JP6758290B2 - 電極設置治療システムおよびこれを用いる方法 - Google Patents
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Description
本特許出願は、2014年12月5日に出願された米国仮特許出願62/088,170号の出願日の優先権を主張する。同文献の内容は、参照により本願に組み込まれる。
別の定義をしない限り、本明細書において用いる全ての技術用語および科学用語は、本発明が関連する当業者が共通的に理解する同じ意味を有している。競合する場合は、定義を含む本明細書が優先する。以下に望ましい方法および材質を記載する。ただし本明細書が記載するものと同様または等価な方法と材質を、本発明の実施または試験において用いることができる。
本発明の原理の理解を促進するため、実施形態について説明する。実施形態のうちいくつかは図面に示されている。これらを説明するために特定の用語を用いる。ただしこれにより本発明の範囲を限定することが意図されていると理解すべきではない。実施形態の変形や変更、および本明細書が記載する本発明の原理のさらなる応用は、本発明が関連する当業者にとって通常のものとして理解される。以下の説明において、方法の特徴または選択、分析方法、その他側面について開示する。開示する各特徴を一般的要素と組み合わせることにより、本発明の実施形態を形成できることを理解されたい。
本明細書が記載しているシステムおよび方法は、任意の適当なナノ粒子と併せて利用することができる。このナノ粒子は、脳内の所望位置へガイドすることができ、および/または、電極のVOCAを拡張して腫瘍やてんかん状態などの状態を治療することができるものである。ナノ電極の例は、エネルギー放射カーボンナノチューブトランスポンダであり、これは米国公開特許2012−0209344号、発明の名称“ENERGY−RELEASING CARBON NANOTUBE TRANSPONDER AND METHOD OF USING SAME”、公開日2012年8月16日、に記載されている。同文献の内容は参照により本願に組み込まれる。
1.Rossi MA等,(2010)Predicting white matter targets for direct neurostimulation therapy,Epilepsy Res 91:176−186
Claims (16)
- 患者の脳におけるてんかん発作を処置するために電極の配置を計画する方法であって、 前記患者の前記脳から発作間撮影プロファイルを取得するステップ、
前記患者の前記脳から発作後撮影プロファイルを取得するステップ、
前記発作間撮影プロファイルと前記発作後撮影プロファイルを比較するステップ、
前記比較に基づき発作伝搬経路を判定するステップ、
前記発作伝搬経路に基づき電極の複数の仮想電極配置位置を判定するステップ、
各前記仮想電極配置位置における皮質活性領域を判定するステップであって、前記仮想電極配置位置における前記皮質活性領域は、前記発作伝搬経路と前記仮想電極配置位置に基づいている、ステップ、
前記複数の仮想電極配置位置から前記電極のインプラント位置を選択するステップであって、前記選択は前記インプラント位置における前記皮質活性領域に基づいている、ステップ、
を有し、
前記方法はさらに、前記発作伝搬経路に依拠する位置における前記患者の前記脳の細胞組織に対して配送するための複数のエネルギー放射カーボンナノチューブトランスポンダを提供するステップを有し、
前記複数のエネルギー放射カーボンナノチューブトランスポンダは、前記インプラント位置における前記皮質活性領域を前記電極の皮質活性領域よりも増加させるように構成されている
ことを特徴とする方法。 - 発作間撮影プロファイルを取得するステップは、発作間拡散テンソル撮影MRIデータセットを取得するステップを有し、
発作後撮影プロファイルを取得するステップは、発作後拡散テンソル撮影MRIデータセットを取得するステップを有する
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 前記発作伝搬経路を判定するステップは、前記発作間拡散テンソル撮影MRIデータセットと前記発作後拡散テンソル撮影MRIデータセットにおける異方性比率を判定するステップを有する
