干渉が生じる。
ディスク振動子(Kawaharaら、2004およびShirahashiら、2007)が、振動刺激を与えることができるが、単一周波数で動作し、複数のノイズ源(電気、磁気、音響)のためにMRIおよびMEGに不適合である。
最近では、空気圧マニホールドが、MRIスキャナにおいてエアパフ(Huangら、2007)およびフォン・フライ式フィラメント(Dreselら、2008)を使用して、触覚刺激を発生させるために使用された。
しかし、参加者に器具を装着するために要する時間が、プロトコルへの専念を制限する可能性があり、刺激セッション中の顔、または、手足の動きが、刺激の部位を変更するおそれがある。
The supply of current through the skin to activate sensory nerve endings has been studied, but current is an unnatural form of stimulation that activates fibers from deep and superficial receptors In between, peripheral mechanoreceptors may be bypassed (Willis & Coggeshall, 1991).
This stimulation approach could potentially result in altered afferent recruitment patterns due to spectral-based differences in nerve fiber electrical impedance and concomitant activation of efferent nerve fibers close to the stimulation site There is sex.
Furthermore, when biomagnetic techniques such as magnetoencephalogram (MEG) scanning are used to study cortical response adaptation, electrical stimulation creates a source of interference during magnetoencephalography recording.
In addition, piezoelectric transducers for applying vibrational stimuli have been investigated and have an excellent frequency response.
However, the piezoelectric transducer has a limited displacement amplitude and requires a large source current to operate the piezoelectric crystal.
As the MEG sensor array approaches these transducers, substantial electrical interference occurs.
Disk transducers (Kawahara et al., 2004 and Shirahashi et al., 2007) can provide vibrational stimuli, but operate at a single frequency, and to MRI and MEG for multiple noise sources (electrical, magnetic, acoustic) It is nonconforming.
Recently, pneumatic manifolds have been used to generate tactile stimuli using air puffs (Huang et al., 2007) and von Frey filaments (Dresel et al., 2008) in MRI scanners.
However, the time it takes to wear a device to a participant can limit dedication to the protocol, and movement of the face or limb during a stimulation session can change the site of stimulation.

したがって、感覚系における適応を監視するための研究を実施するための改良型装置およびシステムが継続的に必要である。   Accordingly, there is a continuing need for improved devices and systems for conducting research to monitor adaptation in the sensory system.

一実施例では、機械感覚性神経終末を刺激する装置が、内部チャンバ、ならびに、第1の開口部および第2の開口部を有するハウジングと、ハウジングの第1の開口部を覆い、振動機構部からの振動刺激を受容して振動する十分に柔軟性がある膜と、振動機構部に流体連結されるように構成される第2の開口部にある継手機構部とを含むことができ、装置全体が磁気非応答性材料で構成される。
ハウジングは、円筒形、または、いずれかの多角形状であることが可能である。
膜は、ハウジングと一体化されるか、または、例えば、接着剤を用いてハウジングに連結されることが可能である。
場合によっては、膜は、ハウジングに取り外し自在に連結することが可能である。
In one embodiment, an apparatus for stimulating mechanosensory nerve endings includes an internal chamber, a housing having a first opening and a second opening, covering the first opening of the housing, and a vibration mechanism. A sufficiently flexible membrane to receive and vibrate from a vibration stimulus and a coupling mechanism portion in a second opening configured to be fluidly coupled to the vibration mechanism portion, the device The whole is made of a magnetic non-responsive material.
The housing can be cylindrical or any polygonal shape.
The membrane can be integral with the housing or connected to the housing using, for example, an adhesive.
In some cases, the membrane can be removably coupled to the housing.

一実施例では、装置は、貫通するアパーチャを有する蓋部を含むことができる。
蓋部は、膜をハウジングに連結するように構成することができる。
蓋部およびハウジングは、蓋部がハウジングに締まることができるように対応する留め具を含むことができる。
対応する留め具は、スナップ継手、さねはぎ、対応するネジ山、接着剤、または、クリップのうちの1つ、または、複数を含むことができる。
In one example, the device can include a lid having an aperture therethrough.
The lid can be configured to couple the membrane to the housing.
The lid and the housing can include corresponding fasteners so that the lid can be tightened to the housing.
Corresponding fasteners can include one or more of snap joints, tongues, corresponding threads, adhesives, or clips.

一実施例では、振動刺激を受容する継手機構部は、内部チャンバを振動機構部へ流体連結する流体継手機構部を含むことができる。例えば、継手機構部は、ルアーロックを含むことができる。場合によっては、継手機構部は、ハウジングの壁に配置することができる。別の選択肢では、継手機構部は、内部チャンバに関して膜の反対側に配置することができる。   In one example, the coupling mechanism that receives the vibrational stimulus can include a fluid coupling mechanism that fluidly couples the internal chamber to the vibration mechanism. For example, the joint mechanism can include a luer lock. In some cases, the joint mechanism can be located on the wall of the housing. In another option, the coupling mechanism can be located on the opposite side of the membrane with respect to the internal chamber.

一実施例では、装置は、継手機構部に連結されるとともに、振動機構部に連結することができる管を含むことができる。
管は、この管の反対端部が磁気応答性コンポーネントを有するコンポーネントに連結することができるようにMRI、または、MEGの磁界の外に延在するための十分な長さを有し、磁気応答性コンポーネントは、磁界に反応しない。
In one example, the apparatus can include a tube that is coupled to the coupling mechanism and can be coupled to the vibration mechanism.
The tube has sufficient length to extend out of the magnetic field of the MRI or MEG so that the opposite end of the tube can be coupled to a component having a magnetically responsive component, Sexual components do not respond to magnetic fields.

一実施例では、膜は、ハウジングの断面外形に対応する断面外形を有している。
一態様では、膜は、柔軟弾性、および/または、伸縮性がある。
一態様では、膜は、約0.5mm未満の厚さである。
別の態様では、膜は、約0.127mm、すなわち、約0.0005インチ未満である。
膜の厚さは、著しく変化する可能性がある。
膜は、皮膚機械受容器を活性化するために十分に振動するように構成され、皮膚機械受容器は、その後、一次体性感覚経路に沿って神経インパルスを運び、脳内で符号化される。
膜は、少なくとも1mmの正の振動変位を有することができる。
好ましくは、振動変位は、少なくとも約4mmである。
In one embodiment, the membrane has a cross-sectional profile that corresponds to the cross-sectional profile of the housing.
In one aspect, the membrane is flexible elastic and / or stretchable.
In one aspect, the membrane is less than about 0.5 mm thick.
In another aspect, the membrane is about 0.127 mm, ie, less than about 0.0005 inches.
The thickness of the film can vary significantly.
The membrane is configured to vibrate sufficiently to activate the skin mechanoreceptor, which then carries nerve impulses along the primary somatosensory pathway and is encoded in the brain .
The membrane can have a positive vibration displacement of at least 1 mm.
Preferably, the vibration displacement is at least about 4 mm.

一実施例では、本発明は、機械感覚性神経終末を刺激するシステムを含むことができる。
かかるシステムは、本明細書中に記載された装置と、装置の継手機構部と流体連結されるように構成される振動機構部と、装置を振動機構部に流体連結するように構成される磁気非応答性管とを含むことができる。
In one embodiment, the present invention can include a system for stimulating mechanosensory nerve endings.
Such a system includes a device described herein, a vibration mechanism configured to be fluidly coupled to a coupling mechanism portion of the device, and a magnetic configured to fluidly connect the device to the vibration mechanism portion. And non-responsive tubes.

一実施例では、振動機構部は、膜を振動させるために、または、流体内の圧力変化を引き起こすために流体をチャンバの中へ、および/または、チャンバから外へ揺動させるように構成される。
場合によっては、振動機構部は、サーボ・モータを含むことができる。
一態様では、振動機構部は、継手機構部と流体連結される磁気非応答性管と流体連結される。
In one embodiment, the vibration mechanism is configured to oscillate the fluid into and / or out of the chamber to oscillate the membrane or cause a pressure change in the fluid. The
In some cases, the vibration mechanism unit may include a servo motor.
In one aspect, the vibration mechanism is fluidly connected to a magnetic non-responsive tube that is fluidly connected to the joint mechanism.

一実施例では、システムは、振動機構部と動作的に連結することができるコンピューティングシステムを含むことができる。
一態様では、コンピューティングシステムは、振動機構部と動作的に連結される。
In one example, the system can include a computing system that can be operatively coupled to the vibration mechanism.
In one aspect, the computing system is operatively coupled to the vibration mechanism.

一実施例では、システムは、MRIシステムを含む。   In one embodiment, the system includes an MRI system.

一実施例では、システムは、MEGシステムを含む。   In one embodiment, the system includes a MEG system.

一実施例では、本発明は、機械感覚性神経終末を刺激する方法を含むことができる。
かかる方法は、本明細書中に記載されているような装置、または、システムを準備することと、被検者の皮膚に膜を設置することと、皮膚上の膜を揺動させることとを含むことができる。
In one example, the present invention can include a method of stimulating mechanosensory nerve endings.
Such a method comprises preparing an apparatus or system as described herein, placing a membrane on a subject's skin, and shaking the membrane on the skin. Can be included.

一実施例では、機械感覚性神経終末は、MRI内で刺激される。   In one example, the mechanosensory nerve endings are stimulated within the MRI.

一実施例では、機械感覚性神経終末は、MEG内で刺激される。   In one example, the mechanosensory nerve endings are stimulated within the MEG.

一実施例では、機械感覚性神経終末は、理学療法の一部として刺激される。   In one example, the mechanosensory nerve endings are stimulated as part of physical therapy.

一実施例では、刺激は、発達性感覚運動障害、または、傷害を伴う患者の運動リハビリテーションを目的とする。   In one example, the stimulation is for developmental sensorimotor impairment or motor rehabilitation of a patient with injury.

いずれかのテストの間に、この方法は、神経終末刺激の間に被検者の脳を監視することを含むことができる。   During any test, the method can include monitoring the subject's brain during nerve terminal stimulation.

本発明の上記実施例および特徴、ならびに、その他の実施例および特徴は、以下の説明および添付図面からさらに十分に明らかになり、または、後述されるように発明の実施によって分かることがある。   The above embodiments and features of the present invention, as well as other embodiments and features, will become more fully apparent from the following description and accompanying drawings, or may be learned by practice of the invention as described below.

