JP2019533555A - 鎮痛をもたらす電機デバイス - Google Patents

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Abstract

ユーザの身体の領域における痛みを、その領域においてユーザの身体の表面に電極を接触させることによって、及びその領域に連続の電機インパルスを提供することによって緩和する装置であって、装置は、（ａ）ユーザの身体の表面に接触するように適合された少なくとも２つの電極と、（ｂ）制御ユニットと、（ｃ）制御ユニットと関連付けられ、それに応答する信号生成器と、を含み、信号生成器及び制御ユニットは、電力供給装置に動作可能に接続するように適合され、信号生成器は、動作モードでは、電極を介して、身体の表面に連続の電機インパルスを提供するように適合され、連続は、複数のサイクルを含み、サイクルの各々は、正電圧パルス及び負電圧パルスを含み、複数のサイクルの頻度は任意選択で、毎秒６０〜１５０サイクルの範囲内であり、その全期間（Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ）を通じた正電圧パルスの時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）は、２０〜９０ボルトであり、正電圧パルスの立ち上がり部分は、（１）正電圧パルスが７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成すること、（２）正電圧パルスが７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大すること、の構造的条件のうちの少なくとも１つを満たす。【選択図】図５Ｂ

Description

本発明は、鎮痛をもたらすデバイス及び方法に関し、特に、痛みを経験する領域において身体の表面に電機インパルスを提供することによって鎮痛をもたらす電機デバイス及び方法に関する。
本発明の一部の教示に従って、人間のユーザに鎮痛をもたらす非侵襲性（ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ）デバイスが提供され、デバイスは、（ａ）ユーザの身体の表面に接触するように適合された少なくとも２つの電極と、（ｂ）制御ユニットと、（ｃ）制御ユニットと関連付けられ、それに応答する信号生成器と、を含み、信号生成器及び制御ユニットは、電力供給装置に動作可能に接続するように適合され、信号生成器は、動作モードでは、電極を介して、身体の表面に連続の電機インパルスを提供するように適合され、連続は、複数のサイクルを含み、サイクルの各々は、正電圧パルス及び負電圧パルスを含み、複数のサイクルの頻度は任意選択的に、毎秒６０〜１５０サイクルの範囲内であり、その全期間（Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ）を通じた正電圧パルスの時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）は、２０〜９０ボルトであり、正電圧パルスの立ち上がり部分は、（１）正電圧パルスが７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成すること、（２）正電圧パルスが７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大すること、の構造的条件のうちの少なくとも１つを満たす。
本発明の更なる教示に従って、人間のユーザに鎮痛をもたらす非侵襲性デバイスが提供され、デバイスは、（ａ）ユーザの身体の表面に接触するように適合された少なくとも２つの電極と、（ｂ）制御ユニットと、（ｃ）制御ユニットと関連付けられ、それに応答する信号生成器と、を含み、信号生成器及び制御ユニットは、電力供給装置に動作可能に接続するように適合され、信号生成器は、動作モードでは、電極を介して、身体の表面に連続の電機インパルスを提供するように適合され、連続は、複数のサイクルを含み、サイクルの各々は、正電圧パルス及び負電圧パルスを含み、その全期間（Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ）を通じた正電圧パルスの時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）は、２０〜９０ボルトであり、複数のサイクルの第１のサブセットにおけるサイクルの正電圧パルスの立ち上がり部分は、第１の立ち上がり時間を有し、第１のサブセットに続く、複数のサイクルの第２のサブセットにおけるサイクルの正電圧パルスの立ち上がり部分は、第１の立ち上がり時間よりも短い第２の立ち上がり時間を有し、第２のサブセットにおけるサイクルの正電圧パルスの立ち上がり部分は、（１）正電圧パルスが７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成すること、（２）正電圧パルスが７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大すること、の構造的条件のうちの少なくとも１つを満たす。
本発明の更なる教示に従って、ユーザに鎮痛をもたらす方法が提供され、方法は、（ａ）本明細書で説明されるデバイスを提供することと、（ｂ）ユーザの身体の表面に少なくとも２つの電極を取り付けることと、（ｃ）動作モードにおいて動作して、電極を介して、身体の表面に連続の電機インパルスを提供するように信号生成器を活性化することとを含む。
説明される好ましい実施形態における更なる特徴に従って、取り付けることは、ユーザによって痛みが感じられる領域において、身体の表面に少なくとも２つの電極を取り付けることを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、ユーザによって痛みが感じられる領域は、ユーザの腹部の領域である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、方法は、月経痛又は月経前の痛みに対する緩和をもたらすように影響される。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、方法は、ユーザがデバイスを身に着けることを更に含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、身に着けることは、ユーザによって身に着けられた衣服にデバイスを取り付けることを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、身に着けることは、デバイスが動作モードにある間にデバイスを身に着けることを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、デバイスは、ポータブルであり、方法は更に、ユーザが、動作モードでは、少なくとも１０、少なくとも５、又は少なくとも３分の間、デバイスを身に着けている間、少なくとも１０、少なくとも５、又は少なくとも３メートルの距離を移動することを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、少なくとも７５ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、少なくとも８０ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、最大で１４０ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、最大で１３０ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、最大で１２０ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、最大で１１５ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、Ｔ８０は、最大で１１０ナノ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも３０ボルトだけ増大する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも４０ボルトだけ増大する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも５０ボルトだけ増大する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正電圧パルスと負電圧パルスとの間の中間時間（Ｔｉ）は、少なくとも０．