JP2024506311A - 個別に調節可能な活性領域を有する電極素子のセットで腫瘍治療電場（ＴＴＦｉｅｌｄｓ）を送達するためのアレイ - Google Patents

Abstract

腫瘍治療電場（ＴＴＦｉｅｌｄｓ）は、セットで配置された電極素子を使用して被験者の身体に送達することができ、各セットはそれぞれの第１の電極素子、および互いに熱接触して配置されたそれぞれの第２の電極素子を含む。個別の第１の導体は、各第１の電極素子とコネクタのそれぞれのピンの間に導電性経路を提供する。第２の導体は、第２の電極素子の全てとコネクタの別のピンの間に導電性経路を提供する。温度センサは、各セットの電極素子と熱接触して配置されている。電極素子がセットで配置されているので、あらゆる所与のセットを通して流れる電流は、所与のセットに対応する領域が過熱するのを防ぐために、所与のセット内の第１の電極素子を切ることによって、（その最大値に対して）減少させることができる。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２０２１年２月１７日に出願した米国仮特許出願第６３／１５０，４２５号の特典を主張するものである。

ＴＴＦｉｅｌｄｓ治療は、腫瘍を治療するための証明済みのアプローチである。図１は、ＴＴＦｉｅｌｄｓを送達するための従来技術のＯｐｔｕｎｅ（登録商標）システムの略図である。ＴＴＦｉｅｌｄｓは、（例えば、膠芽細胞腫を有する人に対して図２Ａから図２Ｄに示すように）腫瘍に密接して患者の皮膚上に置かれた４つのトランスデューサアレイ２１～２４を介して患者に送達される。トランスデューサアレイ２１～２４は、２対で配置され、各トランスデューサアレイはマルチワイヤケーブルを介してＡＣ信号発生器２０に接続されている。ＡＣ信号発生器は、（ａ）腫瘍を通して第１の方向を備えた電場を誘導する、第１の期間中に１対のアレイ２１、２２を通してＡＣ電流を送信し、その後、（ｂ）腫瘍を通して第２の方向を備えた電場を誘導する、第２の期間中に他の対のアレイ２３、２４を通してＡＣ電流を送信し、その後、治療の持続期間中にステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返す。

各トランスデューサアレイ２１～２４は、フレックス回路を介して相互接続された１セットの容量結合された電極素子Ｅ（例えば、それぞれが約２ｃｍの直径である９つの電極素子１セット）として構成されている。各電極素子は、その上に配置された誘電層（より詳細には、高い誘電定数を備えたセラミック材料の層）を備えた導電性基板を含む。各電極素子は、導電性医療用ゲルの層と接着テープの間に挟まれている。患者の上にアレイを置く場合に、医療用ゲルは患者の皮膚の輪郭に適合し、身体とのデバイスの優れた電気接触を保証する。接着テープは、患者がその日常的活動を普通に行うときに、患者上の定位置にアレイ全体を保持する。

トランスデューサアレイを介して送達される交流電流の振幅は、（トランスデューサアレイの下の皮膚上で測定されるような）皮膚温度が４１℃の安全閾値を超えないように制御される。患者の皮膚上の温度測定値は、トランスデューサアレイのディスクのいくつかの下に置かれたサーミスタＴを使用して得られる。既存のＯｐｔｕｎｅ（登録商標）システムでは、各アレイは８つのサーミスタを含み、１つのサーミスタはアレイのそれぞれのディスクの下に位置決めされている（ほとんどのアレイは９つ以上のディスクを含み、この場合、温度測定値はアレイ内のディスクのサブセットの下で行われるのみであることに留意されたい）。

ＡＣ信号発生器２０は、３２のサーミスタ（４アレイ×８サーミスタ毎アレイ）全てから温度測定値を得て、ＡＣ信号発生器内のコントローラは、患者の皮膚上で４１℃より下の温度を維持するために、各対のアレイを介して送達される電流を制御するように温度測定値を使用する。電流自体は、ＡＣ信号発生器２０から各アレイまで進む追加のワイヤ（すなわち、各アレイ２１～２４に対して１つのワイヤ２８）を介して各アレイに送達される。各アレイ２１～２４に対する追加のワイヤ（図示せず）は、８つのサーミスタ全てに対する共通戻りとして使用される。したがって、既存のＯｐｔｕｎｅシステム内のアレイ２１～２４上で終端する４つのケーブルはそれぞれ、合計１０の導体を有する。

米国特許出願公開第２０１８／００５０２００号

本発明の一態様は、被験者の身体に交流電場を印加するための第１の装置を対象としている。第１の装置は、少なくとも４セットの電極素子、コネクタ、少なくとも４つの第１の導体、第２の導体、少なくとも４つの温度センサ、および被験者の身体に対して電極素子のセットを保持するように構成された支持体を備えている。電極素子のセットはそれぞれ、それぞれの第１の電極素子、およびそれぞれの第１の電極素子と熱接触して配置されたそれぞれの第２の電極素子を含む。コネクタは、少なくとも４つの第１のピンおよび第２のピンを有する。少なくとも４つの第１の導体はそれぞれ、（ａ）第１のピンのそれぞれ１つと（ｂ）第１の電極素子のそれぞれ１つの間に導電性経路を提供する。第２の導体は、第２のピンと第２の電極素子の全ての間に導電性経路を提供し、少なくとも４つの温度センサのそれぞれは、電極素子のセットのそれぞれ１つと熱接触して配置されている。

第１の装置のいくつかの実施形態では、電極素子のセットのそれぞれ内で、それぞれの第２の電極素子の面積はそれぞれの第１の電極素子の面積の少なくとも２倍である。

第１の装置のいくつかの実施形態では、装置は少なくとも９セットの電極素子を有し、コネクタは少なくとも９つの第１のピンを有し、装置は少なくとも９つの第１の導体を有し、装置は少なくとも９つの温度センサを有する。

第１の装置のいくつかの実施形態では、各温度センサは、第１の端子および第２の端子を有するサーミスタを備え、コネクタは第３のピンを有し、各第１の導体は、（ａ）第１のピンのそれぞれ１つ、（ｂ）第１の電極素子のそれぞれ１つ、および（ｃ）それぞれのサーミスタの第１の端子の間に導電性経路を提供する。これらの実施形態では、装置はさらに、第３のピンとサーミスタの少なくとも１つの第２の端子の間に導電性経路を提供する第３の導体を備えている。任意選択では、これらの実施形態では、全てのサーミスタの第２の端子は共に有線接続される。

第１の装置のいくつかの実施形態では、各温度センサは、第１の端子および第２の端子を有するサーミスタを備え、コネクタは第３のピンを有し、各第１の導体は、（ａ）第１のピンのそれぞれ１つ、（ｂ）第１の電極素子のそれぞれ１つ、および（ｃ）それぞれのサーミスタの第１の端子の間に導電性経路を提供する。これらの実施形態では、装置はさらに、第３のピンとサーミスタの少なくとも１つの第２の端子の間に導電性経路を提供する第３の導体を備えている。これらの実施形態では、サーミスタは直列に有線接続され、サーミスタの第１のもので始まり、サーミスタの最後のもので終了する。最後のサーミスタを除いた各サーミスタの第２の端子は、それぞれのその後のサーミスタの第１の端子に有線接続され、第３の導体は、コネクタの第３のピンと最後のサーミスタの第２の端子の間に導電性経路を提供する。

第１の装置のいくつかの実施形態では、各温度センサは焦電材料の領域を備えている。

第１の装置のいくつかの実施形態では、各第１の電極素子は上に配置された誘電層を備えた導電性板を備え、各第２の電極素子は上に配置された誘電層を備えた導電性板を備え、支持体は、第１の電極素子の誘電層および第２の電極素子の誘電層が被験者の身体に面するように、被験者の身体に対して第１の電極素子および第２の電極素子を保持するように構成されている。

本発明の別の態様は、少なくとも４セットの電極素子を使用して被験者の身体に交流電場を印加するための第２の装置を対象としており、電極素子のセットはそれぞれ、それぞれの第１の電極素子、およびそれぞれの第１の電極素子と熱接触して配置されたそれぞれの第２の電極素子を含み、電極素子のセットはそれぞれ、それぞれの温度センサと熱接触して配置されている。第２の装置は、ＡＣ出力信号を発生させるＡＣ信号発生器を備えている。第２の装置はまた、少なくとも４つの第１のピンおよび第２のピンを含むコネクタを備え、各第１のピンは第１の電極素子のそれぞれ１つに対応し、ＡＣ出力信号は第２のピンに印加される。第２の装置はまた、少なくとも４つの第１のスイッチを備え、各第１のスイッチは、少なくとも１つの制御信号の状態によって、第１のピンのそれぞれ１つにＡＣ出力信号を選択的に印加するまたは印加しないように構成されている。第２の装置はまた、各温度センサから入力を受け入れ、対応する出力を発生させるように構成された増幅器を備えている。第２の装置はまた、増幅器の出力に基づいて、ＡＣ出力信号が各第１のピンに印加されるかまたは印加されないかを判断する状態に少なくとも１つの制御信号を設定するように構成されたコントローラを備えている。