本発明の上記利点および特徴、ならびに、その他の利点および特徴をさらに明確にするために、本発明のさらに詳しい説明が、添付図面に示される発明の具体的な実施例を参照することによって表される。
これらの図面は、本発明の例示された実施例だけを表し、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきでない。
本発明は、添付図面の使用によってさらなる特定性と詳細さを用いて記載、説明される。
To make the above advantages and features of the present invention and other advantages and features more clear, a more detailed description of the invention is presented by reference to specific embodiments of the invention shown in the accompanying drawings. The
These drawings represent only illustrative embodiments of the invention and should not be considered as limiting the scope of the invention.
The invention will be described and explained with additional specificity and detail through the use of the accompanying drawings in which:

一人の被検者に対するソース再構成結果を表す、脳MRI画像(パネルAおよびB)を含む図であって、双極子が唇刺激に応答して両側に局在化し(パネルA)、双極子が右手刺激に対して対側に局在化し(パネルB)、双極子の位置および配向が、(軸方向および冠状に)直交するMRIスライスに示されている図である。FIG. 2 includes brain MRI images (panels A and B) representing source reconstruction results for one subject, with the dipole localized on both sides in response to lip stimulation (panel A). FIG. 5 is shown in MRI slices, localized to the contralateral side to the right hand stimulus (panel B), with the dipole position and orientation orthogonal (axially and coronally). 一人の被検者に対するソース再構成結果を表す、周波数に対する触覚刺激応答(パネルA−F)を含むグラフであって、双極子の位置および配向が、(軸方向および冠状に)直交するMRIスライスに示され、時間に対するS1双極子強度がパネルの右側の刺激速度毎に示されているグラフである。FIG. 4 is a graph containing tactile stimulus responses to frequency (panels AF) representing source reconstruction results for a single subject, with dipole position and orientation orthogonal (axially and coronally). The S1 dipole intensity with respect to time is shown for each stimulation rate on the right side of the panel. 唇刺激に対する2Hz、4Hzおよび8Hzでの一次体性感覚皮膚(S1)ピーク双極子強度の比較を示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing a comparison of primary somatosensory skin (S1) peak dipole intensity at 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz for lip stimulation. 手刺激に対する2Hz、4Hzおよび8Hzでの一次体性感覚皮膚(S1)ピーク双極子強度の比較を示すグラフである。2 is a graph showing a comparison of primary somatosensory skin (S1) peak dipole intensity at 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz for hand stimulation. 2Hzの唇刺激と手刺激とに対するS1ピーク双極子強度遅延時間の比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison of S1 peak dipole intensity | strength delay time with respect to lip stimulation of 2 Hz, and hand stimulation. 4Hzの唇刺激と手刺激とに対するS1ピーク双極子強度遅延時間の比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison of S1 peak dipole intensity | strength delay time with respect to lip stimulation of 4 Hz, and hand stimulation. 8Hzの唇刺激と手刺激とに対するS1ピーク双極子強度遅延時間の比較を示すグラフである。It is a graph which shows the comparison of S1 peak dipole intensity | strength delay time with respect to lip stimulation of 8 Hz, and hand stimulation. ポリエチレンシリンダと、厚さ0.005インチのシリコーン膜と、セル(cell)をサーボ制御型空気圧ポンプに連結するルアー管フィッティングとを表すTAC−Cell装置の実施例を示す図である。FIG. 2 shows an example of a TAC-Cell device representing a polyethylene cylinder, a 0.005 inch thick silicone membrane, and a Luer tube fitting that connects the cell to a servo controlled pneumatic pump. ポリエチレンシリンダと、厚さ0.005インチのシリコーン膜と、セルをサーボ制御型空気圧ポンプに連結するルアー管フィッティングとを表すTAC−Cell装置の実施例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a TAC-Cell device representing a polyethylene cylinder, a 0.005 inch thick silicone membrane, and a Luer tube fitting that connects the cell to a servo controlled pneumatic pump. TAC−Cell刺激制御システムの概略図である。It is the schematic of a TAC-Cell stimulus control system. サンプルの刺激電圧パルスおよび対応するTAC−Cell変位応答を示すグラフを含む図であり、TAC−Cellの機械応答時間(MRT)が、17msである。FIG. 7 includes a graph showing a sample stimulation voltage pulse and the corresponding TAC-Cell displacement response, with a TAC-Cell mechanical response time (MRT) of 17 ms. MEG記録セッション前に両面接着テープを使用して上唇赤唇部と下唇赤唇部との正中線に固定されたTAC−Cell装置を示す図であって、TAC−Cell装置が、右手の無毛皮膚表層(人差し指および中指)および顔の口角などの他の身体部にも固定されている図である。It is a figure which shows the TAC-Cell apparatus fixed to the midline of the upper lip red lip part and the lower lip red lip part using the double-sided adhesive tape before the MEG recording session, It is the figure fixed also to other body parts, such as a hair skin surface layer (forefinger and middle finger), and the corner of a face. MEGセッションの間にTAC−Cell空気サーボコントローラへの入力として使用されるパターン化された刺激トレインを示す図であって、2Hz、4Hzおよび8Hzの125個のパルストレインが、別個の系列で手および顔下側の無毛皮膚に印加され、各パルストレインが、トレイン速度とは無関係に6個の50msパルスで構成されている図である。FIG. 7 shows a patterned stimulation train used as an input to a TAC-Cell air servo controller during a MEG session, with 125 pulse trains of 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz in hand and in separate series. It is a figure which is applied to the hairless skin below the face and each pulse train is composed of six 50 ms pulses regardless of the train speed. 2Hzに関して秒単位の時間に対してミリメートル単位でTAC−Cell変位を表すグラフである。FIG. 6 is a graph representing TAC-Cell displacement in millimeters versus time in seconds for 2 Hz. 4Hzに関して秒単位の時間に対してミリメートル単位でTAC−Cell変位を表すグラフである。It is a graph showing a TAC-Cell displacement in millimeters with respect to time in seconds with respect to 4 Hz. 8Hzに関して秒単位の時間に対してミリメートル単位でTAC−Cell変位を表すグラフである。FIG. 6 is a graph representing TAC-Cell displacement in millimeters versus time in seconds for 8 Hz. 2Hz、4Hzおよび8Hzにおける顔刺激と、刺激への適応を表す平均大域的場ポテンシャル皮膚MEG応答の対応する減少とを表すグラフである。FIG. 6 is a graph representing facial stimulation at 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz and a corresponding decrease in mean global field potential skin MEG response representing adaptation to the stimulation.

一般に、本発明は、皮膚刺激振動によって供給された合成空気皮膚刺激のトレインに応答して、(例えば、人の手と唇との刺激振動を使用する)神経系一次体性感覚皮膚S1の短期適応パターンを比較し、特徴付けるために、ミリ秒単位の皮膚刺激振動を用いるMEG手法のかなり高い時間分解能を使用することに関する。
MEGの空間分解能は、唇と下と指と手とを含む人体のS1表現をマッピングするのに十分であることを明らかにしたが、同様に他の身体部にも使用することができる。
従来の研究は、振動触覚適応の仕組みが手と顔との両方に存在することを明らかにしたが、人への繰り返しの点状機械的刺激に対する手、または、顔S1のいずれかの短期適応の仕組みに関して殆ど知られていない。
刺激振動は、MRI/MEG適合性触覚刺激セル(TAC−Cell)を使用して誘発することができる。
繰り返しの皮膚振動刺激は、誘発脳磁S1応答の中に現れる短期適応の周波数依存パターンをもたらすことができることが考えられる。
機械受容器神経反応と運動反応における機能との基本的な差のために、顔と手との適応パターンの時空間特性の間に著しい差が存在する可能性があることも考えられる。
In general, the present invention responds to a train of synthetic air skin stimulation supplied by skin stimulation vibrations, such as the short-term of nervous system primary somatosensory skin S1 (eg, using stimulation vibrations of human hands and lips). In order to compare and characterize adaptive patterns, it relates to using the much higher temporal resolution of the MEG approach with millisecond skin stimulation oscillations.
It has been shown that the spatial resolution of MEG is sufficient to map the S1 representation of the human body including lips, lower, fingers and hands, but can be used for other body parts as well.
Previous studies have revealed that vibrotactile adaptation mechanisms exist in both the hand and face, but short-term adaptation of either the hand or face S1 to repeated point-like mechanical stimuli on a person Little is known about how it works.
Stimulation vibration can be induced using an MRI / MEG compatible haptic stimulation cell (TAC-Cell).
It is possible that repeated skin vibration stimulation can result in a frequency-dependent pattern of short-term adaptation that appears in the evoked magnetoencephalogram S1 response.
It is also possible that there may be significant differences between the spatiotemporal characteristics of the face-to-hand adaptation pattern due to the fundamental difference between mechanoreceptor neural responses and functions in motor responses.

TAC−Cell装置は、一次体性感覚皮膚(S1)の内部の脳磁応答適応パターンを研究するために、パターン化された皮膚刺激を顔と手とに非侵襲的に送り出すことができる。
個別のTAC−Cellは、本明細書中に記載されているように、右手の無毛表層と、上唇赤唇部と下唇赤唇部との正中線などのいずれかの皮膚体表面に配置することができる。
151チャネルの脳磁図(MEG)スキャナが、TAC−Cellによって供給される触覚刺激に対する皮膚応答を記録するために使用でき、この触覚刺激は、TAC−Cellの活性膜表面を通して3個の異なる周波数で送り出される繰り返しの6パルストレインによって構成される。S1内の誘発活性(手刺激に対する対側性および唇刺激に対する両側性)は、最先の突出した応答成分の最良適合双極子から特徴付けることができる。
S1応答は、点状空気刺激トレインの周波数と刺激部位(無毛唇に対する無毛手)との関数として、著しい変調および適応を明らかにした。
The TAC-Cell device can non-invasively deliver patterned skin stimuli to the face and hands to study the magnetoencephalographic response adaptation pattern inside the primary somatosensory skin (S1).
Individual TAC-Cells are placed on the surface of the skin body such as the hairless surface layer of the right hand and the midline of the upper lip red lip and lower lip red lip as described herein. can do.
A 151 channel magnetoencephalogram (MEG) scanner can be used to record skin responses to tactile stimuli supplied by TAC-Cell, which are transmitted at three different frequencies through the TAC-Cell active membrane surface. It consists of a repetitive 6-pulse train that is sent out. Inducible activity within S1 (bilateral to hand stimulation and bilateral to lip stimulation) can be characterized from the best-fit dipole of the earliest prominent response component.
The S1 response revealed significant modulation and adaptation as a function of the frequency of the punctate air stimulation train and the stimulation site (hairless hands for hairless lips).

TAC−Cellは、MRI/MEGスキャナ環境において点状のスケーラブル刺激を使用して、ヒトの体性感覚脳経経路を活性化するのに役立つ可能性がある。
TAC−Cellは、神経刺激の適用において、非侵襲性であり、かつ、効果的であり得る。
TAC-Cell may help activate human somatosensory brain pathways using pointy scalable stimuli in an MRI / MEG scanner environment.
TAC-Cell can be non-invasive and effective in neural stimulation applications.

したがって、本発明は、顔と手との皮膚内の機械感覚性神経終末を刺激するためのTAC−Cellを使用する装置、システムおよび方法を含む。この装置は、非磁性応答材料(例えば、反強磁性、非フェリ磁性、非反磁性、または、他の類似する材料などの磁界に反応しない材料)から調製される。
このような刺激は、磁気共鳴画像化(MRI)および脳磁図(MEG)脳センサなどの脳画像化機器で使用することができる。
使用中に、この装置は、神経を刺激し、これにより、末梢神経刺激中に脳応答の画像化が可能になる。
Accordingly, the present invention includes devices, systems and methods that use TAC-Cell to stimulate mechanosensory nerve endings in the skin of the face and hands. The device is prepared from a non-magnetic responsive material (eg, a material that does not respond to magnetic fields such as antiferromagnetic, non-ferrimagnetic, non-diamagnetic, or other similar materials).
Such stimuli can be used in brain imaging devices such as magnetic resonance imaging (MRI) and magnetoencephalogram (MEG) brain sensors.
In use, the device stimulates nerves, which allows imaging of brain responses during peripheral nerve stimulation.

