RU2707653C1

RU2707653C1 - Method of transcranial magnetic stimulation

Info

Publication number: RU2707653C1
Application number: RU2018136525A
Authority: RU
Inventors: Борис Николаевич Юнг
Original assignee: Борис Николаевич Юнг
Priority date: 2018-10-16
Filing date: 2018-10-16
Publication date: 2019-11-28

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medicine and cognitive technologies. Modulus and direction-variable magnetic field induction vector with a zero value outside the possible stimulation zones is created, which provides stimulation of all allowed cerebral regions. Magnetic field induction vector and the geometrical axes of each of the magnetic field sources are transmitted along one common axis passing through the brain stimulation zone, which increases efficiency and accuracy of stimulation. Besides, the stimulation object is exposed to alternating modulo positive and/or negative values of the magnetic field induction vector, as well as narrow-directional terahertz radiation.

EFFECT: invention is intended for use in therapy of diseases of nervous system and cerebral diseases, in technologies of activation of creative abilities and restoration of lost functions of patient's sensors.

4 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области медицины, когнитивных технологий и смежных областей и предназначено для использования в терапии болезней нервной системы и заболеваний головного мозга, в технологиях активизации творческих способностей и восстановления утраченных функций сенсоров пациентов.The invention relates to the field of medicine, cognitive technologies and related fields, and is intended for use in the treatment of diseases of the nervous system and diseases of the brain, in technologies for activating creative abilities and restoring lost functions of patient sensors.

Известны различные способы и устройства транскраниальной магнитной стимуляции.Various methods and devices of transcranial magnetic stimulation are known.

Известны способы транскраниальной магнитной стимуляции и устройства для его осуществления (см. патенты US 9352167 В2 и US 20100113959 A1), включающие проведение транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), при котором осуществляется пространственное суммирование магнитных потоков за счет множества электромагнитов, расположенных в пространстве вокруг головы реципиента на определенном шаге друг от друга и с числом обмоток на катушке от одного до двух.Known methods of transcranial magnetic stimulation and devices for its implementation (see patents US 9352167 B2 and US 20100113959 A1), including transcranial magnetic stimulation (TMS), in which spatial summation of magnetic flux is carried out due to the many electromagnets located in the space around the recipient’s head at a certain step from each other and with the number of windings on the coil from one to two.

Известен также способ транскраниальной магнитной стимуляции, включающий воздействие магнитным полем, формируемым катушками индукторов (см. патент US 20050228209 А1), включающий перемещение одной и более катушек относительно зоны стимуляции, причем магнитные поля катушек воздействуют на зону стимуляции из нескольких точек, в результате суммарная энергия магнитного поля от катушек в зоне стимуляции больше, чем энергия магнитного поля в областях вблизи зоны стимуляции на том же расстоянии от катушки.There is also known a method of transcranial magnetic stimulation, including exposure to a magnetic field generated by inductor coils (see US patent 20050228209 A1), including the movement of one or more coils relative to the stimulation zone, and the magnetic fields of the coils act on the stimulation zone from several points, resulting in total energy the magnetic field from the coils in the stimulation zone is greater than the energy of the magnetic field in areas near the stimulation zone at the same distance from the coil.

Наиболее близким к заявленному изобретению является способ транкраниальной магнитной стимуляции (см. патент 2654581), включающий воздействие на жестко зафиксированную в пространстве голову реципиента магнитным полем, формируемым двумя источниками магнитного поля, которые соединяют по магнитному потоку гибким магнитопроводом и перемещают вокруг головы реципиента по дуге окружности в произвольном направлении с равной их угловой скоростью и с возможностью поворота плоскости траектории источников магнитного поля вокруг горизонтальной оси, проходящей через зону стимуляции мозга и нормальной к вертикальной оси, проходящей через центр окружности, при этом центр вращения траектории перемещения источников магнитного поля проходит через зону стимуляции мозга.Closest to the claimed invention is a method of transcranial magnetic stimulation (see patent 2654581), comprising exposing the recipient's head rigidly fixed in space to a magnetic field formed by two magnetic field sources that connect along the magnetic flux with a flexible magnetic circuit and move around the recipient's head in a circular arc in an arbitrary direction with their equal angular velocity and with the possibility of rotation of the plane of the trajectory of the magnetic field sources around the horizontal axis and passing through the zone of stimulation of the brain and normal to the vertical axis passing through the center of the circle, while the center of rotation of the trajectory of movement of the sources of the magnetic field passes through the zone of stimulation of the brain.

Недостатком наиболее близкого к заявленному изобретению способа транкраниальной магнитной стимуляции является ограниченность способа и невозможность стимуляции отдельных зон головного мозга из-за наличия нулевого значения в векторе индукции магнитного поля, проходящего через зону стимуляции, а также недостаточная точность адресной стимуляции из-за направления каждого из осей источников магнитного поля по радиусу окружности, что приводит к формированию вектора индукции магнитного поля всей поверхностью рабочей части магнитопровода, что расширяет начальную часть вектора индукции магнитного поля.The disadvantage of the method of transcranial magnetic stimulation closest to the claimed invention is the limited method and the inability to stimulate individual areas of the brain due to the presence of a zero value in the induction vector of the magnetic field passing through the stimulation zone, as well as the insufficient accuracy of targeted stimulation due to the direction of each axis magnetic field sources along the radius of the circle, which leads to the formation of a magnetic field induction vector by the entire surface of the working part of the magnetic circuit and that expands the initial portion of the magnetic field induction.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является расширение возможностей способа и повышение эффективности и точности стимуляции.The problem to which the invention is directed, is to expand the capabilities of the method and increase the efficiency and accuracy of stimulation.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, заключается в обеспечении в рабочем пространстве значений вектора индукции магнитного поля не равных нулю или близких к нулевому значению, что обеспечивает стимуляцию всех разрешенных зон головного мозга. Кроме того, формируют узкий вектор индукции магнитного поля, проходящий через зону стимуляции мозга, что повышает также эффективность и точность стимуляции. Кроме того, воздействуют на ту же зону стимуляции источником узконаправленного терагерцевого излучения, что обеспечивает комплексное воздействие на стимуляционные зоны структур мозга.The technical result obtained by solving the problem is to ensure that in the workspace the values of the magnetic field induction vector are not equal to zero or close to zero, which provides stimulation of all allowed zones of the brain. In addition, they form a narrow magnetic field induction vector passing through the brain stimulation zone, which also increases the efficiency and accuracy of stimulation. In addition, they act on the same stimulation zone with a source of narrowly directed terahertz radiation, which provides a complex effect on the stimulation zones of brain structures.

Для решения поставленной задачи способ транскраниальной магнитной стимуляции, включающий воздействие магнитным полем, формируемыми двумя источниками магнитного поля, перемещаемыми вокруг головы реципиента с центром вращения траектории и плоскости траектории перемещения катушек, проходящих через зону стимуляции мозга, отличающийся тем, что с помощью источников магнитного поля создают переменный по модулю и направлению вектор индукции магнитного поля с нулевым значением, вынесенным за пределы возможных зон стимуляции, причем, вектор индукции магнитного поля и геометрические оси каждой из источников магнитного поля совпадают по направлению и лежат на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции мозга, при этом, используют источник узконаправленного терагерцевого излучения, перемещаемого по той же дуге окружности, с центром вращения, совпадающим с зоной стимуляции мозга.To solve this problem, a method of transcranial magnetic stimulation, including exposure to a magnetic field formed by two sources of a magnetic field moving around the recipient’s head with a center of rotation of the trajectory and the plane of the trajectory of movement of the coils passing through the brain stimulation zone, characterized in that they create using magnetic field sources variable in magnitude and direction, the magnetic field induction vector with a zero value that is outside the range of possible stimulation zones, moreover, the vector the magnetic field induction and the geometric axis of each of the magnetic field sources coincide in direction and lie on the same common axis passing through the stimulation zone of the brain, while using a source of narrowly directed terahertz radiation moving along the same arc of a circle with a center of rotation coinciding with the zone brain stimulation.

Кроме того, терагерцевое излучение, прошедшее через зону стимуляции, отражают в ту же зону мозга.In addition, terahertz radiation transmitted through the stimulation zone is reflected in the same zone of the brain.

Кроме того, поглощают прошедшее через зону стимуляции мозга терагерцевое излучение.In addition, they absorb terahertz radiation transmitted through the brain stimulation zone.

Кроме того, измеряют терагерцевое излучение, прошедшее через зону стимуляции.In addition, terahertz radiation transmitted through the stimulation zone is measured.

Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками прототипа и аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию "новизна".A comparative analysis of the features of the claimed solution with the features of the prototype and analogues indicates the conformity of the claimed solution to the criterion of "novelty."

Признаки отличительной части формулы изобретения обеспечивают решение комплекса функциональных задач.The features of the characterizing part of the claims provide a solution to a set of functional tasks.

Признаки, указывающие, что "с помощью источников магнитного поля создают переменный по модулю и направлению вектор индукции магнитного поля", обеспечивают стимуляцию зон мозга переменным как по амплитуде, так и по направлению вектором индукции магнитного поля.Signs indicating that "using magnetic field sources create a magnetic field induction vector that is variable in magnitude and direction" provide stimulation of the brain zones with variables both in amplitude and in direction of the magnetic field induction vector.

Признаки, указывающие, что с помощью источников магнитного поля создают переменный по модулю и направлению вектор индукции магнитного поля "с нулевым значением, вынесенным за пределы возможных зон стимуляции", обеспечивают возможность стимуляции всех разрешенных зон головного мозга, за счет исключения в рабочем пространстве нулевого значения модуля вектора индукции магнитного поля.Signs indicating that using magnetic field sources create a magnetic field induction vector "with a zero value outside the range of possible stimulation zones" modulo and direction, provide the possibility of stimulation of all allowed areas of the brain, due to the exclusion of a zero value in the working space module of the magnetic field induction vector.

Признаки, указывающие, что "вектор индукции магнитного поля и геометрические оси каждой из источников магнитного поля совпадают по направлению и лежат на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции", обеспечивают необходимые и достаточные условия, при которых формируется узкий вектор индукции магнитного поля за счет обеспечения направлений геометрических осей источников магнитного поля по одной общей оси, проходящей через зону стимуляции мозга, что повышает также точность стимуляции.Signs indicating that "the magnetic field induction vector and the geometrical axes of each of the magnetic field sources coincide in direction and lie on the same common axis passing through the stimulation zone" provide the necessary and sufficient conditions under which a narrow magnetic field induction vector is formed due to providing directions of the geometric axes of the magnetic field sources along one common axis passing through the brain stimulation zone, which also increases the accuracy of stimulation.

Признаки, указывающие, что "используют источник узконаправленного терагерцевого излучения, перемещаемого по той же дуге окружности, с центром вращения, совпадающим с зоной стимуляции мозга", обеспечивают комплексное воздействие на стимуляционные зоны структур мозга.Signs indicating that “they are using a source of narrowly directed terahertz radiation moving along the same circular arc with a center of rotation coinciding with the stimulation zone of the brain” provide a complex effect on the stimulation zones of brain structures.

Признаки первого дополнительного пункта формулы изобретения повышают эффективность и точность стимуляции терагерцевым излучением за счет вторичного использования прошедшего через объект стимуляции излучения и снижения воздействия на объект стимуляции рассеянным в рабочем пространстве устройства излучением.The features of the first additional claim increase the efficiency and accuracy of stimulation with terahertz radiation due to the secondary use of radiation transmitted through the stimulation object and the reduction of the effect on the stimulation object by radiation scattered in the working space of the device.

Признаки второго дополнительного пункта формулы изобретения снижают воздействие на объект стимуляции рассеянным в рабочем пространстве устройства излучением за счет поглощения прошедшего через зону стимуляции мозга терагерцевого излучения.The features of the second additional claim reduce the effect on the stimulation object by radiation scattered in the working space of the device due to the absorption of terahertz radiation transmitted through the brain stimulation zone.

Признаки третьего дополнительного пункта формулы изобретения позволяют производить количественную оценку транскраниальной стимуляции ТГц излучением и обеспечить безопасность его проведения.The features of the third additional claim allow for a quantitative assessment of transcranial stimulation of THz radiation and ensure its safety.

На фиг. 1 схематически показано перемещение источников магнитного поля, излучателя и отражателя (поглотителя или измерительного преобразователя. В дальнейшем, отражателя, если специально не оговорено) терагерцевого (ТГц) излучения; на фиг. 2 - схема основной части устройства; на фиг. 3 и 4 - концентраторы магнитного поля; на фиг. 5 - схема соединений обмоток катушек источников магнитного поля с источниками питания.In FIG. 1 schematically shows the movement of magnetic field sources, a radiator and a reflector (an absorber or a measuring transducer. Hereinafter, a reflector, unless otherwise specified) terahertz (THz) radiation; in FIG. 2 is a diagram of the main part of the device; in FIG. 3 and 4 - magnetic field concentrators; in FIG. 5 is a connection diagram of the windings of the coils of magnetic field sources with power sources.

На фиг. 1: N1 и S1, N2 и S2 - северный и южный полюсы двух источников магнитного поля; МС - гибкий магнитопровод; О - центр окружности; R - радиус окружности рабочего пространства; D1 и D2 - дуги окружности; BN - вектор магнитной индукции источников магнитного поля; α - угол поворота вектора магнитной индукции BN магнитного поля; ZC, ZZ и ZD - соответственно, зона стимуляции, запрещенная и опасная зоны; ТО и TR - излучатель и отражатель ТГц излучения; α' - угол сдвига излучателя и отражателя терагерцевого ТГц излучения; X - X, ось вращения поворотных платформ (на схеме не показаны: Z - Z, вертикальная ось, проходящая нормально к плоскости чертежа; Y - Y, горизонтальная ось, проходящая нормально к поворотной оси X - X и к вертикальной оси Z - Z); 1 и 2 - оси вращения источников магнитного поля относительно плоскости траектории перемещения источников магнитного поля; 3 и 4 - оси вращения излучателя ТО и отражателя TR ТГц излучения. На фиг. 2: ТО и TR - излучатель и отражатель ТГц излучения; X - X, ось вращения поворотных платформ; Y - Y, горизонтальная ось, проходящая нормально к поворотной оси X - X и к вертикальной оси Z - Z; 1 и 2 - оси вращения источников магнитного поля относительно плоскости траектории перемещения источников магнитного поля; 3 и 4 - оси вращения излучателя ТО и отражателя TR ТГц излучения; 5 и 6 - подвижные плиты; 7, 8, 9 и 10 - вертикальные направляющие; 11 и 12 - двигатели; 13 и 14 - оси, соответственно, двигателей 11 и 12; 15 и 16 - поворотные платформы; 17 и 18 - двигатели; 19 и 20 - кольца; 21 и 22 - упорные кольца; 23 и 24 - зона соприкосновения колец 19 и 20 с упорными кольцами 21 и 22; 25 и 26 - двигатели; 27 и 28 - концентраторы магнитного поля; 29 и 30 - устройства крепления магнитной системы; 31 и 32 - двигатели; 33 и 34 - устройства крепления излучателя и отражателя. На фиг. 3: ИП1 - источник питания; 35 - центральный магнитопровод; 36 - изоляционный слой; 37 - диэлектрическая накладка; 38 - магнитный материал с высокой магнитной индукцией насыщения; 39 - законцовка магнитопровода; 40 - рабочая поверхность концентратора магнитного поля; 41 - диэлектрическая вставка; 42 - обмотка катушки источника магнитного поля. На фиг. 4: ИП1 - источник питания; Uизм1 и Uизм2 - напряжения на выходе измерительных обмоток; 35 - центральный магнитопровод; 36 - изоляционный слой; 37 - диэлектрическая накладка; 38 - магнитный материал с высокой магнитной индукцией насыщения; 39 - законцовка магнитопровода; 40 - рабочая поверхность концентратора магнитного поля; 41 - диэлектрическая вставка; 42 - обмотка катушки источника магнитного поля; 43 - электромагнитный экран; 44 - изоляционный слой; 45 и 46 -измерительные обмотки. На фиг. 5: БЛОК А - блок источников питания. U1, U2, U3 и U4 - источники питания; БЛОК В - блок задания источников питания. U1 и U2 или U3 и U4 - источники питания, заданные; БЛОК С - блок задания направлений тока. Uзад1, Uзад2, Uзад3 и Uзад4 - источники питания с заданными направлениями токов; БЛОК D - блок подключения источников питания к обмоткам катушек. ОК1 и ОК2 - обмотки катушек источников магнитного поля; а и b, с и d - выводы обмоток катушек источников магнитного поля;, - направления токов в обмотках катушек ОК1 и ОК2, соответственно, по часовой и против часовой стрелки.In FIG. 1: N1 and S1, N2 and S2 are the north and south poles of two sources of a magnetic field; MS - flexible magnetic circuit; O is the center of the circle; R is the radius of the circumference of the working space; D1 and D2 - circular arcs; BN is the magnetic induction vector of magnetic field sources; α is the angle of rotation of the magnetic induction vector BN of the magnetic field; ZC, ZZ and ZD - respectively, the stimulation zone, the forbidden and dangerous zones; TO and TR - emitter and reflector of THz radiation; α 'is the shear angle of the emitter and reflector of terahertz THz radiation; X - X, the axis of rotation of the turntables (not shown in the diagram: Z - Z, the vertical axis passing normally to the plane of the drawing; Y - Y, the horizontal axis passing normally to the rotary axis X - X and to the vertical axis Z - Z) ; 1 and 2 - the axis of rotation of the sources of the magnetic field relative to the plane of the trajectory of movement of the sources of the magnetic field; 3 and 4 - axis of rotation of the TO emitter and TR THz reflector. In FIG. 2: TO and TR - emitter and reflector of THz radiation; X - X, rotation axis of turntables; Y - Y, the horizontal axis passing normally to the rotary axis X - X and to the vertical axis Z - Z; 1 and 2 - the axis of rotation of the sources of the magnetic field relative to the plane of the trajectory of movement of the sources of the magnetic field; 3 and 4 - axis of rotation of the emitter TO and reflector TR THz radiation; 5 and 6 - movable plates; 7, 8, 9 and 10 - vertical guides; 11 and 12 - engines; 13 and 14 - axis, respectively, of the engines 11 and 12; 15 and 16 - rotary platforms; 17 and 18 - engines; 19 and 20 - rings; 21 and 22 - persistent rings; 23 and 24 - the contact zone of the rings 19 and 20 with the thrust rings 21 and 22; 25 and 26 - engines; 27 and 28 — magnetic field concentrators; 29 and 30 - mounting devices of the magnetic system; 31 and 32 - engines; 33 and 34 are mounting devices for the emitter and reflector. In FIG. 3: IP1 - power supply; 35 - a central magnetic circuit; 36 - insulating layer; 37 - dielectric pad; 38 - magnetic material with high magnetic induction of saturation; 39 - the ending of the magnetic circuit; 40 - working surface of the magnetic field concentrator; 41 - dielectric insert; 42 - winding of a coil of a magnetic field source. In FIG. 4: IP1 - power supply; Uism1 and Uism2 - voltage at the output of the measuring windings; 35 - a central magnetic circuit; 36 - insulating layer; 37 - dielectric pad; 38 - magnetic material with high magnetic induction of saturation; 39 - the ending of the magnetic circuit; 40 - working surface of the magnetic field concentrator; 41 - dielectric insert; 42 - winding of a coil of a magnetic field source; 43 - electromagnetic screen; 44 - an insulating layer; 45 and 46 are measuring windings. In FIG. 5: UNIT A - power supply unit. U1, U2, U3 and U4 - power sources; BLOCK B - block for specifying power sources. U1 and U2 or U3 and U4 - power supplies specified; BLOCK C - block for setting current directions. Uzad1, Uzad2, Uzad3 and Uzad4 - power supplies with specified current directions; BLOCK D - block for connecting power supplies to coil windings. OK1 and OK2 - winding coils of magnetic field sources; a and b, c and d are the conclusions of the windings of the coils of the sources of the magnetic field ;, are the directions of the currents in the windings of the coils OK1 and OK2, respectively, clockwise and counterclockwise.

