CN101415462A - 自容式电磁脑面部区域治疗设备及其使用方法 - Google Patents

自容式电磁脑面部区域治疗设备及其使用方法 Download PDF

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Abstract

一种用于毛发修复和脑面部分子、细胞、组织和器官的治疗的电磁治疗的设备和方法，其包括：配置具有至少一个波形参数的至少一个波形(步骤101)，选择所述至少一个波形的所述至少一个波形参数的值，以最大化目标通道结构中的信噪比和功率信噪比中的至少一个(步骤102)，使用最大化目标通道结构中的信噪比和功率信噪比中的所述至少一个的所述至少一个波形，以产生电磁信号(步骤103)，以及将所述电磁信号耦合到毛发和脑面部目标通道结构以调节毛发和脑面部目标通道结构(步骤104)。

Description

自容式电磁脑面部区域治疗设备及其使用方法
技术领域
本发明一般涉及一种设备和方法，其通过调节毛发、脑、神经和其它组织与其所在处的电磁环境的相互作用，来使用电磁疗法治疗，用于毛发维护和恢复以及用于治疗退行性神经病理学和其它脑面部疾病，包括睡眠障碍。本发明还涉及一种通过将编码的电磁信息应用于人类和动物的分子、细胞、组织和器官来更改细胞和组织的生长、修复、维护以及一般行为的方法。更具体地，本发明涉及高度特定的电磁信号模式的外科无创性耦合对毛发和其它脑面部组织的应用。特别是，根据本发明的实施方式涉及使用一种自容式设备，该设备发射使用特定数学模型配置的时变磁场(“PMF”)，以通过影响生长因子和其它细胞因子释放的初始步骤，例如离子/配体结合，如钙与钙调蛋白的结合，来增强毛发和其它组织的生长和修复。
背景技术
现在完全确认，弱的非热电磁场(“EMF”)的应用可导致在生理学上有意义的体内和体外的生物效应。
EMF用于骨骼修复和骨骼愈合的应用。包括低频分量和低功率的波形目前用于骨科临床。使用骨骼修复信号的起源，通过考虑电通道可构成一种骨骼可通过它来适应性地对EMF信号作出响应的手段而开始。使用细胞膜的电化学模型的线性物理化学方法预测EMF波形图案的范围，对于该EMF波形图案的生物效应可能是期望的。因为细胞膜是可能的EMF目标，找到波形参数的范围变得必要，对于该波形参数的感应电场可电化学地耦合在细胞表面处，例如电压依赖性动力学。该线性模型的扩展也包括洛伦兹力分析。
从27.12MHz连续正弦波得到的脉冲射频(“PRF”)信号用于深层组织愈合，在现有的透热疗法领域中是已知的。透热疗法信号的脉冲后继最初被报告为能够在感染的治疗中引起非热生物效应的电磁场。PRF治疗应用已经被报告用于减轻软组织中的创伤后和手术后疼痛和水肿、伤口愈合、烧伤治疗和神经再生。用于解决创伤性水肿的EMF的应用在近年来被越来越多地使用。至今为止在动物和临床研究中使用PRF的结果表明，可通过这样的电磁刺激显著地减轻水肿。
EMF剂量测定的现有技术考虑因素，没有考虑到与离体细胞的特性相对的组织结构的介电特性。
近年来，在射频下的无创性PRF的临床使用包括使用27.12MHz正弦波的脉冲调制的脉冲群，其中每个脉冲群包括具有每脉冲群大约1,700个正弦周期的65微秒的宽度以及不同的脉冲重复率。通过对每个PRF脉冲群使用实质上单个的电压振幅包络，限制了能够耦合到细胞和组织中的相关介电通道的频率分量。
时变电磁场，包括矩形波形，例如脉冲电磁场，和正弦波形，例如范围从几赫兹到约15到约40MHz范围的脉冲调制的射频场，当用作各种肌肉骨骼的损伤和疾病的附属疗法时，在临床上是有益的。
在1960年代开始，现代治疗和预防设备的发展被与不愈合和延迟愈合骨折相关的临床问题所激励。早期的工作显示，电通道可为一种骨骼通过它来适应性地响应于机械输入的手段。早期的治疗设备使用植入的和半侵入的电极来将直流电(“DC”)输送到骨折部位。随后使用电场和电磁场发展了无创技术。最初创建这些物理疗法，来提供在细胞/组织水平产生电/机械波形的无创性“非接触”手段。这些技术在整形外科中的临床应用导致被世界范围内的管理机构所认可的应用，用于治疗骨折，例如不愈合和新鲜骨折，以及用于治疗脊柱融合。目前一些EMF设备构成整形外科临床实践的标准医疗设备，用于治疗难以治愈的骨折。这些设备的成功率非常高。对此适应症的数据库大到足以使其被推荐的使用能够作为对第一骨骼移植物的安全、非外科、无创性的可选方案。在双盲研究中报告了这些技术的附加临床适应症，用于治疗无血管坏死、腱炎、骨关节炎、伤口修复、来自关节炎的血液循环和疼痛以及其它肌肉骨骼的损伤。
细胞研究已经表明了弱低频电磁场对信号转导通道和生长因子合成的影响。可以显示，EMF在短的类似触发的持续时间之后刺激生长因子的分泌。在细胞膜处的离子/配体结合过程通常被考虑为初始的EMF目标通道结构。对例如骨骼修复的治疗的临床相关性是生长因子产生的上调(upregulation)，例如调节(modulation)，作为骨骼修复的正常分子调整的一部分。细胞水平研究显示对钙离子传输、细胞增殖、胰岛素生长因子(“IGF-II”)释放和造骨细胞中IGF-II受体表达(receptor expression)的影响。对胰岛素生长因子-I(“IGF-I”)和IGF-II的影响也在大鼠骨折胼胝体中被演示。显示了在大鼠中的骨诱导模型中，用PEMF刺激转化生长因子β(“TGF-β”)信使RNA(“mRNA”)。研究也展示了在类似人类造骨细胞的标明为MG-63的细胞系中通过PEMF进行的TGF-β mRNA上调，其中TGF-β1、胶原质和骨钙素合成有所增加。PEMF在来自人类不愈合组织的增生性和萎缩性细胞中刺激TGF-β1的增加。进一步的研究已经展示了由于EMF对钙/钙调蛋白依赖性通道的直接影响所引起的在造骨细胞培养物中TGF-β1 mRNA和蛋白质的增加。软骨细胞研究显示了来自EMF的TGF-β1 mRNA和蛋白质合成的类似的增加，展示对关节修复的治疗应用。各种研究得出结论，生长因子产生的上调可能是在电磁刺激下的组织水平机制中的共同特征。当使用特定的抑制剂时，EMF可通过钙调蛋白依赖性通道起作用。以前曾经报导过，特定的PEMF和PRF信号以及弱静态磁场在无细胞的酶制剂中调节Ca2+与CaM的结合。此外，还展示了在造骨细胞培养物中通过PEMF对BMP2和BMP4进行的mRNA的上调和在骨骼和软骨中通过PEMF进行的TGF-β1的上调。
然而，在本领域中的现有技术没有根据离子/配体结合转导通道配置波形。现有技术波形效率低，因为现有技术波形对活的组织和细胞应用不必要的高振幅和功率，需要不必要的长的治疗时间，并且不能通过便携式设备产生。在本领域中的现有技术装备体积庞大，没有针对户外使用而设计，并且不是自容式的(self-contained)。
因此，存在对一种设备和方法的需要，该设备和方法更有效地调节(modulate)用于调整(regulate)毛发和其它脑面部组织的生长和修复的生物化学过程，缩短治疗时间，并且包含小型化的电路和轻质涂药器，因而允许设备是便携式的，并且如果需要，可以是用后即可丢弃的。进一步存在对一种设备和方法的需要，该设备和方法更有效地调节用于调整毛发和其它脑面部组织的生长和修复的生物化学过程，缩短治疗时间，并且包含小型化的电路和能够构造成为可植入的轻质涂药器。
