CN109475749B

CN109475749B - 用于向个体提供经颅磁刺激（tms）的方法和设备

Info

Publication number: CN109475749B
Application number: CN201780042037.2A
Authority: CN
Inventors: S.A.赫勒卡; H.U.沃斯
Original assignee: Cornell University; Methodist Hospital
Current assignee: Cornell University; Methodist Hospital
Priority date: 2016-05-05
Filing date: 2017-05-05
Publication date: 2023-05-12
Anticipated expiration: 2037-05-05
Also published as: US20190209855A1; US10874870B2; CN109475749A; WO2017193078A1

Abstract

一种用于向个体的大脑施加经颅磁刺激（TMS）的设备，包括：头部安装件；用于可释放地安装在头部安装件上的多个磁体组件；每个磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以提供快速变化磁场；以及计算机化控制器，用于操作至少一个磁体组件的移动机构和磁屏蔽闸门机构中的至少一个以将快速变化磁场施加到个体的大脑，其中计算机化控制器被配置成提供间歇振荡刺激和连续振荡刺激之一，以在个体的大脑中感生弱电流，以便修改个体的大脑的自然电活动。

Description

用于向个体提供经颅磁刺激（TMS）的方法和设备

申请人

卫理公会医院

康奈尔大学

发明人

Santosh A. Helekar

Henning U. Voss

对待审的在先专利申请的引用

此专利申请：

（1）是2016年2月12日由卫理公会医院等和Santosh A.Helekar等人提交的“METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS)TO AN INDIVIDUAL”（代理人案卷号METHODI ST-6 PCT US）的待审的在先美国专利申请、序列号No.14/912,004的部分延续，该专利申请：

（A）要求2014年8月15日由卫理公会医院提交的“METHOD AND APPARATUS FORPROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS) TO AN INDIVIDUAL”（代理人案卷号METHODI ST-6 PCT）的在先国际（PCT）专利申请No.PCT/US2014/051340的权益，该专利申请又：

（i）要求2014年3月14日由卫理公会医院提交的“METHOD AND APPARATUS FORPROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION ( TMS ) TO A PATIENT”（代理人案卷号METHODI ST-5 PCT）的在先国际（PCT）专利申请No.PCT/US14/27900的权益，该申请要求2013年3月14日由卫理公会医院研究所和Santosh A.Helekar等人提交的“METHOD ANDAPPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS) TO A PATIENT”（代理人案卷号METHODI ST-5）的在先美国专利申请、序列号No.13/829,349的权益；以及

（ii）要求2013年8月15日由卫理公会医院研究所和Santosh A.Helekar等人提交的“METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS)TO A PATIENT”（代理人案卷号METHODI ST-6 PROV）的在先美国临时专利申请、序列号No.61/866,447的权益；

（B）是2013年3月14日由卫理公会医院研究所和Santosh A.Helekar等人提交的“METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS)TO A PATIENT ”（代理人案卷号METHODI ST-5）的在先美国专利申请、序列号No.13/829,349的部分延续；

（C）是2014年3月14日由卫理公会医院和Santosh A.Helekar等人提交的“METHODAND APPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION ( TMS ) TO APATIENT”（代理人案卷号METHODI ST-5 PCT）的在先国际（PCT）专利申请No.PCT/US14/27900的权益，该申请要求2013年3月14日由卫理公会医院研究所和Santosh A.Helekar等人提交的“METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION(TMS) TO A PATIENT”（代理人案卷号METHODI ST-5）的在先美国专利申请、序列号No.13/829,349的部分延续；以及

（D）要求2013年8月15日由卫理公会医院研究所和Santosh A.Helekar等人提交的“METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING TRANSCRANIAL MAGNETIC STIMULATION (TMS)TO A PATIENT”（代理人案卷号METHODI ST-6 PROV）的在先美国临时专利申请、序列号No.61/866,447的权益；以及

（2）要求2016年5月5日由卫理公会医院等和Santosh A.Helekar等人提交的“TRANSCRANIAL BRAIN STIMULATION WITH RAPIDLY SPINNING HIGH-FIELD PERMANENTMAGNETS”（代理人案卷号METHODIST-34 PROV）的待审的在先美国临时专利申请、序列号No.62/332,087的权益。

上面标识的六（6）项专利申请由此通过引用结合于本文中。

技术领域

此发明一般涉及经颅磁刺激（TMS），并且更具体地说，涉及用于向个体提供经颅磁刺激的新颖方法和设备。

背景技术

经颅磁刺激（TMS）是一种非侵入性过程，其中磁刺激被施加到大脑，以便修改大脑的自然电活动，由此来向个体提供治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制（map out）出脑功能。更具体地说，TMS将快速变化磁场施加到个体的大脑，以便通过电磁感生在个体的大脑中感生弱电流。这些弱电流修改个体的大脑的自然电活动，由此来向个体提供治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出大脑功能。TMS已经被食品和药品管理局（FDA）批准用于治疗抑郁。TMS当前还在各种其他神经和精神疾病的管理中被研究，包含中风、偏头痛、帕金森病、耳鸣、自闭症、精神分裂症等。TMS还正被用于在神经科学研究中研习脑功能。

常规TMS设备一般包括电磁线圈，该电磁线圈被固定在相对于个体的头部的位置。由于施加到个体的磁场是电磁线圈的配置、通过电磁线圈的电流以及电磁线圈相对于个体的位置的函数，因此常规TMS设备的固定构造显著地限制了能被施加到个体的磁场的特性，并且因此显著地限制了能被提供给个体的TMS治疗。此外，常规TMS设备一般在电磁线圈中利用非常高的电流，这升高了通过电击、烧伤、惊厥（serzure）等对个体的意外伤害的风险。

本发明通过提供一种用于向个体提供经颅磁刺激（TMS）的改进方法和设备解决了与现有技术关联的上述问题。此外，本发明还提供了优于常规TMS的附加优点，例如，（i）它包括便携式、可穿戴装置，其能在医疗或研究设施之外使用，例如在家使用；（ii）个体能通过手持或穿戴、有线或无线的电子控制器而在家自行管理所开的治疗方案；（iii）它包括可指向多个脑结构的多个磁刺激器，这能引起更好的治疗、诊断测试和/或通过其在神经科学研究中的使用来洞察脑功能；（iv）它包括可指向具体脑结构的多个磁刺激器，这能更有效，因为它们能在多个定向感生电流；以及（v）它包括能聚集它们的磁场以用于更稳健的脑刺激的多个磁刺激器。