На чертежах показаны: (см. фиг. 1 для случая стимуляции вектором индукции магнитного поля (северным N полюсом)). Для эффективной и точной стимуляции, во время перемещения катушек индукторов источников магнитного поля, обеспечивают, чтобы геометрические оси каждой из них лежали на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции мозга, кроме того, ось излучателя ТО и отражателя TR ТГц излучения должны лежать на другой общей оси, проходящей через ту же зону стимуляции ZC. Для этого, северный и южный полюсы двух источников магнитного поля N1 и S1, N2 и S2, связанные, вне рабочего пространства устройства, гибким магнитопроводом МС и вектором магнитной индукции BN, в рабочем пространстве устройства радиуса R, перемещают вокруг центра окружности О с центром вращения, проходящим через зону стимуляции мозга ZC (здесь, рабочее пространство устройства, это пространство, ограниченное областью перемещения вектора индукции BN магнитного поля, сформированного источниками магнитного поля, и заданное в цилиндрической или сферической системе координат, в которое помещается голова реципиента). Северный N1 и южный S2 полюсы источников магнитного поля, перемещают по дугам окружности D1 и D2 на угол а, при этом, вектор магнитной индукции BN источников магнитного поля также перемещается на угол а, пересекая запрещенные ZZ и опасные ZD зоны, в которых значение вектора магнитной индукции снижается, либо становится равным нулю. В процессе перемещения полюсов N1 и S2 источников магнитного поля по дугам окружности D1 и D2 на угол α, посредством осей 1 и 2 обеспечивают, чтобы геометрические оси каждой из источников (N1 и S1, N2 и S2) магнитного поля совпадали по направлению и лежали на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции мозга, что обеспечивает формирование узкого вектора BN индукции магнитного поля, а, следовательно, повышение эффективности и точности стимуляции. Запрещенные ZZ и опасные ZD зоны, прохождение вектора BN индукции магнитного поля в которых запрещено или опасно, задаются в прямоугольной или сферической системе координат, при этом, в качестве оси X - X используется ось вращения поворотных платформ, проходящая (см. фиг. 2) через оси вращения, соответственно, 13 и 14 двигателей 11 и 12. Ось Y - Y проходит нормально к оси X - X и к вертикальной оси Z - Z (на чертежах не показано), проходящей через центр окружности О. Излучатель ТО и отражатель TR ТГц излучения, перемещаются по той же дуге окружности, что и источники магнитного поля, с центром вращения, проходящим через ту же зону стимуляции ZC мозга, и сдвинуты на одинаковый угол α', причем, излучатель ТО вправо относительно полюса N1, а отражатель TR ТГц излучения влево относительно полюса S2. В процессе перемещения излучателя ТО и отражателя TR ТГц излучений посредством осей 3 и 4 обеспечивают, чтобы геометрические оси излучателя ТО и отражателя TR ТГц излучений совпадали по направлению и лежали на другой одной общей оси, проходящей через ту же зону стимуляции ZC мозга, что обеспечивает комплексное воздействие на стимуляционные зоны структур мозга. На фиг. 2 показана схема основной части устройства: TR и ТО - соответственно, отражатель и излучатель ТГц излучения, угловое положение которых, относительно зоны стимуляции ZC, посредством осей 3 и 4 регулируются двигателями, соответственно, 31 и 32. X - X, ось вращения поворотных платформ, проходящая через оси 13 и 14, соответственно, двигателей 11 и 12. Ось Y - Y проходит нормально к оси X - X и к вертикальной оси Z - Z (на чертежах не показано), проходящей через центр окружности О. Подвижные плиты 5 и 6 с установленными на них двигателями 11 и 12, перемещаются по вертикальным направляющим 7, 8, 9 и 10 (двигатели не показаны) до совмещения горизонтальной плоскости, через которую проходит ось X - X, с зоной ZC стимуляции мозга. Далее, перемещают платформы 5 и 6 (двигатель не показан) вокруг вертикальной оси Z - Z (на фиг. 2 перпендикулярно плоскости чертежа) до совмещения оси X - X с зоной ZC стимуляции мозга. Двигатели 11 и 12 посредством осей 13 и 14 обеспечивают поворот платформ 15 и 16 с установленными на них кольцами 19 и 20 вокруг оси X - X, и обеспечивают возможность воздействия на объект стимуляции при различных положениях платформ 15 и 16. Двигатели 17 и 18, закрепленные на платформе 15, предназначены для вращения колец 19 и 20, и также обеспечивают возможность воздействия на объект стимуляции из разных (см. на фиг. 1) точек дуги окружности (D1 и D2), при этом, упорные кольца 21 и 22, закрепленные на платформе 16, через зоны соприкосновения 23 и 24 колец 19 и 20, обеспечивают жесткость конструкции для точности позиционирования при стимуляции. Двигатели 25 и 26, закрепленные на кольцах 19 и 20, посредством осей 1 и 2 регулируют геометрические оси источников магнитного поля (N1 и S1, N2 и S2) так, чтобы (см. фиг. 1) вектор индукции B_N магнитного поля проходил через геометрические оси, соответственно, концентраторов 27 и 28, и лежали на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции ZC. Устройства крепления магнитной системы 29 и 30 концентраторов 27 и 28 магнитного поля к осям, соответственно, 1 и 2 двигателей 25 и 26, обеспечивают поворот осей концентраторов 27 и 28 магнитного поля при вращении двигателей 25 и 26. Двигатели 31 и 32, закрепленные на кольцах 19 и 20, посредством осей 3 и 4 вращают отражатель TR и излучатель ТО ТГц излучения и обеспечивают, чтобы излученное и отраженное излучения лежали на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции ZC мозга. При транскраниальной магнитной стимуляции обеспечение вращения концентраторов 27 и 28 магнитного поля, при котором вектор индукции BN магнитного поля проходит через оси, соответственно, концентраторов 27 и 28, и лежит на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции ZC, приводит к формированию узкого начала вектора индукции BN магнитного поля и, следовательно, к повышению эффективности и точности транскраниальной магнитной стимуляции. При стимуляции ТГц излучением обеспечивают, чтобы излученное и отраженное излучения лежали на другой одной общей оси, проходящей через зону стимуляции ZC мозга. Совмещение в одном корпусе концентратора 27 и излучателя ТО, а также концентратора 28 магнитного поля и отражателя TR ТГц излучения обеспечивают сдвиг угла между ними, равным нулю, при этом обеспечивается максимальная точность комплексного воздействия на объект. При этом, использование TR в качестве отражателя повышает эффективность и точность стимуляции за счет вторичного использования прошедшего через объект стимуляции излучения и снижения воздействия на объект стимуляции рассеянным в рабочем пространстве устройства излучением; в качестве поглотителя - снизить рассеяние ТГц излучения в рабочем пространстве устройства; в качестве измерительного преобразователя - производить количественную оценку транскраниальной стимуляции ТГц излучением. На фиг. 3 показан концентратор магнитного поля, обеспечивающий повышение напряженности магнитного поля в усеченной части магнитной системы: ИП1 - источник питания катушки индуктора источника магнитного поля. Центральный магнитопровод 35 покрыт изоляционным материалом 36, защищающим центральный магнитопровод 35 от внешних воздействий. Диэлектрическая накладка 37 предназначена для удобства работы с центральным магнитопроводом 35. Магнитный материал 38 с высокой магнитной индукцией насыщения обеспечивает работу концентратора магнитного поля магнитной системы при высоких значениях напряженности магнитного поля. Законцовка 39 магнитопровода обеспечивает повышение напряженности магнитного поля в усеченной части конуса магнитной системы. Рабочая поверхность концентратора магнитного поля 40 обеспечивает на выходе напряженность магнитного потока, увеличенную на величину, пропорциональную отношению площадей поперечных сечений центрального магнитопровода 35 и усеченной части конуса. Диэлектрическая вставка 41 обеспечивает механическую прочность центрального магнитопровода 35 и обмотки катушки источника магнитного поля 42. Законцовка магнитопровода 39 может быть выполнена в форме усеченной параболы или гиперболы вращения для