JP7490558B2 - 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法 - Google Patents

電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7490558B2
JP7490558B2 JP2020542637A JP2020542637A JP7490558B2 JP 7490558 B2 JP7490558 B2 JP 7490558B2 JP 2020542637 A JP2020542637 A JP 2020542637A JP 2020542637 A JP2020542637 A JP 2020542637A JP 7490558 B2 JP7490558 B2 JP 7490558B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
tissue
frequency
khz
stimulation
transducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020542637A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021512714A (ja
Inventor
フランシスコ・ハビエル・ベラスコ・バルケ
Original Assignee
パナシア・クワンタム・リープ・テクノロジー・エルエルシー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナシア・クワンタム・リープ・テクノロジー・エルエルシー filed Critical パナシア・クワンタム・リープ・テクノロジー・エルエルシー
Publication of JP2021512714A publication Critical patent/JP2021512714A/ja
Priority to JP2024009673A priority Critical patent/JP2024050694A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7490558B2 publication Critical patent/JP7490558B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/02Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603Control systems
    • A61N1/36034Control systems specified by the stimulation parameters
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/053Measuring electrical impedance or conductance of a portion of the body
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/04Electrodes
    • A61N1/06Electrodes for high-frequency therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/02Details
    • A61N1/08Arrangements or circuits for monitoring, protecting, controlling or indicating
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36002Cancer treatment, e.g. tumour
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/36Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for stimulation
    • A61N1/36014External stimulators, e.g. with patch electrodes
    • A61N1/3603Control systems
    • A61N1/36031Control systems using physiological parameters for adjustment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/40Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/002Magnetotherapy in combination with another treatment
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00Magnetotherapy
    • A61N2/004Magnetotherapy specially adapted for a specific therapy
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N5/00Radiation therapy

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Hospice & Palliative Care (AREA)
  • Oncology (AREA)
  • Neurology (AREA)
  • Magnetic Treatment Devices (AREA)
  • Electrotherapy Devices (AREA)

Description

関連出願の相互参照
本出願は、2018年2月7日に出願したコロンビア出願第NC2018/0001283号の優先利益を主張するものである。上述の特許出願は全体が参照により本明細書に組み込まれ、本出願の一部をなす。
本明細書に開示されている組織刺激は、2018年2月7日に出願したコロンビア出願第NC2018/0001282号に関する。
本開示は、周波数走査によって電磁場、電場、および磁場により組織を刺激するための方法に関し、前記周波数走査は、初期の刺激周波数から最終的な刺激周波数までの周波数差のインクリメントを介して、電磁場、電場、または磁気ベクトルの変動を参照する。これらの刺激方法は、組織の異常を識別し、そのような異常を潜在的に補正するための用途を有しており、たとえば、癌組織の識別、および前記組織の成長および増殖を逆転させることを含む。
細胞の電気的環境の変化は、細胞の正常な絶え間ない恒常性に影響を及ぼし得ることが適切に報告されている。より具体的には、細胞恒常性は健全な静止膜電位の維持に関係しており、この膜電位の変化は無制限細胞増殖や分化(転移)に関連している。YangおよびBrackenbury(2013)によって報告されているように、
「膜電位(Vm)は、原形質膜にかかる電圧であり、特定のイオン選択性および透過性を有する異なるイオンチャネル/トランスポーターが存在するので発生する。Vmは、非興奮性細胞において重要な生物物理学的信号であり、増殖および分化などの重要な細胞活動を調節している。したがって、異なる細胞上に発現する様々なイオンチャネル/トランスポーターの多様性は、Vmを調節するために微調整される。癌細胞が異なる生体電気的特性を有することは十分に確立されている。特に、癌細胞の多くの種類における電気生理学的分析によって、細胞増殖に有利に働く脱分極したVmが明らかになっている。イオンチャネル/トランスポーターは細胞の体積および移動を制御し、新たに生起するデータはVmのレベルが癌細胞の移動に機能的な役割を有していることも示唆している。...Vmの変動が腫瘍形成、分化を機能的に制御し、癌の進行を促進し得ることを考えると、Vmは予後値により腫瘍の検出および治療のための潜在的なマーカーとして働き得る。」
単に組織の異常を検出することを超えて、細胞膜の過分極を発生するように細胞環境に影響を及ぼすことで、実際には腫瘍の増殖および転移を逆転させることができることも、文献では一般的に示唆している(たとえば、Ingber、「Can cancer be reversed by engineering the tumor microenvironment?」、Semin Cancer Biol. 2008年10月、18(5): 356~364頁、Lobikin、Chernet、Lobo、およびLevin、「Resting Potential, Oncogene-induced Tumorigenesis, and Metastasis: The Bioelectric Basis of Cancer in vivo」、Phys Biol. 2012年12月、9(6):065002、ならびにKadir、Stacey、およびBarrett-Jolley、「Emerging Roles of the Membrane Potential: Action Beyond the Action Potential」、Front. Physiol.、2018年11月21日、を参照)。Lobikinら(2012)は、特に、「...宿主が癌細胞を再起動させる経路の機械的解剖は、腫瘍を殺しそれにより残っている任意の癌細胞による代償性増殖応答を引き起こす危険を冒そうとする現在のアプローチとは対照的に、癌を正常化する戦略を生み出す可能性がある[引用文献は削除された]。...最もエキサイティングなのは、分子遺伝学的または薬理学的のいずれかの手段を介した...強制過分極は、腫瘍発生を機能的に低減することができることである。...パターン形成における生体電気の基本的な役割を解明することによって、生物医学がいつの日か腫瘍組織を殺すのではなく、腫瘍組織を正常化するために再生能力の高いモデル種が使用する顕著な経路を意のままに活性化することができるようになることが期待されている....」。
上に引用した論文などの先行技術は、イオンチャネルを標的とした薬学的および分子生物学的ツールを使用して膜電位を調節し、上で示唆されている抗癌結果を得るという示唆に溢れている。しかしながら、電場を印加して癌組織を識別するか、または腫瘍形成を逆転させることを試みる提案された解決策は、かなり限定的である。Kadirら(2018)は「1930年代後半まで遡ってすら、腫瘍は、電圧計の読み取り値に基づいて検出されていたのである(Burrら、1938年、Burr、1940年)。」と述べている。つい最近では、癌を治療するための電場の印加は、たとえば、Paltiの米国特許第7333852B2号によって提案され、実施されている(腫瘍治療電場すなわちTTFとして指定されている)。これらのTTFの臨床結果は、刊行物、すなわち、Kirson、Dbaly、Tovarys、Vymazal、Soustiel、Itzhaki、Mordechovich、Steinberg-Shapira、Gurvich、Schneiderman、Wasserman、Salzberg、Ryffel、Goldsher、Dekel、およびPalti、「Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors」、PNAS 2007年6月12日、104(24)、10152~10157頁において説明されている。TTFieldsの腫瘍抑制効果は、主に、2つの別個のメカニズム、すなわち、紡錘体微小管の形成への干渉および分裂時の細胞の物理的破壊に起因し、これらは両方とも、有糸分裂軸対電場ベクトルの向きに強く依存している。OPTUNE商標の下でTTF溶液を商業化している会社であり、上述の’852特許の譲受人である、Novocureによって提供されている情報(https://biopharmadealmakers.nature.com/users/38001-novocure/posts/16531-ttfields-a-radical-new-approach-to-cancer-treatment-using-electric-fieldsを参照)によれば、「TTFieldsによる細胞増殖の阻害および細胞死の促進は、細胞の種類に応じて、1~5Vcm-1の強度および100~500kHzの間の周波数で最適であり、紡錘体は膵臓癌およびNSCLCでは150kHzで、卵巣癌およびGBMでは200kHzで最もよく破壊される。非癌性細胞における有糸分裂は、典型的には、約50kHzの周波数で破壊される。」最適な結果を得るためには、TTFieldsは1日に最低でも18時間、印加されるべきであるとNovocureは付け加えている。この意味で、デバイスの毎日の平均使用量(すなわち、治療コンプライアンス)は臨床的有益性の重要な構成要素である。
米国特許第7333852B2号
Ingber、「Can cancer be reversed by engineering the tumor microenvironment?」、Semin Cancer Biol. 2008年10月、18(5): 356~364頁 Lobikin、Chernet、Lobo、およびLevin、「Resting Potential, Oncogene-induced Tumorigenesis, and Metastasis: The Bioelectric Basis of Cancer in vivo」、Phys Biol. 2012年12月、9(6):065002 Kadir、Stacey、およびBarrett-Jolley、「Emerging Roles of the Membrane Potential: Action Beyond the Action Potential」、Front. Physiol.、2018年11月21日 Kirson、Dbaly、Tovarys、Vymazal、Soustiel、Itzhaki、Mordechovich、Steinberg-Shapira、Gurvich、Schneiderman、Wasserman、Salzberg、Ryffel、Goldsher、Dekel、およびPalti、「Alternating electric fields arrest cell proliferation in animal tumor models and human brain tumors」、PNAS 2007年6月12日、104(24)、10152~10157頁
本開示は、周波数走査を用いて電磁場で組織を刺激するための方法およびデバイスに言及しており、より具体的には、周波数変動により電場で組織を刺激するための第1の方法、周波数変動により磁場で組織を刺激するための第2の方法、周波数変動により電場で組織を刺激することと磁場で組織を刺激することとを組み合わせた第3の方法、および電磁場で組織を刺激するためのデバイスに言及する。