发明内容

本发明提供了一种用于向个体提供经颅磁刺激（TMS）的新颖方法和设备。除了其它方面，本发明还包括提供和使用新颖TMS设备，其允许由TMS设备生成的磁场的空间、强度和时间特性对于每个个体被定制，由此提供个体特定的TMS治疗和/或诊断测试。它还在神经科学研究中的脑功能的开放式研究方面提供更大的灵活性。

在本发明的一种形式中，提供了一种用于向个体施加经颅磁刺激（TMS）的设备，其中所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；以及

多个磁体组件，用于可释放地安装在所述头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动所述永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，用于选择性地提供能够在个体的大脑中感生弱电流的快速变化磁场，以便修改个体的大脑的自然电活动；

其中选择安装在头部安装件上的磁体组件的数量、它们在头部安装件上的各自定位以及它们的快速变化磁场的选择性提供，以便允许磁场的空间、强度和时间特性对于每个个体被定制，由此提供个体特定的TMS治疗和/或诊断测试、以及在神经科学研究中的脑功能的开放式研究方面的更大灵活性。

在本发明的一个优选形式中，每个所述磁体组件被配置成提供至少500-600特斯拉/秒的快速变化磁场。

在本发明的另一形式中，提供了一种用于向个体提供经颅磁刺激（TMS）的方法，所述方法包括：

提供设备，所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；以及

将头部安装件定位在个体的头部上，并在头部安装件上将选择数量的磁体组件定位在选择位置；以及

用至少一个所述磁体组件选择性地提供快速变化磁场。

其中选择安装在头部安装件上的磁体组件的数量、它们在头部安装件上的各自定位以及它们快速变化磁场的选择性地提供，以便为该个体定制磁场的空间、强度和时间特性，由此提供个体特定的TMS治疗和/或诊断测试、以及在神经科学研究中的脑功能的开放式研究方面的更大灵活性。

在本发明的另一种形式中，提供了一种用于向个体施加经颅磁刺激（TMS）的设备，其中所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；以及

多个磁体组件，以预定模式安装在头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动所述永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，用于选择性地提供能够在个体的大脑中感生弱电流的快速变化磁场，以便修改个体的大脑的自然电活动；

其中选择安装在头部安装件上的磁体组件的数量、它们在头部安装件上的各自定位以及他们选择性地提供快速变化磁场，以便允许磁场的空间、强度和时间特性对于每个个体被定制，由此来提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

提供设备，所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；以及

将头部安装件定位在个体的头部上；以及

用至少一个所述磁体组件选择性地提供快速变化磁场。

其中选择安装在头部安装件上的磁体组件的数量、它们在头部安装件上的各自定位以及它们的快速变化磁场的选择性地提供，以便为该个体定制磁场的空间、强度和时间特性，由此提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

在本发明的另一种形式中，提供了一种用于在空间区域中创建可变磁场的设备，所述设备包括：

至少一个安装件，设置在空间区域附近；以及

多个磁体组件，用于安装在至少一个安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动所述永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，用于选择性地在空间区域中提供可变磁场；

其中选择安装在至少一个安装件上的磁体组件的数量、它们在至少一个安装件上的各自定位以及它们各自的可变磁场的特性，以便定制在空间区域中创建的可变磁场的空间、强度和时间特性。

在本发明的另一种形式中，提供了一种用于在空间区域中创建可变磁场的方法，所述方法包括：

至少一个安装件，用于设置在空间区域附近；以及

将至少一个安装件定位在空间区域附近，并在所述至少一个安装件上将选择数量的磁体组件定位在选择位置；以及

对于定位在所述至少一个安装件上的至少一个磁体组件，选择性地移动永磁体和/或磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便在空间区域中提供可变磁场；

其中选择安装在所述至少一个安装件上的磁体组件的数量、它们在所述至少一个安装件上的各自定位以及它们各自的可变磁场的特性，以便定制在空间区域中创建的可变磁场的空间、强度和时间特性。

永磁体，用于设置在空间区域附近；以及

（i）用于移动永磁体以便在空间区域中创建可变磁场的移动机构和/或（ii）用于在空间区域中创建可变磁场的磁屏蔽闸门机构中的至少一个。

提供设备，所述设备包括：

（i）用于移动永磁体以便在空间区域中创建可变磁场的移动机构和/或（ii）用于在空间区域中创建可变磁场的磁屏蔽闸门机构中的至少一个；

将永磁体定位在空间区域附近；以及

选择性地移动永磁体和/或磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便在空间区域中提供可变磁场。

在本发明的另一种形式中，提供了一种用于向个体的大脑施加经颅磁刺激（TMS）的设备，其中所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；

多个磁体组件，用于可释放地安装在所述头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动所述永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，由此提供快速变化磁场；以及

计算机化控制器，用于操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便将快速变化磁场施加到所述个体的大脑，其中所述计算机化控制器被配置成操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，使得所述至少一个磁体组件提供来自由间歇振荡刺激和连续振荡刺激构成的群组中的一种刺激，由此在个体的大脑中感生弱电流，以便修改所述个体的大脑的所述自然电活动。

提供设备，所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；

计算机化控制器，用于操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便将快速变化磁场施加到所述个体的大脑，其中所述计算机化控制器被配置成操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，使得所述至少一个磁体组件提供来自由间歇振荡刺激和连续振荡刺激构成的群组中的一种刺激，由此在个体的大脑中感生弱电流，以便修改所述个体的大脑的所述自然电活动；

用至少一个所述磁体组件选择性地提供快速变化磁场。

头部安装件，用于设置在个体的头部上；

多个磁体组件，以预定模式安装在所述头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动所述永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，由此提供快速变化磁场；以及计算机化控制器，用于操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便将快速变化磁场施加到所述个体的大脑，其中所述计算机化控制器被配置成操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，使得所述至少一个磁体组件提供来自由间歇振荡刺激和连续振荡刺激构成的群组中的一种刺激，由此在个体的大脑中感生弱电流，以便修改所述个体的大脑的所述自然电活动。