снижения вихревых токов в законцовке 39 магнитопровода при протекании магнитного потока в центральном магнитопроводе 35. На фиг. 4 показана магнитная система с концентратором магнитного поля, обеспечивающая повышение напряженности магнитного поля в усеченной части магнитной системы и защищенная от влияния внешних помех, с возможностью производства измерений в процессе транскраниальной магнитной стимуляции. Назначение и функции элементов ИП1, 35-42 такие же, как и на фиг. 2. Uизм1 и Uизм2 - напряжения на выходе измерительных обмоток, соответственно, 45 и 46. Электромагнитный экран 43 выполнен из гибкого высокопроводящего электрический ток материала, например, медной оплетки, и заземлен не менее, чем в одной точке, в середине или на его концах (см. на фиг. 1) магнитопровода МС. Изоляционный слой 44 защищает центральный магнитопровод 35 от внешних воздействий. Измерительные обмотки 45 и 46 размещены, соответственно, внутри и вокруг центрального магнитопровода 35 и измеряют либо часть, либо полный магнитный поток, протекающий в центральном магнитопроводе 35, что позволяет производить количественную оценку энергетического воздействия на объект стимуляции и обеспечить его проведение на безопасном уровне. На фиг. 5 показана схема соединений обмоток катушек источников магнитного поля с источниками питания, состоящая из последовательно соединенных блока источников питания (БЛОК А), блока задания источников питания (БЛОК В), блока задания направлений тока (БЛОК С), блока подключения источников питания к обмоткам катушек (БЛОК D) и обмоток катушек источников магнитного поля ОК1 и ОК2. Схема предназначена для создания переменного по модулю и направлению вектора BN (или BS) индукции магнитного поля с нулевым значением модуля вектора индукции магнитного поля, вынесенным за пределы возможных зон стимуляции. БЛОК А включает источники питания U1, U2, U3 и U4. U1 и U2, например, импульсные напряжения, причем, U2>2*U1. U3 и U4 - напряжения переменного тока или специальной формы, например, экспоненциальной, причем, U4>2*U3. Все выводы источников питания расширены до четырех и подключены к блоку задания источников питания (БЛОК В), состоящей из четырех двухпакетных переключателей, каждая на восемь входов, обеспечивающей на каждом выходе переключателя выбор любой из имеющихся источников питания. Выводы заданных источники питания из четырех двухпакетных переключателей блока (БЛОК В) поступают в блок задания направлений тока (БЛОК С), состоящей из четырех трехпозиционных переключателей, каждая на два входа, обеспечивающей на каждом выходе переключателя заданное направление тока в заданных источниках питания. Каждый вывод четырех трехпозиционных переключателей блока (БЛОК С), расширенных до восьми, поступает в блок подключения источников питания к обмоткам катушек БЛОК D, состоящей из двух двухпакетных переключателей, каждая на шестнадцать входов, обеспечивающей на выходах а, b, с и d обмоток катушек ОК1 и ОК2 источников магнитного поля, любой из заданных источников питания и направлений тока: по часовой или против часовой стрелки. Набор источников питания прямоугольного импульсного напряжения, отличающиеся по модулю, не менее, чем в два раза, и источников переменного напряжения, или специальной формы, отличающихся по модулю, также, не менее, чем в два раза, позволяют создавать магнитные поля с переменным по модулю и направлению вектором индукции BN (или BS) магнитного поля с нулевым значением модуля вектора индукции В магнитного поля, вынесенным за пределы возможных зон стимуляции, что обеспечивает стимуляцию только положительным переменным значением вектора индукции магнитного поля для седативного воздействия, или отрицательным - для возбуждающего, стимулирующего воздействия, либо как положительным, так и отрицательным для комплексного воздействия на зону стимуляции мозга.The drawings show: (see Fig. 1 for the case of stimulation by a magnetic field induction vector (North N pole)). For effective and accurate stimulation, while moving the coils of the inductors of the magnetic field sources, it is ensured that the geometric axes of each of them lie on one common axis passing through the stimulation zone of the brain, in addition, the axis of the TO emitter and the THz radiation reflector TR must lie on the other a common axis passing through the same ZC stimulation zone. For this, the north and south poles of two sources of magnetic field N1 and S1, N2 and S2, connected, outside the working space of the device, by the flexible magnetic circuit MS and the magnetic induction vector BN, in the working space of the device of radius R, are moved around the center of the circle O with the center of rotation passing through the zone of brain stimulation ZC (here, the working space of the device is the space bounded by the region of movement of the induction vector BN of the magnetic field generated by the magnetic field sources and defined in a cylindrical or spheres cal coordinate system into which the head of the recipient). The north N1 and south S2 poles of the magnetic field sources move along the circular arcs D1 and D2 by an angle a, while the magnetic induction vector BN of the magnetic field sources also moves by an angle a, crossing the forbidden ZZ and dangerous ZD zones in which the value of the magnetic vector induction decreases or becomes equal to zero. In the process of moving the poles N1 and S2 of the magnetic field sources along the arcs of the circle D1 and D2 by the angle α, by means of the axes 1 and 2, it is ensured that the geometric axes of each of the sources (N1 and S1, N2 and S2) of the magnetic field coincide in direction and lie on one common axis passing through the zone of brain stimulation, which ensures the formation of a narrow vector BN of the magnetic field induction, and, consequently, increase the efficiency and accuracy of stimulation. Forbidden ZZ and dangerous ZD zones, the passage of the magnetic field induction vector BN in which is forbidden or dangerous, are specified in a rectangular or spherical coordinate system, while the axis of rotation of the turntables passing through (see Fig. 2) is used as the X-X axis through the axis of rotation, respectively, 13 and 14 of the engines 11 and 12. The axis Y - Y passes normally to the axis X - X and to the vertical axis Z - Z (not shown in the drawings) passing through the center of the circle O. Radiator TO and reflector TR THz radiation moving along the same circular arc as the sources and a magnetic field with the center of rotation passing through the same brain ZC stimulation zone and shifted the same angle α ', said emitter to the right relative to the pole N1, and the reflector TR THz radiation to the left relative to the pole S2. In the process of moving the TO emitter and the THz reflector TR of the radiations through the axes 3 and 4, it is ensured that the geometric axes of the TH emitter and the THz reflector TR of the radiations coincide in direction and lie on the other one common axis passing through the same stimulation zone ZC of the brain, which provides a complex impact on the stimulation zones of brain structures. In FIG. 2 shows a diagram of the main part of the device: TR and TO - respectively, a THz radiation reflector and emitter, the angular position of which, relative to the stimulation zone ZC, is controlled by axes 3 and 4 by engines 31 and 32, respectively. X - X, rotation axis of turntables passing through the axes 13 and 14, respectively, of the engines 11 and 12. The axis Y - Y passes normally to the axis X - X and to the vertical axis Z - Z (not shown in the drawings) passing through the center of the circle O. Sliding plates 5 and 6 with motors 11 and 12 mounted on them, move vertically guides 7, 8, 9, and 10 (motors not shown) to align the horizontal plane through which the X - X axis passes with the brain stimulation zone ZC. Next, the platforms 5 and 6 (engine not shown) are moved around the vertical Z-Z axis (in Fig. 2 perpendicular to the plane of the drawing) until the X-X axis is aligned with the brain stimulation zone ZC. Engines 11 and 12 by means of axes 13 and 14 provide rotation of platforms 15 and 16 with rings 19 and 20 mounted on them around the axis X - X, and provide the possibility of influencing the object of stimulation at different positions of platforms 15 and 16. Engines 17 and 18, fixed on the platform 15, are designed to rotate the rings 19 and 20, and also provide the possibility of influencing the object of stimulation from different (see Fig. 1) points of a circular arc (D1 and D2), while the thrust rings 21 and 22, mounted on platform 16, through the contact areas 23 and 24 of the rings 19 and 20, providing design rigidity for accurate positioning during stimulation. The motors 25 and 26, mounted on the rings 19 and 20, by means of the axes 1 and 2 adjust the geometric axis of the magnetic field sources (N1 and S1, N2 and S2) so that (see Fig. 1) the induction vector B _{N of the} magnetic field passes through geometric axes, respectively, of concentrators 27 and 28, and lay on one common axis passing through the stimulation zone ZC. Devices for fastening the magnetic system 29 and 30 of the concentrators 27 and 28 of the magnetic field to the axes of 1 and 2 of the engines 25 and 26, respectively, provide rotation of the axes of the concentrators 27 and 28 of the magnetic field when the motors 25 and 26 are rotated. Motors 31 and 32 mounted on the rings 19 and 20, by means of axes 3 and 4, the TH reflector and the THz emitter TH are emitted and ensure that the emitted and reflected radiations lie on one common axis passing through the ZC stimulation zone of the brain. In transcranial magnetic stimulation, the rotation of the magnetic field concentrators 27 and 28, in which the induction vector BN of the magnetic field passes through the axes of the concentrators 27 and 28, respectively, and lies on one common axis passing through the stimulation zone ZC, leads to the formation of a narrow beginning of the vector induction of magnetic field BN and, therefore, to increase the efficiency and accuracy of transcranial magnetic stimulation. When stimulated with THz radiation, it is ensured that the emitted and reflected radiation lie on the other one common axis passing through the ZC stimulation zone of the brain. The combination in one housing of the concentrator 27 and the emitter TO, as well as the concentrator 28 of the magnetic field and reflector TR THz radiation provide an angle shift between them equal to zero, while ensuring maximum accuracy of the complex effect on the object. At the same time, using TR as a reflector increases the efficiency and accuracy of stimulation due to the secondary use of radiation transmitted through the object of stimulation and reduction of the effect on the stimulation object by radiation scattered in the working space of the device; as an absorber, to reduce the scattering of THz radiation in the working space of the device; as a measuring transducer, to quantify transcranial stimulation of THz radiation. In FIG. Figure 3 shows a magnetic field concentrator providing an increase in the magnetic field strength in the truncated part of the magnetic system: IP1 is the power source of the inductor coil of the magnetic field source. The central magnetic circuit 35 is coated with insulating material 36, which protects the central magnetic circuit 35 from external influences. The dielectric patch 37 is designed for ease of operation with the central magnetic circuit 35. The magnetic material 38 with high magnetic saturation induction ensures the operation of the magnetic field concentrator of the magnetic system at high magnetic field strengths. The ending 39 of the magnetic circuit provides an increase in the magnetic field in the truncated part of the cone of the magnetic system. The working surface of the magnetic field concentrator 40 provides the output magnetic flux intensity, increased by a value proportional to the ratio of the cross-sectional areas of the Central magnetic circuit 35 and the truncated part of the cone. The dielectric insert 41 provides the mechanical strength of the central magnetic circuit 35 and the windings of the magnetic field source coil 42. The ending of the magnetic circuit 39 can be made in the form of a truncated parabola or rotation hyperbola to reduce eddy currents in the ending 39 of the magnetic circuit when the magnetic flux flows in the central magnetic circuit 35. FIG. 4 shows a magnetic system with a magnetic field concentrator, which provides an increase in the magnetic field strength in the truncated part of the magnetic system and is protected from external interference, with the possibility of making measurements in the process of transcranial magnetic stimulation. The purpose and functions of the elements IP1, 35-42 are the same as in FIG. 2. Uism1 and Uism2 are the voltage at the output of the measuring windings, respectively, 45 and 46. The electromagnetic shield 43 is made of a flexible highly conductive electric current material, for example, a copper braid, and is grounded at least at one point, in the middle or at its ends (see in Fig. 1) magnetic circuit MS. The insulating layer 44 protects the central magnetic core 35 from external influences. The measuring windings 45 and 46 are located, respectively, inside and around the central magnetic circuit 35 and measure either part or the total magnetic flux flowing in the central magnetic circuit 35, which allows a quantitative assessment of the energy impact on the stimulation object and to ensure its conduct at a safe level. In FIG. Figure 5 shows the connection diagram of the coil windings of magnetic field sources with power sources, consisting of a series-connected power supply unit (BLOCK A), a power supply setting unit (BLOCK B), a current direction setting unit (BLOCK C), a power supply connecting unit to the coil windings (BLOCK D) and windings of coils of magnetic sources OK1 and OK2. The scheme is designed to create a magnetic field induction vector BN (or BS) variable in absolute value and direction with a zero value of the magnetic field induction vector module, taken out of the range of possible stimulation zones. BLOCK A includes power supplies U1, U2, U3 and U4. U1 and U2, for example, impulse voltages, moreover, U2> 2 * U1. U3 and U4 are alternating current voltages or special shapes, for example, exponential, with U4> 2 * U3. All outputs of the power supplies are expanded to four and are connected to the power supply setting unit (BLOCK B), which consists of four two-pack switches, each with eight inputs, providing at each switch output any of the available power supplies. The findings of the specified power supplies from the four two-package switches of the unit (BLOCK B) are supplied to the current direction setting block (BLOCK C), which consists of four three-position switches, each with two inputs, providing at each output of the switch a predetermined current direction in the given power sources. Each output of four three-position block switches (BLOCK C), expanded to eight, enters the block connecting power supplies to the coil windings of BLOCK D, consisting of two two-packet switches, each with sixteen inputs, providing outputs a, b, c and d of the coil windings OK1 and OK2 magnetic field sources, any of the specified power sources and current directions: clockwise or counterclockwise. A set of rectangular impulse voltage power supplies that differ in absolute value by at least two times, and AC voltage sources, or special shapes, differing in absolute value, also, not less than twice, allow you to create magnetic fields with a variable modulus and the direction of the induction vector BN (or BS) of the magnetic field with a zero value of the absolute value of the induction vector B of the magnetic field outside the possible stimulation zones, which provides stimulation with only a positive variable value of the induction vector and a magnetic field for sedation, or negative for an exciting, stimulating effect, or both positive and negative for a complex effect on the brain stimulation zone.

В базовой конструкции все платформы 5, 6, 15 и 16, направляющие 7, 8, 9 и 10, кольца 19 и 20 выполнены из диэлектрического материала, например, из полиуретана. В качестве (см. фиг. 3) гибкого центрального магнитопровода 35 могут быть использованы наноразмерные частицы магнитных материалов с высокой магнитной проницаемостью, например, пермаллоя, метгласса или магнитный проводник, сплетенный из тонких нитей метгласса.In the basic design, all platforms 5, 6, 15 and 16, guides 7, 8, 9 and 10, rings 19 and 20 are made of dielectric material, for example, polyurethane. As (see Fig. 3) the flexible central magnetic circuit 35 can be used nanoscale particles of magnetic materials with high magnetic permeability, for example, permalloy, metglass or a magnetic conductor woven from thin threads of metglass.

Транкраниальную магнитную стимуляцию осуществляют с использованием магнитного поля, либо ТГц излучения, либо совместно с использованием магнитного поля и ТГц излучения.Transcranial magnetic stimulation is carried out using a magnetic field, or THz radiation, or together with the use of a magnetic field and THz radiation.

Для транскраниальной магнитной стимуляции с помощью источников магнитного поля задают переменный по модулю и направлению вектор индукции магнитного поля с нулевым значением модуля вектора индукции магнитного поля, вынесенным за пределы возможных зон стимуляции. Для этого по схеме соединений обмоток катушек источников магнитного поля с источниками питания (см. фиг. 5) задают источник питания (БЛОК А, БЛОК В) и направление тока (БЛОК С), затем посредством блока подключения источников питания к обмоткам катушек (БЛОК D) подключают обмотки катушек источников магнитного поля ОК1 и ОК2 к заданным источникам питания с заданным направлением тока. Как видно из схемы (см. фиг. 5), обмотки ОК1 и ОК2 катушек источников магнитного поля подключаются независимо друг от друга, при этом, одна из обмоток (например, ОК1) подключается к источнику по модулю, превышающую другую, не менее, чем в два раза. Для стимуляции переменным по модулю положительным значением вектора индукции магнитного поля на обмотку катушки, создающей северный полюс N источника магнитного поля, подается напряжение не менее, чем в два раза превышающее напряжение на обмотке, создающей южный полюс S источника магнитного поля (на данном примере, на обмотку ОК1). Для стимуляции переменным по модулю отрицательным значением вектора индукции магнитного поля на обмотку катушки, создающей южный полюс S источника магнитного поля, подается напряжение не менее, чем в два раза превышающее напряжение на обмотке, создающей северный полюс N источника магнитного поля. Для стимуляции положительным и отрицательным значениями вектора В индукции переменного магнитного поля с нулевым значением вектора индукции магнитного поля, перемещающегося вдоль вектора индукции магнитного поля, на обмотки катушек ОК1 и ОК2 источников магнитного поля подают одинаковые напряжения и обеспечивают переключение полярностей напряжений на обмотках катушек ОК1 и ОК2 источников магнитного поля. При этом используют (см. фиг. 1) два источника магнитного поля, связанные гибким магнитопроводом (МС), и перемещающиеся по дуге окружности, соответственно D1 и D2, с центром вращения, относительно точки О и вектора магнитной индукции BN вокруг головы реципиента с центром вращения, проходящего через зону стимуляции мозга ZC в произвольном направлении с постоянной угловой скоростью относительно зоны стимуляции ZC на угол α, предельно допустимый по условиям технологичности и безопасности. Задают необходимый уровень напряженности магнитного поля Н и значение суммарной энергии Wh в зоне стимуляции ZC и их допустимые значения в запрещенных ZZ и опасных ZD зонах, по которым, определяются, соответственно, токи в катушках индукторов и продолжительность транскраниальной магнитной стимуляции.For transcranial magnetic stimulation using magnetic field sources, a magnetic field induction vector that is variable in magnitude and direction with a zero value of the magnitude of the magnetic field induction vector outside the range of possible stimulation zones is set. To do this, according to the connection diagram of the windings of the coils of the magnetic field sources with power sources (see Fig. 5), the power source (BLOCK A, BLOCK B) and the current direction (BLOCK C) are set, then by means of the unit for connecting power supplies to the coil windings (BLOCK D ) connect the windings of the coils of the magnetic field sources OK1 and OK2 to the specified power sources with a given current direction. As can be seen from the diagram (see Fig. 5), the windings of OK1 and OK2 of the coils of the magnetic field sources are connected independently of each other, while one of the windings (for example, OK1) is connected to the source modulo, exceeding the other, not less than twice. In order to stimulate the positive magnetic field induction vector with a modulo positive value, a voltage of not less than two times the voltage of the coil creating the south pole S of the magnetic field source is applied to the coil of the coil creating the north pole N of the magnetic field source (in this example, winding OK1). In order to stimulate the negative magnetic induction vector modulo the negative value of the magnetic field vector, a voltage of not less than two times the voltage on the winding creating the north pole N of the magnetic field source is supplied to the coil of the coil creating the south pole S of the magnetic field. To stimulate the positive and negative values of the vector In induction of an alternating magnetic field with a zero value of the magnetic field induction vector moving along the magnetic field induction vector, the same voltage is applied to the windings of the OK1 and OK2 coils of the magnetic field sources and the voltage polarities are switched across the windings of the OK1 and OK2 coils sources of magnetic field. In this case, two sources of magnetic field are used (see Fig. 1), connected by a flexible magnetic circuit (MC), and moving along a circular arc, respectively D1 and D2, with a center of rotation, relative to point O and the magnetic induction vector BN around the recipient’s head with center rotation passing through the zone of stimulation of the brain ZC in an arbitrary direction with a constant angular velocity relative to the zone of stimulation ZC at an angle α, the maximum permissible under the conditions of manufacturability and safety. The required level of magnetic field strength H and the value of the total energy Wh in the stimulation zone ZC and their permissible values in the forbidden ZZ and hazardous ZD zones are determined by which, respectively, the currents in the inductor coils and the duration of transcranial magnetic stimulation are determined.

Известными способами осуществляют привязку координат 3D индивидуальной модели головного мозга реципиента внутри устройства транкраниальной магнитной стимуляции. Для этого 3D индивидуальную модель головного мозга реципиента (NBS eXimia Nexstim) на основе магнитно-резонансной томограммы (МРТ) получают с привязкой к трем реперным точкам, размещенных предварительно перед МРТ на голове человека, например, на лбу и сосцевидных отростках. Далее, реперные точки 3D индивидуальной модели головного мозга привязывают к координатам рабочего пространства устройства путем преобразования координат 3D индивидуальной модели мозга к координатам рабочего пространства устройства. При этом необходимо обеспечить жесткую фиксацию головы в рабочем пространстве. Координаты, соответственно, зон ZC, ZZ и ZD в рабочем пространстве устройства задают, например, в сферической системе координат. Далее, устанавливают начальные условия стимуляции (см. фиг. 2). Для этого подвижные плиты 5 и 6 с установленными на них двигателями 11 и 12, перемещают по вертикальным направляющим 7, 8, 9 и 10 (двигатели не показаны) до совмещения горизонтальной плоскости, через которую проходит ось X - X, с зоной ZC стимуляции мозга. Далее, поворачивают платформы 5 и 6 (двигатель не показан) вокруг вертикальной оси Z - Z (на фиг. 2 перпендикулярно плоскости чертежа) до совмещения оси X - X с зоной ZC стимуляции мозга. Включается выбранный тип источника питания с заданным направлением тока в обмотках катушек ОК1 и ОК2 источников магнитного поля и заданным вектором BN индукции магнитного поля. Двигателями 11 и 12 посредством осей 13 и 14 обеспечивают поворот вокруг оси X - X платформ 15 и 16 с установленными на них кольцами 19 и 20, при этом, двигатели 17 и 18, закрепленные на платформе 15, вращают кольца 17 и 18 и обеспечивают возможность воздействия на объект стимуляции из разных точек пространства. Во время поворота колец 19 и 20 двигатели 25 и 26, закрепленные на кольцах 19 и 20, посредством осей 1 и 2 регулируют направления (см. фиг. 1) геометрических осей источников магнитного поля (N1 и S1, N2 и S2) и обеспечивают, чтобы геометрические оси каждой из них лежали на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции мозга ZC и лежащей на оси X - X, что приводит к формированию узкого начала вектора индукции BN магнитного поля и, следовательно, к повышению эффективности и точности транскраниальной магнитной стимуляции. Регулирование направления вектора BN индукции магнитного поля посредством двигателей 25 и 26, закрепленных на кольцах 19 и 20, сводится к повороту осей 1 и 2 концентраторов 27 и 28 магнитного поля.Known methods carry out the binding of the coordinates of the 3D individual model of the brain of the recipient inside the device transcranial magnetic stimulation. For this, a 3D individual model of the recipient’s brain (NBS eXimia Nexstim) based on magnetic resonance imaging (MRI) is obtained with reference to three reference points previously placed in front of the MRI on a person’s head, for example, on the forehead and mastoid processes. Further, the reference points of the 3D individual model of the brain are tied to the coordinates of the working space of the device by converting the coordinates of the 3D individual model of the brain to the coordinates of the working space of the device. In this case, it is necessary to provide rigid fixation of the head in the working space. The coordinates, respectively, of the zones ZC, ZZ and ZD in the working space of the device are set, for example, in a spherical coordinate system. Next, establish the initial conditions of stimulation (see Fig. 2). To do this, the movable plates 5 and 6 with the motors 11 and 12 installed on them are moved along the vertical guides 7, 8, 9 and 10 (the motors are not shown) until the horizontal plane through which the X - X axis passes, with the brain stimulation zone ZC . Next, the platforms 5 and 6 (engine not shown) are rotated around the vertical Z - Z axis (in Fig. 2 perpendicular to the plane of the drawing) until the X - X axis coincides with the brain stimulation zone ZC. The selected type of power source is turned on with a given direction of current in the windings of the coils OK1 and OK2 of the magnetic field sources and a given magnetic field induction vector BN. Engines 11 and 12, through axes 13 and 14, provide rotation about the X-X axis of the platforms 15 and 16 with rings 19 and 20 mounted on them, while the motors 17 and 18, mounted on the platform 15, rotate the rings 17 and 18 and provide the opportunity impact on the object of stimulation from different points in space. During the rotation of the rings 19 and 20, the engines 25 and 26, mounted on the rings 19 and 20, by means of the axes 1 and 2, control the directions (see Fig. 1) of the geometric axes of the magnetic field sources (N1 and S1, N2 and S2) and provide, so that the geometric axes of each of them lie on one common axis passing through the zone of brain stimulation ZC and lying on the X - X axis, which leads to the formation of a narrow beginning of the magnetic field induction vector BN and, therefore, to an increase in the efficiency and accuracy of transcranial magnetic stimulation. Regulation of the direction of the magnetic field induction vector BN by means of motors 25 and 26, mounted on rings 19 and 20, is reduced to rotation of the axes 1 and 2 of the magnetic field concentrators 27 and 28.