この装置は、開口部の上にマイクロ膜が嵌め込まれる一方の開放端部を有するとともに、膜の上に嵌り、シリンダに留まるアパーチャ付きのキャップを有する容器を含むことができる。
この容器は、容器の内部に入り、そして、内部から出る流体(例えば、液圧液体、または、空気などの空気圧ガス)を受け入れるためのフィッティング付きの別の開口部をさらに有し、圧力の動きに応答した圧力の変化が、マイクロ膜をドラムのように振動させる。
開口部とフィッティングとは、空気などのような流体を供給できる圧力源に結合するように構成することができ、チャンバの中へ、そして、チャンバから外へ流体を急速に揺動させることによって振動を引き起こす。
TAC−Cellは、成人と小児の運動障害においてかなりの可能性を有する神経治療介入装置として使用することができる。
TAC−Cellは、本明細書中で記載されるように振動刺激を与えるための別の構成を有することができ、MR1、および/または、MEGに適合するように動作することができる。
The device may include a container having one open end into which the micromembrane is fitted over the opening and having an apertured cap that fits over the membrane and remains in the cylinder.
The container further has another opening with a fitting to receive fluid (eg, hydraulic liquid or pneumatic gas such as air) that enters and exits the interior of the container, and the pressure movement The change in pressure in response to the vibration causes the micromembrane to vibrate like a drum.
The opening and fitting can be configured to couple to a pressure source capable of supplying a fluid, such as air, and vibrate by rapidly rocking the fluid into and out of the chamber. cause.
The TAC-Cell can be used as a neurotherapeutic interventional device with considerable potential in movement disorders in adults and children.
The TAC-Cell can have another configuration for providing vibrational stimulation as described herein and can operate to conform to MR1 and / or MEG.

TAC−Cellは、ヒトの脳画像化と潜在的な運動リハビリテーション用途のために顔と手の皮膚、または、他の身体部の中の機械感覚性神経終末を刺激するために使用することができる。
TAC−Cellは、(1)発達性感覚運動疾患をもつ患者および(2)持続性脳血管発作を有する成人の運動リハビリテーションのための臨床的な研究の場面で使用することができる。TAC−Cellの他の使用として、物理療法において、脳スキャン中に、または、脳波図と組み合わされて、脳活動を監視することなどがさらに考えられる。
TAC-Cell can be used to stimulate mechanosensory nerve endings in the face and hand skin or other body parts for human brain imaging and potential motor rehabilitation applications .
TAC-Cell can be used in clinical research settings for motor rehabilitation of (1) patients with developmental sensorimotor disorders and (2) adults with persistent cerebrovascular attacks. Other uses of TAC-Cell are further envisaged, such as monitoring brain activity in physical therapy, during a brain scan, or in combination with an electroencephalogram.

TAC−Cellは、空気圧装置からもたらされる空気圧変化に応答して振動するように構成された膜を有する小径空気圧アクチュエータとして構成することができる。
TAC−Cellは、MRI/MEGと適合性をもち、非侵襲性であり、かつ、神経損傷/疾患の有無にかかわらず、成人と小児の両方に適するように構成することができる。
一実施例では、TAC−Cellは、磁気応答性ではない材料から調製された円筒(例えば、直径19.3mm)チャンバ(例えば、ポリエチレン瓶)から調製することができ、振動膜が円筒チャンバ内の流体圧力変化に応答して振動することができるように、円筒チャンバの開口部に取り付けられた振動膜(例えば、0.005インチのシリコーン膜シート)を含むことができる。
例えば、振動膜は、円筒チャンバのリップ部とリテーニングリングとの間に設置することができる。
しかし、他の連結構造が、膜をチャンバに接着することなどにより振動膜を円筒チャンバに連結するために使用することができる。
これらのサイズパラメータは、約0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、5mm、または、より一層大きい、2cm、5cmまでおよびできる限り一層大きい直径(または、シートの断面寸法)まで変化させることができる。
また、TAC−Cellチャンバ、および/または、膜の材料は、磁気非応答性である限り、いろいろであってもよい。
すなわち、TAC−Cellの材料は、磁気応答性ではない。
したがって、チャンバは、様々なポリマーとセラミックとから調製することができ、膜は、ポリマーといくつかのゴムとから調製される。
材料の変動は、磁気非応答特性を維持していれば、無数の材料を用いて達成することができる。
The TAC-Cell can be configured as a small diameter pneumatic actuator having a membrane configured to vibrate in response to changes in air pressure resulting from the pneumatic device.
The TAC-Cell is compatible with MRI / MEG, is non-invasive, and can be configured to be suitable for both adults and children with or without nerve damage / disease.
In one example, the TAC-Cell can be prepared from a cylindrical (eg, 19.3 mm diameter) chamber (eg, polyethylene bottle) prepared from a material that is not magnetically responsive, and the vibrating membrane is contained within the cylindrical chamber. A vibrating membrane (eg, a 0.005 inch silicone membrane sheet) attached to the opening of the cylindrical chamber can be included so that it can vibrate in response to fluid pressure changes.
For example, the vibrating membrane can be installed between the lip portion of the cylindrical chamber and the retaining ring.
However, other connection structures can be used to connect the vibrating membrane to the cylindrical chamber, such as by bonding the membrane to the chamber.
These size parameters vary to about 0.5 mm, 1 mm, 1.5 mm, 2 mm, 3 mm, 5 mm, or even larger, up to 2 cm, up to 5 cm and as large as possible (or the cross-sectional dimension of the sheet). be able to.
Also, the TAC-Cell chamber and / or film material may vary as long as it is non-magnetic.
That is, the TAC-Cell material is not magnetically responsive.
Thus, the chamber can be prepared from various polymers and ceramics, and the membrane is prepared from a polymer and some rubber.
Material variations can be achieved using a myriad of materials as long as the magnetic non-responsive properties are maintained.

TAC−Cellは、膜を振動させる振動流体を供給する空気圧装置などの他のコンポーネントを含むTAC−Cellシステムに含まれることが可能である。
また、TAC−Cellシステムは、MRI、および/または、MEGシステム、または、他のスキャナを含むことができる。
一実施例が、TAC−Cellによって生成された空気圧触覚刺激に対する皮膚神経磁気応答を記録するように構成される151チャネルCTF MEGスキャナを含む。
空気圧装置は、TAC−Cellに繰り返しの6パルストレイン(50msパルス幅、トレイン間隔=5s、125回繰り返し/トレイン速度、トレイン速度[2Hz、4Hzおよび8Hz、図8を参照])を含む振動刺激を供給するため構成することができるが、空気圧触覚刺激の他の変形およびパターンを実行することが可能である。
The TAC-Cell can be included in a TAC-Cell system that includes other components such as a pneumatic device that supplies a vibrating fluid that vibrates the membrane.
The TAC-Cell system can also include MRI and / or MEG systems or other scanners.
One example includes a 151 channel CTF MEG scanner configured to record cutaneous neuromagnetic responses to pneumatic tactile stimuli generated by TAC-Cell.
The pneumatic device is a vibration stimulus including a repetitive 6-pulse train (50 ms pulse width, train interval = 5 s, 125 repetitions / train speed, train speed [2 Hz, 4 Hz and 8 Hz, see FIG. 8)] in the TAC-Cell Although it can be configured for delivery, other variations and patterns of pneumatic tactile stimulation can be performed.

TAC−Cell装置/システムは、TAC−Cellを皮膚上で被検者に固定する留め具を含むことが可能である。
このような留め具の一実施例は、接着剤、ストラッピング、クランプ、接着カラー、両面接着カラーテープ、または、被検者へのTACセルのアタッチメントに使用できる接着剤、クリップ、ラッピング、包帯などのような他のタイプの鉄を含まないアタッチメントを含む。
留め具は、顔、手、指、指先、手のひら、足、足の裏、腕、脚、胴、または、いずれかの他の場所などの皮膚の上の様々な場所でTAC−Cellを固定するように構成することができる。
例えば、TAC−Cellを一部の皮膚の場所に保持するように留め具を構成することができる一部の皮膚の場所は、右手の無毛表層(人差し指/中指)および上唇赤唇部と下唇赤唇部との正中線を含むことができる。
The TAC-Cell device / system can include a fastener that secures the TAC-Cell to the subject on the skin.
One example of such a fastener is an adhesive, strapping, clamp, adhesive collar, double-sided adhesive color tape, or adhesive, clip, wrapping, bandage, etc. that can be used to attach a TAC cell to a subject. Including other types of iron-free attachments.
Fasteners secure the TAC-Cell at various locations on the skin, such as the face, hands, fingers, fingertips, palms, feet, soles, arms, legs, torso, or any other location It can be constituted as follows.
For example, a fastener can be configured to hold the TAC-Cell in some skin locations, such as the hairless surface (index / middle finger) of the right hand and the upper lip red lip and lower A midline with the lip and red lip can be included.

単一のTAC−Cellは、被検者の皮膚のいずれの部分にも取り付けることが可能である。代替的に、TAC−Cell装置のアレイは、被検者の皮膚の1つ、または、複数の部分に取り付けることができる。   A single TAC-Cell can be attached to any part of the subject's skin. Alternatively, the array of TAC-Cell devices can be attached to one or more portions of the subject's skin.

さらに、本発明は、顔および手、または、身体の他の部分における見かけの動きと方向とに関連付けられた感覚上の体験をシミュレートするために使用できるマルチチャネルTAC−Cellアレイ(例えば、複数のTAC−Cell装置)を含むことができる。
TAC−Cellアレイは、(例えば、一方の隣接TAC−Cellから別のTAC−Cellまでの10msのような短時間の遅延付きで)順番に活性化できる空間パターンに設置された数個のTAC−Cellを含んでもよい。
代替的に、設置および活性化は、無作為であること、または、予め設計することが可能である。
TAC−Cellアレイは、顔の運動(発話、嚥下、ジェスチャ)および手の運動(操作)に影響を与える急性脳血管発作に罹っている患者の脳可塑性および脳再生の仕組みを誘発し、加速するための新しい形の神経治療刺激(介入)として使用することができる。
In addition, the present invention provides a multi-channel TAC-Cell array (e.g., multiple arrays) that can be used to simulate a sensory experience associated with apparent movement and direction in the face and hands, or other parts of the body. TAC-Cell device).
A TAC-Cell array consists of several TAC-s installed in a spatial pattern that can be activated sequentially (eg, with a short delay, such as 10 ms from one adjacent TAC-Cell to another TAC-Cell). Cell may be included.
Alternatively, the installation and activation can be random or pre-designed.
The TAC-Cell array induces and accelerates the mechanisms of brain plasticity and brain regeneration in patients with acute cerebrovascular attacks that affect facial movements (speech, swallowing, gestures) and hand movements (manipulation) It can be used as a new type of neurotherapeutic stimulus (intervention).