提供设备，所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；

多个磁体组件，以预定模式安装在所述头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及（i）用于移动所述永磁体的移动机构和/或（ii）磁屏蔽闸门机构中的至少一个，由此提供快速变化磁场；以及

将头部安装件定位在个体的头部；以及

用至少一个所述磁体组件选择性地提供快速变化磁场。

附图说明

通过本发明的优选实施例的以下详细描述将更全面地公开本发明的这些和其它目的和特征，或者致使它们变得显而易见，其将与附图一起被考虑，其中相似数字指的是相似部分，并且进一步其中：

图1和图2是图示用于向个体提供经颅磁刺激（TMS）的新颖设备的示意图；

图2A是示出包括间歇振荡刺激的TMS刺激模式的示意图，其中磁刺激的“分组”通过基本上“安静”的周期分开；

图3是图示可如何在选择的时间激活图1和图2的TMS设备的磁体组件中的选择的磁体组件以便向个体提供间歇振荡刺激TMS治疗、进行诊断测试和/或神经科学研究中的研究规程的示意图；

图3A是示出包括连续振荡刺激的TMS刺激模式的示意图，其中在刺激期的持续时间从头到尾递送“波状”刺激；

图3B是图示可如何在选择的时间激活图1和图2的TMS设备的磁体组件中的选择的磁体组件以便向个体提供持续性振荡刺激TMS治疗、进行诊断测试和/或神经科学研究中的研究规程的示意图；

图4是图示导体中磁刺激的物理性质的示意图；

图5是图示大脑的磁刺激的生物物理性质的示意图；

图6是图示本发明优于常规TMS的一些优点的表格；

图6A是图示用于将一个或多个磁体安装到马达的驱动轴的辐条轮（spokedwheel）的示意图；

图6B和6C是图示用于将一个或多个磁体安装到马达的驱动轴的开槽轮（slottedwheel）的示意图；

图6D是图示可以用在图6A-6C中示出的构造产生的各种刺激模式的示意图；

图7是图示用于向个体提供TMS的备选设备的示意图；

图8和9是图示用于向个体提供TMS的新颖设备的示意图，其中磁体组件包括用于定制施加到个体的大脑的磁刺激的磁屏蔽闸门机构；

图10是图示通过使用在图8和9中示出的磁屏蔽闸门机构创建的电压起伏的示意图；

图11是图示另一种形式磁体屏蔽闸门机构的示意图；

图12是图示又一种形式磁体屏蔽闸门机构的示意图；以及

图13是图示用于向个体提供TMS的新颖设备的示意图，其中磁体组件进一步包括用于改变旋转的永磁体的定向的伺服马达。

具体实施方式

头戴式经颅磁刺激（TMS）设备

首先看图1和图2，示出了用于向个体提供TMS的新颖的经颅磁刺激（TMS）设备5。除了其它方面，并且如下文将讨论的，新颖的TMS设备5还允许由TMS设备生成的磁场的空间、强度和时间特性对于每个个体被定制，由此提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

更具体地说，TMS设备5一般包括用于定位在个体的头部上的头部安装件10、可释放地安装到头部安装件10的多个磁体组件15以及用于将每个磁体组件15连接到计算机化控制器25的多个引线20。计算机化控制器25可以是自立式装置，或者如果需要，计算机化控制器25可以是可穿戴的，例如，在腰带、臂带等上。附加地，如果需要，磁体组件15可以无线连接到计算机化控制器25，由此消除对于引线20的需要。

在本发明的一个优选形式中，头部安装件10包括适于覆盖个体的头部同时留下个体的脸部和耳朵露出的柔软、适形的盔帽（skull cap）。头部安装件10意图为上面提到的磁体组件15提供稳定支撑，并且为此，头部安装件10优选地包括具有稳定结构而且能透气（为了个体舒适）的织物构造（例如，编织、编带或针织纤维）。备选地，头部安装件可以由其他材料（诸如软塑料）构造。头部安装件10优选地包含下颏带30，使得用轻微拉力就能将头部安装件紧固到个体的头部上，由此确保头部安装件保持在个体的头部上的固定位置。

如上所述，多个磁体组件15可释放地安装到头部安装件10。更具体地说，磁体组件15可释放地安装到头部安装件10，使得磁体组件15的数量和/或它们个体在头部安装件10上的定位能随临床医生或研究人员所期望的而变化。为此，头部安装件10优选地包括多个紧固件底座35，它们被分布在头部安装件10的外表面周围，并且每个磁体组件15优选地包括适于与紧固件底座35配合的配对紧固件连接件40，由此允许每个磁体组件15在头部安装件的表面周围基本上任何地方可释放地固定到头部安装件10。将认识到，作为此构造的结果，有可能将期望数量的磁体组件15在对于那些磁体组件15的期望位置处可释放地固定到头部安装件10，使得磁体组件15的数量和/或它们在头部安装件10上的定位能随临床医生或研究人员所期望的而变化。

作为示例而非限制，头部安装件10可包括覆盖个体头骨的编织织物盔帽，设置在头部安装件10上的多个紧固件底座35可各包括常规钩与环（例如，Velcro™）紧固件的一半，并且磁体组件15的紧固件连接件40可各包括常规钩与环（例如，Velcro™）紧固件的另一半。以这种方式，每个磁体组件15可以可释放地紧固到紧固件底座35，并且因此紧固到头部安装件10。备选地，除了常规钩与环（例如，Velcro™）紧固件之外的部件（例如，机械紧固件、按扣等）可用于将磁体组件15可释放地固定到头部安装件10。

在本发明的一个优选形式中，磁体组件15各包括马达45和永磁体50。永磁体50被安装到马达45的驱动轴55，使得当马达45被给予能量时，永磁体50将旋转，由此在磁体组件周围提供快速变化磁场。在本发明的一个优选形式中，每个磁体组件15包括永磁体50，用于选择性地提供对应于不小于400赫兹的磁体移动速度的至少500-600特斯拉/秒的快速变化磁场。如由TMS领域的技术人员将认识到的，通过向个体的大脑施加对应于不小于400赫兹的磁体移动速度的至少500-600特斯拉/秒的快速变化磁场，能在个体的大脑的神经元中感生弱电流。这些弱电流修改个体的大脑的自然电活动，由此来向个体提供治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出大脑功能。在本发明的一个优选形式中，如将在下文中进一步详细讨论的，马达45是可变速度马达，使得永磁体50可以根据需要更快或更慢地旋转，由此调整在个体的大脑的神经元中感生的电流的电压。在本发明的一个优选形式中，永磁体50包括稀土磁体，例如钕磁体。

