JP6175487B2 - 振動刺激のための振動パターン - Google Patents

Description

本発明は、一般に、対象の体組織に振動を付与するデバイスおよび方法に関し、特に、かかるデバイスおよび方法のための振動パターンに関する。

振動は、機械受容器によって哺乳類の体内で記録される。ヒトの体内の機械受容器には、パチーニ小体、マイスナー小体、メルケル盤、およびルフィニ小体という、機械的影響の検出および伝達に関与する、４つの主要なタイプがある。パチーニ小体（層板小体としても知られる）は速い振動（２００〜３００Ｈｚ）を検出する。他方で、マイスナー小体（触小体としても知られる）は、テクスチャの変化（５０Ｈｚ付近の振動）を検出し、速やかに適応する。メルケル盤（メルケル神経終末としても知られる）は、持続した接触および圧力を検出し、緩やかに適応する。ルフィニ小体（ルフィニ終末器官、球状小体、およびルフィニ終末としても知られる）は、皮膚の深部における張力を検出する、緩やかに適応する受容器である。機械受容器に関する研究の大部分は皮膚上で行われてきた。

パチーニ小体は、哺乳類の身体の様々な部分内、例えば骨格筋内、靭帯内、関節嚢内、骨膜内および骨間膜下、神経鞘内、血管の外膜内、膵臓内、胸膜内、腸間膜内、ならびに結腸間膜内の、結合組織中に分布している。それらは哺乳類の皮膚にも見られるが、その場合、真皮中に局在化しており、そのため、他の皮膚受容器よりも深部にある。それに加えて、それらは、ヒトの手の手掌表面の下に密に分布している（非特許文献１）。

振動刺激は、様々な種類の医療に使用することができる。振動デバイスの一例が、特許文献１に開示されている。このＰＣＴ公報は、患者の鼻腔または腸などの体腔内における振動刺激のためのデバイスを開示している。デバイスは、刺激部材と、刺激部材を振動させるように適合された振動発生器とを備える。デバイスは、身体の開口部を通して刺激部材を体腔に導入することができる第１の状態と、刺激部材が体腔内の組織に当接するような容積まで刺激部材を拡張させた第２の状態とで配置することができる。鼻炎の治療の場合、刺激部材は、約３０〜７０Ｈｚの周波数で１５秒間〜７分間、鼻腔内で振動させてもよい。

国際特許出願公開ＷＯ２００８／１３８９９７号

Ｚｅｌｅｎａ Ｊ．，Ｎｅｒｖｅｓ ａｎｄ ｍｅｃｈａｎｏｒｅｃｅｐｔｏｒｓ：ｔｈｅ ｒｏｌｅ ｏｆ ｉｎｎｅｒｖａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｏｆ ｍａｍｍａｌｉａｎ ｍｅｃｈａｎｏｒｅｃｅｐｔｏｒｓ：ｐ．１４７ Ｓｐｒｉｎｇｅｒ １９９４

本発明の１つの目的は、振動刺激のための改善されたデバイスを提供することである。より具体的には、本発明の１つの目的は、振動刺激治療を必要としている哺乳類対象の治療を改善するための振動パターンを提供することである。

本発明のこれらおよび他の目的は、独立請求項において定義される特徴を有する振動刺激のためのデバイスを用いて達成される。本発明の実施形態は従属請求項によって定義される。

本発明の第１の態様によれば、刺激部材を対象の体腔に導入可能である第１の状態と、刺激部材の外表面が体腔内の体組織に当接し、哺乳類対象の体腔内の体組織に振動を付与するように適合されるような容積まで刺激部材を拡張させた第２の状態とで配置可能である、拡張可能な刺激部材と；振動発生器を制御して、刺激部材を振動パターンにしたがって振動させるように適合された振動コントローラと；を備え、振動パターンが、第１の周波数の主要な周期的要素（main periodic element）と、第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含む、哺乳類対象の体腔内における振動刺激のためのデバイスが提供される。

振動は、刺激部材の外表面を介して対象の体組織へと伝わると、上述したような様々なタイプの受容器によって記録される。受容器のそれぞれのタイプは、特定の周波数範囲内の振動に応答する。振動刺激を用いて治療することができる疾病を患っている対象の振動刺激治療を改善するため、神経回路網の他の神経細胞など、神経系の他の部分を刺激してもよい周波数を、振動パターンに含めることが望ましいであろう。これらの周波数の一部は、神経系の他の部分の固有周波数に対応することがある。さらに、本出願人は、場合によっては、個々の特定の感度範囲内の振動による機械的刺激を記録することに関与する、異なるタイプの受容器を（同時に）標的とするのが有利なことがあることを見出している。これに鑑みて、本出願人は、振動刺激治療をさらに改善するため、より複雑な振動パターンが必要であることを理解している。

本発明は、振動パターンの中で２つの異なる周波数を組み合わせるという概念に基づく。本出願人は、振動パターン（もしくは振動信号）の中で低い方の周波数の主要な周期的要素と高い方の周波数の励起刺激とを組み合わせることによって、受容器の１つまたはそれ以上の感度範囲における刺激、ならびに／あるいは神経系の他の部分の１つまたはそれ以上の固有周波数の整合が可能になり、それによって振動刺激治療が改善されることを見出している。

したがって、本発明による振動パターンは、高い方の周波数の成分；即ち励起刺激と、低い方の周波数の成分；即ち主要な周期的要素の両方を含む。この文脈では、「成分」という用語は、振動信号の周波数成分だけではなく、振動パターンの任意の一般的な部分または要素を指す。さらに、かかる組み合わせは、より高い周波数の振動によって引き起こされることがある、あらゆる悪影響を低減することがある。

本開示では、「主要な周期的要素」という用語は、振動パターンに対して第１の周波数の周期性を提供する、振動パターンの要素（または部分）を指すことがある。

さらに、「励起刺激」という用語は、刺激部材（の少なくとも一部分）の１つもしくはそれ以上の空間変位および／またはその当接圧力の変化をもたらす振動パターンの部分を指すことがある。

本発明はさらに、別の方法ではアクセスするのが困難なことがある、体腔内部のある程度大きな組織の治療を可能にするという点で有利である。刺激部材の容積を低減する（即ち、刺激部材をその第１の状態にする）ことができることによって、体腔への振動刺激部材の挿入をより円滑にするとともに、その煩わしさを軽減することが可能になる。刺激部材は、その第２の状態では、刺激部材の外表面が体腔内の体組織に当接するような容積を有する。このことによって、刺激部材の当接した外表面を介して体組織に振動を付与することができる。

本発明の一実施形態によれば、第１の周波数は、１０〜１００Ｈｚの範囲内、例えば、６０〜８０Ｈｚの範囲内、または５０〜７０Ｈｚの範囲内、例えば約６８Ｈｚ（例えば、６８±５Ｈｚ）など、５０〜９０Ｈｚの範囲内であってもよい。臨床試験、例えば、鼻炎を患っているヒト対象の鼻腔内における振動刺激治療により、本出願人は、１０〜１００Ｈｚの範囲内の振動周波数が所望の治療効果を達成するのに有益であることを理解している。したがって、この範囲内の周波数の周期性を振動パターンに加えることによって（主要な周期的要素をかかる周波数に設定することによって）、所望の治療効果が達成されてもよい。例えば、視床下部の異常活動に関連する疾病（例えば、片頭痛、ＡＬＳ、メニエール病、および心臓不整脈）を持つ患者の鼻腔の異なる部分において振動刺激を実施した試験では、４０〜１００Ｈｚの周波数の振動刺激によって、かかる疾病を成功裏に治療できたことが示されている。

