KR20230084286A

KR20230084286A - 경두개 자기 자극 장치

Info

Publication number: KR20230084286A
Application number: KR1020237015729A
Authority: KR
Inventors: 히토시 나카무라; 겐지 난도
Original assignee: 데이진 화-마 가부시키가이샤
Priority date: 2020-12-16
Filing date: 2021-12-09
Publication date: 2023-06-12
Also published as: AU2021398661A1; CN116600853A; CA3202444A1; WO2022131118A1; EP4265294A1; JP7458507B2; JPWO2022131118A1; US20240042226A1

Abstract

복수의 공진 회로에 있어서의 자기 자극 코일에 인가되는 전류값 및 전압값을 억제한 경우에도, 필요한 강도의 자기 자극을 뇌 내에서 실시하는 것이 가능한 경두개 자기 자극 장치를 제공하기 위해, 복수의 자기 자극 코일 (11, 12) 에 각각 펄스 전류를 인가하여 변동 자기장을 발생시키기 위한 복수의 공진 회로 (21, 22) 와, 복수의 공진 회로에 전력을 공급하기 위한 전원 (3) 을 구비하고, 복수의 공진 회로 (21, 22) 는, 전원 (3) 에 대하여 병렬로 접속되어 있고, 이로써, 복수의 자기 자극 코일 (11, 12) 도, 전원 (3) 에 대하여 병렬로 접속되고, 복수의 자기 자극 코일 (11, 12) 은, 대략 동일 형상으로 형성되어 있고, 또한 인가되는 펄스 전류에 의해 발생하는 자속의 방향이 일치하도록 인접하여 배치되도록 구성하였다.

Description

경두개 자기 자극 장치

본 발명은, 경두개 자기 자극법의 실시를 위해 사용되는 경두개 자기 자극 장치에 관한 것이다.

경두개 자기 자극법 (TMS : Transcranial Magnetic Stimulation) 은, 전자 유도에 의해 뇌 내에 전류를 발생시켜, 뉴런을 자극하는 수법이다 (하기 특허문헌 1 ∼ 5 참조). 이 수법에 의하면, 두부 표면 상에 놓은 자극 코일에 교류 또는 소정의 전류 파형을 인가함으로써 변동 자기장을 생성하고, 이 변동 자기장에 의해 와전류를 유도하고, 이 와전류로 뉴런을 자극할 수 있다. 이와 같은 경두개 자기 자극법은, 예를 들어 우울증, 알츠하이머형 인지증, 통합 실조증, 신경 장애성 동통, 파킨슨병 등의 질환의 치료에 사용되는 것 외에, 각종 임상 검사나 뇌 기능 연구에도 사용되고 있다. 경두개 자기 자극법에 의하면, 개두 수술을 실시하지 않고, 뇌 내의 뉴런에 대한 비침습적인 자기 자극을 실시할 수 있다.

그런데, 종래의 경두개 자기 자극법에 사용되는 자기 자극 장치에서는, 콘덴서와 자극 코일로 구성된 LC 공진 회로를 사용하고, 고전압의 전원으로부터 콘덴서에 축적된 전하를, 공진 회로에 형성된 스위치의 온/오프에 의해, 필요한 타이밍에서 자극 코일에 공급하여 변동 자기장을 생성하고, 자기 자극을 실시할 수 있도록 되어 있다. 따라서, 자극 코일에 인가되는 전류 (펄스 전류) 의 주파수는, LC 공진 회로의 공진 주파수라고 하는 것이 된다.

여기서, 종래의 장치에서는, 필요한 강도의 자기 자극을 실시하기 위해, 자극 코일에 수 ㎄ 의 펄스 전류를 흘릴 필요가 있고, 그 경우의 펄스 전압은, ㎸ 오더가 된다. 그 때문에, 종래의 장치에서는, 스위칭 소자로서, 고전류·고전압에 대응 가능한 사이리스터가 사용되고 있다 (하기 특허문헌 1). 그러나, 사이리스터는 고가이기 때문에, 종래의 장치에서는 장치 전체의 제조 비용이 비싸져 버린다는 문제가 있다.

그래서, 하기 특허문헌 2 에서는, 고인덕턴스의 인덕터를 사용함으로써 전류를 억제하고, 비교적으로 저렴한 IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) 를 사이리스터 대신에 사용하는 기술을 제안하고 있다. 그러나, 이 기술에서는, 자극 코일에 대한 인가 전압이 높아져 버려, 스위칭 소자의 내압을 높게 해 둘 필요가 있기 때문에, 스위칭 소자의 비용이 역시 비싸져 버린다는 문제가 있다.

하기 특허문헌 3 에서는, 자극 코일을 갖는 복수의 공진 회로를 전원에 병렬로 접속시키고, 각 자극 코일로부터의, 복수 방향으로부터의 자기장을 뇌 내 심부의 일점에서 합성함으로써, 뇌 내 심부에서의 자극을 가능하게 하는 기술이 제안되어 있다. 그러나, 이 기술에서는 개별의 공진 회로에 고전압·고전류를 인가할 필요가 있다. 또, 이 기술에서는, 뇌 내 심부에 대한 자극을 실현하기 위해, 각각의 공진 회로에 대응하는 자극 코일이 상이한 장소에 설치되어 다양한 방향을 향하고 있다. 그러면, 뇌 내에 있어서 목표로 해야 할 자극 위치에 따라서는, 복수의 자극 코일 중 어느 것을 당해 자극 위치로부터 떨어뜨려 배치할 수 밖에 없는 경우가 발생할 수 있다. 이 경우, 당해 코일의 자기장이 거리에 따라 감쇠해 버려, 조사 위치에 원하는 자기장을 조사할 수 없게 되어 버린다. 이것을 피하기 위해서는 더욱 고전압·고전류가 필요해진다는 문제가 있다.

하기 특허문헌 4 에는, 자극 코일을 전원 및 충전 콘덴서에 병렬로 접속시키는 기술이 기재되어 있지만, 이 기술에서도, 스위칭 소자에는 고전압·고전류가 인가되게 되므로, 상기한 문제의 해결에는 기여하지 않는다.