電磁場で組織を刺激するための第1の方法は、a)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成(arrangement)を通じて組織に電場刺激を印加する段階であって、その周波数は、初期組織刺激周波数(fie)から最終組織刺激周波数(ffe)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで変化する、段階と、b)段階(a)の刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、c)段階(b)において測定された組織インピーダンス応答で基準レベルを確定する段階と、d)段階c)において確定された基準レベルに対する許容値(NT)を確定する段階と、e)組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階と、f)組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)に戻る点として上側組織刺激周波数(ftx)を決定する段階とを含み、上側組織刺激周波数(ftx)は下側組織刺激周波数(fbx)よりも大きく、「x」は1以上の自然数である。
電磁場で組織を刺激するための第2の方法は、a’)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に磁場刺激を印加する段階であって、その周波数は、初期組織刺激周波数(fim)から最終組織刺激周波数(ffm)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで変化する、段階と、b’)電磁トランスデューサの配置構成の電場トランスデューサを通じて磁場刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、c’)段階(b’)において測定された組織インピーダンス応答で基準レベルを確定する段階と、d’)段階c’)において確定された基準レベルに対する許容値(NT)を確定する段階と、e’)組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階と、f’)組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された許容値(NT)に戻る点として上側組織刺激周波数(ftx)を決定する段階とを含み、上側組織刺激周波数(ftx)は下側組織刺激周波数(fbx)よりも大きく、「x」は1以上の自然数である。
さらに、本開示は、電磁刺激信号を動的に調整するためのフィードバックを有する磁場と電場の組合せによる組織刺激のための他の手段を含む。
組織を電磁場で刺激するためのデバイスであって、コンピューティングユニットと、コンピューティングユニットに接続されている外部電源と、外部電源およびコンピューティングユニットに接続されている減結合回路と、コンピューティングユニットおよび減結合回路に接続されている電磁トランスデューサの配列構成とを備え、コンピューティングユニットは、減結合回路を介して電磁トランスデューサの配置構成が受信する活性化信号を生成するための方法を実装する、デバイスが提供される。
刺激過度を回避し、各特定の組織に応じて刺激を適応させるために、組織刺激の効率を向上させることが必要であることが長い間感じられている。本明細書において開示されている方法は、組織刺激応答のフィードバック、および刺激信号を動的に調整することを通じて、この問題を解決するものである。
組織を含む体積上でのトランスデューサの配置構成の一例を示す図である。 電磁トランスデューサの配置構成を個人の腕組織と接触させ、腕組織を標的とする配置の一例を示す図である。 電磁トランスデューサの配置構成を個人の腕組織と接触させず、腕組織を標的とする配置の一例を示す図である。 電磁トランスデューサの配置構成を個人の腹部領域中の組織と接触させ、腹部領域中の組織を標的とする配置の一例を示す図である。 電磁トランスデューサの配置構成を個人の腹部領域中の組織と接触させず、腹部領域中の組織を標的とする配置の一例を示す図である。 電磁トランスデューサの配置構成を個人の膝領域中の組織と接触させ、膝領域中の組織を標的とする配置の一例を示す図である。 電磁トランスデューサの配置構成を個人の膝領域中の組織と接触させず、膝領域中の組織を標的とする配置の一例を示す図である。 時間の経過による刺激の周波数変動の一例を示す図である。 正弦波活性化信号の一例を示す図である。 方形波活性化信号の一例を示す図である。 デューティサイクルの変動を有する交互方形波活性化信号の一例を示す図である。 交互三角波形における活性化信号の一例を示す図である。 交互ランプ信号を交互方形波信号と組み合わせたセグメント化された活性化信号の一例を示す図である。 周波数走査電磁刺激によるバンドストップ形状における組織インピーダンス応答の一例を示す図である。 周波数走査電磁刺激によるバンドストップ形状における組織インピーダンス応答の近似的表現の一例を示す図である。 周波数走査電磁刺激のローパス形状における組織インピーダンス応答の一例を示す図である。 周波数走査電磁刺激のローパス形状における組織インピーダンス応答の近似的表現の一例を示す図である。 周波数走査電磁刺激の4つのバンドによるバンドストップ形状における組織インピーダンス応答の一例を示す図である。 周波数走査電磁刺激の4つのバンドによるバンドストップ形状における組織インピーダンス応答の近似的表現の一例を示す図である。 電磁場の周波数走査で刺激される前の個人の頸部のある種の悪性組織の一例の写真である。 電磁場の周波数走査で刺激された後の、図11Aの同じ個人の頸部のある種の悪性組織の一例の写真である。 図11Aと図11Bとの間の中間段階における個人の単一の電場チャネルの上の組織インピーダンス応答に対応する組織インピーダンス信号を示す図である。 図11Cにおいて示されている組織インピーダンス信号の平滑化された組織インピーダンス信号を示す図である。 周波数走査電場による組織刺激のための方法の流れ図である。 追加の段階を有する周波数走査電場による組織刺激のための方法の流れ図である。 段階kがバラバラにされている周波数走査電場による組織刺激のための方法の流れ図である。 周波数走査磁場による組織刺激のための方法の流れ図である。 段階kがバラバラにされている追加の段階を有する周波数走査電場による組織刺激のための方法の流れ図である。 本開示の組織刺激デバイスの一例のブロック図である。 本開示の組織刺激デバイスの専用コンピューティングユニットの一例のブロック図である。
本開示は、組織に適用される電場および磁場、またはそれらの組合せの周波数走査のための方法、ならびに電場および磁場刺激のためのデバイスを明らかにする。電場および磁場の周波数走査のための第1の方法は、電場による組織刺激を含み、これは
a)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に電場刺激を印加する段階であって、その周波数は、初期組織刺激周波数(fie)から最終組織刺激周波数(ffe)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで変化する、段階と、
b)段階(a)の刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、
c)段階(b)において測定された組織インピーダンス応答で基準レベルを確定する段階と、
d)段階(c)において確定された基準レベルに対する許容値(NT)を確定する段階と、
e)組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階と、
f)組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)に戻る点として上側組織刺激周波数(ftx)を決定する段階とを含み、
上側組織刺激周波数(ftx)は下側組織刺激周波数(fbx)よりも大きく、「x」は1以上の自然数である。
組織とは、1つまたは複数の細胞からなる生物の生体組織を指し、ただ1つのクラスの細胞、すべて同じ細胞、または秩序正しく配置構成されて器官または生命体を形成する様々な種類の細胞によって構成され得る。引用されている組織は、上皮組織、結合組織、筋肉組織、筋肉パッケージ(muscular package)、神経組織、またはこれらの組合せ、などの健常組織であってよい。また、組織は、健常組織中に全体的または部分的な生物化学的不均衡を有する組織であってよく、前記生物化学的不均衡は、次いで、良性組織、新生物組織、悪性新生物組織、または恒常性から外れたもしくは恒常性のある任意の細胞に対応し得る。また、組織とは、生体内の細胞、または移植前では生体内環境内に入る前記細胞を指すものとしてよい。
組織は、限定はしないが、哺乳類、鶏、七面鳥、ガチョウおよびアヒルを含む鳥類、魚類、甲殻類(エビ、ロブスター、ザリガニ)、ならびにクロコダイルおよびアリゲーターなどの爬虫類を含む動物に由来するか、または由来するものであってよい。本明細書で使用されているような「哺乳類」という用語は、ヒト、カニクイザル、チンパンジー、ヒヒ、およびゴリラなどの、ヒト以外の霊長類、ウマ科の動物、ウシ科の動物、イノシシ科の動物、ヤギ亜科の動物、イヌ科の動物、ネコ科の動物、ヒツジ、ウサギ、ラマを含む家畜、ウシ、ヒツジ、ブタ、ウマ、ヤギなどの有蹄動物、イヌ、ネコ、ネズミ、ウサギ、ならびにモルモット、ハムスターおよびラットなどの齧歯類を含む、哺乳類に分類される任意の哺乳類を指す。
生体組織の刺激とは、ほかにもあるがとりわけ組織インピーダンス応答、組織血管新生、組織温度、組織健康状態、組織増殖率などの、前記生体組織の特性の特定の変化を誘発するために前記生体組織にエネルギーを投与することを指す。
図17を参照すると、本開示の組織刺激デバイスの一例が示されており、組織刺激デバイスは、コンピューティングユニット(21)と、コンピューティングユニット(21)に接続されている外部電源(22)と、外部電源(22)およびコンピューティングユニット(21)に接続されている減結合回路(23)と、コンピューティングユニット(21)および減結合回路(23)に接続されている電磁トランスデューサ(1)の配置構成とを備え、コンピューティングユニット(21)は、周波数走査電場で組織を刺激するための方法、周波数走査磁場で組織を刺激するための方法、および刺激を電場および磁場と組み合わせる方法を実装し、減結合回路(23)を通じて電磁場トランスデューサの電場または磁場を受ける活性化信号を発生するための組織刺激デバイスを備えるように構成され得る。
前記制御システムは、組織刺激デバイス、電磁場で組織を刺激するためのデバイス、または単に組織を刺激するためのデバイスとして理解されてもよい。
図18を参照すると、コンピューティングユニット(21)の一例は、第1の発振器OSC 1(21b)、第2の発振器OSC 2(21c)から発振器OSC n(21d)までの発振器に接続され、各発振器は活性化信号出力(31、32、および33)を有し、nはゼロ以上の自然数である、中央演算処理装置(CPU)(21a)を備える専用コンピューティングユニットであり、これにより、コンピューティングユニット(21)は、最大n個の活性化信号出力を有し得る。活性化信号出力は、チャネルとも呼ばれる。
任意選択で、各発振器の活性化信号出力(31、32、33)は、電磁トランスデューサ(1)の配置構成に直接的にまたは減結合回路(23)を介して、接続される。代替的に、CPU(21a)は、ほかにもあるがとりわけ、メモリユニット、データベース、およびハードドライブなどのストレージデバイス、キーボード、カメラ、タッチスクリーンディスプレイ、およびスキャナなどの入力デバイス、ディスプレイおよびプリンタなどの出力デバイスから選択された周辺デバイスにも接続される。
組織刺激デバイスの別の例では、発振器は信号発生器に置き換えられる。
任意選択で、周波数、位相、振幅、デューティサイクルなどの各活性化信号のパラメータは、組織刺激デバイスに接続されているHIDを通じてユーザによって、リモートコンピューティングユニットの命令により修正することができる。
組織刺激デバイスのコンピューティングユニット(21)は、トランスデューサによって受信され、組織に印加されて組織を刺激する活性化信号出力(31、32、および33)を動的に調整するために、フィードバック(30)、たとえば、組織インピーダンス応答フィードバックを使用し得る。
フィードバック(30)は、システムの挙動を制御することを目的とする、システムの出力の特定の部分を入力にリダイレクトするメカニズムである。たとえば、電場、磁場、または電場と磁場の両方で組織を刺激するときに、組織インピーダンス応答に変動があり得るが、電場トランスデューサを採用することによって、組織インピーダンス応答のフィードバックが使用され、前記フィードバックは、組織インピーダンス応答の変動を感知し、活性化信号を動的に調整することを可能にし得る。
代替的に、フィードバックは、組織刺激への組織インピーダンス応答を取得することに限定されない。フィードバックは、たとえば、組織疲労を決定するための温度の測定、組織血管新生を決定するための組織表面の画像、組織インピーダンス応答の測定、またはこれらの組合せを組み込み得る。
電場、磁場、または電場と磁場の両方で組織を刺激するときに、組織の表面上で温度が徐々に高まることがあり、温度センサまたは温度測定デバイスは、温度変動を感知するために使用され得、たとえば過熱による組織上の損傷を回避するために、電場、磁場、または電場と磁場の両方の刺激活性化信号を動的に調整するために使用され得る。
本開示を理解する上で、コンピューティングユニットは、データを処理するデバイス、たとえば、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、DSC(デジタルシグナルコントローラ)、FPGA(フィールドプログラマブルゲートアレイ)、CPLD(コンプレックスプログラマブルロジックデバイス)、ASIC(特定用途向け集積回路)、SoC(システムオンチップ)、PSoC(プログラマブルシステムオンチップ)、コンピュータ、サーバ、タブレット、携帯電話、スマートフォン、および当業者に知られているコンピュータユニット、ならびにこれらの組合せである、ことに留意されたい。このコンピューティングユニットは、ストレージデバイス、ディスプレイデバイスおよび/またはヒューマンインターフェースデバイス(HID)を含み、本開示の方法を実行するようにプログラムされている専用コンピューティングユニットであってもよく、またはそれを含んでいてもよい。
ストレージデバイスは、限定はしないが、RAMメモリ(キャッシュメモリ、SRAM、DRAM、DDR)、ROMメモリ(フラッシュ、キャッシュ、HDD、SSD、EPROM、EEPROM、リムーバブルメモリROM(ほかにもあるがとりわけ、SD(miniSD、microSDなど)、MMC(マルチメディアカード)、コンパクトフラッシュ(登録商標)、SMC(スマートメディアカード)、SDC(セキュアデジタルカード)、MS(メモリスティック))、CD-ROM、デジタル多用途ディスク(DVD)もしくは他の光学式ストレージ、磁気カセット、磁気テープ、ストレージ、または情報を記憶するために使用することができ、ほかにもあるがとりわけ、当業者に知られているコンピュータユニットによってアクセスすることができる他の任意の手段、およびこれらの組合せを含む。ストレージデバイスは、命令、データ構造体、およびソフトウェアモジュールが格納される、メモリレジスタを有する。
ディスプレイは、限定はしないが、モニタを含み、これはコンピューティングユニットに接続され、その出力を表示することができる任意のものである。当業者に知られている、データをユーザに対して表示することができるデバイスはほかにもあるがとりわけ、CRTモニタ、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ(LCD)、アクティブマトリクスLCD、パッシブマトリクスLCD、LEDディスプレイ、ディスプレイプロジェクタ、TV(4KTV、HDTV、プラズマTV、スマートTV)、OLEDディスプレイ、AMOLEDディスプレイ、量子ドット(QD)ディスプレイ、セグメントディスプレイ、およびこれらの組合せが含まれる。
HIDは、限定はしないが、当業者に知られている、組織刺激デバイスのコンピューティングユニットにデータをユーザが入力することを可能にすることができるデバイスはほかにもあるがとりわけ、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド、ポインティングスティック、ジョイスティック、タッチスクリーン、およびこれらの組合せを含む。
この減結合回路は、外部電源を電磁トランスデューサの配置構成から電気的に減結合することを可能にし、前記回路は、2つの電気回路または素子を電気的に減結合するために、オプトカプラ、リレー、オペアンプ、抵抗器、コンデンサ、トランス、これらおよび他の電子素子をダイオードとともに組み合わせたものに基づくものとしてよい。
外部電源は、電磁トランスデューサの配置構成の動作に必要な電力を提供することを可能にし、当業者に知られている2つまたはそれ以上の端子の間の電圧を維持することができるデバイスはほかにもあるがとりわけ、交流電源、直流電源、電池、光起電力電源、熱起電力電源、またはこれらの組合せなどの、2つまたはそれ以上の端子の間の電力差を維持することができるデバイスであってよい。
電磁トランスデューサ(1)、電場トランスデューサ、または磁場トランスデューサの配置構成のトランスデューサによって受信される活性化信号は、直流または交流信号、パルス信号、交互または非交互インパルス信号列、デューティサイクルの変動がある方形波信号、三角波信号、のこぎり波信号、振幅変調(AM)、周波数変調(FM)、位相変調(PM)、パルス位置変調(PPM)、パルス幅変調(PWM)、およびこれらの組合せのうちから選択された信号であってよい。これらの信号は、プログラムおよびフィードバックに従って、コンピューティングユニットによって、または信号発生器によって、またはこれらの組合せによって生成される。
本開示によって引用されるプログラムは、コンピューティングユニット内の、符号化されているか符号化されていない、情報に対応し、これらのプログラムは配置構成トランスデューサ(1)を活性化する活性化信号のパラメータのすべてを修正する。
信号発生器は、プロ用の波形発生器、集積回路シンセサイザDDS(ダイレクトデジタルシンセサイザ)/DAC(デジタル/アナログ変換)、NCO(数値制御発振器)、波形発生器構成のオペアンプのアレイ、双安定発振回路、および上記の組合せからなる群から選択することができる。信号発生器は、波形発生器とも称され得る。
さらに、コンピューティングユニット(21)は、1つまたは複数の活性化信号が各トランスデューサに、決定された時刻に、順次、他の活性化信号または様々な刺激信号に関して位相をずらして、ランダムに、またはトランスデューサのうちの各1つについて定められているプログラムに従って、印加されることを可能にする。
電磁トランスデューサ(1)の配置構成のトランスデューサを活性化する活性化信号は、電磁刺激信号、優勢な現象が電場に由来するときの電気刺激信号、優勢な現象が磁場に由来するときの磁気刺激信号として理解され得る。
電場トランスデューサを活性化するために、活性化信号は、ほかにもあるがとりわけ、直流または交流信号、パルス信号、交互または非交互インパルス信号列、デューティサイクルの変動がある方形波信号、三角波信号、のこぎり波信号、振幅変調(AM)、周波数変調(FM)、位相変調(PM)、パルス位置変調(PPM)、パルス幅変調(PWM)、およびこれらの組合せのうちから選択され得る。
本開示の方法の段階a)において、この方法は、ユーザによって制限できるか、またはコンピューティングユニットにおいてプログラムできる特定の期間に決定された周波数を有する信号を印加して組織を刺激することを開始する。たとえば、この方法は、1秒のΔtに対して1Hzのfieを印加することから開始し、周波数fieを1Hzに等しいΔfずつインクリメントし、1秒のΔtにおいて2Hzの新しいfieを印加し、同じΔfでインクリメントを続け、1秒のΔtにおいて新しいfieを印加する。
電磁トランスデューサの配置構成は、「n」個の電場トランスデューサもしくは磁場トランスデューサのセット、またはこれらの組合せであってよく、「n」は1以上の自然数である。
前記電磁トランスデューサは、電磁場トランスデューサとして指定することができ、これらは、電場トランスデューサまたは磁場トランスデューサであり得るか、または電場トランスデューサと磁場トランスデューサとの組合せによって構成され得る。磁場トランスデューサも磁気トランスデューサとして指定することができ、電場トランスデューサも電気変換器として指定することができる。電場が優勢な現象である場合に、前記電磁トランスデューサは電場トランスデューサであると理解され、それと同時に、優勢な現象が磁場であるときには、電磁トランスデューサは磁場トランスデューサであると理解される。
電磁トランスデューサの配置構成のトランスデューサは、注目している組織を含む体積の外面の異なる領域を覆うように、ほかにもあるがとりわけ、正方形、長方形、円、卵形、同心円、およびこれらの組合せなどの幾何学的図形からなる群から選択できる異なる形状の活性面を有している。
トランスデューサの活性面とは、通ることにより電場信号、磁場信号、または電磁場信号がより大きな強度を有するトランスデューサの表面である。
電場トランスデューサは、ほかにもあるがとりわけ、エンジン、電極、光電トランスデューサ、電気誘導アクチュエータ、電場を発生させる導電板、アンテナ、またはこれらの組合せからなる群から選択される。電場トランスデューサは、ほかにもあるがとりわけ、エンジン、電極、磁気誘導アクチュエータ、コアを有する、もしくは有しない磁場発生コイル、電磁石、アンテナ、およびこれらの組合せからなる群から選択される。
図1を参照すると、たとえば、電磁トランスデューサ(1)の配置構成は、体積(2)の表面上に置かれ、その配置構成は、電磁トランスデューサ(1a)から電磁トランスデューサ(1e’)を含み、図示されている例では、トランスデューサの対を含み、第1の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1a)およびトランスデューサ(1a’)からなり、第2の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1b)およびトランスデューサ(1b’)からなり、第3の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1c)およびトランスデューサ(1c’)からなり、第4の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1d)およびトランスデューサ(1d’)からなり、第5の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1e)およびトランスデューサ(1e’)からなる。トランスデューサの各対は、互いに向き合い、各々注目している組織(3)を含む体積(2)の内部を標的とするように活性面とともに向き付けられる。任意選択で、トランスデューサの活性面は、組織(3)の方へ向けられている。
それに加えて、配置構成(1)は、任意選択で、第1の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な平面が、第2、第3、第4、および第5の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な別の平面に直交し、それに加えて、第2の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な任意の平面が、第3、第4、および第5の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な他の任意の平面に直交し、それに加えて、第3の対のトランスデューサの活性面の表面に平行な任意の平面は、第4および第5の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な他の任意の平面に直交し、また第4の対のトランスデューサの活性面の表面に平行な任意の平面は、第5の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な他の任意の平面に直交し、それに加えて、組織の方を指す活性面の平面の突出部は、前記組織の可能な最大の表面を覆い、この構成により組織への最適な刺激を確実にするという点で直交性の条件を満たす。
また、トランスデューサの各対を含むトランスデューサは完全に整列していないかもしくは互いに平行になっていないか、または前の段落で説明されているトランスデューサの直交性の条件を保たない可能性もあり得、また組織(3)を刺激することに成功する可能性がある。
本開示の1つの例において、電磁トランスデューサ(1)の配置構成における電場トランスデューサの活性面は、組織(3)の外面と接触している。このような点で、電場トランスデューサが組織(3)の外面から、決定された距離に配置される他の代替的形態と比較して、電場トランスデューサの動作に必要な電力はより少なくて済む。
別の例では、電磁トランスデューサ(1)の配置構成を含むトランスデューサの活性面は、組織(3)の外面から決定された距離だけ離間されている(たとえば、組織の外面と物理的に接触する可能性がないときに必要である)。このような点で、電場トランスデューサが組織(3)の外面と接触する代替的形態と比較して、電場トランスデューサの動作に必要な電力はより多くなり得る。
代替的に、電磁トランスデューサ(1)の配置構成を含むトランスデューサの活性面は、組織(3)の外面から決定された距離だけ離間され、電磁トランスデューサ(1)の配置構成のトランスデューサの第2のグループは、組織(3)の外面と接触している。このトランスデューサの位置決めの混合構成は、たとえば、体積(2)内に見られる組織(3)に効率的に到達することを可能にし、その場合、一部の領域がトランスデューサの活性面との物理的接触を許容し、他の領域が接近しにくいか、またはそのような物理的接触を許容しないように前記組織(3)の表面が変化する。
任意選択で、段階(a)において、電磁トランスデューサ(1)の配置構成における電場トランスデューサのうちの少なくとも1つの活性面は、組織(3)の外面と接触している。
トランスデューサの活性面の平面の突出部は、組織(3)の方向に配置構成され、前記組織(3)の可能な最大の表面積を覆い、この構成は組織の最適な刺激を確実にする。
それに加えて、トランスデューサが完全には整列していないかまたは互いに平行になっていない可能性がある。
体積(2)の内部に向かう電場のベクトルの強度および方向パラメータは、組織(3)を含む体積(2)の周りのトランスデューサの配列に依存する。たとえば、電場トランスデューサの配置構成により、活性面が体積(2)の表面と接触している場合、電場の強度は2V/cmから5V/cmの間になる。他方では、電場トランスデューサが表面から定義された距離のところに配置されている場合、電場の強度値は、0.01cmと50cmとの間および任意選択で、0.01cmと4cmとの間の距離について330V/cmと20kV/cmとの間の値となる。
代替的に、組織の表面と接触する活性面を有するトランスデューサに対する電場の強度値は、2V/cmから5V/cm、2.1V/cmから4.9V/cm、2.2V/cmから4.8V/cm、2.3V/cmから4.7V/cm、2.4V/cmから4.6V/cm、2.5V/cmから4.5V/cm、2.6V/cmから4.4V/cm、2.7V/cmから4.3V/cm、2.8V/cmから4.2V/cm、2.9V/cmから4.1V/cm、3V/cmから4V/cm、3.1V/cmから3.9V/cm、3.2V/cmから3.8V/cm、3.3V/cmから3.7V/cm、3.4V/cmから3.6V/cm、2.2V/cmから5V/cm、2.4V/cmから5V/cm、2.6V/cmから5V/cm、2.8V/cmから5V/cm、3V/cmから5V/cm、3.2V/cmから5V/cm、3.4V/cmから5V/cm、3.6V/cmから5V/cm、3.8V/cmから5V/cm、4V/cmから5V/cm、4.2V/cmから5V/cm、4.4V/cmから5V/cm、4.6V/cmから5V/cm、4.8V/cmから5V/cm、2V/cmから4.8V/cm、2V/cmから4.6V/cm、2V/cmから4.4V/cm、2V/cmから4.2V/cm、2V/cmから4V/cm、2V/cmから3.8V/cm、2V/cmから3.6V/cm、2V/cmから3.4V/cm、2V/cmから3.2V/cm、2V/cmから3V/cm、2V/cmから2.8V/cm、2V/cmから2.6V/cm、2V/cmから2.4V/cm、2V/cmから2.2V/cm、2.2V/cmから2.4V/cm、2.4V/cmから2.6V/cm、2.6V/cmから2.8V/cm、2.8V/cmから3V/cm、3V/cmから3.2V/cm、3.2V/cmから3.4V/cm、3.4V/cmから3.6V/cm、3.6V/cmから3.8V/cm、3.8V/cmから4V/cm、4V/cmから4.2V/cm、4.2V/cmから4.4V/cm、4.4V/cmから4.6V/cm、4.6V/cmから4.8V/cm、4.8V/cmから5V/cmの範囲のうちから選択され得る。