しかし、身体の他の部分の振動刺激、および／または他の目的に対しては、他の周波数間隔が想定される。

本発明の実施形態によれば、第２の周波数は第１の周波数の少なくとも１．５倍の高さであってもよい。２つの周波数間のこの差によって、神経回路網中の異なる神経細胞など、神経系の異なる部分、および／または神経系の他の部分の固有周波数範囲、および／または受容器の異なる感度範囲の標的化を改善することができる。第２の周波数は、第１の周波数の１．９〜４倍など、１．５〜５倍の高さであってもよい。しかし、周波数を高くすることは、Ｋｒａｎｊａｋ ｅｔ ａｌ（ＪＯＥＭ ２０１０，５２：５８４−５９４）によって実証されているように、体組織に対する悪影響を有することがある。その研究では、１００Ｈｚを上回る振動周波数は、ストレスおよび緊張を誘発し、機能異常を示す血管変化をもたらすことが見出された。したがって、治療上の考慮点ならびに他の要因によって、実際には、第２の周波数に対して上限が与えられることがある。達成可能な最大周波数を制限する要因は、例えば、デバイスの固有の慣性、振動発生器の種類、刺激部材の構成（材料および幾何学形状など）、ならびに振動発生器と刺激部材との間の伝達の構成である。

本出願人は、約６０〜８０Ｈｚの単一の周波数（または周期性）を含む振動パターンにしたがって、鼻腔に対して振動を与えることで、振動治療に対する患者の反応が増大することを見出している。数人の患者に対して、最適な周波数は約６８Ｈｚ、例えば６８±５Ｈｚであることが見出された。さらに、より高い周波数（１００Ｈｚ以下）では反応が縮小したことが見出された。機械受容器についての現在の知識はこの発見と矛盾するように思われるが、それは、マイスナー小体の感度が５０Ｈｚ超過の周波数で既に減少しており、パチーニ小体の感度が約２００〜３００Ｈｚ以下の周波数で増加するためである。本出願人は、したがって、観察された有利な周波数（約６０〜８０Ｈｚ）が神経系の他のある部分と関係があり得ることを理解している。

したがって、本発明の一実施形態では、第１の周波数は、約６０〜８０Ｈｚまたは約５０〜７０Ｈｚ（例えば、約６８Ｈｚ）に設定されてもよく、第２の周波数は、約１１０〜３２０Ｈｚなど、約９０〜４００Ｈｚに設定されてもよい。このことは、振動パターンが、振動刺激に有効であることが示されている（主要な周期要素によって提供される）周波数（即ち、６０〜８０Ｈｚ）と、特にパチーニ小体の活性化／刺激を向上させる（励起刺激によって提供される）より高い周波数の両方を含むという点で、有益であることの証明になり得る。

例えば、第２の周波数は、パチーニ小体の感度極大を標的とするため、約２００〜３００Ｈｚに設定されてもよい。あるいは、第２の周波数は、第１の周波数の高調波を得るため、１００〜１８０Ｈｚ（１２５〜１４５Ｈｚまたは約１３６Ｈｚなど）に設定されてもよい。

第１および第２の周波数はそれぞれ、上述の間隔のうち任意の１つ以内の一定値に設定されてもよく、あるいは、上述の間隔のうち任意の１つ以内の異なる周波数の間で変動／交番してもよいことが認識されるであろう。

本発明の一実施形態によれば、振動パターンは連続波形を有してもよい。さらに、波形の時間導関数は連続的であってもよい。例えば、振動パターンは、正弦または余弦状の波形を有してもよい。本実施形態により、刺激部材によって体組織に働く当接圧力（もしくは、刺激部材が例えば拡張可能な中空体である場合の、刺激部材内の流体圧）および／または刺激部材の空間変位は、連続波形にしたがって変動してもよい。本実施形態は、もたらされる変位がさほど急激ではないため、振動刺激部材で（また、振動発生器と刺激部材との間の何らかの伝達において）必要とされる剛性が低いという点で有利である。したがって、より柔軟な材料が刺激部材に使用されてもよく、このことは特に、鼻腔内の骨格など、敏感な組織の振動刺激治療には有利である。

一実施形態によれば、体腔は、対象の鼻腔または腸から選択され、第２の状態にある刺激部材が、鼻腔または腸の組織に当接するように適合される。したがって、体腔が対象の鼻腔であるとき、刺激部材の外表面が、その第２の状態において、鼻腔内の組織に当接するように適合されてもよい。振動刺激が鼻腔内で行われるとき、第１の周波数は、例えば、６８Ｈｚなど、５０〜７０Ｈｚの範囲内であってもよく、第２の周波数は、１１０〜３２０Ｈｚなど、９０〜４００Ｈｚの範囲内であってもよい。

体腔が対象の腸であるとき、刺激部材の外表面が、その第２の状態において、腸内の組織に当接するように適合されてもよい。本出願人は、約１０〜２０Ｈｚの単一の周波数（または周期性）を含む振動パターンにしたがって、腸に対して振動を与えることで、振動治療に対する患者の反応が増大することを見出している。それに加えて、約６８Ｈｚなど、約６０〜８０Ｈｚまたは５０〜７０Ｈｚの単一の周波数も、ヒト対象における肯定的な反応を生じさせることが見出されている。したがって、振動刺激が腸内で行われるとき、第１の周波数は、１０〜２０Ｈｚの範囲内の周波数に設定されてもよい。体腔が腸であるとき、第２の周波数は、６８Ｈｚなど、５０〜７０Ｈｚの範囲内の周波数に設定されてもよい。腸内における本発明によるデバイスを用いた振動刺激のための振動パターンは、したがって、１０〜２０Ｈｚの範囲内の第１の周波数と、６８Ｈｚなど、５０〜７０Ｈｚの範囲内の第２の周波数とを含んでもよい。

様々な哺乳類対象が、本明細書に記載するような振動デバイスを用いた振動刺激によって利益を得られることが想到される。哺乳類対象の一例はヒト対象である。

振動刺激は、ヒト対象の鼻腔の異なる部分に向けられてもよい。刺激は、例えば、視床下部の異常活動に関連する疾病の治療のため、鼻腔の後部で実施されてもよい。視床下部の異常活動に関連する疾病の非限定例は、片頭痛、メニエール病、高血圧、群発性頭痛、不整脈、ＡＬＳ（筋萎縮性側索硬化症）、過敏性大腸症候群、睡眠障害、糖尿病、肥満、多発性硬化症、耳鳴り、呼吸器疾患、アルツハイマー病、感情および不安障害、ならびにてんかんである。他方で、鼻腔の前部の振動刺激が、例えば鼻炎および喘息の治療に有用なことがある。それに加えて、本明細書に記載するような振動刺激はまた、対象の他の体腔、即ち血管および胆管など、気導空洞および液導空洞（air-conducting and liquid-conducting cavities）の両方で実施されてもよい。

さらに、例えば結腸の腸炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、および尿道炎などを患っている対象は、腸内の振動刺激によって利益を得られることがある。

本発明の一実施形態によれば、振動は：流体圧、偏心重りを備えたモータ、および電気活性材料（または他の任意の便利な振動発生器）の１つもしくはそれ以上を用いて発生させてもよい。例えば、振動発生器は、刺激部材内の加圧流体に対して振動パターンによる振動を提供する、周波数調整モジュールを備えてもよい。周波数調整モジュールは、例えば、中にある加圧流体に振動を提供するため、刺激部材に（またはその近傍に）配置される、圧搾タイプのアクチュエータまたは蠕動ポンプを含んでもよい。別の方法として（または補足として）、偏心重りを備えたモータが刺激部材に（またはその近傍に）配置されてもよく、その場合、モータは回転し、かつそれによって振動パターンにしたがって振動するように制御されてもよい。さらに、刺激部材は、刺激部材が振動パターンにしたがって振動するように制御される、電気活性材料、例えば誘電性エラストマーを含んでもよい。

振動を流体圧によって発生させる場合、刺激部材は例えば拡張可能な中空体である。その結果、刺激部材が、拡張を達成するために、刺激部材との間で流体を流すことが可能になる。しかし、体腔内の体組織に関して、刺激部材は、体腔内への流体の漏れを防ぐ液密チャンバを構成する。