일본 공개특허공보 2016-67789호 일본 공표특허공보 2010-528784호 일본 공표특허공보 2010-536496호 미국 특허공보 제7367936호 국제공개 WO2017/175685호 팜플렛

본 발명은, 상기한 상황에 기초하여 이루어진 것이다. 본 발명의 주된 목적은, 복수의 공진 회로에 있어서의 자기 자극 코일에 인가되는 전류값 및 전압값을 억제한 경우에도, 필요한 강도의 자기 자극을 뇌 내에서 실시하는 것이 가능한 경두개 자기 자극 장치를 제공하는 것이다. 또, 본 발명의 다른 목적의 하나는, 공진 회로에 있어서의 전류값 및 전압값을 억제함으로써, 공진 회로에 사용되는 소자, 예를 들어 스위칭 소자의 비용을 낮게 억제하는 것이다.

상기한 과제를 해결하는 수단은, 이하의 항목과 같이 기재할 수 있다.

(항목 1)

생체 내부에 변동 자기장을 인가함으로써 생체에 대한 자극을 실시하기 위한 복수의 자기 자극 코일을 갖고, 상기 복수의 자기 자극 코일에 각각 펄스 전류를 인가하여 상기 변동 자기장을 발생시키기 위한 복수의 공진 회로와, 상기 복수의 공진 회로에 전력을 공급하기 위한 전원을 구비하고 있고,

상기 복수의 공진 회로는, 상기 전원에 대하여 병렬로 접속되어 있고, 이로써, 상기 복수의 자기 자극 코일도, 상기 전원에 대하여 병렬로 접속되어 있고,

상기 복수의 자기 자극 코일은, 대략 동일 형상으로 형성되어 있고, 또한 상기 펄스 전류에 의해 발생하는 자속의 방향이 일치하도록 인접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 경두개 자기 자극 장치.

(항목 2)

상기 복수의 공진 회로는, 상기 자기 자극 코일에 대한 상기 펄스 전류의 인가 타이밍을 제어하는 스위칭 소자를 각각 구비하고 있는 항목 1 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 3)

상기 복수의 자기 자극 코일은, 그것들의 축심이 대략 일치하도록 적층하여 배치되어 있는 항목 1 또는 2 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 4)

상기 자기 자극 코일의 일방은 상단 코일이 되고, 타방은 하단 코일이 되고 있고,

상기 상단 코일 및 상기 하단 코일의 적어도 일부분을 단면에서 봤을 때에 있어서, 상기 상단 코일의 바닥면과 상기 하단 코일의 상면이 중첩되도록, 상기 상단 코일과 상기 하단 코일이 적층되어 배치되어 있는 항목 3 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 5)

상기 복수의 자기 자극 코일에 있어서의 각각의 권선끼리는, 서로 합쳐 꼬아져 다심선을 구성하고 있는 항목 1 또는 2 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 6)

상기 공진 회로는, 상기 전원으로부터 공급된 전하를 축적하는 공진용 콘덴서를 구비하고 있고,

상기 공진용 콘덴서와 상기 전원 사이에는, 상기 공진용 콘덴서의 방전시에 있어서 상기 공진용 콘덴서와 상기 전원의 접속을 차단하여, 상기 전원으로의 누설 전류를 억제하는 제 2 스위칭 소자가 배치되어 있는 항목 1 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 7)

상기 공진용 콘덴서와 상기 전원 사이에는, 상기 공진 회로에 있어서의 공진 주파수에 있어서 공진함으로써, 비공진시보다 높은 저항 성분으로서 작용하여, 상기 전원으로의 누설 전류를 억제하는 공진 임피던스 회로가 삽입되어 있는 항목 1 ∼ 5 중 어느 한 항에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 8)

상기 복수의 공진 회로 중 어느 것 또는 전부에는, 각각의 공진 회로에 있어서의 공진 주파수를 동기시키기 위한 동기 조정 회로가 구비되어 있는 항목 1 ∼ 7 중 어느 한 항에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 9)

상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류끼리의 위상을 정합시키기 위한 위상 조정 회로가 구비되어 있는 항목 1 ∼ 8 중 어느 한 항에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 10)

상기 위상 조정 회로는, 상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 발생 타이밍이 일치하도록 조정함으로써, 상기 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 구성으로 되어 있는 항목 9 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 11)

상기 위상 조정 회로는, 상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 변화율의 최대점이 일치하도록 조정함으로써, 상기 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 구성으로 되어 있는 항목 9 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

(항목 12)

상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류끼리의 위상을 정합시키기 위한 위상 조정 회로가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 경두개 자기 자극 장치.

(항목 13)

상기 위상 조정 회로는, 상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 변화율의 최대점이 일치하도록 조정함으로써, 상기 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 구성으로 되어 있는 항목 12 에 기재된 경두개 자기 자극 장치.

본 발명에 의하면, 복수의 공진 회로에 있어서의 자기 자극 코일에 인가되는 전류값 및 전압값을 억제한 경우에도, 각 자기 자극 코일에 있어서의 자속을 중첩시킴으로써, 필요한 강도의 자기 자극을 뇌 내에서 실시하는 것이 가능해진다. 그러면, 공진 회로에 있어서의 전류값 및 전압값을 낮게 억제할 수 있고, 그 결과, 공진 회로에 사용되는 소자, 예를 들어 스위칭 소자의 내압을 낮출 수 있다. 이로써, 장치의 비용을 낮게 억제하는 것도 가능해진다.