发明内容
一种用于通过改变毛发和其它脑面部分子、细胞、器官、组织、离子和配体与其电磁环境的相互作用来对毛发和其它脑面部分子、细胞、器官、组织、离子和配体进行电磁治疗的设备和方法。
根据本发明的实施方式，通过用磁通路线治疗可选择的身体区域，所述磁通路线包括脉冲群包络内的一系列EMF脉冲，所述EMF脉冲具有至少约0.01微秒的最小宽度特征，所述脉冲群包络具有每脉冲群约1到约100,000个之间的脉冲，其中所述脉冲群的电压振幅包络由随机变化的参数定义，其中其瞬时最小振幅不小于其最大振幅的万分之一。脉冲群重复率可从约0.01变化到约10,000Hz。在数学上可定义的参数也可用于定义所述脉冲群的振幅包络。
通过增加传送到相关细胞通道的频率分量的范围，有利地实现了毛发和其它脑面部组织的修复。
根据本发明的实施方式，通过将随机的或其它高频谱密度包络应用于单极或双极矩形或正弦脉冲的脉冲群包络，所述脉冲感生每厘米在10-8和10伏之间的峰值电场(V/cm)，对于可应用于人类、动物和植物中的软组织和硬组织的生物愈合过程，能够获得更有效和更显著的效果。较高频谱密度的脉冲群包络可有利和有效地耦合到在生理学上相关的介电通道，例如细胞膜受体、与细胞酶结合的离子以及一般横跨膜的电势变化，从而培养、修复和维护毛发和其它脑面部组织。
通过有利地应用高频谱密度电压包络作为调制参数或脉冲群定义参数，对这样调制的脉冲群的功率要求可明显低于未经调制的脉冲的功率要求。这是由于频率分量更有效地匹配相关的细胞/分子过程。因此，获得了增强对相关介电通道的传输剂量测定以及降低功率要求的双重优点。
根据本发明的优选实施方式利用功率信噪比(“功率SNR”)方法来配置生物有效的波形，并包含小型化的电路和轻质柔韧的线圈。这有利地允许利用功率SNR方法、小型化的电路和轻质柔韧的线圈的设备成为完全便携式的，且如果需要，允许该设备被构造为用后即可丢弃的，以及如果进一步需要，允许该设备被构造为可植入的。
特别是，电磁波形的宽频谱密度脉冲群，配置成在生物目标的通带内获得最大信号功率，被选择性地应用于目标通道结构，例如毛发和其它脑面部组织。使用与目标通道结构中的热噪声的振幅/功率比较而言独特的振幅/功率来选择波形。信号包括正弦、矩形、混沌(chaotic)和随机波形中的至少一种的脉冲群，在每秒约1到约100,000个脉冲群下具有约0.01Hz到约100MHz的范围的频率含量，并且脉冲群重复率为从约0.01到约1000脉冲群/秒。在目标通道结构例如毛发和/或脑面部组织中的峰值信号振幅位于约1μV/cm到约100mV/cm的范围内。每个信号脉冲群包络可以是随机函数，其提供适应愈合组织的不同电磁特征的手段。根据本发明的优选实施方式包括约0.1到约100毫秒脉冲群，该脉冲群包括在脉冲群内以约0.1到约100千赫兹重复的约1到约200微秒的对称或不对称的脉冲。脉冲群包络是修改的1/f函数，并以在约0.1到约1000Hz之间的随机重复率应用。也可使用在约0.1Hz到约1000Hz之间的固定的重复率。产生了从约0.001mV/cm到100mV/cm的感应电场。根据本发明的另一实施方式包括高频正弦波的约0.01毫秒到约10毫秒的脉冲群，例如27.12MHz，其以每秒约1到约100个脉冲群重复。产生了从约0.001mV/cm到约100mV/cm的感应电场。作为结果的波形可通过电感或电容耦合被传送。
发明的公开
本发明的目的是提供在细胞膜处和在细胞之间的接合界面处的电磁敏感调整过程的调节。
本发明的另一目的是提供包括宽带、高频谱密度电磁场的治疗毛发和其它脑面部组织的电磁方法。
本发明的又一目的是提供一种治疗毛发和其它脑面部组织的电磁方法，该方法包括对电磁信号的脉冲群包络进行振幅调节，这引起与细胞或组织内最大数量的相关EMF敏感通道的耦合。
本发明的另一目的是提供个体内增强的毛发和其它脑面部组织的生长和修复，所述个体经受由于医学疾病如牛皮癣引起的脱发以及作为药物治疗冲击和使用结果的脱发。
本发明的另一目的是提供可结合药理学剂和草药剂并结合标准物理疗法和医学治疗来使用的设备和方法。
本发明的另一目的是结合局部药物治疗提供增强的毛发和其它脑面部组织的生长和修复。
本发明的另一目的是提供一种自容式毛发修复和脑面部疾病设备，该设备可为便携式的、时尚的以及无论何时无论何地个体需要时都可穿戴。
本发明的另一目的是提供一种自容式毛发修复和脑面部疾病设备，该设备可编程为以特定时间间隔和随机时间间隔中的至少一个隔释放电磁疗法治疗。
本发明的更进一步的目的是提供一种自容式毛发修复和脑面部疾病设备，该设备用在任何类型的头部物品中，例如帽子、吸汗带和柔韧的编织帽。
本发明的又一目的是通过调节血管舒张和刺激新血管形成来增加到达受损脑面部组织的血液流量。
本发明的又一目的是防止在脑面部区域内任何类型的细胞和组织的损失和退化。
本发明的进一步的目的是增加脑面部区域内细胞和组织的活性。
本发明的更进一步的目的是增加脑面部区域内的细胞种群数。
本发明的更进一步的目的是防止脑面部区域内神经元的退化。
本发明的又一目的是增加脑面部区域内的神经元种群数。
本发明的更进一步的目的是防止脑面部区域内肾上腺素能神经元的退化。
本发明的又一目的是增加脑面部区域内的肾上腺素能神经元种群数。
本发明的又一目的是提供一种用于脑面部疾病的调节血管生成和新血管形成的设备，该设备可在减小的功率电平下操作，并仍然拥有安全、经济、可携带性和减少的电磁干扰的好处。
本发明的目的是借助于数学模拟来配置波形的功率谱，所述配置通过以下步骤进行：使用信噪比(“SNR”)分析来配置波形，使波形最优化以调节脑面部区域内的血管生成和新血管形成，接着使用产生装置例如超轻型线圈来耦合所配置的波形，该超轻型线圈由波形配置设备例如小型化的电子电路供电。
本发明的另一目的是调节血管生成和新血管形成，所述调节通过以下步骤进行：使用任何输入波形，即使等效电路是非线性的，如在霍奇金-赫胥黎(Hodgkin-Huxley)膜模型中那样，来估计脑面部区域内的任何目标通道结构例如分子、细胞、组织和器官的功率SNR。
本发明的另一目的是提供一种自容式毛发修复和脑面部设备，该设备包含使用功率SNR来调节和调整电磁疗法治疗。
本发明的另一目的是提供一种方法和设备，该方法和设备使用电磁场来治疗在动物和人类中出现的脱发和其它脑面部疾病，所述电磁场是通过最优化待被应用于生物化学目标通道结构的波形的功率谱而选择的，以实现对脑面部区域中分子、细胞、组织和器官内的血管生成和新血管形成的调节。
本发明的另一目的是显著降低峰值振幅和缩短脉冲持续时间。这可通过借助于功率SNR使信号内的频率范围与脑面部区域中的目标通道结构例如分子、细胞、组织和器官的频率响应和敏感度匹配来完成，以实现对血管生成和新血管形成的调节。
根据下文中阐述的附图的简要说明、本发明的详细描述以及同此附上的权利要求，本发明的上面和其它目的和优点将变得清楚。