TAC−Cellは、他の変形例および実施例の形をとることができる。例えば、TAC−Cellは、「ドーム状」膜と、テクスチャ付きの膜と、(例えば、リテイナーカラー無しに)TAC−Cell本体に統合された膜と、空気圧サーボコントローラおよび高速空気圧スイッチ(バルブ)の小型化が利用できるときに実現可能であることと、マイクロサーボ、または、ポンプなどの膜を移動させる統合型揺動機能と、他の様々な特徴が修正可能であることとを有することができる。
TAC−Cellは、潜在的に、サーボ電子回路によって駆動することができる可能性がある。
The TAC-Cell can take the form of other variations and examples. For example, a TAC-Cell consists of a “dome-shaped” membrane, a textured membrane, a membrane integrated into the TAC-Cell body (eg without a retainer collar), a pneumatic servo controller and a high-speed pneumatic switch (valve). Can be realized when miniaturization is available, can have micro-servo or integrated rocking function to move membranes such as pumps, and various other features can be modified .
The TAC-Cell can potentially be driven by servo electronics.

同様に、TAC−Cellは、TAC−Cell装置から離れて設置された磁気応答性空気圧装置によって駆動することができ、磁気非応答性管は、TAC−Cellを空気圧装置と流体連結することができる。   Similarly, a TAC-Cell can be driven by a magnetically responsive pneumatic device located remotely from the TAC-Cell device, and a magnetic non-responsive tube can fluidly connect the TAC-Cell with the pneumatic device. .

TAC−Cell膜は、皮膚で振動刺激を生成するために、空気圧装置の空気圧サーボ制御によって揺動させることが可能である。
磁気非応答性材料から調製された流体導管は、膜を振動させるために振動流体をTAC−Cellへ送ることができる。
TAC−Cellの活性「脈動」表面は、皮膚への点状機械的入力を生成するために使用することができ(例えば、振動は、25msの立ち上がり/立ち下がり時間をもつ4.25mmの変位である可能性があり)、立ち上がり時間および揺動は、流体揺動、ならびに、膜の断面外形およびサイズに応じて変化する可能性がある。
しかし、寸法パラメータ、揺動パラメータ、材料パラメータ、または、他のパラメータのすべては、妥当な範囲内で変化させることができる。
The TAC-Cell membrane can be swung by pneumatic servo control of a pneumatic device to generate a vibration stimulus on the skin.
A fluid conduit prepared from a magnetic non-responsive material can send a vibrating fluid to the TAC-Cell to vibrate the membrane.
The active “pulsating” surface of the TAC-Cell can be used to generate a point-like mechanical input to the skin (eg, vibrations are 4.25 mm displacement with a 25 ms rise / fall time). The rise time and swing may vary depending on the fluid swing and the cross-sectional profile and size of the membrane.
However, all of the dimensional parameters, rocking parameters, material parameters, or other parameters can be varied within reasonable limits.

図4A〜図4Bに示すように、TAC−Cell装置400の一実施例は、内部チャンバ402a付きのハウジング402と、チャンバ402aの1つの開口部404を覆う膜403とを有し、膜403は、振動機構部に応答して振動するように構成される。
図示のように、選択可能な環状リング405が、膜403をハウジング402に連結して開口部404を覆うために使用される。
TAC−Cell装置400は、ハウジング402に連結されるネック部406を含むことができ、ネック部406は、チャンバ402aから開口部412まで延在する内部ルーメン408を有することができる。
ネック部406は、例えば、管を介して、空気圧装置に連結することができる継手コンポーネント410を開口部412でさらに有することができる。
継手コンポーネント410は、例えば、ルアーフィッティングとして構成することができる。
As shown in FIGS. 4A-4B, one embodiment of the TAC-Cell device 400 includes a housing 402 with an internal chamber 402a and a membrane 403 that covers one opening 404 of the chamber 402a. And configured to vibrate in response to the vibration mechanism.
As shown, a selectable annular ring 405 is used to connect the membrane 403 to the housing 402 and cover the opening 404.
The TAC-Cell device 400 can include a neck 406 that is coupled to the housing 402, and the neck 406 can have an internal lumen 408 that extends from the chamber 402 a to the opening 412.
The neck 406 can further include a joint component 410 at the opening 412 that can be coupled to a pneumatic device, for example, via a tube.
The coupling component 410 can be configured as a luer fitting, for example.

一実施例では、ハウジング402と、膜403と、リング蓋部404(膜がハウジングと一体化されていない場合、アパーチャを含む)と、ネック部406と、継手コンポーネントとは、磁気応答性をもたない限り、プラスチック、ポリマー、ゴム、シリコーン、ポリエチレン、ポリプロピレン、セラミックなどでもよい。   In one embodiment, the housing 402, the membrane 403, the ring lid 404 (including the aperture if the membrane is not integral with the housing), the neck 406, and the coupling component are also magnetically responsive. Unless otherwise specified, plastic, polymer, rubber, silicone, polyethylene, polypropylene, ceramic and the like may be used.

図5は、TAC−Cellシステムの実施例を示す。
図示のように、TAC−Cellは、空気圧ラインを介してサーボ・モータに流体連結されている。
サーボ・モータは、サーボ・モータ・コントローラに動作的に連結されている位置センサを含むことができる。
また、サーボ・モータ・コントローラは、16ビットADC/DAC付きのような中央処理ユニット(CPU)からの入力を受信することができる。
さらに、サーボ・モータ・コントローラは、サーボ・モータに供給される前にサーボ・モータ・コントローラからの信号を増幅できる増幅器に動作的に連結することができる。
したがって、TAC−Cellは、制御可能であり、磁気非応答性空気圧ラインを介して離れたサーボ・モータからの流体空気圧振動を受けとることができる。
FIG. 5 shows an embodiment of the TAC-Cell system.
As shown, the TAC-Cell is fluidly connected to a servo motor via a pneumatic line.
The servo motor may include a position sensor that is operatively coupled to the servo motor controller.
The servo motor controller can also receive input from a central processing unit (CPU) such as with a 16-bit ADC / DAC.
Further, the servo motor controller can be operatively coupled to an amplifier that can amplify the signal from the servo motor controller before being supplied to the servo motor.
Thus, the TAC-Cell is controllable and can receive hydro-pneumatic vibrations from a remote servo motor via a magnetic non-responsive pneumatic line.

その結果、TAC−Cell402は、揺動動作を発生させるための外部振動機構部(例えば、サーボ・モータ)に接続することができるチャンバ402aとの間に流体継手を有することができる。
サーボは、膜403を駆動するための圧力を調節し、発生させる高性能サーボシステムでもよい。
サーボ、または、他の振動機構部は、ハウジング402と膜403とから非常に遠くに配置することができるので、ハウジング402および膜403と関連付けられた金属コンポーネント、または、他の磁気応答性コンポーネントが存在せず、このことが、脳スキャナでの使用を可能にする。
As a result, the TAC-Cell 402 can have a fluid coupling with the chamber 402a that can be connected to an external vibration mechanism (for example, a servo motor) for generating a swing motion.
The servo may be a high performance servo system that regulates and generates pressure to drive the membrane 403.
The servo or other vibration mechanism can be located very far from the housing 402 and the membrane 403 so that the metal component or other magnetic responsive component associated with the housing 402 and membrane 403 is This is not present and allows for use in a brain scanner.

一実施例では、ハウジングは、標本瓶、または、化学薬品瓶のような標準的な瓶に類似していてもよい。
瓶蓋部は、開口部(アパーチャ)が蓋部に形成され、膜(例えば、厚さ5000分の1インチのシリコーン膜)が瓶の蓋部を覆い、キャップの開口部を通じて振動することができるように加工することができる。
ハウジングは、ルアーフィッティングなどの流体継手機構部を含むように構成することができる。
流体継手機構部は、ハウジングの底に配置してもよく、または、ハウジング内のどこか他の場所に配置してもよい。
流体継手(例えば、ルアー・ロック・フィッティング)は、他端部で振動機構部に流体連結されているシリコン管、または、他の磁気非応答性管を受け入れることができる。
In one embodiment, the housing may resemble a standard bottle such as a specimen bottle or a chemical bottle.
The bottle lid portion has an opening (aperture) formed in the lid portion, and a membrane (for example, a 1/5000 inch thick silicone membrane) covers the bottle lid portion and can vibrate through the opening portion of the cap. Can be processed as follows.
The housing can be configured to include a fluid coupling mechanism, such as a luer fitting.
The fluid coupling mechanism may be located at the bottom of the housing or at some other location within the housing.
The fluid coupling (e.g., luer lock fitting) can accept a silicon tube or other magnetic non-responsive tube that is fluidly connected to the vibration mechanism at the other end.

振動機構部は、TAC−Cellの内側の圧力が制御され、非常に正確に制御されるために、コンピュータ制御型(例えば、CPU)でもよい。
振動機構部は、TAC−Cellを駆動することができ、膜は非常に急速に移動させられるので、膜は、隆起し、または、シリンダの中へ吸い込まれ、10〜90%立ち上がり/立ち下がり時間が25msの規模でもよい。
25000分の1秒の間に、膜は、膜の寸法に応じて3.6mm、または、他の寸法に亘って移動可能であり、これは、皮膚の表面に非常に頑強性のある刺激を生成し、この刺激は、次に、皮膚の中の体性感覚神経を駆動する。
The vibration mechanism unit may be of a computer control type (e.g., CPU) because the pressure inside the TAC-Cell is controlled and controlled very accurately.
The vibration mechanism can drive the TAC-Cell and the membrane is moved very rapidly so that the membrane is raised or sucked into the cylinder and has a 10/90% rise / fall time May be on the order of 25 ms.
In 1/5000 second, the membrane can move 3.6 mm, or other dimensions, depending on the size of the membrane, which gives a very robust irritation to the surface of the skin. This stimulation, in turn, drives somatosensory nerves in the skin.

従来、MRI、または、MEGにおいて刺激を与えることは、MRI、または、MEGのような磁気環境において体性感覚系を刺激することに付随する問題のために困難であった。
磁気非応答性TAC−Cellは、磁界による障害を受けることなく、皮膚刺激、または、触覚刺激を与えることができる。
これにより、皮膚上で圧力変化を感じることが可能になり、医療専門家が、皮膚に圧力変化を受けている被検者の脳の内部で何が起こっているかを知ることが可能になる。
TAC−Cellは、2つのスキャナ手法、すなわち、MRIとMEGとを使用して、ヒトの神経系の経路全体を客観的にテストする方法を提供することができる。
TAC−Cellの感覚は、刺激が非常に高速で断続的に到来するので、皮膚上のタッピングと類似する。
膜刺激器は、約30Hzまでの優れた周波数応答を有する。
本明細書中の実施例は、2Hz、4Hzおよび8Hzを示す。
TAC−Cellは、皮膚表層を振動させ、皮膚内の数千個の感覚神経末端を活性化せることができ、この感覚神経末端は、脊髄、または、脳幹を介して、その後、最終的に、視床まで達し、体性感覚皮質へ伝えられる神経斉射(信号)を送る。
Traditionally, providing stimulation in MRI or MEG has been difficult due to problems associated with stimulating the somatosensory system in a magnetic environment such as MRI or MEG.
Magnetic non-responsive TAC-Cell can provide skin stimulation or tactile stimulation without being damaged by a magnetic field.
This makes it possible to feel pressure changes on the skin and allows medical professionals to know what is happening inside the brain of a subject undergoing pressure changes on the skin.
TAC-Cell can provide a way to objectively test the entire pathway of the human nervous system using two scanner approaches, MRI and MEG.
The TAC-Cell sensation is similar to tapping on the skin because the stimulation comes in very fast and intermittently.
The membrane stimulator has an excellent frequency response up to about 30 Hz.
The examples herein show 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz.
TAC-Cell can vibrate the surface of the skin and activate thousands of sensory nerve endings in the skin, which are then passed through the spinal cord or brainstem, and finally, It reaches the thalamus and sends a nerve fire (signal) transmitted to the somatosensory cortex.