１ミリ秒、少なくとも０．２ミリ秒、少なくとも０．３ミリ秒、又は少なくとも０．４ミリ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、中間時間（Ｔｉ）は、最大で１ミリ秒、最大で０．９ミリ秒、最大で０．８ミリ秒、又は最大で０．７ミリ秒である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、実質的に一定の電圧振幅を有する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、複数のサイクルの頻度は、毎秒７０〜１４０サイクル、毎秒８０〜１３０サイクル、又は毎秒８０〜１２０サイクルの範囲内である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、負電圧パルスは、１０領域％内、５領域％内、２領域％内、又は１領域％内で、正電圧パルスに対して領域対称（ａｒｅａ−ｓｙｍｍｅｔｒｉｃ）である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、正電圧パルスは、７０〜１５０ナノ秒内に、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％を達成する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、信号生成器は、低電圧ＡＣ信号を生成するように適合された低電圧信号生成器を含み、低電圧信号生成器は、最大１０．０ボルト、最大５．０ボルトのピーク電圧を生成する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、信号生成器は、入力としてそれに提供される信号の電圧を増幅するように適合された電圧前置増幅器及び電圧増幅器のうちの少なくとも１つを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、電圧前置増幅器及び／又は電圧増幅器は、低電圧信号生成器に対して電気的に下流に配置され、低電圧信号生成器によって生成される低電圧ＡＣ信号を入力として受信する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、信号生成器は、入力としてそれに提供される信号の電圧を増幅するように適合された変成器を含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、変成器は、電圧前置増幅器及び電圧増幅器に対して電気的に下流に配置される。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、信号生成器は、変成器に対して電気的に下流に配置され、それに提供される入力信号から実質的なＤＣ信号を生成するように適合されたＡＣ−ＤＣ変換器を含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、信号生成器は、実質的なＤＣ信号を生成するように適合されたＡＣ−ＤＣ変換器を含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、ＡＣ−ＤＣ変換器は、電圧前置増幅器及び電圧増幅器に対して電気的に下流に配置される。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、ＡＣ−ＤＣ変換器は、実質的なＤＣ信号を生成するように適合されたダイオード回路を含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、ダイオード回路は、少なくとも１つのダイオード、及び少なくとも１つのダイオードの電気的に下流に配置されたキャパシタを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、信号生成器は、制御ユニットに応答して、スイッチ機構に提供される入力信号を連続の電機インパルスに変換するように適合されたスイッチ機構を含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、スイッチ機構は、実質的なＤＣ信号を入力信号として受信する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、スイッチ機構は、制御ユニットに応答して、実質的なＤＣ信号から、連続の正電圧パルスを生成するように適合された第１のスイッチ、及び制御ユニットに応答して、実質的なＤＣ信号から、連続の負電圧パルスを生成するように適合された第２のスイッチを含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、電力供給装置は、最大で１０ボルト、最大で８．０ボルト、最大で６．０ボルト、最大で５．０ボルト、最大で４．０ボルト、又は最大で３．０ボルトの公称電圧を提供するように適合された低電圧電力供給装置を含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、デバイスは、制御ユニット、信号生成器、及び電力供給装置を囲む筐体を更に含む。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、動作モードでは、筐体内で囲まれた電力供給装置は、デバイスについての唯一の電力供給装置である。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、筐体は、４センチメートル×４センチメートル×８ミリメートル〜６センチメートル×６センチメートル×１３ミリメートルの範囲内の大きさを有する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、デバイスは、筐体内で囲まれたいずれかの電力供給装置を除く、９０〜１５０グラムの範囲にある重量を有する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、デバイスは、動作モードにある間はポータブルである。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、電極は、痛みを経験する身体の領域において、ユーザの身体の表面に接触するように適合される。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、第２のサブセットに続く、複数のサイクルの第３のサブセットにおけるサイクルの正電圧パルスの立ち上がり部分は、第２の立ち上がり時間よりも短い第３の立ち上がり時間を有する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、その全期間（Ｔｐｎｅｇａｔｉｖｅ）を通じた負電圧パルスの時間平均電圧振幅（Ｖａｎ）は、２０〜９０ボルトである。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、負電圧パルスの立ち上がり部分は、（１）負電圧パルスが７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成すること、（２）負電圧パルスが７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ減少すること、の構造的条件のうちの少なくとも１つを満たす。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、負電圧パルスの立ち上がり部分は、７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルト、少なくとも３０ボルト、少なくとも３０ボルト、又は少なくとも５０ボルトだけ減少する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、負パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、負パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、実質的に一定の電圧振幅を有する。