附图的简要说明
下面将参考附图更详细地描述本发明的优选实施方式：
图1是根据本发明的实施方式用于毛发修复和脑面部疾病的电磁治疗方法的流程图；
图2是根据本发明的优选实施方式用于毛发修复和脑面部疾病的电磁治疗设备的视图；
图3是根据本发明的优选实施方式的小型化电路的结构图；
图4根据本发明的优选实施方式描述传送到毛发和脑面部目标通道结构的波形；
图5是示出不同脉冲群宽度结果的直方图；
图6是示出特定的PMF信号结果的直方图；和
图7是示出长时间的PMF结果的直方图。
用于实现本发明的方式
来自PEMF或PRF设备的感应时变电流在毛发和脑面部目标通道结构例如分子、细胞、组织和器官中流动，且这些电流是刺激物，细胞和组织能够以在生理学上有意义的方式对该刺激物作出反应。毛发和脑面部目标通道结构的电特性影响感应电流的电平和分布。分子、细胞、组织和器官都处在感应电流通道中，例如细胞处在间隙连接接触中。在可驻留在膜表面上的大分子上的位于结合部位处的离子或配体相互作用是依赖于电压的过程，其是电化学的，可响应于感应电磁场(“E”)。感应电流通过周围的离子介质到达这些部位。在电流通道内细胞的存在使感应电流(“J”)随着时间(“J(t)”)更快地衰减。这是由于来自膜电容的所增加的细胞电阻抗以及结合和其它电压敏感的膜过程例如膜传输的时间常数。
推导出了表示各种膜和带电的界面结构的等效电路模型。例如，在钙(“Ca2+”)结合中，由于感应E，在结合部位处结合的Ca2+的浓度的变化可在频域内由阻抗表达式描述，例如：
Z b ( ω ) = R ion + 1 iω C ion
其具有串联的电阻-电容电等效电路的形式。其中ω是被定义为2πf的角频率，其中f是频率，i＝-11/2，zb(ω)是结合阻抗，以及Rion和Cion是离子结合通道的等效结合电阻和电容。等效结合时间常数的值τion＝RionCion，通过τion＝RionCion＝1/kb与离子结合率常数kb有关。因此，该通道的特征时间常数由离子结合动力学确定。
来自PEMF或PRF信号的感应E可使电流流入离子结合通道，并影响每单位时间结合的Ca2+离子的数量。其等效电路是等效结合电容Cion两端电压的变化，该变化是对由Cion存储的电荷的变化的直接测量。电荷直接与结合部位中Ca2+离子的表面浓度成正比，即，电荷的存储等效于细胞表面和接合处的离子或其它带电物质的存储。电阻抗测量以及对结合率常数的直接动力学分析提供了PMF波形的配置所必需的时间常数的值，以匹配目标通道结构的通带。这考虑到任何给定感应E波形的所需频率范围，用于最优耦合到目标阻抗，例如通带。
与调控分子(regulatory molecule)结合的离子是常见的EMF目标，例如与钙调蛋白(“CaM”)结合的Ca2+。该通道的使用基于组织修复的加速，例如骨骼修复、伤口修复、毛发修复以及其它脑面部分子、细胞、组织和器官的修复，这种加速涉及调节在不同修复阶段中所释放的生长因子。生长因子，例如血小板源性生长因子(“PDGF”)、成纤维细胞生长因子(“FGF”)和表皮生长因子(“EGF”)，都包括在适当的愈合阶段中。血管生成和新血管形成也是组织生长和修复所必需的，并可由PMF调节。所有这些因子都是依赖于Ca/CaM的。
利用Ca/CaM通道可将波形配置为该波形的感应功率充分高于背景热噪声功率。在正确的生理学条件下，该波形可具有在生理学上显著的生物效应。
将功率SNR模型应用到Ca/CaM需要知道在CaM处结合动力学的Ca2+的等效电路。在一级结合动力学内，在CaM结合部位结合的Ca2+的浓度随着时间的变化，可在频域内由等效结合时间常数τion＝RionCion特征化，其中Rion和Cion是离子结合通道的等效结合电阻和电容。τion通过τion＝RionCion＝1/kb与离子结合率常数kb有关。所公布的kb的值可接着用在细胞阵列模型中，以通过比较由PRF信号感生的电压与在CaM结合部位处的电压中的热波动来估计SNR。使用PMF响应的数值，例如Vmax＝6.5 x 10-7sec-1、[Ca2+]＝2.5μM、KD＝30μM、[Ca2+CaM]＝KD([Ca2+]+[CaM])，得到kb＝665sec-1(τion＝1.5msec)。这样的τion值可用在离子结合的电等效电路中，同时功率SNR分析可针对任何波形结构执行。
根据本发明的实施方式，数学模型，例如数学方程和/或一系列数学方程，可配置成类似于在所有电压依赖性过程中都存在热噪声，并表示建立充足SNR的最小阈值要求。例如，表示最小阈值要求以建立充足的SNR的数学模型可配置成包括热噪声的功率谱密度，使得热噪声的功率谱密度Sn(ω)可表示为：
Sn(ω)＝4kT Re[ZM(x，ω)]
其中ZM(x，ω)是目标通道结构的电阻抗，x是目标通道结构的尺寸，以及Re表示目标通道结构的阻抗的实部。ZM(x，ω)可表示为：
Z M ( x , ω ) = [ R e + R i + R g γ ] tanh ( γx )
该方程清楚地显示目标通道结构的电阻抗，以及来自细胞外液电阻(“Re”)、细胞内液电阻(“Ri”)和膜间电阻(“Rg”)的贡献，这些电阻电连接到毛发和其它脑面部目标通道结构，所有这些都有助于噪声过滤。
估计SNR的一般方法使用均方根(RMS)噪声电压的单值。这通过在与完整的膜响应或目标通道结构的带宽有关的所有频率上取Sn(ω)＝4kT Re[ZM(x，ω)]的积分的平方根来计算。SNR可由下述比值表示：
SNR = | V M ( ω ) | RMS
其中|VM(ω)|是当被所选择的波形传递到目标通道结构时在每个频率处的电压的最大振幅。
根据本发明的实施方式包括具有高频谱密度的脉冲群包络，使得对相关介电通道的治疗效果得到增强，例如细胞膜受体、与细胞酶结合的离子以及一般横跨膜电势改变(potential change)。因此，通过增加传送到相关细胞通道的若干频率分量，可适用于已知的毛发和其它脑面部组织生长机制的大范围的生物物理现象，例如调节生长因子和细胞因子释放以及在调控分子处的离子结合，都是可以取得的。根据本发明的实施方式，将随机的或其它高频谱密度包络应用于引起在约10-8和约100V/cm之间的峰值电场的单极或双极矩形或正弦脉冲的脉冲群包络，对可应用于软组织和硬组织的生物愈合过程产生较大的效果。
根据本发明的又一实施方式，通过应用高频谱密度电压包络作为调制参数或脉冲群定义参数，对这种调幅的脉冲群的功率要求可明显低于包含类似频率范围内的脉冲的未调制的脉冲群的功率要求。这是由于通过将不规律且优选地随机的振幅施加到原本将是实质上均匀的脉冲群包络上而产生的重复的脉冲群序列内占空因数的实质减小。因此，获得了对相关介电通道的传输剂量测定增强以及功率要求降低的双重优点。
参考图1，其中图1是根据本发明的实施方式用于将可被脉冲调制的电磁信号传输到毛发和脑面部组织目标通道结构例如动物和人类的离子和配体用于治疗和预防目的的方法的流程图。
具有至少一个波形参数的至少一个波形配置成耦合到毛发和脑面部目标通道结构，例如离子和配体(步骤101)。毛发和脑面部目标通道结构位于脑面部治疗区域内。脑面部区域的例子包括但不限于毛发、脑、窦、腺样增殖体(adenoid)、扁桃腺、眼、鼻、耳、牙和舌。
