JP6775538B2 - 両側カロリック前庭刺激のためのシステム及び装置 - Google Patents

両側カロリック前庭刺激のためのシステム及び装置 Download PDF

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Description

本発明は、カロリック前庭刺激（caloric vestibular stimulation：熱的前庭刺激）に
関し、特に、両側カロリック前庭刺激に関する。
本出願は、２０１０年１２月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／４２４，４７
４号（代理人整理番号９７６７−３５ＰＲ）、２０１１年６月１７日に出願された米国仮
特許出願第６１／４９８，１３１号（代理人整理番号９７６７−３５ＰＲ２）、２０１１
年６月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／４９７，７６１号（代理人整理番号９
７６７−３７ＰＲ）、２０１０年１２月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／４２
４，１３２号（代理人整理番号９７６７−３８ＰＲ）、２０１１年６月１７日に出願され
た米国仮特許出願第６１／４９８，０９６号（代理人整理番号９７９７−３８ＰＲ２）、
２０１０年１２月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／４２４，３２６号（代理人
整理番号９７６７−３９ＰＲ）、２０１１年６月１７日に出願された米国仮特許出願第６
１／４９８，０８０号（代理人整理番号９７６７−３９ＰＲ２）、２０１１年６月２０日
に出願された米国仮特許出願第６１／４９８，９１１号（代理人整理番号９７６７−４４
ＰＲ）、及び２０１１年６月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／４９８，９４３
号（代理人整理番号９７６７−４５ＰＲ）；２０１０年１２月１６日に出願された米国特
許出願第１２／９７０，３１２号（代理人整理番号９７６７−３）及び２０１０年１２月
１６日に出願された米国特許出願第１２／９７０，３４７号（代理人整理番号９７６７−
３２）、２０１０年１２月１６日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６
０７６４号（代理人整理番号９７６７−３ＷＯ）及び２０１０年１２月１６日に出願され
たＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／０６０７７１号（代理人整理番号９７６７−３２
ＷＯ）に対する優先権を主張し、それぞれの開示は、その全体を引用することにより本明
細書の一部をなすものとする。
カロリック前庭刺激（「ＣＶＳ」）は、前庭系の機能を試験する診断プロシージャとし
て古くから知られている。通常の病院内において、急性脳損傷又は慢性脳損傷を患ってい
る間の意識のレベルを評価するために、水カロリックテストが使用される。脳損傷は、頭
部外傷、又は脳卒中のような中枢神経系の事象に起因する場合がある。他の脳損傷は、代
謝異常（例えば、腎臓疾患、糖尿病）、発作、又は毒性レベルの規制物質若しくはアルコ
ールの存在下で起こる。
Fischell等に付与された特許文献１は、磁気的、電気的、可聴的、触覚的、又はカロリ
ック刺激（caloric stimulation：熱的刺激）を提供するように適合されている、外耳道
内の刺激器を論じている。Fischellは、外耳道の比較的ゆっくりした熱変化をもたらすこ
とができる外耳道センサ／刺激器システム上のリング状カロリック変換器ストリップを提
案している。
米国特許出願公開第２００３／０１９５５８８号
したがって、比較的速い温度変化が可能である個人の神経系及び／又は前庭系に刺激を
送出するのに有用な装置及び関連方法が、種々の医療状態を診断及び／又は処置する際に
有用である生理的応答を最大限に利用することがおそらく有益である。
幾つかの実施の形態では、被検者の外耳道にカロリック刺激を適用する（administerin
g）ための耳内刺激装置が、
（ａ）前記被検者の前記外耳道に挿入可能であるように構成された第１のイヤピース（
earpieces）及び第２のイヤピースと、
（ｂ）前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースのそれぞれに熱的に結合された
少なくとも第１の熱電デバイス（thermoelectric devices）及び第２の熱電デバイスと、
（ｃ）前記第１のイヤピースと反対側の前記第１の熱電デバイスに熱的に結合された第
１のヒートシンク及び前記第２のイヤピースと反対側の前記第２の熱電デバイスに熱的に
結合された第２のヒートシンクと、
（ｄ）前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスと通信状態にある波形発生
器を備えるコントローラと、を備え、前記波形発生器は、前記第１の熱電デバイスへの第
１のカロリック出力（caloric output：熱出力）を制御する第１の制御信号及び前記第２
のカロリックデバイスへの第２のカロリック出力を制御する第２の制御信号を生成するよ
うに構成される。
幾つかの実施の形態では、前記第１の制御信号は、前記第２の制御信号と異なる。
幾つかの実施の形態では、前記第１の制御信号は、前記第２の制御信号と位相がずれて
いる。前記第１の制御信号の傾きが増加しているとき、前記第２の制御信号の傾きが減少
し、前記第１の制御信号の傾きが減少しているとき、前記第２の制御信号の傾きが増加す
る。
幾つかの実施の形態では、耳内刺激装置は、前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピ
ースとの間に電気接続を更に備え、前記コントローラは、前記第１のイヤピースと前記第
２のイヤピースとの間のインピーダンス値を測定するように構成されたインピーダンスモ
ニタを備える。前記インピーダンスモニタは、前記インピーダンス値に応答して前記第１
のイヤピースと前記第２のイヤピースとの熱接触の推定値を生成することができる。前記
インピーダンスモニタは、前記インピーダンス値が開回路を示すとき、前記第１のイヤピ
ースと前記第２のイヤピースとの不十分な熱接触を推定することができる。前記インピー
ダンスモニタは、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号の適用中に前記第１のイヤ
ピース及び前記第２のイヤピースが前記被検者の外耳道内の所定の位置にあるかどうかを
判定し、それにより、処置プロトコルに関する患者コンプライアンスを判定するように構
成される。
幾つかの実施の形態では、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクはそれ
ぞれ、前記第１のイヤピース及び第２のイヤピースのそれぞれの外側に配置された外側部
分並びにイヤピース内部キャビティのそれぞれの内部に配置された内側部分を備える。前
記第１のヒートシンク外側部分及び前記第２のヒートシンク外側部分は複数のフィンを備
えることができる。
幾つかの実施の形態では、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクは、ア
ルミニウムを含み、約３０グラム〜約７０グラムの重量を有する。
幾つかの実施の形態では、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、硬質の
熱伝導性材料から形成される。
幾つかの実施の形態では、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、アルミ
ニウムを含む。
幾つかの実施の形態では、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、約９グ
ラム以下又は約４グラム以下の重さがある。
幾つかの実施の形態では、前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスのそれ
ぞれは、第１の複数の熱電デバイス及び第２の複数の熱電デバイスをそれぞれ備える。前
記第１の複数の熱電デバイスは、互いに熱的に結合されることができ、前記第２の複数の
熱電デバイスは、互いに熱的に結合されることができる。
幾つかの実施の形態では、前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスは、薄
膜熱電デバイスを備える。
幾つかの実施の形態では、前記装置は、前記第１のイヤピースを前記被検者の右外耳道
内に配置し、前記第２のイヤピースを前記被検者の左外耳道内に配置するように構成され
たヘッドピースを備える。
幾つかの実施の形態では、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１の
カロリック出力及び前記第２のカロリック出力が、連続的に時間変動性の熱波形及び／又
は能動制御式波形であるように構成される。
幾つかの実施の形態では、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１の
カロリック出力及び前記第２のカロリック出力が、少なくとも１つの時間変動性熱波形期
間及び少なくとも１つの停滞期間を含むように構成される。
幾つかの実施の形態では、前記第１のカロリック出力は前記被検者の外耳道の一方を冷
却し、前記第２のカロリック出力は前記被検者の外耳道のもう一方を加熱する。
幾つかの実施の形態では、前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力は
、少なくとも５分の間、前記被検者の前庭刺激を維持するように構成される。
幾つかの実施の形態では、少なくとも５分の間の前記前庭刺激は、少なくとも５分の期
間にわたって前庭位相性（phasic：一過性、相動性）発火レートを変更し、それにより、
眼振を誘発するのに十分である。眼振は、ビデオ眼振記録法及び／又は電気眼振記録法を
使用して検出されるのに十分である。
幾つかの実施の形態では、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピース、前記第１
のヒートシンク及び前記第２のヒートシンク、並びに前記第１の熱電デバイス及び前記第
２の熱電デバイスは、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが、前記第１の熱
電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれによって約１５℃／分以上のレートで冷却
され、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれによって約２０℃／分
以上のレートで加熱されるように構成される。
幾つかの実施の形態では、前記装置は、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒート
シンクそれぞれからの熱放散を増加させるように構成された第１のファン及び第２のファ
ンを備える。少なくとも１つのファンは、少なくとも２つのファンを含むことができる。
幾つかの実施の形態では、前記少なくとも１つのファンは、前記ヒートシンクに向かう方
向に空気を送るように構成される。
幾つかの実施の形態では、前記装置は、前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピース
との間のインピーダンス値が実質的に一定であるように、前記外耳道内に前記第１のイヤ
ピース及び前記第２のイヤピースを固定するように構成された固定部材を備える。
幾つかの実施の形態では、前記固定部材は、サイズが増加し、それにより、前記外耳道
内で前記第１のイヤピースからの圧力を減少させ、サイズが減少し、それにより、前記外
耳道内で前記第１のイヤピースからの圧力を増加させるように構成された少なくとも１つ
の調整可能なブラダを有する第１の耳格納部を備える。
幾つかの実施の形態では、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、前記外
耳道に挿入されるように構成された遠位端と、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デ
バイスのそれぞれに接続された近位端と、を更に備え、前記第１のイヤピース及び前記第
２のイヤピースは、その前記近位端上に絶縁性部材を更に備える。前記絶縁性部材は、シ
リコーンを含むことができ、耳甲介内に配置するために構成されることができる。
幾つかの実施の形態では、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、圧力逃
がしチャネルを含み、該圧力逃がしチャネルは、前記外耳道への前記イヤピースの挿入中
に前記圧力逃がしチャネルを通して流体が流れ、それにより、イヤピース挿入中に前記被
検者の外耳道内の圧力を逃がすように、サイズ調整され構成される。
幾つかの実施の形態では、第１の温度センサは前記第１のイヤピースに結合され、第２
の温度センサは前記第２のイヤピースに結合される。前記コントローラは、前記第１の温
度センサ及び前記第２の温度センサと通信状態にあることができ、前記第１の温度センサ
及び前記第２の温度センサから温度情報を受信するように構成されることができる。前記
コントローラは、前記温度情報が、予め規定された温度範囲を上回るか又は下回る温度を
示す場合、前記波形発生器の動作を止めるように構成される。
幾つかの実施の形態では、第１の温度センサは前記第１のヒートシンクに結合され、第
２の温度センサは前記第２のヒートシンクに結合される。前記コントローラは、前記第１
の温度センサ及び前記第２の温度センサと通信状態にあることができ、前記第１の温度セ
ンサ及び前記第２の温度センサから温度情報を受信するように構成されることができ、前
記コントローラは、前記温度情報が、予め規定された温度範囲を上回るか又は下回る温度
を示す場合、前記波形発生器の動作を止めるように構成されることができる。前記コント
ローラは、前記温度情報を記憶し、該温度情報を解析して、前記第１のイヤピース及び前
記第２のイヤピースが、使用中に、前記被検者の外耳道に熱接触状態にある可能性を判定
するように構成されることができる。
幾つかの実施の形態では、前記コントローラは、前記波形発生器によって前記第１の熱
電デバイス及び／又は前記第２の熱電デバイスに送出される電圧を検出する電圧モニタを
備え、前記コントローラは、前記電圧が予め規定された電圧閾値より大きい場合、前記波
形発生器の動作を止めるように構成されることができる。
幾つかの実施の形態では、前記コントローラと前記第１の熱電デバイスと前記第２の熱
電デバイスとの間に有線接続があり、前記有線接続は、前記第１の制御信号及び前記第２
の制御信号を前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスに送出するように構成
される。第１の温度センサは前記第１のヒートシンクに結合されることができ、第２の温
度センサは前記第２のヒートシンクに結合されることができる。前記第１の温度センサ及
び前記第２の温度センサは、温度情報を無線で送信するように構成されることができる。
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報をコントローラに無線で送
信するように構成される。幾つかの実施の形態では、前記第１の温度センサ及び前記第２
の温度センサは、温度情報を外部デバイスに無線で送信するように構成されることができ
る。
幾つかの実施の形態では、前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力は
能動制御式波形である。前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力の波形
は、以下のパラメータ、すなわち、温度振幅、周波数、時間変動性周波数、前記第１のカ
ロリック出力の波形と前記第２のカロリック出力の波形との間の位相関係、前記第１のカ
ロリック出力の波形及び前記第２のカロリック出力の波形の温度、周波数、及び／又は位
相の構造化ノイズ変調の１つ又は複数に基づいて独立に制御されることができる。
幾つかの実施の形態では、被検者にカロリック刺激を送出するための方法であって、該
方法は、耳内刺激装置の少なくとも一部分を前記被検者の外耳道内に配置するステップを
含む。前記耳内刺激装置は、（ａ）前記被検者の外耳道に挿入可能であるように構成され
た第１のイヤピース及び第２のイヤピースと、（ｂ）前記第１のイヤピース及び前記第２
のイヤピースのそれぞれに熱的に結合された少なくとも第１の熱電デバイス及び第２の熱
電デバイスと、（ｃ）前記第１のイヤピースと反対側の前記第１の熱電デバイスに熱的に
結合された第１のヒートシンク及び前記第２のイヤピースと反対側の前記第２の熱電デバ
イスに熱的に結合された第２のヒートシンクと、を備える。本方法は、前記第１の熱電デ
バイスへの第１のカロリック出力を制御する第１の制御信号及び前記第２のカロリックデ
バイスへの第２のカロリック出力を制御する第２の制御信号を送出するステップであって
、それにより、前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスが、前記被検者にカ
ロリック刺激を送出するために、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースに、対
応する温度変化をそれぞれもたらすステップとを更に含む。
添付の図面は、本明細書に組み込まれ、その一部を構成しており、本発明の実施形態を
示し、その説明とともに、本発明の原理を説明するための役割を果たす。
本発明の幾つかの実施形態による両側カロリック前庭刺激装置及びコントローラの側面図である。 図１の両側カロリック前庭刺激装置の分解図である。 本発明の幾つかの実施形態による両側カロリック前庭刺激装置の正面図及び側面図である。 本発明の幾つかの実施形態による膨張性クッションを有するイヤピースの側面図である。 本発明の幾つかの実施形態による絶縁性スリーブを有するイヤピースの側面図である。 図６Ａは、本発明の幾つかの実施形態によるイヤピース及びヒートシンクの分解斜視図である。図６Ｂは、本発明の幾つかの実施形態によるイヤピース及びヒートシンクの側面図である。 図６Ｃ〜図６Ｅは、先端キャビティ１０２と、ベースキャビティ １０４と、ベース孔１０６と、圧力逃がしチャネル１１０とを含むイヤピース１００を示す図である。 本発明の幾つかの実施形態による両側カロリック前庭刺激システムの概要図である。 図７の両側熱刺激システムのコントローラ及びイヤピースの概要図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の実施形態による両側カロリック前庭刺激装置を使用して送出することができる例示的な処置波形を示す図である。 本発明の幾つかの実施形態による電気眼振記録法によって測定された眼振のグラフである。 本発明の幾つかの実施形態による所定期間にわたる１／ｆ重み付き波形のグラフである。 本発明を実施するために使用することができる種々の非制限的な例の刺激波形の略図である。ラインＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、ＥおよびＦは、それぞれ、所与の周波数及び波形形状の幾つかのサイクルを示すが、本明細書の「波形」は、一般に、所与の周波数及び波形形状の単一のサイクルを指すことに留意されたい。
これより、本発明について、本発明の実施形態が示される添付図面及び実施例を参照し
て以下において説明する。しかし、本発明は多くの異なる形態で具現することができ、本
明細書に記載される実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではない。そうでは
なく、これらの実施形態は、本開示が完全かつ完璧なものになり、当業者に本発明の範囲
を十分に伝えるように提供される。
同様の番号が、全体を通して同様の要素を指す。図面において、或る特定のライン、層
、構成要素、要素又は特徴は、明確性のために誇張されている場合がある。
定義
本明細書において用いられる用語は、特定の実施形態を説明することだけを目的とし、
本発明の限定を意図するものではない。本明細書において用いられる場合、文脈によりそ
の他の場合が明らかに示される場合を除き、数量が特定されていないものは、単数及び複
数を包含することを意図される（the singular forms “a”, “an” and “the” are i
ntended to include the plural form as well）。本明細書において用いられる場合、用
語「備える、含む（comprise）」及び／又は「備えている、含んでいる（comprising）」
が、述べられている特徴、ステップ、動作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定する
が、１つ又は複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらの群
の存在又は追加を除外しないことが更に理解されよう。本明細書において用いられる場合
、用語「及び／又は（and/or）」は、関連付けられて列挙された項目のうちの１つ又は複
数の任意又は全ての組み合わせを含む。本明細書において用いられる場合、「Ｘ〜Ｙ（be
tween X and Y）」及び「約Ｘ〜Ｙ（between about X and Y）」等の句は、Ｘ及びＹを含
むと解釈されるべきである。本明細書において用いられる場合、「約Ｘ〜Ｙ（between ab
out X and Y）」等の句は、「約Ｘ〜約Ｙ（between about X and about Y）」を意味する
。本明細書において用いられる場合、「約ＸからＹ（from about X to Y）」等の句は、
「約Ｘから約Ｙ（from about X to about Y）」を意味する。
他に規定のない限り、本明細書において用いられる全ての用語（技術用語及び科学用語
を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者により一般に理解される意味と同じ意味を
有する。一般に用いられる辞書において定義される用語等の用語が、本明細書の文脈及び
関連する技術分野での意味と一致する意味を有するものとして解釈されるべきであり、本
明細書において、理想化された、又は過度に形式張った意味で明確に定義される場合を除
き、そのような意味で解釈されるべきではないことが更に理解されよう。既知の機能又は
構造については、簡潔及び／又は明確にするために詳細に説明しない場合がある。
要素が、別の要素「の上に（on）」、別の要素に「取付けられる（attached）」、別の
要素に「接続される（connected）」、別の要素に「結合される（coupled）」、別の要素
に「接触する（contacting）」等であるとして参照されるとき、その要素は、他の要素の
真上にあり得る、他の要素に直接取付けられ得る、他の要素に直接接続され得る、他の要
素に直接結合され得る、若しくは、他の要素に直接接触し得る、又は、介在要素もまた存
在することができることが理解されるであろう。対照的に、或る要素が、例えば、別の要
素「の真上に（directly on）」、別の要素に「直接取付けられる（directly attached）
」、別の要素に「直接接続される（directly connected）」、別の要素に「直接結合され
る（directly coupled）」、又は、別の要素に「直接接触する（directly contacting）
」として参照されるとき、介在要素は全く存在しない。別の特徴部に「隣接して（adjace
nt）」配設される構造又は特徴部に対する参照は、隣接する特徴部にオーバラップするか
又はその下にある部分を有する場合があることも当業者によって認識されるであろう。
「の下に（under）」、「の下に（below）」、「の下側の（lower）」、「の上に（ove