도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치의 개략적인 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2 는, 도 1 의 경두개 자기 자극 장치에 있어서의 회로 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 3 은, 도 2 의 회로에 사용되는 자기 자극 코일의 구성예를 설명하기 위한 모식적인 사시도이다.
도 4 는, 상하로 배치된 자기 자극 코일의 적층 상태를 설명하기 위한 설명도로서, 도 3 의 A-A 선을 따라 파단한 단면 (端面) 에 상당하는 도면이다.
도 5(a) 는, 자기 자극 코일에 인가되는 펄스 전압의 시간 파형을 나타내고, 도 5(b) 는, 자기 자극 코일에 흐르는 펄스 전류의 시간 파형을 나타낸다.
도 6(a) 는, 생체에 대한 자기 자극 패턴의 예를 설명하기 위한 설명도, 도 6(b) 는 도 6(a) 의 일부의 확대도이다.
도 7 은, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 사용되는 자기 자극 코일의 구성을 설명하기 위한 설명도로서, 도 4 에 대응하는 부분의 단면도이다.
도 8 은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 사용되는 자기 자극 코일의 구성을 설명하기 위한 설명도로서, 도 4 에 대응하는 부분의 단면도이다.
도 9 는, 다심선의 구성예를 나타내는 설명도이다.
도 10 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서의 회로도이다.
도 11 은, 공진용 콘덴서의 전압과 자기 자극 코일에 흐르는 전류의 시간 파형을 나타내는 도면이다.
도 12 는, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서의 회로도이다.
도 13 은, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서의 회로도이다.
도 14 는, 본 발명의 제 7 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서의 회로도이다.
도 15 는, 도 14 의 회로에 있어서 사용되는 위상 조정 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 16 은, 도 14 의 회로에 있어서 사용되는 위상 조정 회로의 다른 예를 나타내는 회로도이다.
도 17 은, 본 발명의 제 7 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서 사용되는 위상 조정 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 18 은, 본 발명의 제 9 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서의 회로도이다.
도 19 는, 도 18 의 회로에 있어서 사용되는 위상 조정 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 20 은, 본 발명의 제 10 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치에 있어서 사용되는 위상 조정 회로의 일례를 나타내는 회로도이다.
도 21(a) 는, 도 20 의 회로에 있어서의 자기 자극 코일에 인가되는 전류 파형의 일례를 나타내고, 도 21(b) 는, 도 21(a) 의 전류에 의해 발생하는 전기장의 파형의 일례를 나타낸다.

이하, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치 (이하 간단히「자극 장치」또는「장치」라고 칭하는 경우가 있다) 를, 첨부 도면을 참조하면서 설명한다. 본 실시형태의 장치는, 생체 내부에 변동 자기장을 인가함으로써, 생체, 특히 뇌 내에 대한 자극을 실시하기 위한 것이다.

(본 실시형태의 구성)

먼저, 본 실시형태에 관련된 장치의 개략적인 구성예를, 도 1 을 참조하면서 설명한다. 이 장치는, 장치 본체 (100) 와, 조정 기구 (200) 를 구비하고 있다. 장치 본체 (100) 는, 조정 기구 (200) 를 지지함과 함께, 후술하는 전원 (3) 등의 주요한 장비품을 내장하고 있다. 조정 기구 (200) 는, 후술하는 자기 자극 코일 (11·12) 을 유지하는 코일 유지부 (210) 의 위치를 조정하여, 적절한 의자 (도시 생략) 에 착석한 대상자 (도시 생략) 의 두부에 있어서의 소정 위치에 자기 자극을 부여할 수 있도록 되어 있다. 상기한 장치의 전체적인 구성에 대해서는 종래와 동일하게 할 수 있으므로, 이것에 대한 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

다음으로, 도 2 를 참조하여, 본 실시형태의 장치에 있어서의 자기 자극 코일 (11·12) 을 구동시키기 위한 회로의 구성예를 설명한다. 즉, 이 장치는, 대상자의 생체 내부 (구체적으로는 뇌 내) 에 변동 자기장을 인가함으로써 생체에 대한 자극을 실시하기 위한 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 에 각각 펄스 전류를 인가하여 변동 자기장을 발생시키기 위한 복수의 공진 회로 (21·22) 와, 복수의 공진 회로 (21·22) 에 전력을 공급하기 위한 전원 (3) 을 기본적인 구성으로서 구비하고 있다.

(공진 회로)

복수의 공진 회로 (21·22) 는, 전원 (3) 에 대하여 병렬로 접속되어 있고, 이로써, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 도, 전원 (3) 에 대하여 병렬로 접속된 것으로 되어 있다.

복수의 공진 회로 (21·22) 는, 자기 자극 코일 (11·12) 에 대한 펄스 전류의 인가 타이밍을 제어하는 복수의 스위칭 소자 (211 및 221) 와, 전원 (3) 으로부터 공급된 전하를 축적하는 충전용 콘덴서 (212·222) 와, 자기 자극 코일 (11·12) 에 병렬로 삽입된 공진용 콘덴서 (213·223) 와, 정류용의 다이오드 (214·224) 와, 충전용 콘덴서 (212·222) 와 병렬로 삽입된 저항 (215·225) 을 갖고 있다.

또, 본 실시형태의 장치에서는, 스위칭 소자 (211·221) 로서 IGBT 가 사용되고 있고, 이 IGBT 와 병렬로, 부하 전류 전류용의 다이오드 (Free Wheeling Diode) 인 FWD (211a·221a) 가 접속되어 있다. 스위칭 소자 (211·221) 는, 도시되지 않은 제어 장치에 의해, 소정의 타이밍에서 온/오프 동작을 실시하도록 되어 있다. 스위칭 소자 (211·221) 의 상세한 동작에 대해서는 후술한다.

충전용 콘덴서 (212·222) 는 모두, 2 개의 콘덴서의 직렬 접속에 의해 실장되어 있고, 이로써 콘덴서의 내압 향상을 도모하고 있다. 저항 (215·225) 은, 직렬 접속된 콘덴서에 인가되는 전압의 조정을 도모하는 것이다.

공진용 콘덴서 (213·223) 는, 병렬 접속된 자기 자극 코일 (11·12) 과 함께, 소정의 주파수에서 공진하는 병렬 공진 회로를 구성하는 것이다.

본 실시형태의 공진 회로 (21·22) 는, 충전용 콘덴서 (212·222) 에 축적된 전위차에 의해, 스위칭 소자 (211·221) 를 통하여 병렬 공진 회로 (즉 자기 자극 코일 (11·12) 및 공진용 콘덴서 (213·223) 로 구성되는 공진 회로) 에 필요한 전압을 인가할 수 있도록 되어 있다.