所述至少一个波形参数选择成最大化毛发和脑面部目标通道结构中信噪比和功率信噪比中的至少一个，以便波形在毛发和脑面部目标通道结构中在其背景活动上是可检测的(步骤102)，背景活动是诸如目标通道结构处的电压和电阻抗中的基线热波动，这种基线热波动依赖于细胞和组织状态，即，该状态是否是休眠、生长、替换以及响应于损伤以产生在生理上有益的结果中的至少一个。为了成为在毛发和脑面部目标通道结构中可检测的，通过使用所述目标通道结构的一个常数以估计信噪比和功率信噪比中的至少一个，来选择所述至少一个波形参数的值，以比较由所述至少一个波形在所述目标通道结构内引起的电压与所述目标通道结构内的电压和电阻抗中的基线热波动，由此通过使所述目标通道结构的通带内的信噪比和功率信噪比中的至少一个最大化，使得在所述目标通道结构中出现借助于所述至少一个波形进行的生物有效的调节。
所产生的电磁信号的优选实施方式由具有至少一个波形参数的任意波形的脉冲群组成，其包括范围从约0.01Hz到约100MHz的多个频率分量，其中所述多个频率分量满足功率SNR模型(步骤102)。重复的电磁信号可例如感应地或电容性地从所述配置的至少一个波形产生(步骤103)。电磁信号还可为非重复性的。电磁信号通过放置成与目标通道结构极接近的耦合装置，例如电极或感应器，来耦合到毛发和脑面部目标通道结构，例如离子和配体(步骤104)。该耦合增强了对毛发以及其它脑面部分子、组织、细胞和器官内离子和配体与调控分子的结合的调节。
图2示出根据本发明的设备的优选实施方式。该设备是自容式的、轻质的和便携式的。小型控制电路201耦合到至少一个连接器202例如电线的末端，然而，控制电路也可无线地工作。所述至少一个连接器的相对端耦合到产生装置例如电线圈203。小型控制电路201以应用数学模型的方式构造，该数学模型用于配置波形。所配置的波形必须满足功率SNR，以便对于给定和已知的毛发和脑面部目标通道结构，可能选择满足功率SNR的波形参数，以便波形产生在生理上有益的结果例如生物有效的调节，且在毛发和脑面部目标通道结构中在其背景活动上是可检测的。根据本发明的优选实施方式应用数学模型，以在毛发和脑面部目标通道结构例如离子和配体内感生时变磁场和时变电场，包括以每秒约0.1到约100个脉冲重复的约1到约100微秒矩形脉冲的约0.1到约100msec脉冲群。感应电场的峰值振幅在约1μV/cm到约100mV/cm之间，根据修改的1/f函数而变化，其中f＝频率。使用根据本发明的优选实施方式配置的波形，可每天在低于1分钟到240分钟的优选的总暴露时间内，应用于毛发和脑面部目标通道结构例如离子和配体。然而，可使用其它暴露时间。由小型控制电路201配置的波形可通过连接器202传送到产生装置203例如电线圈。产生装置203传送可用于向毛发和脑面部目标通道结构例如毛发组织提供治疗的脉冲调制的磁场。小型控制电路在规定的时间内应用脉冲调制的磁场，并可在给定的时间段内自动重复应用脉冲调制的磁场如所需要的一样多，例如一天10次。小型控制电路可配置成可编程的，对任何时间重复序列应用脉冲调制的磁场。根据本发明的优选实施方式可通过合并到定位装置中而定位成治疗毛发204，从而使该单元成为自容式的。将脉冲调制的磁场耦合到毛发和脑面部目标通道结构例如离子和配体，治疗性和预防性地减少了炎症，从而有利地减少了疼痛并促进了脑面部区域中的愈合。当电线圈用作产生装置203时，电线圈可使用时变磁场供电，根据法拉第定律，该磁场在目标通道结构内感生时变电场。也可使用电化学耦合来应用由产生装置203产生的电磁信号，其中电极与皮肤或毛发和脑面部目标通道结构的另一外部电传导性边界直接接触。然而在根据本发明的另一实施方式中，也可使用静电耦合来应用由产生装置203产生的电磁信号，其中在产生装置203例如电极与毛发和脑面部目标通道结构例如离子和配体之间存在空气间隙。根据本发明的优选实施方式的优点是，其超轻质线圈和小型化电路允许用于一般的物理疗法治疗方式，以及用在需要毛发生长、疼痛减轻以及组织和器官愈合的任何脑面部位置处。根据本发明的优选实施方式的应用的有利结果是，毛发生长、修复和维护可在任何地方和在任何时间完成并增强，例如当驾驶汽车或看电视时。优选实施方式的应用的又一有利结果是，脑面部分子、细胞、组织和器官的生长、修复和维护可在任何地方和在任何时间完成并增强，例如当驾驶汽车或看电视时。
图3描述了根据本发明的优选实施方式的小型控制电路300的结构图。小型控制电路300产生驱动产生装置例如上面在图2中描述的线圈的波形。小型控制电路可由任何激发装置例如开启/关闭开关来激发。小型控制电路300具有电源例如锂电池301。电源的优选实施方式具有3.3V的输出电压，但可使用其它电压。在根据本发明的另一实施方式中，电源可为外部电源，例如电流电源插座，如AC/DC电源插座，例如通过插头和电线耦合到本发明。开关电源302控制微控制器303的电压。微控制器303的优选实施方式使用8位4MHz微控制器303，但可使用其它位MHz组合的微控制器。开关电源302也将电流输送到存储电容器304。本发明的优选实施方式使用具有220μF输出的存储电容器，但可使用其它输出。存储电容器304允许高频脉冲传递到耦合装置，例如感应器(未示出)。微控制器303也控制脉冲整形器305和脉冲相位定时控制306。脉冲整形器305和脉冲相位定时控制306确定脉冲形状、脉冲群宽度、脉冲群包络形状和脉冲群重复率。积分波形发生器，例如正弦波或任意数字发生器，也可被合并以提供特定的波形。电压电平转换子电路307控制传递到目标通道结构的感应场。开关Hexfet 308允许具有随机振幅的脉冲传递到输出309，输出309将波形按规定路线发送到至少一个耦合装置，例如感应器。微控制器303也可控制毛发和脑面部目标通道结构例如分子、细胞、组织和器官的单一治疗的总暴露时间。小型控制电路300可构造成可编程的并在规定的时间内应用脉冲调制的磁场，以及可构造成在给定的时间段内自动重复应用脉冲调制的磁场与所需要的一样多，例如一天10次。根据本发明的优选实施方式使用约10分钟到约30分钟的治疗时间。
参考图4，其示出根据本发明的实施方式的波形400。脉冲401在具有有限的持续时间403的脉冲群402内重复。该持续时间403使得可被定义为脉冲群持续时间与信号周期的比率的占空因数在约1到约10-5之间。根据本发明的优选实施方式利用类矩形(pseudo rectangular)10微秒脉冲，用于在约10到约50msec内应用在脉冲群402内的脉冲401，脉冲群402具有修改的1/f振幅包络404，并具有相应于在约0.1和约10秒之间的脉冲群周期的有限的持续时间403。
实施例1