r）」、「の上側の（upper）」等のような空間的に相対的な用語は、図に示す、１つの要
素又は特徴部の、別の要素（複数の場合もある）又は特徴部（複数の場合もある）に対す
る関係を述べるため、説明の容易さのために本明細書において使用することができる。空
間的に相対的な用語は、図に示す配向に加えて、使用中又は動作中の装置の異なる配向を
包含することが意図されることが理解されるであろう。例えば、図における装置が反転さ
れる場合、他の要素又は特徴部「の下に（under）」又は「の下に（beneath）」として述
べられる要素は、他の要素又は特徴部「の上に（over）」配向されることになる。そのた
め、例示的な用語「の下に（under）」は、「の上に（over）」の配向と「の下に（under
）」の配向の両方を包含し得る。装置は、その他の方法で（９０度回転して又は他の配向
で）配向することができ、本明細書で使用される空間的に相対的な記述語（descriptor）
は、相応して解釈される。同様に、用語「上方に（upwardly）」、「下方に（downwardly
）」、「垂直な（vertical）」、「水平な（horizontal）」等は、別途特に指示されない
限り、説明だけのために本明細書で使用される。
用語「第１の（first）」、「第２の（second）」等は、種々の要素を述べるために本
明細書で使用することができるが、これらの要素は、これらの用語によって制限されるべ
きでないことが理解されるであろう。これらの用語は、１つの要素と別の要素を区別する
ために使用されるだけである。そのため、以下で論じる「第１の（first）」要素は、本
発明の教示から逸脱することなく、「第２の（second）」要素とも呼ばれ得る。動作（又
はステップ）のシーケンスは、別途特に指示しない限り、特許請求の範囲又は図に提示さ
れる順序に限定されない。
本発明は、本発明の実施形態による、方法、装置（システム）、及び／又はコンピュー
タプログラム製品のブロック図及び／又はフローチャート図を参照して以下で述べられる
。ブロック図及び／又はフローチャート図の各ブロック、並びにブロック図及び／又はフ
ローチャート図のブロックの組合せは、コンピュータプログラム命令によって実装され得
ることが理解される。これらのコンピュータプログラム命令は、機械を作り出すために汎
用コンピュータ、専用コンピュータ、及び／又は他のプログラム可能データ処理装置のプ
ロセッサに提供することができ、それにより、コンピュータ及び／又は他のプログラム可
能データ処理装置のプロセッサによって実行される命令は、ブロック図及び／又は１つ又
は複数のフローチャートブロックで指定される機能／行為を実装するための手段を生成す
る。
これらのコンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ可読メモリに記憶すること
ができ、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置に特定の方法で機能するよ
う指示することができ、それにより、ブロック図及び／又は１つ又は複数のフローチャー
トブロックで指定された機能／行為を実行する命令を含む、コンピュータ可読メモリに記
憶された命令は、製造品を生成する。
コンピュータプログラム命令はまた、コンピュータ又は他のプログラム可能データ処理
装置上にロードされて、コンピュータ実装式プロセスを生成するために一連のオペレーシ
ョンステップをコンピュータ又は他のプログラム可能データ処理装置上で実施させ、それ
により、コンピュータ又は他のプログラム可能装置上で実行される命令は、ブロック図及
び／又は１つ又は複数のフローチャートブロックで指定される機能／行為を実行するため
のステップを生成する。
したがって、本発明は、ハードウェア及び／又はソフトウェア（ファームウェア、常駐
ソフトウェア、マイクロコード等）で具現化することができる。さらに、本発明の実施形
態は、コンピュータ使用可能な又はコンピュータ可読の非一時的な記憶媒体であって、命
令実行システムが使用するため又はそのシステム内で使用するためにコンピュータ使用可
能な又はコンピュータ可読のプログラムコードが媒体内で具現化されている、非一時的な
記憶媒体上のコンピュータプログラム製品の形態をとることができる。
コンピュータ使用可能な又はコンピュータ可読の媒体は、例えば、電子、光、電磁、赤
外線、又は半導体のシステム、装置、又はデバイスとすることができるが、それらに限定
されない。コンピュータ可読媒体のより特定の例（非網羅的なリスト）は、１つ又は複数
のワイヤを有する電気接続、可搬型コンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラム可能読出し専用メモリ（
ＥＰＲＯＭ又はＳＤカード等のフラッシュメモリ）、光ファイバ、及び、可搬型コンパク
トディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）を含むことになる。
本明細書において用いられる場合、用語「前庭系（vestibular system）」は、医療技
術において前庭系に属する意味を有し、内耳の、前庭器官及び前庭蝸牛神経として知られ
ている部分を含むが、それに限定されない。したがって、前庭系は、脳の、前庭蝸牛神経
からの信号を処理する部分を更に含むが、それに限定されない。
「処置（treatment）」、「処置する（treat）」、及び「処置すること（treating）」
は、本明細書で述べる疾患又は障害、又は、本明細書で述べる疾患若しくは障害の少なく
とも１つの症状の重篤度を逆転させること、軽減すること、低減すること、その発症を遅
延させること、その進行を抑制すること、若しくはそれを防止すること（例えば、パーキ
ンソン病に伴う震え、運動緩慢、硬直、又は姿勢不安定性の１つ又は複数を処置すること
；心的外傷後ストレス障害に伴う侵入的症状（例えば、解離状態、フラッシュバック、侵
入的感情、侵入的記憶、悪夢、及び夜驚症）、回避症状（例えば、感情の回避、関係の回
避、他者についての責任の回避、外傷事象を思い出させる状況の回避）、過剰覚醒症状（
例えば、大げさな驚愕反応、爆発的なアウトバースト、極度の覚醒状態、易怒性、パニッ
ク症状、睡眠障害）の１つ又は複数を処置すること）を指す。幾つかの実施形態では、処
置は、１つ又は複数の症状が生じた後に適用することができる。他の実施形態では、処置
は、症状がないときに適用することができる。例えば、処置は、（例えば、症状の履歴を
考慮して、及び／又は、遺伝学的因子又は他の感受性因子を考慮して）症状が発症する前
に感受性のある個人に適用することができる。処置はまた、例えばその再発を防止するた
め又は遅延させるために、症状が回復した後に継続することができる。処置は、神経保護
を提供すること、認知を高めること、及び／又は、認知予備力を増加させることを含むこ
とができる。処置は、本明細書で更に述べるように、補助的処置とすることができる。
本明細書で述べる「補助的処置」は、患者の前庭系及び／又は神経系に対する１つ又は
複数の熱波形の送出が、１つ又は複数の活性作用物質及び／又は治療の効果（複数の場合
もある）を変える処置セッションを指す。例えば、患者の前庭系及び／又は神経系に対す
る１つ又は複数の熱波形の送出は、（例えば、患者が以前に慣れた薬物の治療効果を回復
することによって）医薬品の有効性を高めることができる。同様に、患者の前庭系及び／
又は神経系に対する１つ又は複数の熱波形の送出は、カウンセリング又は心理療法の有効
性を高めることができる。幾つかの実施形態では、患者の前庭系及び／又は神経系に対す
る１つ又は複数の熱波形の送出は、１つ又は複数の活性作用物質及び／又は治療について
の必要性を低減するか又はなくすことができる。補助的処置は、１つ又は複数の活性作用
物質及び／又は治療の適用前に、適用と同時に、及び／又は適用後に患者の前庭系及び／
又は神経系に対して１つ又は複数の熱波形を送出することによって遂行することができる
。
「長期継続的な処置（chronic treatment）」、「長期継続的に処置する（chronically
treating）」等は、処置が実施される特定の状態又は障害について治療効果を達成及び
／又は維持するのに必要とされるだけの長い間、長期間（通常、少なくとも１〜２週、幾
つかの実施形態では、少なくとも１〜２カ月）にわたって、１週につき少なくとも２〜３
回（又は、幾つかの実施形態では、少なくとも毎日）実施される治療処置を指す。
本明細書で使用される「波形（waveform）」又は「波形刺激（waveform stimulus）」
は、本明細書で述べる方法を実施するために適した装置を通して被検者の外耳道に送出さ
れる熱刺激（加熱、冷却）を指す。「波形（waveform）」は、「周波数（frequency）」
と混同されるべきでない。後者の用語は、特定の波形の送出レートに関する。用語「波形
（waveform）」は、（同じ波形の又は異なる波形の）更なるサイクルが指示されなければ
、その１つの完全なサイクルを指すために本明細書で使用される。以下で更に論じるよう
に、時間変動性波形は、本発明を実施するときの一定温度の印加にわたって好まれる場合
がある。
本明細書で使用される「能動制御式波形（actively controlled waveform）」又は「能
動制御式時間変動性波形（actively controlled time-varying waveform）」は、波形刺
激であって、患者との接触によって普通なら生じることになる、送出することを意図され
る熱刺激のドリフトが最小になるように、適切に位置付けされた温度センサ（例えば、熱
電デバイスによって駆動されるイヤピース上に搭載された温度センサ）からの能動フィー
ドバックに応答して、通常、制御回路要素又はコントローラによって、処置セッション全
体を通して、その波形刺激を送出するイヤピースの刺激の強度又は温度が、繰返し調整さ
れる、又は、実質的に連続して調整若しくは駆動される、波形刺激を指す。
一般に、本発明を実施するために使用される波形刺激は、前縁、ピーク、及び後縁を含
む。第１の波形刺激に続いて、第２の波形刺激が起こる場合、両者の間の最小刺激ポイン
トは、トラフと呼ばれる。
処置セッションの第１の波形は、開始ポイントで始動され、その開始ポイントは、処置
セッションが始動される時点における被検者の身体温度であるか又はその付近（通常、約
３４℃〜３８℃の範囲、約３７℃の通常の身体温度）とすることができる。下方ポイント
３４は、外耳道の冷たさに起因する。外耳道は、通常、患者が発熱していなければ、約３
７を超えないであろう。被検者の外耳道は身体温度より僅かに低い（例えば、約３４℃〜
３６℃）場合があるが、波形についての開始温度は、通常、身体温度（内耳の温度）又は
約３７℃であることに留意されたい。しかし、幾つかの実施形態では、処置装置の温度は
、処置セッションの開始前に、外耳道と平衡にされていない場合があり、その場合、少な
くとも第１の波形刺激についての開始ポイントは、室温（約２３℃〜２６℃）に近い値と
することができる。
波形前縁は、好ましくは、ランプ状又は時間変動性である。すなわち、波形の振幅は、
所定期間にわたって複数の異なる温度ポイント（例えば、開始からピークまで、少なくと
も５、１０、若しくは１５、又はそれ以上の別個の温度ポイント、また幾つかの実施形態
では、少なくとも５０、１００、若しくは１５０、又はそれ以上の別個の温度ポイント）
を通して増加する。前縁の形状は、リニアランプ、湾曲ランプ（例えば、凸状又は凹状；
対数又は指数関数）、又はその組合せとすることができる。波形前縁には、前縁の残りの
部分が、先に述べたように、所定期間にわたって複数の異なる温度ポイントを通して進行
する限り、垂直カットを含むことができる。
波形のピークは、被検者の身体温度と比較した波形の振幅を示す。一般に、少なくとも
５℃又は７℃の振幅が、加熱波形刺激及び冷却波形刺激の両方について好ましい。一般に
、冷却波形刺激には最大２０℃の振幅が好ましい。一般に、加熱波形刺激には最大８℃又
は１０℃の振幅が好ましい。前縁、また好ましくは後縁の所望の特性が保持される限り、
波形のピークを、トランケートすることができる（すなわち、波形は、長い温度平坦域に
達する場合がある）。加熱波形の場合、長い継続期間のトランケートされたピーク（すな
わち、長い継続期間の間の最大熱）は、焼けるような感覚を与える可能性があるため、特
により高い熱ではあまり好ましくない。幾つかの実施形態では、外耳道に印加される温度
は、約１３℃〜４３℃である。外耳道に印加される温度は、身体温度より約２２℃〜２４
℃低い温度から身体温度より約６℃〜１０℃高い温度の範囲にわたっている。
波形後縁は、好ましくは、ランプ状又は時間変動性である。すなわち、波形の振幅は、
所定期間にわたって複数の異なる温度ポイント（例えば、ピークからトラフまで、少なく
とも５、１０、若しくは１５、又はそれより多い別個の温度ポイント、又は幾つかの実施
形態では、少なくとも５０、１００、若しくは１５０、又はそれより多い別個の温度ポイ
ント）を通して減少する。後縁の形状は、リニアランプ、湾曲ランプ（例えば、凸状又は
凹状；対数的又は指数関数的）、又はその組合せとすることができる。ここでも同様に、
波形後縁には、後縁の残りの部分が、先に述べたように所定期間にわたって複数の異なる
温度ポイントを通して進む限り、垂直カットを含むことができる。
波形刺激の継続期間（又はその波形刺激の周波数）は、前縁の開始から、後縁の終了ま
で、（又は、垂直カットの場合、後続の波形によって追従される波形まで）の時間である
。一般に、各波形刺激は、１分又は２分から最大１０分又は２０分までの継続期間又は周
波数を有する。
処置セッションは、送出される１つ又は複数の特定の波形、患者、処置される状態等の
ような因子に応じて、５分又は１０分から最大２０分若しくは４０分又はそれより長い総
継続期間を有する場合がある。例えば、幾つかの実施形態では、処置セッションは、６０
分以上とすることができる。幾つかの実施形態では、処置セッションは、刺激の間、１分
以上の中断等の中断を含むことができる。
処置セッションにおいて、複数の波形を、所定シーケンスで送出することができる。一
般に、処置セッションは、順次送出される、１つ、２つ、又は３つの波形から最大約１０
若しくは２０又はそれより多い波形を含むことになる。それぞれの個々の波形のそれぞれ
は、同じであるか又は他の波形と異なるものとすることができる。或る波形の後に次の波
形が続くとき、その間の最小刺激（最小加熱又は冷却）ポイントは、トラフと呼ばれる。
ピークと同様に、トラフを、後縁及び続く次の前縁の所望の特性が保持される限り、トラ
ンケートすることができる。トラフが、被検者の目下の身体温度への戻りを示す場合があ
るが、幾つかの実施形態では、僅かな熱刺激（例えば１℃又は２℃から最大４℃又は５℃
だけの冷却又は加熱）が、トラフで（又は、トランケートされたトラフを通して）印加さ
れ続ける場合がある。
処置セッションは、好ましくは、１日に１回であるが、幾つかの実施形態では、より頻
繁な（例えば、１日に２又は３回の）処置セッションを使用することができる。日ごとの
処置は、被検者の必要に応じて、任意の適したスケジュール、すなわち、毎日、１日おき
、１週に２回によるもの等とすることができる。そのため、処置の全てのパターンは、通
常、（１回の実験的調査で使用される「短期的（acute）」とは対照的に）長期継続的で
ある。
被検者を、何らかの理由で本発明によって処置することができる。幾つかの実施形態で
は、処置を実施することができる障害は、片頭痛（急性及び慢性）、うつ病、不安（例え
ば、心的外傷後ストレス障害（「ＰＴＳＤ」）又は他の不安障害で経験される）、空間無
視、パーキンソン病、発作（例えば、癲癇発作）、糖尿病（例えば、ＩＩ型糖尿病）等を
含むが、それらに限定されない。
本発明の方法及び装置によって処置することができる頭痛は、原発性頭痛（例えば、片
頭痛、緊張型頭痛、三叉神経自律神経性頭痛、並びに咳払い性頭痛及び労作性頭痛等の他
の原発性頭痛）及び二次性頭痛を含むが、それらに限定されない。例えば、国際頭痛学会
分類ＩＣＨＤ−ＩＩを参照のこと。
本発明の方法及び装置によって処置することができる片頭痛は、急性／慢性及び一側性
／両側性とすることができる。片頭痛は、限定はしないが、前兆のある片頭痛、前兆のな
い片頭痛、片側麻痺片頭痛、眼筋麻痺片頭痛、網膜片頭痛、脳底動脈片頭痛、腹部片頭痛
、前庭性片頭痛、及び片頭痛の疑いを含む任意のタイプとすることができる。本明細書に
おいて用いられる場合、用語「前庭性片頭痛（vestibular migraine）」は、限定はしな
いが、頭部運動不耐性、不安定さ、非定型的めまい、及び定型的めまいを含む関連する前
庭性症状を伴う片頭痛を指す。前庭性片頭痛は、片頭痛を伴う定型的めまい、片頭痛に伴
う非定型的めまい、片頭痛に関連する前庭神経症、片頭痛性定型的めまい、及び片頭痛に
関連する定型的めまいと呼ばれることがある状態を含むが、それらに限定されない。例え
ば、Teggi他、HEADACHE 49:435-444（2009）参照。
本発明の方法及び装置によって処置することができる緊張型頭痛は、稀発反復性緊張型
頭痛、頻発反復性緊張型頭痛、慢性緊張型頭痛、及び緊張型頭痛の疑いを含むが、それら
に限定されない。
本発明の方法及び装置によって処置することができる三叉神経自律神経性頭痛は、群発
頭痛、発作性片側頭痛、結膜充血及び流涙を伴う短時間持続性片側神経痛様頭痛発作、並
びに三叉神経自律神経性頭痛の疑いを含むが、それらに限定されない。「自殺頭痛（suic
ide headache）」と呼ばれることがある群発頭痛は、片頭痛と異なると考えられる。群発
頭痛は、その最も顕著な特徴として、異常に大きな程度の痛みを伴う神経学的疾患である
。「群発性（Cluster）」は、周期的に起こり、アクティブな期間が自然寛解によって中
断される、これらの頭痛の傾向を指す。その疾患の原因は、現在のところ分かっていない
。群発頭痛は、人口の約０．１％に起きるものであり、（一般に男性に比べて女性に起き
る片頭痛と対照的に）一般に女性に比べて男性に起きる。
本発明の方法及び装置によって処置することができる他の原発性頭痛は、原発性咳払い
頭痛、原発性労作性頭痛、性行為に伴う原発性頭痛、睡眠時頭痛、原発性雷鳴頭痛、持続
性片側頭痛、及び新規発症持続性連日性頭痛を含むが、それらに限定されない。
本発明の方法及びシステムによって処置することができる更なる障害及び症状は、神経
因性疼痛（例えば、片頭痛）、耳鳴り、脳損傷（例えば、急性脳損傷、興奮毒性脳損傷、
外傷性脳損傷等）、脊髄損傷、ボディイメージ障害又は身体完全同一性障害（body integ
rity disorder）（例えば、空間無視）、視覚侵入性想起、精神神経障害（例えば、うつ
病）、双極性障害、神経変性障害（例えば、パーキンソン病）、喘息、痴呆、不眠症、発
作、細胞虚血、代謝障害（例えば、糖尿病）、心的外傷後ストレス障害（「ＰＴＳＤ」）
、依存性障害、感覚障害、運動障害、及び認知障害を含むが、それらに限定されない。
本発明の方法及び装置によって処置することができる感覚障害は、定型的めまい、非定
型的めまい、船酔い、乗り物酔い、サイバー病、感覚処理障害、聴覚過敏、線維筋痛症、
神経因性疼痛（限定はしないが、複合性局所頭痛症候群、幻想肢痛、視床痛症候群、頭蓋
顔面痛、脳神経障害、自律神経障害、及び末梢神経障害（限定はしないが、絞扼性神経障
害、遺伝性神経障害、急性炎症性神経障害、糖尿病性神経障害、アルコール性神経障害、
工業毒性神経障害、らい病性神経障害、エプスタインバーウィルス性神経障害、肝臓病性
神経障害、虚血性神経障害、及び薬物誘発性神経障害を含む）を含む）、感覚麻痺、片側
感覚脱失、並びに、神経／神経根、及び神経そうの障害（限定はしないが、外傷性神経根
障害、腫瘍性神経根障害、血管炎、及び放射線神経そう障害）を含むが、それらに限定さ
れない。
本発明の方法及び装置によって処置することができる運動障害は、痙攣性対麻痺等の上
位運動ニューロン障害、脊髄性筋萎縮症及び延髄麻痺等の下位運動ニューロン障害、家族
性筋萎縮性側索硬化症及び原発性側索硬化症等の上位運動ニューロン障害と下位運動ニュ
ーロン障害と組み合わされたもの、及び、運動障害（限定はしないが、パーキンソン病、
震え、ジストニア、トゥーレット症候群、ミオクローヌス、舞踏病、眼振、痙縮、失書症
、書字障害、他人の四肢症候群、及び薬物誘発運動障害）を含むが、それらに限定されな
い。
本発明の方法及び装置によって処置することができる認知障害は、統合失調症、依存症
、不安障害、うつ病、双極性障害、痴呆、不眠症、睡眠発作、自閉症、アルツハイマー病
、失名症、失語症、発語障害、錯嗅覚症、空間無視、注意欠陥多動性障害、強迫性障害、
摂食障害、ボディイメージ障害、身体完全同一性障害、心的外傷後ストレス障害、侵入的
想起障害、及び無言症を含むが、それらに限定されない。
本発明によって処置することができる代謝障害は、糖尿病（特に、ＩＩ型糖尿病）、高
血圧、肥満等を含む。
本発明によって処置することができる依存症、依存性障害、又は依存性行動は、アルコ
ール依存症、タバコ依存症又はニコチン依存症（例えば、禁煙補助薬として本発明を使用
する）、薬物依存症（例えば、アヘン剤、オキシコンチン、アンフェタミン等）、食物依
存症（強迫摂食依存症）等を含むが、それらに限定されない。
幾つかの実施形態では、被検者は、上記症状のうちの２つ以上を有するが、症状は共に
、本発明の方法及びシステムによって同時に処置される。例えば、うつ病と不安（例えば
、ＰＴＳＤ）を有する被検者は、本発明の方法及びシステムによって、両方について同時
に処置され得る。
本発明の実施形態による方法及びシステムは、熱電デバイス（ＴＥＤ）を利用して、医
学的に診断するため及び／又は医学的に治療するために、被検者において生理的応答及び
／又は心理的応答を誘発する。本発明の方法、装置、及びシステムによって処置及び／又
は刺激される被検者は、人間被検者と動物被検体の両方を含む。特に、本発明の実施形態
は、医療研究のため又は獣医学のために、猫、犬、猿等のような哺乳類被検者を診断及び
／又は処置するために使用することができる。
先に述べたように、本発明による実施形態は、ＴＥＤを利用して、被検者の外耳道内に
熱刺激を適用するための耳内刺激器を提供する。外耳道は、個人の前庭系及び前庭蝸牛神
経に対する有用な導管として役立つ。いかなる特定の理論にも縛られることは望まないが
、前庭系の熱刺激は、中枢神経系（「ＣＮＳ」）内で電気刺激に変換され、限定はしない
が脳幹を含む脳全体にわたって伝播され、種々の疾患状態（血流の増加、神経伝達物質の
生成等）を処置する際に有用である場合がある一定の生理的変化をもたらすと思われる。
例えば、Zhang他、Chinese Medical J. 121:12:1120（2008）（冷水ＣＶＳに応答してア
スコルビン酸濃度の増加を立証する）を参照のこと。
システム
図１及び図２に示すように、耳内刺激装置１０が、支持体又はヘッドバンド１２、イヤ
ホン１４、及びコントローラ、並びに／又は電力接続部若しくはケーブル１６を含む。イ
ヤホン１４は、患者又は被検者の耳内に配置されるように構成される各イヤピース１００
を含む。図２に示すように、イヤホン１４は、ハウジング部材２４及び２６を有するハウ
ジング２２に接続されたクッション２０と、イヤピース１００と、熱電デバイス（ＴＥＤ
）デバイス３０と、温度センサ４０と、ヒートシンクスペーサ５２、並びに熱放散フィン
５６及び孔５８を有するヒートシンクベース５４を有する、ヒートシンク５０と、２つの
空気流デバイス又はファン６０及び６２と、を含む。ハウジング２２は、例えば熱エネル
ギーの放散を増加させるためのファン６０、６２によって空気流を増加させるための換気
孔２７を含む。ハウジング２２はまた、ファン６０、６２、ＴＥＤ３０、及び／又は温度
センサ４０の動作を制御する、電力及び／又は通信ケーブル等のケーブル１６への電気接
続部を保持するためのケーブル孔２８を含む。電気接続部（図示せず）は、ヒートシンク
ベース内の孔５８を更に通過して、ＴＥＤ３０及び／又は温度センサ４０に接続すること
ができる。
示すように、温度センサ４０は、イヤピース１００内のキャビティ又はボイドに挿入す
ることができる。しかし、温度センサ４０を、イヤピース１００の温度を検知するために
任意の適した位置に配置することができる。図６Ｅに示すように、温度センサ４０を、キ
