经颅磁刺激装置的制作方法

本发明涉及被用于实施经颅磁刺激法的经颅磁刺激装置。

背景技术：

1、经颅磁刺激法(tms：transcranial magnetic stimulation)是通过电磁感应在脑内产生电流来刺激神经元的方法(参照下述专利文献1～5)。根据该方法，能够通过对放置在头部表面上的刺激线圈施加交流或规定的电流波形，生成变动磁场，通过该变动磁场感应涡电流，用该涡电流刺激神经元。这样的经颅磁刺激法除了被用于治疗例如抑郁症、阿尔茨海默型痴呆、精神分裂症、神经障碍性疼痛、帕金森病等疾病之外，还被用于各种临床检查、脑功能研究。根据经颅磁刺激法，能够在不进行开颅手术的情况下实施对脑内神经元的无创磁刺激。

2、但是，在以往的经颅磁刺激法中使用的磁刺激装置中，能够使用由电容器和刺激线圈构成的lc谐振电路，通过设置在谐振电路中的开关的接通/关断，在需要的定时将从高电压的电源蓄积在电容器中的电荷供应到刺激线圈，生成变动磁场，进行磁刺激。因此，施加到刺激线圈的电流(脉冲电流)的频率称为lc谐振电路的谐振频率。

3、在此，在以往的装置中，为了进行需要强度的磁刺激，需要在刺激线圈中流过几ka的脉冲电流，该情况下的脉冲电压为kv量级。因此，在以往的装置中，作为开关元件，使用能够应对高电流/高电压的晶闸管(下述专利文献1)。但是，由于晶闸管价格昂贵，所以在以往的装置中存在装置整体的制造成本变高的问题。

4、因此，在下述专利文献2中，提出了通过使用高电感的电感器来抑制电流，使用比较便宜的igbt(insulated gate bipolar transistor，绝缘栅双极晶体管)来代替晶闸管的技术。但是，在该技术中，对刺激线圈的施加电压变高，需要提高开关元件的耐压，因此存在开关元件的成本仍然变高的问题。

5、在下述专利文献3中，提出了一种技术，通过将具有刺激线圈的多个谐振电路与电源并联连接，在脑内深部的一点处合成来自各刺激线圈的来自多个方向的磁场，从而能够实现脑内深部处的刺激。但是，在该技术中，需要对个别的谐振电路施加高电压/高电流。此外，在该技术中，为了实现对脑内深部的刺激，在不同的地方设置与各个谐振电路对应的刺激线圈，朝向各种方向。于是，根据在脑内应瞄准的刺激位置，可能产生不得不使多个刺激线圈中的某一个远离该刺激位置来配置的情况。在该情况下，该线圈的磁场因距离而衰减，变得不能向照射位置照射所期望的磁场。为了避免这种情况，存在进一步需要高电压/高电流的问题。

6、在下述专利文献4中，记载了将刺激线圈与电源和充电电容器并联连接的技术，但在该技术中，也会对开关元件施加高电压/高电流，因此不会有助于解决上述问题。

7、现有技术文献

8、专利文献

9、专利文献1：日本特开2016-67789号公报

10、专利文献2：日本特表2010-528784号公报

11、专利文献3：日本特表2010-536496号公报

12、专利文献4：美国专利第7367936号公报

13、专利文献5：国际公开wo2017/175685号刊

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、本发明是基于上述状况而完成的。本发明的主要目的在于提供一种即使在抑制了施加到多个谐振电路中的磁刺激线圈的电流值和电压值的情况下也能够在脑内进行需要强度的磁刺激的经颅磁刺激装置。此外，本发明的另一个目的是通过抑制谐振电路中的电流值和电压值，将谐振电路中使用的元件(例如开关元件)的成本抑制得较低。

3、用于解决课题的方案

4、解决上述课题的方案能够如以下项目那样记载。

5、(项目1)

6、一种经颅磁刺激装置，其特征在于，具备：

7、多个谐振电路，具有多个磁刺激线圈，所述多个磁刺激线圈用于通过向生物体内部施加变动磁场来进行对生物体的刺激，所述多个谐振电路用于向所述多个磁刺激线圈分别施加脉冲电流而产生所述变动磁场；以及

8、电源，用于向所述多个谐振电路供应电力，

9、所述多个谐振电路相对于所述电源并联连接，由此，所述多个磁刺激线圈也相对于所述电源并联连接，

10、所述多个磁刺激线圈被形成为大致相同形状，并且，以由所述脉冲电流产生的磁通的方向一致的方式邻接配置。

11、(项目2)

12、根据项目1所述的经颅磁刺激装置，其中，所述多个谐振电路分别具备开关元件，所述开关元件控制向所述磁刺激线圈施加所述脉冲电流的施加定时。

13、(项目3)

14、根据项目1或2所述的经颅磁刺激装置，其中，所述多个磁刺激线圈以它们的轴心大致一致的方式层叠配置。

15、(项目4)

16、根据项目3所述的经颅磁刺激装置，其中，

17、所述磁刺激线圈中的一个为上部线圈，另一个为下部线圈，

18、在所述上部线圈和所述下部线圈的至少一部分的剖视图中，以所述上部线圈的底面与所述下部线圈的上表面重合的方式层叠配置所述上部线圈和所述下部线圈。

19、(项目5)

20、根据项目1或2所述的经颅磁刺激装置，其中，所述多个磁刺激线圈中的各自的绕组彼此相互绞合而构成多芯线。

21、(项目6)

22、根据项目1～5中任一项所述的经颅磁刺激装置，其中，

23、所述谐振电路具备谐振用电容器，所述谐振用电容器蓄积从所述电源供应的电荷，

24、在所述谐振用电容器与所述电源之间配置有第二开关元件，所述第二开关元件在所述谐振用电容器的放电时切断所述谐振用电容器与所述电源的连接，从而抑制向所述电源的漏电流。

25、(项目7)

26、根据项目1～5中任一项所述的经颅磁刺激装置，其中，在所述谐振用电容器与所述电源之间插入有谐振阻抗电路，所述谐振阻抗电路通过在所述谐振电路的谐振频率下谐振，从而作为比非谐振时高的电阻分量发挥作用，抑制向所述电源的漏电流。

27、(项目8)

28、根据项目1～7中任一项所述的经颅磁刺激装置，其中，在所述多个谐振电路中的任一个或全部中具备用于使各个谐振电路的谐振频率同步的同步调整电路。

29、(项目9)

30、根据项目1～8中任一项所述的经颅磁刺激装置，其中，具备相位调整电路，所述相位调整电路用于使在所述多个谐振电路中分别产生的谐振电流彼此的相位匹配。

31、(项目10)

32、根据项目9所述的经颅磁刺激装置，其中，所述相位调整电路为如下的结构：通过以使得在所述多个谐振电路中分别产生的谐振电流的产生定时一致的方式进行调整，从而使所述谐振电流彼此的相位匹配。

33、(项目11)

34、根据项目9所述的经颅磁刺激装置，其中，所述相位调整电路为如下的结构：通过以使得在所述多个谐振电路中分别产生的谐振电流的变化率的最大点一致的方式进行调整，从而使所述谐振电流彼此的相位匹配。

35、(项目12)

36、一种经颅磁刺激装置，其特征在于，具备：

37、多个谐振电路，具有多个磁刺激线圈，所述多个磁刺激线圈用于通过向生物体内部施加变动磁场来进行对生物体的刺激，所述多个谐振电路用于向所述多个磁刺激线圈分别施加脉冲电流而产生所述变动磁场；以及

38、电源，用于向所述多个谐振电路供应电力，

39、所述多个谐振电路相对于所述电源并联连接，由此，所述多个磁刺激线圈也相对于所述电源并联连接，

40、还具备相位调整电路，所述相位调整电路用于使在所述多个谐振电路中分别产生的谐振电流彼此的相位匹配。

41、(项目13)

42、根据项目12所述的经颅磁刺激装置，其中，所述相位调整电路为如下的结构：通过以使得在所述多个谐振电路中分别产生的谐振电流的变化率的最大点一致的方式进行调整，从而使所述谐振电流彼此的相位匹配。

43、发明效果

44、根据本发明，即使在抑制施加在多个谐振电路中的磁刺激线圈上的电流值和电压值的情况下，通过使各磁刺激线圈中的磁通量重合，也可以在脑内进行需要强度的磁刺激。于是，能够将谐振电路中的电流值和电压值抑制得较低，其结果是，能够降低谐振电路中使用的元件、例如开关元件的耐压。由此，也可以将装置的成本抑制得较低。