ことを特徴とする請求項2記載の方法。 - 発作間撮影プロファイルを取得するステップは、発作間単一光子放射断層撮影データセットを取得するステップを有し、
発作後撮影プロファイルを取得するステップは、発作後単一光子放射断層撮影データセットを取得するステップを有する
ことを特徴とする請求項1記載の方法。 - 各仮想電極配置位置における皮質活性化を判定するステップは、活性化機能を判定するステップを有し、
前記活性化機能を判定するステップは、均質媒質内または異方性媒質内の前記電極の刺激によって生じた電位を判定するステップを有する
ことを特徴とする請求項2記載の方法。 - 各仮想電極配置位置における皮質活性領域を判定するステップは、活性化機能を判定するステップを有し、
前記活性化機能を判定するステップは、異方性媒体内の前記電極の刺激によって生じた電位を判定するステップを有する
ことを特徴とする請求項2記載の方法。 - 前記方法はさらに、白質路の方向における前記電位の2次方向微分を判定するステップを有する
ことを特徴とする請求項5記載の方法。 - 前記白質路の方向は、前記発作後拡散テンソル撮影MRIデータセットから判定される ことを特徴とする請求項7記載の方法。
- 前記方法はさらに、
前記インプラント位置において刺激活性化単一光子放射断層撮影データセットを取得するステップ、
前記刺激活性化単一光子放射断層撮影データセットを、前記インプラント位置における皮質活性化領域と比較するステップ、
前記比較に基づき前記インプラント位置における前記皮質活性化領域を検証するステップ、
を有することを特徴とする請求項1記載の方法。 - 請求項1記載の方法において用いる、発作伝搬経路に依拠する位置において患者の脳の細胞組織に対して伝搬するための前記エネルギー放射カーボンナノチューブトランスポンダであって、
前記エネルギー放射カーボンナノチューブトランスポンダは、
(a)少なくとも1つのカーボンナノチューブ、
(b)前記少なくとも1つのカーボンナノチューブの第1端部と接続されたナノキャパシタ、
を備え、
前記ナノキャパシタは、所定量の電気エネルギーを蓄積することができるとともに、前記電気エネルギーを約1.2×10-5から2.4×10-5クーロン/cm2の範囲内の平均電荷密度の形態で放射することができ、
前記少なくとも1つのカーボンナノチューブは、前記ナノキャパシタに接続されているとともに、前記ナノチューブトランスポンダの環境変化に応じて前記細胞組織に対して前記所定量の電気エネルギーを放射するナノスイッチとして動作するように構成されており、
前記ナノチューブトランスポンダは、前記細胞組織に対して約4から約20マイクロクーロン/cm2の範囲内の生体非侵襲電荷を放射することができる
ことを特徴とするカーボンナノチューブトランスポンダ。 - 前記カーボンナノチューブトランスポンダはさらに、前記ナノキャパシタ内部に配置されたコイルナノワイヤを有する
ことを特徴とする請求項10記載のカーボンナノチューブトランスポンダ。 - 前記カーボンナノチューブトランスポンダはさらに、前記ナノキャパシタ外部に配置されたコイルナノワイヤを有する
ことを特徴とする請求項10記載のカーボンナノチューブトランスポンダ。 - 前記カーボンナノチューブトランスポンダはさらに、前記エネルギー放射カーボンナノチューブトランスポンダの外表面上における生体適合コートを有する
ことを特徴とする請求項10記載のカーボンナノチューブトランスポンダ。 - 前記生体適合コートは、ポリ乳酸(PLA);ポリグリコール酸(PGA);乳酸−グリコール酸共重合体(PLGA);キトサン;を含むグループからから選択された材料である
ことを特徴とする請求項13記載のカーボンナノチューブトランスポンダ。 - 前記カーボンナノチューブトランスポンダはさらに、前記少なくとも1つのカーボンナノチューブの自由端にリンクされた分子ラベルを有し、
前記カーボンナノチューブの前記自由端は、前記ナノキャパシタの反対側端部である
ことを特徴とする請求項10記載のカーボンナノチューブトランスポンダ。 - 前記カーボンナノチューブトランスポンダは、前記患者の脳におけるてんかん発作を処置するための電極の皮質活性化領域以上に、前記電極のインプラント位置における皮質活性化領域を増加させる
ことを特徴とする請求項10記載のカーボンナノチューブトランスポンダ。
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