任意選択で、組織の表面から定義された距離のところに配置されているトランスデューサに対する電場の強度値は、0.33kV/cmから20kV/cm、0.83kV/cmから19.5kV/cm、1.33kV/cmから19kV/cm、1.83kV/cmから18.5kV/cm、2.33kV/cmから18kV/cm、2.83kV/cmから17.5kV/cm、3.33kV/cmから17kV/cm、3.83kV/cmから16.5kV/cm、4.33kV/cmから16kV/cm、4.83kV/cmから15.5kV/cm、5.33kV/cmから15kV/cm、5.83kV/cmから14.5kV/cm、6.33kV/cmから14kV/cm、6.83kV/cmから13.5kV/cm、7.33kV/cmから13kV/cm、7.83kV/cmから12.5kV/cm、8.33kV/cmから12kV/cm、8.83kV/cmから11.5kV/cm、9.33kV/cmから11kV/cm、9.83kV/cmから10.5kV/cm、1.33kV/cmから20kV/cm、2.33kV/cmから20kV/cm、3.33kV/cmから20kV/cm、4.33kV/cmから20kV/cm、5.33kV/cmから20kV/cm、6.33kV/cmから20kV/cm、7.33kV/cmから20kV/cm、8.33kV/cmから20kV/cm、9.33kV/cmから20kV/cm、10.33kV/cmから20kV/cm、11.33kV/cmから20kV/cm、12.33kV/cmから20kV/cm、13.33kV/cmから20kV/cm、14.33kV/cmから20kV/cm、15.33kV/cmから20kV/cm、16.33kV/cmから20kV/cm、17.33kV/cmから20kV/cm、18.33kV/cmから20kV/cm、19.33kV/cmから20kV/cm、0.33kV/cmから19kV/cm、0.33kV/cmから18kV/cm、0.33kV/cmから17kV/cm、0.33kV/cmから16kV/cm、0.33kV/cmから15kV/cm、0.33kV/cmから14kV/cm、0.33kV/cmから13kV/cm、0.33kV/cmから12kV/cm、0.33kV/cmから11kV/cm、0.33kV/cmから10kV/cm、0.33kV/cmから9kV/cm、0.33kV/cmから8kV/cm、0.33kV/cmから7kV/cm、0.33kV/cmから6kV/cm、0.33kV/cmから5kV/cm、0.33kV/cmから4kV/cm、0.33kV/cmから3kV/cm、0.33kV/cmから2kV/cm、0.33kV/cmから1kV/cm、1.33kV/cmから2.33kV/cm、2.33kV/cmから3.33kV/cm、3.33kV/cmから4.33kV/cm、4.33kV/cmから5.33kV/cm、5.33kV/cmから6.33kV/cm、6.33kV/cmから7.33kV/cm、7.33kV/cmから8.33kV/cm、8.33kV/cmから9.33kV/cm、9.33kV/cmから10.33kV/cm、10.33kV/cmから11.33kV/cm、11.33kV/cmから12.33kV/cm、12.33kV/cmから13.33kV/cm、13.33kV/cmから14.33kV/cm、14.33kV/cmから15.33kV/cm、15.33kV/cmから16.33kV/cm、16.33kV/cmから17.33kV/cm、17.33kV/cmから18.33kV/cm、18.33kV/cmから19.33kV/cm、19.33kV/cmから20kV/cmの範囲から選択され得る。
代替的に、トランスデューサは、0.01cmから50cm、2cmから48cm、4cmから46cm、6cmから44cm、8cmから42cm、10cmから40cm、12cmから38cm、14cmから36cm、16cmから34cm、18cmから32cm、20cmから30cm、22cmから28cm、24cmから26cm、5cmから50cm、10cmから50cm、15cmから50cm、20cmから50cm、25cmから50cm、30cmから50cm、35cmから50cm、40cmから50cm、45cmから50cm、0.01cmから45cm、0.01cmから40cm、0.01cmから35cm、0.01cmから30cm、0.01cmから25cm、0.01cmから20cm、0.01cmから15cm、0.01cmから10cm、0.01cmから5cm、5cmから10cm、10cmから15cm、15cmから20cm、20cmから25cm、25cmから30cm、30cmから35cm、35cmから40cm、40cmから45cm、45cmから50cmの範囲のうちから選択された距離の組織の表面からの距離のところに配置され得る。
本開示の別の例では、段階(a)において、電磁トランスデューサ(1)の配置構成は、少なくとも2つの電場トランスデューサを有し、前記トランスデューサのうちの少なくとも2つは、決定された期間に周波数走査を行うことによって同時に活性化する。
代替的に、配置構成(1)の電磁トランスデューサは、体積(2)を囲むフレーム(4)の上に配設され、その目的は、活性面が注目している組織の方を指している状態で配設されている電場トランスデューサに対する支持構造を提供することである。また、フレーム(4)を使用して体積(2)の表面の形状を変更し、組織(3)を刺激するために電場の最適な強度が得られるように電場トランスデューサの位置を調整することを可能にする平面を形成することができる。フレーム(4)は、同じ組織の上で支持され得るか、または固定または移動可能な基部上で機械的に支持され得る。フレーム(4)の種類は、シャツ、ベスト、手袋、ヘルメット、眼鏡、ブレース、ストッキング、ブーツ、靴、スカーフ、カラー、およびトランスデューサを支持する他の構造物、ならびにこれらの組合せからなる群から選択することができる。それに加えて、フレーム(4)は、体積(2)を全体としてまたは部分的に、のいずれかで覆うことができる。
任意選択で、フレーム(4)をセットする基部は、体積(2)の表面に関して配置構成(1)を移動することが可能なように移動可能であり、したがって異なる外部ポイントから異なる体積に到達し、電場のベクトルを変化させることができるものとしてよい。
図2Aは、個人の腕からなる体積(2)の上に電磁トランスデューサ(1)の配置構成を配設している状態を例示している。腕の内部には、電磁気的に刺激することが望まれる組織(3)がある。電磁トランスデューサ(1)の前記の配置構成は、以下で詳述されるようなトランスデューサの2つのグループを含む。
トランスデューサの第1のグループは、電磁トランスデューサの2つの対で構成される。第1の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1f)およびトランスデューサ(1f’)であり、第2の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1g)およびトランスデューサ(1g’)であり、第1の対および第2の対の電磁トランスデューサは、その活性面が皮膚の表面と接触している上腕骨の周りに半径方向に配設されている。
トランスデューサの第2のグループは、一対の電磁トランスデューサ、すなわち、トランスデューサ(1h)およびトランスデューサ(1h’)で構成され、前記一対の電磁トランスデューサは、上腕骨の軸の法線方向の平面の上に配設され、トランスデューサ(1h)の活性面は肩の上にあり皮膚と接触し、前記トランスデューサ(1h’)の活性面は肘の上にあり皮膚と接触している。
各対のトランスデューサは、前記対を含むトランスデューサの活性面が部分的に互いに向き合い、組織(3)の位置の方向の活性面および皮膚と接触している活性面と整列するように配設される。
それに加えて、配置構成(1)は、任意選択で、第1の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な平面が、第2の対のトランスデューサおよび第3の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な別の平面に直交し、それに加えて、第2の対のトランスデューサの活性面の表面に平行な任意の平面は、第1の対のトランスデューサおよび第3の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な他の任意の平面に直交し、それに加えて、組織の方を指している活性面の平面の突出部は、前記組織の可能な最大の表面を覆い、この構成は組織の最適な刺激を確実にするという点で直交性の条件を満たす。
また、トランスデューサの各対を含むトランスデューサは完全に整列していないかもしくは互いに平行になっていないか、または前の段落で説明されているトランスデューサの直交性の条件を保たない可能性があり得、また組織(3)を刺激することに成功する可能性がある。
組織(3)の配置を知るための様々な診断手段があり、たとえば、ほかにもあるがとりわけ、核磁気共鳴画映像法、コンピュータ断層映像法、PET(陽電子放出断層映像法)走査、X線映像法、ドップラーエコー法、心電図、触診による診断、矢印によるマーキング法がある。
また、組織インピーダンス応答の測定値を使用して組織(3)の配置を知ることが可能であり得る。
図2Bは、トランスデューサの同様の配設の仕方を例示しているが、トランスデューサの活性面は、フレーム(4)に支持されている、個人の皮膚の表面から0.01cmから50cmの間、任意選択で0.01cmから4cmの間の距離である。
図3Aは、個人の腹部からなる体積(2)の上に電磁トランスデューサ(1)の配置構成を配設している状態を例示している。腹部の内部には、電磁気的に刺激することが望まれる組織(3)がある。電磁トランスデューサ(1)の前記の配置構成は、以下で詳述されるようなトランスデューサの5つのグループを含む。
第1の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1i)およびトランスデューサ(1i’)であり、第2の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1j)およびトランスデューサ(1j’)であり、第3の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1k)およびトランスデューサ(1k’)であり、第4の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1l)およびトランスデューサ(1l’)である。
前記対のトランスデューサは、トランスデューサの活性面が互いに向き合い、組織(3)の位置の方向にあり、活性面が皮膚と接触するように、腹部および背部領域の上で、脊柱に平行な軸の周りに半径方向に配設される。
トランスデューサの活性面の平面の突出部は、組織の方向に配置構成され、前記組織の可能な最大の表面積を覆い、この構成は組織の最適な刺激を確実にする。
それに加えて、各対を含むトランスデューサが完全には整列していないかまたは互いに平行になっていない可能性がある。
図3Bは、トランスデューサの同様の配設の仕方を例示しているが、トランスデューサの活性面は、フレーム(4)に支持されている、個人の皮膚の表面から0.01cmから50cmの間、任意選択で0.01cmから4cmの間の距離である。
図4Aは、個人の膝からなる体積(2)の上に電磁トランスデューサ(1)の配置構成を配設している状態を例示している。膝の内部には、電磁気的に刺激することが望まれる組織(3)がある。電磁トランスデューサ(1)の前記の配置構成は、以下で詳述されるような2つの対のトランスデューサを含む。
第1の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1m)およびトランスデューサ(1m’)であり、第2の対の電磁トランスデューサはトランスデューサ(1n)およびトランスデューサ(1n’)である。
前記対のトランスデューサは、膝蓋骨の高さにある組織(3)の位置で、トランスデューサの活性面が組織(3)の位置の方向に互いに向き合うように、膝の周りに配設される。
それに加えて、配置構成(1)は、任意選択で、第1の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な平面が、第2の対のトランスデューサおよび第3の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な別の平面に直交し、それに加えて、第2の対のトランスデューサの活性面の表面に平行な任意の平面は、第1の対のトランスデューサおよび第3の対のトランスデューサの活性面の表面のいずれかに平行な他の任意の平面に直交し、それに加えて、組織の方を指している活性面の平面の突出部は、前記組織の可能な最大の表面を覆い、この構成は組織の最適な刺激を確実にするという点で直交性の条件を満たす。
また、トランスデューサの各対を含むトランスデューサは完全に整列していないかもしくは互いに平行になっていないか、または前の段落で説明されているトランスデューサの直交性の条件を保たない可能性があり得、また組織(3)を刺激することに成功する可能性がある。
図4Bは、トランスデューサの同様の配設の仕方を例示しているが、トランスデューサの活性面は、フレーム(4)に支持されている、個人の皮膚の表面から0.01cmから50cmの間、任意選択で0.01cmから4cmの間の距離である。
本開示の方法の段階(b)に進むと、段階(b)は、段階(a)で刺激された組織インピーダンス応答を測定することからなる。周波数走査が組織に印加されたときに、組織は、任意選択で同じ電磁トランスデューサを使用して、測定されるそのパラメータの変動に応答する。刺激された組織のこの測定値はフィードバックとして作用し、段階(a)の信号の特性を動的に変化させることを可能にする。
後に、この方法の段階(c)は、段階(b)で測定された組織インピーダンス応答で基準レベルを確定することを可能にする。前記基準レベルは、決定された時間の間に使用者によって確定され得るかまたは最大組織インピーダンス応答として決定され得る。
この方法の段階(d)を続けると、この段階は、段階(c)において確定された基準レベルに許容値(NT)を設定することからなる。このNTは、段階(c)において確定された基準レベルのパーセンテージの値に対応し、コンピューティングユニットにおいて定義され得るか、またはユーザによって入力され得る。
方法の一例において、たとえば、段階(d’)において、NTは、5%から60%の間、および任意選択で、25%から50%の間であり得る。
任意選択で、NTは、5%から10%、10%から15%、15%から20%、20%から25%、25%から30%、30%から35%、35%から40%、40%から45%、45%から50%、50%から55%、55%から60%、5%から10%、5%から15%、5%から20%、5%から25%、5%から30%、5%から35%、5%から40%、5%から45%、5%から50%、5%から55%、5%から60%、5%から60%、60%から55%、55%から50%、50%から45%、45%から40%、40%から35%、35%から30%、30%から25%、25%から20%、20%から15%、15%から10%、10%から5%の範囲のうちから選択することができる。
方法の次の段階e)は、組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階からなる。たとえば、3つのfbxが決定され、第1のfb1は75kHzに等しく、第2のfb2は300kHzに等しく、第3のfb3は450kHzに等しい。