在标准酶化验中，对钙依赖性肌球蛋白磷酸化实验地测试了用于PMF信号配置的功率SNR方法。无细胞的反应混合物对磷酸化率和对欠饱和Ca2+浓度，选择成在几分钟的时间内是线性的。这为将是EMF-敏感的Ca2+/CaM打开了生物窗。如果Ca2+相对于CaM在饱和水平，则此系统对本研究中利用的水平的PMF不会作出响应，且反应没有减慢到分钟的时间范围。使用从火鸡砂囊分离出来的肌球蛋白轻链(“MLC”)和肌球蛋白轻链激酶(“MLCK”)来进行实验。反应混合物由基本溶液组成，该基本溶液包含40mM Hepes缓冲液，pH 7.0；0.5mM醋酸镁；1mg/ml牛血清白蛋白，0.1％(w/v)非离子活性剂(Tween)80；以及1mM EGTA12。自由的Ca2+在1-7μM范围内变化。一旦Ca2+缓冲被建立，新鲜制备的70nMCaM、160nM MLC和2nM MLCK就添加到基本溶液，以形成最终的反应混合物。低的MLC/MLCK比率允许在分钟时间范围内的线性时间行为。这提供了可再生的酶活动和最小化的吸液(pipetting)时间误差。
反应混合物每天为每个系列的实验被新鲜地制备，并以100μL份等分到1.5ml Eppendorf试管中。包含反应混合物的所有Eppendorf试管保持在0℃，接着传送到特别设计的水浴器，该水浴器通过由通过费希尔(Fisher)科学模型900热交换器的通道预热的水的恒定灌注来维持在37±0.1℃。使用热敏电阻探测器来监控温度，例如Cole-Parmer模型8110-20，在所有实验期间该热敏电阻探测器浸没在一个Eppendorf试管中。反应以2.5μM32PATP开始，并以包含30μM EDTA的Laemmli试样缓冲溶液停止。在每个实验中给五个空白试样的最小值计数。空白部分包括总化验混合物减去活性组分Ca2+、CaM、MLC或MLCK之一。空白部分计数高于300cpm的实验被排除。磷酸化被允许继续进行5分钟，并通过使用TM分析模型5303Mark V液体闪烁计数器对合并在MLC中的32P计数而被评估。
信号包括高频波形的重复脉冲群。振幅在0.2G维持恒定，且重复率对所有暴露为1脉冲群/秒。脉冲群持续时间根据功率SNR分析的预测从65μsec变化到1000μsec，该分析显示当脉冲群持续时间接近500μsec时，将获得最佳功率SNR。结果在图5中示出，其中以μsec为单位的脉冲群宽度501在x轴上绘出，而肌球蛋白磷酸化502作为已经处理/假性处理(treated/sham)在y轴上绘出。可以看到，在大约500μsec，PMF对与CaM结合的Ca2+的影响接近其最大值，正如功率SNR模型所示的一样。
这些结果证实，根据本发明的实施方式配置的PMF信号在脉冲群持续时间足以获得给定磁场振幅下的最佳功率SNR时，将最大地增加了肌球蛋白磷酸化。
实施例2
根据本发明的实施方式，功率SNR模型的使用，进一步在生物体内伤口修复模型中被验证。大鼠伤口模型在生物机械学和生物化学上被充分特征化，并用在本研究中。利用重量超过300克的健康年轻的成年SpragueDawley雄性大鼠。
用克他命(Ketamine)75mg/kg和美托咪啶(Medetomidine)0.5mg/kg的腹膜内剂量来麻醉动物。在获得充分的麻醉之后，背部被剃光，用稀释的聚维酮碘/酒精溶液准备，并使用消毒技术盖上消毒盖布。使用#10解剖刀，在每只大鼠的背部上从皮肤向下到筋膜，做一个8cm的直线切口。伤口边缘被生硬地切开，以折断任何剩余的真皮纤维，留下大约4cm直径的敞开的伤口。以施加的压力获得止血，以避免对皮肤边缘的任何伤害。接着用4-0Ethilon连续缝合线，来缝合皮肤边缘。在手术后，动物在腹膜内接纳丁丙诺非(Buprenorphine)0.1-0.5mg/kg。它们被放在单独的笼子里并随意地进食和饮水。
PMF暴露包括两个脉冲调制的射频波形。第一个是标准临床PRF信号，其包括在1高斯振幅的27.12MHz正弦波的65μsec脉冲群，并以600脉冲群/sec重复。第二个是根据本发明的实施方式重新配置的PRF信号。对于该信号，脉冲群持续时间增加到2000μsec，且振幅和重复率分别减小到0.2G和5脉冲群/sec。每天两次应用PRF 30分钟。
在伤口切除之后紧接着进行抗张强度。从每个试样中垂直于伤疤横切两个1cm宽度的皮肤条，并用于测量以kg/mm2为单位的抗张强度。从每只大鼠中的相同区域切除皮肤条，以确保测量的一致性。皮肤条接着被安装在张力计上。以10mm/min向皮肤条加载，并在记录伤口被撕开之前所产生最大的力。通过取来自相同伤口的两个皮肤条的以每mm2千克为单位的最大负载的平均值来确定用于比较的最终抗张强度。
结果显示，65μsec 1高斯PRF信号的平均抗张强度对暴露组为19.3±4.3kg/mm2，与对照组的13.0±3.5kg/mm2(p<.01)相比，增加48％。相反，根据本发明的实施方式使用功率SNR模型配置的2000μsec 0.2高斯PRF信号的平均抗张强度对处理的组为21.2±5.6kg/mm2，与对照组的13.7±4.1kg/mm2(p<.01)相比，增加54％。这两个信号的结果不是明显地不同于彼此。
这些结果展示，本发明的实施方式允许配置可用相当低的功率产生的新的PRF信号。该PRF信号根据本发明的实施方式配置，以低功率方式加速大鼠模型内的伤口修复，与临床PRF信号相对，其加速伤口修复，但需要产生多于两个数量级的更多的功率。
实施例3
本实施例示出通过功率SNR方法选择的PRF电磁场对培养物中的神经元的作用。
从胚胎期15-16天的啮齿动物的中脑建立原始培养物。此区域被解剖、通过机械研磨分离成单个细胞，且细胞沉积在限定的介质或具有血清的介质中。一般在培养的6天之后处理细胞，这时神经元已经成熟并形成了使它们变得易受生物相关的毒素侵害的机制。在处理之后，收集条件培养基。对生长因子例如成纤维细胞生长因子β(“FGFb”)的酶联免疫吸附剂分析(“ELISA”)，被用于量化其到介质中的释放。通过酪氨酸羟化酶(“TH”)的抗体，即，一种将氨基酸酪氨酸转化成左旋多巴—多巴胺的前体的酶，来识别多巴胺能神经元，因为多巴胺能神经元是在该系统中产生这种酶的唯一的细胞。通过在100x放大率下对越过培养皿的垂直条中的TH+细胞计数，来量化细胞。
血清包括营养素和支持神经元生存的生长因子。血清的排除引起神经元细胞死亡。培养基被改变，且细胞被暴露给PMF(功率电平6，脉冲群宽度3000μsec，以及频率1Hz)。利用了四组。组1不使用PMF暴露(空组)。组2使用预处理(在介质变化之前PMF处理2小时)。组3使用后处理(在介质变化之后PMF处理2小时)。组4使用即时处理(PMF处理与介质变化同时进行)。
在培养物在血清提取之前暴露给PMF时的2天以后，结果展示存活的多巴胺能神经元的数量的增加48％。其它处理方式对存活的神经元的数量没有明显的影响。结果在图6中示出，其中处理的类型显示在x轴上，而神经元的数量显示在y轴上。
图6中，处理601显示在x轴上，而神经元602的数量显示在y轴上，图6显示在分别减小了介质中血清浓度46％和48之后，PMF信号D和E增加了多巴胺能神经元的数量。这两个信号配置有3000μsec的脉冲群宽度，且重复率分别为5/sec和1/sec。值得注意地，在该实验中以长期模式(chronic paradigm)实施信号D，但是信号E仅被实施一次：血清提取之前2小时，与实验1(见上面)相同，产生相同量级的效应(46％对48％)。因为介质中血清的减少降低了营养素和生长因子的可用性，PMF通过培养物本身引起这些因子的合成或释放。