(자기 자극 코일)

복수의 자기 자극 코일 (11·12) 은, 대략 동일 형상으로 형성되어 있고, 또한 인가된 펄스 전류에 의해 발생하는 자속의 방향이 일치하도록 인접하여 배치되어 있다 (도 3 및 도 4 참조). 즉, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 은, 그것들의 축심이 대략 일치하도록 적층하여 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 의 일방은 상단 코일 (11) 이 되고, 타방은 하단 코일 (12) 이 되고 있다.

상단 코일 (11) 및 하단 코일 (12) 은, 그 적어도 일부분을 단면에서 봤을 때에 있어서, 상단 코일 (11) 의 바닥면과 하단 코일 (12) 의 상면이 중첩되도록, 적층되어 배치되어 있다 (도 4 참조). 또한, 도 3 에서는, 보기 쉽게 하기 위해, 상단 코일 (11) 과 하단 코일 (12) 사이를 약간 이간시킨 상태를 나타내고 있다. 본 실시형태에 있어서의 코일 (11·12) 은 모두, 이른바 8 자 코일로 되어 있지만, 다른 형상의 코일로 하는 것도 가능하다.

(전원)

전원 (3) 으로는, 본 실시형태에서는, 1 차측 코일 (31) 과 2 차측 코일 (32) 로 이루어지는 승압 트랜스가 사용되고 있다. 1 차측 코일 (31) 에는, 예를 들어 상용 교류 전원이 접속되어 있고, 필요한 전력이 공급되도록 되어 있다. 2 차측 코일 (32) 은, 이른바 센터 탭이 형성된 코일로 되어 있고, 센터 탭을 사이에 두고 일측과 타측에서 각각 필요한 전력을 공진 회로 (21·22) 에 공급할 수 있도록 되어 있다.

(본 실시형태의 동작)

다음으로, 상기한 구성을 갖는 본 실시형태의 장치의 동작을 설명한다. 여기서 복수의 공진 회로는 모두 기본적으로 동일하게 동작하므로, 기본적으로는 1 개의 공진 회로 (21) 를 예로 하여 이하에 설명한다.

먼저 초기 상태에서는 스위칭 소자 (211) 가 오프 상태인 것으로 가정한다. 이 상태에 있어서 전원 (3) 으로부터 소정의 전압이 공급되면, 정류용 다이오드 (214) 에 의해 정류된 전압이 충전용 콘덴서 (212) 에 인가되고, 전하가 축적된다. 그 후, 소정 타이밍에서 스위칭 소자 (211) 가, 도시되지 않은 제어 장치로부터의 입력 신호에 의해 온이 되면, 상단 코일 (일방의 자기 자극 코일) (11) 에는, 자기 자극 코일 (11) 과 공진용 콘덴서 (213) 로 이루어지는 LC 병렬 공진 회로의 공진 주파수에서, 충전용 콘덴서 (212) 로부터의 전류가 흐른다. 이어서 스위칭 소자 (211) 가 소정 타이밍에서 오프가 되면 초기 상태로 되돌아간다. 이후, 동일한 동작이 반복된다.

코일 (11) 에 인가되는 전압 파형과 전류 파형의 예를 도 5 에 나타낸다. 이것들은 모두 정현파로 되어 있으며, 그 주파수는 공진 회로에 있어서의 공진 주파수에 의해 결정된다. 전압 파형과 전류 파형은 위상이 90°어긋나 있다. 스위칭 소자 (211) 가 온인 시간 간격을 T1 로 한다. 이 시간 T1 은, 예를 들어 200 ∼ 300 μs 이다. 단 이 시간 간격은, 자기 자극의 용도에 따라 적절히 변경 가능하다. 또, 이 예에서는, T1 은 공진 주파수의 주기와 일치하고 있다. 본 실시형태의 장치에서는, 코일 (11) 에 대한 정방향의 최대 인가 전압 V₁ 을 1.8 ㎸, 정방향으로 흐르는 최대 전류 I₁ 을 7 ㎄ 로 상정하고 있지만, 이것은 단순히 일례로서, 필요한 자극의 크기에 따라 조정 가능하다.

본 실시형태에 있어서의 치료 패턴의 예를 도 6 에 나타낸다. 이 예에서는, 시간 간격 (치료 시간) T2 (도 6(a) 참조) 의 동안, 가료 (加療) 를 실시하고, 다음의 시간 간격 (휴지 시간) T3 의 동안 휴지한다. 이 동작을 주기적으로 실시한다. 전체의 치료 시간 T4 는 예를 들어 30 분 ∼ 40 분이다. 1 개의 치료 시간 T2 에 있어서는, 스위칭 소자 (211) 의 온/오프에 의해, 예를 들어 1 초간당 10 펄스 (요컨대 10 pps) 의 펄스 전류가 코일 (11) 에 인가되고, 코일 (11) 로부터 생체에 변동 자기장을 인가할 수 있다. 예를 들어 3000 펄스의 변동 자기장을 생체에 인가하는 경우에는, 이 예에 있어서의 치료 시간 T4 는 37.5 분이 된다. 물론 이 수치는 단순한 일례로서, 필요에 따라 변경할 수 있다. 치료 시간 T2 와 휴지 시간 T3 의 비 (듀티비) 도, 용도에 따라 적절히 설정 가능하다. 공진 회로 (22) 의 동작은 상기한 공진 회로 (21) 의 동작과 동일하다.

본 실시형태에 있어서는, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 을 대략 동일 형상으로 형성하였으므로, 인덕턴스 특성을 대략 동일하게 할 수 있다. 따라서, 공진시에 각각의 코일로부터 발생하는 자기장의 변동의 위상은 대략 동상이 된다. 그리고, 이들 자기 자극 코일을, 펄스 전류에 의해 발생하는 자속의 방향이 일치하도록 인접하여 배치하였으므로, 발생한 자속을 중첩시킴으로써, 필요한 정도까지 높은 강도의 자속을 생체에 인가할 수 있다. 따라서, 1 개당의 자기 자극 코일 (11·12) 에 인가되어야 할 전류·전압을 낮게 억제하는 것이 가능해진다는 이점이 있다. 그러면, 스위칭 소자 (211·221) 로서 저렴한 소자, 예를 들어 범용품의 IGBT 를 사용할 수 있어, 장치의 제조 비용을 낮게 억제할 수 있다는 이점도 발휘할 수 있다.