その結果、TAC−Cellは、MRI適合性およびMEG適合性がある体性感覚刺激器のための空気圧触覚刺激セル膜を提供し、ヒトの神経磁気皮膚反応刺激に使用することができる。
TAC−Cellは、魚類、鳥類、爬虫類、哺乳類などのような任意の動物と共に使用することもできる。
As a result, TAC-Cell provides a pneumatic tactile stimulation cell membrane for somatosensory stimulators that are MRI compatible and MEG compatible and can be used for human neuromagnetic skin reaction stimulation.
TAC-Cell can also be used with any animal such as fish, birds, reptiles, mammals and the like.

TAC−Cellは、特に、ヒトの脳内の三叉神経−視床皮質(顔)体性感覚経路および内側毛帯−視床−皮質(手−前肢/足−後肢)体性感覚経路の完全性と、神経適応の特性とをマッピングするためのMRI走査手法およびMEG走査手法を使用する脳機能の基本的な神経学的評価のために使用することができる。   TAC-Cell is specifically the integrity of the trigeminal-thalamic cortical (facial) somatosensory pathway and medial hairband-thalamus-cortical (hand-fore / foot-hindlimb) somatosensory pathway in the human brain, It can be used for basic neurological evaluation of brain function using MRI and MEG scanning techniques to map the characteristics of neuroadaptation.

TAC−Cellは、TAC−Cell振動刺激への脳応答をマッピングするためにMEGスキャナを使用して、動物を研究するために使用することができる。
TAC−Cellは、ヒトの脳内の体性感覚経路の活性化のために使用することができる。
TAC-Cell can be used to study animals using a MEG scanner to map brain responses to TAC-Cell vibration stimuli.
TAC-Cell can be used for activation of somatosensory pathways in the human brain.

図10は、図中で、空気圧ポンプを駆動するために役立つサーボ制御型刺激波形を示し、この空気圧ポンプは、次に、TAC−Cell内の圧力を変調する。
サーボ制御型刺激波形は、離散的、迅速なパルスであり、これらのパルスは、わずか数ミリ秒の持続時間しかない。
下側のトレースにおける波形は、脳神経磁界応答を示す。
顔刺激に対して図示のように、脳は、各刺激パルス後に約50ms以内で興奮している。
FIG. 10 shows in the figure a servo-controlled stimulation waveform that is useful for driving a pneumatic pump, which in turn modulates the pressure in the TAC-Cell.
Servo-controlled stimulus waveforms are discrete, rapid pulses that have a duration of only a few milliseconds.
The waveform in the lower trace shows the cranial nerve magnetic field response.
As shown for facial stimulation, the brain is excited within about 50 ms after each stimulation pulse.

TAC−Cellは、脳スキャンにおいて高度に認識できる刺激であるように脳を刺激することができる(図1Aを参照)。
TAC−Cell装置は、病変を詳細にマッピングして診断するのに有用であり、神経信号経路が遮断されているかどうかを判定するために使用することができる。
さらに、TAC−Cell装置は、患者が発作中に損傷を受けているかどうかを識別することができる。
TAC−Cellは、損傷した脳のリハビリテーションにも使用することができる。
したがって、TAC−Cellは、神経系を活性化するとともに、脳が損傷した後に脳を配線し直すのに役立つ治療的刺激として使用することができる。
TAC-Cell can stimulate the brain to be a highly recognizable stimulus in a brain scan (see FIG. 1A).
The TAC-Cell device is useful for mapping and diagnosing lesions in detail and can be used to determine whether a nerve signal pathway is blocked.
In addition, the TAC-Cell device can identify whether a patient is damaged during a stroke.
TAC-Cell can also be used for rehabilitation of damaged brain.
Thus, TAC-Cell can be used as a therapeutic stimulus that activates the nervous system and helps rewire the brain after it has been damaged.

物理療法では、TAC−Cellは、電気刺激器を置き換えるのに使用することができる。
電気刺激器による1つの欠点は、この電気刺激器は、神経細胞が回復される順序を逆転することである。
別の欠点は、電気刺激が感覚線維活性化と運動線維活性化とを区別しないことである。
電流を皮膚に取り入れると、電流刺激に対し最低閾値をもつニューロンが最初に興奮し、感覚ニューロン、および/または、運動ニューロンの混合された活性化を伴うことがある。
TAC−Cellは、この問題を解消し、機械受容性の求心性ニューロンを選択的に活性化し、運動ニューロンを直接的に刺激しない。
自然な形の皮膚刺激(すなわち、電流の使用ではなく、触覚、圧力、振動)の下で、正常な回復順序およびニューロンタイプが保存される。
TAC−Cellは、高速順応のタイプI(FA I)およびタイプII(FA II)と関連付けられたAR一次求心神経と、皮膚の中で見つけられ、触覚、振動、テクスチャおよび皮膚ストレッチを符号化する低速順応(SA IおよびSA II)感覚神経線維とを選択的に刺激するのに特に十分に適している。
このように、TAC−Cellは、これらの点に関して、電気刺激よりも優れている。
In physical therapy, TAC-Cell can be used to replace electrical stimulators.
One drawback with electrical stimulators is that they reverse the order in which neurons are restored.
Another drawback is that electrical stimulation does not distinguish between sensory fiber activation and motor fiber activation.
When current is introduced into the skin, neurons with the lowest threshold for current stimulation are first excited and may be accompanied by mixed activation of sensory and / or motor neurons.
TAC-Cell eliminates this problem and selectively activates mechanosensitive afferent neurons and does not stimulate motor neurons directly.
Under natural forms of skin stimulation (i.e. tactile, pressure, vibration, not current use), normal recovery order and neuron type are preserved.
TAC-Cell is found in the skin and encodes the tactile, vibration, texture and skin stretches of the AR primary afferents associated with fast adaptation type I (FA I) and type II (FA II) It is particularly well suited for selectively stimulating slow-adapted (SA I and SA II) sensory nerve fibers.
Thus, TAC-Cell is superior to electrical stimulation in these respects.

単一のTAC−Cell、または、TAC−Cellアレイが種々の刺激研究のための全種類の方法に使用することができる。
これは、右半身研究と、左半身研究と、両側性刺激と、半球状側性化とを含むことができる。
A single TAC-Cell or TAC-Cell array can be used for all types of methods for various stimulation studies.
This can include right half body studies, left half body studies, bilateral stimulation, and hemispheric lateralization.

アレイの一実施例では、5個のTAC−Cellが、所定の場所に設置することが可能であり、各TAC−Cellは、個別の流体ラインによって個別に制御される。
TAC−Cellが直線状に配置され、次に、各TAC−Cellの間に10ms時間遅延などのある時間遅延を伴って個別のセルをオンにするとき、脳は、見かけの運動または動きとしてこの知覚を解釈する。
これは、治療中の脳のための仮想的な体験と、損傷されたニューロンと皮質とが接続を配線し直し、形成するのを実際に支援することになる運動の知覚および体験とを提供することができる。これは、脳の可塑性の一部である。
In one embodiment of the array, five TAC-Cells can be installed in place and each TAC-Cell is individually controlled by a separate fluid line.
When TAC-Cells are placed in a straight line and then turn on individual cells with some time delay, such as a 10 ms time delay, between each TAC-Cell, the brain will see this as an apparent movement or movement. Interpret perception.
This provides a virtual experience for the brain being treated and the perception and experience of movement that will actually help the damaged neuron and cortex rewire and form connections be able to. This is part of brain plasticity.

TAC−Cell装置は、同じパターン化された刺激を用いて唇、または、手のいずれかの刺激に使用でき、S1の短期適応を誘発するために効率的である可能性がある。
手と唇との短期適応パターンの差は、皮膚領域と皮下領域とにおける機械受容器タイピングの差の関数である可能性があり、また、同様に、顔筋肉組織および辺縁系筋肉組織との差に起因するかもしれない。
さらに、身体の他の部分に関する差も存在することがある。
Si応答の減衰の大きさは、刺激周波数とパルスインデックスとに依存し、減衰が手刺激と唇刺激との両方に対して8Hzで最も顕著であり、2Hzであまり顕著ではない。
手と唇とのピーク双極子強度S1の待ち時間間の著しい差は、軸索長さと、唇および手の機械感覚性神経終末からS1内でのこれらの中央ターゲットまでの距離との差に起因すると考えられる。
The TAC-Cell device can be used for either lip or hand stimulation with the same patterned stimulation and may be efficient to induce short-term adaptation of S1.
The difference in the short-term adaptation pattern between the hand and the lips may be a function of the difference in mechanoreceptor typing between the skin and subcutaneous areas, as well as between facial and limbic muscle tissue. May be due to the difference.
In addition, there may be differences with respect to other parts of the body.
The magnitude of the attenuation of the Si response depends on the stimulation frequency and pulse index, with attenuation being most pronounced at 8 Hz for both hand and lip stimulation and less pronounced at 2 Hz.
The significant difference between the waiting time of the hand and lip peak dipole intensity S1 is due to the difference between the axon length and the distance from the lip and hand mechanosensory nerve endings to their central target in S1. It is thought that.

TAC−Cellは、特に、ヒトの脳内の三叉神経−視床皮質(顔)体性感覚経路および脊柱−内側毛帯−視床−皮質(手−前肢/足−後肢)体性感覚経路の完全性をマッピングするためにMRI走査手法およびMEG走査手法を使用して脳機能の基本的な神経学的評価のために使用することができる。
通常の健康な成人と、自閉症の子供、外傷性脳損傷、または、脳血管発作をもつ成人などの様々な臨床的集団との間の時空間的な適合パターンの比較は、基本的な感覚過程に新しい洞察を投じる可能性がある。
TAC-Cell is specifically the integrity of the trigeminal-thalamic cortical (face) somatosensory pathway and the spinal column-inner hair band-thalamus-cortex (hand-forelimb / foot-hindlimb) somatosensory pathway in the human brain. Can be used for basic neurological evaluation of brain function using MRI and MEG scanning techniques.
The comparison of spatiotemporal adaptation patterns between normal healthy adults and various clinical populations such as adults with autistic children, traumatic brain injury, or cerebrovascular attacks is fundamental It may give new insights into sensory processes.