TMS设备5还包括计算机化控制器25，用于独立地控制每个磁体组件15的操作，即开启或关闭马达45、调节马达旋转的速度等。引线20将计算机化控制器25连接到每个磁体组件15。

计算机化控制器25可以被配置成使用磁体组件15提供两种不同模式的TMS刺激。这两种不同的模式能被特性化为：（i）间歇振荡刺激，和（ii）连续振荡刺激。

用间歇振荡刺激，以周期性间隔递送“波状”TMS刺激（“刺激波”）的短突发（或“分组”）。在本发明的一个优选形式中，每个突发或分组内的刺激波或振荡具有大约400Hz的频率，不过它们可以具有高于或低于400Hz的频率。在本发明的一个优选形式中，突发（分组）持续时间从大约1到500ms的范围内变动。在本发明的一个优选形式中，突发（分组）之间的沉默间隔从大约100到10000ms的范围内变动，对应于大约10到0.1Hz的刺激速率。计算机化控制器25被配置使得刺激期内的刺激的持续时间和速率能动态地变化。

用连续振荡刺激，在刺激期的持续时间从头到尾递送“波状”刺激，刺激期能持续从数秒到几分钟。在本发明的一个优选形式中，连续振荡刺激的刺激波的频率是大约400Hz，不过它们可以具有高于或低于400Hz的频率。能使用脉冲宽度调制以固定周期性或可变间隔动态地改变刺激波的频率，带有在刺激强度中的产生的变化。

在同时激活的多个磁体组件15中能单独或同时实现两种刺激方法（即间歇振荡刺激和连续振荡刺激）。对于附连到盔帽的几个同时操作的磁体组件15中的每个，两组刺激参数也能独立变化。

现在将讨论关于间歇振荡刺激和连续振荡刺激的进一步细节。

间歇振荡刺激。在本发明的一个优选形式中，并且现在看图2A，计算机化控制器25配置成操作磁体组件15，以便提供间歇振荡刺激。在本发明的这种形式中，计算机化控制器25被配置成选择性地使至少一个磁体组件15的马达45旋转该磁体组件的永磁体50，以便向个体提供TMS，其中计算机化控制器25在给定持续时间（例如，1-500ms）的刺激周期56内使马达将永磁体旋转，其中刺激周期具有给定频率57（例如，0.1-10Hz）的重复频率，并且其中在刺激周期期间，计算机化控制器使马达以具体速率的速度58（例如，优选地不小于400赫兹）旋转永磁体。这种操作模式使致动的磁体组件向个体提供TMS刺激模式，其由磁刺激的“分组”59（即，其持续时间构成“刺激持续时间”56）组成，它们通过基本上“安静”的周期61彼此分开（即，这种安静周期61的持续时间构成刺激分组的“重复频率”57），其中磁刺激的每个“分组”59由一系列离散脉冲62组成（即，其频率58反映了磁体围绕马达的轴线旋转的速率）。

实质上，在本发明的这种形式中，计算机化控制器25开启磁体组件55的马达50，发起磁刺激的“分组”59的创建，此后关闭该磁体组件的马达以便发起基本上“安静”的周期61，此后再次接通马达，以便创建磁刺激的随后的“分组”59，此后再次关闭该磁体组件的马达，以便发起随后的基本上“安静”的周期61等。

将认识到，由于马达的启动和停止可能不是瞬时的，因此磁刺激的“分组”59的前部和尾部可以稍微变细，例如，诸如分别在图2A中在63和64示出的。

在更全面的意义上看，磁刺激的每个“分组”59本身能被认为是通过“安静”周期61分开并以给定频率57（即“重复频率”）重复的给定持续时间（即“刺激持续时间”56）的“脉冲”59。还参见图3，其将磁刺激的每个“分组”59示出为沿着迹线的单个“脉冲”59。

在实践中，并且还如图3所看到的，计算机化控制器25同时协调众多磁性组件15的操作，以便协调它们的相应脉冲59，由此来向个体施加期望的TMS刺激。

连续振荡刺激。在本发明的另一个优选形式中，并且现在看图3A和3B，计算机化控制器25配置成操作磁体组件15，以便提供连续振荡刺激。在本发明的这种形式中，计算机化控制器25被配置成选择性地使至少一个磁体组件15的马达45旋转该磁体组件的永磁体50，以便向个体提供TMS，其中计算机化控制器25使马达以连续振荡方式旋转，使得在刺激期的持续时间从头到尾递送“波状”刺激，该刺激期能持续从数秒到几分钟。在本发明的一个优选形式中，刺激波的频率大约400Hz，不过它们可以具有高于或低于400Hz的频率。能使用脉冲宽度调制以固定周期性或可变间隔动态地改变刺激波的频率，带有在刺激强度上的产生的变化。

从而，按照本发明，临床医生或研究人员首先对于每个个体确定（i）应该将多少磁体组件15安装到头部安装件10，（ii）那些磁体组件15在头部安装件上应该安装到何处，（iii）各种磁体组件15应该何时让它们的永磁体50旋转，以及（iv）这种旋转的速度，以便精确地定制由TMS设备5生成的磁场的空间、强度和时间特性，由此来给该个体提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

此后，当要向个体施加TMS治疗和/或测试时，个体戴上头部安装件10，临床医生或研究人员将适当数量的磁体组件15安装到头部安装件10，将那些磁体组件定位在头部安装件10上的适当位置，并且然后计算机化控制器25此后控制哪些磁体组件15让它们的磁体在何时以及以何种速度旋转（即，计算机化控制器25此后控制哪些磁体组件15产生刺激脉冲62以及那些刺激脉冲62的相应定时，并且在TMS治疗要使用间歇振荡刺激时，控制那些刺激脉冲62的编组以及在那些刺激脉冲62的编组之间的分开）。用这种方式，能根据每个个体的需要精确地定制由TMS设备5生成的磁场的空间、强度和时间特性，由此来向个体提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