또, 본 실시형태에서는, 자기 자극 코일 (11·12) 에 흐르는 전류를 감소시킬 수 있으므로, 1 개당의 자기 자극 코일로부터의 발열량을 저하시킬 수 있다. 그러면, 냉각 대책이 용이해져, 냉각 기구의 단순화 혹은 폐지도 가능해진다는 이점이 있다.

또한, 각각의 공진 회로 내에 있어서의 최대 전압, 최대 전류를 저하시킬 수 있으므로, 발생하는 전자 노이즈를 저하시키는 것이 가능해지고, 그 결과, 노이즈 대책의 간소화가 가능해진다. 또, 절연 대책의 간소화도 가능해진다.

(제 2 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 7 을 참조하면서 설명한다. 이 제 2 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 1 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

상기한 제 1 실시형태에서는, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 로서, 상단 코일 (11) 과 하단 코일 (12) 을 사용하였다. 이에 대하여 제 2 실시형태에서는, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 에 있어서의 권선이 좌우 방향 (축심에 직교하는 방향) 으로 인접하도록, 이들 코일 (11 ·12) 을 배치한다. 요컨대 본 실시형태의 자기 자극 코일 (11·12) 은, 동심이 되고 또한 직경 방향으로 적층된 듀얼 스파이럴 코일로 되어 있다. 자기 자극 코일 (11) 과 자기 자극 코일 (12) 사이는 절연되어 있다.

제 2 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 3 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 8 을 참조하면서 설명한다. 이 제 3 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 1 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

상기한 제 1 실시형태에서는, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 로서, 상단 코일 (11) 과 하단 코일 (12) 을 사용하였지만, 제 3 실시형태에서는, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 에 있어서의 각각의 권선끼리가 서로 합쳐 꼬아져 다심선을 구성하고 있다. 요컨대, 본 실시형태에서는, 다심선 (이른바 리츠선) 에 있어서의 1 군의 심선으로 일방의 코일, 다른 1 군의 심선으로 타방의 코일을 구성하고 있다. 물론, 각 심선의 외주면은 절연되어 있다. 도 8 의 예에서는, 위에서부터 짝수층째의 심선이 일방의 자기 자극 코일 (11), 홀수층째의 심선이 타방의 자기 자극 코일 (12) 이 되고 있다. 다심선의 구체예를 도 9 에 나타낸다. 단 도 9 에서는, 다심선 전체의 단면 형상이 원형으로 되어 있다. 또, 개별의 심선의 단면 형상도 원형으로 되어 있다.

제 3 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 4 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 10 을 참조하면서 설명한다. 이 제 4 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 1 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다. 이 제 4 실시형태에서는, 제 1 실시형태에 있어서의 충전용 콘덴서 (212·222) 가 생략되어 있고, 공진용 콘덴서 (213·223) 가 충전용 콘덴서를 겸하도록 되어 있다. 요컨대, 이 제 4 실시형태에 있어서의 공진 회로 (21·22) 는, 자기 자극 코일 (11·12) 과 공진용 콘덴서 (213·223) 로 이루어지는 LC 공진 회로로 되어 있다.

이 제 4 실시형태에서는, 각 공진 회로 (21·22) 에 있어서의 공진용 콘덴서 (213·223) 와 전원 (3) 사이에, 공진용 콘덴서 (213·223) 의 방전시에 있어서 공진용 콘덴서 (213·223) 와 전원 (3) 의 접속을 차단하는 제 2 스위칭 소자 (41·42) (도 10 참조) 가 배치되어 있다.

이들 제 2 스위칭 소자 (41·42) 의 동작을, 도 11 을 추가로 참조하면서 설명한다. 이 도면에서는, 스위칭 소자 (211·221) 가 시간 t1 에서 온이 되고, 시간 t2 에서 오프가 되는 경우의, 공진용 콘덴서 (213·223) 의 전압과 자기 자극 코일 (11·12) 에 흐르는 전류의 시간 변화의 일례를 나타내고 있다. 공진용 콘덴서 (213·223) 의 전압은, 시간 t1 에서부터 내려가, 어느 시점에서 부전압이 되고, 그 후, 원래의 전압에 가까운 값까지 되돌아간다. 여기서, 부전압이 될 때 (요컨대 충전 전압의 방전시) 에는, 전원 (3) 측에, 자기 자극 코일 (11·12) 에 흘러야 할 전류의 일부가 누설되어, 이것이 손실이 된다. 그러면, 공진용 콘덴서 (213·223) 의 재충전에 시간을 필요로 하게 되고, 이 점은, 대상자에게 인가되는 자기 자극 펄스의 고주파화의 방해가 된다. 그래서, 본 실시형태에서는, 제 2 스위칭 소자 (41·42) 를 형성하여, 공진용 콘덴서 (213·223) 의 방전시에 있어서 공진용 콘덴서 (213·223) 와 전원 (3) 의 접속을 차단함으로써, 이와 같은 전하의 누설을 저감시켜, 장치의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 이로써, 전원 (3) 방향으로의 누설 전류를 방지할 수 있고, 그 결과, 공진용 콘덴서 (213·223) 의 재충전 시간이 짧아져, 변동 자기장의 펄스 주기를 짧게 할 (요컨대 고주파수화할) 수 있다. 또, 누설 전류를 방지함으로써, 소비 전력을 감소시켜, 장치로부터의 발열 방지나 단열 구조의 간소화를 도모할 수도 있다. 또, 본 실시형태에서는, 제 2 스위칭 소자 (41·42) 로서 쌍방향 스위치를 사용하였으므로, 장치의 배선 인덕턴스 상에 발생하는 과전압을 충전용 콘덴서가 흡수하기 위한 패스를 확보할 수 있다는 이점도 있다.

제 4 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 5 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 12 를 참조하면서 설명한다. 이 제 5 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 4 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

이 제 5 실시형태에서는, 공진용 콘덴서 (213·223) 와 전원 (3) 사이에, LC 병렬 공진 회로로 이루어지는 공진 임피던스 회로 (51·52) 가 삽입되어 있다. 이들 공진 임피던스 회로 (51·52) 는, 공진 회로 (21·22) 에 있어서의 공진 주파수에 있어서 공진함으로써, 비공진시보다 높은 저항 성분 (원리적으로는 임피던스 무한대) 으로서 작용하도록 되어 있다.