例えば、自閉症児への繰り返しの触覚刺激は、過敏症および向上するが、より緩慢な適応応答をもたらした。
GABAを合成するために利用されるタンパク質の減少による抑制されたGABA作動性抑制機構は、これらの異常な応答特性の原因であると考えられる。
For example, repeated tactile stimulation to autistic children resulted in hypersensitivity and improvement but a slower adaptive response.
Suppressed GABAergic suppression mechanisms due to the reduction of proteins utilized to synthesize GABA are thought to be responsible for these abnormal response characteristics.

別の実施例は、TAC−Cell、または、TAC−Cellアレイを使用する運動リハビリテーション用のパターン化された体性感覚刺激を含むことができる。
持続性体性感覚刺激は、運動皮質興奮性を増大させることができ、皮質損傷後の運動学習と機能回復とに密接な関係がある。
したがって、体性感覚経路の機能的なマッピングに加えて、TAC−Cellは、成人と小児の運動疾患のリハビリテーション用の新しい神経治療介入装置としての用途が見つけられる可能性がある。
Another example may include patterned somatosensory stimulation for motor rehabilitation using TAC-Cell or TAC-Cell arrays.
Sustained somatosensory stimulation can increase motor cortex excitability and is closely related to motor learning and functional recovery after cortical injury.
Thus, in addition to functional mapping of somatosensory pathways, TAC-Cell may find use as a new neurotherapeutic interventional device for rehabilitation of adult and pediatric motor disorders.

神経疾患の病歴がない健康な女性(平均年齢=24.8歳[標準偏差=2.9])がこの研究に参加した。
使用されたTAC−Cellは、スナップ型のキャップ付きの5ミリリットルの丸いガラス瓶に基づくcカスタム、小径空気圧アクチュエータ(Cole−Parmer、品番R−08936−00)であった。
ポリエチレン製キャップは、直径19.3mmの内部ルーメン408を作り出すように加工された。
0.005インチのシリコーン膜(AAA−ACME Rubber社)が、ガラス瓶の縁と変更したスナップ型キャップとの間にしっかり保持された。
空気圧充填されたとき、TAC−Cellの活性なシリコーン膜表面は、(10%から90%の勾配切片に基づいて)27msの立ち上がり/立ち下がり時間を有するピーク変位4.25mmを生成した。
Healthy women (mean age = 24.8 years [standard deviation = 2.9]) with no history of neurological disease participated in this study.
The TAC-Cell used was a c-custom, small diameter pneumatic actuator (Cole-Parmer, part number R-08936-00) based on a 5 ml round glass bottle with a snap-type cap.
The polyethylene cap was processed to create an internal lumen 408 with a diameter of 19.3 mm.
A 0.005 inch silicone membrane (AAA-ACME Rubber) was held securely between the edge of the glass bottle and the modified snap cap.
When pneumatically filled, the TAC-Cell active silicone membrane surface produced a peak displacement of 4.25 mm with a rise / fall time of 27 ms (based on a gradient intercept of 10% to 90%).

位置フィードバック(Biocommunication Electronics、LLC、モデル511サーボ・コントローラ)とコンピュータ制御との下で動作するカスタムAirpel(登録商標)ガラス製シリンダ(Airpot社、2K4444Pシリーズ)に連結されたカスタム非整流型サーボ・モータ(H2W Technologies社、NCM 100−2LB)が、空気圧パルスを用いてTAC−Cellを駆動するために使用された。
コンピュータは、16ビット多機能カード(PCI−6052E、National Instruments)を装備していた。
刺激制御信号は、研究室内でLabVIEW(登録商標)ソフトウェア(バージョン8.0、National Instruments)を用いてカスタムプログラムされた。
これらの信号は、サーボコントローラへの入力としての機能を果たし、MEGスキャナによるデータ取得を始動させるためにさらに使用された。
このハードウェア構成は、刺激生成とMEGデータ取得との間の同期を実現した。
長さ15フィートのシリコーン管(内径0.125インチ、外形0.250インチ、壁厚0.063インチ)が、サーボ・モータからMEGスキャナ内の参加者の上に設置されたTAC−Cellへの空気圧刺激パルスを案内するために使用された。
パルストレイン電圧波形の前縁と対応するTAC刺激変位の開始との間の遅延として定義される機械応答時間(MRT)が、すべての刺激速度に対し一定の17msであった(図6)。報告されたピーク双極子強度待ち時間値は、TAC−CellのMRTへの修正を反映する。
Custom non-rectifying servo motor coupled to a custom Airpel® glass cylinder (Airpot, 2K4444P series) operating under position feedback (Biocommunications Electronics, LLC, model 511 servo controller) and computer control (H2W Technologies, NCM 100-2LB) was used to drive the TAC-Cell using pneumatic pulses.
The computer was equipped with a 16-bit multifunction card (PCI-6052E, National Instruments).
Stimulation control signals were custom programmed in the laboratory using LabVIEW® software (version 8.0, National Instruments).
These signals served as inputs to the servo controller and were further used to trigger data acquisition by the MEG scanner.
This hardware configuration realized synchronization between stimulus generation and MEG data acquisition.
A 15 foot long silicone tube (0.125 inch ID, 0.250 inch outside diameter, 0.063 inch wall thickness) from the servo motor to the TAC-Cell installed above the participants in the MEG scanner Used to guide pneumatic stimulation pulses.
The machine response time (MRT), defined as the delay between the leading edge of the pulse train voltage waveform and the start of the corresponding TAC stimulus displacement, was a constant 17 ms for all stimulus rates (FIG. 6). The reported peak dipole strength latency value reflects a correction to the TAC-Cell MRT.

図7に示すように、両面接着テープカラー450が、右手の無毛表層(人差し指/中指)(図示せず)と、上唇赤唇部と下唇赤唇部との間の正中線(図示)とを含む被検者460の2箇所の皮膚場所に別個のTAC−Cell400を固定するために使用された。
各皮膚部位での設置は、1分以内に完了した。
As shown in FIG. 7, the double-sided adhesive tape collar 450 has a hairless surface layer (forefinger / middle finger) (not shown) of the right hand and a midline (shown) between the upper lip red lip and lower lip red lip. Were used to secure separate TAC-Cell 400 to two skin locations of subject 460.
Installation at each skin site was completed within 1 minute.

空気圧サーボ制御が、パルストレイン[パルストレイン間隔5s、1パルストレイン当たりの繰り返し速度125]を生成するために使用された。
各パルストレインは、6個の単相パルス[パルス幅50ms]から構成された(図8)。
TAC−Cellのパターン化された入力に対する皮質神経磁気応答の短期適応が、各皮膚部位で2Hz、4Hzおよび8Hzの3つのパルストレイン速度をもつ無作為ブロック設計を使用して評価された。
2Hzの刺激ブロックは、およそ16分持続し、4Hzの刺激ブロックは、およそ14分持続し、8Hzの刺激ブロックは、およそ12分持続した。
刺激周波数および刺激部位条件の順序は、被検者の間で無作為化された。
A pneumatic servo control was used to generate a pulse train [pulse train interval 5s, repetition rate 125 per pulse train].
Each pulse train was composed of six single-phase pulses [pulse width 50 ms] (FIG. 8).
Short-term adaptation of the cortical neuromagnetic response to TAC-Cell patterned input was evaluated using a random block design with three pulse train rates of 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz at each skin site.
The 2 Hz stimulation block lasted approximately 16 minutes, the 4 Hz stimulation block lasted approximately 14 minutes, and the 8 Hz stimulation block lasted approximately 12 minutes.
The order of stimulation frequency and stimulation site conditions was randomized among subjects.

図7は、151台の軸グラジオメータ・センサを備え、TAC−Cell入力に対する皮質応答を記録するために使用された全頭型MEGシステム440(CTFオメガ)を用いて解析されている被検者460をさらに示す。
磁気非応答性管420が、継手機構部410に連結されている。
局所コイル430、436が、センサコイルに対する頭部位置を決定するために、鼻根点と左右の耳介前方点とを含む3箇所に設置された。
2個の双極電極432が、眼電図(EGG)を記録するために使用され、眼電図は、眼球運動のアーティファクトおよびまばたきによる影響を受ける試行を識別するために使用された。
位置合わせ目印が、局所コイルを位置決めするために使用された同じ3箇所に設置された。
MEG記録セッションに続いて、TAC−Cellが、皮膚部位から取り外され、参加者は、脳生体組織を画像化するために隣接する場所にあるMRIスキャナの内部に直ちに収容された。
FIG. 7 shows a subject being analyzed using a full-head MEG system 440 (CTF omega) with 151 axial gradiometer sensors and used to record cortical responses to TAC-Cell input. 460 is further shown.
A magnetic non-responsive tube 420 is connected to the joint mechanism 410.
Local coils 430, 436 were installed at three locations including the nose root point and the left and right auricular front points to determine the head position relative to the sensor coil.
Two bipolar electrodes 432 were used to record an electrooculogram (EGG), which was used to identify trials affected by eye movement artifacts and blinking.
Alignment landmarks were placed at the same three locations used to position the local coil.
Following the MEG recording session, the TAC-Cell was removed from the skin site and the participants were immediately housed inside an MRI scanner at an adjacent location to image brain tissue.

MEGデータが、双方向4次バターワースフィルタを使用して、1.5Hzと50Hzとの間でデジタル的に帯域通過フィルタ処理された。パルストレイン刺激の前後1秒に対応する試行は、アーティファクトが目視され、運動アーティファクト、または、まばたきアーティファクトを含む試行が除かれた。
各実験条件に対する残りの試行が、平均化され、直流成分が、基線として刺激前周期を使用してオフセットが加えられた。
各実験条件において被検者毎に90回以上の試行が、平均化に使用された。
MEG data was digitally bandpass filtered between 1.5 Hz and 50 Hz using a bi-directional quaternary Butterworth filter. Trials corresponding to 1 second before and after the pulse train stimulation were observed for artifacts, and trials containing motion artifacts or blinking artifacts were excluded.
The remaining trials for each experimental condition were averaged and the DC component was offset using the pre-stimulation period as the baseline.
Over 90 trials per subject in each experimental condition were used for averaging.