振動発生器は、刺激部材に対して振動を提供するために、デバイスに含まれてもよく、または別の方法として、外部に配置され、デバイスに（振動コントローラおよび刺激部材に）接続可能であってもよい。

本発明の一実施形態によれば、デバイスは、２０〜１７０ｍｂａｒの圧力で、刺激部材が体組織に当接するか、または当接するように適合されるようにして構成されてもよい。特に、刺激部材の外表面は、定義された圧力で体組織に当接するように適合されてもよい。刺激部材は、その第２の状態において、例えば、振動治療の開始に先立って約２０〜１２０ｍｂａｒのベース圧力で組織に当接してもよい。振動治療中、組織に対する刺激部材の当接圧力は、±３０〜５０ｍｂａｒの圧力などによって、振動パターンにしたがって変動してもよい（即ち、振動パターンの振幅が３０〜５０ｍｂａｒの範囲内であってもよい）。例えば、刺激部材内の流体圧は、体腔内で拡張し配置されたとき（即ち、第２の状態にあるとき）、２０〜１２０ｍｂａｒの範囲内であってもよい。当接圧力は、刺激される体組織の種類、体腔の種類、および治療の目的に対して適合されてもよいことが認識されるであろう。例えば、視床下部の異常活動に関係する疾患を治療するために鼻腔の後部を刺激する場合、圧力は、７０〜１２０ｍｂａｒ、例えば７５〜１００ｍｂａｒに、振動の振幅（±３０〜５０ｍｂａｒ）を加減したものであってもよい。

刺激部材が所望の圧力（例えば、２０〜１７０ｍｂａｒ）で体組織に当接するか、または当接するように適合されるようにして、刺激部材を加圧するように適合された圧力調整モジュール（例えば、加圧ポンプ）がさらに、デバイスに含まれるか、あるいは別の方法として、デバイスの外部に配置され、デバイスに接続可能であってもよい。したがって、かかる圧力調整モジュールは、刺激部材が例えば拡張可能な中空体であるとき、刺激部材の拡張の程度を調整してもよい。圧力調整モジュールは、例えば、振動コントローラによって制御されてもよい。本発明の一実施形態によれば、主要な周期的要素は、第１の周波数の主要な刺激によって提供されて（またはそれを含んで）もよく、主要な刺激には励起刺激が少なくとも部分的に重畳される。したがって、主要な刺激は、励起刺激のための搬送波として作用してもよい。本実施形態によれば、主要な周期的要素（およびしたがって、第１の周波数を有する周期性）は、主要な刺激によって振動パターンの形で実現される。したがって、第２の（高い方の）周波数の振動（即ち、励起刺激）を第１の（低い方の）周波数の振動（即ち、主要な刺激）に加える（またはそれと重畳する）ことによって、高い方の周波数および低い方の周波数が振動パターンにおいて組み合わされてもよい。したがって、振動信号（またはパターン）は、第１の周波数の周波数成分と第２の周波数の周波数成分とを含む。励起刺激は主要な刺激の一部と重畳されてもよく、一方で主要な刺激の他の部分は重畳されなくてもよい。あるいは、励起刺激は、主要な刺激と継続的に（即ち、励起刺激が中断されないか、または少なくとも中断がより少ない状態で）重畳されてもよい。

本開示では、「主要な刺激」という用語は、刺激部材（の少なくとも一部分）の均衡状態からの１つもしくはそれ以上の空間変位および／またはその当接圧力の変化をもたらす振動信号の一部分を指すことがある。例えば、主要な刺激は、連続時間導関数（例えば、正弦または余弦状の波形）を有する波形など、連続波形を有してもよい。

本発明の一実施形態によれば、振動発生器は、第１の周波数調整モジュールおよび第２の周波数調整モジュールを備えてもよく、振動コントローラは、第１の周波数調整モジュールを制御して第１の周波数の振動（主要な刺激）を提供し、第２の周波数調整モジュールを制御して第２の周波数の振動（励起刺激）を提供するように構成されてもよい。さらに、第１の周波数調整モジュールの出力および第２の周波数調整モジュールの出力は、振動パターンを提供するために加算されてもよい。結果として、主要な刺激に励起刺激が加算（または重畳）された振動パターンが提供される。

例えば、２つの周波数調整モジュールは、刺激部材に供給される加圧流体に振動を提供してもよい。別の方法として、または補足として、周波数調整モジュールは発振電気信号を提供してもよく、その際、第１の周波数調整モジュールは第１の周波数で発振する信号を発生させてもよく、第２の周波数調整モジュールは第２の周波数で発振する信号を発生させてもよい。第１および第２の周波数調整モジュールの出力（即ち、発振電気信号）を加算することによって、振動パターンにしたがって変動する制御信号が提供される。かかる制御信号は、例えば、振動を発生させるのに使用されてもよい、リニアモータまたは電気活性材料を制御するのに使用されてもよい。

本発明の別の実施形態によれば、主要な周期的要素は、第１の周波数で反復して開始される振動プロファイルによって提供されて（またはそれを含んで）もよく、振動プロファイルは、励起刺激を含む刺激位相と休止位相（励起刺激を有さない）とを含む。したがって、振動パターンは、休止位相と交番する（またはそれによって中断される）励起刺激の位相を含んでもよい。本実施形態によって、第２の（高い方の）周波数の振動が一定して与えられることが回避され、それにより、高周波数振動によって引き起こされることがある、体組織に対する悪影響が低減されてもよい。例えば、刺激位相は、励起刺激の１つの周期または複数の連続した周期を含んでもよい。さらに、休止位相は刺激を有さないことがあるので、休止位相の間、組織に対して振動はまったく（少なくともほとんど）付与されない（即ち、刺激部材は静止している）。

本開示では、「振動プロファイル」という用語は、特定の周波数（即ち、第１の周波数）で繰り返される（または反復して開始される）、振動信号（またはパターン）の一部分を指すことがある。振動プロファイルの正確な構成は、反復ごとに（わずかに）変動してもよいことが認識されるであろう。例えば、振動プロファイルにおける励起刺激の位相シフト、波形、および／または周期数は、反復ごとに変動してもよい。

本発明の一実施形態によれば、休止位相は、少なくとも刺激位相と同程度の長さ、例えば刺激位相の少なくとも２倍など、少なくとも１．５倍の長さであってもよい。本実施形態は、刺激位相間のより明確な中断を提供し、受容器が刺激位相間に刺激から回復または休止するためのより長い位相が可能になるという点で有利である。

本発明の一実施形態によれば、振動発生器は、周波数調整モジュールおよびゲートを備えてもよく、振動コントローラは、周波数調整モジュールを制御して第２の周波数の振動（励起刺激）を提供し、ゲートを制御して（第２の周波数調整モジュールから）刺激部材に対する振動の伝達を選択的に可能にし、それによって伝達が第１の周波数で反復して開始されるように構成される。振動が流体圧によって発生する場合、周波数調整モジュールは、加圧流体中の振動を提供するように適合されてもよく、ゲートは、周波数調整モジュールと刺激部材との間で流体中における振動の伝達を開閉するように制御される弁であってもよい。

あるいは、周波数調整モジュールは、第２の周波数で発振する電気信号を出力するように構成されてもよく、その場合、信号処理構成要素（ゲートとして見なされることがある）は、信号が休止位相（ゼロ圧力または一定圧力の位相など）を含むように、周波数調整モジュールからの出力信号を処理するように構成されてもよい。制御信号は、振動を発生させるためにリニアモータまたは電気活性材料を制御するのに使用されてもよい。

本発明の一実施形態によれば、デバイスは、振動刺激の間、刺激部材を対象に対して固定するように適合された固着手段、即ち固着部材を備える。固着手段は、ヘッドバンド、フェイシャルマスク、眼鏡、ヘルメット、ベルト、カフ、ベスト、および／または接着パッチを含んでもよい。固着手段のタイプは特定の体腔に適合されてもよい。ヘッドバンドは、刺激部材を鼻腔内で使用するために固定するのに適した固着手段の一例である。