説明される好ましい実施形態におけるまた更なる特徴に従って、負電圧パルスは、７０〜１５０ナノ秒内に、時間平均電圧振幅の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％を達成する。
添付図面を参照して、本発明が例としてのみ本明細書で説明される。ここで、特に図面を詳細に参照して、特に示されるものが例としてであり、本発明の好ましい実施形態の例示的な議論を目的とするものであり、本発明の原理及び概念的な態様の説明を最も有効且つ容易に理解するものと信じられるものを提供する過程で提示されることが強調される。これに関連して、本発明の基本的な理解について必要な以上に、本発明の構造的な詳細を示す試みは行われず、図面と併用される説明は、当業者に対し、いくつかの形式の本発明をどのように実際に具体化することができるかを明らかにする。図面全体を通じて、同様の参照符号は、必ずしも同一の要素ではないが、同様の機能性を指定するために使用される。
本明細書における教示の実施形態に従った、本発明の連続の電機インパルスを利用して鎮痛をもたらす本発明のデバイスの実施形態の概略ブロック図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、信号生成器、図１のデバイスの一部を形成する信号生成器の概略ブロック図である。 本明細書における教示に従った、変成器及びＡＣ−ＤＣ信号変換器、図２の信号生成器の一部を形成する変成器及びＡＣ−ＤＣ信号変換器の簡易電気図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、図２の信号生成器の異なる構成要素から伝送されるパルスの概略図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、図２の信号生成器の異なる構成要素から伝送されるパルスの概略図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、図２の信号生成器の異なる構成要素から伝送されるパルスの概略図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、図２の信号生成器の異なる構成要素から伝送されるパルスの概略図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、図２の信号生成器の異なる構成要素から伝送されるパルスの概略図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、図２の信号生成器の異なる構成要素から伝送されるパルスの概略図である。 痛みの緩和のための従来技術のデバイスによって伝送される電気信号の概略図である。 図２の信号生成器によって生成することができる、本明細書における教示に従った、本発明の電気信号の概略図である。 本明細書における教示の実施形態に従った、連続の電気信号の概略図である。
痛みを経験する身体の領域においてユーザの身体の表面に電機インパルスを適用し、それによって、痛みを緩和するシステム及び方法が本明細書で説明される。
本明細書における教示の実施形態に従った、本発明の連続の電機インパルスを利用して鎮痛をもたらす本発明のデバイスの実施形態の概略ブロック図である、図１がここで参照される。
理解されるように、鎮痛をもたらすデバイス１００は、信号生成器１０４と機能的に関連付けられた少なくとも２つの刺激（ｓｔｉｍｕｌａｔｉｎｇ）電極１０２を含んでもよい。電極１０２は、信号生成器１０４から、ユーザの皮膚の表面に提供されることになる電気信号を受信する。刺激電極１０２は、以下で説明されるように、痛みを経験する身体の領域においてユーザの身体の表面に接触し、動作モードでは、身体の表面に電機インパルスを配信するように適合される。
信号生成器１０４は、制御ユニット１０６と機能的に関連付け、制御ユニット１０６から命令を受信し、制御ユニット１０６は、一部の実施形態では、制御ユニット１０６に入力を提供する入力モジュール１０８及び出力モジュール１１０と機能的に関連付けられ、出力モジュール１１０を介して、制御ユニット１０６は、ユーザに出力を提供する。制御ユニットは、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ，ＵＳＡのＡｔｍｅｌ（登録商標）から商業的に利用可能な８／１６ビットＡＶＲ（登録商標）ＸＭＥＧＡ（登録商標）マイクロコントローラなどのいずれかの適切な制御ユニットであってもよい。
一部の実施形態では、入力モジュール１０８は、デバイス１００を活性化し、及び／又はデバイス１００の活性化を終了させるオン／オフスイッチを含むユーザインタフェース１０９を含み、又はユーザインタフェース１０９と関連付けられてもよい。
一部の実施形態では、ユーザインタフェース１０９は、所望のピーク電圧を増大及び減少させるための１つ以上の調節ボタン又は設定を含む。
一部の実施形態では、信号生成器１０４、制御ユニット１０６、入力モジュール１０８、及び出力モジュール１１０は、１つ以上の電力供給装置１１２と電気的に関連付けられてもよく、１つ以上の電力供給装置１１２によって電力を供給されてもよい。一部の実施形態では、電力供給装置１１２は、最大で１０．０ボルト、最大で８．０ボルト、最大で６．０ボルト、最大で５．０ボルト、最大で４．０ボルト、又は最大で３．０ボルトの公称電圧を提供する、低電圧電力供給装置である。一部の実施形態では、電力供給装置は、少なくとも１つのニッケル金属水素化物（ＮｉＭＨ）バッテリ、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）バッテリ、リチウムイオン（Ｌｉ−ｉｏｎ）バッテリ、又はリチウム重合体（Ｌｉ−Ｐｏｌｙ）バッテリなど、少なくとも１つの再充電可能バッテリを含む。すなわち、一部の実施形態では、デバイス１００は、再充電可能バッテリによって提供される電力によってのみ電力が供給され、再充電可能バッテリが十分に充電されるとき、その機能のために追加の電力供給装置への接続を必要としない。
信号生成器１０４、制御ユニット１０６、及び電力供給装置１１２は、筐体１２０内で囲まれてもよく、筐体１２０は、信号生成器１０４への電極１０２の接続のためのポート１２２、及び／又は外部電源への電力供給装置１１２の接続、例えば、電機ソケットに接続された充電ケーブルの接続のためのポート１２４を含んでもよい。
一部の実施形態では、デバイスは、４センチメートル×４センチメートル×８ミリメートル〜６センチメートル×６センチメートル×１３ミリメートルの範囲内、より典型的には、４センチメートル×４センチメートル×９ミリメートル〜５．３センチメートル×５．３センチメートル×１２ミリメートルの範囲内の寸法を有する。バッテリを除くデバイスの重量は、９０〜１５０グラムであり、より典型的には、１００〜１２５グラムである。
一部の実施形態では、デバイス１００は、ユーザによって容易に身に着けられてもよく、例えば、その衣服に取り付けられてもよい。一部の実施形態では、デバイス１００は、１つの場所から別の場所に搬送され、若しくは移動している間、又はユーザが動いている間、ポータブルであり、その動作信号提供モードにおいて機能することができる。
本明細書における教示の実施形態に従った、デバイス１００の信号生成器１０４の概略ブロック図である、図２への参照がここで更に行われる。
信号生成器１０４は任意選択で、図４Ａに示されるように、交流電流（ＡＣ）信号４００を生成する、低電圧信号生成器２００などの信号生成器を含む。一部の実施形態では、低電圧信号生成器２００によって生成される信号は、３．０〜１０．０ボルトの範囲内、より典型的には、３．０〜５．０ボルトの範囲内のピーク電圧を有する。