例如，参见图3，其示出了位于头部安装件10周围的各种位置的选择的磁体组件15可如何让它们的相应永磁体以不同次数旋转，即，以便提供期望的空间定制和时间定制的脉冲模式。在这方面，将认识到，当具体磁体组件15的永磁体旋转时，它将向个体施加快速变化磁场，并且这个变化磁场是该磁体组件的永磁体50的大小和强度和永磁体旋转所按的速率的函数。

例如，还参见图4以及图5，图4图示了导体中的磁刺激的物理性质，图5图示了在个体的头部上的单个部位的磁刺激期间记录的快速电压起伏（注意，图5中示出的电响应还可以包含电极线中的电响应）。

而且，将认识到，由位于头部安装件10上的多个磁体组件15产生的快速变化磁场一起聚集成复杂的复合的快速变化磁场，该磁场根据磁体组件15在头部安装件10上的位置以及它们的相应磁体旋转的相对定时而跨个体的大脑在空间和时间上都变化。

从而，将看到，用本发明的新颖TMS设备5，临床医生或研究人员可对于每个个体定制由TMS设备5生成的磁场的空间、强度和时间特性，由此来提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

值得注目的是，本发明包括便携式、可穿戴装置，其能在医疗或研究设施之外使用，例如在家使用。更进一步，个体能通过手持或穿戴、有线或无线的电子控制器在家自行管理所开的治疗方案。

应当认识到，由于本发明包括可指向多个脑结构的多个磁刺激器，因此能有可能实现更好的治疗、诊断测试和/或通过其在神经科学研究中的使用来洞察脑功能。

还有，由于本发明包括可指向单个脑结构的多个磁刺激器，因此能有可能实现优异的结果，因为它们能在多个定向感生电流。

更进一步，由于本发明包括能聚集它们的磁场以用于更稳健的脑刺激的多个磁刺激器，因此能有可能实现更好的治疗、诊断测试和/或通过其在神经科学研究中的使用来洞察脑功能。除了其它方面，这种更稳健的脑刺激还能涉及刺激大脑的哪些区域、在被刺激的区域中感生的电流的定向、在被刺激的区域中感生的电流的量值以及这种刺激的定时。

按照本发明，还提供了一种新颖方法，用于确定应该将多少磁体组件15安装到头部安装件10、那些磁体组件15在头部安装件上应该安装到何处、各种磁体组件15应该何时让它们的磁体旋转、以及这种磁体旋转的速度，以便精确地定制要向个体施加的磁场的空间、强度和时间特性，由此给该个体提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。更具体地说，按照本发明，头部安装件10可包含用于监测个体的大脑的电活动的改变的多个电极60。电极60优选地连接到计算机化控制器25，使得由电极60监测到的大脑电活动的改变能与由TMS设备向个体施加的磁场的空间、强度和时间特性的变化相关，其又对应于各种磁体组件15的数量、位置和旋转速度。以这种方式，使用反馈过程，各种磁体组件15的数量、位置和旋转速度能与个体的大脑的电活动的改变相关，由此来创建个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。

本发明提供了优于现有技术的众多优点。更具体地说，本发明的新颖TMS设备5允许磁场的空间、强度和时间特性是对于每个个体被定制，由此来提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。除了其它方面，本发明还提供了优于常规TMS的如下显著优点：（i）它包括便携式、可穿戴装置，其能在医疗或研究设施之外使用，例如在家使用；（ii）个体能通过手持或穿戴、有线或无线的电子控制器而在家自行管理所开的治疗方案；（iii）它包括可指向多个脑结构的多个磁刺激器，这能引起更好的治疗、诊断测试和/或通过其在神经科学研究中的使用来洞察脑功能；（iv）它包括可指向具体脑结构的多个磁刺激器，这能更有效，因为它们能在多个定向感生电流；以及（v）它包括能聚集它们的磁场以用于更稳健的脑刺激的多个磁刺激器。此外，本发明消除了通过电击、烧伤、惊厥等对个体造成意外伤害的风险。

见图6，其列出了本发明优于常规TMS设备的一些优点。

附加构造

如果需要，头部安装件10的整个外表面可以由单个大紧固件底座35覆盖，或者头部安装件10的主要部分可以由几个大紧固件底座35覆盖，其中一个或多个大紧固件底座35安放一个或多个磁体组件15。

更进一步，如果需要，头部安装件10可以形成为头带，包括多个条带，这些条带连接在一起，但在各种条带之间具有间距，以便提供围绕头部的网格状结构。这些条带能由皮革、塑料、织物等形成。在本发明的这种形式中，紧固件底座35因此还有磁体组件15沿着构成头部安装件10的条带安装。

还有可能，将多个磁体安装到单个马达的驱动轴。作为示例而非限制，并且现在看图6A，“辐条轮”66可被安装到磁体组件15的马达40的驱动轴55，其中辐条轮66包括多个座67（例如，八个座67）以安放磁体50。将认识到，所有座67都可以安放磁体50，或者仅其中一些座67可以安放磁体50。更进一步，磁体50中的特定磁体可以被安装在座67内，使得它们的N极面向驱动轴55，或者磁体50中的特定磁体可被安装在座67内，使得它们的S极面向驱动轴55。作为另外示例而非限制，并且现在看图6B，“开槽轮”68可被安装到磁体组件15的马达40的驱动轴55，其中开槽轮68包括多个座69（例如，八个座69）以安放磁体50。再次将认识到，所有座69都可以安放磁体50，或者仅其中一些座69可以安放磁体50。更进一步，磁体50中的特定磁体可以被安装在座69内，使得它们的N极面向驱动轴55，或者磁体50中的特定磁体可被安装在座69内，使得它们的S极面向驱动轴55。将认识到，在辐条轮66中提供的座67的数量和/或在开槽轮68中提供的座69的数量可以变化。例如参见图6C，其示出了在开槽轮68中形成的四个座69。

在本发明的一个优选形式中，在辐条轮66中提供8个座67，并且在开槽轮68中提供8个座69，使得磁体50可以相对于彼此以45度角径向定向（其中用磁体填充相邻的座67或相邻的座69）。