ャビティ１０２に挿入することができる。
ＴＥＤ３０は、図２に示すように、イヤピース１００とヒートシンク５０との間で熱的
に結合される。装置１０は、図２では１つのＴＥＤ３０を有して示されているが、幾つか
の実施形態では、２つ以上のＴＥＤを使用することができることが理解されるべきである
。幾つかの実施形態では、ＴＥＤは、エポキシによって、イヤピース１００及びヒートシ
ンク５０に関して含浸されて、及び／又はイヤピース１００及びヒートシンク５０に接続
されて、ＴＥＤ、イヤピース１００、及び／又はヒートシンク５０の間での熱伝導率を増
加させる。そのため、イヤピース１００とヒートシンク５０との間のＴＥＤは、ＴＥＤに
電圧が印加されると、イヤピース１００とヒートシンク５０との間に温度差が生じ、その
ため、イヤピース１００の温度を上げる、及び／又は下げることができる。ＴＥＤは、コ
ントローラ２００によって制御することができ、イヤピース１００と反対側のＴＥＤの側
から周囲環境内に過剰の熱又は冷気を放散するヒートシンク５０によって、イヤピース１
００の温度が変更される効果を高めることができる。ヒートシンク５０は、熱放散を更に
増加させるために、例えばファン又は他の冷却システムを使用することによって、受動的
に冷却することができるか、又は、能動的に冷却することができる。先に論じたように、
外耳道は、カロリック前庭刺激（ＣＶＳ）及び／又は脳神経刺激を提供するための熱刺激
のために被検者の前庭系及び／又は前庭蝸牛神経に対する有用な導管として役立つことが
できる。幾つかの実施形態では、Wakefield Thermal Solutions, Inc.（米国ニューハン
プシャー州ペルハム（Pelham, NH, U.S.A）所在）等からの市販のヒートシンク（例えば
、部品番号６０９−５０ＡＢ）を使用することができる。
幾つかの実施形態では、イヤピース１００についてのスルーレートは、イヤピース１０
０を冷却する場合、約１５℃／分以上であり、イヤピース１００を加熱する場合、２０℃
／分以上である。イヤピースを加熱することは、冷却することより、迅速かつ効率的であ
る場合がある。
薄膜ＴＥＤ、ペルチエ冷却器／加熱器又は変換器は、幾つかの実施形態では、変換器と
して使用することができ、限定しないが、米国特許第６，３００，１５０号並びに米国特
許出願公開第２００７／００２８９５６号及び米国特許出願公開第２００６／００８６１
１８号に記載されている薄膜ＴＥＤを含む。しかし、半導体ダイオードＴＥＤ等の任意の
適したＴＥＤを使用することができる。こうしたＴＥＤはまた、温度検知機能を組み込む
ことができ、それにより、温度検知は、別個の温度センサの必要性なく、同じデバイスに
よって達成することができる。幾つかの実施形態では、温度センサ４０は、イヤピースの
遠位端に配設され、コントローラ２００が所与の熱波形について適切な温度を維持するこ
とを可能にするフィードバックセンサとして使用されるサーミスタ又は他の温度検知素子
とすることができる。ＴＥＤは、TE Technology, Inc.（米国ミシガン州トラバース市（T
raverse City, MI, USA）所在）、Nextreme Thermal Solutions（米国ノースカロライナ
州ダーラム（Durham, NC, USA）所在）（例えば、ＯｐｔｏＣｏｏｌｅｒ（商標）シリー
ズ（ＵＰＴ４０及びＵＰＦ４）、Ｅｔｅｇ（商標）ＵＰＦ４０）、及びMicropelt, GmbH
（ドイツ、フライベルグ（Freiburg, Germany）所在）（例えば、ＭＰＣ−Ｄ３０３及び
ＭＰＣ−Ｄ３０５）から市販されている。本発明による実施形態は、ＴＥＤに関して本明
細書で述べられるが、光加熱（例えば、レーザを使用する）及び超音波加熱（例えば、圧
電加熱デバイス）を含む任意の適したタイプの熱デバイスを使用することができることが
理解されるべきである。８０Ｗ／ｃｍ２〜１２０Ｗ／ｃｍ２以上の熱束を含むＴＥＤを提
供することができる。ＴＥＤは、形状を全体的に長方形とすることができ、典型的な長方
形面積は約２ｍｍ×１ｍｍ又は５ｍｍ×２ｍｍ以上であり、１ｍｍ又は０．６５ｍｍ又は
０．５ｍｍ以下の高さプロファイルを有する。特定の実施形態では、ＴＥＤは、約１２ｍ
ｍ〜１３ｍｍの側面及び約３ｍｍの高さプロファイルを有する略長方形形状である。２つ
以上のＴＥＤが使用される場合、ＴＥＤは、並列又は直列に接続されて、イヤピース及び
／又はヒートシンクの所望の領域に熱変化を提供することができる。
幾つかの実施形態では、クッション２０及び／又はヒートシンクスペーサ５２は、被検
者の外耳道内でのイヤピース１００の快適性及び／又はフィット性を増すようにサイズ調
整及び／又は構成することができる。クッション２０及び／又はスペーサ５２は、イヤピ
ース１００を外耳道内に十分な熱接触がある状態で設置するが、外耳道に過剰な圧力をか
けることがないようにサイズ調整することができるか、又は、そのように調整可能とする
ことができる。幾つかの実施形態では、コントローラ２００は、ＰＣＢ（図示せず）等の
更なる電気接続部／コントローラを介してＴＥＤ３０の動作を制御し、更なる電気接続部
／コントローラは、ケーブルによって又はイヤピース１００とヒートシンク５０との間で
ＴＥＤ３０に電気接続することができ、また、電源、並びに、コントローラからの、所望
の温度及び温度変化を制御する制御信号等の、ＴＥＤを動作させるための制御信号を供給
することができる。コントローラ２００は、イヤピースの遠位端内の温度センサ４０から
フィードバックを受信し、所望の熱波形を生成するためにＴＥＤに印加される電力を適切
に調節することができる。加えて、ケーブル１６は、２つのイヤピース１００間の電気接
触及び熱接触の程度を推定するためインピーダンス測定値を提供するのに使用することが
できる電気接続部をそれらのイヤピース間に含むことができる。イヤピース１００は、Ｔ
ＥＤが、例えば約０．１℃〜０．５℃の温度安定性を提供することができるように温度セ
ンサ／コントローラを更に含むことができる。
ヘッドホン及び／又はイヤピースを支持するための他の構成を使用することができ、他
の構成は、例えばオーディオイヤホンの場合に使用することができる、顎の下か又は耳の
上に配置される支持バンドを含むことが理解されるべきである。例えば、図３は、４つの
ストラップ又はヘッドバンド１２’及びイヤホン１４’を示す。ヘッドバンド１２’は、
イヤホン１４’の安定性を高めて、イヤピースのおそらくは改善された熱接触を実現する
ことができる（図示せず）。
更なる構成が、おそらくは、ヘッドセットの快適性及び／又はフィット性を高め、及び
／又はイヤピース１００と外耳道との間の熱接触を改善するために使用することができる
。例えば、図４に示すように、クッション２０は、クッション２０の内部チャンバを膨張
させるための入口２１を含み得る。この構成では、被検者の頭部からのイヤピース１００
の距離は、クッション２０内に付加される又はクッション２０から放出される空気等の流
体の量を調整することによって制御することができる。クッション２０が膨張するにつれ
て、イヤピース１００は、被検者の頭部から更に遠くに押され、クッション２０が収縮す
ると、イヤピース１００は、イヤピース１００と外耳道との間のより緊密なフィットのた
めに被検者の頭部の近くに押し付けられる。
イヤピース
幾つかの実施形態では、図５に示すように、シース１０１を、イヤピース１００のベー
ス部分を断熱するために設けることができる。理論に縛られることは望まないが、イヤピ
ースの温度の変化は、カロリック前庭刺激を増加させるために、イヤピース１００の、外
耳道内に最も深く挿入される部分に集中するはずであると、現在のところ思われている。
したがって、シース１０１は、イヤピース１００のベースと被検者の耳との熱結合を低減
して、イヤピース１００の遠位端に対するより効率的な加熱及び冷却を提供することがで
きる。加えて、シース１０１は、幾つかの実施形態では、ユーザに対する快適性を高める
ために、更なるクッショニング又はパッディングを提供することができる。シース１０１
は、エラストマー又はポリマー材料、医療グレードのシリコーン等のような任意の適した
材料で形成することができる。さらに、幾つかの実施形態では、イヤピース１００は、熱
伝導性材料で覆われて、外耳道との熱接触を増加させることができる。幾つかの実施形態
では、熱伝導性材料は、イヤピース１００の遠位端だけに塗布することができるが、イヤ
ピース１００の任意の部分に熱伝導性材料を組込むことができる。ゲル、水、水ベース潤
滑剤等を含む任意の適した熱伝導性材料を使用することができる。幾つかの実施形態では
、熱伝導性材料は、それぞれの使用の前にイヤピース１００に塗布され再塗布される被覆
材料である。幾つかの実施形態では、熱伝導性材料は、使用中にイヤピースに嵌合するシ
ース又はスリーブ（例えば、ゲルスリーブ又はプラスチックスリーブ）とすることができ
、また、再使用可能とすることができる。したがって、被覆又はシース材料は、イヤピー
ス１００を選択的に熱的に絶縁するために、又は、イヤピース１００と外耳道との間の熱
伝導率を増加させるために、設けることができることが理解されるべきである。
幾つかの実施形態では、シース１０１は、外耳道に挿入される遠位先端部分ではないが
、イヤピース１００のベースに選択的に塗布される層（例えば、約１ｍｍ）とすることが
できる。イヤピース１００のベースを熱的に絶縁することに加えて、シース１０１はまた
、ヘッドセットの内向き圧力に抗するクッションを提供することができ、したがって、Ｃ
ＶＳ治療適用中に患者の快適性を高めることができる。シース１０１はまた、電気絶縁性
であると共に熱絶縁性であるものとすることができる。
図６Ａに示すように、イヤピース１００は、ＴＥＤ３０によってヒートシンク５０に接
続することができる。ヒートシンク５０は、イヤピース１００から熱的に隔離される。Ｔ
ＥＤ３０は、ＴＥＤ３０とイヤピース１００との間に熱結合が達成されるように、ヒート
シンク５０のスペーサ部分５２の表面５３上に配置される。ＴＥＤ３０はまた、ヒートシ
ンク５０とイヤピース１００との間に熱的差を生成するために、イヤピース１００と反対
側のＴＥＤ３０の側上でヒートシンク５０に熱的に結合される。ＴＥＤ３０を、銀等の熱
伝導性接着剤を使用してイヤピース１００に接着することができる。ＴＥＤ３０は、イヤ
ピース１００及びヒートシンク５０に任意の適した場所で熱的に接続されて、ヒートシン
ク５０とイヤピース１００との間の熱的差を提供することができることが理解されるべき
である。
幾つかの実施形態では、イヤピース１００は、電気接続部又は電極４５に接続すること
ができる。電極４５はイヤピース１００の外側表面上に示されているが、電極４５は、電
極４５をイヤピースに電気接続するのに適した任意の構成で、内側表面に接続することが
できる又はイヤピースに埋め込むことができることが理解されるべきである。この構成で
は、比較的小さな電流を、電極４５を介して例えば図１に示す両方のイヤピース１００に
印加することができる。理論に縛られることは望まないが、イヤピース１００と外耳道と
の間に全体的に良好な熱接触が達成される場合、患者の身体／頭部は、一般に、イヤピー
ス１００の間に電気回路を完成させることになると思われる。そのため、イヤピース１０
０の間のインピーダンス又は他の等価な電気的な測定値が測定されて、イヤピース１００
と患者の外耳道との間の熱接触を推定することができ、及び／又は、処置に関する患者コ
ンプライアンスを測定することができる。
図６Ｂに示すように、ＴＥＤ３０を、イヤピース１００のベースとヒートシンク５０と
の間に配置することができ、エポキシ３２で含浸させることができる。幾つかの実施形態
では、エポキシ３２は、イヤピース１００、ＴＥＤ３０、及びヒートシンク５０の組立体
に構造的安定性を提供する。しかし、任意の適した構成を使用することができ、幾つかの
実施形態では、エポキシを省くことができ、及び／又は熱伝導性接着剤を使用することが
できることが理解されるべきである。本発明の幾つかの実施形態で使用することができる
、ヒートシンク、ＴＥＤ、及びイヤピースの更なる構成は、２０１０年１２月１６日に出
願された米国特許出願第１２／９７０，３４７号及び米国特許出願第１２／９７０，３１
２号で論じられ、それらの開示は、その全体が引用することにより本明細書の一部をなす
ものとする。この構成では、カロリック前庭刺激は、被検者の外耳道を介して被検者に適
用することができる。
図６Ｃ〜６Ｅに示すように、イヤピース１００は、先端キャビティ１０２と、ベースキ
ャビティ１０４と、ベース孔１０６と、圧力逃がしチャネル１１０と、を含む。先端キャ
ビティ１０２は、イヤピース１００の先端の温度を監視することができるように、サーミ
スタ又は温度センサ４０等の温度センサを収納するように構成される。ベースキャビティ
１０４は、図２に記載されているように、ＴＥＤ３０は、一方の面が、イヤピース１００
の内部キャビティ表面上に取り付けられ、反対の面が、ヒートシンク５０上に取り付けら
れるよう、ＴＥＤ３０を収納するように構成される。ベース孔１０６は、イヤピース１０
０と共に使用することができる、ＴＥＤ３０及び／又は温度センサ４０又は他のセンサ及
び／又はモニタに電力源及び／又は制御信号を接続するワイヤ及び／又はケーブル用の通
路を提供するように構成される。
圧力逃がしチャネル１１０は、患者の外耳道内へのイヤピース１００の挿入中及び／又
は挿入後に空気が流れるのに通ることができる経路を提供するように構成される。したが
って、イヤピース１００は、イヤピース１００を冷却する場合、約１５℃／分以上であり
、イヤピース１００を加熱する場合、２０℃／分以上であるスルーレートをイヤピースが
提供することができるような関連比熱を有する硬質材料、例えばアルミニウム等の金属で
形成することができる。しかし、イヤピース１００の硬質表面は、イヤピース１００の全
体的に非適合性の表面が外耳道の内部に空気を密封する場合があるため、挿入中に圧力の
増加をもたらす場合がある。そのため、圧力逃がしチャネル１１０は、チャネル１１０を
通る更なる空気流が、患者の外耳道内へのイヤピース１００の挿入中及び／又は挿入後に
外耳道内の圧力を減少させることを可能にすることができる。この構成では、イヤピース
の快適性及び／又はフィット性が改善されて、イヤピース１００の全体的に硬質の表面と
患者の外耳道との間の密接な熱接触を提供することができ、それにより、前庭神経を熱的
に刺激することができる効率が増加する。圧力逃がしチャネル１１０は、イヤピースの遠
位先端の外耳道の内部から外耳道の外の外部空気へ空気流を供給するのに十分な長さ及び
深さとすることができる。例えば、チャネル１１０は、一般に、イヤピース１００の一辺
と同程度の長さとすることができ、約０．５ｍｍと約２．０ｍｍの深さとすることができ
る。
圧力逃がしチャネル１１０は、ベースから離れて略垂直に延在するイヤピース１００の
一辺上にあるものとして示されるが、圧力逃がしチャネル１１０を、イヤピース１００の
外側表面上の任意の部分上に配置することができることが理解されるべきである。さらに
、幾つかの実施形態では、圧力逃がしチャネルは、イヤピース１００の内部部分上に配置
されて、患者の内部外耳道と外部空気との間に導管を提供することができる。
幾つかの実施形態では、イヤピース１００を、表面品質の劣化を防止するために被覆す
ることができる。用途に応じて、被覆は、導電性、非導電性、又は両方の組合せとするこ
とができる。例えば、イヤピース１００の表面を、非導電性被覆が陽極酸化プロセスを使
用してアルミニウム上に成長するように、陽極酸化することができる。このプロセスは、
表面を電気絶縁性にするアルミニウム酸化物被覆を生成する。しかし、被覆は非常に薄く
、熱伝導率の低下は、たとえあるとしてもほとんど存在しない。外観を視覚的に強調する
ために、陽極酸化中に着色剤を添加することができる。アルミニウムを、塗装、浸漬、噴
霧等によって塗布され得る導電性材料で被覆することもできる。こうした被覆はまた、下
地のアルミニウムが空気に曝されないようにすることによって、表面劣化を防止すること
ができる。層は、熱伝導率の低下の変化が最小になる又は全くなくなるように塗布され得
る。特定の実施形態では、イヤピース１００は、導電性被覆と非導電性被覆の両方がイヤ
ピース上に共存することができるように、当該技術分野で一般的な技法を使用して２つ以
上の被覆でパターン化することができる。
幾つかの実施形態では、インピーダンスは、図６Ａの電極４５を使用して測定すること
ができる。インピーダンスは、抵抗性（実数）成分と容量性（虚数）成分の両方を結合す
ることができる複素量（すなわち、実数部と虚数部の両方を有する）であり、インピーダ
ンスを、交流電流／電圧法で測定することができる。キャパシタンスは、電気絶縁された
（例えば、陽極酸化された）イヤピースによって測定することができるが、電気絶縁され
たイヤピースは、一般に、イヤピース１００と外耳道との間の電気接触を通常必要とする
ことになる抵抗の測定を可能にしないことになる。イヤピース１００は、ベースが陽極酸
化され、遠位先端が導電性被覆を有するように、電気絶縁性部分と導電性部分でパターン
化することができる。これは、抵抗とキャパシタンスの両方が測定されることを可能にす
ることになる（又は、イヤピース全体が、導電性材料で被覆され得る）。要約すると、い
ずれかの被覆タイプが、熱伝導率を推定するため、インピーダンス値を測定するために使
用され得る。
本発明による実施形態は、２つのイヤピース（例えば、図８のイヤピース１００Ａ、１
００Ｂを参照のこと）を有する装置に関して本明細書で述べられるが、幾つかの実施形態
では、単一イヤピースを使用して、患者の一方の外耳道の熱前庭刺激を送出することがで
きることが理解されるべきである。単一イヤピースカロリック前庭刺激装置は、本明細書
で述べる特徴の種々の組合せを有する単一イヤピースを利用することができる。
コントローラ
図７は、種々の熱処置プロトコル又は熱「処方（prescription）」を適用する、２つの
イヤピース１００Ａ、１００Ｂに対する熱出力を制御するための本発明のコントローラシ
ステム２００の例示的な実施形態のブロック図である。図７に示すように、幾つかの実施
形態では、コントローラ２００は、メモリ２３６、プロセッサ２２５、及びＩ／Ｏ回路２
４６を含み、イヤピース１００Ａ、１００Ｂに動作可能にかつ通信可能に結合される。プ
ロセッサ２２５は、アドレス／データバス２４８を介してメモリ２３６と、アドレス／デ
ータバス２４９を介してＩ／Ｏ回路２４６と通信する。当業者によって理解されるように
、プロセッサ２２５は、任意の市販マイクロプロセッサ又はカスタムマイクロプロセッサ
とすることができる。メモリ２３６は、コントローラ２００の機能を実装するために使用
されるソフトウェア及びデータを含むメモリデバイスの全体の階層を表す。メモリ２３６
は、以下のタイプのデバイス、すなわち、キャッシュ、ＲＯＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、
ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＳＲＡＭ、及びＤＲＡＭを含むことができるが、それ
らに限定されない。
図７に示すように、コントローラメモリ２３６は、ソフトウェア及びデータの幾つかの
カテゴリ、すなわち、オペレーティングシステム２５２、アプリケーション２５４、デー
タ２５６、及び入力／出力（Ｉ／Ｏ）デバイスドライバ２５８を備えることができる。
当業者によって認識されるように、コントローラは、限定はしないが、International
Business Machines Corp.（ニューヨーク州アルモンク（Armonk, NY）所在）によるＯＳ
／２、ＡＩＸ、ＯＳ／３９０、又はシステム３９０、Microsoft Corp.（ワシントン州レ
ドモンド（Redmond, WA）所在）によるＷｉｎｄｏｗ ＣＥ、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）
ＮＴ、Ｗｉｎｄｏｗｓ ２００３、Ｗｉｎｄｏｗｓ ２００７、又はＷｉｎｄｏｗｓ Ｖｉ
ｓｔａ、Apple, Inc.（カルフォルニア州クパチーノ（Cupertino, CA）所在）によるＭａ
ｃ ＯＳ、Ｕｎｉｘ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）又はＡｎｄｒｏｉｄを含む任意の適したオペレーティングシステム２５２を使用することができる。
アプリケーション２５４は、本発明の実施形態による、種々のオペレーション及び特徴
の１つ又は複数を実装するように構成された１つ又は複数のプログラムを含むことができ
る。アプリケーション２５４は、イヤピース１００Ａ、１００ＢのＴＥＤの一方又は両方
に波形制御信号を通信するように構成された熱波形制御モジュール２２０を含むことがで
きる。アプリケーション２５４はまた、イヤピース１００Ａと１００Ｂとの間のインピー
ダンス又は他のアナログ電気特性（例えば、キャパシタンス）を測定するためのインピー
ダンスモジュール２２２、コンプライアンス等の患者固有のデータを監視するための患者
モジュール２２３、及び／又は安全監視モジュール２２７を含むことができる。幾つかの
実施形態では、メモリ２３６は、例えば、２０１０年１２月１７日に出願された米国仮特
許出願第６１／４２４，４７４号において論じられる、ネットワークに接続するためのネ
ットワーキングモジュール等の更なるアプリケーションを含み、上記米国仮特許出願は、
その開示がその全体を引用することにより本明細書の一部をなすものとする。幾つかの実
施形態では、波形モジュール２２０は、少なくとも１つのＴＥＤを起動する（すなわち、
少なくとも１つのＴＥＤによって送出される刺激の大きさ、継続期間、波形、及び他の属
性を制御する）ように構成することができる。幾つかのこうした実施形態では、制御モジ
ュール２２０は、２０１０年１２月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／４２４，
４７４号に記載されるように、被検者の前庭系に１つ又は複数の時間変動性熱波形を送出
するための命令の１つ又は複数のセットを含むことができる処方データベースからの処方
に基づいて、少なくとも１つのＴＥＤを起動するように構成される。幾つかのこうした実
施形態では、波形モジュール２２０は、（例えば、複数のＴＥＤの１つだけを起動するこ
とによって、１つのＴＥＤを加熱し、別のＴＥＤを冷却することによって、ＴＥＤを順次
起動することによって、異なる温度／タイミングパラメータを使用して異なるＴＥＤを起
動することによって、先の幾つかの組合せ又は全ての組合せ等によって）複数のＴＥＤを
選択的にかつ別々に起動するように構成される。
データ２５６は、オペレーティングシステム２５２、アプリケーション２５４、Ｉ／Ｏ
デバイスドライバ２５８、及び他のソフトウェアコンポーネントによって使用される静的
データ及び／又は動的データを含むことができる。データ２５６は、１つ又は複数の熱処
置プロトコル又は処方を含む熱波形データベース２２６を含むことができる。幾つかの実
施形態では、データ２５６は、イヤピース間のインピーダンス測定値、及び／又は電気イ
ンピーダンス測定値に基づく熱接触の推定値を含むインピーダンスデータ２２４を更に含
む。電気インピーダンス測定値は、抵抗性成分及び容量性成分を含むことができ、両者は
、イヤピース１００Ａ、１００Ｂと外耳道との間の界面の熱インピーダンス又は熱コンダ
クタンスに相関することができる。幾つかの実施形態では、メモリ２３６は、熱刺激の結
果としての患者成果、耳の温度測定値等を含む、１つ又は複数の時間変動性熱波形の送出
に伴うデータ等の更なるデータを含む。
Ｉ／Ｏデバイスドライバ２５８は、通常、Ｉ／Ｏポート、メモリ２３６コンポーネント
、及び／又はＴＥＤデバイス３０等のデバイスと通信するためにアプリケーション２５４
によってオペレーティングシステム２５２を通してアクセスされるソフトウェアルーチン
を含む。
幾つかの実施形態では、ＴＥＤ熱波形制御モジュール２２０は、イヤピース１００Ａ、
１００Ｂ内の少なくとも１つのＴＥＤを起動して、被検者の神経系及び／又は前庭系を刺
激するように構成される。特定の実施形態では、ＴＥＤ熱波形制御モジュール２２０は、
被検者の前庭系に１つ又は複数の時間変動性熱波形を送出するための命令のセットを含む
