JP5779304B2 - イオントフォレーゼ装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、低電圧イオントフォレーゼ処置の後に行われる皮膚導電度向上処置等の複数の処置を施すのに適したイオントフォレーゼ装置及び方法に関する。

イオントフォレーゼ薬物送達システムは、病院や診療所において商業上利用可能となっており、この数十年の間、薬物送達の発展プロジェクトにおいてカスタムエンジニアード（custom-engineered）な装置として採用されている。しかしながら、このシステムには多くの制限があった。

イオントフォレーゼ装置は、次のような特性を備えることが好ましい。すなわち、使い捨てができ、操作が簡単で、薬物送達が効率的で、内蔵電源が独立していて、内蔵電子ドース（dose）制御器が精密で、小型かつ軽量で、患者にとって快適かつ安全で、生産及び販売において経済的であることである。しかしながら、現実にはこのような特性を備えた装置は今のところ利用可能となってはいない。

商業上の観点からすると、実用的なシステムは使い捨てのドースコントローラを廃棄するのではなく電子ドースコントローラを再利用し、または、内蔵パッチバッテリに完全に依存する代わりに、制御された電流ドースを増大させ、あるいは、パッチに一時的に接続された外部電源を用いて内蔵パッチバッテリを充電することが好ましい。この種の実用的なシステムには特有のことだが、パッチの本質的な構成要素との通信を確立しながら、外部ドースコントローラを受けるため、又はパッチに外部電源を供給するための経済的な接続・接合・搭載・結合手段が必要となってくる。

以下の説明は、本発明のいくつかの基本的な観点の理解のための本発明の要点についてのものである。この説明は広範囲な意味を含む本発明の概要ではない。また、これは本発明の構成要素を特定したり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。下記は以下に続く実施形態の前置きとして、本発明のいくつかの概念を簡単に説明するものにすぎない。

本発明の具体的な観点に係る複合イオントフォレーゼ経皮システムは、従来のイオントフォレーゼ経皮装置及び低電圧イオントフォレーゼ経皮システムとしての両方の機能を備える。本発明の実施例においては、装置はフォーワード（forward）イオントフォレーゼ処置（例えば、薬物伝達）及び／又はリバース（reverse）イオントフォレーゼ処置（例えば、検体抽出）に用いられる。複合装置として採用された場合、当該装置は従来のシステム及び低電圧システムとしての両方の有用な点を最大限に利用し、従来のシステム及び低電圧システム単体での不利益を減少または除去する。加えて、当該装置は単に従来のイオントフォレーゼ装置として、又は単に低電圧イオントフォレーゼ経皮システムとして用いることができ、ユーザに皮膚導電度向上処置等の治療において多用途性を提供するものである。

本発明の他の具体的な観点に係る複合装置は、統合的又は部分的に統合的なイオントフォレーゼ電気パッチに用いられ、電気パッチとドース制御モジュール、電力供給モジュール、（パッチに内蔵された充電式バッテリ用の）充電モジュール、データ取得モジュールとの接続又はこれらの組み合わせの接続における複数の問題を解決するものである。

本発明の他の実施形態、システム、方法、特徴及び利点は、当業者にとって以下の実施形態及び図面を検討することによって容易に想到することができるものである。これらの他のシステム、方法、特徴及び利点は本発明の技術的範囲に含まれるものとする。

本発明によれば、低電圧イオントフォレーゼ処置の後に行われる皮膚導電度向上処置等の複数の処置を施すのに適したイオントフォレーゼ装置及び方法が提供される。

以下の詳細な実施形態は、本発明の原理及び利点を説明するためのものであり、本発明の技術的範囲を限定するためのものではない。

本実施形態において、従来のイオントフォレーゼ経皮処置を行うシステム及び低電圧イオントフォレーゼ経皮システムの両方の機能を備えた複合イオントフォレーゼ経皮装置について説明する。この装置は、フォーワードイオントフォレーゼ（例えば、薬物送達）及びリバースイオントフォレーゼ（例えば、検体抽出）の両方の用途に用いられる。複合装置として用いられた場合、この装置は従来のイオントフォレーゼ経皮処置用のシステム及び低電圧システムが有する不利益を減少または除去しつつ、従来のシステム及び低電圧システムの両方の利点を最大限に生かすことができる。加えて、この装置は、従来のイオントフォレーゼシステム単体又は低電圧イオントフォレーゼシステム単体として用いることができ、このためユーザに多用途性を提供することができる。

また、イオントフォレーゼ経皮装置の動作を設計し、また確認する方法についても説明する。低電圧イオントフォレーゼ動作はオープンループ（例えば、最小限電気的コントロール（minimal electronic control）又はフィードバック、最小限電気的電流制限（minimal electronic current regulation））なので、この方法は好適である。

本発明者らは、患者に薬物治療を施す前及びその間の皮膚抵抗の変化をモニタし、特徴付け、そして適応するシステムを開発した。これは、少なくとも部分的に、電気電流及び薬物送達の関係に基づくものである。特に、患者の皮膚の電気導電度が向上されると薬物送達が向上されることに基づくものである。

本実施形態において説明される治療方法は、皮膚導電度向上処置（本発明の第一の段階）用の電子コントローラを用いる。この電子コントローラは、従来のイオントフォレーゼ処置に用いられる既存の電子コントローラと類似するものである。このコントローラは、従来のイオントフォレーゼシステム又は本実施形態で説明されるシステムと組み合わされて用いられるように設計されている（すなわち、電子コントローラは、マルチオプションな治療装置である）。皮膚導電度向上処置を行うには、比較的短い時間が要求される（例えば、２〜３分）。

皮膚導電度向上処置が完了した後、電子コントローラはイオントフォレーゼ経皮パッチから取り外される。残りの治療が低電圧処置を利用する。換言すると、本実施形態による治療方法の第二の段階では、エンハンスド（enhanced）低電圧イオントフォレーゼ処置が採用される。例えば、イオントフォレーゼ経皮パッチは、皮膚導電度向上処置の間、従来のイオントフォレーゼを行うパッチとして機能し、また、残りの治療の間に電源内蔵型の低電圧イオントフォレーゼパッチとして機能する。

低電圧電源は、パッチの製造時において当該パッチに内蔵されてもよいし、
又は、第一段階が終了した時点でユーザによってパッチに接続されるものであってもよい。内蔵される場合は、低電圧電源は皮膚導電度向上処置の間に電気的にバイパス（bypass）される（すなわち、電子コントローラによってパッチに電力が供給されている間バイパスされる）。電子コントローラが取り外された後に取り付けられる場合には、電子コントローラに用いられたものと同じコネクタを用いてイオントフォレーゼパッチに接続される。

本発明は、従来のイオントフォレーゼ処置にはないいくつかの利点を提供する。当業者にとっては既知であるが、従来のイオントフォレーゼ処置は、比較的大きな電流（例えば、３ミリアンプ）を供給する電子イオントフォレーゼコントローラを用いるものである。提供されるドースは比較的正確である。ここで、３ミリアンプにおける８０ミリアンプ‐分の処置を例として検討する。イオントフォレーゼ処置自体は、約２６．７分（２６．７という数字は、８０ミリアンプ‐分を３ミリアンプで割った数に等しい）の時間を要する。この時間に、準備、パッチの適用、電源のオン、電源のオフ、パッチの取り外し、クリーニング等に必要な時間を加えると、実際には処置に約４０分の時間を要する。この間、患者は基本的に動くことができない（クリニック内でじっとしていなければならない）。これは、患者がリード線を介して卓上式またはハンドヘルド式の電子イオントフォレーゼコントローラに接続されており、またこのコントローラをクリニック内から動かすことができないからである。待ち時間や管理業務の時間を加えると、クリニックを訪れるトータルの時間が１時間を越える結果となる。そこで、もしクリニック内での時間を減らすことができれば、患者及び臨床医にとっては有益である。

一方、本実施形態において開示される治療方法は、クリニックにおいて行われる治療として第一の段階を有する。治療の皮膚導電度向上処置段階では、２〜３分の時間を要する。この段階ののちに、電子コントローラが取り外される。患者は数時間経皮パッチを着用し続けるが、クリニックを去って通常の日常生活動作を行うことができるので、じっとしていなければならない訳ではない。（パッチと一体の）低電圧電源を備えたパッチは、使い捨て可能な装置であり、患者は数時間ののちに単にパッチを取り外して廃棄すればよいだけである。従って、クリニックを訪れている全体の時間を、同一ドース（例えば、８０ミリアンプ‐分）の従来のイオントフォレーゼ処置に比べて大幅に減らすことができる。

また、当業者にとって自明なことであるが、低電圧イオントフォレーゼ経皮パッチの不利益点は、流される電流の平均の大きさが比較的小さい点である。この大きさは、従来のイオントフォレーゼ治療に用いられる電子コントローラが供給するものと比べておよそ２桁小さい。そこで、低電圧イオントフォレーゼパッチを用いた治療では、好適な治療時間は、かなり長い時間となる。既存の低電圧イオントフォレーゼシステムにおいては、好適な治療時間は一般的には２４時間である。例えば、IOMED社のコンパニオン（companion）８０では、好適な時間は２４時間で、またTravanti社のイオンパッチでも好適な時間は２４時間である（なお、Travantiファーマ社は、以前はBirch Point Medical社であった）。

一方、本実施形態の治療方法によれば、低電圧イオントフォレーゼ段階は典型的にはおよそ２時間である。従って、この点において従来技術に対して有用である。

本発明の実施形態においては、動作は２つの段階を有する。第一段階は皮膚電気導電度向上処置であり、第二段階はエンハンスド・低電圧イオントフォレーゼ経皮パッチによる治療である。

皮膚電気導電度向上処置については、様々な既存の手法がある。これらの手法は、例えば、化学治療、表皮剥離、超音波治療、電気エネルギの利用を含む。従来のエレクトロポレーション（electroporation）は、皮膚導電度向上処置に電気エネルギを用いた手法の一例である。従来のエレクトロポレーションは、高電圧、高エネルギ、及び短期間のパルスを利用するものであるが、本発明は高電圧及び高エネルギに依らない。

また、電気回路網を小さくし、信頼性を高め、製造コストを下げるために、本発明の実施形態においては皮膚導電度向上処置を実施するための回路として従来のイオントフォレーゼ治療に用いられるものと同一の回路を利用する。この回路の機能は、典型的には、電流を制御することとともに徐々に直流電圧を増加すること、または、電圧を制御することとともに徐々に直流電流を増加することである。

本発明は、実施形態ごとに異なる条件の下で実施されてもよい。本実施形態では、好適な低電圧イオントフォレーゼ治療の時間は４時間またはそれ以下である。理想的には、低電圧段階は平均で２時間以下である。これは、患者によって、又は身体部位によって皮膚抵抗や薬物輸送が異なるので、安全マージンを与えることとなる。なかには皮膚抵抗が高い患者もおり、その場合には治療時間は２時間以上となる。本発明は、低電圧イオントフォレーゼ治療時間については、最大で４時間、かつ好適には２時間以下の時間に限定されるものではない。従って、４時間以上の他の時間であってもよい。

現在のところ、低電圧イオントフォレーゼ治療は、実質的な規制がなされているものではない。換言すると、電気電流については制限がない。電流の制限がないため、電流の大きさは治療の適用ケースごとに異なる。

低電圧段階での電流の大きさは、皮膚抵抗に依る。皮膚導電度が初期的に向上されていない場合、患者の皮膚抵抗はさらに大きく異なり、また大きさが大きくなる。治療時間は大きく異なり、最大４時間の好適な時間を越える場合がある。

皮膚電気導電度向上段階の２つの利点は、（１）低電圧イオントフォレーゼ処置に必要な時間が減少されている点と、（２）異なる身体部位ごとに異なる必要な処置時間の差を小さくした点（皮膚導電度の標準化（normalization））である。

図１のテーブルは、低電圧イオントフォレーゼ処置（８０ミリアンプ‐分、６ボルトの低電圧イオントフォレーゼ処置、大人の女性）に関する説明のためのデータを示す。

本発明の第一の実施形態では、少なくとも３箇所の身体部位に有効に作用するイオントフォレーゼ経皮システムを用いる。これらの身体部位には、腕、手首、及び膝が含まれる。このイオントフォレーゼシステムは、また、これら３箇所の身体部位と同様の電気導電度を持つその他の部位にも有効に作用する。

図１のテーブルは、皮膚電気導電度向上処置を採用しない場合の６ボルト低電圧イオントフォレーゼシステムの治療時間を示す（時間−ノンエンハンスド）。３箇所の身体部位の治療時間は、最低２．１時間（腕）から最大５．５時間（膝）の範囲で異なっている。この時間の範囲は広すぎ、４．６時間（手首）及び５．５時間（膝）という処置時間は好ましくない。平均的な処置時間は４．１プラスマイナス１．８５時間である（プラスマイナスは標準偏差である）。

図１のテーブルは、また、皮膚電気導電度向上処置を採用した場合の６ボルト低電圧イオントフォレーゼシステムの治療時間を示す（時間−エンハンスド）。３箇所の身体部位の全てにおいて治療時間が大幅に減少している（３箇所とも２．５時間以下）。３箇所の治療時間は比較的似通っている（すなわち、ある程度の治療時間の標準化をもたらすある程度の電気導電度の標準化がある）。平均治療時間は１．９プラスマイナス０．５時間である（プラスマイナスは標準偏差である）。３箇所の治療時間は、それぞれ、好適な２時間の治療時間とおよそ同一であり、低電圧イオントフォレーゼ治療において導電度向上処置を施す本発明の第一の実施形態の設定条件を満たす。

図２及び３のグラフは、３ボルトのイオントフォレーゼシステムによる皮膚電気導電度向上処置の利点を電流の大きさとともに示すものである。図２に示す治療は、低電圧イオントフォレーゼ処置の前に皮膚電気導電度向上処置を採用していない。そこで、皮膚導電度が４時間全体に渡って徐々に増加しており、平均電流が減少する結果となっており、換言すると３０ミリアンプ‐分の比較的低い全体ドースとなっている。

図３に示す治療は、低電圧イオントフォレーゼ処置の前に皮膚電気導電度の向上処置を採用している。そこで、治療の最初期の段階から皮膚導電度が最大化されており（なお、これは治療の初期の段階で電流のレベルが比較的高いことによって表される）、換言すると、比較的高い平均電流が４時間全体に渡って促進されており、５７ミリアンプ‐分の比較的高い全体ドースとなっている（約２倍の増加である）。

図２において、経過時間１２５分において、電流が急上昇している。これは、おそらく腕の運動のためであり、皮膚と電極との界面により変化したものである。このような摂動は一般的なものであり、なぜなら低電圧イオントフォレーゼ電気動作は基本的にオープンループなものだからである。

典型的に、低電圧イオントフォレーゼ装置（例えば、IOMED社のCompanion80）による治療時間は、第一に皮膚抵抗に依存する。これは、これらの装置が電気電流レギュレータを備えていないからである。１の身体部位（例えば、膝）における治療は、他の身体部位（例えば、腕）における同一ドースの（例えば、８０ミリアンプ‐分）の治療と比べて２００％から４００％の治療時間を要する。加えて、日が異なると身体部位によっては治療時間が異なることとなる（これは、身体部位の皮膚抵抗が健康状態、湿度、温度、時間等によって異なるものだからである）。さらに、同じ身体部位でも、皮膚の特性が異なるので患者ごとに治療時間は異なる。

従って、低電圧イオントフォレーゼ装置に関しては、皮膚抵抗が多くの問題を生じさせる。典型的な問題は、（１）望ましいパッチ着用時間内において薬物送達が不十分なドースとなること、（２）患者によって同一の身体部位でも治療時間が大きくことなること、（３）同一の患者でも身体部位によって治療時間が大きく異なることである。本発明の有用な点はこれら３つの問題及び皮膚抵抗による類似の問題を解決することである。

皮膚電気導電度向上処置段階における皮膚抵抗の低減及びおおよその標準化を図４に示す。当業者にとって自明だが、抵抗は導電度に反比例する。従って、抵抗の減少は導電度の増加につながる（例えば、電気導電度の増加及びポテンシャルドラッグフラックス（potential drug flux））。抵抗の単位はオームであり、導電度の単位はムオー（Mho）である。

初期皮膚抵抗は比較的高く、０．０２５ミリアンプ（グラフの外）で２５０キロオームである。電流が３．０ミリアンプ（経過時間３０秒）になると７．５キロオームまで低下する。電流が一定の間低下し続け、そして電流を減少させる直前に（経過時間１６６秒）最低の３．８７キロオームまで低下する。図示するように、電流が減少する間抵抗は上昇し続ける（例えば、増加された導電度のパーセンテージは、エンハンスメント段階が完了する前に失われる）。電流の大きさが小さくなると、皮膚中の導電度の経路は回復する。電圧が約６ボルトまで低下した際に具体的な抵抗値を測定する。本発明の実施形態においては、この６ボルトでの測定が、続いて行われる低電圧イオンフォトレーゼ段階（６ボルトの電位を採用）の間存在するおおよその抵抗を計算するのに利用される。

図５は、図４に対応する電圧と電流を示す。図示するように、経過時間１８３秒ほどで電圧は６ボルトまで低下する。そこでこのタイミングで具体的な抵抗の測定を行う。なお、説明を容易にするため、この測定をＲ１とする。

本発明の第一の実施形態のプロトタイプにおいては、低電圧イオンフォトレーゼ抵抗（例えば、後に行われる低電圧イオンフォトレーゼ段階で存在する抵抗）と皮膚電気導電度向上処置段階の残り数秒で測定された抵抗との比を求めるために実証的テストを採用した。図１３のテーブルは、８人の大人のサンプルサイズの膝に関して１．６１対１の比率を示す。標準偏差は比較的低く、このような計算は許容可能な概算または予測される計算結果を得ることに利用できる。

本発明の一の実施形態においては、この抵抗の計算は、電子回路によって後に行われる低電圧イオントフォレーゼ段階のおおよその時間を計算することに利用されてもよい。例えば、測定Ｒ１の結果が４．０キロオームの場合、低電圧イオンフォトレーゼのためのおおよその抵抗は６．４４キロオーム（１．６１Ｘ４．０キロオーム）となる。低電圧イオンフォトレーゼ段階の典型的な電位は、６．４４キロオームでは５．５ボルトであり、これは０．８５ミリアンプ／オームの結果となる。これは、８５分の治療（８５分＝０．８５ミリアンプ分の７２ミリアンプ‐分）の結果となる。治療の残りの時間はＬＣＤやその他の種類のディスプレイ装置に表示される。

本発明の他の実施形態においては、この時間測定は、低電圧イオンフォトレーゼ処置が所定の最高治療時間、例えば４時間以内に完了することを確認するために用いられる。時間が最大限度を超える場合は、皮膚電気導電度向上処置段階で適切な警告が臨床医及び／又は患者に発せられる。

この警告を行う動作を簡単にするために低電圧イオントフォレーゼ治療時間を計算する必要はない。これは、時間が抵抗Ｒ１に比例するからであり、すなわちＲ１を計算するのみで足りる。

同様に、単に所定の電圧（オームで割った値は抵抗に比例する）での電流の大きさを評価することによって計算をさらに簡単にすることができる。例えば、最大治療連続時間４時間の間に７２ミリアンプ‐分のドースで膝を治療する場合を考える。これは、１分おきに０．３ミリアンプ‐分に等しく、最小平均が０．３ミリアンプの電流に等しい。典型的な電位である６ボルトでは、これは２０キロオーム（Ｒ＝Ｖ／Ｉ）の最高低電圧イオントフォレーゼ抵抗の結果となる。図１３のテーブルによれば、Ｒ２対Ｒ１の割合は、膝については１．６１対１の割合である。従って、Ｒ１=１２．４キロオーム（２０／１．６１）である。１２．４キロオームでの６ボルトの電流は、０．４９ミリアンプである（Ｉ＝Ｖ／Ｒ）。従って、皮膚電気導電度向上処置段階の終りの近傍では、電子コントローラは、６ボルトでの電流の測定値は０．４９ミリアンプかそれ以上であることを確証することができる。電流が０．４９ミリアンプ以下である場合には、（ＬＥＤの点灯または警告表示機を介して）ユーザに警告を発する。本発明の第一の実施形態に係るモデルでは、非常に制限的な数学的計算能力を有するマイコンが用いられる。従って、最も単純な計算方法が採用される。

本発明の他の実施形態においては、皮膚電気導電度向上処置段階ののちに電流の測定を行う。電流をゼロまで低下させてからの有限な期間の間に、例えば、５秒以内の間に、電圧が低電圧イオントフォレーゼに利用された電圧と同じ大きさ、すなわち６ボルトに設定され、電流を測定する。この方法は、上記Ｒ２対Ｒ１の比率を最小限にし、又は除去し、これによって計算を簡単にし、かつ／又は増加させる。

本発明の第一の実施形態に係るモデルでは、多数の測定（すなわち、Ｒ１の測定のみならず）がマイクロコントローラによって数ミリ秒の間に約１ミリ秒単位で行われ、ノイズを低減して測定の正確さを増加するために平均化される。

本発明の他の実施形態においては、Ｒ１に関連する測定が余剰の電気導電度をテストするために用いられる。高レベルの導電度は、痛んだ皮膚（例えば、皮膚の損傷）又は他の異常に関連するものである。

図４に戻り、抵抗の変化率は、時間とともに減少する。最終的には、抵抗は最低の値となり、その後は時間とともに変化しない。そこで、抵抗の変化（抵抗の一次導関数）を、いつ皮膚電気導電度向上処置段階を終了するかについて判別する方法に利用することができる。

好適には、第二段階の低電圧イオンフォトレーゼにおける電位は、皮膚電気導電度向上処置の間に得られる皮膚電気導電度の増加したレベルによる最大の利益を得るために要求される皮膚電気導電度向上処置のレベルまで最適化される。

図６は、本実施の形態のために最適化がなされた場合の低電圧処置を示す。皮膚電気導電度向上処置段階では、３ミリアンプ〜８ミリアンプ‐分が採用されている（継続時間は約３分）。図示する低電圧イオントフォレーゼ段階では６ボルトが採用され、７２ミリアンプ‐分が１００分において達成されている（これは、２４０分の要求をはるかに下回るものである）。

最適化は、電流が最初から及び処置の全期間において比較的一定であることにより観察される。換言すると、低電圧イオントフォレーゼ処置段階で用いられる電位は、エンハンスメントがなく、電流がより低い値からスタートし、治療全体を通じてゆっくりと増加する皮膚電気導電度向上処置によってもたらされる電気導電度の増加したレベルを維持または向上するのに充分なものである。

図６において、電流は経過時間１６０分において効果的に止められる。本発明の第一の実施に係るモデルに係るイオントフォレーゼパッチは、８０ミリアンプ‐分が達成された後のある有限ドースで治療を終了させる電気化学オーバードース制限スイッチを含む。このようなイオントフォレーゼパッチについては、オーバードース制限スイッチが、約１２１ミリアンプ‐分および経過時間約１１６０分において効果的に電流を止めた。

図６において、皮膚電気導電度向上処置段階の間に８ミリアンプ‐分のドースに加えて、７２ミリアンプ‐分の低電圧イオントフォレーゼドースが得られ、２時間のうちに最低限要求される８０ミリアンプ‐分の患者に対するイオントフォレーゼドースの結果となった。図７は、図６の場合において流される電流についてドースを蓄積したものである（単位はミリアンプ‐分）。図７において、７２ミリアンプ‐分が約１００分（すなわち、１．６７時間）において達成されている。そのため、治療は２時間以内に完了し（すなわち、１２０分）、好ましい２４０分の要件以内であった。

図８は、この種の実施形態において最適化がなされていない場合の治療を示す。図６に示す治療のように、皮膚電気導電度向上処置段階では３ミリアンプ〜８ミリアンプ‐分が採用された。図６の治療と異なり、低電圧イオントフォレーゼは６ボルトの代わりに３ボルトを採用した。その結果、７２ミリアンプ‐分ドースの要件は、２４０分（４時間）の条件下では達成されなかった。２４０分後、低電圧段階で得られたドースは、約５３ミリアンプ‐分だった。

最適化の欠如は、電流が最初から減少していることによって観察できる。最初の一時間で、電流は０．２３ミリアンプから０．１０ミリアンプまで低下した。電流の大きさは、最初の大きさから４３％まで減少した。従って、抵抗は２３０％増加した（すなわち、電気導電度は初期値の４３％まで低下した）。抵抗の増加は、３ボルトの電位では皮膚電気導電度向上処置段階で提供される皮膚電気導電度の増加したレベルを維持するのに不十分であることを示す。そこで、低電圧イオントフォレーゼ電圧の大きさは、皮膚電気導電度向上処置のレベルにまで最適化されていないといえる。

好ましくは、皮膚電気導電度向上処置段階（すなわち、第一の段階）の動作は、低電圧イオントフォレーゼ段階（すなわち、第二の段階）で皮膚電気導電度を最大限にするように、低電圧イオントフォレーゼ段階において最適化される。従って、図１０に示すように、皮膚電気導電度向上処置段階においては、短い時間は導電度を増加させるのに不十分で、長い時間は導電度の充分な増加につながる。

以下の条件の一例を検討する。全治療時間は４時間かそれ以下、典型的には２時間で、皮膚電気導電度向上処置での電流密度は０．５３ミリアンプ／平方センチメートル又はそれ以下、皮膚電気導電度向上処置の時間は５分かそれ以下である。

皮膚電気導電度向上処置の効率を決めるパラメータは、電流密度と時間である。本実施形態の一のモデルにおいては、陽極電極の面積と陰極電極の面積とは、ともに５．７１平方センチメートルであった。従って、最大電流密度は０．５３ミリアンプ／平方センチメートルで、３．０ミリアンプの電流の最大の大きさに対応する。

結果として得られる本実施形態のパラメータは、経験的に判別されて実証される。皮膚電気導電度向上処置は、３．０ミリアンプ（許容最大値）で開始される。この例では、３ボルト又は６ボルト（一のリチウム電池または二つの直列リチウム電池に相当）の低電圧イオントフォレーゼ電位とともに、１分、３分及び５分の皮膚電気導電度向上処置をテストした。

図９は、最適化の達成を示す（これは、電流の大きさがドース制限スイッチによって約１００分で電流が低下させられるまでの全低電圧イオントフォレーゼ処置段階において実質的に一定だからである）。

低電圧イオントフォレーゼ処置段階は、６ボルトの通常電位を採用する。皮膚電気導電度向上処置段階は、３分の時間で３ミリアンプの条件を採用する。

テストは、皮膚電気導電度向上処置の期間の長さにかかわらず、３ボルトの低電圧イオントフォレーゼ処置段階が許容できるものではないことを実証した（すなわち、典型的な処置時間が要求される２時間よりもはるかに長かった）。従って、６ボルトの必要性が実証された。

さらなるテストが６ボルトでの低電圧イオントフォレーゼに基づく皮膚電気伝道度向上処置の最適な時間を判別するために行われた。結果を図１０に示す。なお、時間を３分以上の長さとしても大きな向上は見られなかった。

３分の場合と１．２分の場合とには大きな差があり、１．２分ではいくぶん不十分な時間である。従って、最適な時間は１．２分と３分との間にあり、さらなる最適化が必要と考えられるならばさらなる実証的テストを行ってもよい。例えば、本発明の第一の実施形態のモデルでは、必要とは考えられず、３分のエンハンスド時間が確立された。

図１１は、不十分な導電度の増加とともに生じる最適化の欠如を示す。低電圧イオントフォレーゼ処置の最初の一時間では、電流が実質的に増加し、これは、皮膚電気導電度向上処置が不十分であったことを示す。この不十分さは、不十分な時間または不十分な電流密度のいずれか、又はこれら両方の理由による。この例では、０．５３ミリアンプ／平方センチメートルの電流密度がこの例に許容された最大値であったが、不十分な時間（すなわち、わずか１．２分）によるものである。

本発明に係る装置の設計においては、治療対象の身体部位を考慮する。例えば、本発明の第一の実施形態では、３箇所の身体部位または同一かそれよりもよい電気導電度特性を有するその他の身体部位に用いられる。身体部位を図１２のテーブルに示す。これら身体部位のそれぞれについて、数人の大人を対象としてテストを行った。

最初に、８人の大人の膝についてテストを行った（６人は女性、２人は男性）。結果を図１３のテーブルに示す。トータルの抵抗は、主に、皮下の身体部位の抵抗、陽極電極における皮膚抵抗、陰極電極における皮膚抵抗、陽極電極の抵抗及び陰極電極の抵抗の合計である。例えば、最適なイオントフォレーゼ薬物送達の用途においては、皮膚抵抗がトータル抵抗の９５％に寄与する。

図１３のテーブルを参照すると、３分後、３ミリアンプの皮膚電気導電度向上処置段階の後、トータル抵抗の平均は、約６ボルトで４．１１プラスマイナス（プラスマイナスは標準偏差）０．４９キロオームであった（抵抗はある特定の電圧で測定された。なぜなら、皮膚抵抗は非直線的で電流に反比例し、かつ電圧に反比例するからである）。R２対R１の比率を後に行われる低電圧イオントフォレーゼ処置段階でのおおよその抵抗を求めることに用いた。

図１４中のテーブルは、腕についてのものであり、図１５中のテーブルは手首についてのものである。R１対R２の比率は、３箇所の異なる身体部位に関してほぼ同じである（膝については１．６１対１、腕については１．５２対１、手首については１．５５対１）。これら３箇所についての平均は本発明に係る皮膚電気導電度向上処置装置内のマイコン等によって普遍定数として採用することができる。この定数は、低電圧イオントフォレーゼ処置時間を計算又は抵抗が低電圧イオントフォレーゼに適しているか否かを判別すること（許容上限よりも下であれば、例えば４時間等の所定の時間内に治療が終ることが保証できる）に利用できる。他の実施形態においては、最悪のケースでの比率が身体部位の全ての動作が正常であるかどうかを確認することに利用される。

以下の説明は本発明の一の実施形態に係るものである。しかし、本発明はこの一の実施形態に限定されるものではない。図１６は、イオントフォレーゼパッチを示し、図１７は、本発明に係る電子イオントフォレーゼコントローラを示し、図１８は、低電圧バッテリーパックを示し、図１９は、データロギングシステムを示す。

図１７において、イオントフォレーゼコントローラ２００は、従来のイオントフォレーゼ及び皮膚電気導電度向上処置のいずれについても設定できるものである（すなわち、ハイブリッドモードのものである）。最初に、電源オン選択プッシュボタン２０１が押圧されると、装置がターンオンし、ハイブリッドモードが選択される。これは、ハイブリッドＬＥＤ２０４により表示される。電源オン選択プッシュボタンを再び押圧すると、装置は３つの従来のイオントフォレーゼモードのうちの最初のモードである低電流モードになり、これはローＬＥＤ２０５により表示される。さらに電源オン選択プッシュボタンを押圧すると、３つの従来のイオントフォレーゼモードのうちの２つ目のモードである中間電流モードとなり、これはミディアムＬＥＤ２０６により表示される。電源オン選択プッシュボタンをさらに押圧すると、装置は３つの従来のイオントフォレーゼモードのうちの３つ目のモードである高電流モードとなり、これはハイＬＥＤ２０７により示される。電源オン選択プッシュボタンをさらに押圧すると、選択処理が最初に戻り、換言するとモードがハイブリッドモードに戻る。これは、ハイブリッドＬＥＤ２０４により示される。

低電流モードは、２ミリアンプ等の低いレベルの電流に対応するモードである。中間電流モードは、３ミリアンプ等の中間レベルの電流に対応するモードである。高電流モードは、４ミリアンプ等の高レベルの電流に対応するモードである。

黄色バッテリ警告ＬＥＤ２０８は、バッテリの状態を示す。本発明の実施形態のモデルでは、充電式バッテリを採用している。他の実施形態においては、一次電池または他の好適な電源を採用してもよい。

赤色電極リジェクトＬＥＤ２０９は、動作エラー（例えば、電流の遮断）を示す。

装置を従来のイオントフォレーゼ装置として設定するには、ユーザは、電源オン選択プッシュボタン２０１を用いて装置をオンし、低、中間、高のいずれかを選択する。ドースは好適には４０ミリアンプ‐分に固定される。コントローラ２００は、図１６のイオントフォレーゼパッチ１００に取り付けられる。イオントフォレーゼパッチ１００は、身体に取り付けられる。ユーザは、スタートプッシュボタン２０２を押圧することにより、従来のイオントフォレーゼ処置を開始する。処置が終了したら、装置が音を出して処置の終了を示してもよいし、コントローラが自動的にターンオフしてもよい。

また、ユーザは、従来のイオントフォレーゼ処置が完了する前に、電源オフプッシュボタン２０３を押圧することにより、時間を早めて終了させることもできる。従来のイオントフォレーゼ処置が完了したら、イオントフォレーゼパッチ１００とコントローラ２００とは取り外される。

図１６のイオントフォレーゼパッチ１００を参照しながら説明すると、イオントフォレーゼパッチ１００に図１７のコントローラ２００がパッチの２つの電気接続ポイント１２１、１２２を介して接続される。例えば、コントローラの接続ノード２２１はパッチの接続ノード１２１に接続され、コントローラの接続ノード２２２はパッチの接続ノード１２２に接続される。接続ノード１２１は、２つの電極（アノード又はカソード）のいずれかに接続される。接続ノード１２１がカソード１０１に接続される場合、接続ノード１２２はアノード１０２に接続される。この接続は直接的な接続であってもよいし、電子回路（例えば、電流制御抵抗）を介した接続であってもよい。

イオントフォレーゼパッチ１００は、特にコントローラ２００と一体になるように設計されている。一の実施形態においては、イオントフォレーゼパッチ１００は、従来のイオントフォレーゼ処置、皮膚電気導電度向上処置の両方及び低電圧処置用に設計されている。他の実施形態においては、特に従来のイオントフォレーゼ処置用のイオントフォレーゼパッチと、それとは異なる皮膚電気導電度向上処置とそれに続く低電圧イオントフォレーゼ処置用のイオントフォレーゼパッチが用意される。

設計及び検査プロセスの一部として、低電圧イオントフォレーゼシステムの電気的パラメータを評価することが望ましい。従って、図１９に示すデータロギングシステム４００等の外部測定システムを用いる。

以下の説明は、本発明の一の実施形態に係る、従来のイオントフォレーゼ処置に用いられる方法についてのものである。最初に、イオントフォレーゼパッチ１００を、処置が施される身体部位に取り付ける。次に、イオントフォレーゼコントローラ２００を３つの電流の大きさのうちのいずれかに設定する（患者の耐性による）。次に、イオントフォレーゼコントローラ２００を処置が施される身体部位に取り付けられたイオントフォレーゼパッチ１００に接続する。次に、イオントフォレーゼコントローラ２００を起動する。従来のイオントフォレーゼモードにおける装置の動作は、既存のイオントフォレーゼコントローラの動作と同じである。電子イオントフォレーゼコントローラ２００が電子電流レギュレターを備えているので、電流は比較的正確な大きさとなり、従って処置に必要な時間も比較的正確となる。

以下の説明は、本発明の一の実施形態に係る、皮膚電気導電度向上処置に用いられる方法についてのものである。最初に、イオントフォレーゼパッチ１００を身体に接続する。次に、イオントフォレーゼコントローラ２００を、皮膚電気導電度向上処置モード（すなわち、ハイブリッドモード）に設定する。次に、イオントフォレーゼパッチ１００を、処置が施される身体部位に取り付ける。次に、イオントフォレーゼコントローラ２００を起動する。装置の動作は、従来のイオントフォレーゼ処置を簡潔したものに類似する。例えば、本実施の形態では、３ミリアンプで、８ミリアンプ‐分の処置が施される。これは、約３分を要する。この処置が完了すると、電子イオントフォレーゼコントローラ２００がビープ音を出して自動的にターンオフしてもよい。そして、コントローラを低電圧イオントフォレーゼパッチ１００から取り外す。低電圧電源３００（図１８）をイオントフォレーゼパッチ１００に接続する。低電圧イオントフォレーゼパッチ１００と電源３００とは、数時間身体部位に接続されたままとなる。処置の後、イオントフォレーゼパッチ１００と電源３００とは取り外されて廃棄される。

他の実施形態においては、電源３００はイオントフォレーゼパッチ１００と一体的なものであってもよい。皮膚電気導電度向上段階が完了した後、電子コントローラ２００を取り外す。コントローラ２００の取り外しにより、一体的な電源３００が処置の低電圧イオントフォレーゼ段階に要求される低電圧を供給するために陽極と陰極とに接続される。電源３００の電気的接続は、自動的なものでも手動によるものであってもよく、またはこれらの組み合わせによるものであってもよい。自動接続の場合は、機械的、（トランジスタ等による）電気的、電子・機械的なものである。

場合によっては、皮膚電気導電度を向上させることができない。例えば、パッチが足の裏に接続されている場合は、抵抗が比較的高い（すなわち、電気導電度が比較的低い）。本実施形態に係る実証的テストによれば、足の裏の抵抗は６ボルトで約４０キロオームであり、３分の皮膚電気導電度向上処置段階を要する。電気回路がこの高抵抗を検出する。本発明の第一の実施形態によれば、これに伴う警告がなされる。この警告は、ユーザに、後に行われる低電圧イオントフォレーゼ処置を行うべきでないことを伝えるものである。この場合、ユーザには、装置が可能な従来のイオントフォレーゼ処置を利用して治療を続けるというオプションがある。

低電圧電源３００と組み合わされたイオントフォレーゼパッチ１００は、独立して用いられ（すなわち、電子コントローラなしで、すなわち、皮膚電気導電度向上処置なしで）、エンドユーザに別のオプションを与える。

一の実施形態においては、イオントフォレーゼ経皮処置は、様々な態様で身体部位に適用される。従って、一のシステムで従来の又は一体的なイオントフォレーゼ処置、あるいはこれらの組み合わせの処置をすることができる。

高電圧化で皮膚抵抗は低下し、従って皮膚抵抗は従来のパンチスルー（punch-through）とともに約１〜５分で低下する。パンチスルーの後、処置はより効率的な一体的イオントフォレーゼ処置に移行してもよい。この後に続く一体的イオントフォレーゼ処置はバッテリを電源として用いたり、あるいは、低下した抵抗とともに皮膚を介した電源不要のパッシブ・デリバリー（passive delivery）によるものであってもよい。なお、パンチスルーという語は、皮膚の電気導電度向上を意味するものである。

完全な従来の処置を、本実施形態のシステムを用いてパンチスルー処置の時間を延長し、所望のドースを得ることによって行うことができる。一方、完全な一体的処置を、本実施形態のシステムを用いてパンチスルー処置を全く行わないことによって、またバッテリによって動作するパッチを用いることによって行うことができる。

ドースコントローラは、電流を制御し、電圧をモニターし、ミリアンプ‐分単位で累積イオントフォレーゼドースを計算する。ドースコントローラは、また、Ｒ＝Ｖ／Ｉ（Ｒは抵抗、Ｖは電圧、Ｉは電流）の式を利用することによって合計皮膚抵抗を計算することができる。

皮膚抵抗を低下させるパンチスルーモードの効果は、時間の経過にともなう皮膚抵抗の計算を比較することにより、すなわち、異なる時間で上記の計算を行ってその大きさを比較することにより、評価することができる。

図５は、電流が０から３ミリアンプに上昇し、低下する前に３ミリアンプの状態を約２．５分間維持した場合のパンチスルーモードを示すグラフである。図中において、電圧は徐々に低下し、電流は一定に保たれる。これは、時間とともに徐々に低下する抵抗（Ｖ／Ｉ）を示す。

本発明の一の実施形態では、電流制御式のドースコントローラを用いてパンチスルー処置を施すことと、電極に取り付けられた比較的一定な電圧のバッテリを用いた一体的処置を施すこととからなるハイブリッド処置がなされる。

図２及び図３は、バッテリを用いた、一体的処置を示すものであり、図２は前処置又はパンチスルーなしで皮膚を流れる電流を時間の関数として示し、図３は、皮膚導電度向上処置がなされた場合のパンチスルー処置の後の電流を時間の関数として示すものである。

当業者に知られているように、イオントフォレーゼのドースは、典型的にはミリアンプ‐分によって特定され、これは、電流の総量を時間で割ったものである。従って、ミリアンプ‐分のドースは、図２及び図３中の２つのカーブのそれぞれの下の、時間上で電流を合計した領域により示される。当業者にとっては自明であるが、これらのグラフのおいては、前処置なしの場合と比べて、約２倍のミリアンプ‐分がパンチスルーで流されている。

図５に戻り、抵抗に若干の変化を生じさせるこのパンチスルー前処置には最適な時間がある。特に、電圧の変化、すなわち抵抗の変化は、電流３ミリアンプにおいて、時間の関数としてグラフの右側で電流が低下する前の左側と比べて小さい。このパンチスルーモードは、固定された処置時間と電流プロファイルとを有するように、あるいは、ある患者のある組織に適するようにプログラミングされている。例えば、ドースコントローラのソフトウェア／ファームウェアを電圧の変化を時間の関数として模索するようにプログラムすることができる。また、電圧のスロープまたは絶対電圧自体が選択された閾値以下まで低下した場合に、電流を低下させて前処置を完了するようにプログラムすることもできる。これにより、前処置時間を患者ごとに異なるようにすることができる。しかし、皮膚抵抗は最適に低下されるようにする。

従来の手段を用いて全治療を完了することなく、最適化されているかいないかにかかわらず、パンチスルー処置以外にもハイブリッド処置用の他の選択的な処置を行うことができる。従来の処置は、所定の期間、例えば１５分の後、しかし、所望のイオントフォレーゼドースの伝達が完了する前に、中断することができる。望ましいドース、従来の処置を用いた経過時間に基づいて残りの処置時間を臨床医に通知するには様々な方法がある。これは、チャート又はテーブルの形式で提供され、又は、コントローラに表示オプションとしてプログラミングされる。

これに係る計算は、所望のターゲットドース（Ｄ_ｔ）、パッチに内蔵されたバッテリの電圧（Ｖ_ｂ）、及びＶ_ｂでの皮膚抵抗（Ｒ_ｃ）を次の式を用いて知るようにすることによって達成される。すなわち、Ｄ_ｒ＝Ｄ_ｔ−Ｄ_ａの式である。なお、Ｄ_ｒはパンチスルーの後に求められる残りのドース、Ｄ_ａはパンチスルー及びそれに続く従来の処置段階を通じたドースの総量である。

一体的パッチによって流される電流（Ｉ_ｉｎｔ）は、次のようにして計算される。すなわち、Ｉ_ｉｎｔ＝Ｖ_ｂ／Ｒ_ｃから求められる。残りの一体的処置の時間（ｔ_ｉｎｔ）は、次の式から推測することができる。すなわち、ｔ_ｉｎｔ＝Ｄ_ｒ／Ｉ_ｉｎｔの式である。一体的処置時間の計算は、一体的処置時間上で徐々に増加する皮膚抵抗に割り当てられた補正因子とともに調整することができる。

上記の説明においては、患者の性及び／又は体重は、特定の実施形態及び説明において特有のものであった。しかし、本発明は患者の性及び／又は体重によって限定されるものではない。同様に、本発明は、低電圧又は従来の処置において例えば４０ミリアンプ‐分又は８０ミリアンプ‐分の好適なイオントフォレーゼドースに限定されるものでもない。本発明の技術的範囲を超えない範囲で他のドースとしてもよい。

本発明の一の実施形態においては、次の構成要素を備える
システムが提供される。すなわち、（１）内蔵バッテリを収納して、その極性を適切に維持しながら配置する容器と、（２）内蔵バッテリと電流分配フィルム伝導経路との間で接続を維持するカップリングジャンクションと、（３）機械的に安定に保持され、外部電子コントロールモジュール、電源又はモニター装置をパッチに電気的に接続し、追加的な伝導性または金属の圧着接続、他の接続リード、分配素子又はコネクタ装置自体に付加されたリードとともに又はこれらなしで達成され、電流分配素子上のプリントされた伝導性経路のみを利用するものと、（４）外部コントローラ又は電源に接続されたり切断されたりすることによって自動的にオンボードバッテリからの電流をスイッチオン・オフするものと、である。

コネクタは、上述したいくつかの機能的な構成要素のそれぞれを、インジェクション形成されたプラスチックボディアセンブリ内に組み込んだものであり、このボディアセンブリは、典型的に要求される付加的な構成要素（例えば、スイッチコンタクト、金属バッテリタブ、半田付け式または圧着式コネクタ、伝導性カップリングジョイント）を備えずにデザイン上の制約を満たすものである。インジェクション形成されたボディは、電流分配素子、最新のイオントフォレーゼ電極装置に必要とされる構成要素とともに機能するものである。

以下で詳細に説明するように、コネクタと電流分配素子とは、外部コントローラ、電源又はモニタ装置とともに、当該装置内の接触ピンを介して一緒に動作する。ピンはコネクタと電気的に通信をするためのものである。このような動作の間、外部装置にコネクタがマウントされる。

イオントフォレーゼ電流分配素子は、典型的には、様々な伝導性及び誘電性（例えば、絶縁性）のインクによるシルクスクリーンプリント式のパターンが配置された非伝導性基板フィルム（例えば、ポリエステルフィルム）から構成される。ポリエステルフィルム上にプリントされたパターンやシンボルのグラフィックデザインは、一般的にはコストや製造時間が重要ではない。パターンがフィルム上にプリントされて硬化させられた後、電流分配素子の構成要素は、電極パッチに適用可能な所定のサイズ及び形状にダイカットされる。プリントと同様に、ダイカットによる形状は一般的にはコストや製造時間に影響するものではない。追加的なインク経路のトレース、誘電性マスキング、最後のダイカットで必要となる穴の加工等は、工程を複雑にしたり、コネクタ装置又はシステム用の電流分配素子のコストを増加させるものではない。

本発明の一の実施形態では、コネクタとともに動作する電流分配素子のデザインは、一般的に、既存の電流分配素子と同一の量のインク及びフィルムのコンポーネント、同一の程度のプロセスステップを含み、その結果、商業上利用可能なスタンダードなイオントフォレーゼ電極パッチの電流分配素子よりもコストがかかることはない。これは、特に複合システムのなかにはより複雑なプロセスやコストを要求するものもあるので、特筆すべき本発明の有用な点である。

また、本発明の一の実施形態によれば、本発明によるコネクタ装置の設計の有用な点は、単一のプラスチックパーツアセンブリを用いることにより、同一の結果を得るために複数の構成要素を有するシステムと同一の機能を発揮することができる点である。製造時においては、組み立て時間を短縮することができ、さらに人件費も削減できる。さらに、単一のプラスチックアセンブリのコストは、一般的に複数の部品のコストの合計よりも低いという利点がある。複数の部品だと製造ミスや個々の部品の欠陥につながるが、単品だとそのようなことがないので、結果として信頼性が向上する。

図２０に本発明の一の実施形態に係るコネクタの筐体又はボディを図示する。コネクタボディ５１２は、好適には蓋５１４と基部５１６とを有するプラスチック部品から構成される。押圧突起５２０、５２２は、蓋５１４にモールド成形されている。バッテリ５２４、５２６を収容するために蓋５１４がヒンジ（一例として、フレキシブルプラスチックからなる）によって閉じられると、押圧突起５２０、５２２は、電流分配素子（図示せず）上の所定の接点において高い押力を生じさせ、これによってバッテリ５２４、５２６と電流分配素子とを電気的に接続する。本発明の一の実施形態では、ボタン式バッテリを接続するためのジャンパーリードとして機能する延長ストリップ又は伝導性経路を含んでもよい。

図２０において、レジスタペグ（registering peg）５２８〜５３１は、電流分配素子６１２（図２１）をコネクタケースの蓋５１４及び基部５１６に対して適切にガイドして位置決めする。基部５１６において、フィルムステー５３２〜５３６は、電流分配素子６１２（図２１）の表面をピン挿入ポート５３８、５４０の位置まで押し上げる。外部モジュール装置（図示せず）のピンは、挿入することによって簡単に電流分配素子の電流経路（図示せず）との接続を確立することができる。さらに、スイッチピンランプ５４２は、外部ピン７１１、７１２（図２４B）が挿入された場合、コネクタの蓋５１４をわずかに屈折させる。この屈折により、バッテリ５２６上の押圧突起５２２が持ち上げられ、バッテリと電流分配素子６１２（図２１）との接続を切ることができる。コネクタの拡大又は膨張により、外部コントローラをコネクタに押し込み又は固定することができる。

図２１に、本発明の一の実施形態に係る電流分配素子を示す。電流分配素子６１２は、透明部材、その表面にインクが何もプリントされていない表向き面から構成されるポリエステルフィルム基板６１４を含む。表向き面６１６の全体は、プラスチックのみの表面であるから、非伝導性である。基板は透明であるので、（ガラス板の裏から表に塗装されたイメージを見ることができるのと同様に）インクのみを見ることができる。一方、裏向き面６１８は、インクがプリントされた面である。

電流分配素子６１２は、誘電性の絶縁インク層６２４中の被覆されていない領域からなるバッテリ接続ウィンドウ６２０、６２２を含み、このバッテリ接続ウィンドウは、伝導性経路６２６、６２８を露出させる。

図２０に戻り、蓋５１４中の押圧突起５２０、５２２は、電流分配素子６１２のバッテリ接続ウィンドウ６２０、６２２（図２１）に接触し、伝導性経路６２６、６２８をバッテリ５２４、５２６に電気的に接続させる。図２０には図示していないが、ジャンパーストリップは、バッテリの裏向きの２つのターミナルと接続され、直列接続をなす。このジャンパーストリップは、皮膚が接触した場合に流れる電流の安全限度を設けるためにカーボンフィルム等の抵抗性物質から構成されてもよい。ジャンパーストリップは、製造可能性の向上や簡易化ために、電流分配素子までの延長部材として、内蔵式でもプリントされたものであってもよい。