第２の態様によれば、振動刺激のためのデバイスが提供される。デバイスは、哺乳類対象の体組織（または治療範囲）に振動を付与するのに適合された刺激部材と、振動パターンにしたがって刺激部材を振動させるように振動発生器を制御するのに適合された振動コントローラとを備える。振動パターンは、第１の周波数の主要な周期的要素と、第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含む。本発明の第２の態様によるデバイスの効果および利点は、本発明の第１の態様によるデバイスの効果および利点と同じであることが認識されるであろう。

第２の態様の一実施形態によれば、刺激部材は、拡張可能であり、刺激部材を対象の体腔に導入することができる第１の状態（即ち、刺激部材が折り畳まれるかもしくは拡張がより少なくてもよい状態）と、刺激部材が体腔内の体組織に当接するような容積まで刺激部材が拡張された第２の状態とで配置されるように適合される。

第２の態様の一実施形態によれば、刺激部材は、腹部など、（体腔ではなく）体表面に適用されるように適合されてもよい。

本発明の第３の態様によれば、ヒト対象の治療の方法が提供される。方法は、振動パターンにしたがってヒト対象の体組織に振動を付与する工程を含み、振動パターンは、第１の周波数の主要な周期的要素と、第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含む。本発明の第３の態様による方法の効果および利点は、本発明のデバイスの態様の効果および利点と同じであることが認識されるであろう。

第４の態様によれば、拡張可能な刺激部材をヒト対象の体腔に導入する工程であって、前記拡張可能な刺激部材が、ヒト対象の体組織に振動を付与するように適合されている、工程と；刺激部材が体腔内の体組織に当接するような容積まで刺激部材を拡張させる工程と；振動パターンにしたがってヒト対象の体腔内の体組織に対して振動が付与されるように、刺激部材を振動させる工程であって、振動パターンが、第１の周波数の主要な周期的要素と、第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含む、工程とを含む、ヒト対象の治療方法が提供される。本発明の第４の態様による方法の効果および利点は、本発明の上述のデバイスおよび方法の態様の効果および利点と本質的に同じであることが認識されるであろう。さらに、以下の実施形態は、特段の記述がない限り、本発明のすべての態様に適用可能であることが認識されるであろう。

方法の態様の一実施形態では、振動は、本発明の第１の態様に関連して記載した実施形態のうち任意の１つによるデバイスを使用して付与されてもよい。刺激部材を導入するとき、第１の（折り畳まれた、または拡張がより少ない）状態で配置されてもよい。

方法の態様の一実施形態では、第１の周波数は、５０〜９０Ｈｚ、６０〜８０Ｈｚ、および約６８Ｈｚなど、１０〜１００Ｈｚの範囲内であってもよい。

方法の態様の一実施形態では、第２の周波数は第１の周波数の少なくとも１．５倍の高さであってもよい。

方法の態様の一実施形態では、第２の周波数は第１の周波数の１．９〜４倍など、１．５〜５倍の高さであってもよい。

一実施形態では、振動パターンは連続波形を有してもよい。

方法の態様の一実施形態では、主要な周期的要素は、第１の周波数の主要な刺激によって提供されてもよく、主要な刺激は励起刺激と少なくとも部分的に重畳されてもよい。

方法の態様の一実施形態では、主要な周期的要素は、第１の周波数で反復して開始される振動プロファイルによって提供されてもよく、振動プロファイルは、励起刺激を含む刺激位相と休止位相とを含む。

方法の態様の一実施形態では、休止位相は、刺激位相の少なくとも１．５倍の長さ、刺激位相の少なくとも２倍の長さなど、刺激位相と少なくとも同程度の長さであってもよい。

方法の態様の一実施形態では、体腔は対象の鼻腔および腸から選択されてもよい。

治療が鼻腔内で行われるとき、拡張させる工程は、一実施形態では、刺激部材が５０〜１２０ｍｂａｒの範囲の圧力で鼻腔内の体組織に当接するような容積まで刺激部材を拡張させる工程をさらに含んでもよい。

本明細書に記載する方法の態様による治療は、鼻炎、喘息、片頭痛、メニエール病、高血圧、群発性頭痛、不整脈、ＡＬＳ、過敏性大腸症候群、睡眠障害、呼吸器疾患、糖尿病、肥満、多発性硬化症、耳鳴り、アルツハイマー病、感情および不安障害、ならびにてんかんから成る群から選択された疾病を患っている、ヒト対象の鼻腔内で行われてもよい。

特に、ヒト対象が視床下部の異常活動に関連する疾病を患っている場合、刺激部材は、有利には、７０〜１２０ｍｂａｒの範囲の圧力で鼻腔内の体組織に当接してもよい。視床下部の異常活動に関連する疾病は、例えば、片頭痛、メニエール病、高血圧、群発性頭痛、不整脈、ＡＬＳ、過敏性大腸症候群、睡眠障害、呼吸器疾患、糖尿病、肥満、多発性硬化症、耳鳴り、アルツハイマー病、感情および不安障害、ならびにてんかんから成る群から選択される。

治療が鼻腔内で実施されるとき、第１の周波数は、方法の態様の一実施形態では、５０〜７０Ｈｚの範囲内であり、第２の周波数は１１０〜３２０Ｈｚの範囲内である。

治療が腸内で実施されるとき、拡張させる工程は、一実施形態では、刺激部材が２０〜５０ｍｂａｒの範囲の圧力で腸内の体組織に当接するような容積まで刺激部材を拡張させる工程を含んでもよい。

本明細書に記載する方法の態様による治療は、過敏性大腸症候群、腸炎、潰瘍性大腸炎、およびクローン病から成る群から選択された疾病を患っている、ヒト対象の腸内で行われてもよい。

治療が腸内で行われるとき、第１の周波数は、一実施形態では、１０〜２０Ｈｚの範囲内であり、第２の周波数は５０〜７０Ｈｚの範囲内である。

第５の態様によれば、刺激部材をヒト対象の体組織に適用する工程と；前記刺激部材をヒト対象の体組織に振動を付与するように適合させる工程と；可変周波数で前記体組織に振動を付与することによって第１の周波数を選択する工程と；可変周波数を最大周波数まで徐々に調節する工程と；対象の生理学的（または健康）状態を示す、治療に対する身体反応を監視する工程と；可変周波数の第１の周波数を、身体反応が最大になる（または少なくとも増大する）、±１０Ｈｚなど、±２０Ｈｚ以内の周波数に設定する工程と、振動パターンにしたがってヒト対象の体組織に対して振動を付与する工程であって、振動パターンが、第１の周波数の主要な周期的要素と、第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含む、工程とを含む、ヒト対象の治療方法が提供される。

最大周波数は、この文脈では、それよりも高い周波数では振動パターンをヒト対象に対して付与することができない、周波数の上限として理解されてもよい。したがって、周波数の選択はこの達成可能な最大周波数によって制限される。最大周波数は、２００〜５００Ｈｚの範囲内であってもよい。

したがって、第１の周波数は、身体反応が最大になる主要な周期的要素の周波数±２０Ｈｚに相当する値に設定される。そこで、身体反応が最大になる主要な周期的要素の周波数がＦ_１ＭＡＸである場合、第１の周波数は、Ｆ_１ＭＡＸ−２０Ｈｚ〜Ｆ_１ＭＡＸ＋２０Ｈｚの範囲内の値に設定される。例えば、第１の周波数はＦ_１ＭＡＸに設定されてもよい。身体反応が２つ以上の周波数で最大になる場合、対象とする組織が高周波数振動を損なう可能性を回避するため、より低い周波数が好ましくは選択される。本実施形態は、治療に対する身体反応の増大をもたらすように振動パターンが調節されるという点で有利である。このことは、身体反応に対する最大の影響が対象の健康状態に対する所望の効果と相関するため、監視された身体反応に対する最大の影響（またはその変化）を有する周波数（±２０Ｈｚ）が振動刺激として選択されることを意味する。明白に、対象の健康状態に対する所望の効果は、上方制御ならびに下方制御であってもよい。