熱処方に基づいて少なくとも１つのＴＥＤを起動するように構成される。
幾つかの実施形態では、コントローラ２００は、熱刺激伝導性ラインを介してイヤピー
ス１００内の少なくとも１つのＴＥＤに通信可能に接続される。幾つかの実施形態では、
コントローラ２００は、複数のＴＥＤに動作可能に接続され、また、コントローラ２００
は、別個の熱刺激伝導性ラインを介して各ＴＥＤに動作可能に接続することができる。幾
つかのこうした実施形態では、複数の別個の熱刺激伝導性ラインのそれぞれは、１つ又は
複数のリードになるように共に束ねられる（例えば、右イヤピースに熱的に結合されたＴ
ＥＤ（複数の場合もある）に接続された熱刺激伝導性ラインは、左イヤピースに熱的に結
合されたＴＥＤ（複数の場合もある）に接続された熱刺激伝導性ラインと別に束ねること
ができる）。幾つかのこうした実施形態では、熱刺激伝導性ラインは、リードインタフェ
ースを介してコントローラ２００に接続される（例えば、１つ又は複数のリードを、１８
ピンコネクタを使用してコントローラ２００に接続することができる）。
幾つかの実施形態では、電気刺激伝導性ラインを介してイヤピース１００Ａ、１００Ｂ
内の少なくとも１つのＴＥＤに動作可能に接続される。幾つかの実施形態では、コントロ
ーラ２００は、複数のＴＥＤに動作可能に接続され、また、コントローラは、別個の電気
刺激伝導性ラインを介して各ＴＥＤに動作可能に接続することができる。幾つかのこうし
た実施形態では、複数の別個の電気刺激伝導性ラインのそれぞれは、１つ又は複数のリー
ド（例えば、右耳内のＴＥＤに接続された伝導性ラインが左耳内のＴＥＤに接続された伝
導性ラインと別に束ねられた２つのリード）になるように共に束ねられる。幾つかのこう
した実施形態では、電気刺激伝導性ラインは、リードインタフェースを介してコントロー
ラに接続される（例えば、２つのリードを、共有の１８ピンコネクタを使用してコントロ
ーラ２００にプラグインすることができる）。
幾つかの実施形態では、コントローラ２００は、ブルートゥース（登録商標）接続等の無線接続を介してイヤピース１００Ａ、１００Ｂ内の少なくとも１つのＴＥＤに動作可能に接続される。幾つかの実施形態では、コントローラ２００は、ＴＥＤ３０を起動して、患者の前庭系及び／又は神経系に１つ又は複数の能動制御された時間変動性熱波形を送出するように構成される。
幾つかの実施形態では、インピーダンスモジュール２２２は、２つのイヤピース１００
Ａと１００Ｂとの間のインピーダンスを検出及び／又は監視するように構成される。例え
ば、図８に示すように、電気コネクタ２２１は、２つのイヤピース１００Ａ、１００Ｂを
電気接続するために使用される。電気コネクタ２２１は、イヤピース１００Ａ、１００Ｂ
に物理的に接続し、図１に示すように例えばケーブル１６及び／又はコントローラ２００
を通して接続することができる、金属ワイヤ等の任意の導電性材料とすることができる。
幾つかの実施形態では、患者モジュール２２３は、患者固有のパラメータ及び／又はデ
ータを解析するように構成される。例えば、患者モジュール２２３は、波形モジュール２
２０からのデータとインピーダンスモジュール２２２からのデータを結合して、処置の適
用中に正しく配置されているイヤピース１００Ａ、１００Ｂに関してインピーダンス値が
一貫性があるかどうかに基づいて、患者が処置プランに従っているかどうかを判定するこ
とができる。幾つかの実施形態では、患者モジュール２２３は、疼痛スコア、或る症状（
例えば、頭痛）の発症、適用されている更なる処置等のような患者の日記情報を入力及び
記録するために使用することができる。
図８に示すように、インピーダンスモジュール２２２は、電気コネクタ２２１を介して
イヤピース１００Ａ、１００Ｂの一方に電流を送出することができる。ここでも同様に、
理論に縛れることは望まないが、イヤピース１００Ａ、１００Ｂが被検者の外耳道と全体
的に良好な熱接触状態にある場合、イヤピース１００Ａ、１００Ｂはまた、被検者の外耳
道と実質的に良好な電気接触状態にあることになり、被検者の頭部は、イヤピース１００
Ａと１００Ｂとの間で電気回路を実質的に完成することになると思われる。しかし、イヤ
ピース１００Ａ、１００Ｂが被検者の外耳道と良好な熱接触状態にない場合、被検者の外
耳道との不十分な電気接触が同様に存在することになり、被検者の頭部は、イヤピース１
００Ａと１００Ｂとの間で電気回路を完成しないことになり、開回路が、インピーダンス
モジュール１２２によって検出されることになる。
この構成では、イヤピース１００Ａと１００Ｂとの間のインピーダンス及び／又はキャ
パシタンスは、イヤピース１００Ａと１００Ｂとの間の熱接触を推定するために使用する
ことができる。幾つかの実施形態では、インピーダンス値及び／又はキャパシタンス値は
、或る範囲の被検者について検出されて、イヤピース１００Ａ、１００Ｂが被検者の外耳
道と十分な熱接触状態にあると仮定することができる或る範囲のインピーダンス値及び／
又はキャパシタンス値を確定することができる。ヘッドセットが新しい患者に装着される
と、イヤピース１００Ａと１００Ｂとの間のインピーダンス及び／又はキャパシタンスを
検出することができ、インピーダンス値が許容可能な範囲内にある場合、イヤピース１０
０Ａ、１００Ｂと被検者の外耳道との間に良好な熱接触が存在すると仮定することができ
る。
幾つかの実施形態では、ヘッドセットが新しい患者に装着されると、イヤピース１００Ａ
と１００Ｂとの間のインピーダンス値及び／又はキャパシタンス値を検出し、患者がその
後にヘッドセットを使用しているかどうかを判定するための患者固有のベースライン及び
適切な構成として使用することができる。例えば、患者は、医療専門家が監督することが
できるか又は監督することができない環境で、本発明の実施形態によるヘッドセットを使
用することができる。いずれの実施形態でも、インピーダンスモジュール２２２は、処置
波形がイヤピースに送出される時間に時間的に近いか又はオーバラップする時間にインピ
ーダンス値及び／又はキャパシタンス値を記録することができる。医療健康専門家又はイ
ンピーダンスモジュール２２２は、インピーダンス値を解析して、処置中に、イヤピース
１００Ａ、１００Ｂが適切にフィットしていたかどうかを判定することができる。幾つか
の実施形態では、インピーダンスモジュール２２２は、電気コネクタ１２０上で検出され
るインピーダンス値が、外耳道と良好な熱接触状態にある適切に嵌合するイヤピース１０
０Ａ、１００Ｂと一貫性がない場合にフィードバックをユーザに提供するように構成する
ことができる。この構成では、インピーダンスモジュール２２２は、リアルタイムに、又
は後で記録し、解析したデータ内において、イヤピース１００Ａ、１００Ｂと外耳道との
間の熱接触の程度の推定値を提供することができる。したがって、処置プロトコルに関す
る患者コンプライアンスは、処置中に又は処置に時間的に近くところで検出インピーダン
スに基づいて監視することができる。
特定の実施形態では、インピーダンスモジュール２２２はまた、例えば、電気コネクタ
２２１のインピーダンス値及び／又はキャパシタンス値に基づいてインピーダンスモジュ
ール２２２が確定する熱接触の程度に応答して、波形制御信号の振幅を波形モジュール２
２０が増加又は減少するように、波形モジュール２２０にフィードバックを提供すること
ができる。例えば、インピーダンスモジュール２２２が、電気コネクタ２２１のインピー
ダンス値に基づいて、外耳道との不十分な嵌合及び不十分な熱接触が存在すると判定する
場合、波形モジュール２２０は、イヤピース１００Ａ、１００Ｂへの熱出力を増加させて
、不十分な熱接触を補償することができる。幾つかの実施形態では、インピーダンスモジ
ュール２２２は、患者コンプライアンス、例えば、波形の適用中に患者が実際に装置を使
用しているかどうかを判定することができる。
本発明の実施形態が、２つのイヤピース１００Ａ、１００Ｂに関して示されるが、幾つ
かの実施形態では、本明細書において記載されるように、単一イヤピースを使用すること
ができ、第２のイヤピースの代わりに、電気接点が、ユーザの頭部上の別の場所に貼着さ
れて、それにより、インピーダンス値を確定し熱接触を推定するための電気回路を設ける
ことができることが理解されるべきである。
図８に示すように、波形モジュール２２０は、第１の波形及び第２の波形をイヤピース
１００Ａ、１００ＢのＴＥＤ３０に通信するように構成することができる。第１の波形及
び第２の波形は同じとすることができるか、又は、幾つかの実施形態では、ＴＥＤ３０か
らイヤピース１００Ａ、１００Ｂに送出される熱出力が独立に制御されるとともに、互い
に異なり得るように、第１の波形及び第２の波形は異なるものとすることができることが
理解されるべきである。
安全監視モジュール２２７は、波形モジュール２２０からの電力出力を含む、イヤピー
ス１００Ａ、１００Ｂ、ヒートシンク５０（図１及び図２）からのセンサデータ、又は、
システムの種々の電気構成要素からのセンサデータを受信することができる。安全監視モ
ジュール２２７は、センサデータ又は電力出力データ等の他のデータを解析して、予め規
定された安全範囲の外でシステムの要素が動作している可能性があるかどうかを判定し、
安全でないパラメータが検出される場合に波形モジュール２２０の動作を無効にする又は
止めるように構成される。例えば、センサデータは、イヤピース１００Ａ、１００Ｂ及び
／又はヒートシンク５０からの温度データを含むことができ、それにより、イヤピース１
００Ａ、１００Ｂ及び／又はヒートシンク５０が所与の温度を超えて又はそれ未満で（例
えば、約５０℃〜５５℃よりも高い）動作している場合、安全監視モジュール２２７は、
例えば、異なる波形の送出を停止することによって及び／又はイヤピース１００Ａ、１０
０Ｂをより安全な温度に駆動することによって、装置の動作を止める。安全監視モジュー
ル２２７は、ＴＥＤ３０を駆動する電圧が閾値を超える場合、ファン６０、６２が適切に
動作していないことを安全監視モジュール２２７が検出する場合、及び／又は、患者の安
全問題が生じる可能性があることを示す他の状態が検出される場合、異なる波形の送出を
停止すること及び／又はイヤピース１００Ａ、１００Ｂをより安全な温度に駆動すること
等の安全プロシージャを実装することができる。
幾つかの実施形態では、波形モジュール２２０からの電力は、電力ケーブルを介してイ
ヤピース１００Ａ、１００ＢのＴＥＤ３０に送出することができ、例えば温度センサ４０
、及び／又はヒートシンク５０の温度を測定する等のために装置の他の適した場所に配置
された温度センサからのセンサデータは、無線接続を介してコントローラ２００に通信す
ることができる。こうした無線センサ接続は、センサ信号が電力と同じケーブルを介して
ＴＥＤ３０に供給されることになる構成上で電力ケーブルとセンサ信号との間の信号干渉
を低減するか又はなくすことができる。コントロール２００に対する無線センサ信号接続
はまた、ケーブルの重量を低減し、したがって、患者の快適性を高めることができる。
波形
理論に縛られることは望まないが、機能イメージの研究は、カロリック刺激に対する一
般的に支配的な左右差が存在することを示す場合がある。Marcelli等「Spatio-Temporal
Pattern of Vestibular Information Processing after Brief Caloric Stimulation」Eu
ropean Journal of Radiology, vol. 70, 312-316 （2009）を参照のこと。別途述べると
、冷カロリックスは、反対側の脳領域を活性化させる傾向があり、温カロリックスは、同
側の脳領域を活性化する傾向がある。例えば、短い左耳刺激が右脳活性化をもたらすこと
が見出された。同文献を参照のこと。したがって、独立した２重耳刺激は、その組合せが
、脳の特定領域及び／又は半球をねらうことを可能にすると、現在のところ思われている
。例えば、ここでも同様に、理論に縛られることは望まないが、温刺激は、前庭系の求心
路の位相性発火レートを増加させることができ、冷刺激は、位相性発火レートを減少させ
ることができる。そのため、身体温度を超えるか又はそれ未満の所与の温度及び鋸歯状波
形についての活性化の左右差が、前庭刺激について或る範囲の位相性周波数をカバーする
ことができ、方形波が、マグニチュードが大きい周波数に有利である場合があると、現在
のところ思われている。さらに、冷刺激が位相性発火レートの減少をもたらし、温刺激が
位相性発火レートの増加をもたらすと、現在のところ思われている。幾つかの実施形態で
は、時間変動性熱波形を、脳の、刺激が所望される領域に基づいて、適用のために選択す
ることができる。幾つかの実施形態では、異なる熱波形を、各耳において使用することが
できる。例えば、一方の耳内の温かい温度間で振動する温処置波形、及びもう一方の耳内
の冷たい温度間で振動する冷処置波形は、脳の特定領域に入る刺激を増加させることがで
きる。しかし、波形の任意の適した組合せを使用することができることが理解されるべき
である。幾つかの実施形態では、波形は、同じ又は異なる処置期間にわたって変動する。
例えば、限定はしないが、米国仮特許出願第６１／４２４，１３２号（代理人整理番号９
７６７−３８ＰＲ）、米国仮特許出願第６１／４９８，０９６号（代理人整理番号９７９
７−３８ＰＲ２）、米国仮特許出願第６１／４２４，３２６号（代理人整理番号９７６７
−３９ＰＲ）、米国仮特許出願第６１／４９８，０８０号（代理人整理番号９７６７−３
９ＰＲ２）、米国仮特許出願第６１／４９８，９１１号（代理人整理番号９７６７−４４
ＰＲ）、及び米国仮特許出願第６１／４９８，９４３号（代理人整理番号９７６７−４５
ＰＲ）に記載される波形を含む種々の熱波形を使用することができる。
幾つかの実施形態では、時間変動性熱波形についての２つの固有関数又は一般的形状、
すなわち、方形波及び鋸歯状（又は三角）波を使用することができる。これらの波形は共
に、時間的に変動し、治療的に有用である可能性がある期間の間、頑健な前庭刺激を維持
するのに有用である場合がある。さらに、これらの波形は、停滞の期間又は連続変動性の
期間を使用することができる。例えば、方形波の場合、特定の温度が、外耳道に印加され
、その刺激は、外耳道の近位壁まで最終的に伝播することができる熱流パターンをセット
アップすることができる。しかし、停滞の期間は、クプラが新しい位置に適応するほどに
長くなるべきでない。そのクプラの適応は、時間変動性波形を通常印加しない従来の診断
的カロリック灌注器又は他のカロリックデバイスによって送出されるような一定温度印加
中に約２分〜３分して通常起こる緊張性（tonic：持続性）発火レートへの戻りをもたら
す場合がある。対照的に、鋸歯状波形は、連続的に変動し、したがって、クプラは、常に
平衡状態からずれる可能性があり、位相性発火レートは、連続的に変動する可能性がある
。しかし、鋸歯状波形の温度の変化が小さ過ぎるか、又は、その変化レートが、耳の骨構
造がついて行くのに速過ぎる場合、温度の変動は、均質化される傾向があり、不十分な熱
勾配が、例えば、水平半規管、並びに卵形嚢及び球形嚢等の他の前庭構造にわたって確立
される可能性がある。
幾つかの実施形態では、波形の周波数又は周期は、例えばカロリック刺激に「ノイズ（
noise）」を導入するために、一定でない場合があり、及び／又は不同である場合がある
。波形の周波数／周期の変動は、確率的変動（すなわち、周波数のランダム変動）、構造
化変動（或る関数、例えば「１／ｆノイズ」に基づく等）、又は単調変動であり得る。従
来の電気神経刺激では、刺激の周波数を急速に変えることができるが、カロリックスの場
合、熱伝導時間は、周波数が変えられ得る速度を制限する場合がある。理論に縛られるこ
とは望まないが、低周波（例えば、２Ｈｚ以下の）ノイズを注入することは、治療利益を
改善する場合がある。幾つかの実施形態では、周波数／周期は、セッションごとに変更す
ることができる。さらに、周波数／周期の変動は、異なる周期／周波数が使用されるか又
は患者の耳のそれぞれの耳で異なって変動するように独立に制御することができる。
幾つかの実施形態では、時間変動性熱波形は、約４分又は５分より長い期間にわたって
、又は、１０分〜１５分以上より長い期間の間、眼振を誘発するのに十分である。眼振は
、ビデオ眼振記録法（videonystagmography）及び／又は電気眼振記録法（electronystag
mography）によって測定されるものとすることができ、処置期間にわたって短い期間の間
、増加するか、減少するか、又は更には止まる場合があるが、４分又は５分にわたって、
又は、１０分〜１５分以上より長い期間の間、実質的に存在する場合がある。
眼振は、一般に、前庭眼反射（vestibule-ocular reflex）（ＶＯＲ）又はループによ
って有効にされる不随意眼球運動を指す。ループの開始ポイントは、前庭体を出て、脳幹
内の前庭核に向かう求心路である。ループは、脳幹から、当業者によって理解されるよう
に、続いて小脳を通り、眼球運動を制御する運動皮質に至る。ＶＯＲは、例えば、頭部が
動いている間の自分の眼による物体の追跡を可能にする。この場合、水平半規管からの入
力は、主に、こうした追跡が可能であることに関与することができる。垂直軸の回りに頭
部を回転させることは、水平ＳＣＣにおいてクプラを変形させ、求心性神経の緊張性発火
レートを変更し、水平ＳＣＣに関連する有毛細胞を刺激する。一方向への頭部回転は、緊
張性レートを超えて（位相性）発火レートを増加させ、反対方向への頭部回転は、発火レ
ートを減少させる。
理論に縛られることは望まないが、カロリック前庭刺激は、ＶＯＲを活性化させる人工
的メカニズムを提供することができる。頭部を（水平よりも約２０度上に）傾けることに
よって、水平ＳＣＣが垂直配向に設置される。この外耳道の前後に温度差を生成すること
により、クプラを変位させるように働く対流的流れをもたらすことができる。温カロリッ
ク前庭刺激は、位相性発火レートが増加するようにクプラ変位をもたらすことができ、一
方、冷カロリック前庭刺激は、発火レートの減少をもたらすことができる。さらに、温カ
ロリック前庭刺激は、刺激された耳に向かう眼球の急速運動によって示される眼振をもた
らす場合がある。冷カロリック前庭刺激は、刺激された耳から離れる急速相の眼振をもた
らす場合がある。したがって、眼振の存在及び方向に留意することによって、ＶＯＲが活
性化していること、及び、位相性発火レートが緊張性発火レートより大きいか又は小さい
かを判定することができる。幾つかの実施形態では、本明細書で述べるように、眼振の結
果を使用して、ノイズ等の変動の導入を含む治療的に有効な処置波形を選択することがで
きる。
一定温度における連続的なカロリック前庭灌注又はカロリック前庭刺激を用いることは
、眼振を誘発する場合がある。しかし、約２分〜３分の時間後（例えば、Bock他「Vestib
ular adaptation to long-term stimuli」（Biol. Cybernetics, vol.33,pgs.77-79,1979
））、クプラは、その新しい変位した位置に適応することができ、位相性発火レートは、
通常、緊張性レートに戻る。そのため、眼振は、効果的に止まることになり、前庭神経求
心路はもはや刺激されないことになる。
本発明の幾つかの実施形態では、時間変動性熱波形の使用は、一定温度の刺激に対する
適応が起こる期間を超えて、前庭神経求心路の持続的刺激を可能にする。連続的なカロリ
ック前庭刺激と対照的に、時間変動性熱波形は、より長い期間、又はさらに無期限の期間
、刺激を可能にすることができる。しかし、約１０分〜２０分の処置は、治療的に有効で
あるものとすることができる。
一例では、３４℃〜２０℃の温度になる鋸歯状波形が、頭部を水平よりも約２０度上に
あるように傾けた被検者の右耳に印加された。電気眼振記録法が使用されて、その被検者
の眼球の運動が測定された。眼振の時間系列のセグメントが図２１に示され、１２分周期
の始めと１２分周期の終り近くの両方における眼振の存在を立証する。したがって、処置
期間中の前庭刺激を確認するために眼振を使用することができる。
眼振は、処置期間中の前庭刺激を確認するために使用することができるが、医療撮像技法
等の他の技法を使用することができることが理解されるべきである。さらに、幾つかの実
施形態では、一方の外耳道の刺激による眼振は、他の外耳道において適切な波形を使用す
る刺激によってゼロにすることができる。したがって、前庭刺激は、観測される眼振が存
在しない場合でも依然として起こる場合がある。
例示的な波形
波形モジュール２２０によってイヤピース１００Ａ、１００ＢのＴＥＤ３０によって送
出することができる例示的な波形が図９〜図１５に示される。図９〜図１５の左側の波形
は、一般に、左耳に適用され、図９〜図１５の右側の波形は、一般に、右耳に送出される
。しかし、処置波形は、例えば、図９〜図１５の右側の波形を右耳に適用することができ
、左側の波形を左耳に適用することができるように、いずれかの耳に送出することができ
ることが理解されるべきである。
図９は、左耳温刺激及び右耳冷刺激に関する同位相方形波を示し、この同位相方形波は
、著しく高い位相性周波数及び著しく低い位相性周波数によって左半球活性化の増大を提
供することができる。図１０は、左耳温刺激及び右耳温刺激に関する同位相方形波を示し
、この同位相方形波は、著しく高い位相性周波数によって両側半球活性化をもたらすこと
ができる。図１１は、左耳温刺激及び右耳温刺激に関する逆位相方形波を示し、この逆位
相方形波は、著しく高い位相性周波数によって両側半球活性化をもたらすことができるが
、最大位相性周波数が、処置セッション中に２つの半球に異なる時間に達する。図１２は
、温刺激及び冷刺激が左耳に適用されるとともに、温刺激が右耳に提供される同位相方形
波を示し、この同位相方形波は、著しく高い位相性周波数が両方の半球で達成されること
をもたらすことができるが、著しく低い位相性周波数成分が同様に右半球にある。図１３
は、左耳の温刺激及び冷刺激並びに右耳の温刺激に関する逆位相方形波を示し、逆位相方
形波は、著しく高い位相性周波数による両側半球活性化が、処置サイクルの異なる時間に
おいて両方の半球で達成されるが、右半球の著しく高い位相性周波数と略同位相である著
しく低い位相性周波数成分が同様に右半球にある。図１４は、左耳の温刺激及び右耳の冷
刺激に関する同位相鋸歯状波を示し、この同位相鋸歯状波は、或る範囲の位相性周波数に
よる左半球活性化の増大が、平衡レート又は未刺激レートを超えて及びそれ未満の両方で
達成されることをもたらすことができる。図１５は、左耳と右耳の両方の温刺激に関する
同位相鋸歯状波を示し、この同位相鋸歯状波は、緊張性レート又は無刺激レートを超えた
或る範囲の位相性周波数による両側半球活性化をもたらすことができる。図１６は、左耳
の温刺激及び冷刺激並びに右耳の温刺激に関する同等の周期を有する鋸歯状波を示し、こ
の鋸歯状波は、或る範囲の位相性周波数による両側半球活性化が達成されることをもたら
すことができる。
幾つかの実施形態では、異なる波形形状及び／又は周期を、患者の耳のそれぞれに送出
することができる。例えば、図１７は、同位相の鋸歯状左耳波形及び方形波右耳波形を示
し、これらの波形は共に温刺激であり、左耳において、或る範囲の位相性周波数による両
側半球活性化が緊張性レートを超えて達成されること、及び、右耳において、著しく高い
位相性周波数が達成されることをもたらすことができる。他の「不一致（unmatched）」
波形形状及び／又は周期の更なる構成を使用することができる。
図１８は、より高い周波数の方形波が右耳に適用される、右耳の温刺激方形波及び左耳
の温刺激方形波を示す。これは、著しく高い位相性周波数によって両側半球活性化をもた
らすことができ、より低い周波数の左耳波形は、より高い周波数の右耳波形に比べて、前
庭神経のより高い位相性周波数の発火をもたらす。図１９は、左耳において時間変動性周
期を有する、左耳の温刺激方形波及び右耳の温刺激方形波を示す。図１９の波形は、著し
く高い位相性周波数による両側半球活性化をもたらすことができるが、左耳波形の周波数
変化は、より高い位相性レートが左耳刺激においてどの程度長く維持されるかについての
変動をもたらす。図２０は、時間変動性波形周期を有する、左耳の温刺激及び冷刺激の両