将认识到，辐条轮66和开槽轮68使用户能够改变由磁体组件15提供的刺激波的形状，例如，诸如以更好地模仿不同的神经元突发模式。例如参见图6D，其示出了可以使用辐条轮66和/或开槽轮68提供的多种不同的刺激模式。一些多磁体配置能在不增加马达旋转速度的情况下产生高达3倍大的刺激强度。

辐条轮66和/或开槽轮68可以由坚固的、轻质塑料和具有高精度的3D打印来制成。注意，在辐条轮66的座67未填充磁体50和/或开槽轮68的座69未填充磁体50的情况下，优选将非磁化金属杆（与磁体50具有相同形状、大小和重量）定位在“未填充”的座67、69中，以便保持辐条轮或开槽轮平衡。优选地提供帽（未示出）以保持磁体50（和任何非磁化金属杆）固定在座67、69中。

将认识到，磁体和非磁化杆的布置能以任何特定的方式改变。类似地，磁体的磁极的定向也能被改变。当通过马达使部件旋转时，这些改变使重复的刺激波的形状能够对应地变化。磁体的变化位置还允许刺激的上升时间以及因此幅度以各种方式变化。总体的磁场配置基于磁体的布置和定向而变化，对于一些配置产生高达3倍大的刺激强度。高达8个磁体（每个磁体在两个不同的定向）以及在轮中不同位置的非磁性杆的混合和匹配生成834种不同形状的刺激波的清单（对于各种示例参见图6D）。

此外，如果需要，磁体组件15可以构造成使得磁体50通过致动器（例如，线性致动器）纵向移动而不是旋转移动，以便产生快速变化磁场。例如参见图7，其中致动器包括螺线管65以快速移动磁体50，以便创建在本发明中利用的变化磁场。

还有，如果需要，如果能实现必要的高强度磁场（例如，以便提供至少500-600特斯拉/秒的磁通量的快速改变），并且用适当的冷却量来防止磁体线圈的发热和熔融，则可以用小电磁体代替永磁体50。

按照本发明，还有可能提供一种头部安装件10（例如，盔帽），其具有已经以预定模式安装在（或结合到）头部安装件10上的预定数量的磁体组件15。在这种情况下，临床医生确定应该激活预定的预先设置的哪些磁体组件15以及对于那些要被激活的磁体组件确定应该何时让它们的磁体旋转，以及这种旋转的速度，以便精确地定制要向个体施加的磁场的空间、强度和时间特性，由此来给该个体提供个体特定的TMS治疗、辅助诊断和/或在神经科学研究中绘制出脑功能。更进一步，在本发明的这种形式中，可能期望提供这种装置的套件，其中套件中的每个装置都包括头部安装件10（例如，盔帽），其具有已经以预定模式安装在（或结合到）头部安装件10上（中）的预定数量的磁体组件15，其中套件中的每个装置提供磁体组件15的不同预定模式。

使用高速闸门进一步定制磁刺激的系统

在上文中，公开了一种用于向个体的大脑提供经颅磁刺激（TMS）以便感应、调制和/或中断个体的大脑中的神经活动的新颖方法和设备。

在本发明的一种形式中，该设备包括多个高强度（例如，1.48特斯拉）钕磁体，每个磁体附连到高速马达（或致动器）。这些磁体组件被安装在EEG型帽或头部安装件上的各种位置中。磁体组件与计算机对接，并且具有用户友好图形用户界面的软件程序使内科医生、技术人员、研究人员和/或个体本身能够与设备进行动态交互。由于其构造，该设备能够向大脑提供定制的磁刺激，其中定制磁刺激根据：（i）磁体组件在EEG型帽上位于何处，（ii）哪些特定的磁体组件被通电（例如，哪些磁体被它们关联的马达旋转）以及何时（即，以便在空间和时间上定制由磁体组件产生的脉冲62），以及（iii）每个磁体被其关联的马达以何种速度旋转。该设备在神经科学研究中用于研究脑功能，并且潜在地用于诊断和/或治疗各种神经精神病症，诸如抑郁、中风康复、慢性疼痛和神经退行性疾病。

本发明的新颖方法和设备提供了优于用于提供经颅磁刺激（TMS）的传统方法的显著优点。更具体地说，传统TMS装置利用放置在个体的头部表面上的大线圈（即电磁体）。本发明使用多个小但强有力的永磁体，每个永磁体可独立定位且可独立旋转，使本发明的设备能够生成既时间变化（例如，通过改变磁体快速旋转的持续时间和定时）又空间变化（通过选择旋转哪些磁体）以及强度变化（通过选择磁体的旋转速度）的磁场。

由本发明的永磁体所生成的磁场与常规TMS线圈的典型峰值场的比较已经示出，虽然常规TMS线圈的穿透深度大于本发明的永磁体的穿透深度，但本发明的永磁场更局部化。通过使用超快马达来移动本发明的永磁体潜在地能使脉冲上升时间（对于穿透深度和感生电压的幅度同等重要的因素）是可比较的。更进一步，通过使用具有非常短的启动和停止延迟的马达，当使用间歇振荡刺激时，刺激“分组”59能分别在它们的开始63和结束64处具有缩小的锥度。换言之，每个脉冲（分组）59能看起来更像“方形”波而不是上升波/下降波。

已经通过记录鱼际肌肉的肌电响应来绘制人体中的运动区来论证本发明的永磁体方法的可行性。鱼际感应的运动单位电位对于单独固定的刺激位置被最大化，并且在离开峰值位置10mm的距离处下降以用于刺激，指示温和刺激的聚焦特性。值得注目的是，本发明提供的具有布置在跨皮层（cortex）的独立刺激部位的阵列中的永磁体的TMS允许研究变化大小的皮层网络的相互依赖性和时空或同步调制。

将认识到，上面讨论的新颖方法和设备取决于提供多个快速移动的高强度永磁体，适当地定位和通电（即，启动和停止），以便向大脑递送期望的磁刺激。

按照本发明，现在提供附加构造，其提供了定制向个体的大脑施加的磁刺激的附加模式。这种新构造在要施加间歇振荡刺激的情况下特别有用，因为它提供了一种在不需要启动和停止磁体组件马达的情况下定制刺激分组59的方式。更具体地，这种新构造涉及使用磁屏蔽闸门机构来快速进行永磁体磁场的不屏蔽和屏蔽。磁屏蔽闸门机构优选地通过使用由特殊磁屏蔽材料形成的高速闸门或通过瞬时改变特殊磁屏蔽材料的功效来形成，其中高速闸门或瞬时改变的屏蔽材料介于永磁体与个体的大脑之间。