CURRY(商標)(COMPUMEDICS NeuroScan)は、MEG記録から取得されたデータを解析するために使用される特殊化された信号処理ソフトウェアである。
CURRYは、解剖学的MRI画像をMEGデータと相互に位置合わせして、生体磁気双極子源をマッピングするためにさらに使用することができる。
このように、生体磁気双極子源の再構成は、MRIデータから分割された各被検者頭骨にぴったり合わされた球対称体積導体モデルを使用してCURRYで実行された。
生体磁気双極子源空間が、脳体積の全体を通じて規則的な点の格子として画定された(点間の平均距離は、4mmであった)。
電流密度解析が、S1活性に対応する活性の空間ピークを識別するために、パルストレイン内の第1の応答に適用される(すなわち、最良の信号対雑音比(SNR)によって特徴付けられる)最小ノルム最小二乗法(MNLS)を使用して実行された。
場所制約付き双極子解析(双極子位置がMNLSによって取り出された空間最大値に設定されている)が、トレイン内の各パルスの後に続くS1活性に対する双極子の方向およびピーク強度(μAmm=マイクロアンペア−ミリメートル)を推定するために続いて使用された。
ピーク双極子ピーク強度および待ち時間が、3ウェイANOVAを使用して、刺激部位(唇および手)と、周波数(2、4および8Hz)と、パルストレイン内のパルスインデックスとの間の顕著な差に関して比較された。
唇刺激および手刺激のそれぞれに対し、左半球内の対応する双極子位置の差が、1ウェイANOVAを使用して統計的有意性に関してテストされた。
SPSSソフトウェア(バージョン17、SPSS社)は、統計解析のために使用された。
CURRY ™ (COMPUMEDICS NeuroScan) is specialized signal processing software used to parse data obtained from MEG records.
CURRY can further be used to map anatomical MRI images with MEG data to map biomagnetic dipole sources.
Thus, reconstruction of the biomagnetic dipole source was performed in CURRY using a spherically symmetric volume conductor model that fits closely to each subject skull segmented from MRI data.
The biomagnetic dipole source space was defined as a regular grid of points throughout the brain volume (the average distance between the points was 4 mm).
A current density analysis is applied to the first response in the pulse train (ie, characterized by the best signal-to-noise ratio (SNR)) to identify the spatial peak of activity corresponding to S1 activity This was performed using the norm least squares method (MNLS).
Location-constrained dipole analysis (dipole position set to the spatial maxima retrieved by MNLS) shows dipole direction and peak intensity (μAmm = microamperes) for S1 activity following each pulse in the train Was subsequently used to estimate -mm).
Peak dipole peak intensity and latency is significantly different between stimulation site (lips and hands), frequency (2, 4 and 8 Hz) and pulse index in pulse train using 3 way ANOVA Compared.
For each lip and hand stimulus, the difference in the corresponding dipole position in the left hemisphere was tested for statistical significance using 1-way ANOVA.
SPSS software (version 17, SPSS) was used for statistical analysis.

指刺激に対して、被検者全体に亘って一貫して観測された最先の突出した応答成分は、各皮膚反応パルスに続く74.3±6.7msにピークがあった。
唇刺激に対し、最先の成分は、被検者全体に亘って50.3±5.8msにピークがあった。
両方の刺激部位に対し、これらの早期の成分の後に、磁界の異なる時間的形態と空間的パターンとをもつ数個の遅れ成分が続いた。
For finger stimulation, the earliest prominent response component observed consistently across the subject peaked at 74.3 ± 6.7 ms following each skin reaction pulse.
For the lip stimulation, the earliest component had a peak at 50.3 ± 5.8 ms throughout the subject.
For both stimulation sites, these early components were followed by several delayed components with different temporal forms and spatial patterns of the magnetic field.

応答の最先の成分に対して、センサアレイの全域に誘発された磁界の分布が、手刺激条件のための対側性S1および唇刺激のための両側性S1における生体磁気双極子源の存在と整合していた。
これは、図1Aに実証された生体磁気双極子源の再構成の結果によって確認された。
図1Aにおいて、マークが付けられたエリアは、100(一次体性感覚皮質における顔表現の双極子活性化)と、102(一次体性感覚皮質における顔表現の双極子活性化)と、104(一次体性感覚皮質における対側性手表現の双極子活性化)とを指示する。
双極子源は、左S1の手表現(手刺激)の範囲内に一貫して局所化され、また、S1の顔表現(唇刺激)の範囲内で両側にある。
For the earliest component of the response, the distribution of the magnetic field induced across the sensor array indicates the presence of a biomagnetic dipole source in the contralateral S1 for hand stimulation conditions and the bilateral S1 for lip stimulation. Was consistent with.
This was confirmed by the results of the reconstruction of the biomagnetic dipole source demonstrated in FIG. 1A.
In FIG. 1A, the marked areas are 100 (dipole activation of facial expression in primary somatosensory cortex), 102 (dipole activation of facial expression in primary somatosensory cortex), and 104 ( Dipole activation of the contralateral hand representation in the primary somatosensory cortex).
The dipole source is consistently localized within the left S1 hand representation (hand stimulation) and on both sides within the S1 facial representation (lip stimulation).

唇および手のSI応答に対する平均双極子位置が、表1に報告されている。
3つの直交座標の1つずつに1ウェイANOVAを使用する唇刺激に対する左半球内の双極子位置と手刺激に対する左半球内の双極子位置との間の比較は、横方向(p<0.001)、前方向(P=0.008)および下方向(P<0.001)の3方向のすべてに沿って著しく異なるSI源を示した。
これらの結果は、唇S1が手S1より中心後回のベースに向かって、すなわち、より横方向、前方向および下方向に向かって表現されている一次体性感覚皮質の体性機能局在性(PenfielおよびRasmussen、1968)に一致している。
The average dipole position for the lip and hand SI response is reported in Table 1.
A comparison between the dipole position in the left hemisphere for lip stimulation and the dipole position in the left hemisphere for hand stimulation using one-way ANOVA for each of three orthogonal coordinates is lateral (p <0. 001), significantly different SI sources along all three directions, forward (P = 0.008) and downward (P <0.001).
These results show that the somatic function localization of the primary somatosensory cortex in which the lips S1 are expressed from the hand S1 toward the center of the back of the center, that is, more laterally, forwardly and downwardly. (Penfield and Rasmussen, 1968).

ピーク双極子強度が、刺激速度とトレイン内のシリアル位置との関数として皮質応答の大きさを定量化するために使用された。
SI応答の待ち時間が、ピーク双極子強度から決定され、機械応答時間(MRT)が修正された。
双極子強度ピークの3ウェイANOVAが、刺激部位、刺激周波数および刺激のトレイン内のインデックスの要因と共に、周波数(p<0.001)とパルスインデックス(p<0.001)との統計的に有意な主効果を明らかにした。
刺激部位と周波数(p=0.016)との間および周波数とパルスインデックス(p=0.003)との間の相互作用が、同様に、統計的に有意であった。
Peak dipole intensity was used to quantify the magnitude of the cortical response as a function of stimulation rate and serial position within the train.
The SI response latency was determined from the peak dipole intensity and the machine response time (MRT) was modified.
A 3-way ANOVA with a dipole intensity peak is statistically significant between frequency (p <0.001) and pulse index (p <0.001), along with stimulation factors, stimulation frequency, and index factors within the stimulation train. The main effect was clarified.
The interaction between the stimulation site and frequency (p = 0.016) and between the frequency and pulse index (p = 0.003) was also statistically significant.

S1応答のピーク双極子強度(図2A〜図2B)が、トレイン内の刺激のシリアル位置に伴う漸進的減衰を明らかにする。
8Hz刺激条件に対し現れた神経磁気応答の鋭い減衰が、唇刺激条件と手刺激条件との両方に対し3次双極子強度ピークを越える待ち時間の解析を妨げた。
S1適応の大きさが、3種類のテスト周波数の間で唇より手の方がわずかに上回り、このことは、機械受容器表現の差と、毛帯系および視床皮質系に沿った中枢性統合の仕組みとによって部分的に説明され得る。
The peak dipole intensity of the S1 response (FIGS. 2A-2B) reveals a gradual decay with the serial position of the stimulus in the train.
The sharp attenuation of the neuromagnetic response that appeared for the 8 Hz stimulation condition prevented the analysis of latency over the third dipole intensity peak for both lip and hand stimulation conditions.
The magnitude of S1 adaptation is slightly higher in the hand than in the lips between the three test frequencies, indicating differences in mechanoreceptor expression and central integration along the bandage and thalamic cortex And can be explained in part by the mechanism.

S1ピーク待ち時間の3ウェイANOVAは、刺激部位、刺激周波数およびトレイン内のパルスインデックスの要因と共に、刺激部位の主要因(p<0.001)が統計的に有意であることを明らかにした。
本例では有意な相互作用が全くない。
相互作用がないことは、TAC−Cell誘発型S1応答ピーク待ち時間がすべての3つの刺激周波数(図3A〜図3C)において手と唇との間で著しく異なり、これが、三叉神経経路のより短い伝導時間と整合していることを明らかにする。
The 3-way ANOVA with S1 peak latency revealed that the main factor of the stimulation site (p <0.001) was statistically significant, along with the factors of stimulation site, stimulation frequency and pulse index within the train.
There is no significant interaction in this example.
The lack of interaction means that the TAC-Cell induced S1 response peak latency is significantly different between the hand and lips at all three stimulation frequencies (FIGS. 3A-3C), which is shorter in the trigeminal pathway It is clarified that it is consistent with the conduction time.

本発明は、本発明の精神、または、基本的な特性から逸脱することなく、他の具体的な形式で具現化されてもよい。
記載された実施例は、すべての点で、単なる例示であり、かつ、限定的ではないとみなされるべきである。
本発明の範囲は、したがって、以上の説明ではなく、請求項によって示される。
請求項の均等物の意味と範囲とに入るすべての変更は、本発明の範囲に包含されるべきである。
The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit or basic characteristics of the invention.
The described embodiments are to be considered in all respects only as illustrative and not restrictive.
The scope of the invention is, therefore, indicated by the claims rather than by the foregoing description.
All changes that come within the meaning and range of equivalency of the claims are to be embraced within the scope of the invention.

Figure 0005705223
Figure 0005705223

−唇(対側性半球および同側性半球)と、手(対側性半球)S2とに対する双極子位置が、2Hz、4Hzおよび8HzのTAC−Cell刺激と関連付けられている。被検者全体に亘る、平均±標準偏差は、頭皮上の外部目印に基づいて直交座標系で表現されている。
x軸は、耳介前方点を通って左から右へ進み、y軸は、頭部の後から鼻根点まで進み、z軸は、頭頂点の方を指す。
-Dipole positions for lips (contralateral and ipsilateral hemisphere) and hand (contralateral hemisphere) S2 are associated with TAC-Cell stimuli of 2 Hz, 4 Hz and 8 Hz. Mean ± standard deviation over the entire subject is expressed in an orthogonal coordinate system based on external landmarks on the scalp.
The x-axis goes from left to right through the anterior point of the pinna, the y-axis goes from the back of the head to the nasal root point, and the z-axis points towards the head apex.