本实验的这部分被执行以示出由6-OHDA引起的PMF毒性的效应，产生多巴胺能细胞死亡的充分特征化的机制。该分子通过高亲和力多巴胺转运体进入细胞，并抑制线粒体酶复合体I(mitochondrial enzyme complexI)，因而通过氧化应激杀死这些神经元。在长期或短期PMF暴露模式之后，用25μM 6-羟基多巴胺(“6-OHDA”)处理培养物。图7示出了这些结果，其中处理方式701显示在x轴上，而神经元的数量702显示在y轴上。当没有PMF处理时，毒素杀死了大约80％的多巴胺能神经元。一剂量PMF(功率＝6；脉冲群宽度＝3000μsec；频率＝1/sec)比只应用6-OHDA的情况，明显增加了神经元存活物(2.6倍；p≤0.02)。该结果特别关系到形成帕金森氏症的神经保护策略，因为6-OHDA用于损伤帕金森氏症的标准啮齿动物模型中的多巴胺能神经元，且毒性机理在某些方面类似于帕金森氏症本身中神经退化的机理。
实施例4
在本实施例中，电磁场能用于刺激生物体内模型中的新血管形成。使用两种不同的信号，一种根据现有技术配置，而第二种根据本发明的实施方式配置。
每个重约300克的108个Sprague-Dawley雄性大鼠均分成9组。用以0.1cc/g的克他命/乙酰丙嗪/Stadol的混合物麻醉所有的动物。使用无菌外科技术，每个动物被使用显微外科技术切割下12cm到14cm的一段尾部动脉。动脉用60U/ml的肝素化的盐水冲洗，以除去任何血液或栓塞。
具有0.4mm到0.5mm的平均直径的这些尾部脉管，接着使用两个端对端吻合术(anastomose)，被缝合到右股动脉的横切的近侧段和远侧段，产生股动脉环。所产生的环接着放置在动物的腹壁/腹股沟肌肉组织上产生的皮下袋状物中，且腹股沟切口用4-0Ethilon闭合。每个动物接着随机放置到9组中的一组中：组1到3(对照)，这些大鼠不接受电磁场治疗，并在4、8和12星期时被杀死；组4到6，在4、8和12星期内使用0.1高斯电磁场一天两次治疗30分钟(动物分别在4、8和12星期时被杀死)；以及组7到9，在4、8和12星期内使用2.0高斯电磁场一天两次治疗30分钟(动物分别在4、8和12星期时被杀死)。
使用根据本发明的实施方式构造的设备，将脉冲调制的电磁能应用于被治疗的组。在实验组中的动物，使用短脉冲(2msec到20msec)27.12MHz，在0.1高斯或2.0高斯下，一天两次被治疗30分钟。动物被定位在涂药器上端的顶部上，并被限制以确保治疗被正确地应用。在腹膜内用克他命/乙酰丙嗪/Stadol以及在静脉内用100U/kg的肝素重新麻醉大鼠。使用先前的腹股沟切口，股动脉被识别并被检查是否通畅。股动脉/尾部动脉环接着从吻合术部位近侧和远侧分离出来，且脉管被夹紧。接着杀死动物。通过25规格套管，先用用盐水接着用0.5cc到1.0cc的彩色乳液注入环然后夹住。小心切除上覆的腹部皮肤，并暴露动脉环。通过测量由腔内乳液描绘的新的血管形成所覆盖的表面面积，来量化新血管形成。使用SPSS统计分析包来分析所有结果。
在被治疗的与未被治疗的大鼠之间的新血管形成中，最明显的不同出现在第4个星期。在那时，在对照组中间没有发现新的脉管形成即0cm2，然而，与之相比，每个被治疗的组具有类似的在统计上明显的新血管形成的迹象，1.42±0.80cm2(p<0.001)。这些区域出现为沿着动脉环的两侧分段地分布的乳液红晕。在8星期，对照组开始展示新血管形成，测量值为0.7±0.82cm2。在8星期，两个被治疗的组再次具有大约相等的在统计上明显(p<0.001)的血管的出现，对0.1高斯组为3.57±1.82cm2，对2.0高斯组为3.77±1.82cm2。在12星期，在对照组中的动物显示1.75±0.95cm2的新血管形成，而0.1高斯组显示5.95±3.25cm2的分叉脉管，2.0高斯组显示6.20±3.95cm2的分叉脉管。同样地，两个被治疗的组都显示出对于对照组的可比较的统计上明显的研究结果(p<0.001)。
这些实验结果表明，根据本发明的实施方式对分离出来的动脉环的电磁场刺激增加了在体内大鼠模型中可计量的新血管形成的数量。在每个处死日，增加的血管生成显示在每个被治疗的组中。在所测试的这两个高斯水平的结果之间没有发现不同，如本发明的教导所预测的。
描述了用于治疗毛发修复和脑面部疾病的设备和方法的实施方式后，该设备是自容式的并将电磁治疗传递到毛发和其它脑面部组织，注意，根据上面的教导本领域的技术人员可进行修改和变更。因此应理解，可在所公开的本发明的特定的实施方式内进行变化，这些变化在由所附权利要求限定的本发明的范围和实质内。

Claims (84)

1.一种用于动物和人类的电磁疗法治疗的方法，包括步骤：
配置具有至少一个波形参数的至少一个波形；
选择所述至少一个波形的所述至少一个波形参数的值，以最大化目标通道结构中的信噪比和功率信噪比中的至少一个；
使用最大化目标通道结构中的信噪比和功率信噪比中的所述至少一个的所述至少一个波形，以产生电磁信号；以及
将所述电磁信号耦合到毛发和脑面部目标通道结构以调节所述毛发和脑面部目标通道结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述至少一个波形参数包括频率分量参数、脉冲群振幅包络参数、脉冲群宽度参数、峰值感应电场参数和峰值感应磁电场参数中的至少一个，所述频率分量参数配置所述至少一个波形成在约0.01Hz到约100MHz之间重复，所述脉冲群振幅包络参数服从在数学上定义的振幅函数，所述脉冲群宽度参数根据在数学上定义的宽度函数在每个重复处变化，所述峰值感应电场参数根据在数学上定义的函数在所述毛发和脑面部目标通道结构中在约1μV/cm到约100mV/cm之间变化，所述峰值感应磁电场参数根据在数学上定义的函数在所述目标通道结构中在约1μT到约0.1T之间变化。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述定义的振幅函数包括1/频率函数、对数函数、混沌函数和指数函数中的至少一个。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述毛发和脑面部目标通道结构包括分子、细胞、组织、器官、离子和配体中的至少一个。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括将离子和配体结合到调控分子以增强毛发生长、修复和维护的步骤。
6.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括调节钙与钙调蛋白的结合。
7.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括调节毛发和脑面部目标通道结构中的生长因子产生。