方の方形波形、及び右耳の一定周期の温刺激方形波形態を示す。図２０の波形は、両方の
半球では著しく高い位相性周波数によるが、右半球では全体的に低い位相性周波数による
両側半球活性化をもたらすことができる。左耳の温度変化は、（緊張性レートと超えてま
たそれ未満で）異なる位相性周波数が達成されることをもたらすことができる。周波数変
動は、所与の位相性周波数が達成される時間に影響を及ぼす場合がある。図２１の波形は
、両方の半球では著しく高い位相性周波数によるが、右半球では全体的に低い位相性周波
数による両側半球活性化をもたらすことができる。左耳の周波数変動は、所定期間にわた
ってランダムに変化する場合があるか、又は、周波数変動は、構造化される場合があり、
例えば、所定期間にわたる増減は所与のレートである。
提供することができる処置波形は、図９〜図２１の波形に限定されないことが理解され
るべきである。例えば、右耳刺激及び左耳刺激を逆にすることができ、波形の形状及び／
又は周期を変更することができ、及び／又は、温特性／冷特性を逆にすることができる。
いかなる特定の理論にも縛られることは望まないが、カロリック刺激に対して支配的であ
るが完全ではない左右差が存在する場合があることを、機能イメージングの研究が示した
。例えば、冷カロリック刺激は、（脳幹内の前庭核の上の）反対側の脳領域を活性化する
傾向を有する場合があり、温カロリック刺激は、（脳幹内の前庭核の上の）同側の脳領域
を活性化する傾向を有する場合がある。Marcelli他（「Spatio-temporal pattern of ves
tibular information processing after brief caloric stimulation」（Eur J Radiol,
Vol 70, pg.312-316, 2009）は、左耳の短時間の刺激が右脳活性化をもたらすことを論じ
ている。したがって、独立した２重耳刺激は、脳の特定の領域及び半球を標的とする興味
深い組合せを可能にすることができる。さらに、温刺激は、前庭系の求心路の位相性発火
レートを増加させる場合があり、冷刺激は、位相性発火レートを減少させる場合がある。
例えば、図９〜図２１は、一般に、鋸歯状（又は三角）波形態及び方形波形を示す。こ
れらの波形態は例示的であり、任意の適した形状の波形を使用することができることが理
解されるべきである。これらの波形は共に、時間的に変動し、所定回数の治療的有用性を
もたらすための頑健な前庭刺激を維持するのを補助することができる。方形波及び鋸歯状
波の形態はまた、２つの主要なタイプの変動、すなわち、定常性期間又は連続的変動性期
間を具現することができる。方形波の場合、特定の温度を外耳道に印加することができ、
それが、内耳の近位壁、したがって、対象の前庭構造のうちの第１の前庭構造（水平半規
管すなわち水平「ＳＣＣ」）に最終的に伝播される熱流パターンを提供する。水平ＳＣＣ
は、その径の前後に温度勾配を生じる場合があり、それが、クプラの対流的内リンパ運動
及び歪を促す場合がある。方形波は、クプラが、終端位置に対処する、したがって、その
関連する有毛細胞の緊張性発火レートを変更するのを止める前に、温度を「切換える（sw
itch）」ことができる。その間に、疑似平衡状態が、熱流によって確立される場合がある
。対照的に、鋸歯状波形は、一般に、絶えず変動し、したがって、クプラは、常に平衡で
ない状態にあるものとすることができ、その結果、位相性発火レートが、連続的に変動す
る場合がある。鋸歯状波形の考えられる限界は、耳の骨構造の比熱について、振幅（又は
温度デルタ）が小さ過ぎるか又は変化レートが速過ぎる場合、温度の変動は、均質化され
る場合があり、不十分な熱勾配が、水平ＳＣＣにわたって確立される場合がある。
したがって、一般に、身体温度を超えるか又はそれ未満の所与の温度についての活性化
は偏側性関係であり、鋸歯状波は、その範囲の位相性周波数をカバーするのに有用であり
、方形波は、マグニチュードが大きい（緊張性発火レートからずっと離れた）周波数を提
供するのに有利である場合がある。（水平ＳＣＣにおいて）冷たい温度（すなわち、身体
温度より低い）は、緊張性レート未満の位相性発火をもたらす場合があり、温かい温度（
すなわち、身体温度より高い）は、緊張性レートを超える位相性発火をもたらす場合があ
る。種々の例が図９〜図２１に提供される。
本発明の実施形態に従って提供することができる種々の刺激の組合せが、（埋め込み式
電極デバイス及び経頭蓋磁気刺激デバイスを含む）電気神経刺激器によって提示される可
能性がある難題に対処することができることも留意することができる。神経刺激に対する
適応は、例えば、Krack他「Postoperative management of subthalamic nucleus stimula
tion for Parkinson's disease」（Movement Disorders, vol. 17, pg.S188, 2002）によ
って論じられている。例えば、何日にもわたって１日の何時間もの間、特定のパルス列を
生成している埋め込み式神経刺激器の場合、その傾向は、シナプス可塑性がこの新しい刺
激に対処し、治療の効果をおそらくは減少させることである。幾つかの最新の神経刺激器
は、効果の変化を反映するために刺激に対する適応的変化を含もうと試みるが、こうした
システムは、狭い範囲のパラメータ設定下で働き、刺激パターンの変化から生じる副作用
のリスクが著しい。本発明の幾つかの実施形態によるカロリック刺激に起因する副作用は
、一過性であり、容易に観測することができる。したがって、処方する医療健康専門家は
、継続する効果と低い副作用を平衡させるために、或る範囲の処置パラダイムを試し得る
。
幾つかの実施形態では、波形は、所定期間にわたって変更されて、神経系による適応を
低減するとともに所定期間にわたって継続した効果を提供することができる。
波形の種々の例が図９〜図２１に提供されるが、更なる波形を、以下のパラメータのう
ちの１つ又は複数を変更することによって提供することができる。
Figure 0006775538
ここでも同様に、いかなる特定の理論にも縛られることは望まないが、人間の身体は、
活性化又は神経スパイク発火の点から厳密に周期的でない、自然に発生した系を有すると
、現在のところ思われている。例えば、ＥＥＧ測定値のパワースペクトルは、１／ｆ（周
波数の逆数）に近い傾きを有する。これは、スケール類似性（ＥＥＧパワースペクトルの
１つの部分は、拡大されると、全スペクトルのように見える）、及び、自己組織化臨界性
であって、システムの状態が、予測可能な周期的挙動と予測不能なカオスとの間で釣り合
いをとられた感覚にあることを示唆することができる、自己組織化臨界性のような特性を
、ＥＥＧスペクトル（全ての皮質神経活動の和）の基礎をなす動的システムが有すること
を示唆することができる（例えば、Buzsaki「Rhythms of the Brain」Oxford Press, 200
6を参照のこと）。心臓細動及び癲癇発作等の異常な同期挙動を反映する十分に調査され
た生理的状態も存在する。神経刺激器は、増大した効果を評価するためにランダムな（確
率的）又は非周期的な（１／ｆノイズのような構造化ノイズ）パルスシーケンスを利用し
てきた。例えば、１００Ｈｚ電気発火レートを維持する代わりに、周波数が、構造化ノイ
ズ又は非構造化ノイズで変動される場合がある。カロリック前庭刺激は、主にクプラの位
置を調節することによって有毛細胞の位相性発火レートを間接的に修正するように働くこ
とができる。そのため、ノイズを位相性発火レートに導入するために、時間変動性熱波形
が提供されて、変換される作用が所望の位相性発火周波数スペクトルを生成することであ
るような方法でクプラを移動させることができる。特定の例として、５つの正弦波の和が
考えられる。正弦波を、時間変動性熱波形を生成することができる基底関数として使用す
ることができる。実際には、本明細書で考えられる鋸歯状波を、正弦波のシリーズ（例え
ば、フーリエ級数）によって提供することができる。時間の関数としての振幅は、
Figure 0006775538
 である。ここで、５つの正弦波の和の例の場合、１／ｆ重み付けは、以下のように含まれ
る。
Figure 0006775538
 式中、ｆ１〜ｆ５の値は、ｆ１＝０．００３Ｈｚ、ｆ２＝０．００４Ｈｚ、ｆ３＝０．０
０５Ｈｚ、ｆ４＝０．００６Ｈｚ、及びｆ５＝０．００８Ｈｚのように選択され、関数の
符号及びオフセットが調整される。これは、図２２に示す温度プロファイルをもたらす。
本明細書で論じるように、位相性発火レートの変化は、カロリック刺激温度の変化と略
線形であると、現在のところ思われており、したがって、位相性レートはカロリック波形
のスペクトル特性に応じて変化する場合がある。そのため、上記の１／ｆ重み付け波形は
、１／ｆ重み付けを位相性周波数スペクトル内に導入する場合がある。更なる又は代替の
重み付け係数が使用されて、本発明の実施形態による時間変動性波形を提供することがで
きることが理解されるべきである。
処置波形は、補助的処置として、単独で（例えば、単独治療）、又は術前補助治療（例
えば、別の治療の前又は後での処置波形の送出）として使用することができることが理解
されるべきである。
例示的なインピーダンス測定
Ａｇｉｌｅｎｔ（商標）ＬＣＲメータが、本明細書で述べるイヤピースの径及び輪郭に
略一致した金属部品に接続された。抵抗値が、次のように、１ＫＨｚで、１０秒の挿入中
に、耳に高い（firm）圧力をかけるか又は耳に低い（light）圧力をかけた状態でとられ
た。
Figure 0006775538
キャパシタンス値が、次のように、３人の被検者について、１ＫＨｚで、１０秒の挿入
中に、耳にかけた高い圧力又は耳にかけた低い圧力についてとられた。
Figure 0006775538
比較上のキャパシタンス値が、耳介上で約６００ｐＦ、また、外の外耳道上で約５００
ｐＦで測定された。したがって、キャパシタンス及び抵抗の両方についてのかなり高い値
が、高い圧力がデバイスに印加されたときに測定されて、外耳道との接触が改善された。
加えて、３人の異なる被検者が、高い圧力によってキャパシタンス及び抵抗の両方につ
いて試験され、一貫性のある範囲内の値をもたらした。試験値は、第１の被検者の場合、
Ｃ＝３．５ｎＦ〜３．９ｎＦ及びＲ＝３０キロオーム〜３２キロオーム、第２の被検者の
場合、Ｃ＝３．７ｎＦ〜４．０ｎＦ及びＲ＝２０キロオーム〜２４キロオーム、第３の被
検者の場合、Ｃ＝３．５ｎＦ〜４．０ｎＦ及びＲ＝３５キロオームであった。
そのため、キャパシタンス値は、高い圧力が使用されると、全体的に一貫性があるよう
に見えた。抵抗値は、より変わり易いように見えたが、高い圧力によって、依然として一
貫性のある範囲の値を示した。耳介又は外の外耳道上に耳プローブの一方が設置されたと
きに記録された値は、外耳道に十分に入ったところの高い圧力の読み及び低い圧力の読み
の両方と著しく異なった。こうした測定値は、例えば図８のインピーダンスモジュール２
２２によって使用されて、イヤピースの設置及び熱接触を検証する、及び／又は、外耳道
内でのイヤピースの操作中に処置波形を印加することに関する患者コンプライアンスを検
証することができる。
例示的な処置プロトコル
本発明による実施形態は、以下の非限定的な実施例に関してここで述べられる。
実施例１
継続期間の長い方形波適用
ＣＶＳ処置を受けていない４０代でかつ良好な健康の男性被検者が、方形波形パターン
で右耳に冷カロリック前庭刺激を適用された。そのパターンは、２０分の期間、１つの対
称方形波が送出される「ステップ」関数又は「方形波」として（約３７℃の通常身体温度
と比較して）１０℃までの冷却であった。被検者は、言葉を不明瞭に発音しているのを他
の人によって観察され、また、予防策として処置セッションに続いて２時間の間、着座し
たままであることを求められた。他の場合では、非長期的な有害作用が観察された。
実施例２
鋸歯状波適用
実施例１で述べた同じ被検者が、約１０分の総継続期間の間、５分ごとに１サイクル又
は１波形の周波数、並びに第１の波形及び第２の波形の送出で、ギャップなしで、対称鋸
歯状波形パターンで（約３７℃の通常身体温度と比較して）２０℃まで冷却する鋸歯状波
形パターンで右耳に冷カロリック前庭刺激を適用することによって、その後処置された。
実施例１で述べた方形波パターンに関する状況と違って、被検者は、上下する温度サイク
ルを知覚し続けた。
実施例３
最大波形振幅
実施例１〜実施例２で述べた同じ被検者が、滴定調査において、異なる振幅の鋸歯状冷
却波形として右耳に冷カロリック前庭刺激を適用された。サイクリック冷却の最大知覚感
覚は、約１７℃のピーク振幅（又は、通常身体温度から約２０℃の温度までの冷却）で知
覚された。これを超える冷却は、被検者によって知覚されるサイクリック冷却の感覚の更
なる利得をもたらさなかった。
実施例４
最小波形振幅
人間の前庭系のモデリングは、クプラ（半規管内の構造であって、流体の移動によって
半規管内に押し込まれ、前庭神経内で機械的歪を電気信号に変換する有毛細胞を含む、半
規管内の構造）が、身体温度未満の５℃又は７℃の氷温のカロリック前庭刺激によって刺
激されることを示す。
実施例５
最大波形周波数
人間の前庭系のモデリングは、人間の身体がより速いレートの温度変化に適応すること
ができないため、２０℃／分より速いスルーレート（２分ごとに１つの２０℃波形を可能
にすることになる）は有用でないことを示す。最大周波数は波形振幅等の他の因子に部分
的に依存するが、１分〜２分ごとに約１サイクルの最大周波数が示される。
実施例６
最小波形周波数
人間の前庭系のモデリングは、連続的な時間変動性波形が、クプラの停滞及び適応がそ
れにより最小になるため、前庭系を刺激するときに最も有効であることを示す。最小周波
数は波形振幅等の他の因子に部分的に依存するが、１０分〜２０分ごとに約１サイクルの
最小周波数が示される。
実施例７
処置セッション継続期間
少なくとも第１の波形及び第２の波形の送出を可能するため、少なくとも１分又は２分
の継続期間が好ましい。上記に述べまた以下で述べるように、１０分及び２０分の処置継
続期間による患者によって所定の結果が報告された。したがって、便宜上、せいぜい３０
分又は４０分の処置セッション継続期間が好ましい（但し、より長いセッションが、急性
ケア状況等の幾つかの条件について所望される場合がある）。
実施例８
鋸歯状波形による片頭痛の処置
片頭痛の長く続く病歴を有する５０代前半の女性患者が、ずきずきする頭痛、吐き気、
音恐怖、及び光恐怖からなる症状を有する急性片頭痛エピソードを病んでいた。右耳冷カ
ロリック前庭刺激が、１０分の間（全部で２サイクルの送出の間）、最大１７度の（身体
温度から冷やす）温度で本質的に上記の実施例２で実質的に述べた鋸歯状波形を使用して
実施された。処置の終了時に、患者は、自分の頭痛及び関連する症状がもはや存在しない
と報告した。１日後の再評価において、患者は、頭痛がぶり返さなかったと報告した。
実施例９
鋸歯状波形による糖尿病の処置
実施例１〜実施例３で述べた同じ被検者が、極度の排尿（１日に１０リットル）、冷水
の渇望、及び関連する疲労のエピソードを突然呈した。尿試験は、強い家族歴が存在した
糖尿病の発症を示唆した。
患者のプライマリケア医師のところで測定した患者の初期体重は、最近の２０ポンド体
重喪失を示した。患者からの血糖の読みを取得する最初の試みは、範囲外の結果をもたら
した（この結果は、通常、６００ｍｇ／ｄｌを超える血糖値の場合に起こる）。患者は、
入院し、水分補給及びＩＶインスリン治療を受けた。この処置後の患者の最初の血糖値は
、７００ｍｇ／ｄｌであった。血糖値は、約３５０まで下がり、経口抗高血糖薬による処
置が始められた。
被検者のプライマリケア医師による、退院後のフォローアップケアにより、メトホルミ
ン及びＪＡＮＵＶＩＡ（商標）シタグリプチンの両方を含むように経口抗高血糖薬治療を
拡張した。加えて、１週あたり５日〜６日で３０分〜４５分の厳しい運動プログラム及び
ダイエットコントロールを開始した。指穿刺による毎日の血糖値を、１日あたり２〜３回
測定した。
この時点で、患者のベースラインヘモグロビンＡ１ｃ（Ｈｂ Ａ１ｃ）レベルは、５％
〜６％の通常レベルと比較して、９．８％であった。
患者は、その後、カロリック前庭刺激による毎日の処置を始めた。処置は、約１カ月の
間、１日に１回、１０分の間実施され、その後、更なる３カ月の間、１週あたり２回〜３
回継続された（各処置セッションは継続期間が約１０分である）。カロリック前庭刺激を
、実施例２で述べた鋸歯状冷却波形として、患者の右耳に送出した。これらの処置の終了
時に、患者のＨＢ Ａ１ｃレベルは、５．３％であった。結果として、患者は、全ての血
糖降下薬を免れた。
ほとんどの経口抗高血糖薬は、患者のＨｂ Ａ１ｃレベルを約１％〜２％だけ下げる（
一般に、S. Inzucchi, Oral Antihyperglycemic Therapy for Type 2 Diabetes, JAMA 28
7, 360-372 （Jan. 16, 2002）を参照のこと）。対照的に、この患者の初期値は９．５で
あり、５．３まで降下した。
実施例１０
代替の波形形状
上記の例で述べた鋸歯状波形は、図２３Ａに示すように、対称かつ線形であり、破線「
ｎ」は、被検者の通常の身体温度（通常、約３７℃）を表す。前庭系のモデリングは、同
様の振幅及び周波数であるが形状の変動を有する波形、例えば、図２３Ｂの「対数」又は
「凸状」波形及び図２３Ｃの「指数関数」又は「凹状」波形もまた有効であることを示す
。全ての波形は、一般に、前縁（「ｌｅ」）、後縁（「ｔｅ」）、ピーク（「ｐ」）、及
びトラフ（「ｔ」）を含む。
図２３Ａ〜図２３Ｃは全て、同じ形状、同じ振幅、及び同じ周波数の３つの連続する波
形を示すが、連続する波形は、図２３Ｄに示すように形状が変動し、また、振幅又は継続
期間も変動して（好ましくは、先に述べたパラメータ内のそれぞれの連続する波形）、本
発明を実施する際に有用である、また更なる波形及び波形のシーケンスを生成し得る。
加えて、図２３Ａ〜図２３Ｄの波形は、連続的であるとして示されるが、切頭（例えば
、図２３Ｅに示すように「ｔｒｎ」）又は垂直カット（例えば、図２３Ｆに示すように「
ｃｔ」）等の小さな欠損が波形内に含まれて、本発明を実施する際に有用である、また更
なる波形及び波形のシーケンスを生成し得る。
図２３Ａ〜図２３Ｆの全ての波形についてのピークは、通常の身体温度から２０℃の温
度まで１７℃だけ冷却し、全ての波形についてのトラフは、１７℃の振幅を与える通常の
身体温度への戻りである。示す全ての波形についての周波数は、５分ごとに１サイクル（
すなわち１つの完全な波形）である。同じ波形の３つのサイクルが、明確にするために示
されるが、先の例の幾つかでは、１０分の処置又はセッションの総継続期間にわたって２
つのサイクルしか送出されないことに留意されたい。
実施例１１
患者配向
（テレビを見ながら）体を起こし、冷カロリック前庭刺激（ＣＶＳ）処置を受けている
患者が、以前のセッションにおいて知覚した作用異なる作用を知覚したと報告したことが
留意された。約４５度まで反り返ると、患者は、実際に、より早期の作用を受けた。
診断的ＣＶＳについての反り返りの「標準的な」角度は、約６０度（又は、均等に水平
よりも３０度上）である。この位置決めの理由は、「水平」ＳＣＣが約３０度だけ上に傾
斜している（頭側に高い）からである（より最近のｘ線測定がその角度を２０度±７度と
見積もった）。診断的ＣＶＳに関する意図は、水平ＳＣＣが実質的に垂直になるように水
平ＳＣＣを再配向し、したがって、カロリックスによってセットアップされる対流的流れ
の作用を最大にすることである。
したがって、被検者が水平よりも約２０度上に反り返る（そして仰臥位になる）場合、
冷刺激は、緊張性レートより小さい抑制又は位相性レートをもたらす。温刺激の場合、こ
の状況は逆になる（位相性レートは緊張性レートを超えて増加する）。
さらに、冷刺激は、反対側の脳構造を主に活性化する傾向があり、一方、温刺激は、同
側活性化を主にもたらす。例えば、V. Marcelli他（Eur. J. Radiol. 70（2）: 312-316
（2009））では、著者は、左耳に水灌注による冷刺激を行い、脳幹、小脳等の右側活性化
を観察した。患者は、おそらくＭＲＩマグネット内で略反り返っていた。
約２０℃絶対冷却（身体温度より１７℃低い）が、それを超えるとクプラが最大に変形
し、したがって、位相性レート変化が最大になる下限であることを、実験的試験及びモデ
リングが示している。加温側では、身体温度を約７度程度超える温度は不快になる。外耳
道内で加熱するこのレベルの温度は、クプラの最大変形をもたらさないであろう。したが
って、位相性発火レートの全周波数スペクトルに及ぶ能力の点で非対称性が存在する。し
かし、位相性発火レートの増加は、減少の方法に制約されない。すなわち、位相性発火レ
ートは、約１００Ｈｚの緊張性レートに対してゼロに近づき得るだけであり、一方、位相
性発火レートは、２００Ｈｚを超える。
患者を反転させることは、クプラの抑制性／興奮性運動の符号を変えるため、以下が考
えられる。すなわち、２０℃絶対の冷刺激を使用するが、その時点では患者の頭部が垂直
位置から７５度〜２０度だけ前方に傾くように患者を配向する。これは、上記のイメージ
に対して水平ＳＣＣを上に反転させることになり、その時点で、冷刺激は、位相性発火レ
ートの興奮性増加をもたらすことになる。明確にするために、頭部を前方に２０度だけ傾
けることは、水平ＳＣＣを実質的に水平にする。それを超えて傾けることは、水平ＳＣＣ
を反転し始めるため、１１０度（前方へ傾けた状態）で、水平ＳＣＣは、垂直配向になる
が、その時点で従来の診断的カロリック前庭刺激において使用されるものから１８０度ひ
っくり返っていることになる。そのため、患者を４５度〜９０度だけ反り返らせる処置に
ついての「一般的なルール」は、７５度〜１２０度だけの「前方へ傾けた状態」を含むよ
うに拡張され得る。
そのため、冷刺激だけを使用して、処置の時間経過中の適切な時点で患者を単に再配向
することによって位相性発火レートの全範囲がカバーされ得るプロトコルが考えられる。
このタイプの反転が、主に活性化される脳の側の反転ももたらすはずであることに留意
されたい。具体的には、冷刺激は、「右側を上にした」の配向で主に反対側の活性化をも
たらす場合、「上側を下にした」配向で主に同側の活性化をもたらすはずである。
実施例１２
カロリック前庭刺激の熱モデリング
Proctor他（Acta Otolaryngol 79, 425-435, 1975）の方程式（４）は、加熱ステップ
及び／又は冷却ステップの任意のシーケンスについて拡張され得る。方程式（４）は、１
次元拡散方程式のかなり単純な使用である。したがって、モデルは、正確でない。水平半
規管の前後の温度差（すなわち、熱駆動勾配）は、以下のように近似値を求められる。
Figure 0006775538
 式中、
Figure 0006775538
 及び
Figure 0006775538
 Ｌ＝水平半規管にわたる距離（ｍｍ）；デフォルト＝６
Ｔｎ＝印加される温度と以前の温度との差（℃）
ａ＝側頭骨の「熱拡散率」（ｍｍ２／秒）；これは、患者において変動する場合がある
が、コンパクトな骨経路が熱を左右することになる。文献は、０．１４〜０．２５の値を
挙げているが、これは、「刺激時間」として眼振の発症に基づく。Macelli他は、眼振の
発症に関連しない、ＣＶＳ後のずっと速い実際の脳幹活性化時間を示した。文献は、硬質
骨の熱拡散率について０．４５〜０．５５から１．６の範囲を予測する。ここでは、対象
領域内の緻密な湿潤骨のｘ線に基づいて、０．５の値が仮定される。
ｘ＝外耳道と水平半規管の縁との間の有効熱距離（ｍｍ）；デフォルト＝７．５ｍｍ
ΔＴ＝半規管の前後の温度差（℃）；遠位の温度から近位の温度を引いた温度
ｔｎ＝新しい刺激が始まる時間
定数についてのデフォルト値は、定義の隣に挙げられる。患者の応答時間と比較して短
いＣＶＳ印加時間は、熱平滑化効果のため、より低い温度のより長いパルスとそれほど異
ならない場合がある。最大位相性発火レートの文献報告は、約１００Ｈｚ、すなわち、１
００Ｈｚ程度である緊張性発火レートから±１００Ｈｚ離れている。その中心におけるク
プラの最大変形は、相応して、約７７ミクロンである。この値より大きい変形を示唆する
熱勾配は、位相性発火レートの飽和をもたらす傾向があることになる。スケールの他端で