Claims (14)

機械感覚性神経終末を刺激するシステムであって、
内部チャンバと、第1ハウジング開口部を含み被検者に連結されるように構成された第1ハウジング端部と第2ハウジング開口部とを含むハウジングと、
前記第2ハウジング開口部に連結された管継手機構部と、
第1管端部が前記管継手機構部に連結され、第2管端部をMRIまたはMEGの磁界の外に延在するための十分な管長を有する磁気非応答性管と
を有し、全体が磁気非応答素材からなる装置を複数含む装置アレイと、
各装置の前記ハウジングの前記内部チャンバに流体連結されるように各装置の各管の前記第2管端部に連結され、各装置の前記内部チャンバとの間で流体を空気圧で振動させて前記流体の圧力を変化させるように構成された空気圧装置を含む振動機構部と、
前記振動機構部を制御して各装置の前記内部チャンバの空気圧流体振動を個別に制御するコントローラと、
前記第1ハウジング端部を前記被検者の皮膚に連結して圧力変化を皮膚に与えられるように構成された、各装置用の接着カラーと
を備えていることを特徴とするシステム。
A system for stimulating mechanosensory nerve endings,
A housing including an internal chamber, a first housing end including a first housing opening and configured to be coupled to a subject; and a second housing opening;
A pipe joint mechanism connected to the second housing opening;
A first pipe end connected to the pipe joint mechanism, and a magnetic non-responsive pipe having a sufficient pipe length to extend the second pipe end outside the magnetic field of MRI or MEG, A device array comprising a plurality of devices made of magnetic non-responsive material;
It is connected to the second tube end of each tube of each device so as to be fluidly connected to the internal chamber of the housing of each device, and the fluid is pneumatically vibrated with the internal chamber of each device to A vibration mechanism including a pneumatic device configured to change the pressure of the fluid;
A controller for controlling the vibration mechanism unit to individually control the pneumatic fluid vibration of the internal chamber of each device;
An adhesive collar for each device configured to connect the first housing end to the subject's skin to apply a pressure change to the skin.
前記第2ハウジング開口部が、前記第1ハウジング端部とは反対の第2ハウジング端部にあり、
前記管継手機構部が、前記第2ハウジング端部と管との間に肘部を含むことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
The second housing opening is at a second housing end opposite to the first housing end;
The system according to claim 1, wherein the pipe joint mechanism includes an elbow between the second housing end and the pipe.
前記管長が、少なくとも15フィートであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシステム。   3. A system according to claim 1 or claim 2, wherein the tube length is at least 15 feet. 前記コントローラと動作可能に連結されるように構成されたコンピューティングシステムを備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載のシステム。   4. The system according to any one of claims 1 to 3, comprising a computing system configured to be operably coupled to the controller. 前記装置アレイの各装置のチャンバの中へ、および/またはチャンバから外へ、順番に空気圧で流体を揺動させるように構成されていることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載のシステム。   5. The apparatus according to claim 1, wherein the fluid is oscillated in a pneumatic manner in order into and / or out of the chamber of each device of the device array. The system according to one. 機械感覚性神経終末を刺激する方法であって、
磁界の外に配置された前記振動機構部を含む請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載のシステムを準備するステップと、
前記磁界に被検者を置くステップと、
各装置の前記第1ハウジング端部を前記被検者の皮膚に接着するステップと、
前記振動機構部により各装置の前記ハウジングの前記内部チャンバとの間で流体を振動させて、前記被検者の神経終末を点状空気刺激によるパターンおよび/または順序で刺激するステップとを含んでいることを特徴とする方法。
A method of stimulating mechanosensory nerve endings,
Providing the system according to any one of claims 1 to 5 including the vibration mechanism disposed outside a magnetic field;
Placing the subject in the magnetic field;
Adhering the first housing end of each device to the skin of the subject;
Oscillating fluid between the vibration mechanism and the internal chamber of the housing of each device to stimulate the subject's nerve endings in a pattern and / or sequence by point air stimulation. A method characterized by being.
前記システムによって提供される神経終末刺激の間に前記被検者の脳活動を監視するステップを含むことを特徴とする請求項6に記載の方法。   The method of claim 6, comprising monitoring the subject's brain activity during nerve ending stimulation provided by the system. 前記接着カラーにより前記被検者の顔の皮膚および/または手の皮膚に前記装置を接着するステップを含むことを特徴とする請求項6または請求項7に記載の方法。   8. A method according to claim 6 or claim 7, comprising the step of adhering the device to the skin of the subject's face and / or the skin of the hand with the adhesive collar. 前記システムによって提供される神経終末刺激の間に前記被検者の脳を磁気的に走査するステップと、
前記システムによって提供される神経終末刺激への脳応答を画像化するステップと
を含むことを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1つに記載の方法。
Magnetically scanning the subject's brain during nerve ending stimulation provided by the system;
9. A method according to any one of claims 6 to 8, comprising imaging a brain response to a nerve ending stimulus provided by the system.
前記装置アレイの各装置のチャンバの中へ、および/またはチャンバから外へ、順番に空気圧で流体を揺動させるステップを含むことを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか1つに記載の方法。   10. A method according to any one of claims 6 to 9, comprising the step of pneumatically oscillating fluid into and / or out of the chamber of each device of the device array in turn. The method described. 前記順番が予め設計されていることを特徴とする請求項10に記載の方法。   The method of claim 10, wherein the order is pre-designed. 前記システムによって提供される神経終末刺激に対する前記被検者の脳の体性感覚経路および/または領域をマッピングするステップを含むことを特徴とする請求項6乃至請求項11のいずれか1つに記載の方法。   12. The method of any one of claims 6 to 11, comprising mapping somatic sensory pathways and / or regions of the subject's brain to nerve ending stimuli provided by the system. the method of. 前記装置を前記被検者に一列に接着するステップと、
前記装置のチャンバの中へ、および/またはチャンバから外へ、空気圧で流体を前記一列の順番で揺動させるステップと
を含むことを特徴とする請求項6乃至請求項12のいずれか1つに記載の方法。
Adhering the device to the subject in a row;
13. The method of any one of claims 6 to 12, comprising: oscillating fluid in pneumatic sequence in and out of the chamber of the device pneumatically. The method described.
前記磁界が、MRI装置またはMEG装置により提供されることを特徴とする請求項6乃至請求項13のいずれか1つに記載の方法。
The method according to claim 6, wherein the magnetic field is provided by an MRI apparatus or an MEG apparatus.
JP2012526980A 2009-08-26 2010-08-26 System and method for stimulating mechanosensory nerve endings Expired - Fee Related JP5705223B2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US23721109P 2009-08-26 2009-08-26
US61/237,211 2009-08-26
PCT/US2010/046792 WO2011028602A2 (en) 2009-08-26 2010-08-26 Device, system, and method for mechanosensory nerve ending stimulation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013503002A JP2013503002A (en) 2013-01-31
JP5705223B2 true JP5705223B2 (en) 2015-04-22

Family

ID=43649911

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012526980A Expired - Fee Related JP5705223B2 (en) 2009-08-26 2010-08-26 System and method for stimulating mechanosensory nerve endings

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP2470146A4 (en)
JP (1) JP5705223B2 (en)
CN (1) CN102596143A (en)
AU (1) AU2010289768B2 (en)
BR (1) BR112012004156A2 (en)
CA (1) CA2771180C (en)
IN (1) IN2012DN01646A (en)
WO (1) WO2011028602A2 (en)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015073381A1 (en) 2013-11-14 2015-05-21 Epic Medical Concepts & Innovations, Inc. Pneumatic somatosensory stimulation device and method
CA3091341A1 (en) * 2018-02-18 2019-08-22 Daniel J. Couser Devices for brain stimulation
WO2019161156A1 (en) * 2018-02-18 2019-08-22 Couser Daniel J Devices for brain stimulation
CN111657912B (en) * 2020-07-03 2022-05-13 上海交通大学 System for mechanical pressure stimulation of a subject
CN115486819B (en) * 2022-11-15 2023-03-24 安徽星辰智跃科技有限责任公司 Method, system and device for multi-cascade detection and quantification of sensory-perceptual neural pathway

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5220921A (en) * 1991-10-25 1993-06-22 Biomagnetic Technologies, Inc. Nonmagnetic tactile stimulator and biomagnetometer utilizing the stimulator
JPH0984844A (en) * 1995-09-25 1997-03-31 Osaka Gas Co Ltd Somatosensory stimulator
JPH10127721A (en) * 1996-10-28 1998-05-19 Advance Co Ltd Stimulator
US6990377B2 (en) * 2003-04-24 2006-01-24 Northstar Neuroscience, Inc. Systems and methods for facilitating and/or effectuating development, rehabilitation, restoration, and/or recovery of visual function through neural stimulation
US7034534B2 (en) * 2004-06-03 2006-04-25 Mayo Foundation For Medical Education And Research Pressure activated driver for magnetic resonance elastography
CN101065092A (en) * 2004-08-30 2007-10-31 堪萨斯大学 Pacifier system for stimulating and entraining the human orofacial system
US20090210026A1 (en) * 2006-08-17 2009-08-20 Brainsgate Ltd. Spg stimulation for enhancing neurogenesis and brain metabolism
JP4992034B2 (en) * 2006-10-13 2012-08-08 岡山県 Biological measurement device and biostimulation device
JP2009034404A (en) * 2007-08-02 2009-02-19 Hamano Life Science Research Foundation Method and apparatus for detecting brain function

Also Published As

Publication number Publication date
AU2010289768B2 (en) 2013-06-20
AU2010289768A1 (en) 2012-03-08
WO2011028602A2 (en) 2011-03-10
CA2771180C (en) 2017-10-24
BR112012004156A2 (en) 2016-03-22
WO2011028602A3 (en) 2011-07-28
CA2771180A1 (en) 2011-03-10
JP2013503002A (en) 2013-01-31
CN102596143A (en) 2012-07-18
EP2470146A4 (en) 2014-11-05
IN2012DN01646A (en) 2015-06-05
EP2470146A2 (en) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180271743A1 (en) Device, system, and method for mechanosensory nerve ending stimulation
US20200230020A1 (en) Method and apparatus for treating various neurological conditions
JP6717824B2 (en) Devices and software for effective non-invasive neural stimulation with various stimulation sequences
Wang et al. A practical VEP-based brain-computer interface
Piitulainen et al. MEG-compatible pneumatic stimulator to elicit passive finger and toe movements
JP5705223B2 (en) System and method for stimulating mechanosensory nerve endings
JP2015533547A (en) Apparatus and method for examining phase distributions used to determine pathological interactions between different regions of the brain
CN104203192B (en) Vibration mode for vibratory stimulation
US10722711B2 (en) Device for non-invasive neuro-stimulation by means of multichannel bursts
CN107405487B (en) Apparatus and method for calibrating non-invasive mechanical tactile and/or thermal neurostimulation
EP3122308A1 (en) A device for the treating of pain
US20230055962A1 (en) Methods and systems for providing rhythmic sensory stimulus for administration with external neuromodulation
Venkatesan et al. TAC-Cell inputs to human hand and lip induce short-term adaptation of the primary somatosensory cortex
EP2790634B1 (en) Double stimulation
US20210353951A1 (en) Brain stimulation device
Jousmäki Tracking functions of cortical networks on a millisecond timescale
Krbot et al. Somatosensory vibratory evoked potentials: Stimulation parameters
Guggenberger et al. State-dependent gain modulation of spinal motor output
Menniti et al. Activation of bottom-up and top-down auditory pathways by US sensors based interface
WO2022074080A1 (en) Medical device for stimulating neurons of a patient to suppress a pathologically synchronous activity thereof
Dimitrov et al. MULTIFUNCTIONAL ADAPTIVE SYSTEM FOR PHYSIOTHERAPY (selected from CEMA’17 Conference)
Miasnikov et al. The design and application of three speaker-based stimulating devices for cutaneous stimulation in anesthetized and awake animals
Garcia Volitional Modulation of Cortical Neuronal Activity to Control a Closed-Loop Brain-Machine Interface

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131022

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140128

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140617

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140911

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150203

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150224

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5705223

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees