相關(guān)申請

本申請要求2014年10月3日提交的美國臨時(shí)申請no.62/059,336的優(yōu)先權(quán)，其主題的全部內(nèi)容通過引用合并于此。

本公開涉及深層神經(jīng)刺激。更具體而言，本公開旨在一種具有線圈設(shè)計(jì)和先進(jìn)冷卻部件的深層神經(jīng)刺激儀，所述線圈設(shè)計(jì)是為了產(chǎn)生用于深層神經(jīng)刺激的不對稱場。

背景技術(shù)：

磁線圈用于施行非侵入性電磁深層神經(jīng)刺激療法。利用導(dǎo)電材料(例如銅線、銅管或絞合線)構(gòu)成的電磁線圈來施行刺激療法。通常，這些線圈的電感可以在幾個(gè)μη至20μη的范圍內(nèi)，并且可以冷卻以避免過熱，也可以不冷卻。線圈用時(shí)變電流脈沖來激勵(lì)，采用單脈沖、脈沖串或其他周期性波形的形式，目的是產(chǎn)生穿透生物組織的對應(yīng)的時(shí)變磁場。磁場在組織中感應(yīng)出電場，電場通過不同組織和解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的電導(dǎo)率來整形，并到達(dá)深埋在這些結(jié)構(gòu)中的神經(jīng)。

作用于深層神經(jīng)的神經(jīng)元的感應(yīng)電場可以導(dǎo)致神經(jīng)元膜電位的去極化。如果這個(gè)去極化達(dá)到閾值水平，神經(jīng)元就會發(fā)出動(dòng)作電位或脈沖。電場是否刺激神經(jīng)到足以觸發(fā)動(dòng)作電位的程度取決于各種參數(shù)，例如在目標(biāo)神經(jīng)上電場的強(qiáng)度、梯度、持續(xù)時(shí)間和方向以及神經(jīng)本身的解剖結(jié)構(gòu)。雖然神經(jīng)的解剖結(jié)構(gòu)是固定的，不能控制，但是可以操縱作用在神經(jīng)上的電場。

一般性術(shù)語“場”可以表示磁場和電場的其中一個(gè)，或者都表示，視情況而定。一般而言，在神經(jīng)刺激方面，產(chǎn)生刺激的場是作用于神經(jīng)結(jié)構(gòu)的電場。傳統(tǒng)上，為了將電場集中于特定目標(biāo)(例如在經(jīng)顱磁刺激(tms)領(lǐng)域)，使用通常稱為八字形線圈或蝶形線圈的雙線圈，其中最大電場沿著從兩個(gè)等直徑線圈的交點(diǎn)開始的垂直軸線下降。

為了刺激更深層目標(biāo)，一個(gè)簡單的解決方案是增加兩個(gè)線圈的直徑。但是，增加線圈的直徑具有減少線圈集中性的影響。雖然進(jìn)行了許多了嘗試來克服這種深度-集中性的權(quán)衡，但是本領(lǐng)域的共識是，對于傳統(tǒng)的線圈設(shè)計(jì)而言，獲得刺激更深層目標(biāo)的能力以減少線圈的集中性為代價(jià)。因此，對于大腦刺激的目的而言，認(rèn)為大于4cm的目標(biāo)深度是不安全的。

頭部深層神經(jīng)結(jié)構(gòu)的非侵入性磁刺激在神經(jīng)科學(xué)中受到極大關(guān)注。但是，刺激大腦深層結(jié)構(gòu)的嘗試這樣做的目的是產(chǎn)生窄的針狀場分布，從而在刺激目標(biāo)神經(jīng)結(jié)構(gòu)或區(qū)域(命中目標(biāo))時(shí)避開偏離目標(biāo)神經(jīng)結(jié)構(gòu)或區(qū)域(偏離目標(biāo))。

此外，產(chǎn)生這些電場可能產(chǎn)生大量熱量，由于刺激儀必須放置為非?？拷颊叩膶?shí)際情況，這樣產(chǎn)生了對于有效冷卻的需要。深層神經(jīng)刺激儀可以是高壓設(shè)備(例如2000伏特)，并且可以在更長的持續(xù)時(shí)間里產(chǎn)生大電場。例如，可以要求深層神經(jīng)刺激儀傳送300毫秒、2特斯拉脈沖5分鐘。少了有效的冷卻，傳送這種刺激水平的線圈可以在10秒內(nèi)達(dá)到42攝氏度的皮膚灼傷溫度，并且在25秒鐘內(nèi)由于過熱而失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明涉及深層神經(jīng)刺激，其中將電磁線圈設(shè)計(jì)為在可激勵(lì)組織中產(chǎn)生感應(yīng)電流的磁場。根據(jù)一個(gè)方案，使用不對稱磁場來刺激深層神經(jīng)目標(biāo)，而不刺激接近目標(biāo)、偏離目標(biāo)的神經(jīng)以及其他神經(jīng)學(xué)或解剖學(xué)結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方式中，位于顱骨內(nèi)部但在大腦外部的神經(jīng)可以是命中目標(biāo)的，并且因此，整個(gè)大腦可以視為偏離目標(biāo)的。可將不對稱場定位和定向?yàn)榇碳ぐㄉ窠?jīng)在內(nèi)的目標(biāo)區(qū)域，同時(shí)將分布在目標(biāo)區(qū)域周圍的偏離目標(biāo)區(qū)域的暴露最小化。例如，可將不對稱場定位和定向?yàn)榇碳っ嫔窠?jīng)而不刺激大腦的顳葉。

為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，本發(fā)明的刺激線圈包括多個(gè)子線圈(即兩個(gè)以上)，它們按照預(yù)定方式配置和布置為在線圈被激勵(lì)時(shí)產(chǎn)生不對稱磁場?？梢韵蚧颊呤┬胁粚ΨQ場，從而在患者的易興奮目標(biāo)生理結(jié)構(gòu)中感應(yīng)出不對稱電場。這個(gè)不對稱場將命中目標(biāo)區(qū)域的刺激最大化并將偏離目標(biāo)區(qū)域的刺激最小化。因?yàn)槠x目標(biāo)區(qū)域可以不對稱地分布在目標(biāo)周圍，例如分布于目標(biāo)的一側(cè)，所以為了有效地刺激目標(biāo)，同時(shí)將偏離目標(biāo)區(qū)域的暴露最小化，高度集中的場不一定是絕對要求。因此，可將子線圈整形、定尺寸、定位和定向，以修改在解剖學(xué)結(jié)構(gòu)中感應(yīng)的電場的形狀和形式，使得它可以在這些結(jié)構(gòu)的偏離目標(biāo)區(qū)域“迂回工作”，同時(shí)對命中目標(biāo)區(qū)域施行刺激療法。

根據(jù)一個(gè)方案，可將多個(gè)子線圈串聯(lián)連接并通過以固定功率運(yùn)行的相同刺激發(fā)生器來驅(qū)動(dòng)。各個(gè)線圈產(chǎn)生的電磁場一致地作用并相互影響。因此在這種配置中，每個(gè)子線圈都有助于命中目標(biāo)場的尺寸、形狀、位置、方位和量級。例如，可將子線圈配置和布置為產(chǎn)生在一側(cè)寬的不對稱場，允許深入穿透到命中目標(biāo)的結(jié)構(gòu)，并且在其他側(cè)變窄或者以其他方式整形，以限制偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)的場強(qiáng)。

例如在一個(gè)實(shí)施方式中，子線圈可以是圓形線圈，每個(gè)線圈具有不同的半徑?？蓪⒕€圈定位在相互靠近或者部分地重疊。通過提供不同半徑的線圈并調(diào)節(jié)它們的相對位置，可以改變所得場的形狀。在這個(gè)示例中，兩個(gè)圓形線圈配置、所得場的形狀例如可具有扭曲的八字形形狀或者扭曲的圓形形狀。在此配置中，可以期望限制線圈的半徑之間的差異，從而保持相對集中的電場。

除了線圈半徑的相對尺寸之外，還可以改變線圈之間的分離程度或重疊程度。例如在另一個(gè)實(shí)施方案中，可通過調(diào)節(jié)線圈之間的分離程度或重疊程度來調(diào)整感應(yīng)電場的形狀，以適合應(yīng)用。在另一個(gè)更復(fù)雜的實(shí)施方式中，除了分離和重疊之外，可將線圈的相對定向從位于共面或位于平行平面調(diào)節(jié)為位于相對彼此扭曲的平面。此外，可以調(diào)節(jié)在每個(gè)線圈中調(diào)整的次數(shù)。

必要的整形程度至少在某種程度上可通過具體程序和程序期間遇到的特殊的生理結(jié)構(gòu)來確定。例如，當(dāng)在膝狀神經(jīng)節(jié)刺激面神經(jīng)時(shí)，重要的是將對大腦的顳葉附近的刺激最小化。因此，對于這種應(yīng)用，必須將線圈配置調(diào)整為將電場整形，使得場的較寬部分可以穿透到膝狀神經(jīng)節(jié)，同時(shí)場的整形部分或變窄部分避開、包裹、或彎曲環(huán)繞顳葉。

在場整形度與整形場不同部分的相對強(qiáng)度之間可以進(jìn)行權(quán)衡。隨著場不斷整形或變形，場的整形部分的相對強(qiáng)度可以減弱。因此，例如線圈之間大的重疊可以提供大幅度整形，但是以命中目標(biāo)場強(qiáng)為代價(jià)，而線圈之間小的重疊或間隔可以提供小幅度整形，但是命中目標(biāo)場的強(qiáng)度增加。因此，有利的是選擇在這些極端之間給予妥協(xié)的線圈配置，從而將場的形狀和強(qiáng)度與正在進(jìn)行的程序最好地匹配。

根據(jù)一個(gè)方案，本發(fā)明涉及一種用于向患者提供深層神經(jīng)刺激的設(shè)備，包括用于支撐深層神經(jīng)刺激線圈的殼體。殼體包括具有外表面的壁，用于向患者呈現(xiàn)，以施行刺激。主線圈支撐在殼體的主腔室中，鄰近壁與外表面相對的內(nèi)表面。肋設(shè)置在主線圈與內(nèi)表面之間、并且主線圈擱置于其上。肋限定通道，通過所述通道可以引導(dǎo)冷卻劑，以在使用時(shí)冷卻主線圈的底表面。主線圈的底表面最接近壁的內(nèi)側(cè)或患者側(cè)。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，殼體可包括輪轂，主線圈圍繞輪轂纏繞。輪轂限定中心導(dǎo)管，冷卻劑流動(dòng)通過中心導(dǎo)管并分配到通道以冷卻主線圈。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其他方面組合，輪轂具有定位在肋上的終端，從而在肋之間的位置將終端從壁的內(nèi)表面分隔出來。終端和肋限定孔，通過孔將冷卻劑從導(dǎo)管引導(dǎo)到通道中。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，肋可以從輪轂徑向延伸，從而使通道具有徑向配置。冷卻劑可以從輪轂徑向向外地在主線圈上流動(dòng)。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)或與任何其它方案組合，殼體可包括具有彎曲輪廓的外壁，外壁在主線圈的相對表面上引導(dǎo)流動(dòng)的冷卻劑。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，該設(shè)備可包括與殼體連接以幫助將主線圈在殼體內(nèi)的線圈夾。線圈夾可以從輪轂徑向延伸到外壁并在其間限定通道，從外壁引導(dǎo)到通道中的冷卻劑徑向地在主線圈的頂表面上流動(dòng)。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)或與任何其它方案組合，殼體可包括流體收集室，用于冷卻劑在主線圈上流過之后收集冷卻劑。此外殼體可包括氣泡阱，用于收集在使用時(shí)可能在冷卻劑中形成的氣泡。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，該設(shè)備可包括用于將主線圈產(chǎn)生的磁場整形的副線圈。副線圈可以設(shè)置在殼體的副腔室中，并至少部分地覆蓋主線圈的頂表面。

根據(jù)另一個(gè)方案，本發(fā)明涉及一種用于向患者的目標(biāo)區(qū)域提供深層神經(jīng)刺激的設(shè)備。該設(shè)備包括殼體和支撐在殼體中的主線圈。主線圈適合于在通電時(shí)產(chǎn)生能夠擊中目標(biāo)區(qū)域的寬而深的穿透電場。該設(shè)備還包括支撐在殼體中的副線圈，副線圈被配置和布置為在通電時(shí)將主線圈產(chǎn)生的場整形。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，副線圈可以被配置和布置為在偏離目標(biāo)區(qū)域的方向上將主線圈產(chǎn)生的場整形。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，副線圈可以被配置和布置為使得副線圈的部分與主線圈的部分重疊。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，主線圈與副線圈之間的重疊是可調(diào)節(jié)的，從而修整副線圈具有的由主線圈產(chǎn)生的場的整形效果。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其他方面組合，主線圈和副線圈可以串聯(lián)纏繞。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)或與任何其它方案組合，主線圈和副線圈以相反的方向纏繞。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，該設(shè)備可包括用于將由主線圈產(chǎn)生的場整形的多個(gè)副線圈。副線圈可以按照被選擇為將由主線圈產(chǎn)生的場整形的方式相對于彼此并相對于主線圈布置。

根據(jù)另一個(gè)方案，本發(fā)明涉及一種用于向患者的目標(biāo)區(qū)域提供深層神經(jīng)刺激的方法。該方法包括利用主線圈，在通電時(shí)產(chǎn)生能夠擊中目標(biāo)區(qū)域的寬而深的穿透磁場。該方法還包括相對于主線圈將副線圈定位，從而在通電時(shí)將由主線圈產(chǎn)生的磁場整形。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，該方法可包括將副線圈定位，從而在偏離目標(biāo)區(qū)域的方向上將由主線圈產(chǎn)生的場整形。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其他方面組合，該方法可包括將副線圈定位，以與部分主線圈重疊。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其他方面組合，該方法可包括調(diào)節(jié)主線圈與副線圈之間的重疊，從而調(diào)整副線圈對于主線圈產(chǎn)生的場的整形效果。

根據(jù)另一個(gè)方案，單獨(dú)地或與任何其它方案組合，該方法可包括相對于主線圈將多個(gè)副線圈定位，從而將由主線圈產(chǎn)生的場整形。

附圖說明

附圖中通過示例而非限制的方式示出本發(fā)明，其中相同的附圖標(biāo)記表示相似的元件，并且其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明用來產(chǎn)生用于深層神經(jīng)刺激的不對稱場的系統(tǒng)的示意圖。

圖2是示出構(gòu)成圖2的系統(tǒng)的一部分的設(shè)備的立體前視圖。

圖3是示出構(gòu)成圖2的系統(tǒng)的一部分的設(shè)備的立體后視圖。

圖4是圖2的設(shè)備的前視平面圖。

圖5是圖2的設(shè)備的一部分的立體前視圖。

圖6是一般性沿著圖4中的線6-6的剖視圖。

圖7是一般性沿著圖4中的線7-7的剖視圖。

圖8是圖2的設(shè)備的分解圖。

圖9是圖2處于部分組裝狀態(tài)的設(shè)備的一部分的前視圖。

圖10a-10e是示出圖2的設(shè)備的一部分的操作的示意圖。

圖11示意性示出根據(jù)一個(gè)示例性配置，圖2的設(shè)備的一部分的操作。

圖12示出根據(jù)圖11配置的設(shè)備的有效性。

圖13示意性示出用于比較的目的的傳統(tǒng)設(shè)備的一部分的操作。

圖14示出圖13的比較性示例的有效性。

圖15示意性示出根據(jù)三個(gè)其他示例性配置，圖2的設(shè)備的一部分的操作，且示出這些配置的有效性。

圖16示意性示出根據(jù)三個(gè)其他示例性配置，圖2的設(shè)備的一部分的操作，且示出這些配置的有效性。

具體實(shí)施方式

參照圖1，為了產(chǎn)生用于患者刺激的不對稱場的系統(tǒng)10包括刺激儀100，用來刺激患者的一個(gè)或多個(gè)生理結(jié)構(gòu)，將刺激儀100定位在鄰近或接近患者12。在圖1所示的實(shí)施例的布置中，為了刺激患者的神經(jīng)學(xué)結(jié)構(gòu)，可將刺激儀100定位在療法應(yīng)用表面102鄰近患者的頭部14。在這種布置中，刺激儀100可以充當(dāng)深層神經(jīng)刺激儀、深層大腦刺激儀、或者深層神經(jīng)刺激儀和深層大腦刺激儀的組合。但是，為了對其他生理結(jié)構(gòu)施行刺激療法，可將刺激儀100定位在鄰近或接近患者12的任何其他部分。

刺激儀100包括隱藏在它殼體內(nèi)的至少兩個(gè)線圈，線圈可通過電流被激勵(lì)，以產(chǎn)生作用于患者12的目標(biāo)生理結(jié)構(gòu)的電磁場，從而在這些結(jié)構(gòu)中感應(yīng)出刺激結(jié)構(gòu)的電場。雖然圖1中未示出，但是線圈與所示刺激儀100的圓形葉片重合。因此，在附圖所示的示例性實(shí)施例中，刺激儀100包括兩個(gè)線圈。

參照圖1，系統(tǒng)10包括線圈激勵(lì)系統(tǒng)20(例如電信號發(fā)生器)，它通過電纜或電線22可操作地連接到刺激儀100。電纜/電線22進(jìn)入刺激儀100并以電方式連接到其中容納的線圈。激勵(lì)系統(tǒng)20可操作地連接到控制臺24(例如計(jì)算機(jī))，它可操作為控制、編程或通過其他方式使得激勵(lì)系統(tǒng)向刺激儀100提供刺激信號，從而按照期望的方式激勵(lì)刺激儀線圈。例如，可以采用單脈沖、脈沖串或其他周期性波形的形式，驅(qū)動(dòng)時(shí)變電流脈沖通過線圈。控制臺24可用于調(diào)整激勵(lì)信號的特性，例如脈沖的持續(xù)時(shí)間和脈搏波形的頻率、波長、幅度和形狀，從而向患者提供期望的刺激療法。

如圖1所示的系統(tǒng)10的圖示并不是為了限制控制臺24和線圈激勵(lì)系統(tǒng)20。系統(tǒng)10的這些組件可具有適合于將所需激勵(lì)信號施行到刺激儀線圈的任何期望配置。例如，控制臺24可以是通過連接26(可以是有線的，也可以是無線的)連接到激勵(lì)系統(tǒng)20的單獨(dú)組件，如圖1所示。但是，可將系統(tǒng)10配置為使得控制臺24和激勵(lì)系統(tǒng)20組合成單個(gè)單元。

此外，系統(tǒng)10包括冷卻劑系統(tǒng)30，冷卻劑系統(tǒng)30可操作為向刺激儀100提供冷卻流體或冷卻劑。冷卻劑系統(tǒng)30通過軟管32可操作地連接到刺激儀100，軟管32將冷卻劑傳送到刺激儀并將冷卻劑從刺激儀返回。冷卻劑系統(tǒng)的配置并不重要，只要它能夠以期望的溫度和流速將冷卻劑循環(huán)通過刺激儀100。因此，冷卻劑系統(tǒng)30可具有用于實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的的任何期望配置。例如，冷卻劑系統(tǒng)30可以是開放系統(tǒng)，其中將預(yù)先冷卻的冷卻劑從供應(yīng)儲存器傳送到刺激儀100，并將用過的/加熱的冷卻劑從刺激儀返回到回流儲存器。或者，冷卻劑系統(tǒng)30可包括冷卻劑由其傳送并由其返回的單個(gè)儲存器，連同熱交換器一起(例如制冷單元)，熱交換器連續(xù)地冷卻儲存器中的冷卻劑。

系統(tǒng)10可以使用多種冷卻劑。例如，系統(tǒng)10可以使用硅油冷卻劑，硅油冷卻劑可以提供很多好處。硅油可以呈現(xiàn)出每單位質(zhì)量相對較高程度的熱導(dǎo)率。此外，硅油可具有介電性質(zhì)，允許它充當(dāng)防止從線圈到線圈、從線圈到周圍結(jié)構(gòu)以及從線圈到患者的電弧的絕緣體。但是可以使用替代冷卻劑。

系統(tǒng)10可進(jìn)一步包括用于支撐刺激儀100的安裝系統(tǒng)40。安裝系統(tǒng)40例如可包括支撐支架44的底座或框架42，刺激儀100可通過緊固裝置46(例如螺紋緊固件)連接到支架44。為了幫助實(shí)現(xiàn)這種連接，可將刺激儀100配置為包括用于容納緊固裝置46(例如螺紋緊固件)的部分。如圖1所示，安裝系統(tǒng)40可用于將刺激儀的平坦底表面定位在鄰近患者12。如下詳細(xì)所述，該平坦底表面是薄壁，并被配置為將線圈定位在盡可能接近患者的目標(biāo)區(qū)域。

在圖2-10中更詳細(xì)地示出刺激儀100。一般性地參照圖2-10，刺激儀100包括以下組件：包括基座112和外蓋114的殼體110、以及分接盒120。參照圖8，刺激儀100還包括主線圈夾130、副線圈夾132、以及線圈140。線圈140包括單一長度的導(dǎo)體材料，其纏繞形成主線圈142和副線圈144。

線圈140可以由各種導(dǎo)電材料形成，例如銅線、銅管或絞合線。線圈的電感可達(dá)20uh以上，在一些使用過程中會產(chǎn)生大量熱量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方案，刺激儀殼體110可適合于提供由于消散線圈140產(chǎn)生的一部分熱量的冷卻部件。

使用適合于提供本文所述功能和性能特征的各種材料和制造工藝來構(gòu)造形成刺激儀100的組件。刺激儀組件例如可具有基于塑料或聚合物的構(gòu)造，并且可包括增強(qiáng)材料(例如玻璃纖維)，以增加強(qiáng)度。組件可具有單件構(gòu)造或多件構(gòu)造，并且可利用多種工藝的一種或多種來制造，例如模壓、沖壓/壓制或擠壓。在一個(gè)具體構(gòu)造中，刺激儀100的組件可具有利用3d打印技術(shù)制造的塑料/聚合物構(gòu)造。這種構(gòu)造可能是有利的，因?yàn)?d打印組件可具有單件構(gòu)造，并且可包括使用上述更常規(guī)的塑料制造方法的某些方法(例如模壓)在單件構(gòu)造中不能形成的凹部和/或空隙。

刺激儀殼體基座112具有葉形配置，包括大的、一般為圓柱形的主腔室150以及較小的、一般為圓柱形的副腔室200，主腔室150用于容納主線圈142，副腔室200用于容納副線圈144。在主腔室150中，多個(gè)肋162從基座112的底壁160突出并從主腔室的中心軸線164沿徑向延伸。肋162終止于殼體基座112限定主腔室150的部分的外壁或附近。主外壁從底壁160延伸并限定主腔室150的外周和邊界。

主輪轂170定位在主腔室150中并以軸線164為中心。主輪轂170包括圓柱形壁，圓柱形壁具有終端172(見圖6)，終端172從底壁160分隔出來，且通過其連接到肋162而連接到底壁。因此在某種意義上，主轂172“倚靠”在輪轂上，即使在單件構(gòu)造(例如3d打印構(gòu)造)中，主輪轂和肋162形成為單個(gè)連續(xù)材料件。

主輪轂170的圓柱形壁限定沿軸線164延伸穿過輪轂的導(dǎo)管174。肋162限定在肋之間沿徑向延伸離開主輪轂170的冷卻通道166。孔176提供導(dǎo)管174與通道166之間的流體連通。孔176通常是窄的和矩形的，由底壁160與主轂170的終端172之間的空間限定。通過肋162，孔176被約束于相對兩端。通過這種配置，存在這樣的流體路徑，它經(jīng)由導(dǎo)管174通過輪轂170朝向底壁160，通過孔176，并經(jīng)由通道166沿底壁延伸。

如圖6最佳所示，在主腔室150的區(qū)域中，外壁一般具有厚壁式構(gòu)造。這允許具有彎曲橫截面的外圍通道182凹入到外壁中。周邊通道182的彎曲被配置為與底壁160融合。通過這種方式，沿著底壁160形成的冷卻通道166與外壁180的外圍通道182融合。

參照圖5，主輪轂170包括多個(gè)線圈保持突起190，線圈保持突起190在肋162上方以預(yù)定距離在輪轂周圍沿周向分隔的位置從輪轂的圓柱形外表面沿徑向向外突出。此外，線圈保持突起192在肋162上方以相同的預(yù)定距離在沿著通道沿周向分隔的位置從外壁180沿徑向向內(nèi)突出。

在副腔室200中，多個(gè)肋202從基座112的底壁160突出且從副腔室的中心軸線204沿徑向延伸離開。肋202終止于殼體基座112限定副腔室200的部分的側(cè)壁208或附近。副側(cè)壁208從底壁160延伸并限定副腔室200的外周和邊界。

副輪轂210定位在副腔室200中并以軸線204為中心。副輪轂210包括圓柱形壁，圓柱形壁具有終端212(見圖7)，終端212從底壁160分離出來且通過其連接到肋202而連接到底壁。因此在某種意義上，副輪轂210“倚靠”在輪轂上，即使在單件構(gòu)造(例如3d打印構(gòu)造)中，副輪轂和肋202形成為單個(gè)連續(xù)材料件。

副輪轂210的圓柱形壁限定沿軸線204延伸的導(dǎo)管214。肋202限定在肋之間沿徑向延伸離開副輪轂210的冷卻通道206?？?16提供導(dǎo)管214與通道206之間的流體連通?？?16通常是窄的和矩形的，由底壁160與副輪轂210的終端212之間的空間限定。通過肋202，孔216被約束于相對的橫向端。通過這種配置，存在這樣的流體路徑，它經(jīng)由導(dǎo)管214通過輪轂210朝向底壁160，通過孔216，并經(jīng)由通道206沿底壁延伸。

如圖7最佳所示，在副腔室200的區(qū)域中，外壁180一般具有厚壁式構(gòu)造。這允許具有彎曲橫截面的外圍通道222凹入外壁180。外圍通道222的彎曲被配置為與底壁160融合。通過這種方式，沿著底壁160形成的冷卻通道206與外壁180的外圍通道222融合。

副輪轂210包括多個(gè)線圈保持突起230，線圈保持突起230在肋202上方以預(yù)定距離在輪轂周圍沿周向分隔的位置從輪轂的圓柱形外表面沿徑向向外突出。此外，線圈保持突起232在肋202上方以相同的預(yù)定距離在沿著通道沿周向分隔的位置從外壁220沿徑向向內(nèi)突出到外圍通道222中。

特別參照圖8，外蓋114與基座112配合，在其外圍形成殼體110的液密密封。基座112與外蓋114之間的連接可以是機(jī)械的，例如通過緊固件、粘合劑，例如通過膠水或環(huán)氧樹脂，或者這些連接方法的組合。也可應(yīng)用密封劑(例如硅樹脂)來增加殼體110的流體密封特性。為了幫助實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，外蓋114可包括突出部250，突出部250圍繞外圍延伸并且被配置為容納在基座112的外圍槽或溝槽252中并與其配合。外蓋114具有通常與底座匹配的葉形構(gòu)造，并包括用于遮蓋主腔室150的主外蓋部分254以及用于遮蓋副腔室200的副外蓋部分256。外蓋114具有圓頂式配置。

外蓋114包括在主外蓋部分254上居中心放置的主端口260。主端口260是圓柱形的，并且被配置為當(dāng)外蓋114連接到基座112時(shí)與主輪轂170配合。主端口可包括用于容納o形環(huán)的環(huán)形溝槽262，以幫助這種連接。主端口260與主輪轂170之間的連接建立了流體連通，由此可通過主端口將冷卻流體傳送到導(dǎo)管174。

此外，外蓋114包括在副外蓋部分256上居中心放置的副端口270。副端口270是圓柱形的，并且被配置為當(dāng)外蓋114連接到基座112時(shí)與副輪轂210配合。副端口可包括用于容納o形環(huán)的環(huán)形溝槽272，以幫助這種連接。副端口270與副輪轂210之間的連接建立了流體連通，由此可通過主端口將冷卻流體傳送到導(dǎo)管214。

外蓋114具有主端口260和副端口270由其延伸的凹入或圓頂式內(nèi)表面280。當(dāng)刺激儀處于組裝狀態(tài)時(shí)，內(nèi)表面與線圈分離，產(chǎn)生腔室282(參見圖6-7)，用于在冷卻流體繞線圈循環(huán)之后收集冷卻流體。連接到這個(gè)流體收集室282的是主氣體收集室284，以收集用于冷卻主線圈142的冷卻流體中的任何氣泡，以及主氣體收集室286，以收集用于冷卻副線圈144的冷卻流體中的任何氣泡。這有助于防止在線圈142、144的區(qū)域中形成氣泡，氣泡會導(dǎo)致增強(qiáng)加熱的區(qū)域。

分接盒120幫助實(shí)現(xiàn)刺激儀100的電氣連接和冷卻流體連接兩者。分接盒120包括形成為殼體基座112一部分的基座部分122，形成為外蓋一部分的外蓋部分124、以及單獨(dú)外蓋126。基座部分122容納線圈電線的端部或引線22并將其引導(dǎo)到分接盒120中，且基座部分122包括部分288，其充當(dāng)導(dǎo)管，用于將這些電線引導(dǎo)到刺激儀殼體110之外。在這些部分288中，可將密封劑(例如硅樹脂、灌封材料或樹脂)用于防止冷卻流體經(jīng)由電纜通道溢出。外蓋部分124包括孔290，線圈引線22可以延伸通過孔290，進(jìn)入并穿過外蓋126，從而離開刺激儀100。

分接盒120的外蓋部分124處理冷卻流體的流入和流出，并包括流體入口292和流體出口294，它們的每一個(gè)都適合于具有流體連接特征，以幫助實(shí)現(xiàn)它們與流體傳送裝置(例如軟管或軟管接頭)的連接。參照圖4，外蓋114包括主通道264和副通道274，主通道264用于將冷卻流體從分接盒120傳送到主端口260，副通道274用于將冷卻流體從分接盒傳送到副端口270。主通道264和副通道274都連接為與冷卻流體入口292流體連通。流體出口294連接為與氣體收集室284、286流體連通，氣體收集室284、286具有暴露于外蓋114內(nèi)表面280的開口，從而在刺激儀100處于組裝狀態(tài)時(shí)，提供氣體收集室與流體收集室282之間的流體連通。

為了組裝刺激儀100，將線圈電線纏繞在主輪轂170周圍以形成主線圈142，并纏繞在副輪轂210周圍以形成副線圈。電線引線22被饋入分接盒的基座部分122并密封。接著，將主線圈夾130安裝在它們各自的線圈保持突起190、192上，并將副線圈夾132安裝在它們各自的線圈保持突起230、223上。線圈夾130、132限定沿徑向延伸的主流體通道和副流體通道296、298沿著與通道166、206相對一側(cè)的線圈。將外蓋114與基座112組裝在一起，并且與線圈激勵(lì)電線以及冷卻系統(tǒng)管/軟管進(jìn)行連接。

在操作中，刺激儀100的通道化冷卻配置在線圈142、144上循環(huán)冷卻流體，不僅幫助防止整個(gè)刺激儀的過熱，而且?guī)椭乐乖谌魏尉植繀^(qū)域中的過熱。圖10a示意性示出刺激儀100中的一般流動(dòng)方向。

在主側(cè)，經(jīng)由主端口260傳送冷卻流體。流體通過主端口260并進(jìn)入由主輪轂170限定的流體導(dǎo)管174。鄰近底壁160，流體通過孔176并進(jìn)入通道196。流體被引導(dǎo)為在通道196中從主輪轂170沿徑向向外流動(dòng)，并因此從主線圈142下側(cè)開始沿著主線圈142流動(dòng)并將其冷卻。流體被外周通道182的彎曲側(cè)壁重新引導(dǎo)，沿徑向向內(nèi)流動(dòng)，被引導(dǎo)通過主線圈夾130限定的通道296，并因此從主線圈142上側(cè)開始沿著主線圈142流動(dòng)并將其冷卻。流體被向上引導(dǎo)到外蓋114限定的流體收集室282中。流體通過流體收集室282，進(jìn)入分接盒120，并經(jīng)由流體出口294離開。在使用時(shí)，在主線圈側(cè)流體收集室282中存在的任何氣泡都將收集在主氣體收集室284中，如圖1所示，因?yàn)樗欢ㄏ驗(yàn)榇怪毕蛏稀?/p>

在副側(cè)，經(jīng)由副端口270傳送冷卻流體。流體通過副端口270并進(jìn)入由副輪轂210限定的流體導(dǎo)管214。鄰近底壁160，流體通過孔216并進(jìn)入通道206。流體被引導(dǎo)為在通道206中從副輪轂210沿徑向向外流動(dòng)，并因此從副線圈144下側(cè)開始沿著副線圈144流動(dòng)并將其冷卻。流體被外周通道182的彎曲側(cè)壁重新引導(dǎo)，沿徑向向內(nèi)流動(dòng)，被引導(dǎo)通過副線圈夾132限定的通道298，并因此從副線圈144上側(cè)開始沿著副線圈144流動(dòng)并將其冷卻。流體被向上引導(dǎo)到外蓋114限定的流體收集室282中。流體通過流體收集室282，進(jìn)入分接盒120，并經(jīng)由流體出口294離開。在使用時(shí)，在副線圈側(cè)流體收集室282中存在的任何氣泡都將收集在副氣體收集室286中，如圖1所示，因?yàn)樗欢ㄏ驗(yàn)榇怪毕蛏稀?/p>

根據(jù)上述，參照圖10b，由于通道166的徑向配置，冷卻劑流動(dòng)(僅在主側(cè)示出)一般在本質(zhì)上是徑向的。在線圈的底表面(最接近患者)上，從輪轂170沿徑向引導(dǎo)冷卻劑向外朝向腔室150的外周，其中在頂部重新引導(dǎo)冷卻劑并如上所述地循環(huán)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可簡單地通過調(diào)節(jié)肋162的配置并因此調(diào)節(jié)通道166的配置，來改變流動(dòng)路徑。

例如，如圖10c所示，可通過從輪轂170延伸到外壁180的壁452將腔室150劃分為分隔的兩半或半球450。在每個(gè)兩半450中，彎曲肋454限定可由其引導(dǎo)冷卻劑的蛇形通道456。

作為另一個(gè)示例，如圖10d所示，可通過從輪轂170延伸到外壁180的壁462將腔室150劃分為分隔的象限460。在每個(gè)象限460中，彎曲肋464限定可由其引導(dǎo)冷卻劑的蛇形通道466。

作為另一個(gè)示例，如圖10e所示，可通過從輪轂170延伸到外壁180的壁472將腔室150劃分為分隔的徑向片段470。在每個(gè)徑向片段470中，肋474限定可由其引導(dǎo)冷卻劑的蛇形通道466。

通過如上所述的循環(huán)，通道化冷卻有助于在使用時(shí)將刺激儀的溫度保持在期望限度內(nèi)。有利地，輪轂170、210和它們各自的孔176、216以及徑向延伸腔室196、206的配置，實(shí)際上在線圈表面上有效地分配冷卻流體，這允許將主線圈142定位在非常接近底壁160。這允許將線圈定位在盡可能接近患者，使得磁場的較強(qiáng)部分(即更接近線圈的部分)能夠到達(dá)患者體內(nèi)的目標(biāo)。

在圖1-10所示的實(shí)施例中，刺激儀100是雙線圈配置，包括大的主線圈142和較小的副線圈144。副線圈144與主線圈142部分重疊，并且在相對于刺激儀100的療法施行表面102觀察時(shí)定位于主線圈后面。應(yīng)當(dāng)理解，刺激儀殼體110的組件，特別是基座112和外蓋114的配置被配置為與圖1-10所示的特定線圈配置合作。當(dāng)線圈配置改變時(shí)，刺激儀殼體100的配置也改變。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，由所示刺激儀配置顯示的通道化冷卻功能以及為了實(shí)現(xiàn)該功能在刺激儀設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)和特征，可以在設(shè)計(jì)為容納本文所述任何線圈配置的刺激儀殼體配置中實(shí)現(xiàn)。

根據(jù)本發(fā)明，為了產(chǎn)生具有期望形狀的場而纏繞和定位線圈142、144，場在設(shè)計(jì)上通常是不對稱的，有助于向目標(biāo)神經(jīng)結(jié)構(gòu)或區(qū)域(命中目標(biāo))施行深層神經(jīng)刺激療法，同時(shí)避開偏離目標(biāo)的神經(jīng)結(jié)構(gòu)或區(qū)域(偏離目標(biāo))?？梢哉{(diào)節(jié)主線圈和副線圈的以下配置特性來實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的：線圈的尺寸、線圈中的繞組數(shù)量、線圈的繞組方向、線圈的相對位置、以及主線圈和副線圈的數(shù)量。在本文所示的實(shí)施例中，線圈是串聯(lián)纏繞的線圈，即所有線圈都從單一長度的電線纏繞。通過這種方式，主線圈和副線圈都有助于命中目標(biāo)場。通過調(diào)節(jié)這些特性，將線圈產(chǎn)生的場整形為期望的不對稱形狀。

通過“被整形”或“整形”，意味著副線圈被配置為在線圈140作為整體產(chǎn)生的場的大小、方向和范圍中的至少一個(gè)中產(chǎn)生不對稱。通過這種理解，本文在某些方面將這種整形描述為關(guān)于副線圈144的存在怎樣影響主線圈142本身產(chǎn)生的場的形狀。因此，在某些方面根據(jù)主線圈的場的大小、方向和范圍的一個(gè)或多個(gè)的縮短、減少、限制、中和、阻止、消減、否定、消除、抵消、減輕或者其他方式的改變來描述副線圈144具有的由主線圈142產(chǎn)生的場的整形效果。

可以使用刺激儀100的一個(gè)特定療法是刺激面神經(jīng)系統(tǒng)。本文使用的術(shù)語“面神經(jīng)系統(tǒng)”包括但不限于面神經(jīng)、面神經(jīng)向內(nèi)耳道/內(nèi)耳道的進(jìn)入?yún)^(qū)域、膝狀神經(jīng)節(jié)、鼓室從、對鼓膜組織(多個(gè))、wrisberg的中間神經(jīng)、翼腭/蝶腭神經(jīng)和神經(jīng)節(jié)、巖神經(jīng)、腎小球神經(jīng)、腭神經(jīng)、視神經(jīng)、任何上述結(jié)構(gòu)的感覺和運(yùn)動(dòng)纖維、通過上述結(jié)構(gòu)的通道纖維、上述結(jié)構(gòu)的連通分支和連接、以及上述結(jié)構(gòu)與眼、三叉神經(jīng)、咽舌、頸或迷走神經(jīng)之間的連通分支和連接。面神經(jīng)系統(tǒng)的這些組件在耳朵附近，靠近或接近耳朵。

在刺激面神經(jīng)系統(tǒng)時(shí)，已經(jīng)顯示出通過更長持續(xù)時(shí)間的施行刺激更好地實(shí)現(xiàn)潛在或持久的效果。因此，長時(shí)間(例如長達(dá)五分鐘或更久)施行某些刺激療法是期望的。但是，本發(fā)明解決的問題是經(jīng)常有不期望這種延長暴露的相鄰偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)。例如，在上述某些面神經(jīng)系統(tǒng)的例子中，延長暴露于刺激場的相鄰偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)一般包括大腦，更具體而言，包括顳葉。

當(dāng)然，偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)的身份和位置根據(jù)特定目標(biāo)而改變。而目標(biāo)和偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)的相對位置實(shí)際上經(jīng)常是不對稱的。通過調(diào)節(jié)上面識別的線圈特性，可以實(shí)現(xiàn)不對稱場。通過將這種不對稱整形的場與經(jīng)由相對于患者放置刺激儀100來選擇其位置和方位的能力相結(jié)合，經(jīng)過整形的場可以刺激目標(biāo)，同時(shí)避開偏離目標(biāo)。

圖11-16示出各種線圈配置的電場，它們分別可以按照上面關(guān)于圖1-10的示例性實(shí)施例描述的方式構(gòu)造。為了闡明這些附圖，僅示出場的最強(qiáng)部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，場的梯度將基于以下因素減小，例如與線圈的距離以及場作用的介質(zhì)。在理想情況下，場的最強(qiáng)部分，即所示部分將完全命中目標(biāo)，并完全錯(cuò)過偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)。但是實(shí)際上，可以發(fā)生某些偏離目標(biāo)刺激，此外，可通過小于最佳強(qiáng)度的場施行某些刺激療法。本發(fā)明的目的是調(diào)整感應(yīng)電場，將命中目標(biāo)覆蓋范圍最大化，同時(shí)將任何偏離目標(biāo)效果最小化。

圖11示出在使用如圖1所示定位的刺激儀100時(shí)，線圈140相對于患者12，特別是患者頭部14的位置和方位。在串聯(lián)連接時(shí)，主線圈142中的電流沿圖11所示的順時(shí)針方向流動(dòng)，因此該線圈產(chǎn)生的電場被引導(dǎo)或“推入”患者頭部14。副線圈144中的電流沿逆時(shí)針方向流動(dòng)，因此該線圈產(chǎn)生的電場被引導(dǎo)或“推離”患者頭部14。線圈配置以及相對于患者12的定位產(chǎn)生圖12所示的電場。

參照圖12所示，圖11的線圈布置產(chǎn)生的電場300是包括上部場區(qū)域302、中間場區(qū)域304、以及下部場區(qū)域306的不對稱場。電場300的不對稱性質(zhì)是在刺激儀100中實(shí)現(xiàn)的主線圈/副線圈配置的結(jié)果。上部場區(qū)域302是主要通過小的副線圈144產(chǎn)生的很小區(qū)域。下部場區(qū)域316是主要通過大的主線圈142產(chǎn)生的大區(qū)域。如果不存在有助于將中間場區(qū)域整形的副線圈144，那么中間場區(qū)域304可具有類似于下部場區(qū)域302的尺寸/形狀特性。

如果單獨(dú)作用，那么主線圈142可產(chǎn)生深穿透但是寬的電場，而副線圈144將產(chǎn)生淺穿透但是集中的電場。通過如圖11所示將線圈142、144定位，將線圈串聯(lián)配置并沿所示的相反方向纏繞，主要通過主線圈142產(chǎn)生的深穿透中間場區(qū)域304由圖12所示的副線圈144產(chǎn)生的場整形。這允許將刺激儀100定位，使得中間場區(qū)域304擊中目標(biāo)t，而上部場區(qū)域302避開大腦16中的偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)。有利地，可將下部場區(qū)域306用于調(diào)制其他神經(jīng)，例如迷走神經(jīng)或舌咽神經(jīng)。

為了比較起見，圖13示出傳統(tǒng)刺激儀的線圈的位置和方位，傳統(tǒng)刺激儀包括傳統(tǒng)的八字形線圈配置。刺激儀包括兩個(gè)線圈320、322，線圈320、322基本相同并沿相反方向纏繞。圖13中相對于所示患者12定位的線圈320、322產(chǎn)生圖14所示的電場。

參照圖14，刺激儀320產(chǎn)生電場330，電場330是對稱的且包括三個(gè)區(qū)域：上部場區(qū)域332、中間場區(qū)域334、以及下部場區(qū)域336。如圖14所示，中間場區(qū)域334穿透到患者體內(nèi)最深，因此是施行刺激療法的優(yōu)選場。但是，與上部場區(qū)域332和下部場區(qū)域336相比，中間場區(qū)域334的穿透沒有深很多。結(jié)果清楚可見，將中間場區(qū)域334定位來刺激目標(biāo)物t導(dǎo)致上部場區(qū)域332擊中大腦16的偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)。

由此可以理解，場330相對于患者頭部14的位置受到刺激儀本身的空間和幾何限制的約束。刺激儀應(yīng)當(dāng)保持充分靠近患者頭部，以保證期望的穿透程度。由于這些空間局限性，顯然，圖13的八字形線圈刺激儀不能在不擊中偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)的情況下?lián)糁心繕?biāo)t。

參照圖11-12，還應(yīng)當(dāng)理解，刺激儀100的線圈配置通過在上部區(qū)域302中將電場300整形來將其整形，這允許中間區(qū)域304到達(dá)目標(biāo)，同時(shí)避開偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)。在該實(shí)施方案中，將刺激儀100定位在使得場300到達(dá)目標(biāo)(例如膝狀神經(jīng)節(jié))，同時(shí)避開正好在上方的顳葉區(qū)域。通過不對稱場300在大腦的頂葉和顳葉上產(chǎn)生顯著減弱的場，以目標(biāo)t處場強(qiáng)的小下降為代價(jià)。但是通過移動(dòng)刺激儀100使得場300到達(dá)目標(biāo)t的能力，將這個(gè)小下降克服。

刺激儀100不限于一個(gè)大的主線圈和一個(gè)小的副線圈構(gòu)成的線圈陣列?？梢苑胖闷渌【€圈，以進(jìn)一步在不期望刺激的特定偏離目標(biāo)區(qū)域的方向上將場整形/消減。增加副線圈的數(shù)量增加了線圈陣列的總電感，有利于更加特別整形的場。這在圖15中示出。

圖15示出演示包含多個(gè)副線圈的效果的線圈配置。對于圖15中的每個(gè)線圈配置，主線圈均相同。從中間開始，線圈配置350在本質(zhì)上類似于圖1-10的刺激儀100的線圈配置，并且被包括為與圖15中的其它線圈配置進(jìn)行比較和對比。線圈配置350產(chǎn)生電場352。

圖15左側(cè)的線圈配置360包括三個(gè)副線圈362，它們通過在主線圈344的圓周邊緣彼此相鄰定位的兩個(gè)線圈來布置。剩余的副線圈362被定位在覆蓋兩個(gè)其它副線圈以及主線圈364的一部分。線圈配置360基本上采用配置350并增加兩個(gè)副線圈。如圖15所示，所得到的場366通常由于附加線圈和線圈總電感的相應(yīng)增加而保持具有更大大小的場352的形式。附加副線圈362產(chǎn)生的更大“推動(dòng)”似乎也使電場366的中間部分略微向上扭曲。因?yàn)閾糁心繕?biāo)結(jié)構(gòu)并避開偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)可能是毫米調(diào)節(jié)或更小的問題，所以線圈配置360產(chǎn)生的場366的整形可能有益。

圖15右側(cè)的線圈配置370包括三個(gè)副線圈372，它們在覆蓋主線圈374的頂部彼此同心地布置。線圈配置370基本上采用配置350并在頂部增加第二副線圈。如圖15所示，所得到的場376由于附加線圈和線圈總電感的相應(yīng)增加而具有顯著更大的大小。附加副線圈372產(chǎn)生的更大“推動(dòng)”使電場376的中間部分向上朝著副線圈扭曲。電場376上部的大小也顯著增加。因?yàn)閾糁心繕?biāo)結(jié)構(gòu)并避開偏離目標(biāo)結(jié)構(gòu)可能是毫米調(diào)節(jié)或更小的問題，所以線圈配置360產(chǎn)生的場366的整形也可能有益。

刺激儀100也不限于圖1-10所示的線圈位置。圖16示出三種不同的刺激儀配置，其中主線圈和副線圈相對于彼此布置在不同的位置。圖16所示的三個(gè)不同位置示出副線圈相對于主線圈的位置怎樣影響由刺激儀產(chǎn)生的電場。主線圈和副線圈例如可與圖1-10示出的刺激儀100中實(shí)現(xiàn)的相似或相同。

參照圖16，在位置1(左邊)，線圈配置400通過副線圈402在主線圈404上的高度重疊來配置。在該配置中，幾乎整個(gè)副線圈402與主線圈404重疊。所得到的電場406具有被高度整形、并且在場的小上部區(qū)域中向上彎曲和向內(nèi)彎曲的中間區(qū)域。

在位置2(中間)，線圈配置410通過副線圈412在主線圈414上的較低程度重疊來配置。在該配置中，副線圈412的中心大致與主線圈414的圓周邊緣近似對準(zhǔn)。所得到的電場416具有不太嚴(yán)重整形、并且在場的小上部區(qū)域中輕微向上彎曲和向內(nèi)彎曲的中間區(qū)域。

在位置3(右邊)，線圈配置420通過副線圈412在主線圈414上的最小程度重疊來配置。在該配置中，副線圈422的邊緣部分與主線圈424的邊緣部分近似對準(zhǔn)。所得到的電場426的中間區(qū)域表現(xiàn)出最小程度的整形/彎曲。

根據(jù)上文應(yīng)當(dāng)理解，可以通過選擇線圈特性的適當(dāng)組合來調(diào)整刺激儀100產(chǎn)生的電場。增加線圈的數(shù)量/直徑增加了刺激儀的總電感，這增加了電場的大小和穿透。增加主線圈與副線圈之間的重疊增加了場的整形/彎曲，以場的穿透為代價(jià)。以最大重疊實(shí)現(xiàn)最大整形，但是以穿透深度為代價(jià)。沒有重疊實(shí)現(xiàn)最大穿透深度，但是沒有不對稱場的偏轉(zhuǎn)。

在實(shí)現(xiàn)充分的偏轉(zhuǎn)以減少偏離目標(biāo)區(qū)域上的場，同時(shí)仍然保持充分的穿透以保證目標(biāo)處的適當(dāng)刺激的情況下，可以實(shí)現(xiàn)這些考慮之間的良好妥協(xié)。通過找到線圈數(shù)量、線圈定位和重疊的適當(dāng)組合，刺激儀可以適合于產(chǎn)生能夠擊中目標(biāo)、同時(shí)避開偏離目標(biāo)區(qū)域的電場。為了幫助選擇偏轉(zhuǎn)/穿透的程度，可將刺激儀的殼體110配置為允許相對于主線圈142調(diào)節(jié)副線圈144的位置。通過這種方式，用戶可以選擇線圈的“模式”，從而改變穿透和偏轉(zhuǎn)的程度。