は、ＳＣＣの最小検出可能体積変化は、２５ピコリットル程度であり、これは、およそ０
．５Ｈｚの位相性レートの変化に対応する。これは、約０．０２℃のＳＣＣの前後の最小
温度勾配を示す。明らかな要件は、身体の恒常性温度調節が、６ｍｍ幅の半規管の前後の
一定温度を、その程度の値まで保証しなければならないことである。
モデルで使用される別の単純化は、（内リンパが、概ね水の熱特性を有するという単純
化した仮定によって）水の体積熱膨張係数の温度依存性を無視することであった。この仮
定は、実際に起こることになるより高い温度（およそ２７℃）で位相性発火レートの見か
けの飽和をもたらすことになる。身体温度未満では、位相性レートは、より低い２０℃ま
で飽和しない場合がある。
水平ＳＣＣの体積は、３．２Ｅ−３ｃｃであると推定される。温度差ΔＴによる体積の
変化は、３．８Ｅ−４＊３．２Ｅ−３＊ΔＴ＝１．２２Ｅ−６ΔＴである。
その最大（位相性発火レートの飽和）の程度まで変形したときのクプラの「レンズ」の
体積は、およそ４．４Ｅ−６ｃｃである。したがって、位相性レートの変化は、Δｆ＝２
７．７＊ΔＴ（Ｈｚ単位で）である。
そのため、印加される熱波形と第８脳神経の前庭枝の求心路の位相性発火レートとの間
の関係は、（先の実施例１の場合のように）方形波形刺激についてモデル化され、また、
（先の実施例２の場合のように）時間変動性鋸歯状波形刺激についてモデル化され得る。
身体がよりゆっくりとした温度変化に追従し得るため、方形波形と比較して、鋸歯状波
の時間変動性波形の歪がほとんど存在しないことが留意された。
値が僅かに垂直にスキューする傾向が存在する（例えば、温度デルタは、身体温度の所
定ポイントを僅かに上回る）。この作用は、非物理的であるように見え、使用される近似
モデルの限界に過ぎない。同じことが、ポジティブになる発火レートにも当てはまるよう
に見える。
鋸歯状波形の「先端」は、１００Ｈｚの位相性発火レートの最大変化を超えるように見
える（これは、方形波でも見られる）。これは、内リンパの熱膨張係数が温度と共に変化
し、先のモデルにおいて補正されなかったためであり得る。これは、プロットにおいて所
与の温度について発火レートの過剰評価をもたらすことになる。したがって、発火レート
は、実際には、２０℃で飽和しない場合がある（すなわち、１００Ｈｚのデルタ未満に留
まることになる）。約１７℃〜２０℃未満の温度について先の実施例３で報告された改善
の感覚の喪失は、前庭階のクプラの「ペギング」（その最大の物理的歪を達成する）及び
発火レート飽和による場合がある。
実施例１３
慢性片頭痛及び難治性うつ病の処置
女性被検者は、衰弱性で慢性の片頭痛の１０年の病歴を有し、ここ５年が難治である頭
痛に苦しむ者であった。彼女は、全ての薬学的介入に失敗した。患者は、頭痛用の後頭神
経刺激器埋め込みを受け、約１年の間、良好な症状管理を行い、その時点で、装置はもは
や有効でなかった。片頭痛に併発するのは、うつ病であり、うつ病は、薬理学的管理に部
分的に応答するだけあった。被検者は、雇用から外され故障者リストに入れられた。
被検者は、患者が水平よりも３０度上の反り返り位置にある間に、１０分の総継続期間
の間、１０分ごとに１サイクルの周波数で、２０℃まで冷却する方形波形パターンを含む
毎日の処置からなる５日治療パラダイムを使用して処置された。被検者のビデオ画像が、
各処置セッションの前、その間、及びその後に取込まれ、（例えば、患者の心的状態を評
価することによって）処置の有効性を評価するために使用された。
全ての活発で進行中の片頭痛エピソードの場合、処置の終了後５分〜１５分以内で、被
検者は、疼痛の減衰を経験した。慢性頭痛徴候は、処置の４日目で軽減され、５日のコー
スにわたって彼女の心的状態についての同時発生的で徐々の改善があった。処置コースは
５日目でピークに達した。被検者は、疼痛がなくなり、気分症状が完全に回復した。彼女
は、治療が終了した後、６３日の間、疼痛がないままであった。その時点で、片頭痛が再
発し始めたが、臨床的気分症状の再発はなかった。
５日治療パラダイムが繰り返された。被検者は、この２回目の長期的な治療に対してよ
り速く反応を示し、慢性頭痛は、処置の３日目で消えた。彼女は、５週の間、疼痛がない
ままである。
その後、患者は、１０分の毎日の処置継続期間を使用する鋸歯状波形（２０℃の低い温
度）で処置された。処置の週の終りまでに、患者は、（３が重篤、２が中程度、１が軽度
、ゼロが疼痛なしである０〜３疼痛スケールを使用して）疼痛がなかった。チャート化さ
れた疼痛スコア（図示せず）は、処置後の改善を示した。全てのＣＶＳ処置は、冷刺激を
使用して右耳に対して行われた。さらに、各処置週の後に、患者は、２週〜９週で変動す
る期間の間、疼痛がないままであった。患者は、溢れる活力及び併発性うつ病の回復の感
じを更に報告した。
実施例１４
片頭痛患者における処置に伴う非定型的めまい
実施例８で述べた同じ被検者は、１０分の間、約４２℃〜４３℃まで加熱する鋸歯状波
形を使用し、更なる１０分の間、連続して繰り返す、右耳ＣＶＳ処置を受けた。処置は、
急性片頭痛の疼痛を回復するのに有効であった。さらに、処置により、催眠作用があった
だけでなく、僅かな非定型的めまいも生じた。被検者は、冷刺激を使用した実施例８にお
いて、非定型的めまいの感じに気付かなかった。
実施例１５
群発性頭痛及び処置に伴う非定型的めまいの処置
実施例１で述べた同じ被検者が、実施例１４で述べた同じＣＶＳ処置を受けた。彼もま
た、冷ＣＶＳ刺激中に明らかでなかった僅かな非定型的めまいの感じを報告した。
実施例１６
女性患者における前庭片頭痛処置
３０代後半の女性被検者は、関連する定型的めまいを伴う片頭痛（前庭性片頭痛）の病
歴があった。この被検者は、前庭機能障害及び僅かな併発性うつ病の病歴を有する。被検
者は、４８℃の最大温度による温ＣＶＳに切換える前に、（２０℃まで下がる）冷刺激Ｃ
ＶＳによって、１日につき２０分〜４０分、略毎日処置された。全てのＣＶＳ処置は、よ
り重篤な前庭機能障害が右耳にあったため、左耳刺激による鋸歯状パターンを使用した。
この被検者は、温ＣＶＳ処置の副作用としての非定型的めまいに気付かず、彼女の前庭系
が、機能障害によって、ＣＶＳの影響を受けない（したがって、彼女が、利益を得るため
により積極的に処置されなければならない）ことを示唆していた。被検者の両親は、冷Ｃ
ＶＳを使用している間の電話の会話中の被検者の発話及び「精神状態」の変化についてコ
メントした。温ＣＶＳへの切換えは、更なる心的状態及び動機付け要素をもたらした。同
僚が、対人的相互作用が高まったこと及び信頼感が増したことについてコメントした。被
検者は、「この２、３年の間、私は、まるで自分の脳が燃え尽きたかのように感じてきた
。温処置のおかげで、非常に気分がよくなった。」と述べた。
実施例１７
男性患者における前庭片頭痛処置
４０代の男性は、前庭機能障害による片頭痛の突然の発症を呈し、就業不能及び就業能
力欠如に至った。この被検者は、薬剤によって救われず、２つの著名な学術研究的病院で
複数の医師の助言を求めた。被検者は、４２℃の最大温度による温ＣＶＳに切換える前に
、（２０℃まで下がる）冷ＣＶＳによって、１日につき１０分〜２０分、略毎日処置され
た。被検者は、実施例１６の被検者のように、彼の片頭痛を伴う前庭機能障害におそらく
関連して、温ＣＶＳ処置の導入による非定型的めまいを経験しなかった。ＣＶＳ処置は、
この患者にとって催眠性がある。被検者の妻は、ＣＶＳ処置が始められて以降の著しい変
化を述べている。ＣＶＳ処置の前は、被検者は、ベッドから出ることを嫌がったが、ＣＶ
Ｓ処置を行って以来、雇用されている非常勤の仕事に戻った。
実施例１８
温鋸歯状刺激による糖尿病患者の処置
実施例９で述べた同じ被検者は、ＩＩ型糖尿病の対照のために冷ＣＶＳから温ＣＶＳに
切換えられた。彼は、３４℃〜４３℃で振動する鋸歯状波形で処置された。平均加熱スル
ーレートは、通常、４０℃／分を超え、平均冷却スルーレートは、通常、１０℃／分より
大きかった。ＣＶＳ治療を開始して以来、被検者は、薬剤を摂取することを止めた。薬剤
の摂取は、血清グルコースを通常範囲近くに維持するために以前は必要であった。診断時
に、被検者のＡ１ｃ値は、９．８であった。以下のチャートの終りに示す時間には、その
値は、（ここでも同様に薬剤なしで）５．６まで減少した。Ａ１ｃは、血清グルコースに
比べて、糖尿病対照のよりよい長期マーカと見なされる（変動しない）。通常範囲は約４
〜６である。糖尿病の場合、推奨されることは、７未満のいずれの値も良好なターゲット
であることである。被検者の血清グルコースの読みの記録（図示せず）は、変動性の減少
の点で、考えられ得る更なる改善が冷ＣＶＳから温ＣＶＳへの切換えによって実現された
ことを示した。被検者はまた、示す期間中に歯肉膿腫持っており、こうした感染は、酸化
ストレスをもたらし、また、血糖コントロールの障害（impaired glucose control）をも
たらし得る（一般に、J. Southerland他、Diabetes and Periodontal Infection: Making
the Connection, Clinical Diabetes 23, 171-178 （2005）を参照のこと）。感染は、
被検者の血糖維持を乱さなかった。
午前７時及び午後１０時に行われた血糖読み；午後のＣＶＳ処置。処置１：３４〜１７
℃鋸歯状波形、２０分継続期間。処置２：３４℃〜４３℃鋸歯状波形、１日あたり２回の
２０分処置。血糖値は、処置２によってより多くコントロールされる。試験期間中、他の
糖尿病薬剤は全く使用されなかった。
被検者は、非定型的めまいの増加及び軽い吐き気の感じによって気付かれる効力の増加
を温鋸歯状ＣＶＳが有するように見える点で、温鋸歯状ＣＶＳが冷鋸歯状ＣＶＳと僅かに
異なると報告しており、このことは各処置に関して一貫しているように見える。血糖値は
、処置後約６０分以上して１０ポイント〜３０ポイント降下する傾向がある。被検者は、
ＴＮＭ治療に近接して運動を組合せることが３０〜５０ポイントの血糖減少をもたらすよ
うに見えると報告した。
実施例１９
ＰＴＳＤ患者の処置
６０代半ばの男性は、ベトナムで医者として３回負傷し、心的外傷後ストレス障害の病
歴を持っていた。彼の物腰は内向的であり、彼の心的状態はうつ病性であるとして述べら
れている。冷ＣＶＳ処置の開始後、被検者の妻は、彼がより外向的になり始めたと報告し
た。彼女は、「私は、誰が今朝私に話しかけていたかわからなかった」こと、彼は友達と
集まることを計画していたこと、いつもなら、彼は、このようなことを、強制された場合
にしかしないこと、彼は、フォトサファリのためにアフリカに行くことに興味を示したこ
と、彼女は、「私の夫はどこにいるのか？」と考え始めたことを報告した。２回目の処置
後、被検者は、夜の間中の連続した睡眠を報告した（通常、彼は、３回〜４回、目が覚め
る）。彼は、「不眠症患者はこれを使用すべきである」とコメントした。この被検者は、
活力を与えられたと感じたと報告した。被検者は、通常、夢を思い出すことができないが
、ベトナムでの出来事の視覚フラッシュバック、不快でなく古いだけの視覚記憶で目が覚
め、睡眠に戻る。被検者は、これまでに、精力的であることを回避してきたが、今や、躊
躇が実質的に少ない状態で精力的である。被検者は、まじめな素人画家であり、被検者及
び被検者の配偶者は共に、彼のＣＶＳの開始以来の、彼の絵を描くスタイル及び生産性の
かなりポジティブな進展を報告した。ＣＶＳ治療を中断すると、ＰＴＳＤ症状は、ＣＶＳ
を止めた後１週で略ベースラインに徐々に戻った。
実施例２０
ＰＴＳＤ患者における糖尿病の処置
実施例１９の患者は、ＩＩ型糖尿病である。ＣＶＳ治療の開始後、彼は、経口血糖降下
剤に対して反応性がいっそうよくなり、用量を大幅にカットする必要があった（データは
示さず）。
実施例２１
糖尿病及び群発性頭痛の処置における代替の波形
先の実施例１８で述べた患者は、以下のように、３つの異なる波形のＣＶＳ刺激を適用
された。
Ａ：１０分の間のスパイク波形によって約２２℃〜２３℃まで冷却し、更なる１０分の
間の連続して繰返すこと。
Ｂ：１０分の間のスパイク波形によって約４２℃〜４３℃まで加熱し、更なる１０分の
間の連続して繰返すこと。
Ｃ：先のＡに関連して示した、１０分の間のスパイク波形によって約２２℃〜２３℃ま
で冷却し、その直後に、先のＢに関連して示した、１０分の間のスパイク波形によって約
４２℃〜４３℃まで加熱すること。
処置は、冷却サイクル又は加熱サイクルに基づいて効果の２峰性パターンを有するよう
に思えた。両方のモードは、この被検者の群発性頭痛の処置及びＩＩ型糖尿病の安定化に
ついての増大した治療効果に関連して、運動感覚及び軽い吐き気を誘発するように思える
。パターンＡが、最も効果的であるように見えた。３０分までサイクル時間を増加させて
も、更なる利益を与えるとは思われない。
実施例２２
波形ＣＶＳによる長引く眼振の誘発
眼振は、いわゆる前庭眼反射（ＶＯＲ）によって有効にされる不随意眼球運動に与えら
れた名前である。ＣＶＳは、ＶＯＲを活性化させる人工的手段を提供する。頭部を（水平
よりも〜２０度上に）傾けることによって、水平ＳＣＣが垂直配向に設置される。この半
規管の前後に温度差を生成することは、クプラを変位させるように働く対流的流れをもた
らす。温ＣＶＳは、位相性発火レートが増加するようなクプラ変位をもたらし、一方、冷
ＣＶＳは、発火レートの減少をもたらす。さらに、温ＣＶＳは、刺激された耳に向かう眼
球の急速運動によって示される眼振をもたらす。冷ＣＶＳは、刺激された耳から離れる急
速相の眼振をもたらす。したがって、眼振の存在及び方向に留意することによって、ＶＯ
Ｒが活性化していること、及び、位相性発火レートが緊張性発火レートより大きいか又は
小さいかを判定することができる。
一定温度での連続ＣＶＳ灌注又は刺激の使用は、眼振を誘発することになるが、およそ
２〜３分の時間後、クプラは、その新しい変位した位置に適応し、位相性発火レートは緊
張性レートに戻ることになる（例えば、Bock他、Vestibular adaptation to long-term s
timuli, Biol. Cybernetics 33, 77-79 （1979））。そのため、眼振は、効果的に止まる
ことになり、前庭神経求心路はもはや刺激されないことになる。
時間変動性熱波形の使用が、一定の熱刺激に対する適応が起こる期間を超えて、前庭神
経求心路の持続的刺激を可能にすることは本発明の一態様である。この例では、本発明は
、ビデオ眼振記録法及び電気眼振記録法によって測定される１２分期間にわたって眼振を
生成するために使用された。３４℃〜２０℃の温度になる鋸歯状冷却波形は、被検者の右
耳に印加され、被検者は、自分の頭部が水平よりも約２０度上であるように反り返した。
電気眼振記録法が使用されて、被検者の眼球運動が測定され、１２分期間の始め及び１２
分期間の終りの近くの両方で眼振の存在が立証された（データは示さず）。
実施例２３
局所脳血流（Regional Cerebral Blood Flow）（ｒＣＢＦ）に及ぼすＣＶＳの影響
この実施例の目的は、神経学的処置に対する関連性をＣＶＳが成功裏に誘発するという
頑健なマーカを見出すことである。調査は、両耳ＣＶＳユニットの修正バージョンを使用
してラットについて実施されている。具体的には、ＴＥＣに接続される耳バーを、麻酔さ
れたラットの外耳道に設置した。装置は、両耳刺激能力を有する。方法及び結果：片耳Ｃ
ＶＳ：ラット＃９は、６０分の間、３６℃〜１４℃の間で振動する鋸歯状波形を右耳で受
取った（図示せず）。ラットは、イソフルランで麻酔された。麻酔が、ＣＶＳの効果を或
る程度まで減じることが留意されるべきである。ラットは、水平に配向され、これにより
、前庭体内の水平半規管が腹側で上方におよそ３０度の傾きで配置される。６０分の右耳
刺激の終了後に、同じカロリック波形を左耳に印加した。局所脳血流の応答が、頭蓋に固
着されたレーザドプラプローブによって頭蓋の右頭頂領域上で測定された。右耳ＣＶＳの
開始後およそ３０分して、血流の振動が顕著になった。鋸歯状温度波形の期間は１．９分
である。（最近の傍平均化を使用して）観測されるように、血流の変調期間は、平均して
約３０秒だけ長い（データは示さず）。これは、駆動力（ＣＶＳ）が、非平衡状態に留ま
るメカニズムによって血流の変調をもたらすことを示唆する。すなわち、ラットの応答は
、ＣＶＳ波形の期間に単に一致せず、代わりに、それに動的に適応する。右耳ＣＶＳの終
りに、振動は停止する。左耳ＣＶＳの開始後およそ３５分〜４０分して、明瞭な振動が、
もう一度現れるが、右耳刺激と比べて振幅が減少している。これは、おそらく、左耳刺激
が、脳の右部分内の血流に、より弱い影響を持つことによる。Serrador他（BMC Neurosci
ence 10, 119 （2009））は、「前庭核と室頂核との間の接続が見出され・・・脳血管へ
の血管拡張性接続が続く」と述べている。
対照ラン：ＣＶＳ装置が、ラット上に設置されたが、活性化されなかった。ｒＣＢＦ内
の振動は全く見られなかった（流れデータ内の下方ドリフトは、プローブのベースライン
における僅かなシフトに起因する）。
両耳、同じ波形：ラット＃１２は、右耳と左耳の両方に同時にＣＶＳを送出された（図
示せず）。波形は、６０分処置期間のバルク中に、同位相にならず、位相ずれする傾向が
あった。ｒＣＢＦの変調は全く現れなかった（データは示さず）
両耳刺激データは、両耳に同じ波形を同時に印加することが、ｒＣＢＦに及ぼす正味の
変調作用を相殺するように作用したことを示唆する。しかし、片耳ＣＶＳだけが使用され
たときと同じ刺激が前庭核に与えられたことが依然として事実である。眼振は、同様に、
同じＣＶＳ刺激が両耳に印加される場合、現れないことになる。その理由は、前庭眼反射
（ＶＯＲ）によって仲介される現象が、２つの水平ＳＣＣへの差動入力を必要とするから
である。そのため、ｒＣＢＦ変調がないことは、室頂核（両耳ＣＶＳの双方の核）が刺激
されていないことを意味しない。むしろ、それらの組合された活性化はｒＣＢＦに対して
正味の影響を全く生じない。ｒＣＢＦの変調は、ＣＶＳ誘発神経保護の必要な態様でない
ため（ｒＣＢＦの変調はＣＶＳ誘発のマーカである）、ＣＶＳ治療は、実際には、両耳刺
激に関して同程度か又はより有効である場合がある。
両耳、異なる波形：ラン１７は、３４℃〜４４℃鋸歯状波形（約４０秒の期間）を右耳
に、また、３４℃〜１３℃鋸歯状波形（約１．７分の期間）を左耳に同時に印加した（図
示せず）。この場合、流れの変調が見られ、その変調は、ＣＶＳ処置期間の終了を十分に
過ぎて持続した（図示せず）。この場合、流れ作用は、異なる温度が印加された場合、存
在するだけでなく、アクティブなＣＶＳ処置の終了後に振動し続けた。
要約：全ての哺乳類の前庭系は、同じように働く。したがって、先に論じたラット調査
の結果は、ヒトＣＶＳ治療についての含意も有する。この調査からの結論によれば、ｒＣ
ＢＦにおいて見られる変調の最も可能性のある原因は、ＣＶＳが小脳内の室頂核を実際に
刺激することである。
実施例２４
ＣＶＳの効果のメトリック（metric：判定基準）としてのラットのＥＥＧ
ＥＥＧは、ＣＶＳに伴う皮質活性化を識別する際に有用である。したがって、ＥＥＧは
、ＣＶＳ治療を滴定する非侵襲性手段として有用である。この報告は、ラット調査で取得
されたＥＥＧデータを要約する。
方法及び結果：種々のＣＶＳ処置中のラットの局所脳血流の変化に関する報告が作成さ
れた。この要約では、ＥＥＧ電極は、ラットの頭皮に設置され、差動対が、頭骸の正中線
の両側に貼り付けられた（データは示さず）。
論議：シータ帯域で観測された活動は、３つの状態の間で著しく異なった。遅い流れの
状態の場合、活動は抑制された。速い流れのピークは、ベースライン（ＣＶＳ前）と比較
して低周波数にシフトした。０Ｈｚ〜４０Ｈｚプロットでは、低いＨｚから３０Ｈｚの範
囲内の速い流れのピークと遅い流れのピークはオーバラップし、一方、ベースラインピー
クはシフトする（これは、おそらく、ＣＶＳ前に対するＣＶＳ中の体性感覚的知覚の差に
よる）。ＣＶＳ送出の詳細仕様に対するＥＥＧスペクトルの感度は、ＥＥＧが、ＣＶＳ波
形間の差を評価し、それを滴定するための有効なツールであることを示唆する。
実施例２５
ＣＶＳ効果のメトリックとしての心拍変動性（ＨＲＶ）
心拍変動性は、健康の重要なマーカであると思われ、また、心拍変動性を非侵襲的に測
定するためのシステムが一般的になりつつある。この報告は、ｉｔｈｌｅｔｅ、スマート
ホンソフトウェアプログラム又は「ａｐｐ．」として実行される市販のＨＲＶ測定機器の
使用を述べている。
方法及び結果：被検者は、季節性群発性頭痛があると診断された４０歳〜４５歳の年配
の男性である。ＨＲＶを測定するために使用されるデバイスは、ｉｔｈｌｅｔｅ（ＨＲＶ
Ｆｉｔ Ｌｔｄ．（英国ハンツ（Hants UK）所在））であり、ｉｔｈｌｅｔｅは、記録
／読出しデバイスとしてのｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、及び心拍数を監視するセンサを有する胸ストラップを使用する。ＨＲＶパラメータは、未処理心拍数データを入力として受ける独占的アルゴリズムによって計算される。メモ：もちろん、ＨＲＶを測定する多くのデバイスが存在し、ｉｔｈｌｅｔｅは専ら、低コストでかつ好都合なシステムとして選択される。適切なＨＲＶは、適切な心臓健康のメトリックとして使用される（良好な健康は、適度に高いＨＲＶを意味する；例えば、Malik 「Heart rate variability: standards of measurement, physiological interpretation, and clinical use」Eur. Heart Journal, vol. 17, pg. 354, 1996）。例えば、Gujjar他は、ＨＲＶと急性で重篤な脳卒中後の結果を結び付けた（「Heart rate variability and outcome in acute severe stroke」Neurocritical Care, vol. 1, pg. 347, 2004）。
ＣＶＳ処置は、左耳に印加された４２℃鋸歯状波及び右耳に印加された１７℃鋸歯状波
であった。処置は、１０分の間続いた。ＨＲＶデータは、処置終了直後に記録された。Ｈ
ＲＶは無次元尺度である。平均ＨＲＶは、１０月２４日の試験中３０％だけ、また、１０
月２８日に２７％だけ降下した（データは示さず）。
論議：ＨＲＶは、有効なＣＶＳ誘発のマーカとして提案され、したがって、ＣＶＳ適用
を滴定するためのツールとして使用され得る。病的状態（ここで論じた群発性頭痛等）は
、高いＨＲＶレベルをもたらし得る。他の病的状態、例えば心不全は、（その個人につい
て）異常に低いＨＲＶ値を伴うことが多い。
実施例２６
線維筋痛症の処置
被検者（同様に、女性、年齢５０〜５５）は、３年前に線維筋痛症であると診断された
。複数回のアロパシー介入及びホメオパシー介入は、軽減をそれほどもたらさなかった。
この被検者は、併発性片頭痛を有する。
方法及び結果：被検者は、１７℃鋸歯状波形によって右耳にＣＶＳ処置を受けた。
９月１３日〜１９日まで、被検者は、かなりの疼痛及び機能不能により、ＣＶＳ処置を
停止した。９月２０日に、被検者は、先に挙げたＣＶＳパラメータを使用して、１日に２
回、処置を始め、ときには３回目の毎日の処置を使用した。彼女は、片頭痛の疼痛と線維
筋痛症による疼痛の両方の改善を自覚した。９月２８日〜３０日の時間枠内で、雷雨が、
更なる片頭痛の疼痛を誘引するように思えたが、これは、引き続く日にわたって和らぎ、
ついには、彼女の疼痛レベルは顕著でなくなった。
被検者は、日に２回の処置を開始すると、「私は、２回処置を使用しての優れた結果を
報告するために書いている。昨夜、私は、２回の連続処置を試し、非常に気分がよかった
！まるで、温泉に行き、リラックスさせるマッサージを受け、熱いタブにつかったようで
あった。」とコメントした。
被検者は、９月２６日に、「今週末、私は、［夫］と共に働くことができ、１４本の新
しい低木を庭に入れ、Loweで新しい塗料を選んで、家のシャッタを塗り直した。私は、本
当に希望に満ちかつ幸せである。庭の手入れは、私たちにとって共有された情熱であり、
ここへ来て最初の２年、私は、草木に水をやることさえできなかったため、残っている草
木はまさに生き残りである！私は、あなたが、私の人生を私に取り戻させ、［夫］に夫の