第２の装置のいくつかの実施形態では、コントローラは、（ａ）増幅器の出力に基づいて、第１の電極素子の少なくとも１つが他の第１の電極素子より熱い場合を判断し、（ｂ）ＡＣ信号が少なくとも１つのそれぞれの第１のピンに印加されないように、第１のスイッチを制御する状態に少なくとも１つの制御信号を設定するように構成されている。

第２の装置のいくつかの実施形態では、コントローラは、（ａ）増幅器の出力に基づいて、第１の電極素子の少なくとも１つが閾値レベルより熱い場合を判断し、（ｂ）ＡＣ信号が少なくとも１つのそれぞれの第１のピンに印加されないように、第１のスイッチを制御する状態に少なくとも１つの制御信号を設定するように構成されている。

第２の装置のいくつかの実施形態では、温度センサからの入力は、第１の電極素子に対応する同じ第１のピンを介して到達する。

本発明の別の態様は、被験者の身体に交流電場を印加するための第１の方法を対象としている。第１の方法は、被験者の身体上または内に少なくとも４セットの電極素子を位置決めするステップであって、電極素子のセットのそれぞれは調節可能な活性領域を有する、ステップを含む。第１の方法はまた、その活性領域全体を使用して電極素子のセットのそれぞれを励起するステップと、電極素子のセットのそれぞれの温度を測定するステップと、温度測定値の対応する１つに基づいて、電極素子のセットの少なくとも１つの活性領域を減少させるステップとを含む。

第１の方法のいくつかの例では、所与のセットの電極素子の活性領域は、所与のセットの電極素子が他のセットの電極素子より熱い場合に減少される。第１の方法のいくつかの例では、所与のセットの電極素子の活性領域は、所与のセットの電極素子が閾値レベルより熱い場合に減少される。

本発明の別の態様は、被験者の身体に交流電場を印加するための第２の方法を対象としている。第２の方法は、被験者の身体上または内に少なくとも４セットの電極素子を位置決めするステップであって、電極素子のセットのそれぞれは調節可能な活性領域を有する、ステップを含む。第２の方法はまた、その活性領域全体を使用して電極素子のセットのそれぞれを励起するステップと、電極素子のセットのそれぞれの温度を測定するステップと、温度測定値の対応する１つに基づいて、電極素子のセットの少なくとも１つの活性領域を減少させるステップとを含む。位置決めするステップは、被験者の身体上または内に少なくとも４つの第１の電極素子を位置決めするステップと、被験者の身体上または内に少なくとも４つの第２の電極素子を位置決めするステップとを含む。各第１の電極素子は、他の第１の電極素子と独立して励起することができるように、有線接続されている。各第２の電極素子は、第１の電極素子のそれぞれ１つに隣接して、および熱接触して位置決めされている。第２の電極素子は、第２の電極素子の全てが集合的に励起されなければならないか、または集合的に励起されなくてもよいかのいずれかであるように、共に有線接続されている。励起するステップは、第１の電極素子および第２の電極素子の全てを励起するステップを含む。活性領域の減少は、それぞれの温度測定値に基づいて、第１の電極素子の選択されたものを無通電にするステップを含む。

第２の方法のいくつかの例では、所与の第１の電極素子を無通電にすることは、所与の第１の電極素子が他の第１の電極素子より熱い場合に行われる。

第２の方法のいくつかの例では、所与の第１の電極素子を無通電にすることは、所与の第１の電極素子が閾値レベルより熱い場合に行われる。

ＴＴＦｉｅｌｄｓを送達するための従来技術のＯｐｔｕｎｅ（登録商標）システムの略図である。 脳腫瘍を治療するための人の頭部上へのトランスデューサアレイの位置決めを示す図である。 脳腫瘍を治療するための人の頭部上へのトランスデューサアレイの位置決めを示す図である。 脳腫瘍を治療するための人の頭部上へのトランスデューサアレイの位置決めを示す図である。 脳腫瘍を治療するための人の頭部上へのトランスデューサアレイの位置決めを示す図である。 被験者の身体にＴＴＦｉｅｌｄｓを印加するために使用されるトランスデューサアレイの略図である。 トランスデューサアレイ内の電極素子と熱接触して温度センサを位置決めするためのそれぞれのアプローチを示す図である。 トランスデューサアレイ内の電極素子と熱接触して温度センサを位置決めするためのそれぞれのアプローチを示す図である。 トランスデューサアレイ内の電極素子と熱接触して温度センサを位置決めするためのそれぞれのアプローチを示す図である。 トランスデューサアレイの９つの異なる領域を通して通過する電流に個別の制御を行うトランスデューサアレイを示す図である。 被験者にＴＴＦｉｅｌｄｓを印加するために、図５のトランスデューサアレイの４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。 トランスデューサアレイの９つの異なる領域を通して通過する電流に個別の制御を行う別のトランスデューサアレイを示す図である。 被験者にＴＴＦｉｅｌｄｓを印加するために、図７のトランスデューサアレイの４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。 図６および図８の実施形態でバンク１Ｌおよび１Ｒ内で各スイッチを実施するのに適切な回路の略図である。

様々な実施形態が、添付の図面を参照して以下に詳細に記載されており、同様の参照番号は同様の要素を示す。

上に記載した図１のアプローチは腫瘍にＴＴＦｉｅｌｄｓを送達するために極めて効果的であるが、治療の有効性は、優れた電気接触が４つのトランスデューサアレイ２１～２４内の各素子と人の身体の間で維持されない場合に低下する。これは、例えば、トランスデューサアレイの１つまたは複数の素子の下のヒドロゲルが時間の経過と共に、または素子の１つまたは複数の下での発毛により乾燥する場合に行われる可能性がある。

例えば、各トランスデューサアレイ２１～２４内に９つの電極素子Ｅがあり、前トランスデューサアレイ２１上の単一の電極素子Ｅの下のヒドロゲルが乾燥し、十分なヒドロゲルが、（ａ）そのトランスデューサアレイ２１の全ての他の電極素子Ｅ、および（ｂ）他のトランスデューサアレイ２２～２４の全ての電極素子Ｅの下に存在すると想定する。この状況では、単一の電極素子Ｅと人の身体の間の抵抗は、他の電極素子のいずれかと人の身体の間の抵抗より高い。抵抗のこのような増加は、単一の電極素子Ｅの温度を他の電極素子より上昇させる。

この状況では、各トランスデューサアレイ２１～２４内の電極素子Ｅの全てが並列に有線接続されているので、ＡＣ信号発生器２０は、前および後トランスデューサアレイ２１、２２上の残りの電極素子Ｅ全てでの温度が４１℃より下であってもよいとしても、前アレイ２１上の単一の電極素子Ｅの温度を４１℃より下に保持するために、トランスデューサアレイ２１、２２の前／後対全体に印加される電流を制限しなければならない。電流のこのような減少は、腫瘍での電場の強度の対応する減少を生じさせ、治療の効力を減少させる可能性がある。

この状況に対応するための１つの可能性のあるアプローチは、（電極素子の全てを共に並列に有線接続する従来技術のアプローチに対向するように）９つの電極素子のそれぞれに別個の導体を有線接続することである。このアプローチが実施される場合、同じアレイ上の他の電極素子へのＡＣ信号のスイッチを切ることなく、どの電極素子が過熱していてもＡＣ信号のスイッチを切ることが可能になる。このアプローチは本明細書では、「個別に対処可能な電極アプローチ」と呼ぶ。

しかし、個別に対処可能な電極アプローチを使用して電極素子のスイッチを完全に切ることは、残りの電極素子を通して通過する電流を増加させる可能性があり、その温度を上昇させる。加えて、電極素子のスイッチを完全に切ることは、被験者の身体内での電場の分配に悪影響を有する可能性がある。さらに、発明者は、大部分の状況では、２０％未満の電流減少があらゆる所与の電極素子が過熱するのを防ぐと判断した。その結果、個別に対処可能な電極アプローチを使用して電極素子のスイッチを完全に切ることは、やり過ぎであると考えられる可能性がある。以下に記載する実施形態は、各従来技術の電極素子を１セットの電極素子と交換することによって、このパラグラフで特定された問題を緩和するまたは最小限に抑える。

図３は、被験者の身体にＴＴＦｉｅｌｄｓを印加するために使用される９セットの電極素子５２／５３を含むトランスデューサアレイ５０の略図である。各セットは、互いに熱接触して配置された第１の電極素子５２および第２の電極素子５３を含む。アレイ５０全体は、少なくとも４セットの第１および第２の電極素子５２／５３（例えば、図３に図示した実施形態では９セット５２／５３、または４から５０の間の別の番号）を含む。別個の第１の導体は、各第１の電極素子５２に有線接続され、第１の電極素子５２の所与のいずれか１つへのＡＣ信号のスイッチを独立して入れるまたは切ることが可能になる。しかし、第２の電極素子５３の全ては第２の導体に並列に有線接続され、これは、ＡＣ信号が第２の導体に印加されるとすぐに、ＡＣ信号は第２の電極素子５３の全てに到達することを意味する。