一部の実施形態では、低電圧信号生成器２００によって生成される信号４００は、電圧前置増幅器２０２に提供されてもよい。電圧前置増幅器２０２は、図４Ｂに示されるように、受信された信号の電圧を増大させて、より高電圧を有する新たなＡＣ信号４０２を生成する。一部の実施形態では、電圧前置増幅器２０２は、同様の機能性を有する電圧増幅器によって置き換えられてもよい。
一部の実施形態では、電力供給装置１１２（図１に示される）は、構成要素２００、２０２、２０４、又は２０６のうちのいずれか１つに電圧を直接配信することができる。
一部の実施形態では、電力供給装置１１２は、スイッチ機構２１０に高ＤＣ電圧（例えば、少なくとも２０ボルト）を直接配信することができる。
前置増幅器２０２によって出力される信号４０２は、Ｃａｒｙ，Ｉｌｌｉｎｏｉｓ，ＵＳＡのＣｏｉｌｃｒａｆｔ（登録商標）Ｉｎｃ．から商業的に利用可能なＬＰＲ６２３５変成器などの変成器２０４に提供される。減少した電流出力を犠牲にして、変成器２０４は、図４Ｃにおいて理解されるように、受信された信号の電圧を増大させて、信号４０２よりも高い電圧を有する新たなＡＣ信号４０４を生成する。
変成器２０４によって出力される信号４０４は、ＡＣ−ＤＣ変換器２０６に提供される。図３に例示される実施形態などの一部の実施形態では、ＡＣ−ＤＣ変換器２０６は、少なくとも１つのダイオード３０２、及びその下流に配置されたキャパシタ３０４を含むダイオード回路３００を含む。変成器２０４によって出力される信号４０４は、ダイオード３０２に入力として提供され、ダイオード３０２は、信号４０４から、図４Ｄに例示される信号４０６をもたらす正電圧区画を選択する。負電圧区画は、本分野において既知なように、ダイオード３０２の方向を反転させることによって信号４０４から取得されてもよい。
ダイオード３０２によって生成される信号４０６、及び一部の実施形態ではまた、反転したダイオード３０２によって生成される対応する信号は、キャパシタ３０４に入力として提供され、キャパシタ３０４は、図４Ｅに例示されるように、固定電圧を有するＤＣ信号４０８に信号を変換する。
キャパシタ３０４によって出力されるＤＣ信号４０８は、Ｐｈｏｅｎｉｘ，Ａｒｉｚｏｎａ，ＵＳＡのＯＮ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ（登録商標）から商業的に利用可能なＢＳＳ１２３ＬＴ１Ｇ又はＢＶＳＳ１２３ＬＴ１Ｇなどのスイッチ機構２１０に入力として提供される。
一部の実施形態では、スイッチ機構は、以下で更に詳細に説明されるように、生成された信号の正パルスを生成する第１のスイッチ２１２ａ、及び生成された信号の負パルスを生成する第２のスイッチ２１２ｂを含む。スイッチ機構２１０、一部の実施形態では、スイッチ２１２ａ及び２１２ｂの各々は、図４Ｆに例示される信号４１０を生成するために、制御ユニット１０６によって制御されてもよい。信号４１０は、電極１０２に提供され、そこからユーザの身体の表面に提供される。信号４１０及びその特性は、図５Ｂに関して以下で更に詳細に説明される。
痛みの緩和のための従来技術のデバイスによって伝送される電気信号の概略図である図５Ａ、及び図２の信号生成器によって生成することができる、本明細書における教示に従った、本発明の電気信号の概略図である図５Ｂへの参照がここで更に行われる。図５Ａ及び５Ｂにおける信号は縮尺通りに描かれず、それらの信号の構造及び形状の理解を提供するためのみ、信号の異なる部分の期間を限定することを意図していないことが認識されよう。
図５Ａにおいて理解されるように、痛みの緩和のための従来技術のデバイスは、パルス５０２を定める信号５００を提供する。パルス５０２は、総パルス時間（Ｔｐ）を有し、総パルス時間（Ｔｐ）は、（ａ）パルスの区画５０５によって示される立ち上がり時間（Ｔｒｕ）、（ｂ）パルスの区画５０６によって示されるピーク電圧時間（Ｔｐｖ）、及び（ｃ）パルスの区画５０８によって示される立ち下がり時間（Ｔｒｄ）を含む。
ピーク電圧は、パルスにおける最大電圧の１５％内、１０％内、５％内、３％内、又は１％内の電圧として定められる。パルスにおける最大電圧は、パルスの全期間の間の、正電圧パルスによって達成される最高電圧、又は負電圧パルスによって達成される最低電圧である。
立ち上がり時間（Ｔｒｕ）は概して、パルスの電圧が、信号のピーク電圧又は最大電圧の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％に増大又は推移する時間である。典型的には、立ち上がり時間は、典型的にはゼロである基準値電圧からの電圧における増大を含む。逆に、立ち下がり時間（Ｔｒｄ）は概して、パルスの電圧が、信号についての最大電圧のピーク電圧から、電圧の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、若しくは実質的に１００％だけ、又は典型的にはゼロである基準値電圧の最大で２０％、最大で１５％、最大で１０％、最大で５％、若しくは基準値電圧に実質的に等しい電圧に減少又は推移する時間である。
従来技術のデバイスの立ち上がり時間Ｔｒｕは、少なくとも０．５マイクロ秒であってもよく、より典型的には、０．５〜１マイクロ秒（５００〜１０００ナノ秒）の範囲にあってもよい。
図５Ｂに目を向けると、図１〜３の本発明のデバイス１００によって提供される信号５５０は、複数のサイクルを含み、各々のサイクルは、二相であり、正電圧を有する正電圧パルス５５２及び負電圧を有する負電圧パルス５５４を含むことが理解される。正電圧パルス５５２及び負電圧パルス５５４の各々は、総パルス時間（Ｔｐ）（正電圧パルス５５２についてＴｐｐｏｓｉｔｉｖｅ及び負電圧パルス５５４についてＴｐｎｅｇａｔｉｖｅとして示される）を有し、総パルス時間（Ｔｐ）は、立ち上がり時間（Ｔｒｕ）、ピーク電圧時間（Ｔｐｖ）、及び立ち下がり時間（Ｔｒｄ）を含む。正電圧パルス５５２及び負電圧パルス５５４の各々について、パルスの立ち上がり区画は、参照符号５５６によって示され、パルスの立ち下がり区画は、参照符号５５８によって示され、パルスのピーク電圧区画は、参照符号５５５によって示される。正電圧信号５５２の立ち上がり区画５５６は、制御ユニット１０６がスイッチ２１２ａを動作させることによって達成されることが認識されよう。立ち下がり区画５５８は、スイッチ２１２ａ若しくはスイッチ機構２１０が信号を提供する動作を停止することによって受動的に設けられてもよく、又は代わりに、スイッチ２１２ａがパルス５５２によって提供される電圧を能動的に低下させることによって能動的に設けられてもよい。
同様に、負電圧信号５５４の立ち上がり区画５５６は、制御ユニット１０６がスイッチ２１２ｂを動作させることによって設けられることが認識されよう。立ち下がり区画５５８は、スイッチ２１２ｂ若しくはスイッチ機構２１０が信号を提供する動作を停止することによって受動的に設けられてもよく、又は代わりに、スイッチ２１２ｂがパルス５５４によって提供される電圧を能動的に増大させることによって能動的に設けられてもよい。
一部の実施形態では、正電圧パルス５５２は、その全期間（Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ）を通じて、２０〜９０ボルトの範囲にある時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）を有し、負電圧パルス５５４は、その全期間（Ｔｐｎｅｇａｔｉｖｅ）を通じて、−２０〜−９０ボルトの範囲にある時間平均電圧振幅（Ｖａｎ）を有する。
立ち上がり時間（Ｔｒｕ）及び立ち下がり時間（Ｔｒｄ）は、図５Ａに関して上記議論されたように定められる。正電圧パルス５５２では、ピーク電圧は正電圧であり、よって、立ち上がり時間の間、電圧は、典型的にはゼロである基準値電圧からピーク電圧に増大し、立ち下がり時間の間、電圧は、ピーク電圧から基準値電圧に減少し、負電圧パルス５５４では、ピーク電圧は負電圧であり、よって、立ち上がり時間の間、電圧は、基準値電圧からピーク電圧に減少し、立ち下がり時間の間、電圧は、ピーク電圧から基準値電圧に再度増大することが認識されよう。