妻を取り戻させてくれているように感じる。」と報告した。
ＣＶＳ装置が本当に役立ったかどうかを、被検者の配偶者が尋ねられると、配偶者は、
「ここ３年で、これほど役立ったものはない。」と答えた。
１０月６日の後、ユニットが回収された。被検者は、それ以来、ベースラインに戻った
。
実施例２７
末梢神経障害の処置
女性被検者は、脊髄手術を受け、脊髄にダメージを受けた。その後、彼女は、およそ４
カ月期間にわたって、鎮痛剤に反応を示さない治療しにくい末梢神経障害（足部痛）を患
った。被検者は、ＣＶＳを使用して軽減を得た。軽減の程度及び継続期間は、使用される
装置及び波形の詳細仕様に依存する。方法及び結果：被検者は、以下の時系列でＣＶＳ処
置を受けた。
１．両耳ＣＶＳユニット：左耳、鋸歯状波、３４℃〜２０℃；右耳、鋸歯状波、３４℃
〜４２℃、１０分治療。処置は、彼女を非常に眠くさせた（２０分の間の深い睡眠）。３
０分以内に、彼女は、疼痛がなくなり、３日の間、疼痛がないままであった。そのことは
、彼女にとって驚くべきものであった。
２．片耳（右）ＣＶＳユニット、鋸歯状波、３４℃〜１７℃、１０分治療。彼女は、疼
痛レベルの約５０％の低減を自覚した。その低減は約２時間続いた。
３．片耳（右）ＣＶＳユニット、長い（一回上昇）方形波、３４℃〜４８℃、１０分。
彼女は、片耳の温処置が、片耳の冷処置より良好であることを見出す。彼女は、疼痛軽減
を達成するために装置を１日に数回使用しなければならない。
４．両耳ＣＶＳユニット、左耳１７℃方形波、右耳４４℃鋸歯状波、１０分。（午後５
時に）４５分の間の深い睡眠。足部痛は止まった。
論議：被検者は、両耳ＣＶＳを使用する１回の１０分セッションによる長い（複数日数
）疼痛軽減を受けた。鋸歯状波形（ゆっくりしたスルーレート）を使用する片耳ＣＶＳ、
及び、先の装置（基本的に、単一の冷方形波／温方形波）は、数時間に制限される期間の
間、部分的な疼痛低減をもたらした。したがって、両耳ＣＶＳ処置は、疼痛低減について
、片耳ＣＶＳ処置より優れていた。この被検者及び別の被検者は、混合波形、両耳（例え
ば、実施例４）が、より有意の主観的感覚（この被検者の場合、深いリラックス／深い睡
眠、他の被検者の場合、吐き気の増加）をもたらすと述べた。この単一の事例に関して、
混合式波形処置が、疼痛低減効果の増大をもたらすかどうかは明らかでない（両耳処置も
有意であった）。
実施例２８
突発性（episodic）片頭痛の片耳処置
この例は、１カ月以上にわたって家庭環境で可搬型ＣＶＳユニットを使用することの実
行可能性を評価する。仮説は、毎日のＣＶＳ処置が、全体的疼痛レベル及び頭痛の頻度を
低減することになるというものであった。
方法及び結果：被検者は、１カ月（片頭痛の頻度について報告するとき、１カ月は２８
日とみなす）につき６日〜８日の片頭痛の病歴のある、５０歳〜５５歳の年配の女性であ
る。被検者は、右耳ＣＶＳ装置、及び、およそ１．７分の期間に関して３４℃から１７℃
になる鋸歯状波形を使用した。処置の継続期間は、１セッションあたり１０分であった（
毎日のセッションは、約２週の処置後に１日おきに移る）。加熱用の平均スルーレートは
、４０℃／分であり、冷却用の平均スルーレートは、１４℃／分であった。
被検者は、治療の第１週にわたって疼痛の減少を経験した（疼痛スコアデータは示さず
）。４０日が過ぎて、１週という暫定期間、被検者は、１回だけ片頭痛があった（ここで
も同様に、片頭痛と認定するには、片頭痛は、０〜１０のスケール上で６以上の疼痛レベ
ルにありかつ４時間以上持続しなければならない）。１つの頭痛が、大西洋横断旅行、及
び、それから戻ったときの仕事のスケジュールの乱れに伴う異常なストレス中に起こった
。被検者はまた、処置期間にわたる併発性うつ病の主観的改善に気付いた。
実施例２９
ＩＩ型糖尿病についてのＣＶＳ治療の滴定
この報告の意図は、ＣＶＳがＩＩ型糖尿病の被検者に関して使用される頻度を調整する
ことによって、血糖値のコントロールの実験的エビデンスを示すことである。
方法及び結果：被検者は、ここ２年のうちにＩＩ型糖尿病があると診断された４０歳〜
４５歳の年配の男性である。先に報告したように、被検者は、代わりにＣＶＳ治療を使用
して、血清グルコース値をコントロールするための薬剤の使用を放棄することができた。
最近、被検者は、両耳ＣＶＳを使用し始めた。時間変動性温波形を一方の耳に印加し、時
間変動性冷波形がもう一方の耳に印加した。両耳治療は、血清グルコース値をコントロー
ルするために被検者がＣＶＳを使用することを必要とされる頻度を低減した（データは示
さず）。両耳ＣＶＳは、右耳に１７℃方形波及び左耳に４２℃鋸歯状波を用いて使用され
た。グラフの各ポイントは、毎日（それぞれの日の一貫した時間）の測定値を示す。赤線
は、ＣＶＳが使用されたときを示す。血糖値は、追跡されるにつれて、ＣＶＳ処置間で上
昇する傾向があり、したがって、別の処置が適用されるべきであるときが信号送信される
。このフィードバック法は、ＣＶＳ処置の頻度及び強度を滴定するために、他の患者の特
定の血糖値を使用して他の患者に拡張されることができるべきである。この被検者は、血
糖値をコントロールするために他の薬剤はいずれもなしのままである。
論議：これは、先の例に既に含まれているこの被検者からの説明を補足するための更新
報告であり、血清グルコースがＣＶＳ滴定にとって有用なメトリックであることを更に示
す。
実施例３０
異なる波形についてのＣＶＳ強度
ＣＶＳ処置装置が進化するにつれて、本発明者らは、片耳刺激から両耳刺激に移り、ス
ルーレートを増加させて、波形が高周波数で使用されることを可能にした。この報告は、
所与の被検者についてＣＶＳ刺激の強度を評価するために使用することができる主観的メ
トリックを挙げる。
方法及び結果：被検者は、ＩＩ型糖尿病及び季節性群発性頭痛についてＣＶＳ治療を長
期継続的に使用する４０歳〜４５歳の年配の男性である。彼は、ＣＶＳ体験の強度のレベ
ルを次の通りにランク付けする。
片耳：
毎日の処置は、群発性頭痛及び血清グルコース値をコントロールするために必要とさ
れた。
典型的な波形は、３４℃〜１７℃の間になる冷鋸歯状波である。
両耳、同じ波形形状、温及び冷：
１週あたり１〜３回の処置だけが、群発性頭痛及び血清グルコースをコントロールす
るために必要とされる。
典型的な波形は、一方の耳で３４℃から４２℃〜４４℃に、他の耳で３４℃〜１７℃
になる鋸歯状波である。
処置中に片耳と比較されるそれほど多くない主観的な差
立つときのより顕著な非定型的めまい
より持続的な吐き気
疼痛レベルの増加についてのより速くより完全な応答
３分〜５分の間のかすみ目（おそらく眼振）
両耳、異なる波形形状、温及び冷：
１週あたり１回〜３回の処置だけが、群発性頭痛及び血清グルコースをコントロール
するために必要とされる。
典型的な波形は、一方の耳で３４℃から４２℃〜４４℃になる鋸歯状波、他の耳で３
４℃から１７℃〜２０℃になる方形波である。
疼痛軽減作用及びポジティブな気分作用の点で試される全てのタイプのうちの最も効
力があるもの（副作用は、更なる利益を上回るものではない）
睡眠誘発性
水平位置にある間での吐き気
立つときのかなりの吐き気及び短期間の不十分な姿勢制御
頭が一杯という持続性の感じ
考察：疼痛患者のためのＣＶＳ治療についての最も重要なメトリックは、疼痛レベルに
対するその影響及び相対的な副作用である。この報告は、他の患者がクリニックでどのよ
うに評価され得るかについてのパラダイムとして役立ち得る、１人の被検者による観察結
果を詳述する。正しい滴定は、症状（例えば、疼痛）に対する影響の進行中の評価及び好
ましくない長引く副作用の最小化を含むことになる（明確にするために、先に報告した副
作用は一過性である）。効果と、処置する必要性の頻度が少ないことに対してバランスを
とったより強い副作用との間で患者が行い得る折り合いが存在する。
以下のパラメータは、両耳システムで変動し得る。
１．温度（身体温度に関する大きさ及び符号）
２．波形形状
３．波形の周波数（複数の場合もある）；周波数は、異なる周波数である場合、約分で
き、ビート周波数が確立され得る
４．波形の相対的位相（例えば、同位相、又は波形が同じ周波数を有する場合、或る程
度の位相ずれ）
５．処置のコース中の可変の頻度（両側）
ＣＶＳ装置は、原理上、毎日異なる組合せを繰り広げるようにプログラムされ、したが
って、患者のＶＳの任意の傾向が、所与の治療波形に適応することを阻止する。これは、
片耳ＣＶＳに優る両耳ＣＶＳの原理上の利点である。
実施例３１
ＣＶＳによる睡眠障害／不眠症の処置
ＣＶＳ装置のユーザからの一般的な報告は、ユーザが、熟睡するという点で有益な作用
を受けていることである。ＣＶＳが、実際に視床下部を活性化することが分かっている（
例えば、Horii他、J. Neurophysiol. 70, 1822 （1993））。視床下部がさらに、哺乳類
の睡眠／覚醒サイクルをコントロールする。
方法及び結果：被検者に関するＣＶＳの催眠作用の報告は、変わり易くかつ主観的であ
る。被検者によるクレームを頻度の順で挙げる。
１．ＣＶＳ処置の終了直後のリラックスした感じ
２．ＣＶＳ処置の後の夜に例外的に完全な睡眠サイクルを持てたという報告
３．被検者が、１０分〜２０分のＣＶＳ処置中に眠りに落ち、最大数時間の間、眠った
ままであることをもたらした非常に強力な催眠作用。
先に挙げた観察結果のそれぞれの例：
１．小規模なパイロット臨床試験が、片頭痛について処置されていた患者に対して個人
の頭痛クリニックで実施された。使用されたＣＶＳ波形は、鋸歯状波であり、右耳だけ、
温度は３４℃〜１７℃の間で振動した。被検者は、１０分のＣＶＳ処置中に誰も眠りに落
ちなかったが、同じ期間の間、同様な位置で横たわっているときに被検者が感じる気分よ
り広々となるようにリラックスしていると共通して報告された。
２．正常試験被検者として役割を果たす年齢５０〜５５の男性は、片耳（右）ＣＶＳ、
３４℃〜１７℃の間で振動する鋸歯状波形を使用した。彼は、１０分の治療セッション後
に心地よい眠気を報告し、そして、その夜に例外的に熟睡したことを報告した。
３．足部痛についてＣＶＳを使用する被検者（この被検者に関する先の実施例を参照）
は、両耳ＣＶＳ装置：左耳、鋸歯状波、３４℃〜２０℃；右耳、鋸歯状波、３４℃〜４２
℃、１０分治療を使用した。処置は、彼女を非常に眠くさせた（２０分の間の深い睡眠）
。その後再び、両耳、左耳１７℃方形波、右耳４４℃鋸歯状波、１０分。（午後５時に）
４５分の間、深く眠って、起こされなければならなかった。
全ての場合に、被検者は、「強制された」睡眠に対して安らかな睡眠を報告し、悪い副
作用を全く報告しなかった。
実施例３２
小児癲癇の片耳ＣＶＳ処置
この調査の意図は、ＥＥＧによって監視される癲癇性患者のスパイク活動に対する影響
を観察するために、単一セッションにおいてＧｅｎ２．０ＣＶＳユニット（左耳だけ、同
じイヤピースであるが、Ｇｅｎ３装置で使用されるのと異なる（強力でない）ＴＥＣ（熱
電クーラ又はペルチエクーラ））を使用することを評価することであった。
方法及び結果：被検者は、３４℃〜１７℃になる鋸歯状波形（左耳だけ）によって処置
された。実際の温度プロファイルが、全ての患者について同じでなかったことに留意され
たい。患者３の場合、加熱に関する平均スルーレートは約１４℃／分〜１５℃／分であり
、冷却レートは、約５．８℃／分から４．５℃／分に降下した（図示せず）。第２の「デ
ィップ（dip）」において、１７℃になるのにより多くの時間が必要とされたことが見て
わかる。これは、Ｇｅｎ２．０ＣＶＳ装置の不十分な電力による。
患者４の場合、ユニットの不適切な電力がさらに一層明らかである。平均加熱スルーレ
ートは、患者３の場合と略同じであったが、冷却レートは、４．２℃／分で始まり、３．
６℃／分に降下した（図示せず）。装置は、１７℃ターゲット温度に達することに失敗し
た。
スパイクレートは、ＣＶＳ処置の前及びＣＶＳ処置の後で連続ＥＥＧによって測定され
た（データは示さず）。スパイクレートの減少は、４人の患者のそれぞれについて１時間
〜２時間の間続いた。スパイキングの減少は、２１％〜３２％の範囲である。
考察：古く強力でないＴＥＣによって、また、ヒートシンク上に冷却ファンがないこと
によって主に引起されるＧｅｎ２．０モデルのアンダーパフォーマンスにもかかわらず、
ＣＶＳ処置セッションの終了を過ぎて持続したスパイク活動の減少の点で、実証可能な作
用が４人全ての患者において見られた。そのとき、本発明者らは、これらの患者に関して
より進歩した装置（例えば、Ｇｅｎ２．５）を試す能力を持っていない。論理的な成り行
きは、ＣＶＳの作用がより長続きさせられ得るかどうか調べるために、患者を長期的に処
置することである。この母集団（６歳から１０歳の範囲の年齢）に関してＣＶＳを実施す
るという難題であるにもかかわらず、その難題は達成され、処置の副作用は存在しなかっ
た。
上記は、本発明の例示であり、限定として解釈されるべきではない。本発明の幾つかの例示的な実施形態について説明したが、本発明の新規の教示及び利点から実質的に逸脱せずに、多くの変更が例示的な実施形態において可能なことを当業者であれば容易に理解するであろう。したがって、全てのそのような変更は、特許請求の範囲において定義される本発明の範囲内に含まれることが意図される。したがって、上記が本発明の例示であり、開示された特定の実施形態に限定されるものとして解釈されるべきではなく、開示された実施形態への変更並びに他の実施形態が、添付の特許請求の範囲内に含まれることが意図されることを理解されたい。本発明は、均等物が含まれる以下の特許請求の範囲により定義される。
（請求項１）
被検者の外耳道にカロリック刺激を適用するための耳内刺激装置であって、
（ａ）前記被検者の前記外耳道に挿入可能であるように構成された第１のイヤピース及び第２のイヤピースと、
（ｂ）前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースのそれぞれに熱的に結合された少なくとも第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスと、
（ｃ）前記第１のイヤピースと反対側の前記第１の熱電デバイスに熱的に結合された第１のヒートシンク、及び前記第２のイヤピースと反対側の前記第２の熱電デバイスに熱的に結合された第２のヒートシンクと、
（ｄ）前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスと通信状態にある波形発生器を備えるコントローラとを備え、前記波形発生器は、前記第１の熱電デバイスへの第１のカロリック出力を制御する第１の制御信号及び前記第２の熱電デバイスへの第２のカロリック出力を制御する第２の制御信号を生成するように構成される、耳内刺激装置。
（請求項２）
前記第１の制御信号は、前記第２の制御信号と異なる、請求項１に記載の耳内刺激装置。
（請求項３）
前記第１の制御信号は、前記第２の制御信号と位相がずれている、請求項１又は２に記載の耳内刺激装置。
（請求項４）
前記第１の制御信号の傾きが増加しているとき、前記第２の制御信号の傾きが減少し、前記第１の制御信号の傾きが減少しているとき、前記第２の制御信号の傾きが増加する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項５）
前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの間に電気接続を更に備え、前記コントローラは、前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの間のインピーダンス値を測定するように構成されたインピーダンスモニタを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項６）
前記インピーダンスモニタは、前記インピーダンス値に応答して前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの熱接触の推定値を生成する、請求項５に記載の耳内刺激装置。
（請求項７）
前記インピーダンスモニタは、前記インピーダンス値が開回路を示すとき、前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの不十分な熱接触を推定する、請求項５又は６に記載の耳内刺激装置。
（請求項８）
前記インピーダンスモニタは、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号の適用中に前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが前記被検者の外耳道内の所定の位置にあるかどうかを判定して、それにより、処置プロトコルに関する患者コンプライアンスを判定するように構成される、請求項５又は６に記載の耳内刺激装置。
（請求項９）
前記波形発生器は、熱接触の推定値の減少に応答して前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力の少なくとも一方の振幅を増加させるように構成される、請求項５又は６に記載の耳内刺激装置。
（請求項１０）
前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクはそれぞれ、前記第１のイヤピース及び第２のイヤピースのそれぞれの外側に配置された外側部分と、イヤピース内部キャビティのそれぞれの内部に配置された内側部分とを備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１１）
前記第１のヒートシンク外側部分及び前記第２のヒートシンク外側部分は複数のフィンを備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１２）
前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクは、アルミニウムを含み、約３０グラム〜約７０グラムの重量を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１３）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、硬質の熱伝導性材料から形成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１４）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、アルミニウムを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１５）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、約９グラム以下の重さがある、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１６）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、約４グラム以下の重さがある、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１７）
前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスのそれぞれは、第１の複数の熱電デバイス及び第２の複数の熱電デバイスを備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項１８）
前記第１の複数の熱電デバイスは、互いに熱的に結合され、前記第２の複数の熱電デバイスは、互いに熱的に結合される、請求項１７に記載の耳内刺激装置。
（請求項１９）
前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスは、薄膜熱電デバイスを備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２０）
前記第１のイヤピースを前記被検者の右外耳道内に配置するように、また、前記第２のイヤピースを前記被検者の左外耳道内に配置するように構成されたヘッドピースを更に備える、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２１）
前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力が、連続的に時間変動性の熱波形及び／又は能動制御式波形であるように構成される、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２２）
前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力が、少なくとも１つの時間変動性熱波形期間及び少なくとも１つの停滞期間を含むように構成される、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２３）
前記第１のカロリック出力は前記被検者の外耳道の一方を冷却し、前記第２のカロリック出力は前記被検者の外耳道のもう一方を加熱する、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２４）
前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力は、少なくとも５分の間、前記被検者の前庭刺激を維持するように構成される、請求項１〜２３のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２５）
少なくとも５分の間の前記前庭刺激は、少なくとも５分の期間にわたって前庭位相性発火レートを変更して、それにより、眼振を誘発するのに十分である、請求項２３に記載の耳内刺激装置。
（請求項２６）
前記眼振は、ビデオ眼振記録法及び／又は電気眼振記録法を使用して検出されるのに十分である、請求項２４に記載の耳内刺激装置。
（請求項２７）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピース、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンク、並びに前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスは、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれによって約１５℃／分以上のレートで冷却され、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれによって約２０℃／分以上のレートで加熱されるように構成される、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２８）
前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクのそれぞれに、それぞれ結合されているとともに、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクそれぞれからの熱放散を増加させるように構成された、少なくとも１つのファンを更に備える、請求項１〜２７のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項２９）
前記少なくとも１つのファンは、少なくとも２つのファンを含む、請求項２８に記載の耳内刺激装置。
（請求項３０）
前記少なくとも１つのファンは、前記ヒートシンクに向かう方向に空気を送るように構成される、請求項２８に記載の耳内刺激装置。
（請求項３１）
前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの間のインピーダンス値が実質的に一定であるように、前記外耳道内に前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースを固定するように構成された固定部材を更に備える、請求項１〜３０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項３２）