いくつかの好ましい実施形態では、あらゆる所与のセット内の第２の電極素子５３は、それぞれの第１の電極素子５１の面積の少なくとも２倍である。議論の目的で、あらゆる所与のセットの電極素子５２／５３内では、合計面積の７０％が第２の電極素子５３によって占められ、合計面積の３０％が第１の電極素子５２によって占められると想定する。ＴＴＦｉｅｌｄｓを送達する場合、あらゆる所与のセットの電極素子５２／５３を通して通過する電流は、そのセットの活性領域に関連している。その結果、所与のＡＣ電圧が第１の電極素子５２および第２の電極素子５３の両方に印加されると、電流の完全測定値（すなわち、１００％）はセット５２／５３を通して通過する。しかし、同じＡＣ電圧が第２の電極素子５３のみに印加され、第１の電極素子５２に印加されない場合、セット５２／５３全体を通して通過する電流は１００％からより低いレベル（例えば、８０％）に低下する。

ＡＣ電圧は、第２の導体を介して時間間隔（例えば、１秒の時間間隔）中に第２の電極素子５３に印加されると想定する。さらに、この同じ時間間隔中に、同じＡＣ電圧が（対応する第１の導体を介して）Ｘとラベル付けされたセットの電極素子５２／５３内の第１の電極素子５２に印加されるが、ＡＣ電圧はＺとラベル付けされたセットの電極素子５２／５３内の第１の電極素子５２に印加されないと想定する。この状況では、電流が活性領域に関連しているので、電流の完全測定値（すなわち、１００％）がＸとラベル付けされたセット５２／５３を通して通過するが、より低い電流はＺとラベル付けされた第２のセット５２／５３を通過する。

あらゆる所与のセット５２／５３内の第１の電極素子５２および第２の電極素子５３は、互いに熱接触するような形状をしており、位置決めされている（すなわち、第１の電極素子５２を加熱することにより第２の電極素子５３を加熱させる、および逆も同様であるような形状をしており、位置決めされている）。第１の電極素子５２および第２の電極素子５３の間の熱接触は、第１の電極素子５２および第２の電極素子５３の間に配置された介在構成部品と間接熱接触してもよいことに留意されたい。あらゆる所与のセット内の第１および第２の電極素子５２、５３の間の熱接触を達成するための１つの好ましいアプローチは、交互螺旋（図示せず）として、または交互方眼螺旋（図３に示すような）としてこれらの電極素子５２、５３を成形することである。代替実施形態では、異なる交互パターン（例えば、交互ストライプまたは交互くし形パターン）を使用してもよい。この件に関して第１および第２の電極素子５２、５３を交互配置することにより、第１および第２の電極素子５２、５３の間の熱接触が改善され、これらの素子間の温度の変化を最小限に抑える。

温度センサは、各セットの電極素子５２／５３と熱接触して配置されている（ここでは再び、熱接触は間接的であってもよい）。温度センサの数は、電極素子のセットの数と一致することが好ましい。例えば、４つのセットの電極素子５２／５３が使用される場合、４つの温度センサがある。いくつかの実施形態では、サーミスタは温度センサとして使用される。

図４Ａは、第１および第２の電極素子５２、５３と熱接触して温度センサ（例えば、サーミスタ５４）を位置決めするための第１のアプローチを示している。このアプローチでは、サーミスタ５４は、サーミスタ５４が第１および第２の電極素子５２、５３両方と熱接触して配置されるように、各セット５２／５３内の第１および第２の電極素子５２、５３の間の開口空間内に位置決めされている。図４Ｂは、温度センサを位置決めするための第２のアプローチを示している。このアプローチでは、第１および第２の電極素子５２、５３は、セット５２／５３の面積全体をほぼ占めており、サーミスタ５４は、サーミスタ５４が第１および第２の電極素子５２、５３両方と熱接触して配置されるように、セット５２／５３の裏側に位置決めされている。このアプローチは特に、第１および第２の電極素子５２、５３がフレックス回路のそれぞれの配線を使用して実施される場合によく適している。温度センサとして１セットのサーミスタを使用するための２つのアプローチは、図５～図８に関して以下に記載されている。

図４Ｃは、温度センサを位置決めするための第３のアプローチを示している。このアプローチでは、第１および第２の電極素子５２、５３は、セット５２／５３の面積全体をほぼ占めており、温度感知は第１および第２の電極素子５２、５３の両方の後で熱接触して焦電材料（図示せず）の領域を位置決めすることによって実施される。このアプローチはまた特に、第１および第２の電極素子５２、５３がフレックス回路のそれぞれの配線を使用して実施される場合によく適している。温度を感知するために焦電材料の領域をどのように使用するかの記載が、以下に提供される。

本明細書に記載した実施形態は有利には、所与の領域を通して流れる電流を完全に遮断することなく、トランスデューサアレイ５０の所与の領域を通して流れる電流を減少させる能力を提供する。

トランスデューサアレイの各領域を通して通過する電流を制御するための１つのアプローチは、（１）図１に示した従来技術の構成で始め、（２）図３に示した第２の電極素子５３の形状に似せるように各電極素子Ｅを再構成し、（３）図３に示した第１の電極素子５２のような形状をしており、元の電極素子Ｅと交互である９つの追加の電極素子を追加し、（４）新しい電極素子を個別に励起させることができるように、各新しい電極素子まで進む追加の導体を追加することである。このアプローチは実行可能であるが、トランスデューサアレイまで進む各ケーブル内の導体の数をほぼ２倍にする必要がある。例えば、９つの制御可能領域を有するトランスデューサアレイでは、合計２０のワイヤが各ケーブル内に必要である（すなわち、元の電極素子の全てへの共通のアクセスを提供するために１つ、９つの新しい電極素子のそれぞれへの個別のアクセスを提供するために９つ、サーミスタからの信号用に追加の９つ、プラス、９つのサーミスタ全てに対する共通の戻りとして働くための１つの追加ワイヤ）。各ケーブル内のワイヤの数のこのようなかなりの増加は、ケーブルを可撓性がなく、より扱いにくくする傾向があり、システムを使用するのがより難しくし、患者のコンプライアンスを減少させる可能性がある。

以下に記載する実施形態は有利には、トランスデューサアレイ上で終端するケーブル内の導体の数を過度に増加させることなく、トランスデューサアレイ５０の個別の領域を通して送られる電流を制御する能力を提供する。これらの実施形態は、（ＴＴＦｉｅｌｄｓを発生させるために）電流を出力し、相互独占時間スロットまたは段階内への温度読取を得る機能を分配するシステムを実施するために使用することができる。これらのシステムでは、トランスデューサアレイが電流を出力している間に温度読取は正確に同じ瞬間に得られないので、同じセットの導体を、電流を出力し、温度読取を入力するために使用することができる。これは有利には、各ケーブル内に含めなければならない導体の合計数を減少させる。

電流を出力し、相互独占時間スロットまたは段階内への温度読取を得る機能を分配するための１つの適切なアプローチは、（ｉ）ある時間間隔（例えば、１秒）に対して電流を出力し、その後、電流を切り、その後、（ｉｉ）短い期間（例えば、１０ミリ秒）を費やして、温度測定値を得て、その後、（例えば、１２～１８時間毎日）繰り返して交互の順にこれらの２つのステップ（ｉ）および（ｉｉ）を繰り返すことである。これらの段階のそれぞれ（すなわち、電力出力段階および温度読取段階）中のシステムの動作は、様々な実施形態に対して以下に記載される。

図５は、電流出力段階中のトランスデューサアレイ５０の９つの異なる領域を通して通過する電流に個別の制御を行うトランスデューサアレイ５０の第１の実施形態の略図である。図６に関連して以下に記載するように、トランスデューサアレイ５０の４つのコピーは、人の頭部（または他の身体部）にＴＴＦｉｅｌｄｓ治療を施すために使用されることが好ましい。

各トランスデューサアレイ５０は、少なくとも４つのセットの電極素子５２／５３を含む。各セット５２／５３は、互いに熱接触して配置されたそれぞれの第１の電極素子５２およびそれぞれの第２の電極素子５３を含む。図５の実施形態の参照を容易にするために、第１の電極素子５２はＥ１～Ｅ９とラベル付けされ、第２の電極５３はＡ１～Ａ９とラベル付けされている。互いに対する第１および第２の電極素子５２、５３の形状および位置決めは、図３～図４に関連して上に記載した通りである（形状および位置決めは、様々な構成部品間の電気相互作用を見るのを容易にするために、図５では図示しないことに留意されたい）。各セットの電極素子５２／５３は、トランスデューサアレイ５０の異なる領域に位置決めされ、あらゆる所与のセット内の第１および第２の電極素子５２、５３は互いに熱接触して位置決めされている。

第１および第２の電極素子５２、５３はそれぞれ、上に配置された誘電層を備えた導電性基板を有する。導電性基板は、金属の薄い層を使用して実施されてもよい。誘電層は、高い誘電定数（例えば、少なくとも２０）を備えたセラミック材料またはポリマーの層を使用して実施されてもよい。