特に、それは、正電圧パルス５５２が、７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）の少なくとも８０％を達成し、及び／又は正電圧パルス５５２が、７０ナノ秒内に少なくとも２０ボルトだけ増大する、本明細書における教示の特定の特徴である。同様に、負電圧パルス５５４は、７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に負時間平均電圧振幅（Ｖａｎ）の少なくとも８０％を達成し、及び／又は７０ナノ秒内に少なくとも２０ボルトだけ減少する。
一部の実施形態では、Ｔ（８０）は、少なくとも７５ナノ秒又は少なくとも８０ナノ秒である。一部の実施形態では、Ｔ（８０）は、最大で１４０ナノ秒、最大で１３０ナノ秒、最大で１２０ナノ秒、最大で１１５ナノ秒、又は最大で１１０ナノ秒である。
一部の実施形態では、正電圧パルス５５２は、７０ナノ秒内に、少なくとも３０ボルト、少なくとも４０ボルト、又は少なくとも５０ボルトだけ増大する。一部の実施形態では、負電圧パルス５５４は、７０ナノ秒内に、少なくとも３０ボルト、少なくとも４０ボルト、又は少なくとも５０ボルトだけ減少する。
一部の実施形態では、正電圧パルス５５２は、７０〜１５０ナノ秒、７５〜１４０ナノ秒、８０〜１３０ナノ秒、８０〜１２０ナノ秒、又は８０〜１１０ナノ秒内に、時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％を達成する。
一部の実施形態では、負電圧パルス５５４は、７０〜１５０ナノ秒、７５〜１４０ナノ秒、８０〜１３０ナノ秒、８０〜１２０ナノ秒、又は８０〜１１０ナノ秒内に、時間平均電圧振幅（Ｖａｎ）の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％を達成する。
よって、一部の実施形態では、スイッチ機構２１０によって制御される立ち上がり時間（Ｔｒｕ）は、５０〜２００ナノ秒、６０〜１７５ナノ秒、７０〜１５０ナノ秒、７５〜１４０ナノ秒、８０〜１３０ナノ秒、８０〜１２０ナノ秒、又は８０〜１１０ナノ秒の範囲にある。
図５Ａ及び５Ｂの比較から明確に理解されるように、その間に従来技術のパルス５０２が立ち上がり、ピーク電圧に到達する立ち上がり時間（Ｔｒｕ）は、その間に本発明の正電圧パルス５５２がピーク電圧に到達する立ち上がり時間よりもはるかに長い。発明者は、短い立ち上がり時間が、それらが存在する場合、生理的な痛み及び／又は器具によって生じる痛みの軽減を含む、痛み及び不快感の改善された軽減と関連付けられることを意外にも発見した。
より具体的には、発明者は、７０ナノ秒よりも短い立ち上がり時間において、器具によって生じる痛みが著しく増大し、身体の鎮痛機構によっては十分に補償されないことを発見した。発明者は更に、２００ナノ秒を超える立ち上がり時間において、器具によって生じる痛みが著しく減少することがあるが、身体の鎮痛機構の活性化（例えば、鎮静剤又はモルヒネのような物質の生成）も著しく減少し、その結果、そのような低速な立ち上がり時間は、ユーザの痛みを軽減するのに相対的に効果がないことを発見した。
理論によって制約されることを望むことなく、出願人は、痛みがユーザによって感じられる身体の領域における本発明によって提供される信号の急速な立ち上がりによって、脳がその領域に、著しく増大した量の鎮静剤又はモルヒネのような分子を送り込み、鎮静剤又はモルヒネのような分子は、信号の提供に起因して、急速且つ効果的な鎮痛を領域にもたらし、また、ユーザによって経験されるいずれかの痛みへの即時且つ実質的に完全な緩和をもたらし、その結果、信号それ自体によって、ユーザの痛みが生じず、身体のその領域内の鎮静剤又はモルヒネのような分子の強化した存在が、ユーザが処置を受けている前に感じた痛みを緩和する、と信じている。
異なって述べるように、出願人は、痛みを感じる領域への電気信号の提供は、領域内の痛みの感触神経を占有し、その結果、脳は、信号の提供によって感じる痛みが存在する場合これを効果的に取り除き、処置が検討されている痛みを緩和するのに十分な量の痛み緩和分子を領域に提供する、と信じている。中間時間（Ｔｉ）は、正電圧パルス５５２と負電圧パルス５５４との間の時間として定められ、残り時間（Ｔｒｅｓｔ）は、サイクルの間の残り時間、又は１つのサイクルの負電圧パルス５５４の終わりであり、且つ次のサイクルの正電圧パルス５５２の始めからの時間として定められる。サイクルごとの総時間（Ｔｔｏｔａｌ）は、Ｔｔｏｔａｌ＝Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ＋Ｔｐｎｅｇａｔｉｖｅ＋Ｔｉ＋Ｔｒｅｓｔとして定められる。
一部の実施形態では、信号５５０におけるサイクルの頻度は、毎秒６０〜１５０サイクル、毎秒７０〜１４０サイクル、毎秒８０〜１３０サイクル、又は毎秒８０〜１２０サイクルの範囲にある。異なって述べるように、サイクルごとの総時間（Ｔｔｏｔａｌ）は、６．５〜１６．７ミリ秒の範囲、７．１〜１４．３ミリ秒の範囲、７．７〜１２．５ミリ秒の範囲、又は８．３〜１２．５ミリ秒の範囲にある。
一部の実施形態では、正電圧パルス５５２及び負電圧パルス５５４の各々についての総パルス時間（Ｔｐ）は、７０〜１３０マイクロ秒の範囲、８０〜１２０マイクロ秒の範囲、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲にある。一部の実施形態では、７０〜１３０マイクロ秒の範囲、８０〜１２０マイクロ秒の範囲、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、正パルスは、Ｖａｐの少なくとも８０％を達成し、及び／又は負パルスは、Ｖａｎの少なくとも８０％を達成する。一部の実施形態では、正電圧パルス及び／又は負電圧パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、実質的に一定の電圧振幅を有する。
一部の実施形態では、サイクルごとの中間時間（Ｔｉ）は、少なくとも０．１ミリ秒、少なくとも０．２ミリ秒、少なくとも０．３ミリ秒、又は少なくとも０．４ミリ秒である。一部の実施形態では、サイクルごとの中間時間（Ｔｉ）は、最大で１ミリ秒、最大で０．９ミリ秒、最大で０．８ミリ秒、又は最大で０．７ミリ秒である。
一部の実施形態では、特定のサイクルの最終電圧インパルスの終わりと後続の隣接する特定のサイクルの初期電圧インパルスの始めとの間の残り時間（Ｔｒｅｓｔ）は、少なくとも０．３ミリ秒、少なくとも０．４ミリ秒、又は少なくとも０．５ミリ秒である。一部の実施形態では、サイクルごとのＴｒｅｓｔは、最大で１ミリ秒、最大で０．９ミリ秒、最大で０．８ミリ秒、又は最大で０．７ミリ秒である。
一部の実施形態では、負電圧パルス５５４は、１０領域％内、５領域％内、２領域％内、又は１領域％内で、正電圧パルス５５２に対して領域対称である。異なって述べるように、負電圧パルス５５４によってユーザの身体の表面に提供される累積電荷は、正電圧パルス５５２によってユーザの身体の表面に提供される累積電荷の１０％、５％、２％、又は１％内である。よって、一部の実施形態では、信号５５０における各々のサイクルは、均衡した二相サイクルである。
本明細書における教示の実施形態に従った、連続の電気信号の概略図である、図６への参照がここで行われる。示されるように、電気信号６００は、複数のサイクル６０２を含み、その各々は、図５Ｂの正電圧パルス５５２の構造と同様の構造を有する正電圧パルス６０４及び図５Ｂの負電圧パルス５５４の構造と同様の構造を有する負電圧パルス６０６を含む。
各々のサイクル６０２において、正電圧パルスの立ち上がり時間（Ｔｒｕ）は、負電圧パルスの立ち上がり時間と実質的に等しいが、サイクルの間で立ち上がり時間が異なる。より具体的には、各々のサイクル６０２と共に、図５Ｂに関して詳細に説明される、７０〜１５０ナノ秒の立ち上がり時間に到達するまで、立ち上がり時間Ｔｒｕが減少し、又は徐々に減少する。
よって、第１のサイクル６０２ａ、又はそのようなサイクルの第１のシーケンスでは、正電圧パルス及び負電圧パルスは、一部の実施形態では、１００ナノ秒よりも長いことがあり、又は１００〜２００ナノ秒の範囲にあることがある、相対的に長い立ち上がり時間を有する。後続のサイクル又はサイクルのシーケンスでは、正電圧パルス及び負電圧パルスは、次第に短くなる立ち上がり時間を有する。例えば、立ち上がり時間が所望の立ち上がり時間、例えば、２つの最後の例示されるサイクル６０２ｅ及び６０２ｆに示される８０ナノ秒に到達するまで、第２のサイクル６０２ｂ、又はサイクルの第２のシーケンスは、１００ナノ秒の立ち上がり時間を有してもよく、第３のサイクル６０２ｃ、又はサイクルの第３のシーケンスは、９５又は９０ナノ秒の立ち上がり時間を有してもよく、などである。本明細書における教示に従って、サイクル６０２ｆに続くいずれかの追加のサイクルは、上記説明されたように、７０〜１５０ナノ秒の範囲にある立ち上がり時間を有するように続く。