前記固定部材は、サイズが増加して、それにより、前記外耳道内で前記第１のイヤピースからの圧力を減少させるように、また、サイズが減少して、それにより、前記外耳道内で前記第１のイヤピースからの圧力を増加させるように構成された少なくとも１つの調整可能なブラダを有する第１の耳格納部を備える、請求項１に記載の耳内刺激装置。
（請求項３３）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、前記外耳道に挿入されるように構成された遠位端と、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれに接続された近位端とを更に備え、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、該第１のイヤピース及び該第２のイヤピースの前記近位端上に絶縁性部材を更に備える、請求項１に記載の耳内刺激装置。
（請求項３４）
前記絶縁性部材は、シリコーンを含み、耳甲介内に配置するために構成される、請求項３０に記載の耳内刺激装置。
（請求項３５）
前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、圧力逃がしチャネルを含み、該圧力逃がしチャネルは、前記外耳道への前記イヤピースの挿入中に該圧力逃がしチャネルを通って流体が流れて、それにより、イヤピース挿入中に前記被検者の外耳道内の圧力を逃がすようにサイズ調整及び構成される、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項３６）
前記第１のイヤピースに結合された第１の温度センサ及び前記第２のイヤピースに結合された第２の温度センサを更に備える、請求項１〜３５のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項３７）
前記コントローラは、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサと通信状態にあり、該第１の温度センサ及び該第２の温度センサから温度情報を受信するように構成され、前記コントローラは、前記温度情報が、予め規定された温度範囲を上回るか又は下回る温度を示す場合に前記波形発生器の動作を止めるように構成される、請求項３６に記載の耳内刺激装置。
（請求項３８）
前記第１のヒートシンクに結合された第１の温度センサ及び前記第２のヒートシンクに結合された第２の温度センサを更に備える、請求項１〜３７のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項３９）
前記コントローラは、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサと通信状態にあり、該第１の温度センサ及び該第２の温度センサから温度情報を受信するように構成され、前記コントローラは、前記温度情報が、予め規定された温度範囲を上回るか又は下回る温度を示す場合に前記波形発生器の動作を止めるように構成される、請求項３８に記載の耳内刺激装置。
（請求項４０）
前記コントローラは、前記温度情報を記憶し、該温度情報を解析して、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが、使用中に、前記被検者の外耳道に熱接触状態にある可能性を判定するように構成される、請求項３９に記載の耳内刺激装置。
（請求項４１）
前記コントローラは、前記波形発生器によって前記第１の熱電デバイス及び／又は前記第２の熱電デバイスに送出される電圧を検出する電圧モニタを備え、前記コントローラは、前記電圧が予め規定された電圧閾値より大きい場合に前記波形発生器の動作を止めるように構成される、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項４２）
更に、前記コントローラと前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスとの間に有線接続を備え、該有線接続は、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスに送出するように構成される、請求項１〜４１のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項４３）
前記第１のヒートシンクに結合された第１の温度センサ及び前記第２のヒートシンクに結合された第２の温度センサを更に備える、請求項４２項に記載の耳内刺激装置。
（請求項４４）
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報を無線で送信するように構成される、請求項４２又は４３に記載の耳内刺激装置。
（請求項４５）
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報を前記コントローラに無線で送信するように構成される、請求項４４に記載の耳内刺激装置。
（請求項４６）
前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報を外部デバイスに無線で送信するように構成される、請求項４４に記載の耳内刺激装置。
（請求項４７）
前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力は能動制御式波形である、請求項１〜４６のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
（請求項４８）
前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力の波形は、以下のパラメータ、すなわち、温度振幅、周波数、時間変動性周波数、前記第１のカロリック出力の波形と前記第２のカロリック出力の波形との間の位相関係、前記第１のカロリック出力の波形及び前記第２のカロリック出力の波形の温度、周波数、及び／又は位相の構造化ノイズ変調のうちの１つ又は複数に基づいて独立に制御される、請求項４７に記載の耳内刺激装置。
（請求項４９）
被検者にカロリック刺激を送出するための方法であって、
耳内刺激装置の少なくとも一部分を前記被検者の外耳道内に配置するステップであって、前記耳内刺激装置は、
（ａ）前記被検者の前記外耳道に挿入可能であるように構成された第１のイヤピース及び第２のイヤピースと、
（ｂ）前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースのそれぞれに熱的に結合された少なくとも第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスと、
（ｃ）前記第１のイヤピースと反対側の前記第１の熱電デバイスに熱的に結合された第１のヒートシンク、及び前記第２のイヤピースと反対側の前記第２の熱電デバイスに熱的に結合された第２のヒートシンクとを備えるステップと、
前記第１の熱電デバイスへの第１のカロリック出力を制御する第１の制御信号及び前記第２の熱電デバイスへの第２のカロリック出力を制御する第２の制御信号を送出するステップであって、それにより、前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスが、前記被検者にカロリック刺激を送出するために、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースに対応する温度変化をそれぞれもたらすステップと、を含む、被検者にカロリック刺激を送出するための方法。

Claims (47)

  1. 被検者の外耳道にカロリック刺激を適用するための耳内刺激装置であって、
    （ａ）前記被検者の外耳道に挿入可能であるように構成された第１のイヤピース及び第２のイヤピースと、
    （ｂ）前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースのそれぞれに熱的に結合された少なくとも第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスと、
    （ｃ）前記第１のイヤピースとは反対側で前記第１の熱電デバイスに熱的に結合された第１のヒートシンク、及び前記第２のイヤピースとは反対側で前記第２の熱電デバイスに熱的に結合された第２のヒートシンクと、
    （ｄ）前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスと通信状態にある波形発生器を有するコントローラであって、前記波形発生器は、前記第１の熱電デバイスへの第１のカロリック出力を制御する第１の制御信号及び前記第２の熱電デバイスへの第２のカロリック出力を制御する第２の制御信号を生成するように構成される、コントローラと
    を備えてなり、
    前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力が、連続的に時間変動性の熱波形かつ能動制御式波形であるように構成され、
    該能動制御式波形は、前記イヤピースから送出される熱刺激のドリフトが最小となるように、該イヤピースの温度センサからの能動フィードバックに応答して、前記コントローラにより繰返し調整される波形刺激を指している、耳内刺激装置。
  2. 前記第１の制御信号は、前記第２の制御信号と異なる、請求項１に記載の耳内刺激装置。
  3. 前記第１の制御信号は、前記第２の制御信号と位相がずれている、請求項１又は２に記載の耳内刺激装置。
  4. 前記第１の制御信号の傾きが増加しているとき、前記第２の制御信号の傾きが減少し、前記第１の制御信号の傾きが減少しているとき、前記第２の制御信号の傾きが増加する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  5. 前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの間に電気接続を更に備え、前記コントローラは、前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの間のインピーダンス値を測定するように構成されたインピーダンスモニタを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  6. 前記インピーダンスモニタは、前記インピーダンス値に応答して前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの熱接触の推定値を生成する、請求項５に記載の耳内刺激装置。
  7. 前記インピーダンスモニタは、前記インピーダンス値が開回路を示すとき、前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの不十分な熱接触を推定する、請求項５又は６に記載の耳内刺激装置。
  8. 前記インピーダンスモニタは、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号の適用中に前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが前記被検者の外耳道内の所定の位置にあるかどうかを判定して、それにより、処置プロトコルに関する患者コンプライアンスを判定するように構成される、請求項５又は６に記載の耳内刺激装置。
  9. 前記波形発生器は、熱接触の推定値の減少に応答して前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力の少なくとも一方の振幅を増加させるように構成される、請求項６に記載の耳内刺激装置。
  10. 前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクはそれぞれ、前記第１のイヤピース及び第２のイヤピースのそれぞれの外側に配置された外側部分と、イヤピース内部キャビティのそれぞれの内部に配置された内側部分とを備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  11. 前記第１のヒートシンクの外側部分及び前記第２のヒートシンクの外側部分は複数のフィンを備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  12. 前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクは、アルミニウムを含み、３０グラム〜７０グラムの重量を有する、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  13. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、硬質の熱伝導性材料から形成される、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  14. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、アルミニウムを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  15. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、９グラム以下の重さがある、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  16. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、４グラム以下の重さがある、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  17. 前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスのそれぞれは、第１の複数の熱電デバイス及び第２の複数の熱電デバイスを備える、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  18. 前記第１の複数の熱電デバイスは、互いに熱的に結合され、前記第２の複数の熱電デバイスは、互いに熱的に結合される、請求項１７に記載の耳内刺激装置。
  19. 前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスは、薄膜熱電デバイスを備える、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  20. 前記第１のイヤピースを前記被検者の右外耳道内に配置するように、また、前記第２のイヤピースを前記被検者の左外耳道内に配置するように構成されたヘッドピースを更に備える、請求項１〜１９のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  21. 前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号は、前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力が、少なくとも１つの時間変動性熱波形期間及び少なくとも１つの停滞期間を含むように構成される、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  22. 前記第１のカロリック出力は前記被検者の外耳道の一方を冷却し、前記第２のカロリック出力は前記被検者の外耳道のもう一方を加熱する、請求項１〜２１のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  23. 前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力は、少なくとも５分の間、前記被検者の前庭刺激を維持するように構成される、請求項１〜２２のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  24. 少なくとも５分の間の前記前庭刺激は、少なくとも５分の期間にわたって前庭位相性発火レートを変更して、それにより、眼振を誘発するのに十分である、請求項２３に記載の耳内刺激装置。
  25. 前記眼振は、ビデオ眼振記録法及び／又は電気眼振記録法を使用して検出されるのに十分である、請求項２４に記載の耳内刺激装置。
  26. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピース、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンク、並びに前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスは、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれによって１５℃／分以上のレートで冷却され、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれによって２０℃／分以上のレートで加熱されるように構成される、請求項１〜２５のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  27. 前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクのそれぞれに、それぞれ結合されているとともに、前記第１のヒートシンク及び前記第２のヒートシンクそれぞれからの熱放散を増加させるように構成された、少なくとも１つのファンを更に備える、請求項１〜２６のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  28. 前記少なくとも１つのファンは、少なくとも２つのファンを含む、請求項２７に記載の耳内刺激装置。
  29. 前記少なくとも１つのファンは、前記ヒートシンクに向かう方向に空気を送るように構成される、請求項２７に記載の耳内刺激装置。
  30. 前記第１のイヤピースと前記第２のイヤピースとの間のインピーダンス値が一定であるように、前記外耳道内に前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースを固定するように構成された固定部材を更に備える、請求項１〜２９のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  31. 前記固定部材は、サイズが増加して、それにより、前記外耳道内で前記第１のイヤピースからの圧力を減少させるように、また、サイズが減少して、それにより、前記外耳道内で前記第１のイヤピースからの圧力を増加させるように構成された少なくとも１つの調整可能なブラダを有する第１の耳格納部を備える、請求項３０に記載の耳内刺激装置。
  32. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、前記外耳道に挿入されるように構成された遠位端と、前記第１の熱電デバイス及び第２の熱電デバイスのそれぞれに接続された近位端とを更に備え、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、該第１のイヤピース及び該第２のイヤピースの前記近位端上に絶縁性部材を更に備える、請求項１に記載の耳内刺激装置。
  33. 前記絶縁性部材は、シリコーンを含み、耳甲介内に配置するために構成される、請求項３２に記載の耳内刺激装置。
  34. 前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースは、圧力逃がしチャネルを含み、該圧力逃がしチャネルは、前記外耳道への前記イヤピースの挿入中に該圧力逃がしチャネルを通って流体が流れて、それにより、イヤピース挿入中に前記被検者の外耳道内の圧力を逃がすようにサイズ調整及び構成される、請求項１〜３３のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  35. 前記第１のイヤピースに結合された第１の温度センサ及び前記第２のイヤピースに結合された第２の温度センサを更に備える、請求項１〜３４のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  36. 前記コントローラは、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサと通信状態にあり、該第１の温度センサ及び該第２の温度センサから温度情報を受信するように構成され、前記コントローラは、前記温度情報が、予め規定された温度範囲を上回るか又は下回る温度を示す場合に前記波形発生器の動作を止めるように構成される、請求項３５に記載の耳内刺激装置。
  37. 前記第１のヒートシンクに結合された第１の温度センサ及び前記第２のヒートシンクに結合された第２の温度センサを更に備える、請求項１〜３６のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  38. 前記コントローラは、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサと通信状態にあり、該第１の温度センサ及び該第２の温度センサから温度情報を受信するように構成され、前記コントローラは、前記温度情報が、予め規定された温度範囲を上回るか又は下回る温度を示す場合に前記波形発生器の動作を止めるように構成される、請求項３７に記載の耳内刺激装置。
  39. 前記コントローラは、前記温度情報を記憶し、該温度情報を解析して、前記第１のイヤピース及び前記第２のイヤピースが、使用中に、前記被検者の外耳道に熱接触状態にある可能性を判定するように構成される、請求項３８に記載の耳内刺激装置。
  40. 前記コントローラは、前記波形発生器によって前記第１の熱電デバイス及び／又は前記第２の熱電デバイスに送出される電圧を検出する電圧モニタを備え、前記コントローラは、前記電圧が予め規定された電圧閾値より大きい場合に前記波形発生器の動作を止めるように構成される、請求項１〜３９のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  41. 更に、前記コントローラと前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスとの間に有線接続を備え、該有線接続は、前記第１の制御信号及び前記第２の制御信号を前記第１の熱電デバイス及び前記第２の熱電デバイスに送出するように構成される、請求項１〜４０のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  42. 前記第１のヒートシンクに結合された第１の温度センサ及び前記第２のヒートシンクに結合された第２の温度センサを更に備える、請求項４１に記載の耳内刺激装置。
  43. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報を無線で送信するように構成される、請求項３５、３７又は４２に記載の耳内刺激装置。
  44. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報を前記コントローラに無線で送信するように構成される、請求項４３に記載の耳内刺激装置。
  45. 前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサは、温度情報を外部デバイスに無線で送信するように構成される、請求項４３に記載の耳内刺激装置。
  46. 前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力は能動制御式波形である、請求項１〜４５のいずれか１項に記載の耳内刺激装置。
  47. 前記第１のカロリック出力及び前記第２のカロリック出力の波形は、以下のパラメータ、すなわち、温度振幅、周波数、時間変動性周波数、前記第１のカロリック出力の波形と前記第２のカロリック出力の波形との間の位相関係、前記第１のカロリック出力の波形及び前記第２のカロリック出力の波形の温度、周波数、及び／又は位相の構造化ノイズ変調のうちの１つ又は複数に基づいて独立に制御される、請求項４６に記載の耳内刺激装置。
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