あるいは、対象の健康状態に対する所望の効果は、上方制御または下方制御した状態から通常状態への復帰であってもよい。したがって、第１の周波数は身体反応が安定する周波数に設定される。

第５の態様の一実施形態では、可変周波数は、第１の下限（例えば、１０〜６０Ｈｚの範囲内）と第１の上限との間で徐々に調節されてもよく、第１の上限は、約１００Ｈｚなど、８０〜１２０Ｈｚの範囲内である。本出願人は、前記第１の下限および上限の間の第１の周波数での振動治療が、ヒト対象の健康状態に対して有益な効果を達成することを見出している。

第５の態様の一実施形態では、方法は、第１の周波数から最大周波数まで励起刺激の周波数を徐々に調節することによって、第２の周波数を選択する工程と；対象の生理学的状態を示す、治療に対する身体反応を監視する工程と、身体反応が最大になる励起刺激の周波数の±１０Ｈｚなど、±２０Ｈｚ以内の周波数に第２の周波数を設定する工程とをさらに含んでもよい。

したがって、第２の周波数は、身体反応が最大になる励起刺激の周波数±２０Ｈｚに相当する値に設定される。そこで、身体反応が最大になる励起刺激の周波数がＦ_２ＭＡＸである場合、第２の周波数は、Ｆ_２ＭＡＸ−２０Ｈｚ〜Ｆ_２ＭＡＸ＋２０Ｈｚの範囲内の値に設定される。例えば、第２の周波数はＦ_２ＭＡＸに設定されてもよい。本実施形態は、治療に対する身体反応の増大をもたらすように振動パターンが調節されるという点で有利である。身体反応の最大の変化（正または負のどちらであるかに係わらず）をもたらす周波数（±２０Ｈｚ）が、第２の周波数として選択される。これは、第１の周波数の選択に関して上述した選択基準に類似している。

第５の態様の一実施形態では、方法は、不必要な高周波数の使用を回避しながらヒト対象における治療効果を最大にするような形で、第１の周波数および第２の周波数を選択する工程をさらに含んでもよい。これは、何らかの励起刺激を適用することなく、可変周波数（主要な周期的要素の周波数）を下限（例えば、１０Ｈｚ）から始めて徐々に増加させ、対象の生理学的（または健康）状態を示す、治療に対する身体反応を監視し、身体反応が最大になる（または少なくとも増大する）主要な周期的要素の周波数の±１０Ｈｚなど、±２０Ｈｚ以内の周波数に、第１の周波数を設定することによって実現される。次に、第１の周波数に対して選択された値から始めて第２の周波数を徐々に増加させ、対象の生理学的（または健康）状態を示す、治療に対する身体反応を監視し、身体反応が最大になる（または少なくとも増大する）主要な周期的要素の周波数の±１０Ｈｚなど、±２０Ｈｚ以内の周波数に、第２の周波数を設定することによって、第２の周波数が選択される。励起刺激は、この手順の間、１つの完全な発振周期を含んでもよく、即ち、第２の周波数を増加させることの効果は、単一の励起パルス間の休止位相が増大することであろう。

第５の態様の一実施形態では、方法は、第２の周波数が第１の周波数よりも常に高く、第１の周波数および第２の周波数が両方とも上限および／または最大周波数によって制限される、周波数の多数（４〜９など）の異なる組み合わせを適用することによって、第１および第２の周波数を選択する工程を、さらに含んでもよい。この上限または最大周波数は、臨床上の理由から課されることがあり、あるいは、振動治療を与えるのに使用される任意のシステムの実際上の限界であることがある。刺激に対する身体反応は、適用される周波数の各組み合わせに対して記録され、最も望ましい反応を与える組み合わせが選択される。いくつかの組み合わせが同じ反応を与える場合、最も低い第２の周波数に対応するものが選択される。この選択手順は、示されるごとに、または治療する各対象に対して行われてもよい。

第５の態様の一実施形態では、励起刺激の周波数は、第２の下限（例えば、１５〜１５０Ｈｚの範囲内）と、第２の上限（約３５０Ｈｚなど、２００〜４５０Ｈｚの範囲内）との間で徐々に調節されてもよい。

第５の態様の一実施形態では、刺激部材は拡張可能であってもよく、適用する工程は：刺激部材を対象の体腔に導入する工程と；刺激部材が体腔内の体組織に当接するような容積まで刺激部材を拡張させる工程とをさらに含む。体腔は、例えば、対象の鼻腔および腸から選択される。

視床下部などの生物学的標的の活動は、様々な定性的および／または定量的方法によって測定することができる。特に、例えば血流、酸素消費量、および代謝活動などの生理学的パラメータの変化は、視床下部などの生物学的標的の活動レベルの変化と相関する。第１の態様によるデバイスを用いて治療されるヒト対象の現在の健康状態に応じて、刺激は、視床下部などの生物学的標的の活動レベルをある程度変化させてもよい。例えば、視床下部の異常活動に関連する病状を患っているヒト対象を、この態様による方法で治療した場合、振動刺激が正常化された視床下部の活動をもたらしてもよい。正常化は、この文脈では、生物学的標的の活動が周囲組織の活動と同等である状態を指してもよい。したがって、正常化された視床下部の活動は、周囲の脳組織の活動と同等である活動を指してもよい。視床下部などの生物学的標的の活動の異なる指標を、直接または間接的に監視することができる。

さらに、同じ推論は、蝶形口蓋神経節など、他の生物学的標的に対して有効である。蝶形口蓋神経節の活動は、様々な直接的もしくは間接的な定性的および／または定量的方法によって測定することができる。

治療の方法は、有益には、鼻炎、片頭痛、メニエール病、高血圧、群発性頭痛、不整脈、ＡＬＳ、過敏性大腸症候群、睡眠障害、糖尿病、肥満、多発性硬化症、耳鳴り、呼吸器疾患（例えば、気管気管支軟化症）、アルツハイマー病、感情および不安障害、てんかん、（例えば、結腸内の）腸炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、ならびに尿道炎から成る群から選択される、疾病または病状を患っているヒト対象に与えられてもよい。対象が上述の疾病の１つを患っているとき、鼻腔または腸のどちらかにおける治療が特に有利なことがある。

方法の態様の一実施形態では、身体反応は、鼻分泌物、くしゃみの頻度、痛覚、瞳孔の大きさ、脳の選択部分における酸素消費量（機能的磁気共鳴画像法（ｆＭＲＩ）を用いて測定されてもよい）、人体の選択部分における代謝活動（陽子射出断層撮影法（ＰＥＴ）を用いて測定されてもよい）、脳活動（脳磁気図記録法（ＭＥＧ）または脳波記録法（ＥＥＧ）を用いて測定されてもよい）、心臓活動（心電図記録法（ＥＣＧ）を用いて測定されてもよい）、筋肉活動（筋電図記録法（ＥＭＧ）を用いてされてもよい）、血圧、器官内の（流体）体積（フォトプレチスモグラフを用いて測定されてもよい）、組織導電率、体温、体組織と振動を付与している刺激部材との間の圧力のうち、１つまたはそれ以上を測定することによって監視されてもよい。痛覚は、視覚的アナログ尺度（ＶＡＳ）を参照することによって、ヒト対象自身が評価することができる。身体反応が体組織と刺激部材との間の圧力である場合、刺激部材は、組織に働く圧力、ならびに体組織反応による圧力の変化を測定する、圧力センサを含んでもよい。