理論によって制約されることを望むことなく、発明者は、図６に示される信号が、信号の提供によって生じたいずれかの残存する痛みが第１のサイクル６０２ａの相対的に長い立ち上がり時間に起因して生じない点で、そのような痛みを取り除き、サイクル６０２ａにおいて提供されるパルスによって、信号６０２ｂにおけるパルスのある程度短い立ち上がり時間によって感じられるいずれかの痛みを緩和するために、身体が、電極が配置された領域に鎮静剤又はモルヒネのような分子などの十分な痛み緩和分子を配信する、と信じている。発明者は、この振る舞いが続き、十分な痛み緩和分子がサイクル６０２ａ以外の各々のサイクルの初めに存在し、その結果、立ち上がり時間が本分野において既知なように痛みを生じさせないほど十分に長いことを理由に、サイクル６０２ａにおいて、及び十分な痛み緩和分子が電極の近隣に配信されており、信号の提供によって潜在的に生じるいずれかの痛みを軽減することを理由に、その後のサイクルにおいて、信号の提供に起因してユーザによって痛みが感じられない、と信じている。
図１〜３のいずれかと関連して説明されたデバイスなどのデバイスは、ユーザに提供されてもよい。典型的な使用では、ユーザ又は臨床医は、痛みを経験する全体領域において、身体の表面に電極１０２を取り付ける。一部の実施形態では、痛みは、月経痛又は月経前の痛みであり、ユーザは、痛みを経験する身体の腹部の領域に又はその近くの皮膚の表面に電極を取り付ける。
電極がユーザの皮膚に取り付けられると、ユーザは、デバイス１００を活性化するために、ユーザインタフェース１０９を使用し、そのようなプロセッサ１０６は、ユーザの身体の皮膚の表面に、図５Ｂに説明された信号を提供するように信号生成器１０４を活性化し、それによって痛みを緩和する。一部の実施形態では、ユーザは次いで、例えば、処置が役にたっているかを示すなど、入力モジュール１０８及び／又はそのユーザインタフェース１０９を介してプロセッサ１０６に入力を提供し、信号の頻度若しくは強度を増大若しくは減少させ、又はデバイス１００の動作を終了させる。
一部の実施形態では、ユーザは、その動作の前、後、及び間にデバイスを身に着けてもよく、例えば、ユーザによって身に付けられた衣服に取り付けてもよい。そのような実施形態では、デバイス１００は、ポータブルであり、よって、ユーザによって身に付けられている間、及び／又は少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、若しくは少なくとも３０分の期間の間、特定の位置に結び付けられることなくユーザがその周りを移動している間、搭載された電力供給装置のみを使用して、動作モードにおいて使用されてもよい。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で使用されるように、用語「又は（ｏｒ）」は、包含的であると見なされ、したがって、「Ａ又はＢ（Ａ ｏｒ Ｂ）」は、グループ「Ａ」、「Ｂ」、並びに「Ａ及びＢ」のいずれかを意味する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で使用されるように、用語「パルス」、「信号」、及び「インパルス」の全ては、例えば、電極を介して印可される電気信号に関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で使用されるように、用語「サイクル」は、本分野において全体的に認識及び理解されるように、電気電圧信号の反復的又は準反復的な二相区画に関連する。電圧対時間のプロットに関して表される、「サイクル」は典型的には、正電圧パルス、負電圧パルス、それらの間のいずれかの中間時間（Ｔｉ）、及び特定のサイクルの最終電圧インパルスの終わりと後続の隣接する特定のサイクルの初期電圧インパルスの始めとの間の残り時間（Ｔｒｅｓｔ）から構成される。約束事として、Ｔｒｅｓｔ≧Ｔｉである。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「正電圧パルス」は、絶対正電圧又は基準値電圧に対する正電圧であるかに関わらず、正電圧を有する電気信号を提供する電気パルスに関連する。典型的には、基準値電圧は、ゼロである。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「負電圧パルス」は、絶対負電圧又は基準値電圧に対する負電圧であるかに関わらず、負電圧を有する電気信号を提供する電気パルスに関連する。典型的には、基準値電圧は、ゼロである。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「ピーク電圧」は、パルスにおける最大電圧の１５％内、１０％内、５％内、３％内、又は１％内の電圧に関連する。正電圧パルスのピーク電圧は、正電圧であり、負電圧パルスのピーク電圧は、負電圧である。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「ピーク電圧時間」は、パルスがピーク電圧を達成する期間に関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「最大電圧」は、パルスの全期間の間の、正電圧パルスによって達成される最高電圧、又は負電圧パルスによって達成される最低電圧に関連する。明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「立ち上がり時間」は、パルスの電圧、又はパルスの電圧の絶対値若しくは大きさが、ピーク電圧の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％に増大する時間に関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「立ち下がり時間」は、パルスの電圧、又はパルスの電圧の絶対値若しくは大きさが、ピーク電圧の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、若しくは実質的に１００％だけ、又は基準値電圧の２０％内、１５％内、１０％内、５％内、若しくは実質的に等しくなるように減少する時間に関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「時間平均電圧振幅」は、予め定められた期間を通じた平均電圧振幅、例えば、その全期間を通じた正電圧パルス若しくは負電圧パルスについての平均電圧振幅、又はピーク電圧振幅が達成される正電圧パルス若しくは負電圧パルスの区画を通じた平均電圧振幅に関連する。本発明において利用される極端に急速な立ち上がり時間に起因して、そのようなパルスの「停滞状態（ｐｌａｔｅａｕ）」の「時間平均電圧振幅」は、パルスの「時間平均電圧振幅」、又は電圧が印加されるパルスの部分の「時間平均電圧振幅」によって近似され、例えば、立ち上がり時間（Ｔｒｕ）及びピーク電圧時間（Ｔｐｖ）を通じてとられる。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、電圧パルス、又はその一部に関する、用語「実質的に一定の電圧振幅」は、１５％、１０％、５％、３％、又は１％の偏差内の、一定である電圧振幅に関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「領域対称」は、正電圧パルス及び負電圧パルスなどの２つの電圧パルスに関連し、２つの電圧パルスは、その振幅が時間、及び基準値電圧又はゼロ電圧に対してプロットされるとき、２つのパルスの振幅のプロットと基準値電圧のプロットとの間で捕捉された領域が等しく、又は相互に１０％内、５％内、２％内、１％内である。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「均衡したサイクル」は、正電圧パルス及び負電圧パルスを含むサイクルに関連し、その結果、正電圧信号及び負電圧信号によって提供される電荷が等しく、又は相互に１５％内、１０％内、５％内、３％内、又は１％内である。