次に、方法の段階f)は、組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)に戻る点としてより高い組織刺激周波数(ftx)を決定することを可能にする。たとえば、3つのftxが決定され、第1のft1は100kHzに等しく、第2のft2は350kHzに等しく、第3のft3は495kHzに等しい。
代替的に、1つの例において、ftxはfbxよりも大きい。
方法の別の例では、段階(e)において、下側組織刺激周波数(fbx)と上側組織刺激周波数(ftx)との間の周波数の範囲は、中心組織周波数に対応する。
中心組織周波数は、組織内のエネルギー吸収の効果により電磁刺激が減衰する周波数を指し、たとえば、電磁刺激信号は許容レベル(NT)の25%未満に低下する。
上で述べたことに加えて、本開示の次の態様において、組織インピーダンス応答が許容レベルに戻るか、または最大刺激時間を超えるまで、前記バンド内に刺激を集中させるための刺激周波数バンドを決定することが可能になる。
図12を参照すると、周波数走査の電場による組織刺激の第1の方法は、追加の段階として、
段階(g)において、段階(f)で決定されたより高い組織刺激周波数(ftx)とともに段階(e)において決定されたより低い組織刺激周波数(fbx)に基づく刺激周波数バンドが決定される段階と、
段階h)において、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで段階(g)において決定された周波数刺激バンドによって周波数が変化する活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に磁場刺激を印加する段階を含む。このような仕方で、たとえば、前記周波数バンドに集中して周波数走査を実行するために注目している周波数範囲を定義することが可能であり、fieとffeとの間の周波数の範囲全体を走査するよりも高速に組織を刺激することが可能である。
特定の例において、2つのftx、すなわち、100kHzに等しい第1のft1および350kHzに等しい第2のft2が段階(e)において決定され、2つのfbx、すなわち、75kHzに等しい第1のfb1および300kHzに等しい第2のfb2が段階(f)において決定される。第1の周波数刺激バンドはfb1とft1との間の周波数に対応し、第2の周波数刺激バンドはfb2とft2との間の周波数に対応する。
周波数刺激バンドの個数「x」が決定され、「x」は1以上の自然数、すなわち、fb1とft1との間のバンドから、fb2とft2との間の第2のバンドに続き、fbxとftxとの間のバンドに至るまでの個数「x」である、とすることができる。
方法の1つの例において、10分に等しいΔtの時間差で100HzのΔfのステップ単位による75kHzに等しいfb1および100kHzに等しいft1の周波数からの刺激周波数の第1のバンド内の刺激が印加され、5分に等しいΔtの時間差で1kHzのΔfのステップ単位による300kHzに等しいfb2および350kHzに等しいft2の周波数からの刺激周波数の第2のバンド内の第2の刺激が印加される。
ieおよびffe、Δf、NT、ならびにΔtは、すべて、コンピューティングユニット内でユーザによって設定され得、メモリレコードに記憶され得る。
Δfは0.1Hzから1kHzの間の値であってよく、Δtは約1秒から約1時間の間であってよく、任意選択で、約1分から約1時間の間であってよい。
本明細書において使用されているように「約」は、+20%から-20%の変動を意味する。
任意選択で、Δfは、約0.1Hzから約1Hz、約0.3Hzから約0.8Hz、約0.5Hzから約0.6Hz、約0.7Hzから約0.4Hz、約0.9Hzから約0.2Hz、約0.3Hzから約1Hz、約0.5Hzから約1Hz、約0.7Hzから約1Hz、約0.9Hzから約1Hz、約0.1Hzから約0.8Hz、約0.1Hzから約0.6Hz、約0.1Hzから約0.4Hz、約0.1Hzから約0.2Hz、約0.3Hzから約0.5Hz、約0.5Hzから約0.7Hz、約0.7Hzから約0.9Hz、約0.1Hzから約1000Hz、約100Hzから約900Hz、約200Hzから約800Hz、約300Hzから約700Hz、約400Hzから約600Hz、約500Hzから約500Hz、約600Hzから約400Hz、約700Hzから約300Hz、約800Hzから約200Hz、約900Hzから約100Hz、約1000Hzから約0.1Hz、約100Hzから約1000Hz、約200Hzから約1000Hz、約300Hzから約1000Hz、約400Hzから約1000Hz、約500Hzから約1000Hz、約600Hzから約1000Hz、約700Hzから約1000Hz、約800Hzから約1000Hz、約900Hzから約1000Hz、約0.1Hzから約900Hz、約0.1Hzから約800Hz、約0.1Hzから約700Hz、約0.1Hzから約600Hz、約0.1Hzから約500Hz、約0.1Hzから約400Hz、約0.1Hzから約300Hz、約0.1Hzから約200Hz、約0.1Hzから約100Hz、約100Hzから約200Hz、約200Hzから約300Hz、約300Hzから約400Hz、約400Hzから約500Hz、約500Hzから約600Hz、約600Hzから約700Hz、約700Hzから約800Hz、約800Hzから約900Hz、約900Hzから約1000Hz、のうちから選択することができる。
それに加えて、この方法の例は、たとえば、ftxがfbxよりも小さく、段階(a)において、活性化信号の周波数においてΔtの間にΔfの周波数差のステップ単位でデクリメントが行われる場合に可能である。
この方法の段階(a)に戻ると、初期組織刺激周波数(fie)から最終組織刺激周波数(ffe)まで変化する周波数を有する活性化信号は、1つまたは複数の電場刺激信号が、決定された時刻に、順次、他の刺激信号もしくは様々な刺激信号に関して位相をずらして、ランダムに、またはトランスデューサの各々について設定されたプログラムに従って、各トランスデューサに印加されることを可能にするマルチプレクサの配置構成を用いてトランスデューサに印加され得る。
図7および図8を参照すると、活性化信号は、変調信号(8)およびキャリア信号(9)から構成されてよく、キャリア信号(9)は、任意選択で変調信号(8)よりも大きい周波数次数であることが理解されるであろう。
この方法の一例において、変調信号(8)は100kHzの周波数を有するが、キャリア信号(9)は1kHz未満の周波数を有する。
この方法の一例において、キャリア信号(9)および変調信号(8)の両方に対して、fieおよびffeは、0.1Hzから1000kHzの間である。
任意選択で、fieおよびffeの周波数は、約0.1Hzから約1Hz、約0.3Hzから約0.8Hz、約0.5Hzから約0.6Hz、約0.7Hzから約0.4Hz、約0.9Hzから約0.2Hz、約0.3Hzから約1Hz、約0.5Hzから約1Hz、約0.7Hzから約1Hz、約0.9Hzから約1Hz、約0.1Hzから約0.8Hz、約0.1Hzから約0.6Hz、約0.1Hzから約0.4Hz、約0.1Hzから約0.2Hz、約0.3Hzから約0.5Hz、約0.5Hzから約0.7Hz、約0.7Hzから約0.9Hz、約0.1Hzから約1000Hz、約100Hzから約900Hz、約200Hzから約800Hz、約300Hzから約700Hz、約400Hzから約600Hz、約500Hzから約500Hz、約600Hzから約400Hz、約700Hzから約300Hz、約800Hzから約200Hz、約900Hzから約100Hz、約1000Hzから約0.1Hz、約100Hzから約1000Hz、約200Hzから約1000Hz、約300Hzから約1000Hz、約400Hzから約1000Hz、約500Hzから約1000Hz、約600Hzから約1000Hz、約700Hzから約1000Hz、約800Hzから約1000Hz、約900Hzから約1000Hz、約0.1Hzから約900Hz、約0.1Hzから約800Hz、約0.1Hzから約700Hz、約0.1Hzから約600Hz、約0.1Hzから約500Hz、約0.1Hzから約400Hz、約0.1Hzから約300Hz、約0.1Hzから約200Hz、約0.1Hzから約100Hz、約100Hzから約200Hz、約200Hzから約300Hz、約300Hzから約400Hz、約400Hzから約500Hz、約500Hzから約600Hz、約600Hzから約700Hz、約700Hzから約800Hz、約800Hzから約900Hz、約900Hzから約1000Hz、約100kHzから約900kHz、約200kHzから約800kHz、約300kHzから約700kHz、約400kHzから約600kHz、約100kHzから約1000kHz、約200kHzから約1000kHz、約300kHzから約1000kHz、約400kHzから約1000kHz、約500kHzから約1000kHz、約600kHzから約1000kHz、約700kHzから約1000kHz、約800kHzから約1000kHz、約900kHzから約1000kHz、約0.0001kHzから約900kHz、約0.0001kHzから約800kHz、約0.0001kHzから約700kHz、約0.0001kHzから約600kHz、約0.0001kHzから約500kHz、約0.0001kHzから約400kHz、約0.0001kHzから約300kHz、約0.0001kHzから約200kHz、約0.0001kHzから約100kHz、約100kHzから約200kHz、約200kHzから約300kHz、約300kHzから約400kHz、約400kHzから約500kHz、約500kHzから約600kHz、約600kHzから約700kHz、約700kHzから約800kHz、約800kHzから約900kHz、約900kHzから約1000kHz、約1Hzから約500kHz、約1kHzから約500kHz、約1kHzから約50kHz、約1Hzから約50kHz、の範囲から選択され得る。
図5Aを参照すると、周波数走査電磁場による組織刺激のための活性化信号に対する変調信号(8)に対応する周波数対時間のグラフが観察される。この例では、前記変調信号(8)は、1Hzの初期周波数から5Hzの最終周波数まで、1HzのΔfを印加することによって1秒毎にその周波数を高め、各周波数は1秒のΔtの間印加される。
図5Bを参照すると、変調信号(8)が正弦波形を有し、その周波数が1Hzの初期周波数から5Hzまで、1から5秒まで1秒毎に1HzのΔfで変化する電磁トランスデューサに印加される電磁刺激による活性化信号の一例が示されている。キャリア信号(9)は、2msの固定周期(10)または500Hzの固定周波数を有するインパルス型信号である。
図5Cを参照すると、変調信号(8)が方形波形を有し、その周波数が1Hzの初期周波数から5Hzまで、1から5秒まで1秒毎に1HzのΔfで変化する電磁刺激に対する活性化信号の一例が示されている。キャリア信号(9)は、100msの固定周期(10)または10kHzの固定周波数を有するパルス状信号である。
図6を参照すると、変調信号(8)がデューティサイクルの交互方形波形および変動を有し、その周波数は固定されたままであり、キャリア信号(9)は200μsの固定周期(10)または5kHzの固定周波数を有するパルス状信号である電磁刺激に対する活性化信号の例が示されている。
図7を参照すると、変調信号(8)が交互三角波形を有し、その周波数は固定されており、キャリア信号(9)は2μsの固定周期(10)または500kHzの固定周波数を有するパルス状信号である電磁刺激に対する活性化信号の一例が示されている。
図8を参照すると、変調信号(8)が交互ランプ波形信号と交互方形波形信号とを組み合わせたセグメント分割型機能を有し、キャリア信号(9)が2μsの固定周期(10)または500kHzの固定周波数を有するパルス状信号である電磁刺激に対する活性化信号の一例が示されている。
本開示の一例において、変調信号(8)は、段階(b)において測定された組織インピーダンス応答の応答に基づきデューティサイクルを動的に変化させる。前記デューティサイクルは、0%から100%の間であり、1つまたは複数のトランスデューサ毎に組織(3)に印加される電力を変化させることを可能にする。0%のデューティサイクルは、たとえば、決定された時間期間において信号の活性化を停止させるために使用することができる。
任意選択で、活性化信号の変調信号(8)および/またはキャリア信号(9)は、0%から100%、5%から95%、10%から90%、15%から85%、20%から80%、25%から75%、30%から70%、35%から65%、40%から60%、45%から55%、10%から100%、20%から100%、30%から100%、40%から100%、50%から100%、60%から100%、70%から100%、80%から100%、90%から100%、0%から90%、0%から80%、0%から70%、0%から60%、0%から50%、0%から40%、0%から30%、0%から20%、0%から10%、10%から20%、20%から30%、30%から40%、40%から50%、50%から60%、60%から70%、70%から80%、80%から90%、90%から100%、の範囲から選択することができる。
図9Aを参照すると、組織インピーダンス応答の一例が示されており、組織は、初期周波数刺激(f)から最終刺激周波数(f)までの周波数走査電磁場で刺激される。
組織インピーダンス応答は、fから始めて測定され、グラフ化されるが、前記応答は、組織刺激周波数が各決定されたΔt毎にΔfからのステップ単位で増大するときに最大振幅値(A1)を中心として振動する組織インピーダンスに対する応答値から始まる。
刺激周波数値のインクリメントを続けると、組織インピーダンス応答値は、組織インピーダンス応答の許容レベル値(NT)を下回る。この周波数値は、下側組織刺激周波数(fbx)に指定される。
組織刺激周波数が増大するにつれ、組織インピーダンス応答は最小振幅値(A0)まで下がり続け、前記最小値は組織刺激周波数の上昇に合わせて維持される。
周波数値が増大するにつれ、組織インピーダンス応答値は上昇し始め、(A1)を中心として振動する組織インピーダンス応答値に達するまで上昇する。この周波数値は、fに達するまで維持される上側組織刺激周波数(ftx)に指定される。
下付き文字「e」(fie、la ffe、Δf、およびΔt)または「m」(fim、ffm、Δf、およびΔt)のないf、f、Δf、およびΔtを引用する場合、これらは、2つの現象、すなわち、磁場または電場のいずれかを指すと理解される。
図9Bを参照すると、これは図9Aで説明されている例の応答の近似表現に対応しており、ここで、組織インピーダンス応答は、組織インピーダンス応答のインピーダンス値の平均値を使用することで平滑化され、たとえば、デジタルフィルタを使用することによって前記平滑化を行う。
デジタルフィルタは、当業者に知られているほかにもあるがとりわけ、FIR、Parks-McClellan、最小2乗、カイザー窓、およびバターワース、チェビシェフ、楕円フィルタなどのIIRフィルタからなるフィルタの群から、ほかにもあるがとりわけ、選択される。信号を平滑化する目的は、信号ノイズを除去すること、または単純平均を通じて、もしくはデジタルフィルタを通じて非定型値を除去することであることは理解される。