方法の態様の一実施形態では、振動は、流体圧、偏心重りを備えたモータ、および電気活性材料のうち１つまたはそれ以上によって提供されてもよい。例えば、振動は、本発明の第１の態様に関連して記載したような振動発生器を用いて付与されてもよい。

方法の態様の一実施形態では、振動は、２０〜１７０ｍｂａｒの圧力で体組織に付与されてもよい。例えば、本発明の第１の態様に関連して記載したような刺激部材（または振動を付与するための他の任意の手段）は、２０〜１７０ｍｂａｒの圧力で組織に当接してもよい。さらに、刺激部材内の平均圧力は、振動を付与しているとき、２０〜１２０ｍｂａｒの範囲内であってもよい。

方法の態様の一実施形態では、第１の周波数および第２の周波数は、振動に伴う機械的刺激の記録に関与する、異なる受容器タイプを標的とする。第１および第２の周波数は、有利には、特定の受容器タイプを標的とするために、本明細書で定義するような周波数間隔から選択されてもよい。第１の周波数は１０〜１００Ｈｚの範囲内で選択されてもよく、一方で、第２の周波数は独立して、第１の周波数の高調波であるか、または例えば、本明細書で上述したようなパチーニ小体の最大感度を標的にするように選択されてもよい。

本発明の方法の態様に関して記載する実施形態による効果および利点は、本発明のデバイスの態様に関して記載する、対応する実施形態による効果および利点と同じであることが認識されるであろう。

本発明のさらなる目的、特徴、および利点は、以下の詳細な開示、図面、および添付の請求項を検討することで明白となるであろう。当業者であれば、本発明の異なる特徴を組み合わせて、以下に記載するもの以外の実施形態を作成することが可能であることを理解する。特に、デバイスに関して記載する様々な実施形態はすべて、本発明の第３の態様にしたがって定義されるような方法と組み合わせ可能であることが認識されるであろう。

本発明の上述ならびに追加の目的、特徴、および利点は、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態の以下の例証的かつ非限定的な詳細な説明によって、より十分に理解されるであろう。

本発明の一実施形態による振動刺激のためのデバイスを示す図である。 図１ａに示されるデバイスによって達成可能な振動パターンの一例を示す図である。 図１ａに示されるデバイスによって達成可能な振動パターンの別の例を示す図である。 本発明の別の実施形態による振動刺激のためのデバイスを示す図である。 図２ａに示されるデバイスによって達成可能な振動パターンの一例を示す図である。 ヒト対象の鼻腔内に位置付けられたデバイスの刺激部材を示す図である。 本発明の別の実施形態によるデバイスの刺激部材および固着部材を示す図である。

図面はすべて概略図であり、必ずしも縮尺に比例しておらず、全体的に、本発明を解明するために必要な部分のみを示しており、他の部分は省略するか、または示唆されているのみであることがある。

図１ａ〜１ｃを参照して、本発明の一実施形態による振動刺激のためのデバイスについて記載する。図１ａは、デバイスの概略図であり、図１ｂおよび１ｃは、デバイスによって達成可能な振動パターンの２つの例を示す。

図１ａは、対象の体組織に振動を付与するように適合された刺激部材１２と、振動発生器１０とを備える、振動刺激デバイス１を示す。本実施形態では、振動は流体圧によって発生し、刺激部材１２は、管材料１３を介して振動発生器１０と流体連通している拡張可能なバルーン（またはカテーテルもしくはブラダー）を備えてもよい。したがって、刺激部材１２は、管材料１３によって供給される流体を収容するチャンバを備えてもよい。

刺激部材１２は、ヒト対象の鼻腔または腸などの体腔に挿入するための、折り畳まれた（または拡張がより少ない）状態で配置されてもよい。挿入されると、刺激部材１２は、（図３を参照して以下により詳細に説明するように）刺激部材の外表面が体腔の内部に当接するような容積まで拡張してもよい。管材料１３を介して刺激部材１２に流体を供給することで、刺激部材１２の容積および拡張の程度に影響が及ぶ。

刺激部材１２は、それが接触する体組織に対して化学的または生物学的に影響を与えない材料で作られてもよく、外表面は、刺激部材１２と周囲組織との間の摩擦を低減するように適合されてもよい。刺激部材１２は、例えば、平滑な外表面を提供する材料で作られるか、または例えばパラフィン溶液などの潤滑剤でコーティングされてもよい。さらに、刺激部材１２は弾性であってもよく、それにより、その表面積は刺激部材内の流体圧に応じて変わってもよい。あるいは、刺激部材１２は非弾性であってもよい。刺激部材１２が作られてもよい材料の非限定例は、プラスチック材料またはゴム材料である。いくつかの例では、刺激部材１２はラテックスで作られてもよい。

刺激部材のさらなる詳細および実施形態については、参照によって本明細書に組み入れる、同一出願人による国際特許出願公開ＷＯ２００８／１３８９９７号に記載されている。

デバイス１は、入口１８を介して入れられた流体（空気など）を加圧するように適合された圧力調整モジュール１５（例えば、加圧ポンプ）を含んでもよい。圧力調整モジュール１５は、加圧流体に振動を提供するように適合された周波数調整モジュール１７（例えば、振動ポンプ）を備える、振動発生器１０と流体連通している。周波数調整モジュール１７は、選択された１つまたはそれ以上の周波数の振動を提供するように適合され、また、振動の振幅を調整するように適合されてもよい。加圧流体および振動は、管材料１３を介して刺激部材１２に伝達（または供給）される。振動発生器１０は、周波数調整モジュール１７から刺激部材１２への振動の伝達を、例えばそれらの間の流体連通を開閉することによって、選択的に可能にするように配置された、弁（例えば、電気機械式弁）などのゲート１９をさらに備える。

圧力調整モジュール１５、周波数調整モジュール１７、およびゲート１９は、図１ａでは別個の部品として概略的に描かれているが、それらのすべて、またはそれらのうち２つが、同じモジュールに含まれてもよいことが認識されるであろう。さらに、圧力調整モジュール１５は、デバイス１の振動発生器１０に接続された外部モジュールであってもよく、あるいはデバイス１に含まれてもよいことが認識されるであろう。

本実施形態では、周波数調整モジュール１７およびゲート１９は、圧力調整モジュール１５を管材料１３に接続する主要な流体連通ライン上で直接接続される。あるいは、周波数調整モジュールおよびゲートは、Ｔ字路を介して主要な流体連通ラインに接続された別個の流体連通ライン上に配置されてもよい。

場合により、デバイス１は、デバイス１内の流体圧を測定するように適合されたマノメータなどの圧力センサ（図示なし）、および／または圧力が予め定められた閾値を超えた場合にデバイス１から流体を放出するように配置された安全弁（図示なし）を備えてもよい。

デバイス１は、振動発生器１０を制御して、刺激部材１２を振動パターンにしたがって振動させるように構成された、振動コントローラ１４をさらに備える。振動コントローラ１４は、周波数調整モジュール１７を制御し、それによって振動の周波数を（かつ場合によっては振幅も）制御するとともに、ゲート１９（または弁）の開閉を制御し、それによって振動の任意の中断を制御するように構成されてもよい。場合により、振動コントローラ１４はさらに、圧力調整モジュール１５を制御し、それによってデバイス１内の流体圧を制御するように構成されてもよい。

本実施形態によるデバイス１の刺激部材１２がそれにしたがって振動させられてもよい、振動パターンの２つの例について、図１ｂおよび１ｃを参照して記載する。

図１ｂおよび１ｃはそれぞれ、体組織に対する刺激部材１２の当接圧力ｐが時間ｔにわたってどのように変動するかを概略的に示している。圧力がそれにしたがって変動するパターンは、デバイス１の振動パターン（または振動信号）である。図１ｂおよび１ｃのｐ軸は、あるいは、振動を引き起こす刺激部材１２の空間変位、または刺激部材１２内部の流体圧と見なされてもよい。