図５に示した実施形態では、第１および第２の電極素子５２、５３の全てが支持構造５９によって定位置に保持される。支持構造は、第１および第２の電極素子５２、５３の誘電層が被験者の身体に面し、被験者の身体と接触して位置決めすることができるように、被験者の身体に対して電極素子を保持するように構成されている。任意選択では、この支持構造は可撓性裏当て５９（例えば、発泡材料の層）を備えていてもよい。ヒドロゲルの層は、トランスデューサアレイ５０が被験者の身体に対して置かれている場合に、第１および第２の電極素子５２、５３の誘電層と被験者の身体の間に配置されていることが好ましい。支持構造５９の構成は、これに限らないが、自己接着布、発泡体、またはプラスチック敷布を含む、当業者には明らかになる様々な従来のアプローチのいずれかを使用して実施してもよい。

各トランスデューサアレイ５０はまた、トランスデューサアレイ５０内におよびそこから電気信号を送信するために使用されたコネクタ５７を有する。コネクタ５７は、少なくとも４つの第１のピンおよび第２のピンを有する。図示した実施形態では、第１のピンの数は第１の電極素子５２の数と同じであり、各第１のピンはこれらの第１の電極素子５２のそれぞれ１つに対応する。図示した実施形態では、Ａとラベル付けされた単一の第２のピンのみがある。本明細書で使用されるように、「ピン」という用語は、コネクタ５７の雄または雌ピンのいずれかのことを言うことができることに留意されたい。

各第１の電極素子５２（Ｅ１～Ｅ９とラベル付けされた）は、それぞれの個別の第１の導体を介してコネクタ５７のそれぞれの第１のピンに有線接続されている。より詳細には、各第１の導体は、（ａ）コネクタ５７内の第１のピンのそれぞれ１つと、（ｂ）第１の電極素子５２（Ｅ１～Ｅ９）のそれぞれ１つの導電性基板の間に導電性経路を提供する。これらの第１の導体は、（個別の導体を共に単一のケーブル５６内に通す）「ワイヤルーティング」ブロック５５の直ぐ上で１～９の番号が付されている。いくつかの好ましい実施形態では、各第１の電極素子５２への電気接続は、フレックス回路上の１つまたは複数の配線、および／または１つまたは複数の導電性ワイヤを備えている。

コネクタ５７は各個別の第１の電極素子５２に対応する個別の第１のピンを有し、導電性経路は各第１のピンと第１の電極素子５２のそれぞれ１つの間に存在するので、コネクタ５７と噛み合うシステムは、コネクタ５７上のそれぞれの第１のピンにＡＣ信号を印加するかまたは印加しないかによって、個別に各第１の電極素子５２を選択的に励起するまたは励起しないことができる。これに対して、（Ａ１～Ａ９とラベル付けされた）第２の電極素子５３の全ては、「Ａ」とラベル付けされたノードに導電性経路を介して接続され（例えば、直列または並列に共に有線接続され）、次第にコネクタ５７の第２のピンの上で終端する。その結果、コネクタ５７と噛み合うシステムは、コネクタ５７上の第２のピンにＡＣ信号を印加するかまたは印加しないかによって、第２の電極素子５３の全てを選択的に励起しなければならない、または励起しなくてもよい。

したがって、コネクタ５７と噛み合うシステムがコネクタ５７上の第２のピンにＡＣ信号を印加している場合、トランスデューサアレイ５０のあらゆる所与の個別の領域は、（ａ）完全レベルの電流を通過させる（すなわち、それぞれの第１の電極素子５２が励起された場合に）、または（ｂ）より低いレベルの電流を通過させる（すなわち、それぞれの第１の電極素子５２が励起されない場合に）いずれかである。これは有利には、その領域を通して流れる電流を完全に遮断することなく、トランスデューサアレイ５０の所与の領域を通して流れる電流を減少させる能力を提供する。

次に、温度読取段階中の図５の実施形態の動作を論じる。各トランスデューサアレイ５０はまた、少なくとも４つの温度センサを含み、それぞれセットの電極素子５２／５３のそれぞれ１つと熱接触して配置されている。図５に図示した実施形態では、温度センサはサーミスタ５４を使用して実施され、１つのサーミスタは、サーミスタ５４がそのセット内の第１および第２の電極素子５２、５３の温度を感知することができるように、各セット５２／５３に対して位置決めされている。これは例えば、図４Ａ～図４Ｂに関して上に記載したアプローチのいずれかを使用して達成されてもよい。各サーミスタ５４は、第１の端子（すなわち、図５におけるサーミスタの下側端子）および第２の端子（すなわち、図５におけるサーミスタの上側端子）を有する。

本実施形態では、各第１の導体は、（ａ）コネクタ５７内の第１のピンのそれぞれ１つ、（ｂ）第１の電極素子５２（Ｅ１～Ｅ９）のそれぞれ１つの導電性基板、および（ｃ）対応するサーミスタ５４の第１の端子の間に導電性経路を提供する。

図５のサーミスタベースの実施形態では、各トランスデューサアレイ５０は、コネクタ５７（図５ではＣとラベル付けされる）の第３のピンとサーミスタ５４の少なくとも１つの第２の端子（すなわち、図５における上側端子）の間に導電性経路を提供する第３の導体を有する。図５に示す実施形態では、サーミスタの全ての第２の端子は共に有線接続される。本実施形態では、第３の導体は、コネクタ５７の第３のピンとサーミスタ５４の全ての第２の端子の間に導電性経路を提供する。第３の導体は任意選択では、ワイヤの複数のセグメント、および／またはフレックス回路上の複数の配線を使用して実施されてもよい。

コネクタ５７は各サーミスタ５４の第１の端子に対応する個別の第１のピンを有し、導電性経路が各第１のピンとサーミスタ５４のそれぞれ１つの間に存在するので、コネクタ５７と噛み合うシステムは、各サーミスタ５４の第１の端子へのアクセスを有する。加えて、全てのサーミスタ５４の第２の端子が全て共に有線接続され、第３のピン（Ｃとラベル付けされる）に接続されているので、コネクタ５７と噛み合うシステムはまた、各サーミスタ５４の第２の端子へのアクセスを有する。その結果、コネクタ５７と噛み合うシステムは、温度読取段階中に、サーミスタ５４のいずれかの抵抗を測定することができる。これは例えば、各サーミスタ５４を通して知られている電力を送り、各サーミスタにわたって現れる電圧を測定することによって達成されてもよい。

特に、コネクタ５７上のあらゆる所与の第１のピンが（電流出力段階中に）個別の第１の電極素子５２のそれぞれ１つに対応し、また、（温度読取段階中に）個別のサーミスタ５４のそれぞれ１つに対応するので、コネクタ５７上の各第１のピンは２つの機能を果たす。これにより、各ケーブル５６内に含めなければならないワイヤの数を減らし、その後有利には、ケーブルをより可撓性があり、あまり扱いにくくなくする。

図６は、被験者にＴＴＦｉｅｌｄｓを印加するために、（図５に関連して上に記載した）トランスデューサアレイ５０の４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。図６では、これらの４つのコピーは５０Ａ、５０Ｐ、５０Ｌおよび５０Ｒとラベル付けされ、ここで、Ａ、Ｐ、ＬおよびＲは、それぞれ、前部、後部、左および右を意味する。図６の下側部分は、別のブロックとしてＡＣ電圧発生器３５および「ＣＡＤボックス」３０を示し、後者は、温度測定ブロック３２、コントローラ３４、およびスイッチ１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、１Ｒ、２Ｒおよび３Ｒの群を含む。いくつかの実施形態では、２つのブロック３５、３０内の構成部品は、２つの別のハウジング内に物理的に分離させてもよい。しかし、代替実施形態では、これらの２つのブロック３５、３０内の構成部品は単一のハウジング内に組み合わされる。

簡潔にするため、左右のチャネルのみが図６に示されている。しかし、残りのチャネル（すなわち、前部および後部チャネル）は、それぞれ、左右のチャネルと同じ方法で動作する。加えて、図６における各トランスデューサアレイ５０は、簡潔にするため、４つの第１の電極素子５２および４つのサーミスタ５４のみで示されている。しかし、実際のシステムはより多数の（例えば、９から３０の間の）第１の電極素子およびサーミスタを有し、また、各トランスデューサアレイ５０内で実際使用される第１の電極素子５２の数によって、より多数の特定の他の構成部品（例えば、スイッチ、導体など）を有することが予測される。

図６のシステムは、その後に各サーミスタを選択するために、（双方向性アナログスイッチを使用して実施してもよい）群２Ｌ内の電子制御されたスイッチを制御することによって、温度読取段階中に左側チャネル５０Ｌ内のサーミスタ５４の温度を測定することができる。例えば、スイッチＣおよびスイッチ１はサーミスタＴ１を選択するため閉じるべきであり、スイッチＣおよびスイッチ２はサーミスタＴ２を選択するために閉じるべきであることなどである。トランスデューサアレイ５０Ｌ内のサーミスタＴ１～Ｔ４のいずれかの所与の１つが選択された後に、温度測定ブロック（ＴＭＢ）３２は、サーミスタの抵抗を測定することによって、サーミスタの温度を判断することができる。これは、例えば、知られている電流がどのサーミスタがあらゆる所与の瞬間にスイッチ２Ｌの群によって選択されても送られるように、ＴＭＢ３２内に位置決めされた知られている電流（例えば、１５０μＡ）を発生する電流源を使用することによって達成されてもよい。知られている電流は、電圧を選択したサーミスタ（Ｔ１～Ｔ４）にわたって生じさせ、選択したサーミスタの温度は、この電圧を測定することによって判断することができる。コントローラ３４は、その後、各サーミスタＴ１～Ｔ４を選択するプログラムを実行し、その後、（選択したサーミスタでの温度を示す）各サーミスタにわたって生じる電圧を測定する。各サーミスタからの温度読取を得るために使用されてもよい適切なハードウェアおよび手順の例が、特許文献１に記載されており、全体が参照により本明細書に組み込まれている。

右側チャネル５０Ｒ内のサーミスタ５４の温度を測定することは、スイッチ２Ｒの群が群２Ｌの代わりに使用されることを除いて、左側チャネル５０Ｌに関して上に記載したのを同じアプローチを使用して達成される。対応する群のスイッチ（図示せず）はまた、他のチャネル５０Ａ、５０Ｐに提供され、同様のアプローチがこれらのチャネルにも使用される。

電流出力段階中の所与の時間間隔（例えば、１秒）内に、ＡＣ電圧発生器３５は、ＬおよびＲ端子の間にＡＣ信号を印加していると想定する。このＡＣ信号は、左右のトランスデューサアレイ５０Ｌ、５０ＲのＡ端子に印加され、ＡＣ電圧発生器の出力が第２の電極素子５３（Ａ１～Ａ４）の全てに印加されることを意味する。温度読取段階中にサーミスタ５４（Ｔ１～Ｔ４）から得られた温度読取に基づいて、コントローラ３４は、次の電流出力段階中に対応する第１の電極素子５２（Ｅ１～Ｅ４）それぞれに対する（ＡＣ電圧発生器３５内で生じる）電流を入れるまたは切るいずれかとするように、群１Ｌ内のスイッチを制御する。例えば、完全電流をセット５２／５３の４つ全てに残すために、群１Ｌ内のスイッチの４つ全てを閉じるべきである。電極素子（図５参照）のＥ１／Ａ１セット５２／５３を通して通過する電流を減らすために、群１Ｌ内のスイッチ１を開くべきであり、電極素子のＥ２／Ａ２セット５２／５３を通して通過する電流を減らすために、群１Ｌ内のスイッチ２を開くべきであるなどである。

電流出力段階中に個別の第１の電極素子を通して送られる電流を制御することはしたがって、その領域が熱くなり始めるときに、所与の領域を通して通過する電流を減少させるために使用することができる。これは有利には、所与の領域を通して通過する電流を完全に遮断することなく過熱するのを防ぐことができる。

いくつかの実施形態では、コントローラ３４は、以下のように安全閾値より下（例えば、４１℃より下）に領域の全てでの温度を保持するようにプログラミングされてもよい。電流の完全測定値（すなわち、１００％）が電流出力段階中に各セットの電極素子５２／５３を通して通過するように、群１Ｌ内のスイッチ１～４の全てを閉じることによって始まる。その後、温度読取段階中に、ＴＭＢ３２を介して到達する信号に基づいて、コントローラ３４は、各領域での温度が安全閾値の下である上限閾値（例えば、４０℃）を超えるかどうかを判断する。コントローラ３４がこの条件を検出すると、コントローラ３４は、次の電流出力段階中にこれらの領域内で第１の電極素子３２への信号を切ることによって、より暖かい領域を通過する電流を減少させる。特に、この手順は、トランスデューサアレイ５０の特定の領域を通過する電流を下げるだけであり、そのトランスデューサアレイ５０上の残りの領域を通して通過する電流を下げない。

任意選択では、所与の第１の電極素子５２を切るためにコントローラ３４による決定は、（時間間隔があいた２つ以上の温度読取段階中に温度センサ５４およびＴＭＢ３２を介して測定されるように）対応するサーミスタ５４が加熱する速度に基づいていてもよい。より詳細には、コントローラ３４は、所与のサーミスタ５４は予想より早く加熱することを認識すると、コントローラ３４は、その後の電流出力段階中に、対応する第１の電極素子５２を供給するスイッチを積極的に開くことができる。

任意選択では、コントローラ３４は、リアルタイム温度測定に基づいて、トランスデューサアレイ５０上のあらゆる所与の領域を通して通過する電流を制御することができる。例えば、所与の領域での温度が４０℃に到達すると、コントローラ３４は、対応する第１の電極素子５２を供給するスイッチを開くことができ、電流出力段階中に対応する領域を通して通過する電流を減少させる。コントローラ３４はその後、温度センサ５４を使用して測定された温度が第２の温度閾値より下（例えば、３８℃より下）に低下するまで待つ。温度がこの第２の温度閾値より下に低下すると、コントローラ３４は、対応する第１の電極素子５２を供給するスイッチを閉じることができ、その元の値に電流出力段階中に対応する領域を通して通過する電流を回復させる。

右側チャネル５０Ｒ内の各第１の電極素子５２への電流を個別に切り換えることは、スイッチ１Ｒの群が群１Ｌの代わりに使用されることを除いて、左側チャネル５０Ｌに関して上に記載したのと同じアプローチを使用して達成される。スイッチ（図示せず）の対応する群はまた、他のチャネル５０Ａ、５０Ｐに提供され、同様のアプローチがこれらのチャネルにも使用される。

いくつかの好ましい実施形態では、ＡＣ信号発生器３５は、（ａ）被験者の身体内の腫瘍を通して第１の方向を備えた電場を誘導する、第１の期間（例えば、１秒）の間に前部／後部アレイ５０Ａ／５０Ｐを通してＡＣ電流を送り、その後、（ｂ）腫瘍を通して第２の方向を備えた電場を誘導する、第２の期間（例えば、１秒）の間に左／右側アレイ５０Ｌ／５０Ｒを通してＡＣ電流を送り、その後、治療の持続期間中ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返す。これらの実施形態では、コントローラ３４は、各１秒の時間間隔のちょうど前に、各第１の電極素子５２のスイッチを入れるか切るかを判断してもよい。

任意選択では、スイッチ３Ｌの追加の群を提供してもよい。この群内の各スイッチは、スイッチ１～４の所与の１つが閉じられた場合に、サーミスタＴ１～Ｔ４のそれぞれ１つがショートするように、サーミスタＴ１～Ｔ４の対応する１つと並列に有線接続される。

追加の群のスイッチ３Ｌを含める理由は、（ａ）ＡＣ電圧発生器３５からの電流が、電流出力段階中に左側チャネル５０Ｌの第１の電極素子５２、被験者の身体、および右側チャネル５０Ｒの第１の電極素子５２を通して流れている、および（ｂ）左側チャネル５０Ｌの第１の電極素子５２のいずれかへの電力が群１Ｌ内のスイッチの対応する１つによって切られる場合に、電流が左側チャネル５０Ｌ内のサーミスタ５４を通してこっそり出る可能性があるからである。例えば、群１Ｌ内のスイッチ＃２のみが切られる（すなわち、開く）と想定する。スイッチ＃１、３、４は入れられている（すなわち、閉じている）ので、ＡＣ電圧発生器３５は、電極素子Ｅ１、Ｅ３、Ｅ４に電圧を印加する。サーミスタＴ１およびＴ２は、電流がＥ１からＥ２に流れるための経路を提供し、サーミスタＴ３およびＴ２は、電流がＥ３からＥ２に流れるための経路を提供し、サーミスタＴ４およびＴ２は電流がＥ４からＥ２に流れるための経路を提供する。これは、Ｅ２と直列に有線接続されたＥ１、Ｅ３およびＥ４の並列組合せと等しい。この並列組合せにおけるサーミスタの数が第１の電極素子５２の数と直線的に増加するので、（並列組合せと直列に有線接続された）単一のサーミスタＥ２内の電流はかなりになる可能性がある。任意の追加の群のスイッチ３Ｌを含めることにより、群３Ｌ内の対応するスイッチ＃２を閉じることによって、その単一のサーミスタＥ２内の電力損失を防ぐための能力をシステムに提供する。

（追加の群のスイッチ３Ｌを含むこれらの実施形態で）これを達成するために、コントローラ３４は、群１Ｌ内のスイッチの所与の１つが開かれるあらゆるときに、群３Ｌ内の対応するスイッチが閉じられるようにプログラミングされてもよい。これは、前のパラグラフで記載したように、スイッチが切られた第１の電極素子５２に関連付けられたサーミスタ５４が多すぎる電力が損失するのを防ぐ。

追加の群のスイッチ３Ｌを含むこれらの実施形態では、右側チャネル５０Ｒ内の各サーミスタ５４の個別のバイパスが、スイッチ３Ｒの群が群３Ｌの代わりに使用されることを除いて、左側チャネル５０Ｌに関連して上に記載したのと同じアプローチを使用して達成される。対応する群のスイッチ（図示せず）はまた、他のチャネル５０Ａ、５０Ｐに提供され、同様のアプローチがこれらのチャネルにも使用される。

図７は、電流出力段階中に、トランスデューサアレイ１５０の９つの異なる領域を通して通過する電流に個別の制御を行うトランスデューサアレイ１５０の第２の実施形態を示している。図８に関連して以下に記載するように、トランスデューサアレイ１５０の４つのコピーは、人の頭部（または他の身体部）にＴＴＦｉｅｌｄｓ治療を施すために使用されることが好ましい。

各トランスデューサアレイ１５０は、少なくとも４セットの電極素子１５２／１５３を含む。各セット１５２／１５３は、互いに熱接触して配置されているそれぞれの第１の電極素子１５２およびそれぞれの第２の電極素子１５３を含む。参照を容易にするために、第１の電極素子１５２はＥ１～Ｅ９とラベル付けされ、第２の電極素子１５３はＡ１～Ａ９とラベル付けされている。第１および第２の電極素子１５２、１５３は、それぞれ、上に記載した図５～図６の実施形態の第１のおよび第２の電極素子５２、５３と同様である。各セットの電極素子１５２、１５３は、トランスデューサアレイ１５０の異なる領域に位置決めされ、あらゆる所与のセット内の第１および第２の電極素子１５２、１５３は互いに熱接触して位置決めされている。

第１および第２の電極素子１５２、１５３は、図５の実施形態における支持構造５９と同様である、支持構造１５９によって定位置に保持される。

各トランスデューサアレイ１５０はまた、トランスデューサアレイ１５０内におよびそこから電気信号を送信するために使用されるコネクタ１５７を有する。コネクタ１５７は、少なくとも４つの第１のピンおよび第２のピンを有する。図示した実施形態では、第１のピンの数は第１の電極素子１５２の数と同じであり、各第１のピンはこれらの第１の電極素子１５２のそれぞれ１つに対応する。図示した実施形態では、Ａとラベル付けされた単一の第２のピンのみがある。本明細書で使用されるように、「ピン」という用語は、コネクタ１５７の雄または雌ピンのいずれかのことを言うことができることに留意されたい。

各トランスデューサアレイ１５０はまた、少なくとも４つの第１の導体を有し、これらの第１の導体の数は第１の電極素子１５２の数によって左右される。例えば、９つの第１の電極素子１５２を含む図７に示す実施形態では、９つの第１の導体がある。これらの第１の導体はそれぞれ、（ａ）コネクタ１５７内の第１のピンのそれぞれ１つと、（ｂ）第１の電極素子１５２（Ｅ１～Ｅ９）のそれぞれ１つの導電性基板の間に導電性経路を提供する。これらの第１の導体は、（個別の導体を共に単一のケーブル１５６内に通す）「ワイヤルーティング」ブロック１５５の直ぐ上で１～９とラベル付けされている。図５の実施形態と同様に、これらの第１の導体はそれぞれ任意選択では、ワイヤの複数のセグメント、および／またはフレックス回路上の複数の配線を使用して実施されてもよい。

図５～図６の実施形態と同様に、コネクタ１５７と噛み合うシステムは、電流出力段階中にコネクタ１５７上のそれぞれの第１のピンにＡＣ信号を印加するかまたは印加しないかによって、個別に各第１の電極素子１５２を選択的に励起するまたは励起しないことができる。しかし、第２の電極素子１５３の全てが共に有線接続されているので、コネクタ１５７上の第２のピンにＡＣ信号を印加するかまたは印加しないかによって、共に第２の電極素子１５３の全てを選択的に励起しなければならない、または励起しなくてもよい。したがって、トランスデューサアレイ１５０のあらゆる所与の個別の領域は、（ａ）完全レベルの電流を通過させる（すなわち、それぞれの第１の電極素子１５２が励起された場合に）、または（ｂ）より低いレベルの電流を通過させる（すなわち、それぞれの第１の電極素子１５２が励起されない場合に）いずれかである。

次に、温度読取段階中の図７の実施形態の動作を論じる。各トランスデューサアレイ１５０はまた、少なくとも４つの温度センサを含み、それぞれセットの電極素子１５２、１５３のそれぞれ１つと熱接触して配置されている。図５～図６の実施形態と同様に、温度センサはサーミスタ１５４を使用して実施されてもよい。各サーミスタ１５４は、第１の端子（すなわち、図７におけるサーミスタの下側端子）および第２の端子（すなわち、図７におけるサーミスタの上側端子）を有する。これらの実施形態では、各第１の導体は、（ａ）コネクタ１５７内の第１のピンのそれぞれ１つ、（ｂ）第１の電極素子１５２（Ｅ１～Ｅ９）のそれぞれ１つの導電性基板、および（ｃ）対応するサーミスタ１５４の第１の端子の間に導電性経路を提供する。

特に、この図７の実施形態における複数のサーミスタ１５４は直列に配置され、サーミスタの第１のもの（すなわち、図７における左上）で始まり、サーミスタの最後のもの（すなわち、図７における右下）で終わる。最後のサーミスタを除く各サーミスタの第２の端子は、それぞれのその後のサーミスタの第１の端子に有線接続されている。

各トランスデューサアレイ１５０は、コネクタ１５７の第３のピンと最後のサーミスタ１５４の第２の端子（すなわち、図７における右下のサーミスタの上側端子）の間に導電性経路を提供する第３の導体を有する。第３の導体は任意選択では、ワイヤの複数のセグメント、および／またはフレックス回路上の複数の配線を使用して実施されてもよい。

コネクタ１５７は各個別の第１の電極素子１５２に対応する個別の第１のピンを有し、導電性経路が各第１のピンと第１の電極素子１５２のそれぞれ１つの間に存在するので、コネクタ１５７と噛み合うシステムは、電流出力段階中にコネクタ１５７上のそれぞれの第１のピンに信号を印加するかまたは印加しないかによって、個別に各第１の電極素子１５２を選択的に励起するまたは励起しないことができる。サーミスタ１５４のあらゆる所与の１つの２つの端子がコネクタ１５７上の異なるピンに有線接続されているので、コネクタ１５７と噛み合うシステムは、各サーミスタ１５４の両方の端子へアクセスを有する。その結果、コネクタ１５７と噛み合うシステムは、温度読取段階中に、サーミスタ１５４のいずれかの抵抗を測定することができる。

特に、コネクタ１５７上のあらゆる所与の第１のピンが（電流出力段階中に）個別の第１の電極素子１５２のそれぞれ１つに対応し、また、（温度読取段階中に）個別のサーミスタ１５４のそれぞれ１つまたは２つに対応するので、コネクタ１５７上の各第１のピンは２つの機能を果たす。これにより、各ケーブル１５６内に含めなければならないワイヤの数を減らし、その後有利には、ケーブルをより可撓性があり、あまり扱いにくくなくする。

図８は、被験者にＴＴＦｉｅｌｄｓを印加するために、（図７に関連して上に記載した）トランスデューサアレイ１５０の４つのコピーを使用するシステムのブロック図である。図８では、これらの４つのコピーは１５０Ａ、１５０Ｐ、１５０Ｌおよび１５０Ｒとラベル付けされ、ここで、Ａ、Ｐ、ＬおよびＲは、それぞれ、前部、後部、左および右を意味する。図８の下側部分は、別のブロックとしてＡＣ電圧発生器３５および「ＣＡＤボックス」１３０を示し、後者は、温度測定ブロック１３２、コントローラ１３４、およびスイッチ１Ｌ、２Ｌ、３Ｌ、１Ｒ、２Ｒおよび３Ｒの群を含む。いくつかの実施形態では、これらの２つのブロック３５、１３０内の構成部品は、２つの別のハウジング内に物理的に分離させてもよい。しかし、代替実施形態では、これらの２つのブロック３５、１３０内の構成部品は単一のハウジング内に組み合わされる。

簡潔にするため、左右のチャネルのみが図８に示されている。しかし、残りのチャネル（すなわち、前部および後部チャネル）は、それぞれ、左右のチャネルと同じ方法で動作する。加えて、図８における各トランスデューサアレイ１５０は、簡潔にするため、４つの第１の電極素子１５２および４つのサーミスタ１５４のみで示されている。しかし、実際のシステムはより多数の（例えば、９から３０の間の）第１の電極素子およびサーミスタを有し、また、各トランスデューサアレイ１５０内で実際使用される第１の電極素子１５２の数によって、より多数の特定の他の構成部品（例えば、スイッチ、導体など）を有することが予測される。

図８のシステムは、その後に各サーミスタを選択するために、（双方向性アナログスイッチを使用して実施してもよい）群２Ｌおよび３Ｌ内の電子制御されたスイッチを制御することによって、温度読取段階中に左側チャネル１５０Ｌ内のサーミスタ１５４の温度を測定することができる。例えば、スイッチ１および２はサーミスタＴ１を選択するため閉じるべきであり、スイッチ２および３はサーミスタＴ２を選択するために閉じるべきであり、スイッチ３および４はサーミスタＴ３を選択するために閉じるべきであり、スイッチ４およびＮは最後のサーミスタ（すなわち、図８ではＴ４）を選択するために閉じるべきであることである。トランスデューサアレイ１５０Ｌ内のサーミスタＴ１～Ｔ４のいずれかの所与の１つが選択された後に、温度測定ブロック１３２は、図６に関連して上に記載したように、サーミスタの抵抗を測定することによって、そのサーミスタの温度を判断することができる。

右側チャネル１５０Ｒ内のサーミスタ１５４の温度を測定することは、スイッチ２Ｒおよび３Ｒの群が群２Ｌおよび３Ｌの代わりに使用されることを除いて、左側チャネル１５０Ｌに関して上に記載したのと同じアプローチを使用して達成される。対応する群のスイッチ（図示せず）はまた、他のチャネル１５０Ａ、１５０Ｐに提供され、同様のアプローチがこれらのチャネルにも使用される。

電流出力段階中の所与の時間間隔（例えば、１秒）内に、ＡＣ電圧発生器３５は、ＬおよびＲ端子の間にＡＣ信号を印加していると想定する。このＡＣ信号は、左右のトランスデューサアレイ１５０Ｌ、１５０ＲのＡ端子に印加され、ＡＣ電圧発生器の出力が第２の電極素子１５３（Ａ１～Ａ４）の全てに印加されることを意味する。温度読取段階中にサーミスタ１５４（Ｔ１～Ｔ４）から得られた温度読取に基づいて、コントローラ１３４は、図６に関連して上に記載したように、次の電流出力段階中に対応する第１の電極素子１５２（Ｅ１～Ｅ４）それぞれに対する（ＡＣ電圧発生器３５内で生じる）電流を入れるまたは切るいずれかとするように、群１Ｌおよび１Ｒ内のスイッチ（および、図示しない前部および後部チャネル内の対応するスイッチ）を制御する。例えば、完全電流をセット１５２／１５３の４つ全てに残すために、群１Ｌ内のスイッチの４つ全てを閉じるべきである。電極素子（図７参照）のＥ１／Ａ１セット１５２／１５３を通して通過する電流を減らすために、群１Ｌ内のスイッチ１を開くべきであり、電極素子のＥ２／Ａ２セット１５２／１５３を通して通過する電流を減らすために、群１Ｌ内のスイッチ２を開くべきであるなどである。

図５～図６の実施形態と同様に、電流出力段階中に個別の第１の電極素子を通して送られる電流を制御することは、その領域が熱くなり始めるときに、所与の領域を通して通過する電流を減少させるために使用することができ、これは有利には、所与の領域を通して通過する電流を完全に遮断することなく過熱するのを防ぐことができる。

代替実施形態では、（図５～図８に関連して上に記載したように）サーミスタを使用して温度センサを実施する代わりに、温度感知は焦電材料の複数の領域を使用して実施されてもよい。適切な焦電材料の例としては、ＰＶＤＦホモポリマー、ＰＶＤＦ有機誘導体、例えばＰ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）、およびＰＶＤＦセラミック合成物が挙げられ、ここで、ＰＶＤＦはポリ（フッ化ビニリデン）であり、ＴｒＦＥは三フッ化エチレンである。いくつかの実施形態では、焦電材料は、Ｐ（ＶＤＦ－ＴｒＦＥ）コポリマーであるＰｉｅｚｏｔｅｃｈ（登録商標）ＲＴ－ＦＣである。いくつかの実施形態では、焦電材料の領域は、ポリ（フッ化ビニリデン－三フッ化エチレン－塩化三フッ化エチレン）および／またはポリ（フッ化ビニリデン－三フッ化エチレン－１－塩化フッ化エチレン）などのポリマー層であってもよい。

第１および第２の電極素子はそれぞれ、前面および後面を有する。焦電材料の各領域は、前面および後面を有し、焦電材料の各領域の前面はそれぞれのセットの第１／第２の電極素子の後面と電気および熱接触して配置されている。追加の電極領域は、焦電材料の領域の後面に接触する。

焦電材料の各領域の前面とそれぞれのセットの第１／第２の電極素子の後面の間の電気および熱接触は、互いに直接接触してこれらの２つの面を配置することによって（例えば、製造中に焦電材料の領域の上に第１および第２の電極素子を堆積または噴霧することによって）達成されてもよい。別の方法では、電気および熱接触を遮らない材料の別の層は、これらの２つの面の間に配置されてもよい。

第１および第２の電極素子はそれぞれ焦電材料の領域のそれぞれ１つと熱接触して配置されているので、あらゆる所与のセットの第１／第２の電極素子の温度変化は、焦電材料のそれぞれの領域において対応する温度変化を生じさせる。この温度の変化は、焦電電圧を焦電材料のそれぞれの領域の対向面にわたって生じさせる。この焦電電圧の瞬間的な値は、第１の電極素子および追加の電極領域を介して測定することができる。第１および第２の電極素子と焦電材料のそれぞれの領域の間の熱接触により、測定された電気信号は、焦電材料の各領域の温度の変化を示すだけでなく、各それぞれのセットの第１／第２の電極素子の温度の変化も示す。

誘電材料の領域は、間隙によって分離される可撓性ポリマーの別個の部分であってもよい。別の方法では、誘電材料の領域は、可撓性ポリマー材料の単一の連続シート内の領域である可能性がある。

焦電材料は、その絶対温度に基づいて出力を発生させない。代わりに、温度の変化の関数である電気出力を発生させる。第１および第２の電極素子はそれぞれ、同様の特徴を備えた焦電材料のそれぞれの領域と熱接触して位置決めされている。したがって、所与のセットの電極素子が別のセットの電極素子より熱く進んでいる場合、所与のセットでの温度変動は、他のセットでの温度変動より大きくなる。これは、所与のセットに接触して位置決めされた焦電材料の領域に他のセットと接触して位置決めされた焦電材料の領域より大きな電気出力を発生させる。

コントローラは、これらの電極セットと熱接触して位置決めされた焦電材料の領域によって発生された信号をサンプリングすることによって、全ての電極セットの温度変動を比較する。電気特徴が時間の経過と共にどのように変化するかを分析することによって、コントローラは、所与のセットの温度変動が別のセットの温度変動より大きいかどうかを判断することができる。コントローラはその後、より熱いセットの電極素子を通して流れる電流を減少させるようにより熱いセット内の第１の電極素子を切ることによって、全ての電極素子の温度を標準化するためにこの情報を使用することができる。

焦電材料は（絶対温度と対向するように）温度の変化に反応するので、３７℃から３７．２℃の間で循環している焦電材料は、同じ焦電材料が４０℃から４０．２℃の間で循環している場合と同じ出力を作り出す。これを考慮して、上に記載したようなあらゆる所与のトランスデューサアレイ内の全ての電極素子の温度を単に等しくすることは十分ではない。逆に、トランスデューサアレイの温度は所与の閾値（例えば、４０℃）より下に維持されるべきであるので、トランスデューサアレイが過熱していないことを保証するためにさらに１つの情報が必要である。この追加の情報は、少なくとも１セットの第１／第２の電極素子の絶対温度である。単一のセットの第１／第２の電極素子の絶対温度が知られており、電極素子の全ての温度が等しくされたことが知られている場合、確かに電極素子が閾値温度より熱くない。

これを考慮して、少なくとも１つの絶対温度センサ（例えば、サーミスタ）は、少なくとも１つのセットの第１／第２の電極素子と熱接触して位置決めされ、システムは、コントローラがサーミスタの温度を判断する（それにより、サーミスタと熱接触する電極素子の温度を判断する）ことができるように、回路を含む。

図９は、上に記載した図６および図８の実施形態における群１Ｌおよび１Ｒと、前部および後部チャネル（図示せず）に対して対応する群内の各スイッチを実施するのに適した回路の略図である。回路は、いずれかの方向に電流を通過させることができる構成である、直列に有線接続された２つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）６６、６７を含む。この回路に適したＦＥＴの一例は、ＢＳＣ３２０Ｎ２０ＮＳＥ（Ｉｎｆｉｎｅｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ＡＧ、ノイビベルク、ドイツ）（図９に示したダイオードはＦＥＴ６６、６７自体内に本来含まれていることに留意されたい）。２つのＦＥＴ６６、６７の直列組合せは、上に記載したコントローラ３４のデジタル出力の１つから到達する制御入力の状態によって、電気の流れを伝えるまたは遮断するいずれかである。直列組合せが伝わっている場合、電流は共有された導体とそれぞれの第１の電極素子５２の間を流れることができる。もう一方で、ＦＥＴ６６、６７の直列組合せが伝わっていない場合、電流は共有された導体とそれぞれの第１の電極素子５２の間を流れない。