제 4 실시형태에 있어서 설명한 바와 같이, 공진용 콘덴서 (213·223) 의 방전시에는, 전원 (3) 측에, 코일 (11 ·12) 에 흘러야 할 전하의 일부가 누설된다. 그래서, 제 5 실시형태에서는, 공진 임피던스 회로 (51·52) 에 의해, 전원 (3) 측으로의 전류를 억제하여, 장치의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 또, 이 제 5 실시형태에서는, 능동적 소자를 사용하지 않고, 수동적 소자만으로 누설 전류를 효율적으로 억제할 수 있으므로, 장치 비용을 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 신뢰성이나 내구성도 향상시킬 수 있다. 여기서, 공진 임피던스 회로 대신에 저항 소자를 사용해도, 누설 전류를 다소 억제할 수는 있지만, 공진 임피던스 회로를 사용함으로써, 누설 전류에 대한 높은 억제 효과를 발휘할 수 있다는 이점이 있다.

제 5 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 4 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 6 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 13 을 참조하면서 설명한다. 이 제 6 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 1 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

이 제 6 실시형태에서는, 각 공진 회로 간에서의 공진 주파수를 동기시키기 위한 동기 조정 회로 (6) 가, 어느 것 또는 양방의 공진 회로에 삽입되어 있다. 구체적으로는, 도 13 의 예에서는, 동기 조정 회로 (6) 로서, 자기 자극 코일 (11) 과 직렬로 공진 회로 (21) 에 삽입된 미소한 인덕턴스 성분이 사용되고 있다.

이 제 6 실시형태에 의하면, 공진 회로 (21) 의 인덕턴스 성분을 미조정함으로써, 공진 회로 (21) 에 있어서의 공진 주파수를 조정하여, 각 공진 회로에 있어서의 공진 주파수를 동기시킬 수 있다. 즉, 이 실시형태의 장치에 의하면, 자기 자극 코일로부터의 펄스상 자속의 위상을 보다 정확하게 일치시킬 수 있다. 그 결과, 각 공진 회로에서의 최대 전압·최대 전류를 한층 억제하는 것이 가능해진다.

또한, 동기 조정 회로 (6) 로는, 공진 주파수를 결정하는 다른 성분 (예를 들어 커패시턴스 성분) 을 조정하는 것이어도 된다. 또, 공진 회로 (21) 이외의 다른 공진 회로에 삽입되어, 그 공진 회로의 공진 주파수를 조정하는 구성이어도 된다.

제 6 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 7 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 7 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 14 를 참조하면서 설명한다. 이 제 7 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 1 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

이 제 7 실시형태의 장치는, 공진 회로 (21·22) 에 있어서 각각 발생하는 공진 전류끼리의 위상을 정합시키기 위한 위상 조정 회로 (7) 를 갖고 있다. 이 위상 조정 회로 (7) 는, 공진 회로 (21·22) 에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 발생 타이밍이 일치하도록 조정함으로써, 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 것이다.

위상 조정 회로 (7) 의 일례를 도 15 에 나타낸다. 도 15 에 나타내는 위상 조정 회로 (7) 는, AND 게이트 (71) 와 지연 회로 (72) 를 구비하고 있다. AND 게이트 (71) 의 일방의 입력단 (7a) 에는 도시되지 않은 제어 장치로부터 스위칭 소자 (211) 에 대한 입력 신호 (온 신호) 가 입력된다. 지연 회로 (72) 는, 공진 회로 (21) 의 공진 전류와 공진 회로 (22) 의 공진 전류의 위상 어긋남에 따라, AND 게이트 (71) 에 있어서의 타방의 입력단에 대한 신호를 지연시키도록 되어 있다. 또, AND 게이트 (71) 의 출력단 (7b) 은, 스위칭 소자 (211) 의 게이트에 접속된다.

본 실시형태의 장치에서는, 스위칭 소자 (211) 에 대한 입력 신호를 지연시켜, 공진 전류의 발생 시기를 조정할 수 있다. 요컨대, 공진 개시 시기의 차분을 감소시키는 방향으로 조정할 수 있다. 이로써, 공진 회로에 있어서 발생하는 공진 전류의 위상, 즉, 자기 자극 코일 (11·12) 로부터 발생하는 펄스상 자속의 위상을 보다 정확하게 일치시킬 (즉 차분을 감소시킬) 수 있다. 그 결과, 각 공진 회로에서의 최대 전압·최대 전류를 한층 억제하는 것이 가능해진다.

위상 조정 회로 (7) 로는, 도 15 의 예에 한정되지 않고, 공진 전류의 위상을 조정 가능한 다른 구성을 사용할 수 있다. 예를 들어 도 16 에 나타내는 바와 같이, 위상 조정 회로 (7) 로서, 커패시턴스 소자 (73) 와 가변 저항 (74) 을 사용한 것이어도 된다. 이 위상 조정 회로 (7) 의 입력단 (7a) 에는 제어 장치로부터의 입력 신호 (온 신호) 가 입력되도록 되어 있고, 출력단 (7b) 은 스위칭 소자 (211) 의 게이트에 접속되어 있다. 도 16 의 회로에 있어서의 지연 시간은, 스위칭 소자 (211) 가 갖는 게이트의 Cies (입력 용량) 및 Vth (스레숄드 전압) 와, 위상 조정 회로 (7) 의 커패시턴스 소자 (73) 의 용량 C 와, 가변 저항 (74) 의 저항값 R 이라는 정수로 결정된다. 따라서, 가변 저항 (74) 의 저항값 R 을 조정함으로써 지연 시간을 제어할 수 있다.

또한, 위상 조정 회로 (7) 는, 공진 회로 (21) 대신에 공진 회로 (22) 에 접속되어 있어도 된다. 또, 양방의 공진 회로 (21·22) 에 각각 다른 위상 조정 회로 (7) 를 접속시키는 것도 가능하다.