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「ＡがＢに電気的に下流にある」は、電気構成要素Ｂによって提供される電気信号を、直接、又は電気構成要素Ｂ及びＡの間で電気的に位置する追加の構成要素を介してのいずれかで、入力として受信する電気構成要素Ａに関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「ポータブル」は、電源又はＷｉ−Ｆｉ送受信機などの通信モジュールへの有線又は無線接続を必要とすることなく、搭載された電力供給装置を使用してその動作モードにある間、１０メートルよりも長い距離に、及び／又は少なくとも５分、少なくとも１０分、少なくとも１５分、若しくは少なくとも３０分の間、移植し、又は周りを移動することができるデバイスに関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「器具によって生じる痛み」は、それに対して処置を提供するためにユーザの身体上又は身体内のデバイス又は器具の操作によって生じるいずれかの痛み又は不快感に関連する。
明細書及び以下の特許請求の範囲の章で以下に使用されるように、用語「生理的な痛み」及び「生理的に生じる痛み」は、ユーザの身体上又は身体内のデバイス又は器具の存在又は操作に関わらず、ユーザの生理機能によって生じる痛みに関連する。
明確にするために、別個の実施形態のコンテキストで説明された本実施形態の特定の特徴は、単一の実施形態では組み合わせでも提供されてもよいことが認識されよう。逆に、明確にするために、単一の実施形態のコンテキストで説明された本実施形態の様々な特徴は、別個に、又はいずれかの適切な副組み合わせでも提供されてもよい。同様に、１つ以上の特定の請求項に従属した請求項の内容は全体的に、それらの間のいずれかの特定の明白な不一致がなく、他の指定されていない請求項に依存してもよく、又はその内容と組み合わされてもよい。
本明細書で使用されるように、他に述べられない限り、用語「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」及び「約（ａｂｏｕｔ）」は、本技術の実施形態の特徴又は特徴（複数可）の条件又は関係の特性を修正するとき、条件又は特性が、それが意図される出願についての実施形態の動作に対して適用可能な許容範囲内に定められることを意味するものと理解されることになる。
本発明がその特定の実施形態と併せて説明されてきたが、多くの変更、修正、及び変形が当業者にとって明らかであることが明白である。したがって、添付の請求項の精神及び広義な範囲内に収まる全てのそのような変更、修正、及び変形を包含することが意図される。

Claims (48)

  1. 人間のユーザに鎮痛をもたらす非侵襲性デバイスであって、
    （ａ）前記ユーザの身体の表面に接触するように適合された少なくとも２つの電極と、
    （ｂ）制御ユニットと、
    （ｃ）前記制御ユニットと関連付けられ、それに応答する信号生成器と
    を備え、前記信号生成器及び前記制御ユニットは、電力供給装置に動作可能に接続するように適合され、
    前記信号生成器は、動作モードでは、前記電極を介して、前記身体の前記表面に連続の電機インパルスを提供するように適合され、
    前記連続は、複数のサイクルを含み、前記サイクルの各々は、正電圧パルス及び負電圧パルスを含み、
    前記複数のサイクルの頻度は、毎秒６０〜１５０サイクルの範囲内であり、
    その全期間（Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ）を通じた前記正電圧パルスの時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）は、２０〜９０ボルトであり、
    前記正電圧パルスの立ち上がり部分は、
    （１）前記正電圧パルスが７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に、前記時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成すること、
    （２）前記正電圧パルスが７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大すること
    の構造的条件のうちの少なくとも１つを満たす、デバイス。
  2. Ｔ８０は、少なくとも７５ナノ秒である、請求項１に記載のデバイス。
  3. Ｔ８０は、少なくとも８０ナノ秒である、請求項１に記載のデバイス。
  4. Ｔ８０は、最大で１４０ナノ秒である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
  5. Ｔ８０は、最大で１３０ナノ秒である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
  6. Ｔ８０は、最大で１２０ナノ秒である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
  7. Ｔ８０は、最大で１１５ナノ秒である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
  8. Ｔ８０は、最大で１１０ナノ秒である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のデバイス。
  9. 前記正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
  10. 前記正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも３０ボルトだけ増大する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
  11. 前記正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも４０ボルトだけ増大する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
  12. 前記正電圧パルスは、７０ナノ秒内に、少なくとも５０ボルトだけ増大する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のデバイス。
  13. 前記正電圧パルスと前記負電圧パルスとの間の中間時間（Ｔｉ）は、少なくとも０．１ミリ秒、少なくとも０．２ミリ秒、少なくとも０．３ミリ秒、又は少なくとも０．４ミリ秒である、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のデバイス。
  14. 前記中間時間（Ｔｉ）は、最大で１ミリ秒、最大で０．９ミリ秒、最大で０．８ミリ秒、又は最大で０．７ミリ秒である、請求項１３に記載のデバイス。
  15. 前記正パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、前記時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成する、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のデバイス。
  16. 前記正パルスは、７０〜１３０マイクロ秒、８０〜１２０マイクロ秒、又は９０〜１１０マイクロ秒の範囲内のパルス期間の間、実質的に一定の電圧振幅を有する、請求項１〜１５のいずれか１項に記載のデバイス。
  17. 前記複数のサイクルの前記頻度は、毎秒７０〜１４０サイクル、毎秒８０〜１３０サイクル、又は毎秒８０〜１２０サイクルの範囲内である、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のデバイス。
  18. 前記負電圧パルスは、１０領域％内、５領域％内、２領域％内、又は１領域％内で、前記正電圧パルスに対して領域対称である、請求項１〜１７のいずれか１項に記載のデバイス。