図２１に戻り、コネクタ５１２（図２０）内に配置される電流分配素子６１２の一部は、センタートング６３０であり、電流分配素子フィルムの２つのストリップがその両側にそれぞれ配置される。一の側面のストリップは、伝導性のトレースとともにプリントされ、誘電性のインクとともに絶縁されており、陰極６３６に接続されている。他の側面のストリップは、インクを含まず、単に保持のためのものである。トングの誘電性の被覆された部分に沿って、バッテリは絶縁されている。

外部装置（例えば、図２４の電子コントローラ）のピンとの接続は、トングの縁の近傍で確立され、伝導性の経路が末端で終る。この領域では、露出された伝導性の経路は、誘電性の絶縁インクによってマスキングされていない。さらに、レジストレーションホール６３２、６３４は、電流分配素子６１２をコネクタレジストレーションペグ５２８〜５３１（図２０）に対して適切に位置決めするように機能する。

図２５に、斜面５４２に徐々に接触し、コネクタの蓋５１５を上方へ反り返らせる挿入ピン７１１、７１２を示す。この動作は、ピン７１１、７１２がコネクタ５１２に挿入されるとバッテリ５２６と電流分配素子６１２（図２１）との接続を切断することに関する動作である。

図２３Cを参照し、患者に取り付けられるパッチ８１０の表面のアノード６３４において、表面部分は、食塩水によって水和されたり、水和させる必要のないゲル等の導電性材料を含む。患者に取り付けられるパッチ８１０の表面の陰極６３６においては、表面部分は薬剤が付与される。本発明の他の実施形態では、陽極が薬剤を付与され、陰極が食塩水によって水和されたり、又は水和させる必要のないゲル等の導電性材料を含んでもよい。コントローラが電極に接続されたときに異なる治療モードを検出又は選択できるようにするために、追加的なピンや追加的なピンポジションとともに電流分配素子への追加的な接触手段を設けてもよい。

図２４A〜図２４Cを参照し、本実施の形態では、取り外し可能なコントローラ７１０のプラスチック筐体７１６の外面７１４には、取り外し可能なコントローラ７１０によるイオントフォレーゼ処置の種類を特定するための表示やカラーコーディングを設けてもよい。例えば、筐体７１６は、低電圧処置を示す青色にしてもよいし、中間電圧処置を示す黄色にしてもよいし、高電圧処置を示す緑色にしてもよい。

コントローラ７１０は、コントローラをオンオフしたり、処置を開始したり、コントローラによる処置方法を選択するための複数のボタン７２０〜７２４を備える。例えば、処置方法は、従来、一体的パッチ、ハイブリッドのモードのうちから選択されてもよい。本発明の一の実施形態においては、従来のイオントフォレーゼ方法は、コントローラ７１０を１０分から２０分パッチ８１０に取り付けて４０ミリアンプの処置を施すステップを含む。また、一体的パッチ方法は、パッチ８１０を、処置を施す箇所に６時間取り付けて８０ミリアンプ処置を施すステップを含む。さらに、ハイブリッド方法は、コントローラ７１０をパッチ８１０に３分間取り付けて皮膚の抵抗を低下させたり、導電性を向上させたりして薬物輸送を向上させ、コントローラを取り外して患者にパッチを３時間着用させて８０ミリアンプの処置を施すステップを含む。好適には、モードボタン７２２が、上述した３つの電流の設定のうちのいずれかでコントローラにより従来のイオントフォレーゼ処置が施されるように選択することに用いられる。

他の実施形態においては、コントローラ７１０にはドッキングステーション（図示せず）が設けられ、コントローラにデータを供給する。例えば、コントローラ７１０はドッキングステーションに着脱可能に取り付けられ、ドッキングステーションはスイッチを介したユーザの入力操作に応じてコントローラをプログラムし、コントローラがパッチ（すなわち、電流分配素子６１２）に取り付けられたらユーザによって決定された所定の治療時間で行われる治療の種類（高、中、低）を特定する。このような場合は、コントローラをより小型で低価格なものとすることができる。

本発明のさらに別の実施形態においては、充電ステーション（図示せず）がコントローラ７１０内の充電式バッテリを充電するために用いられる。本実施形態では、充分に充電されたコントローラは、再度充電されるまで最大で１０回まで使用可能となっている。充電ステーションは、ユーザにコントローラの充電状況を示す複数のライトを備える。本発明の一の実施形態では、ライトは、コントローラが充電中であることを示す色、充電が完了したことを示す色、充電が正しく行われていないことを示す色、熱によるエラーが生じていることを示す色のＬＥＤから構成される。

パッチ６１２上のコントローラ７１０とコネクタ５１２とは、特定の種類の処置を提供するためにコネクタを識別する手段を備えてもよい。例えば、コネクタはその内部にジャンパを備え、コネクタは電気的手段を介してジャンパの位置を検出し、ジャンパの設定に応じて処置を提供する。ジャンパは、金属のブリッジ、ヒューズによるリンク又はソフトウェアによる制御によるものであってもよい。

本発明の一の実施形態では、パッチ６１２のコネクタ５１２に正しいコントローラ７１０が確実に取り付けられるようにするために、コネクタと、コネクタを受け止めるためのパッセージ７１８とが適合するようになっている。例えば、低、中、高の処置を提供するコントローラは、それぞれ、低、中、高の処置用のパッチのコネクタのそれぞれのみに適合するようになっている。

本発明の一の実施形態では、コネクタは、一又は複数の電気接続用ノードをプリントされた抵抗とプリントされた電流経路との間に備えられる。これは、特定の電流経路やパッチの種類を特定するためのものであり、ドースのプロファイルや電流の出力を特定するためにプロセッサに情報を供給するものである。

本発明のさらなる実施形態では、コネクタは、（ａ）２又はそれ以下のバッテリとともに用いられ、（ｂ）最大限利用可能な数よりも小さい数のバッテリとともに用いられ、（ｃ）一つのバッテリとともに用いられ、（ｄ）バッテリなしで用いられ、（ｅ）一つのバッテリパック及び／又は追加的なバッテリとともに内蔵バッテリに接続され、電力供給源及びコネクタとして機能し、及び／又は内蔵バッテリを充電するために外部電源と接続される。これらの機能は単一の設計で実現され、特に別途の実施形態を必要としない。例えば、上述した設計によれば２つのバッテリを使用すること、一のバッテリを使用すること、又はバッテリを使用しないことの全てが設計変更することなく可能である。充電式バッテリを収容するには、ＣＤＥ上の既存のプリントされた電流経路を変更してコネクタの蓋上の押圧ノードの位置を変更すれはよい。

本発明の他の実施形態においては、（一度きりの使用の場合）コネクタは取り外せない方法で密封され、及び／又は必要に応じてバッテリの交換のために開放されるものである。さらに、コネクタは、様々なサイズのバッテリを収容するために入れ子式の壁を備え、汎用性を備えている。

本発明のさらに他の実施形態においては、カラーコード化された、電子的にコード化された、ナンバリングされた、あるいはその他の方法により識別化された単一又は一組の手動で挿入可能なプラグ、キャップ、ピン、キー、取り外し可能なプラグ、キャップ、キーを備えてもよく、これらは追加的なスイッチングをトリガー（trigger）することにより、例えば、（ａ）パッチをスイッチして動作させるようにするためのバッテリの接続、（ｂ）パッチをスイッチしてその動作を止めるようにするためのバッテリの非接続、（ｃ）化学犠牲的（chemo-sacrificial）又は電気制御されるＣＤＥパッドへ電気的活動の誘導によって特定の回路抵抗を選択し、所望の極性を決定し、又は治療時間を調整するために一又は複数の特定の導電性又は抵抗的電流経路をトリガーして動作させることにより、コネクタの本質的機能を発揮できるようにするものである。

本発明のさらに他の実施形態においては、コネクタは、設計上、複数回スイッチされるようになっていてもよく、あるいは、プラスチックの蓋及びＣＤＥに含まれる壊れやすい特徴を介して一回のサイクルに限定されていてもよい。単一スイッチングサイクルは、装置を一回限りターンオフするように許容するものであり、あるいは一回限りターンオンするようにしてもよく、バッテリ又は化学的に限定された特徴（chemo-limiting feature）が使いつくされたことを保証し、及び／又は改造を防止する。