図9Cを参照すると、組織インピーダンス応答の一例が示されており、ここで組織は、初期周波数刺激(f)から最終刺激周波数(f)までの周波数走査による電磁場で刺激される。
組織インピーダンス応答は、fieから始めて測定され、グラフ化されるが、前記応答は、組織刺激周波数が各決定されたΔt毎にΔfからのステップ単位で増大するときに最大振幅値(A1)を中心として振動する組織インピーダンスに対する応答値から始まる。
刺激周波数値のインクリメントを続けると、組織インピーダンス応答値は、組織インピーダンス応答の許容レベル値(NT)を下回る。この周波数値は、下側組織刺激周波数(fbx)に指定される。
組織刺激周波数が増大するにつれ、組織インピーダンス応答は最小振幅値(A0)まで下がり続け、前記最小値は組織刺激周波数の上昇に合わせて、最終刺激周波数(f)に達するまで、維持される。
図9Dを参照すると、これは図9Cで説明されている例の応答の近似表現の一例に対応しており、ここで、組織インピーダンス応答は、組織インピーダンス応答のインピーダンス値の平均値を使用することで平滑化され、たとえば、デジタルフィルタを使用することによって前記平滑化を行う。
この方法の別の例において、図13を参照すると、上ですでに説明されている方法の段階(h)の後に続く追加の段階は、
i)最大刺激時間(tmax)を確定し、それによって組織が過度に刺激されないように保護することを可能にする段階、
j)段階(h)の刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階、
k)段階(g)において決定された刺激周波数バンドの段階(j)において測定された組織インピーダンス応答が、段階(d)において確定された許容値(NT)に戻るか、または最大刺激時間(tmax)を超えるかを検証する段階である。
この方法の一例の例では、段階(i)のtmaxは、約1時間から約18時間の間であってよい。tmaxに言及するときに、「約」は最大刺激時間の5%の変動として理解されるべきである。
この方法の特定の例において、図14を参照すると、段階(k)において、検証、すなわち、
- 最大刺激時間(tmax)を超えた場合に、終了であること、
- 最大刺激時間(tmax)を超えず、段階(j)において測定された組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された許容値(NT)未満である場合に、段階(h)を繰り返すこと、
- 段階(g)において決定された刺激周波数バンドの段階(j)において測定された組織インピーダンス応答が、段階(d)において確定された許容値(NT)を超えた場合、終了であること、が実施される。
図10Aを参照すると、fからの周波数走査によって電場または磁場で刺激された組織の組織インピーダンス応答の一例が示されている。組織インピーダンス応答は同時に測定およびグラフ化される。前記応答は、最大振幅値(A1)を中心として振動する組織インピーダンス応答値から始まる。
組織刺激周波数がΔfからステップ単位で増大するにつれ、組織インピーダンス応答値がNTを下回る点に対応する、第1の下側組織刺激周波数(fb1)に到達するまで、(A1)を中心とする振動を続ける。
組織刺激周波数が増加し続けると、組織インピーダンス応答値は、組織インピーダンス応答値が増加し始めて(A1)に達するまで維持される最小振幅値(A0)を中心として振動する組織インピーダンス応答値まで下り続ける。この点は、第1の上側組織刺激周波数(ft1)である。
b1とft1との間の周波数範囲が第1の刺激バンドである。
組織刺激周波数の上昇が続くと、周波数刺激がfに達するまで、第2の刺激周波数バンド範囲はfb2とft2との間の周波数範囲内にあり、第3の刺激周波数バンド範囲はfb3とft3との間の周波数範囲内にあり、第4の刺激周波数バンド範囲はfb4とft4との間の周波数範囲内にある。
これらの刺激バンドは、生化学的不均衡を呈する中心組織周波数の範囲を指す。
任意選択で、段階(e)において、電磁場で組織を刺激するための方法の別の例は、下側組織刺激周波数(fbx)と上側組織刺激周波数(ftx)との間の周波数の範囲は、中心組織周波数に対応する。
代替的に、電磁場で組織を刺激するための方法の別の例では、電場トランスデューサに対する活性化信号は、組織の温度フィードバックに応じて変化する。
組織を電磁場で刺激するための方法の別の例では、刺激された生体組織は動物の体内の組織である。
組織を電磁場で刺激するための方法の別の例では、刺激された生体組織は動物である。
代替的に、組織を電磁場で刺激するための方法の別の例では、電磁トランスデューサは、組織の外面と接触している。
組織を電磁場で刺激するための方法のさらに別の例では、電磁トランスデューサは、生体組織の外面から、決定された距離に配置されている。
組織を電磁場で刺激するための方法の一例において、電磁トランスデューサの第1の部分は、生体組織の外面と接触し、電磁トランスデューサの第2の部分は、生体組織の外面から、決定された距離に配置される。
任意選択で、電磁場で組織を刺激するための方法の別の例では、電磁トランスデューサは、定義された順序に従って活性化される。
代替的に、電磁場で組織を刺激するための方法の別の例では、電磁トランスデューサは、ランダムに活性化される。
任意選択で、組織を電磁場で刺激するための方法の別の例では、活性化信号は、決定された時刻に、順次、他の活性化信号もしくは様々な刺激信号に関して位相をずらして、ランダムに、またはトランスデューサのうちの各1つに対して確定されているプログラムに従って、各トランスデューサに印加される。
図10Bを参照すると、これは、図10Aで説明されている例の応答の近似表現に対応しており、ここで、組織インピーダンス応答は、たとえば、上で説明されている手段を使用し振幅における応答値の平均値を使用することで、平滑化される。
それに加えて、この方法の1つの例では、段階(a)において、磁場刺激は、活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて印加され、その周波数は、初期組織刺激周波数(fim)から最終組織刺激周波数(ffm)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位の増加または減少を伴って変化し、これにより、たとえば、組織の電場刺激領域を広げるなど、磁場と電場による組み合わされた刺激を利用することが可能になる。別の例では、段階(a)において、磁場刺激は電場刺激に直交している。
磁場トランスデューサは任意選択で配置構成され、それにより磁場トランスデューサは電場トランスデューサの電場に直交する磁場を発生し、それにより組織の最適な刺激がもたらされる。
それにもかかわらず、磁場トランスデューサは、前記磁場トランスデューサによって生成される磁場がその配置構成における電場トランスデューサによって生成される電場に直交しない、異なる構成で配置構成されることが可能であり得る。
本開示の別の例において、たとえば、電磁トランスデューサ(1)の配置構成のトランスデューサは、磁場トランスデューサであり、別の磁場トランスデューサまたは別の電場トランスデューサが向き合う場合も向き合わない場合もある。
磁場トランスデューサを活性化するために、活性化信号は、ほかにもあるがとりわけ、直流または交流信号、パルス信号、交互または非交互インパルス信号列、デューティサイクルの変動がある方形波信号、三角波信号、のこぎり波信号、振幅変調(AM)、周波数変調(FM)、位相変調(PM)、パルス位置変調(PPM)、パルス幅変調(PWM)、およびこれらの組合せのうちから選択され得る。
図1および図15を参照すると、本開示の別の方法は、磁場を使用する組織刺激であり、これは
a’)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に磁場刺激を印加する段階であって、その周波数は、初期組織刺激周波数(fim)から最終組織刺激周波数(ffm)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで変化する、段階と、
b’)電磁トランスデューサの配置構成の電場トランスデューサを通じて磁場刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、
c’)段階(b’)において測定された組織インピーダンス応答で基準レベルを確定する段階と、
d’)段階(c’)において確定された基準レベルに対する許容値(NT)を確定する段階と、
e’)組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階と、
f’)組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された許容値(NT)に戻る点として上側組織刺激周波数(ftx)を決定する段階とを含み、
上側組織刺激周波数(ftx)は下側組織刺激周波数(fbx)よりも大きく、「x」は1以上の自然数である。
磁気トランスデューサは、刺激されるべき組織(3)を含む体積(2)の上に配置構成される。各磁気トランスデューサは、組織(3)に印加される磁場を発生させる。各トランスデューサにより発生する磁場は、任意選択で、時間の経過とともに変化する初期周波数(fim)から初期周波数よりも高い、または低い、または等しいものとしてよい最終周波数(ffm)を有する活性化信号によって制御される。
1つの例において、活性化信号によって活性化されたときに磁場トランスデューサによって生成される磁場の強度は、1ガウスに相当する0.1mT(ミリテスラ)から2000ガウスに相当する200mT(ミリテスラ)との間、任意選択で、400ガウスに相当する40mT(ミリテスラ)と2000ガウスに相当する200mT(ミリテスラ)との間であり得る。
任意選択で、磁場トランスデューサによって発生する強度は、1mTから10mT、10mTから20mT、20mTから30mT、30mTから40mT、40mTから50mT、50mTから60mT、60mTから70mT、70mTから80mT、80mTから90mT、90mTから100mT、100mTから110mT、110mTから120mT、120mTから130mT、130mTから140mT、140mTから150mT、150mTから160mT、160mTから170mT、170mTから180mT、180mTから190mT、190mTから200mT、1mTから10mT、1mTから20mT、1mTから30mT、1mTから40mT、1mTから50mT、1mTから60mT、1mTから70mT、1mTから80mT、1mTから90mT、1mTから100mT、1mTから110mT、1mTから120mT、1mTから130mT、1mTから140mT、1mTから150mT、1mTから160mT、1mTから170mT、1mTから180mT、1mTから190mT、1mTから200mT、1mTから200mT、200mTから190mT、190mTから180mT、180mTから170mT、170mTから160mT、160mTから150mT、150mTから140mT、140mTから130mT、130mTから120mT、120mTから110mT、110mTから100mT、100mTから90mT、90mTから80mT、80mTから70mT、70mTから60mT、60mTから50mT、50mTから40mT、40mTから30mT、30mTから20mT、20mTから10mTの範囲のうちから選択される。
定義されるΔtは、この方法を使用するために必要な印加に応じて変化し得る時間期間を指す。
imおよびffm、ΔfおよびΔtは、ユーザによってコンピューティングユニット内で設定され、メモリレコードに記憶される。磁気刺激に対するfim、ffm、Δf、およびΔtの適用可能な範囲値は、本開示において前に引用されている電磁刺激におけるfie、ffe、Δf、およびΔtに使用されるものと同じである。
任意選択で、fimおよびffmは、約0.1Hzから約1000kHzの間、および任意選択で、約25Hzから約1000kHzの間の周波数範囲内にある。
代替的に、fimおよびffmの周波数は、約0.1Hzから約1Hz、約0.3Hzから約0.8Hz、約0.5Hzから約0.6Hz、約0.7Hzから約0.4Hz、約0.9Hzから約0.2Hz、約0.3Hzから約1Hz、約0.5Hzから約1Hz、約0.7Hzから約1Hz、約0.9Hzから約1Hz、約0.1Hzから約0.8Hz、約0.1Hzから約0.6Hz、約0.1Hzから約0.4Hz、約0.1Hzから約0.2Hz、約0.3Hzから約0.5Hz、約0.5Hzから約0.7Hz、約0.7Hzから約0.9Hz、約0.1Hzから約1000Hz、約100Hzから約900Hz、約200Hzから約800Hz、約300Hzから約700Hz、約400Hzから約600Hz、約500Hzから約500Hz、約600Hzから約400Hz、約700Hzから約300Hz、約800Hzから約200Hz、約900Hzから約100Hz、約1000Hzから約0.1Hz、約100Hzから約1000Hz、約200Hzから約1000Hz、約300Hzから約1000Hz、約400Hzから約1000Hz、約500Hzから約1000Hz、約600Hzから約1000Hz、約700Hzから約1000Hz、約800Hzから約1000Hz、約900Hzから約1000Hz、約0.1Hzから約900Hz、約0.1Hzから約800Hz、約0.1Hzから約700Hz、約0.1Hzから約600Hz、約0.1Hzから約500Hz、約0.1Hzから約400Hz、約0.1Hzから約300Hz、約0.1Hzから約200Hz、約0.1Hzから約100Hz、約100Hzから約200Hz、約200Hzから約300Hz、約300Hzから約400Hz、約400Hzから約500Hz、約500Hzから約600Hz、約600Hzから約700Hz、約700Hzから約800Hz、約800Hzから約900Hz、約900Hzから約1000Hz、約100kHzから約900kHz、約200kHzから約800kHz、約300kHzから約700kHz、約400kHzから約600kHz、約100kHzから約1000kHz、約200kHzから約1000kHz、約300kHzから約1000kHz、約400kHzから約1000kHz、約500kHzから約1000kHz、約600kHzから約1000kHz、約700kHzから約1000kHz、約800kHzから約1000kHz、約900kHzから約1000kHz、約0.0001kHzから約900kHz、約0.0001kHzから約800kHz、約0.0001kHzから約700kHz、約0.0001kHzから約600kHz、約0.0001kHzから約500kHz、約0.0001kHzから約400kHz、約0.0001kHzから約300kHz、約0.0001kHzから約200kHz、約0.0001kHzから約100kHz、約100kHzから約200kHz、約200kHzから約300kHz、約300kHzから約400kHz、約400kHzから約500kHz、約500kHzから約600kHz、約600kHzから約700kHz、約700kHzから約800kHz、約800kHzから約900kHz、約900kHzから約1000kHz、約1Hzから約500kHz、約1kHzから約500kHz、約1kHzから約50kHz、約1Hzから約50kHz、の範囲から選択され得る。