При стимуляции ТГц излучением (см. на фиг. 2) привязку координат 3D индивидуальной модели головного мозга реципиента внутри устройства транкраниальной стимуляции и установку начальных условий стимуляции осуществляют также, как и при транкраниальной магнитной стимуляции. Отключают источники магнитного поля и включают источник питания ТГц излучений с заданным значением интенсивности и длительности воздействия. Двигателями 11 и 12 посредством осей 13 и 14 обеспечивают поворот вокруг оси X - X платформ 15 и 16 с установленными на них кольцами 19 и 20, при этом, двигатели 17 и 18, закрепленные на платформе 15, вращают кольца 19 и 20 и обеспечивают возможность воздействия на объект стимуляции из разных точек пространства. Во время поворота колец 19 и 20 двигатели 31 и 32, закрепленные на кольцах 19 и 20, посредством осей 3 и 4 вращают отражатель TR и излучатель ТО ТГц излучения и обеспечивают, чтобы излученное и отраженное излучения лежали на одной общей оси, проходящей через зону стимуляции ZC мозга, лежащей на оси X - X, что повышает эффективность и точность стимуляции за счет вторичного использования прошедшего через объект стимуляции излучения и снижения воздействия на объект рассеянным излучением. В случае, когда TR выполнен из материала, близкого к абсолютно черному телу (с возможностью его охлаждения), также обеспечивается снижение воздействия на объект стимуляции рассеянным в рабочем пространстве устройства излучением. Выполнение TR в качестве измерительного преобразователя ТГц излучения позволяет производить количественную оценку транскраниальной стимуляции ТГц излучением и обеспечить безопасность его проведения.When stimulating THz radiation (see Fig. 2), the coordinates of the 3D individual model of the recipient’s brain within the transcranial stimulation device are referenced and the initial stimulation conditions are set as for transcranial magnetic stimulation. The magnetic field sources are turned off and the THz radiation power source is turned on with a given value of the intensity and duration of exposure. Engines 11 and 12, through axes 13 and 14, provide rotation about the X-X axis of platforms 15 and 16 with rings 19 and 20 mounted on them, while motors 17 and 18, mounted on the platform 15, rotate the rings 19 and 20 and provide the opportunity impact on the object of stimulation from different points in space. During the rotation of rings 19 and 20, the motors 31 and 32, mounted on rings 19 and 20, rotate the TR reflector and the THz radiation emitter TH through the axes 3 and 4 and ensure that the emitted and reflected radiation lie on one common axis passing through the stimulation zone ZC of the brain lying on the X - X axis, which increases the efficiency and accuracy of stimulation due to the secondary use of radiation transmitted through the object of stimulation and reduction of the effect on the object by scattered radiation. In the case when TR is made of material close to a completely black body (with the possibility of cooling it), the impact on the stimulation object on the radiation scattered in the working space of the device is also reduced. The implementation of TR as a measuring transducer of THz radiation allows for the quantitative assessment of transcranial stimulation of THz radiation and to ensure its safety.

Высокая эффективность стимуляции ТГц излучением (см. Кирьянова В.В., Жарова Е.Н., Баграев Н.Т., Реуков А.С., Логинова С.В. Перспектива применения электромагнитных волн терагерцевого диапазона в физиотерапии (ретроспективный обзор). Физиотерапия, бальнеология и реабилитация. 2016; 15 (4): 209-215. DOI 10.18821/1681-3456-2016-15-4-209-215) обеспечивается резонансным механизмом биологических эффектов ТГц излучений. В ТГц-диапазоне находятся частоты клеточных мембран (0,1-1 ТГц), соматической клетки (2,39 ТГц), хромосом (0,75-15 ТГц), эритроцитов (0,5-1 ТГц), воды (0,65-0,5 ТГц) и др. При совпадении собственных резонансных частот биологических объектов с частотами внешнего электромагнитного поля имеют место биологические эффекты ТГц излучений, заключающийся в усилении кровотока и снижения ее вязкости, увеличении количества гемоглобина и иных эффектов, используемые для физиотерапии и реабилитации, при этом, техническое обеспечение стимуляции ТГц излучением основано на применении современных комбинированных миниатюрных излучателей и приемников ТГц излучений (см. https://ria.ru/science/20161124/1482091799.htm1) с габаритными размерами, не превышающими нескольких миллиметров. Принцип работы миниатюрных излучателей ТГц излучений и его конструкция обеспечивают их применение и в качестве измерительных преобразователей ТГц излучений.High efficiency of stimulation of THz radiation (see Kiryanova V.V., Zharova E.N., Bagraev N.T., Reukov A.S., Loginova S.V. Perspective of the use of electromagnetic waves of the terahertz range in physiotherapy (retrospective review). Physiotherapy, balneology and rehabilitation. 2016; 15 (4): 209-215. DOI 10.18821 / 1681-3456-2016-15-4-209-215) is provided by the resonant mechanism of biological effects of THz radiation. In the THz range are the frequencies of cell membranes (0.1-1 THz), somatic cells (2.39 THz), chromosomes (0.75-15 THz), red blood cells (0.5-1 THz), water (0, 65-0.5 THz) and others. When the natural resonant frequencies of biological objects coincide with the frequencies of the external electromagnetic field, there are biological effects of THz radiation, which consists in increasing blood flow and reducing its viscosity, increasing the amount of hemoglobin and other effects used for physiotherapy and rehabilitation at the same time, the technical support for the stimulation of THz radiation is based using modern combined miniature THz emitters and receivers (see https://ria.ru/science/20161124/1482091799.htm1) with overall dimensions not exceeding a few millimeters. The principle of operation of miniature THz radiation emitters and its design provide their application as measuring transducers of THz radiation.