제 7 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 1 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 8 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 8 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 17 을 참조하면서 설명한다. 이 제 8 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 7 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

이 제 8 실시형태에서는, 상기 제 7 실시형태에서 설명한 위상 조정 회로 (7) 의 더욱 구체적인 예를 나타낸다. 이 위상 조정 회로 (7) 는, AND 게이트 (71) 의 반전 입력에 신호를 출력하는 차분 증폭기 (75) 와, 차분 증폭기 (75) 의 입력에 신호를 출력하는 홀 소자 (761·762) 로 구성되어 있다. AND 게이트 (71) 의 다른 입력단 (7a) 에는, 도시되지 않은 제어 장치로부터의 스위칭 신호가 입력된다. 홀 소자 (761) 는, 자기 자극 코일 (11) 의 근방에 배치되어, 이 자기 자극 코일 (11) 로부터 발생하는 자기장 강도를 전압값으로서 검출할 수 있도록 되어 있다. 동일하게, 홀 소자 (762) 는, 자기 자극 코일 (12) 의 근방에 배치되어, 이 자기 자극 코일 (12) 로부터 발생하는 자기장 강도를 전압값으로서 검출할 수 있도록 되어 있다.

제 8 실시형태의 장치에서는, 홀 소자 (761·762) 로부터의 신호에 차가 없는 경우 (요컨대, 자기장 강도의 위상이 일치하고 있는 경우) 에는, 제어 장치로부터의 IGBT 신호 (요컨대 스위칭 신호) 가 그대로 스위칭 소자 (211) 에 입력된다. 만약, 홀 소자 (761·762) 로부터의 신호에 차가 있는 경우 (요컨대, 자기장 강도의 위상에 어긋남이 있는 경우) 에는, 제어 장치로부터의 IGBT 신호 (요컨대 스위칭 신호) 는 스위칭 소자 (211) 에 입력되지 않고, 홀드 상태가 된다. 이로써, 공진 회로 (21) 에 있어서의 공진 개시 시기를 자동적으로 조정할 수 있다.

제 8 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 7 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 9 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 9 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 18 및 도 19 를 참조하면서 설명한다. 이 제 9 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 7 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

이 제 9 실시형태에서는, 상기 제 7 실시형태에서 설명한 위상 조정 회로 (7) 의 더욱 구체적인 예를 나타낸다. 제 9 실시형태의 공진 회로 (21·22) 의 공통 배선 부분에는, 이 공통 배선에서의 전류값을 검출하는 전류 검출 소자 (77) 가 삽입되어 있다 (도 18 참조). 또, 제 9 실시형태의 위상 조정 회로 (7) 는, AND 게이트 (71) 의 반전 입력에, 정류용의 다이오드 (771) 를 통하여, 전류 검출 소자 (77) 로부터의 신호가 입력되도록 되어 있다 (도 19 참조).

제 9 실시형태의 장치에서는, 공진 회로 (21·22) 에 각각 흐르는 공진 전류에 위상차가 없는 경우에는, 이들 회로의 공통 배선 부분에는 전류가 흐르지 않는다. 따라서, 제어 장치로부터의 IGBT 신호 (요컨대 스위칭 신호) 가 그대로 스위칭 소자 (211) 에 입력된다. 만약, 공진 회로 (21·22) 에 각각 흐르는 공진 전류에 위상차가 있는 경우에는, 이들 회로의 공통 배선 부분에는, 위상차에 따른 전류가 흐른다. 그러면, 제어 장치로부터의 IGBT 신호 (요컨대 스위칭 신호) 는 스위칭 소자 (211) 에 입력되지 않고, 홀드 상태가 된다. 이로써, 공진 회로 (21) 에 있어서의 공진 개시 시기를 자동적으로 조정할 수 있다.

제 9 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 7 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

(제 10 실시형태)

다음으로, 본 발명의 제 10 실시형태에 관련된 경두개 자기 자극 장치를, 도 20 및 도 21 을 참조하면서 설명한다. 이 제 10 실시형태의 설명에 있어서는, 상기한 제 7 실시형태에 관련된 장치와 기본적으로 공통되는 요소에 대해서는, 동일 부호를 사용함으로써 기재의 중복을 피한다.

이 제 10 실시형태에서는, 상기 제 7 실시형태에서 설명한 위상 조정 회로 (7) 의 다른 예를 나타낸다. 이 위상 조정 회로 (7) 는, 공진 회로 (21·22) 에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 변화율 (요컨대 dI/dt) 의 최대점이 일치하도록 (요컨대 차분이 감소하도록) 조정함으로써, 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 것이다.

제 10 실시형태의 위상 조정 회로 (7) 는, AND 게이트 (71) 의 반전 입력에 접속된 타이머 (78) 와, 이 타이머 (78) 에 접속된 제로 크로스 검출기 (791·792) 로 구성되어 있다. 제로 크로스 검출기 (791) 는, 공진 회로 (21) 를 흐르는 공진 전류의 정현파형에 있어서의 제로 크로스점을 검출할 수 있도록 되어 있다. 동일하게 제로 크로스 검출기 (792) 는, 공진 회로 (22) 를 흐르는 공진 전류의 정현파형에 있어서의 제로 크로스점을 검출할 수 있도록 되어 있다. 제로 크로스점이 일치하는 경우에는, 제어 장치로부터의 IGBT 신호 (요컨대 스위칭 신호) 가 그대로 스위칭 소자 (211) 에 입력된다. 만약, 제로 크로스점에 어긋남이 있는 경우에는, 그 어긋남을 타이머 (78) 로 계측하여, 그 계측 시간만큼, 일방의 공진 회로에 있어서의 다음 회의 공진 개시 시점을, 그 시간만큼 어긋나게 할 (요컨대 지연시킬) 수 있다. 이로써, 공진 회로 (21·22) 에 있어서 각각 발생하는 공진 전류끼리의 위상을 정합시킬 수 있다.

코일에 인가되는 전류와, 이 코일에 의해 발생하는 전기장의 관계를 도 21 에 나타낸다. 코일의 자속 밀도는 전류값에 비례하고, 전기장은 자속 밀도의 변화에 비례한다. 코일에 인가되는 전류의 변화율 (dI/dt) 이 최대일 때, 코일에 의해 발생하는 전기장은 최대가 된다 (도 21(b) 참조). 따라서, 이 전류의 변화율의 최대점을 일치시킴으로써, 복수의 코일에 의한 전기장의 최대화를 도모할 수 있다. 그러면, 높은 치료 효과를 기대할 수 있다.