8.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括调节毛发和脑面部目标通道结构中的细胞因子产生。
9.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括调节与毛发生长、修复和维护有关的生长因子和细胞因子。
10.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括为毛发和脑面部目标通道结构的生长、修复和维护而调节血管生成和新血管形成。
11.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括为治疗脑血管疾病而调节血管生成和新血管形成。
12.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括为治疗睡眠障碍而调节生长因子和细胞因子。
13.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括为治疗睡眠障碍而调节血管生成和新血管形成。
14.如权利要求5所述的方法，其中离子和配体的所述结合步骤包括通过增加深睡阶段的长度来调节人类生长激素的释放。
15.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以防止细胞和组织的损失和退化。
16.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以增加细胞和组织的活性。
17.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以增加细胞种群数。
18.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以防止神经元退化。
19.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以增加神经元种群数。
20.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以防止肾上腺素能神经元的退化。
21.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以增加肾上腺素能神经元种群数。
22.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以增强毛发移植物的愈合。
23.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以增加毛发移植物种群存活。
24.如权利要求1所述的方法，其中将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构的所述步骤包括耦合以减少手术后疼痛和来自毛发移植的水肿。
25.如权利要求1所述的方法，进一步包括为了毛发的生长、修复和维护而将药理学剂和草药剂应用于毛发和脑面部目标通道结构的步骤。
26.如权利要求25所述的方法，其中所述药理学剂和草药剂包括局部药物、局部乳膏和局部药膏中的至少一个。
27.如权利要求1所述的方法，进一步包括为了脑面部区域的治疗而将药理学剂和草药剂应用于毛发和脑面部目标通道结构的步骤。
28.如权利要求27所述的方法，其中脑面部区域的所述治疗包括脑血管疾病的治疗。
29.如权利要求28所述的方法，其中脑面部区域的所述治疗包括神经退行性疾病的治疗。
30.如权利要求1所述的方法，进一步包括为了脑面部区域的治疗而应用标准物理治疗模式的步骤。
31.如权利要求30所述的方法，其中标准物理治疗模式包括热疗法、冷疗法、加压疗法、按摩疗法和运动疗法中的至少一个。
32.如权利要求1所述的方法，进一步包括为了脑面部区域的治疗而应用标准医学疗法的步骤。
33.如权利要求32所述的方法，其中标准医学疗法包括毛发移植、组织移植和器官移植中的至少一个。
34.一种用于动物和人类的电磁治疗设备，包括：
波形产生装置，其产生具有至少一个波形参数的至少一个波形，所述至少一个波形参数能够被选择成最大化毛发和脑面部目标通道结构中信噪比和功率信噪比中的至少一个；以及
耦合装置，其连接到所述波形产生装置，用于从最大化毛发和脑面部目标通道结构中信噪比和功率信噪比中的所述至少一个的所述至少一个波形产生电磁信号，并用于将所述电磁信号耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，由此所述毛发和脑面部目标通道结构被调节。
35.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述至少一个波形参数包括频率分量参数、脉冲群振幅包络参数、脉冲群宽度参数、峰值感应电场参数和峰值感应磁电场参数中的至少一个，所述频率分量参数根据数学函数配置所述至少一个波形以在约0.01Hz到约100MHz之间重复，所述脉冲群振幅包络参数服从在数学上定义的振幅函数，所述脉冲群宽度参数根据在数学上定义的宽度函数在每个重复处变化，所述峰值感应电场参数根据在数学上定义的函数在所述毛发和脑面部目标通道结构中在约1μV/cm到约100mV/cm之间变化，所述峰值感应磁电场参数根据在数学上定义的函数在所述毛发和脑面部目标通道结构中在约1μT到约0.1T之间变化。
36.如权利要求35所述的电磁治疗设备，其中所述定义的振幅函数包括1/频率函数、对数函数、混沌函数和指数函数中的至少一个。
37.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述毛发和脑面部目标通道结构包括分子、细胞、组织、器官、离子和配体中的至少一个。
38.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，其中钙与钙调蛋白的结合被调节。
39.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，其中钙与钙调蛋白的结合被调节。
40.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以调节与所述毛发和脑面部目标通道结构的生长、修复和维护有关的生长因子和细胞因子产生中的至少一个。
41.如权利要求40所述的电磁治疗设备，其中所述生长因子包括成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子和白细胞介素生长因子中的至少一个。
42.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以调节与所述毛发和脑面部目标通道结构的生长、修复和维护有关的生长因子和细胞因子产生中的至少一个。
43.如权利要求42所述的电磁治疗设备，其中所述生长因子包括成纤维细胞生长因子、血小板源性生长因子和白细胞介素生长因子中的至少一个。