При комплексном воздействии на стимуляционные зоны структур мозга (см. на фиг. 2) привязку координат 3D индивидуальной модели головного мозга реципиента внутри устройства транкраниальной стимуляции и установку начальных условий стимуляции осуществляют также, как и при транкраниальной магнитной стимуляции и стимуляции ТГц излучением. Включают выбранный тип источника питания с заданным направлением тока в катушках индукторов источников магнитного поля и заданным вектором индукции В магнитного поля, а также, источник питания ТГц излучений с заданным значением интенсивности и длительности воздействия. Двигателями 11 и 12 посредством осей 13 и 14 обеспечивают поворот вокруг оси X - X платформ 15 и 16, с установленными на них кольцами 19 и 20, при этом, двигатели 17 и 18, закрепленные на платформе 15, вращают кольца 19 и 20 и обеспечивают возможность воздействия на объект стимуляции из разных точек пространства. Во время поворота колец 19 и 20 двигатели 25 и 26, 31 и 32, закрепленные на кольцах 19 и 20, посредством осей, соответственно, 1 и 2, 3 и 4 направляют (см. фиг. 1) вектор BN индукции магнитного поля через одну общую ось, проходящую через зону стимуляции ZC, при этом, направления излученного излучателем ТО и отраженного отражателем TR ТГц излучений, лежат на другой одной общей оси, также проходящей через зону стимуляции ZC мозга. Устройства крепления магнитной системы 29 и 30 концентраторов 27 и 28 магнитного поля к осям, соответственно, 1 и 2 двигателей 25 и 26, обеспечивают поворот геометрических осей концентраторов 27 и 28 магнитного поля при вращении двигателей 25 и 26. Точность вторичного использования прошедшим через объект стимуляции излучения, можно повысить (см. фиг. 1 и 2) минимальным сдвигом угла между осью 1 концентратора 27 и осью 3 излучателя ТО, осью 2 концентратора 28 и осью 4 отражателя TR ТГц излучения. Совмещение в одном корпусе концентратора 27 и излучателя ТО, а также концентратора 28 магнитного поля и TR ТГц излучения обеспечивают сдвиг угла между ними, равным нулю, при этом обеспечивается максимальная точность комплексного воздействия на объект. Использование TR в качестве отражателя повышает эффективность и точность стимуляции за счет вторичного использования прошедшего через объект стимуляции излучения и снижения воздействия на объект стимуляции рассеянным в рабочем пространстве устройства излучением; в качестве поглотителя - снизить рассеяние ТГц излучения в рабочем пространстве устройства; в качестве измерительного преобразователя - производить количественную оценку транскраниальной стимуляции ТГц и обеспечить безопасность его проведения.With a complex effect on the stimulation zones of the brain structures (see Fig. 2), the 3D coordinates of the recipient’s individual brain model are referenced inside the transcranial stimulation device and the initial stimulation conditions are set in the same way as in transcranial magnetic stimulation and THz radiation stimulation. They include the selected type of power source with a given direction of current in the coils of the inductors of the magnetic field sources and a given induction vector B of the magnetic field, as well as a THz radiation power source with a given value of intensity and duration of exposure. Engines 11 and 12 through the axes 13 and 14 provide rotation around the X-X axis of the platforms 15 and 16, with rings 19 and 20 mounted on them, while the motors 17 and 18, mounted on the platform 15, rotate the rings 19 and 20 and provide the possibility of influencing the object of stimulation from different points in space. During the rotation of the rings 19 and 20, the motors 25 and 26, 31 and 32, mounted on the rings 19 and 20, by means of the axes 1, 2, 3 and 4, respectively, direct (see Fig. 1) the magnetic field induction vector BN through one the common axis passing through the ZC stimulation zone, while the directions emitted by the TO emitter and reflected by the THz reflector TR lie on the other one common axis, also passing through the brain ZC stimulation zone. The devices for attaching the magnetic system 29 and 30 of the magnetic field concentrators 27 and 28 to the axes of 1 and 2 of the motors 25 and 26, respectively, provide rotation of the geometric axes of the magnetic field concentrators 27 and 28 during rotation of the engines 25 and 26. The accuracy of the secondary use of those passing through the stimulation object radiation, can be increased (see Figs. 1 and 2) by a minimum angle shift between the axis 1 of the concentrator 27 and the axis 3 of the TO emitter, the axis 2 of the concentrator 28 and the axis 4 of the THz radiation reflector TR. The combination in one housing of the concentrator 27 and the emitter TO, as well as the concentrator 28 of the magnetic field and TR THz radiation provide an angle shift between them equal to zero, while ensuring maximum accuracy of the complex effect on the object. Using TR as a reflector increases the efficiency and accuracy of stimulation due to the secondary use of radiation transmitted through the object of stimulation and reduction of the effect on the stimulation object by radiation scattered in the working space of the device; as an absorber, to reduce the scattering of THz radiation in the working space of the device; as a measuring transducer, to quantify transcranial stimulation of THz and ensure its safety.

При воздействии на стимуляционные зоны структур мозга, имеющих парные органы, например, гипокамп, привязку координат 3D индивидуальной модели головного мозга реципиента внутри устройства транкраниальной стимуляции осуществляют также, как и при транкраниальной магнитной стимуляции и стимуляции ТГц излучением. Для установки начальных условий проецируют лишь контур изображения гипокампа на сагитальную плоскость путем задания множеством его координат, далее, ориентируют ось X - X в сагитальной плоскости, а плоскость колец 19 и 20 в аксиальной плоскости. Далее, устанавливают источники стимуляции (вектор BN магнитной индукции или источник ТГц излучения) симметрично относительно сагитальной плоскости. Включают источник стимуляции и перемещают источник стимуляции внутри контура изображения гипокампа, по множеству заданных в сагитальной плоскости его координат.When exposed to the stimulation zones of brain structures having paired organs, for example, a hypocampus, the coordinates of the 3D individual model of the recipient’s brain inside the transcranial stimulation device are referenced as in transcranial magnetic stimulation and stimulation with THz radiation. To set the initial conditions, only the contour of the image of the hypocampus is projected onto the sagittal plane by setting a plurality of its coordinates, then the X - X axis is oriented in the sagittal plane, and the plane of the rings 19 and 20 in the axial plane. Next, establish sources of stimulation (vector BN magnetic induction or a source of THz radiation) symmetrically with respect to the sagittal plane. The stimulation source is turned on and the stimulation source is moved inside the contour of the image of the hypocampus, according to the set specified in the sagittal plane of its coordinates.

По окончании воздействия на зону стимуляции мозга выключают ток в обмотках катушек источников магнитного поля и источник ТГц излучения ТО, двигателями 11 и 12 устанавливают кольца 19 и 20 горизонтальное положение (на фиг. 2 - параллельно плоскости чертежа) и поднимают платформы 15 и 16, после которого реципиент может выйти из рабочего пространства устройства.At the end of the impact on the brain stimulation zone, the current in the windings of the coils of the magnetic field sources and the THz radiation source are switched off, the motors 11 and 12 set the rings 19 and 20 to a horizontal position (in Fig. 2 - parallel to the plane of the drawing) and raise the platforms 15 and 16, after which the recipient can leave the workspace of the device.

Промышленная применимостьIndustrial applicability

Предложенный способ транскраниальной магнитной стимуляции позволяет обеспечить высокую технологичность, эффективность и точность адресной стимуляции разрешенных к стимуляции структур мозга, как магнитным полем, так и источником узконаправленного терагерцевого излучения. Способ может быть использован в терапии болезней нервной системы и заболеваний головного мозга, в технологиях активизации творческих способностей, ускорения и повышения когнитивных ресурсов для молодых и пожилых людей, восстановления утраченных функций и сенсоров пациентов. Способ применим и в технологиях передачи информации о функциональном состоянии и функциональной активности структур мозга донора на мозг реципиента, а также, при проведении функциональной магнитоиндукционной томографии.The proposed method of transcranial magnetic stimulation makes it possible to ensure high adaptability, efficiency and accuracy of targeted stimulation of brain structures allowed for stimulation, both by a magnetic field and by a source of narrowly directed terahertz radiation. The method can be used in the treatment of diseases of the nervous system and diseases of the brain, in technologies of activating creative abilities, accelerating and increasing cognitive resources for young and old people, restoring lost functions and sensors of patients. The method is applicable in technologies for transmitting information about the functional state and functional activity of the structures of the donor brain to the recipient brain, as well as during functional magnetic induction tomography.

Claims

1. A method of transcranial magnetic stimulation, including exposure to a magnetic field generated by two sources of a magnetic field moving around the recipient’s head with a center of rotation of the trajectory of movement of the coils passing through the brain stimulation zone, characterized in that using a magnetic field sources create a variable modulus and direction the magnetic field induction vector with a zero value outside the range of possible stimulation zones, and the magnetic field induction vector and the axis of each of the sources the magnetic fields coincide in direction and lie on one common axis passing through the zone of brain stimulation, while using a source of narrowly directed terahertz radiation that moves along the same arc of a circle with a center of rotation coinciding with the zone of brain stimulation.

2. The method according to p. 1, characterized in that the terahertz radiation transmitted through the stimulation zone is reflected in the same zone of the brain.

3. The method according to p. 1, characterized in that they absorb the terahertz radiation transmitted through the brain stimulation zone.

4. The method according to p. 1, characterized in that they measure terahertz radiation transmitted through the stimulation zone.