제 10 실시형태에 있어서의 다른 구성 및 이점은, 상기한 제 7 실시형태와 동일하므로, 이 이상 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 내용은, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 본 발명은, 특허 청구의 범위에 기재된 범위 내에 있어서, 구체적인 구성에 대하여 다양한 변경을 부가할 수 있는 것이다.

예를 들어, 상기한 각 실시형태에 있어서는, 2 개의 공진 회로를 사용하는 예를 설명하였지만, 3 개 이상의 공진 회로를 사용하고, 각각의 공진 회로에 의해 대응하는 자기 자극 코일을 구동시키는 것도 가능하다. 이 경우에 있어서 각 공진 회로는 전원 (3) 에 대하여 병렬이 된다.

또, 상기한 각 실시형태에서는, 복수의 자기 자극 코일 (11·12) 에 동일한 위상의 전류를 인가하는 구성으로 하였지만, 역위상의 전류를 인가함으로써 자기장의 방향을 반대로 하여, 자기장을 상쇄시키는 (이상적으로는 자기장 강도 제로로 하는) 것도 가능하다. 이와 같이 하면, 임상 연구용의 위 (僞) 자극 코일로서 사용할 수 있다.

3 : 전원
6 : 동기 조정 회로
7 : 위상 조정 회로
11 : 일방의 자기 자극 코일 (상단 코일)
12 : 타방의 자기 자극 코일 (하단 코일)
21·22 : 공진 회로
211·221 : 스위칭 소자
212·222 : 충전용 콘덴서
213·223 : 공진용 콘덴서
214·224 : 다이오드
215·225 : 저항
41·42 : 제 2 스위칭 소자
51·52 : 공진 임피던스 회로
100 : 장치 본체
200 : 조정 기구
210 : 코일 유지부

Claims

생체 내부에 변동 자기장을 인가함으로써 생체에 대한 자극을 실시하기 위한 복수의 자기 자극 코일을 갖고, 상기 복수의 자기 자극 코일에 각각 펄스 전류를 인가하여 상기 변동 자기장을 발생시키기 위한 복수의 공진 회로와, 상기 복수의 공진 회로에 전력을 공급하기 위한 전원을 구비하고 있고,
상기 복수의 공진 회로는, 상기 전원에 대하여 병렬로 접속되어 있고, 이로써, 상기 복수의 자기 자극 코일도, 상기 전원에 대하여 병렬로 접속되어 있고,
상기 복수의 자기 자극 코일은, 대략 동일 형상으로 형성되어 있고, 또한 상기 펄스 전류에 의해 발생하는 자속의 방향이 일치하도록 인접하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 공진 회로는, 상기 자기 자극 코일에 대한 상기 펄스 전류의 인가 타이밍을 제어하는 스위칭 소자를 각각 구비하고 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 자기 자극 코일은, 그것들의 축심이 대략 일치하도록 적층하여 배치되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 3 항에 있어서,
상기 자기 자극 코일의 일방은 상단 코일이 되고, 타방은 하단 코일이 되고 있고,
상기 상단 코일 및 상기 하단 코일의 적어도 일부분을 단면에서 봤을 때에 있어서, 상기 상단 코일의 바닥면과 상기 하단 코일의 상면이 중첩되도록, 상기 상단 코일과 상기 하단 코일이 적층되어 배치되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 복수의 자기 자극 코일에 있어서의 각각의 권선끼리는, 서로 합쳐 꼬아져 다심선을 구성하고 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공진 회로는, 상기 전원으로부터 공급된 전하를 축적하는 공진용 콘덴서를 구비하고 있고,
상기 공진용 콘덴서와 상기 전원 사이에는, 상기 공진용 콘덴서의 방전시에 있어서 상기 공진용 콘덴서와 상기 전원의 접속을 차단하여, 상기 전원으로의 누설 전류를 억제하는 제 2 스위칭 소자가 배치되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공진 회로는, 상기 전원으로부터 공급된 전하를 축적하는 공진용 콘덴서를 구비하고 있고,
상기 공진용 콘덴서와 상기 전원 사이에는, 상기 공진 회로에 있어서의 공진 주파수에 있어서 공진함으로써, 비공진시보다 높은 저항 성분으로서 작용하여, 상기 전원으로의 누설 전류를 억제하는 공진 임피던스 회로가 삽입되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 공진 회로 중 어느 것 또는 전부에는, 각각의 공진 회로에 있어서의 공진 주파수를 동기시키기 위한 동기 조정 회로가 구비되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류끼리의 위상을 정합시키기 위한 위상 조정 회로가 구비되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 발생 타이밍이 일치하도록 조정함으로써, 상기 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 구성으로 되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
제 9 항에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 변화율의 최대점이 일치하도록 조정함으로써, 상기 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 구성으로 되어 있는 경두개 자기 자극 장치.
생체 내부에 변동 자기장을 인가함으로써 생체에 대한 자극을 실시하기 위한 복수의 자기 자극 코일을 갖고, 상기 복수의 자기 자극 코일에 각각 펄스 전류를 인가하여 상기 변동 자기장을 발생시키기 위한 복수의 공진 회로와, 상기 복수의 공진 회로에 전력을 공급하기 위한 전원을 구비하고 있고,
상기 복수의 공진 회로는, 상기 전원에 대하여 병렬로 접속되어 있고, 이로써, 상기 복수의 자기 자극 코일도, 상기 전원에 대하여 병렬로 접속되어 있고,
상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류끼리의 위상을 정합시키기 위한 위상 조정 회로가 추가로 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 경두개 자기 자극 장치.
제 12 항에 있어서,
상기 위상 조정 회로는, 상기 복수의 공진 회로에 있어서 각각 발생하는 공진 전류의 변화율의 최대점이 일치하도록 조정함으로써, 상기 공진 전류끼리의 위상을 정합시키는 구성으로 되어 있는 경두개 자기 자극 장치.