值得注目的是，本发明的磁屏蔽闸门机构被配置成调制永磁体的磁场，并且因此允许静止或移动的永磁体与本发明一起使用。这与没有提供磁屏蔽闸门机构的实施例形成对比，并且因此需要使用移动的永磁体来创建施加到解剖结构的变化磁场。更具体地说，在永磁体正在移动并且因此通过磁体的移动来创建变化磁场的情况下，磁屏蔽闸门机构能用于进一步调制通过移动的磁体所创建的变化磁场。对应地，在永磁体不移动并且因此提供静态磁场的情况下，磁屏蔽闸门机构能用于调制由静止永磁体提供的静态磁场，并且因此在解剖位置提供期望的变化磁场。从而，本发明的磁屏蔽闸门机构允许静止或永磁体被用在附连到头部安装件10的磁体组件中。

值得注目的是，磁屏蔽闸门机构还提供了在不需要启动和停止磁体组件的马达的情况下定制刺激脉冲59（即，刺激“分组”59）的另一种的方式。更具体地说，在本发明的这种形式中，磁体组件的马达能连续运行，并且刺激“分组”59的开始63和结束64能通过磁屏蔽闸门机构的适当操作来建立。

作为示例而非限制，在本发明的一种形式中，磁体组件可包括移动永磁体以提供期望的变化磁场，并且可省略磁屏蔽闸门机构；在本发明的另一种形式中，磁体组件可包括静止永磁体，并且磁屏蔽闸门机构可用于提供期望的变化磁场；并且在本发明的另一种形式中，磁体组件可包括移动永磁体以提供变化磁场，并且磁屏蔽闸门机构可以用于调制由移动磁体创建的变化磁场，以便在解剖位置提供期望的变化磁场。

还有，如果需要，如果能实现必要的高强度磁场（例如，以便提供至少500-600特斯拉/秒的磁通量的快速改变），并且用适当的冷却量来防止磁体线圈的发热和熔融，则可以用小电磁体代替永磁体。从而，作为示例而非限制，在本发明的一种形式中，磁体组件可包括移动电磁体以提供期望的变化磁场，并且可省略磁屏蔽闸门机构；在本发明的另一种形式中，磁体组件可包括静止电磁体，并且磁屏蔽闸门机构可用于提供期望的变化磁场；并且在本发明的另一种形式中，磁体组件可包括移动电磁体以提供变化磁场，并且磁屏蔽闸门机构可以用于调制由移动磁体创建的变化磁场，以便在解剖位置提供期望的变化磁场。

在本发明的一个优选形式中，给每个磁体组件15提供关联的磁屏蔽闸门机构，以用于附加地定制由该磁体组件15施加到个体的大脑的磁刺激。并且在本发明的一个优选形式中，每个磁体组件15及其关联的磁屏蔽闸门机构被配置为单元，使得当该磁体组件15被安装到头部安装件10时，其关联的磁屏蔽闸门机构也被安装到头部安装件10。

更具体地说，并且现在看图8和9，在本发明的一种形式中，提供了一种磁屏蔽闸门机构100，其包括由磁屏蔽材料形成的盘105。作为示例而非限制，盘105可以由高导磁合金（由大约77％的镍、16％的铁、5％的铜和2％的铬或钼组成的镍-铁合金）形成。作为另外的示例而非限制，盘105可以由MagnetShield（可从美国马里兰州巴尔的摩的AdrProVita获得的磁屏蔽板）形成。盘105具有在其中形成的至少一个圆形开口110。盘105被设置在磁体组件15的静止或移动磁体50与个体的大脑之间。盘105被安装到马达120的驱动轴115，使得马达120能用于选择性地（i）将盘105的磁屏蔽材料定位在静止或移动磁体50与个体的大脑之间，由此屏蔽个体的大脑免遭静止或移动磁体50的磁场，或（ii）将至少一个圆形开口110定位在静止或移动磁体50与个体的大脑之间，由此将个体的大脑暴露于静止或移动磁体50的磁场，或（iii）通过静止或移动磁体50扫过盘105的至少一个圆形开口110，以便调制由磁体50创建的磁场（即，调制静止磁体50的静态磁场，以便创建期望的变化磁场，或调制移动磁体50的变化磁场，以便创建期望的变化磁场。马达120用于将盘105的期望部分适当地定位在静止或移动磁体50与个体的大脑之间。优选地，马达120由驱动磁体组件15的相同计算机化控制器25来控制。

如图8和9中所见，磁体组件15及其关联的磁屏蔽闸门机构100优选配置为单元，其中磁体组件15及其关联的磁屏蔽闸门机构100被包含在壳体122中，使得当该磁体组件15被安装在头部安装件10（例如，通过将壳体122安装到头部安装件10）时，其关联的磁屏蔽闸门机构也被安装到头部安装件10。

图10示出了通过图8和9的磁屏蔽闸门机构100可如何定制磁体组件15的磁场。

如果需要，并且现在看图11，至少一个圆形开口110可以由至少一个槽110代替。备选地，至少一个圆形开口110可以由另一种配置的至少一个开口代替。

在本发明的另一种形式中，并且现在看图12，磁屏蔽闸门机构100包括屏蔽材料125，其磁导率和/或饱和度可以由电触发机构快速且瞬时地改变，以便有效地提供闸门机构，由此允许定制递送给个体的磁刺激。例如参见Sanchez等人的“Antimagnets：controlling magnetic fields with superconductor- metamaterial hybrids”（2011）（New J.Phys.，13，093034，doi:10.1088/1367-2630/13/9/093034），其讨论了可由电触发机构快速且瞬时地改变其磁导率和/或饱和度的屏蔽材料。在本发明的这种形式中，瞬时改变的屏蔽材料被设置在静止或移动磁体50与个体的大脑之间，以便调制由磁体50创建的磁场（即，调制静止磁体50的静态磁场以便创建期望的变化磁场，或者调制移动磁体50的变化磁场，以便创建期望的变化磁场。当要屏蔽个体的大脑以免遭静止或移动磁体50的磁场时，屏蔽材料125的磁导率和/或饱和度降低。对应地，当要使个体的大脑被暴露于静止或移动磁体50的磁场时，屏蔽材料125的磁导率和/或饱和度增高。电触发机构优选由驱动磁体组件15的相同计算机化控制器25控制。