図５および図７に関連して上に記載した実施形態では、電極素子５２、５３の全ては容量結合され、支持構造５９は、電極素子５２、５３の誘電層が被験者の身体に面し、被験者の身体に接触して位置決めすることができるように、電極素子５２、５３を被験者の身体に対して保持するように構成されている。しかし、代替実施形態では、容量結合されていない電極素子を使用してもよい。この場合、各電極素子の誘電層が省略され、この場合には、支持構造５９は、電極素子５２、５３の導電性表面が被験者の身体に面し、被験者の身体と接触して位置決めすることができるように、電極素子５２、５３を被験者の身体に対して保持する。任意選択では、これらの実施形態では、トランスデューサアレイ５０が被験者の身体に対して置かれる場合に、ヒドロゲルの層を電極素子５２、５３の導電性表面と被験者の身体の間に配置してもよい。

本発明は特定の実施形態を参照して開示されているが、記載した実施形態への多くの変更、修正および変化は、添付の特許請求の範囲で定義されたような、本発明の領分および範囲から逸脱することなく可能である。したがって、本発明は記載した実施形態に限るものではなく、以下の特許請求の範囲の表現およびその等価物によって定義される全範囲を有することを意図している。

２０ ＡＣ信号発生器
２１ トランスデューサアレイ
２２ トランスデューサアレイ
２３ トランスデューサアレイ
２４ トランスデューサアレイ
３０ ＣＡＤボックス
３２ 温度測定ブロック
３４ コントローラ
３５ ＡＣ電圧発生器
５０ トランスデューサアレイ
５２ 電極素子
５３ 電極素子
５４ サーミスタ
５６ ケーブル
５７ コネクタ
５９ 支持構造
６６ 電界効果トランジスタ
６７ 電界効果トランジスタ
１３２ 温度測定ブロック
１３４ コントローラ
１５０ トランスデューサアレイ
１５２ 電極素子
１５３ 電極素子
１５４ サーミスタ
１５６ ケーブル
１５７ コネクタ
１５９ 支持構造
Ｅ 電極素子

Claims (18)

1. 被験者の身体に交流電場を印加するための装置であって、
   電極素子のセットのそれぞれが、それぞれの第１の電極素子、および前記それぞれの第１の電極素子と熱接触して配置されたそれぞれの第２の電極素子を含む、少なくとも４セットの電極素子と、
   少なくとも４つの第１のピンおよび第２のピンを有するコネクタと、
   少なくとも４つの第１の導体であって、それぞれが、（ａ）前記第１のピンのそれぞれ１つと（ｂ）前記第１の電極素子のそれぞれ１つとの間に導電性経路を提供する、少なくとも４つの第１の導体と、
   前記第２のピンおよび前記第２の電極素子の全ての間に導電性経路を提供する第２の導体と、
   それぞれ電極素子の前記セットのそれぞれ１つと熱接触して配置されている少なくとも４つの温度センサと
   前記被験者の身体に対して電極素子の前記セットを保持するように構成された支持体とを備えた、装置。
2. 電極素子の前記セットのそれぞれ内で、前記それぞれの第２の電極素子の面積は前記それぞれの第１の電極素子の面積の少なくとも２倍である、請求項１に記載の装置。
3. 前記装置は少なくとも９セットの電極素子を有し、前記コネクタは少なくとも９つの第１のピンを有し、前記装置は少なくとも９つの第１の導体を有し、前記装置は少なくとも９つの温度センサを有する、請求項１に記載の装置。
4. 前記各温度センサは、第１の端子および第２の端子を有するサーミスタを備え、
   前記コネクタは第３のピンを有し、
   前記各第１の導体は、（ａ）前記第１のピンのそれぞれ１つ、（ｂ）前記第１の電極素子のそれぞれ１つ、および（ｃ）それぞれのサーミスタの前記第１の端子の間に導電性経路を提供し、
   前記装置はさらに、前記第３のピンと前記サーミスタの少なくとも１つの前記第２の端子との間に導電性経路を提供する第３の導体を備えている、請求項１に記載の装置。
5. 前記全てのサーミスタの前記第２の端子は共に有線接続される、請求項４に記載の装置。
6. 前記サーミスタは直列に有線接続され、前記サーミスタの第１のもので始まり、前記サーミスタの最後のもので終了し、前記最後のサーミスタを除いた前記各サーミスタの前記第２の端子は、それぞれのその後のサーミスタの前記第１の端子に有線接続され、前記第３の導体は、前記コネクタの前記第３のピンと前記最後のサーミスタの前記第２の端子の間に導電性経路を提供する、請求項４に記載の装置。
7. 前記各温度センサは焦電材料の領域を備えている、請求項１に記載の装置。
8. 各前記第１の電極素子は、上に配置された誘電層を備えた導電性板を備え、
   各前記第２の電極素子は、上に配置された誘電層を備えた導電性板を備え、
   前記支持体は、前記第１の電極素子の前記誘電層および前記第２の電極素子の前記誘電層が前記被験者の身体に面するように、前記被験者の身体に対して前記第１の電極素子および前記第２の電極素子を保持するように構成されている、請求項１に記載の装置。
9. 少なくとも４セットの電極素子を使用して被験者の身体に交流電場を印加するための装置であって、電極素子の前記セットはそれぞれ、それぞれの第１の電極素子、および前記それぞれの第１の電極素子と熱接触して配置されたそれぞれの第２の電極素子を含み、電極素子の前記セットはそれぞれ、それぞれの温度センサと熱接触して配置されている、装置であって、
   ＡＣ出力信号を発生させるＡＣ信号発生器と、
   少なくとも４つの第１のピンと、第２のピンとを含むコネクタであって、各前記第１のピンは前記第１の電極素子のそれぞれ１つに対応し、前記ＡＣ出力信号は前記第２のピンに印加される、コネクタと、
   少なくとも１つの制御信号の状態によって、前記第１のピンのそれぞれ１つに前記ＡＣ出力信号を選択的に印加するまたは印加しないようにそれぞれ構成されている少なくとも４つの第１のスイッチと、
   前記各温度センサから入力を受け入れ、対応する出力を発生させるように構成された増幅器と、
   前記増幅器の前記出力に基づいて、前記ＡＣ出力信号が前記各第１のピンに印加されるか印加されないかを判断する状態に前記少なくとも１つの制御信号を設定するように構成されたコントローラとを備えた、装置。
10. 前記コントローラは、（ａ）前記増幅器の前記出力に基づいて、前記第１の電極素子の少なくとも１つが他の第１の電極素子より熱い場合を判断し、（ｂ）前記ＡＣ信号が少なくとも１つのそれぞれの第１のピンに印加されないように、前記第１のスイッチを制御する状態に前記少なくとも１つの制御信号を設定するように構成されている、請求項９に記載の装置。
11. 前記コントローラは、（ａ）前記増幅器の前記出力に基づいて、前記第１の電極素子の少なくとも１つが閾値レベルより熱い場合を判断し、（ｂ）前記ＡＣ信号が少なくとも１つのそれぞれの第１のピンに印加されないように、前記第１のスイッチを制御する状態に前記少なくとも１つの制御信号を設定するように構成されている、請求項９に記載の装置。
12. 前記温度センサからの前記入力は、前記第１の電極素子に対応する同じ第１のピンを介して到達する、請求項９に記載の装置。
13. 被験者の身体に交流電場を印加するための方法であって、
    前記被験者の身体上または内に少なくとも４セットの電極素子を位置決めするステップであって、電極素子の前記セットのそれぞれは調節可能な活性領域を有する、ステップと、
    その活性領域全体を使用して電極素子の前記セットのそれぞれを励起するステップと、
    電極素子の前記セットのそれぞれの温度を測定するステップと、
    温度測定値の対応する１つに基づいて、電極素子の前記セットの少なくとも１つの前記活性領域を減少させるステップとを含む、方法。
14. 所与のセットの電極素子の前記活性領域は、前記所与のセットの電極素子が他のセットの電極素子より熱い場合に減少される、請求項１３に記載の方法。
15. 所与のセットの電極素子の前記活性領域は、前記所与のセットの電極素子が閾値レベルより熱い場合に減少される、請求項１３に記載の方法。
16. 前記位置決めするステップは、
    前記被験者の身体上または内に少なくとも４つの第１の電極素子を位置決めするステップであって、前記各第１の電極素子は、他の第１の電極素子と独立して励起することができるように有線接続されている、ステップと、
    前記被験者の身体上または内に少なくとも４つの第２の電極素子を位置決めするステップであって、前記各第２の電極素子は、前記第１の電極素子のそれぞれ１つに隣接して、および熱接触して位置決めされ、前記第２の電極素子は、前記第２の電極素子の全てが集合的に励起されなければならないか、または集合的に励起されなくてもよいかのいずれかであるように、共に有線接続されている、ステップとを含む、方法であって、
    前記励起するステップは、前記第１の電極素子および前記第２の電極素子の全てを励起するステップを含み、
    前記活性領域を減少させるステップは、それぞれの温度測定値に基づいて、前記第１の電極素子の選択されたものを無通電にするステップを含む、請求項１３に記載の方法。
17. 所与の第１の電極素子を無通電にするステップは、前記所与の第１の電極素子が他の第１の電極素子より熱い場合に行われる、請求項１６に記載の方法。
18. 所与の第１の電極素子を無通電にするステップは、前記所与の第１の電極素子が閾値レベルより熱い場合に行われる、請求項１６に記載の方法。

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