  19. 前記正電圧パルスは、７０〜１５０ナノ秒内に、前記時間平均電圧振幅の少なくとも８０％、少なくとも８５％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、又は実質的に１００％を達成する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載のデバイス。
  20. 前記信号生成器は、低電圧ＡＣ信号を生成するように適合された低電圧信号生成器を含み、前記低電圧信号生成器は、最大１０．０ボルト、最大５．０ボルトのピーク電圧を生成する、請求項１８〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
  21. 前記信号生成器は、入力としてそれに提供される信号の電圧を増幅するように適合された電圧前置増幅器及び電圧増幅器のうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜１９のいずれか１項に記載のデバイス。
  22. 前記電圧前置増幅器及び前記電圧増幅器は、低電圧信号生成器に対して電気的に下流に配置され、前記低電圧信号生成器によって生成される低電圧ＡＣ信号を入力として受信する、請求項２１に記載のデバイス。
  23. 前記信号生成器は、入力としてそれに提供される信号の電圧を増幅するように適合された変成器を含む、請求項２１又は請求項２２に記載のデバイス。
  24. 前記変成器は、前記電圧前置増幅器及び前記電圧増幅器に対して電気的に下流に配置される、請求項２３に記載のデバイス。
  25. 前記信号生成器は、前記変成器に対して電気的に下流に配置され、それに提供される入力信号から実質的なＤＣ信号を生成するように適合されたＡＣ−ＤＣ変換器を含む、請求項２２又は２３に記載のデバイス。
  26. 前記信号生成器は、実質的なＤＣ信号を生成するように適合されたＡＣ−ＤＣ変換器を含む、請求項１〜２１のいずれか１項に記載のデバイス。
  27. 前記ＡＣ−ＤＣ変換器は、前記電圧前置増幅器及び前記電圧増幅器に対して電気的に下流に配置される、請求項２６に記載のデバイス。
  28. 前記ＡＣ−ＤＣ変換器は、実質的なＤＣ信号を生成するように適合されたダイオード回路を含む、請求項２５〜２７のいずれか１項に記載のデバイス。
  29. 前記ダイオード回路は、少なくとも１つのダイオード、及び前記少なくとも１つのダイオードの電気的に下流に配置されたキャパシタを含む、請求項２８に記載のデバイス。
  30. 前記信号生成器は、前記制御ユニットに応答して、提供される入力信号を前記連続の電機インパルスに変換するように適合されたスイッチ機構を含む、請求項１〜２９のいずれか１項に記載のデバイス。
  31. 前記スイッチ機構は、実質的なＤＣ信号を前記入力信号として受信する、請求項３０に記載のデバイス。
  32. 前記スイッチ機構は、前記制御ユニットに応答して、前記実質的なＤＣ信号から、前記連続の前記正電圧パルスを生成するように適合された第１のスイッチ、及び前記制御ユニットに応答して、前記実質的なＤＣ信号から、前記連続の前記負電圧パルスを生成するように適合された第２のスイッチを含む、請求項３１に記載のデバイス。
  33. 前記電力供給装置は、最大で１０ボルト、最大で８．０ボルト、最大で６．０ボルト、最大で５．０ボルト、最大で４．０ボルト、又は最大で３．０ボルトの公称電圧を提供するように適合された低電圧電力供給装置を含む、請求項１〜３２のいずれか１項に記載のデバイス。
  34. 前記制御ユニット、前記信号生成器、及び前記電力供給装置を囲む筐体を更に備える、請求項１〜３３のいずれか１項に記載のデバイス。
  35. 前記動作モードでは、前記筐体内で囲まれた前記電力供給装置は、前記デバイスについての唯一の電力供給装置である、請求項３４に記載のデバイス。
  36. 前記筐体は、４センチメートル×４センチメートル×８ミリメートル〜６センチメートル×６センチメートル×１３ミリメートルの範囲内の大きさを有する、請求項３４又は３５に記載のデバイス。
  37. 前記デバイスは、前記筐体内で囲まれたいずれかの電力供給装置を除く、９０〜１５０グラムの範囲にある重量を有する、請求項１〜３６のいずれか１項に記載のデバイス。
  38. 前記デバイスは、前記動作モードにある間はポータブルである、請求項１〜３７のいずれか１項に記載のデバイス。
  39. 前記電極は、痛みを経験する前記身体の領域において、前記ユーザの前記身体の前記表面に接触するように適合される、請求項１〜３８のいずれか１項に記載のデバイス。
  40. ユーザに鎮痛をもたらす方法であって、
    （ａ）請求項１〜３９のいずれか１項に従ってデバイスを提供することと、
    （ｂ）前記ユーザの前記身体の前記表面に前記少なくとも２つの電極を取り付けることと、
    （ｃ）前記動作モードにおいて動作して、前記電極を介して、前記身体の前記表面に前記連続の電機インパルスを提供するように前記信号生成器を活性化することと
    を備える、方法。
  41. 前記取り付けることは、前記ユーザによって痛みが感じられる領域において、前記身体の前記表面に前記少なくとも２つの電極を取り付けることを含む、請求項４０に記載の方法。
  42. 前記ユーザによって痛みが感じられる前記領域は、前記ユーザの腹部の領域である、請求項４１に記載の方法。
  43. 前記方法は、月経痛又は月経前の痛みに対する緩和をもたらすように影響される、請求項４２に記載の方法。
  44. 前記ユーザが前記デバイスを身に着けることを更に備える、請求項４０〜４３のいずれか１項に記載の方法。
  45. 前記身に着けることは、前記ユーザによって身に着けられた衣服に前記デバイスを取り付けることを含む、請求項４４に記載の方法。
  46. 前記身に着けることは、前記デバイスが前記動作モードにある間に前記デバイスを身に着けることを含む、請求項４４又は４５に記載の方法。
  47. 前記デバイスは、ポータブルであり、前記方法は更に、前記ユーザが、動作モードでは、少なくとも１０、少なくとも５、又は少なくとも３分の間、前記デバイスを身に着けている間、少なくとも１０、少なくとも５、又は少なくとも３メートルの距離を移動することを含む、請求項４４〜４６のいずれか１項に記載の方法。
  48. 人間のユーザに鎮痛をもたらす非侵襲性デバイスであって、
    （ａ）前記ユーザの身体の表面に接触するように適合された少なくとも２つの電極と、
    （ｂ）制御ユニットと、
    （ｃ）前記制御ユニットと関連付けられ、それに応答する信号生成器と
    を備え、前記信号生成器及び前記制御ユニットは、電力供給装置に動作可能に接続するように適合され、
    前記信号生成器は、動作モードでは、前記電極を介して、前記身体の前記表面に連続の電機インパルスを提供するように適合され、
    前記連続は、複数のサイクルを含み、前記サイクルの各々は、正電圧パルス及び負電圧パルスを含み、
    前記複数のサイクルの頻度は、毎秒６０〜１５０サイクルの範囲内であり、
    その全期間（Ｔｐｐｏｓｉｔｉｖｅ）を通じた前記正電圧パルスの時間平均電圧振幅（Ｖａｐ）は、２０〜９０ボルトであり、
    前記複数のサイクルの第１のサブセットにおけるサイクルの前記正電圧パルスの立ち上がり部分は、第１の立ち上がり時間を有し、前記第１のサブセットに続く、前記複数のサイクルの第２のサブセットにおけるサイクルの前記正電圧パルスの立ち上がり部分は、前記第１の立ち上がり時間よりも短い第２の立ち上がり時間を有し、前記第２のサブセットに続く、前記複数のサイクルの第３のサブセットにおけるサイクルの前記正電圧パルスの立ち上がり部分は、前記第２の立ち上がり時間よりも短い第３の立ち上がり時間を有し、
    前記第３のサブセットにおける前記サイクルの前記正電圧パルスの前記立ち上がり部分は、
    （１）前記正電圧パルスが７０〜１５０ナノ秒の時間（Ｔ８０）内に、前記時間平均電圧振幅の少なくとも８０％を達成すること、
    （２）前記正電圧パルスが７０ナノ秒内に、少なくとも２０ボルトだけ増大すること
    の構造的条件のうちの少なくとも１つを満たす、デバイス。
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