44.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗颅面骨折而调节血管生成和新血管形成。
45.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗颅面骨折而调节血管生成和新血管形成。
46.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗脑疾病而调节血管生成和新血管形成。
47.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗脑疾病而调节血管生成和新血管形成。
48.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗脑血管疾病而调节血管生成和新血管形成。
49.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗脑血管疾病而调节血管生成和新血管形成。
50.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗神经退行性疾病而调节血管生成和新血管形成。
51.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗睡眠障碍而调节血管生成和新血管形成。
52.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以为了治疗睡眠障碍而调节血管生成和新血管形成。
53.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以通过增加深睡时间而调节人类生长因子的产生。
54.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以通过增加深睡时间而调节人类生长因子的产生。
55.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以防止细胞和组织损失和退化。
56.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以防止细胞和组织损失和退化。
57.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增强毛发移植物的愈合。
58.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增强毛发移植物的愈合。
59.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加毛发移植物种群存活。
60.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加毛发移植物种群存活。
61.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以减少手术后疼痛和来自毛发移植的水肿。
62.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以减少手术后疼痛和来自毛发移植的水肿。
63.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加细胞和组织活性。
64.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加细胞和组织活性。
65.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加细胞种群数。
66.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加细胞种群数。
67.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以防止神经元退化。
68.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以防止神经元退化。
69.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加神经元种群数。
70.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加神经元种群数。
71.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以防止肾上腺素能神经元退化。
72.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以防止肾上腺素能神经元退化。
73.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号感应地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加肾上腺素能神经元种群数。
74.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述耦合装置将所述信号电容性地耦合到所述毛发和脑面部目标通道结构，以增加肾上腺素能神经元种群数。
75.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述波形产生装置、连接装置和所述耦合装置被配置成轻质的和便携式的。
76.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述波形产生装置、所述连接装置和所述耦合装置合并到头部物品中。
77.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中头部物品包括帽子、束发带和弹性帽。
78.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述波形产生装置是可编程的。
79.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述波形产生装置在预定的时间期间传送至少一个脉冲调制的磁信号。
80.如权利要求34所述的电磁治疗设备，其中所述波形产生装置在随机时间期间传送至少一个脉冲调制的磁信号。
81.如权利要求34所述的电磁治疗设备，进一步包括用于标准物理治疗模式的输送装置。
82.如权利要求81所述的电磁治疗设备，其中所述标准物理治疗模式包括热疗法、冷疗法、按摩疗法和运动疗法。
83.如权利要求34所述的电磁治疗设备，进一步包括用于药理学剂和草药剂的输送装置。
84.如权利要求34所述的电磁治疗设备，进一步包括用于标准医疗治疗的输送装置。
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