如图12中所见，磁体组件15及其关联的磁屏蔽闸门机构100优选配置为单元，其中磁体组件15及其关联的磁屏蔽闸门机构100被包含在壳体122中，使得当该磁体组件15被安装在头部安装件10（例如，通过将壳体122安装到头部安装件10）时，其关联的磁屏蔽闸门机构也被安装到头部安装件10。

提供与磁体组件15结合的高速闸门提高了设备的功能性、能力和效率。除了其它方面，它还允许将具有亚毫秒上升时间的磁刺激的单个脉冲59递送到大脑，由此使其有可能在研究和诊断设置中更准确地测量对磁刺激的响应的开始中的延迟。新方法的一个特定诊断应用将是在运动皮层的连续多部位刺激时，测量来自不同肌肉群的肌电感应的运动单位潜在响应，以及来自头皮和脊柱上不同位置的感应的响应，以评估皮质脊髓束的功能完整性，并有助于鉴别诊断上运动神经元和/或下运动神经元功能障碍，诸如肌萎缩性脊髓侧索硬化症。新方法还实现了在潜在的治疗应用中的刺激规程的更大灵活性和控制。

快速刺激递送还能具有用于用单个磁体闸门组件刺激除大脑之外的通路和结构的诊断和治疗应用。这些刺激部位可包含脊髓与末梢神经和肌肉。

使用伺服马达机构改变旋转永磁体的定向

在某些情形下，可能期望精确地调整磁体组件15的定向，例如，以便匹配皮层中的神经细胞/纤维的方向，和/或进一步定制通过特定磁体组件施加到解剖结构的磁场，和/或进一步定制通过附连到头部安装件10的各种磁体组件施加到解剖结构的聚集的磁场。这在某种程度上可通过调整磁体组件15在头部安装件10上的布置来实现，然而，在某些情况下，可能不可能实现期望的定向精度，例如，由于磁体组件15上的紧固件连接件40与头部安装件10上的紧固件底座35配合的方式的限制。为此，并且现在看图13，马达45（用于转动永磁体50）可以被安装在伺服马达127的轴126上，使得激活伺服马达127能允许例如没有移动头部安装件10上的壳体122的情况下精确地且动态地改变移动磁体50的旋转轴线。

优选实施例的修改

应该认识到，为了说明本发明的本质本文已经描述和图示的部件的细节、材料、步骤和布置的许多附加改变可以由本领域技术人员做出，同时仍然保持在本发明的原理和范围内。

Claims

1.一种用于向个体的大脑施加经颅磁刺激(TMS)的设备，其中所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；

多个磁体组件，用于可释放地安装在所述头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体，以及(i)用于移动所述永磁体的移动机构和/或(ii)磁屏蔽闸门机构中的至少一个，由此来提供快速变化磁场；以及

计算机化控制器，用于操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便将快速变化磁场施加到所述个体的大脑，其中所述计算机化控制器被配置成操作所述至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便于提供间歇振荡刺激，且同时操作所述至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便于提供连续振荡刺激，由此在个体的大脑中感生弱电流，以便修改所述个体的大脑的自然电活动。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机化控制器以协调的方式操作多个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便在个体的大脑中感生期望的弱电流，以便修改所述个体的大脑的自然电活动。

3.根据权利要求1所述的设备，其中每个所述磁体组件被配置成提供至少500-600特斯拉/秒的快速变化磁场。

4.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机化控制器被配置成提供间歇振荡刺激，其中在给定持续时间的刺激周期内施加所述快速变化磁场，其中所述刺激周期具有给定频率的重复率，并且进一步其中所述刺激周期通过基本上安静的周期隔开。

5.根据权利要求4所述的设备，其中所述刺激周期具有1-500ms的持续时间。

6.根据权利要求4所述的设备，其中所述刺激周期具有0.1-10Hz的重复率。

7.根据权利要求1所述的设备，其中所述计算机化控制器被配置成提供连续振荡刺激，其中在整个刺激期的持续时间内连续施加所述快速变化磁场。

8.根据权利要求1所述的设备，进一步包括：多个电极，用于监测大脑的电活动。

9.一种向个体施加经颅磁刺激(TMS)的设备，其中所述设备包括：

头部安装件，用于设置在个体的头部上；

多个磁体组件，以预定模式安装在所述头部安装件上，其中每个所述磁体组件包括永磁体以及(i)用于移动所述永磁体的移动机构和/或(ii)磁屏蔽闸门机构中的至少一个，由此来提供快速变化磁场；以及

计算机化控制器，用于操作至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便将快速变化磁场施加到所述个体的大脑，其中所述计算机化控制器被配置成操作所述至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便提供间歇振荡刺激，并且同时操作所述至少一个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个以便提供连续振荡刺激，由此在个体的大脑中感生弱电流，以便修改所述个体的大脑的自然电活动。

10.根据权利要求9所述的设备，其中所述计算机化控制器以协调的方式操作多个所述磁体组件的所述移动机构和所述磁屏蔽闸门机构中的至少一个，以便在个体的大脑中感生期望的弱电流，以便修改所述个体的大脑的自然电活动。

11.根据权利要求9所述的设备，其中每个所述磁体组件被配置成提供至少500-600特斯拉/秒的快速变化磁场。

12.根据权利要求9所述的设备，其中所述计算机化控制器被配置成提供间歇振荡刺激，其中在给定持续时间的刺激周期内施加所述快速变化磁场，其中所述刺激周期具有给定频率的重复率，并且进一步其中所述刺激周期通过基本上安静的周期隔开。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述刺激周期具有1-500ms的持续时间。

14.根据权利要求12所述的设备，其中所述刺激周期具有0.1-10Hz的重复率。

15.根据权利要求9所述的设备，其中所述计算机化控制器被配置成提供连续振荡刺激，其中在整个刺激期的持续时间内连续施加所述快速变化磁场。

16.根据权利要求9所述的设备，进一步包括：多个电极，用于监测大脑的电活动。