本開示の1つの例において、電場刺激に使用される活性化信号と同様に、磁場に使用される活性化信号も、キャリア信号(9)および変調信号(8)によって構成され得る。たとえば、キャリア信号(9)および変調信号(8)の両方に対してfimおよびffmは、0.1Hzと500kHzとの間であり、キャリア信号(9)は任意選択で変調信号(8)の周波数よりも大きい次数の周波数を有する。
方法の一例において、たとえば、段階(d’)において、NTは、5%から60%の間、および任意選択で、25%から50%の間であり得る。磁気刺激に対するNTの適用可能な範囲値は、本明細書において前の方で引用されている電磁刺激に対するNTに使用されるものと同じである。
この方法の別の例では、段階(e’)において、下側組織刺激周波数(fbx)と上側組織刺激周波数(ftx)との間の周波数の範囲は、中心組織周波数に対応する。
それに加えて、制御ユニットは、初期刺激周波数(fim)、最終組織刺激周波数(ffm)、および周波数差(Δf)を選択するようにプログラムすることができ、任意選択で、これらの特性は、ユーザによって設定され、この方法を適用するためにメモリに記憶される。
磁場を活性化するためにパルス発生機能が使用されてよく、ここで、fimおよびffmは0.1Hzから1000kHzの間であり、Δfは0.1Hzから1kHzの間の範囲を有し、Δtは1秒から1時間の間、および任意選択で、1分から1時間の間である。
それに加えて、1Hzから50kHzまでの周波数の方形波形の周波数走査磁気刺激に活性化信号を使用することが可能であり得る。1Hz~5kHzの周波数については、2000ガウスに相当する200mT(ミリテスラ)の最大磁場強度に対して0.4%から5%の間のデューティサイクルの変動を適用する。その後、5kHz~50kHzの周波数については、400ガウスに相当する40mT(ミリテスラ)の最大磁場強度に対して5%から25%の間のデューティサイクルの変動を適用する。この周波数走査は1時間のtmaxに対して適用され、6日間毎日繰り返されるものとしてよい。
上記に加えて、図15を参照すると、この方法の別の例において、段階(f’)の後に続いて完了させる段階は、
g’)段階(f’)において決定された上側組織刺激周波数(ftx)とともに段階(e’)において決定された下側組織刺激周波数(fbx)に基づき刺激周波数バンドを決定する段階、
h’)時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで段階(g’)において決定された刺激周波数バンドによって周波数が変化する活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に磁場刺激を印加する段階である。
この方法の別の例において、図16を参照すると、上ですでに説明されている方法の段階(h’)の後に続く追加の段階は、
i’)最大刺激時間(tmax)を確定し、それによって組織が過度に刺激されないように保護することを可能にする段階、
b’)電磁トランスデューサの配置構成の電場トランスデューサを介して段階(h’)の刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、
k’)段階(g’)において決定された刺激周波数バンドの段階(j’)において測定された組織インピーダンス応答が、段階(d’)において確定された許容値(NT)に戻るか、または最大刺激時間(tmax)を超えるかを検証する段階である。
この方法の一例の例では、段階(i’)におけるtmaxは、約1時間から約18時間の間であってよい。tmaxに言及するときに、「約」は最大刺激時間の5%の変動として理解されるべきである。
この方法の特定の例では、段階(k’)において、検証、すなわち、
- 最大刺激時間(tmax)を超えた場合に、終了であること、
- 最大刺激時間(tmax)を超えず、段階(j’)において測定された組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された許容値(NT)未満である場合に、段階(h’)を繰り返すこと、
- 段階(g’)において決定された刺激周波数バンドの段階(j’)において測定された組織インピーダンス応答が、段階(d’)において確定された許容値(NT)を超えた場合、終了であること、が実行される。
上記に加えて、組織刺激は、2018年2月7日に出願したコロンビア出願NC2018/0001282において説明されているように、空間走査を使用することによっても印加され得る。
この方法の別の例において、活性化信号は定義されたパターンに従い、
A)トランスデューサの配置構成において各磁場トランスデューサに対するインデックスを定義するステップと、
B)コンピューティングユニットを使用してトランスデューサに割り振られるインデックスを選択するステップと、
C)選択されたインデックスに対応する磁場トランスデューサを活性化し、決定された時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のインクリメント単位で初期組織刺激周波数(f)から最終組織刺激周波数(ffm)までを使用して組織を刺激するステップと、
D)帰された(attributed)インデックスのすべてが使用されるまでインデックスの値を増やし、ステップC)を繰り返すステップとに従う。
代替的に、この方法の特定の例において、ステップD)で、このインデックス値はランダムに変化し、ステップC)に戻る。
したがって、トランスデューサはランダムに活性化されてよく、標的組織の刺激に依存する、定義された順序でこれらを活性化することも可能である。
任意選択で、段階(e’)において、磁場で組織を刺激するための方法の別の例で、下側組織刺激周波数(fbx)と上側組織刺激周波数(ftx)との間の周波数の範囲は、中心組織周波数に対応する。
代替的に、磁場で組織を刺激するための方法の別の例では、電場トランスデューサに対する活性化信号は、組織の温度フィードバックに応じて変化する。
組織を磁場で刺激するための方法の別の例では、刺激された生体組織は動物の体内の組織である。
組織を磁場で刺激するための方法の別の例では、刺激された生体組織は動物である。
代替的に、組織を磁場で刺激するための方法の別の例では、電磁トランスデューサは、組織の外面と接触している。
組織を磁場で刺激するための方法のさらに別の例では、電磁トランスデューサは、生体組織の外面から、決定された距離に配置されている。
組織を磁場で刺激するための方法の異なる例において、電磁トランスデューサの第1の部分は、生体組織の外面と接触し、電磁トランスデューサの第2の部分は、生体組織の外面から、決定された距離に配置される。
任意選択で、磁場で組織を刺激するための方法の別の例では、電磁トランスデューサは、定義された順序に従って活性化される。
代替的に、電磁場で組織を刺激するための方法の別の例では、電磁トランスデューサは、ランダムに活性化される。
任意選択で、組織を磁場で刺激するための方法の別の例では、活性化信号は、決定された時刻に、順次、他の活性化信号もしくは様々な刺激信号に関して位相をずらして、ランダムに、またはトランスデューサのうちの各1つに対して確定されているプログラムに従って、各トランスデューサに印加される。
本開示の別の例では、電磁トランスデューサ(1)の配置構成を使って組織(3)を刺激することが可能であり、電場トランスデューサおよび磁場トランスデューサが組織に印加される磁場の強度のフィードバック、組織インピーダンスのフィードバック、またはこれら2つの組合せに基づき特性を組み合わせた電気刺激信号と磁気刺激信号の組合せを印加する。
組織刺激のための第3の方法は、電場および磁場の両方で組織を刺激するための方法であり、この方法は
a*)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に電場および磁場刺激を印加することであって、活性化信号のパラメータは時間とともに変化する、印加することと、
b*)電磁トランスデューサの配置構成を通じて段階(a*)の刺激への組織インピーダンス応答を測定し、前記測定値をコンピューティングユニットのメモリレジスタに記憶することと、
c*)コンピューティングユニットを通じて段階(b*)において測定された組織インピーダンス応答に従って活性化信号のパラメータを変更し、段階(a*)に戻ることとを含み、
活性化信号のパラメータは、変調、位相、周波数、振幅、持続時間、デューティサイクル、および形状である。
それに加えて、刺激されている組織がいつ影響を受けるかを決定するために組織の上から温度を測定することが可能であり、温度レベルに基づき、コンピューティングユニットは組織の損傷を回避するために刺激を停止する決定を行う。
すなわち、磁気トランスデューサの活性化信号は、組織温度のフィードバックに応じて変化するパターンに従う可能性があり、これは電場トランスデューサの活性化信号にも当てはまる。
周波数走査の電場による方法を用いる組織刺激と周波数走査の磁場による方法を用いる組織刺激とを組み合わせることが可能であり得る。一例において、電磁トランスデューサ(1)の配置構成は、互いに重なり合い、互いに直交するように配設され、その活性面が組織(3)の方向にある磁場トランスデューサと電場トランスデューサとを備え、これにより、活性化パターンに従う電場および磁場による組み合わされた刺激を印加する。
個人に適用される本開示の方法の例
本開示の一例において、図11Aに示されている低分化悪性新生組織形成の次の初期診断により個人に組織刺激が実行される。免疫組織化学的マーカーは次の結果を示す。
- サイトケラチン5/6:腫瘍細胞中で陽性、
- P63:腫瘍細胞中で陽性、
- 高分子量サイトケラチン:腫瘍細胞中で陽性、
- SOX10:腫瘍細胞中で陰性、および
- Ber-EP4:腫瘍細胞中で陰性。
組織は、本開示の組織を刺激するための方法を実装する電磁場で組織を刺激するためのデバイスを用いて刺激された。このデバイスは、電磁トランスデューサの次の配置構成を使用した。
- 直交するように配設されている2対の電場トランスデューサ(患者の皮膚と電気刺激装置との間の使い捨て型導電性接着接合部として使用するための、Compass Health Brands Corp.社によって製造された使い捨て型2×3.5インチ電気療法電極)、および
- 2対の電場トランスデューサに直交するように配設されている1対の磁場トランスデューサ。
説明されている配置構成により、磁場刺激および電場刺激は、互いに直交して印加される。
デバイスのコンピューティングユニットは、各磁気トランスデューサに対して確定されたプログラムに従って活性化信号を発生する。具体的には、この対の磁場トランスデューサは、デバイスの第1および第2のチャネルに接続され、72Vpp(ピークツーピーク電圧)の振幅を有し、1Hzに等しい初期組織刺激周波数fimから50kHzに等しい最終組織刺激周波数ffmまでの範囲内の周波数走査で印加される活性化信号を受信した。前記周波数走査から、2つの刺激周波数バンドがコンピューティングユニットによって決定され、第1の刺激周波数バンドは、1Hzに等しい第1の下側組織刺激周波数fb1から5kHzに等しい第1の上側組織刺激周波数ft1までの周波数範囲に対応し、第2の刺激周波数バンドは、5kHzに等しい第2の下側組織刺激周波数fb2から50kHzに等しい第2の上側組織刺激周波数ft2までの周波数範囲に対応した。
これらの2対の電場トランスデューサは、それぞれ、デバイスの第3、第4、第5、および第6のチャネルに接続された。各対は、72Vpp(ピークツーピーク電圧)の振幅を有する活性化信号を受信した。キャリア信号は、15%のデューティサイクルを有するPWMで変調された150kHzの固定周波数の交番インパルス列であり、変調信号は、周波数が変化する三角波形であった。この活性化信号は、1kHzに等しい初期組織刺激周波数fieから500kHzに等しい最終組織刺激周波数ffeまでの範囲内の周波数走査で印加された。前記周波数走査から、3つの刺激周波数バンドがコンピューティングユニットによって決定され、第1の刺激周波数バンドは、1kHzに等しい第1の下側組織刺激周波数fb1から50kHzに等しい第1の上側組織刺激周波数ft1までの周波数範囲に対応し、第2の刺激周波数バンドは、150kHzに等しい第2の下側組織刺激周波数fb2から250kHzに等しい第2の上側組織刺激周波数ft2までの周波数範囲に対応し、第3の刺激周波数バンドは、320kHzに等しい第3の下側組織刺激周波数fb3から420kHzに等しい第3の上側組織刺激周波数ft3までの周波数範囲に対応した。
上記の例の組織に送達された測定済み平均電力は、0.2Wから0.5Wの範囲内であった。電極温度は40℃を超えることはなかった。
刺激周波数バンドを決定した後、電磁場で組織を刺激するためのデバイスは、これらの刺激周波数バンドの各々の活性化信号を毎日1時間、合計で6日間印加した。すべての場合において、周波数差(Δf)のステップは500Hzであり、時間差(Δt)のステップは1秒であった。
図11Bを参照すると、上で指摘されている送達スケジュールの後の悪性腫瘍の腫瘤の著しい減少を示す同じ個人の写真が示されている。それに加えて、刺激後に報告された検査所見は、転移について陰性であった。
図11Cを参照すると、グラフは、上述の第3の刺激周波数バンド(fb3=320kHz、ft3=420kHz)に対するチャネル5および6にわたる組織インピーダンス応答に対応する組織インピーダンス信号(34)を示しており、図11Aと図11Bとの間の個人の応答の中間段階に時間的に相関している。グラフに示されているように、組織インピーダンス信号(34)は、印加された組織刺激周波数が約320kHzであったときに、約140秒で落ち込みを示し始める。この落ち込み、すなわち谷は、印加された組織刺激周波数が約420kHzに達したときに、約340秒まで続いた。
前述の組織インピーダンス応答の谷が毎回の印加の過程で特定の周波数に束縛されない傾向が観察された。その代わりに、組織インピーダンス応答のわずかな周波数シフトが観察され、典型的には±20%の変動を示した。6日間の送達の過程で、組織インピーダンスの谷は消失する傾向にあった。
図11Dは、平滑化された組織インピーダンス応答信号(35)を示し、組織インピーダンス応答信号(34)を平均することによって得られた。
定義および頭字語
AM 振幅変調
AMOLED アクティブマトリクス有機発光ダイオード
ASIC 特定用途向け集積回路
CPLD コンプレックスプログラマブルロジックデバイス
DSC デジタルシグナルコントローラ
EEG 脳波図
EMF 電磁場
bx 下側組織刺激周波数:周波数走査刺激に対する刺激バンドの最低周波数を指す。
fe 最終組織刺激周波数:電場による周波数走査刺激の最終周波数を指す。