本発明の一の実施形態においては、コントローラは、患者に対して、圧力の方向とは無関係の力のみを要する動作をするために用いられ、さもなければ患部に痛みを伴うこととなってしまう。また、ＩＤＣは、ワイヤによる接続の必要性を除去する主要な装置であるが、ワイヤとともに使用されてもよい。パッチから離間させてＩＤＣを配置したほうがよいような特定の条件においては、このような代替的なＩＤＣの配置をしてもよい。加えて、ワイヤにはアダプタを備え付けてもよい。

本発明の一の実施形態においては、コネクタ又は他のコネクタと通信するための複数のピンが設けられ、第３の独立したグランド線、追加的なスイッチ等を介して診断を向上させる。

上述したように、第二段階、低電圧治療、又は低電圧処置のみの段階（パンチスルーなし、内臓バッテリのみの場合）の完了を示すインジケータが設けられていてもよい。他の表示手段としては、ＣＤＥの色の変更、あるいはアノードのＡｇ⁻＞ＡｇＣｌの酸化とともに特徴的に示されるものがある。この場合、パッチはＣＤＥにプリントされたグレーのインクの小片を有し、これにより患者又は臨床医はグレーのプリントをＡｇアノードと比較してＣＤＥがいつ充分にダークな色になったか（すなわち、全く銀色でなくなったか）を判別することができ、さらに処置が完了したことを判別することができる。ＣＤＥ基板は、透明のＰＥＴフィルムなので、色の比較用の小片はＣＤＥの非アクティブな側の面又はＡｇインク層の上のアクティブな側の最初の層にプリントすることができる。

以上の本発明の好適な実施形態は、あくまでも本発明の理解を容易にするための一例にすぎない。本発明の技術的範囲から逸脱しない範囲で様々に上記実施形態を変更してもよい。上記実施形態の様々な変更は本発明の技術的範囲に含まれるものとし、添付の特許請求の範囲によって保護されるべきものである。

本出願は２００６年９月６日に出願された米国特許出願第６０／８４２４２１号に基づく優先権を主張するものであり、その開示内容が本明細書に取り込まれるものとする。

また、本出願は２００７年４月１０日に出願されたイオントフォレーゼ装置及び方法についての米国特許出願に関連する出願である。

身体の様々な場所における低電圧イオントフォレーゼ用のエンハンスド（enhanced）の場合とノンエンハンスドの場合とについての説明のためのデータを表すテーブルである。 所定の期間以上の皮膚電気導電度向上処置の利点を示すグラフである。 所定の期間以上の皮膚電気導電度向上処置の利点を示すグラフであって、図２に対して低電圧イオントフォレーゼの前に皮膚電気導電度向上処置がなされた場合のグラフである。 皮膚電気導電度向上処置段階における皮膚抵抗の減少と標準化（normalization）を示すグラフである。 図４の導電度向上前段階に対応する時間に対する電圧及び電流を表すグラフである。 最適化がなされた後の低電圧処置を表すグラフである。 図６の電流のドースアキュムレーション（dose accumulation）を表すグラフである。 最適化がなされていない場合のイオントフォレーゼ処置を表すグラフである。 約１００分の時点でドース制御スイッチが電流の減少をもたらすまでの全低電圧イオントフォレーゼ段階において電流の大きさがほとんど一定の場合における最適化の達成を表すグラフである。 ６ボルトの低電圧イオントフォレーゼに基づく皮膚電気導電度向上の最適な期間を判別するために用いられるテスト結果を表すテーブルである。 不十分な導電度向上において生じる最適化の欠如を示すグラフである。 電気導電度特性に関し、人間の病気とそれに対応する身体部位を示すテーブルである。 電気導電度特性に関し、人間の膝のテスト結果を示すテーブルである。 電気導電度特性に関し、人間の腕のテスト結果を示すテーブルである。 電気導電度特性に関し、人間の手首のテスト結果を示すテーブルである。 本発明の実施形態に係るイオントフォレーゼパッチを示す平面図である。 本発明の実施形態に係るイオントフォレーゼコントローラの上面図及び背面図である。 本発明の実施形態に係る低電圧バッテリパックの平面図である。 本発明の実施形態に係る、図１６のパッチに取り付けられるデータロギングシステムの平面図である。 本発明の実施形態に係る、蓋とバッテリが内蔵された基部とを有するコネクタの投影図である。 本発明の実施形態に係る、図２０のコネクタとともに用いられる電流分配素子の投影図である。 （A）は、図２１の電流分配素子がその間に配置された図２０のコネクタの分解図であり、（B）は、（A）に似た図であるが、図２１の電流分配素子が図２０のコネクタの基部上に配置されている状態を示す図であり、（C）は、（B）に似た図であるが、図２１の電流分配素子が図２０のコネクタに完全に取り付けられて、コネクタが取り付けられた電極パッチアセンブリを形成している状態を示す図である。 （A）は、コネクタが取り付けられた電極パッチアセンブリの上面を示す図であり、（B）は、（A）の電極パッチアセンブリの側面を示す図であり、（C）は、（A）の電極パッチアセンブリの背面を示す図である。 （A）は、コントローラモジュールの投影図であり、（B）は、図２０のコネクタに挿入されるピンが表されたコントローラモジュールの別の図であり、（C）は、コントローラモジュールの上面図である。 図２０のコネクタに接続されてスイッチピンランプに近づく図２４（B）のピンを詳細に示す図である。 コントローラとコネクタがぼかされた状態で、図２３（A）のパッチに取り付けられた図２４（A）のコントローラを示す図である。

１００ パッチ
２００ コントローラ
３００ 電源
４００ データロギングシステム

Claims (19)

1. 身体の部位にイオントフォレーゼ経皮処置を施すための装置であって、
   第一及び第二の電源を備えるとともに、
   （１）第一の電源を用いた高電圧処置と、それに続く第二の電源を用いた低電圧イオントフォレーゼ処置が実行される第一の処置モード
   または、
   （２）第二の電源を用いることなく、第一の電源を用いて高電圧イオントフォレーゼ処置が実行される第二の処置モード
   のどちらか一つの選択を受ける処置実行部から構成され、
   当該選択された処置モードを実行する、
   ことを特徴とする装置。
2. 前記第一の処置モードにおける前記第二の電源を用いたイオントフォレーゼ処置の実行は、前記第一の電源を用いた高電圧処置の完了を契機に開始される、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記処置実行部は、イオントフォレーゼ処置パッチに取り付けられたコントローラを備える、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記コントローラは、前記第一の電源を備える、ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記コントローラは、コネクタを介して前記イオントフォレーゼ処置パッチに着脱可能である、ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記第一の処置モードにおける第二の電源を用いた低電圧イオントフォレーゼ処置は、前記コントローラを前記イオントフォレーゼ処置パッチから取り外すことを契機に機械的に開始される、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記イオントフォレーゼ処置パッチは、前記第二の電源を備える、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
8. 前記第二の電源は、前記イオントフォレーゼ処置パッチと一体である、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記コントローラを取り付けることにより、前記イオントフォレーゼ処置パッチと前記第二の電源との間で電気接点がそれる、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
10. 前記イオントフォレーゼ処置パッチ内に備えられた前記第二の電源は、前記第一または第二の処置モードにおける前記第一の電源からの高電圧処置を実行している間、バイパスされる、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
11. 前記コントローラを前記イオントフォレーゼ処置パッチから取り外すことを契機に、前記第一の処置モードにおける低電圧イオントフォレーゼ処置が開始される、ことを特徴とする請求項５に記載の装置。
12. 前記コントローラを前記イオントフォレーゼ処置パッチから取り外すことにより、前記第一の処置モードにおける低電圧イオントフォレーゼ処置を電気的に開始するトランジスタスイッチをさらに備える、ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
13. 前記第一の電源は、充電池から構成される、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
14. 前記第一の処置モードにおける高電圧処置は、身体部位の導電性向上モードを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
15. 身体部位の導電性向上モードは、０．５３ミリアンプ／ｃｍ^２以下の電流密度で実行する、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
16. 身体部位の導電性向上モードが完了した際に、身体部位の電気導電性が十分に向上されていない場合には、警報を発するインジケータをさらに備える、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
17. 身体部位の導電性向上モードの完了を通知するインジケータをさらに備える、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
18. 身体部位の導電性向上モードは、少なくとも、部分的に当該身体部位の導電性向上モードの開始からの時間の経過に基づいて完了する、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
19. 前記第一の処置モードにおける低電圧イオントフォレーゼ処置は、直流電圧式のイオントフォレーゼ処置である、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。

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