図１ｂに示される振動パターンは、刺激位相１５１および休止位相１５２を含む振動プロファイル１５０を含み、振動プロファイル１５０は第１の周波数で反復して開始される。刺激位相１５１は、当接圧力ｐの変位（１つもしくはそれ以上の増加および／または減少）を表す、励起刺激１７０を含む。励起刺激１７０は、第１の周波数よりも高い第２の周波数を有し、また、本実施例では正弦波形を持つ、実質的に連続した波形を有してもよい。振動パターンの連続波形によって、刺激部材１２（およびデバイス１の他の部分）をより柔軟な材料で構築することが可能になる。

本実施例では、刺激位相１５１は一周期の励起刺激１７０を含むが、あるいは、１．５、２、２．５、３、またはそれ以上の周期など、一周期を超える周期を含んでもよい。周期数は、第１および第２の周波数の間の関係と、刺激位相１５１および休止位相１５２の所望の長さとに基づいて選択されてもよい。本実施例では、第２の周波数は第１の周波数の約３．７倍の高さであり、休止位相１５２は刺激位相１５１の約２．７倍の長さである。本実施例では、振動に対して感度を持つ神経系の異なる部分を標的とするため、第１の周波数は約６８Ｈｚ（または約６０〜８０Ｈｚ）に、第２の周波数は約２５０Ｈｚ（または約１１０〜３２０Ｈｚ）に設定されてもよい。しかし、第１および第２の周波数は、振動刺激治療の目的に基づいて選択されてもよいので、他の周波数も想定される。

休止位相１５２は、刺激位相１５１の間に提供される振動の中断を表す。さらに、当接圧力ｐは、休止位相１５２中は一定であってもよく、それにより、その位相の間は体組織に対して振動が付与されない。刺激位相１５１と休止位相１５２との間の交番によって、第１の周波数の主要な周期的要素が振動パターンに提供される。例えば、主要な周期的要素は、刺激位相１５１と休止位相１５２との間の反復的な交番によって提供される周期性と見なされてもよい。

図１ｃに示される振動パターンは、（振動プロファイル１５０の刺激位相１５１において）励起刺激１７１がオフセット余弦波（offset cosine wave）として形成される点を除いて、図１ｂを参照して記載した振動パターンに類似している。この実施形態では、振動パターンおよびその時間導関数は連続的である。これは、両方の終了点においてゼロに等しい時間導関数を励起刺激１７１に提供することによって実現される。本実施例では、刺激位相１５１は一周期の励起刺激１７１を含むが、あるいは一周期を超える周期を含んでもよい。

上述の振動パターンを本実施形態によるデバイス１によってどのように提供できるかの一例について、以下に記載する。振動コントローラ１４は、周波数調整モジュール１７を制御して、圧力調整モジュール１５からの加圧流体に第２の周波数の振動を提供する。さらに、振動コントローラ１４は、反復して開閉するようにゲート１９を制御し、それによって、刺激部材１２に対する振動の伝達が刺激位相１５１中は可能になり、休止位相１５２中は阻害される。弁を開閉するタイミングは、振動パターンの連続性を達成するように正確に制御されてもよい。あるいは、振動コントローラ１４は、調整モジュール１７を制御して、第２の周波数の振動のパルスを提供するように構成されてもよく、それによってパルスが第１の周波数で反復して開始され、それにより、弁１９は不要なことがある。

本発明の別の実施形態による振動刺激のためのデバイスについて、図２ａを参照して記載する。デバイス２の基本構造および基本的な動作原理ならびに図２ａに示されるその各構成要素は、振動発生器２０および振動コントローラ２４の構成を除いて、デバイス１の基本構造および基本的な動作原理ならびに図１ａに示されるその構成要素と同じであってもよい。

本実施形態では、振動発生器２０は、第１の周波数調整モジュール２６および第２の周波数調整モジュール２７を備える。第１および第２の周波数調整モジュール２６、２７はそれぞれ、入口２８で取り込まれる流体を加圧するように配置された、圧力調整モジュール２５と流体連通している。振動コントローラ２４は、第１の周波数調整モジュール２６を制御して、加圧流体に第１の周波数の振動を提供し、かつ第２の周波数調整モジュール２７を制御して、加圧流体に第２の周波数（第１の周波数よりも高い）の振動を提供するように構成される。第１および第２の周波数調整モジュール２６、２７からの出力（即ち、加圧流体の振動）が加算され、それによって、第１の周波数の振動と第２の周波数の振動が重畳された加圧流体が提供され、それが管材料２３を介して刺激部材２２に伝達されてもよい。場合により、デバイス２は、第１および／または第２の周波数調整モジュール２６、２７からの振動の伝達を制御する、弁（図示なし）などの１つまたはそれ以上のゲートを備えてもよい。

本実施形態によるデバイス２の刺激部材２２がそれにしたがって振動させられてもよい、振動パターンの一例について、図２ｂを参照して記載する。

図２ｂは、体組織に対する刺激部材２２の当接圧力ｐが時間ｔにわたってどのように変動するかを概略的に示している。圧力がそれにしたがって変動するパターンは、デバイス２の振動パターン（または振動信号）である。図２ｂのｐ軸は、あるいは、振動を引き起こす刺激部材２２の空間変位、または刺激部材２２内部の流体圧と見なされてもよい。

振動パターンは第１の周波数の主要な刺激を含み、その周期は図２ｂに参照番号２５０で示されている。主要な刺激は、第１の周波数で生じる当接圧力ｐの変位（１つもしくはそれ以上の増加および／または減少など）を表し、第１の周波数調整モジュール２６によって提供される。第２の周波数の励起刺激が主要な刺激と重畳され、その周期は図２ｂに参照番号２５１で示されている。励起刺激は第２の周波数調整モジュール２７によって提供される。したがって、第１および第２の周波数調整モジュール２６、２７からの振動出力が加算されるので、主要な刺激は励起刺激のための搬送波として作用する。

第２の周波数は第１の周波数よりも高く、この非限定例では、第２の周波数は第１の周波数の約４．４倍の高さである。したがって、振動パターンは、主要な刺激（または主要な刺激の周期性）によって提供される第１の周波数の主要な周期的要素と、励起刺激によって提供されるより高い周波数の要素（または成分）とを含む。本実施例では、体内にある振動に対して感度を持つ受容器の異なる感度範囲を標的とするため、第１の周波数は約６８Ｈｚ（または約６０〜８０Ｈｚ）に、第２の周波数は約３００Ｈｚ（または約１１０〜３２０Ｈｚ）に設定されてもよい。しかし、第１および第２の周波数は振動刺激治療の目的に基づいて選択されてもよいので、他の周波数も想定される。

本実施例では、主要な刺激および励起刺激は連続的に（中断なしで）重畳される。しかし、励起刺激は、別の方法として主要な刺激と部分的に重畳されてもよく、それによって、２つの重畳された刺激を含む位相が、重畳されていない主要な刺激を含む位相と交番する。

さらに、励起刺激の振幅は主要な刺激の振幅よりも低くてもよく、それにより、主要な刺激が振動パターンを支配してもよく、あるいは、励起刺激の振幅は主要な刺激の振幅よりも高くてもよく、それにより、励起刺激が振動パターンを支配してもよい。さらに、励起刺激の振幅は、主要な刺激の各位相内など、時間に伴って変動してもよい。

パチーニ小体は、振動周波数が増加するにつれて、速度および加速度に対する感度が高くなる。したがって、振動パターンの全振幅が制限された場合、受容器がより高い周波数（２００Ｈｚ〜３００Ｈｚなど）においてより高感度であるため、励起刺激が主要な刺激よりも低い振幅を有するのが有利なことがある。しかし、これにより、達成される（振動の）速度および加速度が、主要な周期的要素が刺激位相および休止位相を有する振動プロファイルによって提供される実施形態における、同じ振幅の制限によって得られるであろうものよりも小さいことがある。したがって、主要な周期的要素が刺激位相および休止位相を有する振動プロファイルによって提供される実施形態は、振動のより高い速度および加速度を得るためには有利なことがある。

図面に例証される振動パターンの形状は概略であり、本発明の実施形態の原理を示していることが認識されるであろう。

図３を参照して、本発明の一実施形態によるデバイスを用いたヒト対象の治療方法の一実施形態について記載する。図３は、鼻腔３５内部の刺激部材３２を示す。例えば、デバイスは、図１ａおよび２ａを参照して記載したデバイスの任意の１つとして構築されてもよい。本実施形態による方法の目的は、例えば、視床下部の活動に関連する疾病（例えば、片頭痛、ＡＬＳ、メニエール病、および心臓不整脈）または鼻炎を治療することであってもよい。

第１の段階では、刺激部材３２は折り畳まれた（第１の）状態で配置され、そのサイズは、ヒト対象３０の鼻腔３５に導入するのに十分に小さい。鼻孔を通して導入するのを容易にするため、刺激部材３２はまた、潤滑剤を、例えばパラフィンを備えてもよい。刺激部材３２は鼻腔３５に挿入され、治療すべき任意の疾病が視床下部の活動に関連するものである場合、刺激部材は（図３に示されるように）鼻腔３５の後部を刺激するように適合されてもよく、治療すべきものが例えば鼻炎である場合、刺激部材３２は鼻腔の前部を刺激するように適合されてもよい（図示なし）。刺激部材は、治療中に刺激部材３２が変位するリスクを低減するため、固着手段を介してヒト対象３０に固定されてもよい。続いて、刺激部材３２は、鼻腔３５の選択された部分の組織に、２０〜１２０ｍｂａｒなどの所望の圧力（マノメータによって監視されてもよい）で当接するまで拡張するように加圧される。続いて、振動コントローラは振動発生器を制御して、第１の周波数の主要な周期的要素と第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含む振動パターン（上述した振動パターンのいずれかなど）にしたがって、刺激部材３２を振動させる。振動治療は、例えば１分間〜３０分間続いてもよい。

図４を参照して、本発明の一実施形態によるデバイスの固着手段および代替の振動発生器について記載する。以下の実施例は、上記した前述の実施例のいずれかと組み合わされてもよいことが認識されるであろう。図４は、ヒト対象４０の鼻腔に挿入されたデバイスの刺激部材を示す。デバイスは、図４に示されるように、ヘッドバンド４７を含んでもよい固着手段４６を備える。あるいは、固着手段は、フェイシャルマスク、眼鏡、ヘルメット、ベルト、カフ、ベスト、および／または接着パッチ（図示なし）を含んでもよい。

ヘッドバンド、フェイシャルマスク、眼鏡、およびヘルメットは、刺激部材を鼻腔内で、かつ頭部および首の部分で固着するのに特に適している。ベルトは、刺激部材を胴体で固着するのに適していてもよく、カフは、刺激部材を四肢で、即ち腕または脚で固着するのに適していてもよい。

さらに、デバイスは、調節可能な継手４２を介してヘッドバンド４７に取り付けられたパイプ４４（またはロッド）と、コネクタ４９（機械的または電気的コネクタなど）を介してパイプ４４に取り付けられた圧搾アクチュエータ４８を備える振動発生器とを備える。圧搾アクチュエータ４８は、刺激部材に接続された管材料４３の周りに円周方向で取り付けられたスリーブを含んでもよく、配線４１を介して振動コントローラに電気的に接続されてもよい。配線が治療に干渉するのを防ぐため、配線４１はパイプ４４内部に設けられてもよい。本実施形態では、圧力調整モジュール（図示なし）は、管材料４３を介して刺激部材に加圧流体を提供する。振動コントローラは、圧搾アクチュエータ４８を制御して、振動パターン（上述したものなど）にしたがって加圧流体に振動を発生させるように構成される。圧搾アクチュエータ４８は、振動パターンにしたがって管材料４３を圧搾することによって流体に振動を提供する。

特定の実施形態について記載してきたが、当業者であれば、添付の請求項において定義される範囲内にある様々な修正および変更が想起できることを理解するであろう。

例えば、流体圧によって発生する振動についてのみ、図面を参照して記載しているが、刺激部材の中もしくはその近傍に偏心重りが位置付けられたモータ、電気活性材料、または他の任意の便利な振動発生手段など、他の手段によって等しく振動を発生させてもよいことが認識されるであろう。

Claims (17)

1. 哺乳類対象の体腔内における振動刺激のためのデバイスであって：
   刺激部材を対象の体腔に導入可能である第１の状態と、刺激部材の外表面が体腔内の体組織に当接し、哺乳類対象の体腔内の体組織に振動を付与するように適合されるような容積まで刺激部材に加圧流体を流すことによって刺激部材を拡張させた第２の状態とで配置可能であり、体腔内への流体の漏れを防ぐように液密チャンバを構成する、拡張可能な刺激部材と；
   振動発生器を制御して、刺激部材を振動パターンにしたがって振動させるように適合された振動コントローラと；を備え、
   振動パターンは、第１の周波数の主要な周期的要素と、第１の周波数よりも高い第２の周波数の励起刺激とを含み、
   振動は、
   刺激部材が振動パターンにしたがって振動するように制御される、刺激部材に含まれる電気活性材料；および、
   振動パターンにしたがって振動を刺激部材内の加圧流体に提供するように適合された周波数調整モジュールを含む振動発生器のうち、１つまたはそれ以上を用いて発生される、デバイス。
2. 第１の周波数は、１０〜１００Ｈｚの範囲内である、請求項１に記載のデバイス。
3. 第２の周波数は第１の周波数の少なくとも１．５倍の高さである、請求項１または２に記載のデバイス。
4. 第２の周波数は、第１の周波数の１．５〜５倍の高さである、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
5. 振動パターンは連続波形を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載のデバイス。
6. 体腔は対象の鼻腔であり、第２の状態にある刺激部材の外表面は鼻腔内の組織に当接するように適合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
7. 刺激部材を対象に固定するように適合された固着部材をさらに備える、請求項６に記載のデバイス。
8. 前記固着部材はヘッドバンドを含む、請求項７に記載のデバイス。
9. 第１の周波数は５０〜７０Ｈｚの範囲内であり、第２の周波数は９０〜４００Ｈｚの範囲内である、請求項６〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
10. 体腔は対象の腸であり、第２の状態にある刺激部材の外表面は腸内の組織に当接するように適合される、請求項１〜５のいずれか１項に記載のデバイス。
11. 第１の周波数は１０〜２０Ｈｚの範囲内であり、第２の周波数は５０〜７０Ｈｚの範囲内である、請求項１０に記載のデバイス。
12. 刺激部材が２０〜１７０ｍｂａｒの圧力で体組織に当接するように適合されるようにして、デバイスが構成される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のデバイス。
13. 主要な周期的要素は第１の周波数の主要な刺激によって提供され、主要な刺激は励起刺激と少なくとも部分的に重畳される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
14. 振動発生器は、第１の周波数調整モジュールおよび第２の周波数調整モジュールを備え、振動コントローラは、第１の周波数調整モジュールを制御して第１の周波数の振動を提供し、第２の周波数調整モジュールを制御して第２の周波数の振動を提供するように構成され、第１および第２の周波数調整モジュールの出力が加算されて振動パターンが提供される、請求項１３に記載のデバイス。
15. 主要な周期的要素は、第１の周波数で反復して開始される、励起刺激を含む刺激位相と休止位相とを含む振動プロファイルによって提供される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
16. 休止位相は、刺激位相と少なくとも同程度の長さである、請求項１５に記載のデバイス。
17. 振動発生器は、ゲートを備え、振動コントローラは、周波数調整モジュールを制御して第２の周波数の振動を提供し、ゲートを制御して刺激部材に対する振動の伝達を選択的に可能にし、それによって伝達が第１の周波数で反復して開始される、請求項１５または１６に記載のデバイス。

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