fm 最終組織刺激周波数:磁場による周波数走査刺激の最終周波数を指す。
ie 初期組織刺激周波数:電場による周波数走査刺激の開始周波数を指す。
im 初期組織刺激周波数:磁場による周波数走査刺激の開始周波数を指す。
FM 周波数変調
FPGA フィールドプログラマブルゲートアレイ
tx 上側組織刺激周波数:周波数走査刺激の最終周波数を指す。
HID ヒューマンインターフェースデバイス
LCD 液晶ディスプレイ
LED 発光ダイオード
MFG 磁場発生器
NT 許容値は、基準レベル値のパーセンテージ値であり、これにより方法は、組織インピーダンス応答が前記パーセンテージ値を超えるか超えないかに基づきfbxまたはftxを決定する。
OLED 有機発光ダイオード
PEMF パルス電磁場
PM 位相変調
PPM パルス位置変調
PSoC プログラマブルシステムオンチップ
PWM パルス幅変調
QD 量子ディスプレイ
SoC システムオンチップ
SPMF プログラム磁場
Δf 周波数差:電場による周波数走査刺激の周波数のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントを指す。
Δf 周波数差:磁場による周波数走査刺激の周波数のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントを指す。
Δt 時間差:電場による周波数走査刺激の持続時間または時間期間を指す。
Δt 時間差:磁場による周波数走査刺激の持続時間または時間期間を指す。
基準レベル ユーザに対して提示または分析されるべき振幅範囲値の組織インピーダンス応答を段階的に増大するか、または当てはめるか、または固定するためにユーザまたはコンピューティングユニットによって確定される値を指す。
刺激周波数バンド 組織インピーダンスの振幅が許容値を下回る周波数の範囲を指す。
本開示は、当業者には明らかとなるであろうように、次の請求項によってのみ定義される、本開示の精神から逸脱しない変更形態および修正形態が可能なので、説明された図解例に限定されない。
1 電磁トランスデューサ
1a 電磁トランスデューサ
1a’ トランスデューサ
1b トランスデューサ
1b’ トランスデューサ
1c トランスデューサ
1c’ トランスデューサ
1d トランスデューサ
1d’ トランスデューサ
1e トランスデューサ
1e’ 電磁トランスデューサ
1f トランスデューサ
1f’ トランスデューサ
1g トランスデューサ
1g’ トランスデューサ
1h トランスデューサ
1h’ トランスデューサ
1i トランスデューサ
1i’ トランスデューサ
1j トランスデューサ
1j’ トランスデューサ
1k トランスデューサ
1k’ トランスデューサ
1l トランスデューサ
1l’ トランスデューサ
1m トランスデューサ
1m’ トランスデューサ
1n トランスデューサ
1n’ トランスデューサ
2 体積
3 組織
4 フレーム
5 チャネル
6 チャネル
8 変調信号
9 キャリア信号
10 固定周期
21 コンピューティングユニット
21a 中央演算処理装置(CPU)
21b 第1の発振器OSC 1
21c 第2の発振器OSC 2
21d 発振器OSC n
22 外部電源
23 減結合回路
30 フィードバック
31、32、33 活性化信号出力
34 組織インピーダンス信号

Claims (8)

  1. 組織を電磁場で刺激するためのデバイスであって、
    - コンピューティングユニットと、
    - 前記コンピューティングユニットに接続されている外部電源と、
    - 前記外部電源および前記コンピューティングユニットに接続されている減結合回路と、
    - 前記コンピューティングユニットおよび前記減結合回路に接続されている電磁トランスデューサの配置構成であって、前記組織の上に配設されるように構成された、配置構成とを備え、
    前記コンピューティングユニットは、組織を電磁場で刺激するための方法を実装し、前記方法はa)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に電場刺激を印加する段階であって、その周波数は、初期組織刺激周波数(fie)から最終組織刺激周波数(ffe)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで変化する、段階と、b)段階(a)の前記刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、c)段階(b)において測定された前記組織インピーダンス応答で基準レベルを確定する段階と、d)段階(c)において確定された前記基準レベルに対する許容値(NT)を確定する段階と、e)前記組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された前記許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階と、f)前記組織インピーダンス応答が段階(d)において確定された前記許容値(NT)に戻る点として上側組織刺激周波数(ftx)を決定する段階とを含み、前記上側組織刺激周波数(ftx)は前記下側組織刺激周波数(fbx)よりも大きく、「x」は1以上の自然数である、デバイス。
  2. 前記許容値(NT)は、約25%から約50%の間である、請求項に記載のデバイス。
  3. 前記初期組織刺激周波数(fie)および前記最終組織刺激周波数(ffe)は、約0.1Hzから約1000kHzの間である、請求項に記載のデバイス。
  4. 前記周波数差(Δf)は、約0.1Hzから約1kHzの間の値である、請求項に記載のデバイス。
  5. 前記時間差(Δt)は、約1秒から約1時間の間である、請求項に記載のデバイス。
  6. 組織を電磁場で刺激するためのデバイスであって、
    - コンピューティングユニットと、
    - 前記コンピューティングユニットに接続されている外部電源と、
    - 前記外部電源および前記コンピューティングユニットに接続されている減結合回路と、
    - 前記コンピューティングユニットおよび前記減結合回路に接続されている電磁トランスデューサの配置構成であって、前記組織の上に配設されるように構成された、配置構成とを備え、
    前記コンピューティングユニットは、組織を磁場で刺激するための方法を実装し、前記方法はa’)活性化信号を受信する電磁トランスデューサの配置構成を通じて組織に磁場刺激を印加する段階であって、その周波数は、初期組織刺激周波数(fim)から最終組織刺激周波数(ffm)まで、時間差(Δt)の間の周波数差(Δf)のステップ単位のインクリメントまたはデクリメントで変化する、段階と、b’)電磁トランスデューサの前記配置構成の一部である複数の電場トランスデューサを通じて前記磁場刺激への組織インピーダンス応答を測定する段階と、c’)段階(b’)において測定された前記組織インピーダンス応答で基準レベルを確定する段階と、d’)段階(c’)において確定された前記基準レベルに対する許容値(NT)を確定する段階と、e’)前記組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された前記許容値(NT)を下回る点として下側組織刺激周波数(fbx)を決定する段階と、f’)前記組織インピーダンス応答が段階(d’)において確定された前記許容値(NT)に戻る点として上側組織刺激周波数(ftx)を決定する段階とを含み、前記上側組織刺激周波数(ftx)は前記下側組織刺激周波数(fbx)よりも大きく、「x」は1以上の自然数である、デバイス。
  7. 前記コンピューティングユニットに接続された複数の発振器をさらに備え、前記複数の発振器の各々は活性化信号出力を有している、請求項に記載のデバイス。
  8. 前記中央演算処理装置は、ストレージデバイス、入力デバイス、出力デバイスから選択された周辺デバイスにも接続される、請求項に記載のデバイス。
JP2020542637A 2018-02-07 2019-02-07 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法 Active JP7490558B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024009673A JP2024050694A (ja) 2018-02-07 2024-01-25 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CONC2018/0001283 2018-02-07
CONC2018/0001283A CO2018001283A1 (es) 2018-02-07 2018-02-07 Método de estimulación de tejidos con campos eléctricos y magnéticos por barrido en frecuencia
PCT/IB2019/051007 WO2019155407A2 (en) 2018-02-07 2019-02-07 Tissue-stimulating method using frequency scanning of electric and magnetic fields

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024009673A Division JP2024050694A (ja) 2018-02-07 2024-01-25 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021512714A JP2021512714A (ja) 2021-05-20
JP7490558B2 true JP7490558B2 (ja) 2024-05-27

Family

ID=67512120

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020542637A Active JP7490558B2 (ja) 2018-02-07 2019-02-07 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法
JP2024009673A Pending JP2024050694A (ja) 2018-02-07 2024-01-25 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2024009673A Pending JP2024050694A (ja) 2018-02-07 2024-01-25 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法

Country Status (13)

Country Link
US (2) US11826568B2 (ja)
EP (1) EP3749409A4 (ja)
JP (2) JP7490558B2 (ja)
KR (1) KR20200130687A (ja)
CN (1) CN111936197A (ja)
AU (1) AU2019219588A1 (ja)
BR (1) BR112020016152A2 (ja)
CA (1) CA3091623A1 (ja)
CO (1) CO2018001283A1 (ja)
IL (1) IL276533B1 (ja)
MX (1) MX2020008284A (ja)
SG (1) SG11202007509RA (ja)
WO (1) WO2019155407A2 (ja)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CO2018007468A1 (es) 2018-07-16 2020-01-17 Panacea Quantum Leap Tech Llc Método de estimulación de tejidos con campos electromagnéticos que generan jerk
US20210196967A1 (en) * 2019-12-31 2021-07-01 Novocure Gmbh Methods, systems, and apparatuses for managing temperatures induced by alternating fields
US20210353354A1 (en) 2020-05-14 2021-11-18 Singlepass Transseptal, Inc. Method for single pass large bore transseptal crossing
US11944806B2 (en) 2020-07-22 2024-04-02 Nexalin Technology, Inc. Transcranial alternating current dynamic frequency stimulation method for anxiety, depression, and insomnia (ADI)
US11872397B2 (en) 2020-07-22 2024-01-16 Nexalin Technology, Inc. Transcranial alternating current dynamic frequency stimulation (TACS) system
EP4203828A1 (en) * 2020-08-25 2023-07-05 Cross Vascular, Inc. Transseptal crossing system
WO2022147153A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-07 Novocure Gmbh Amplitude modulation for tumor treating fields
KR102624063B1 (ko) * 2021-05-06 2024-01-11 연세대학교 산학협력단 암 치료용 디바이스 및 이의 제어 방법
IT202100015971A1 (it) * 2021-06-18 2022-12-18 Non Ionizing Radiation Personal Shielding S R L Dispositivo retroazionato per la ionorisonanza ciclotronica
WO2023105391A1 (en) * 2021-12-07 2023-06-15 Novocure Gmbh Compact dc system for delivering a square wave ac signal
WO2024069504A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 Novocure Gmbh Reducing electrosensation while treating a subject using alternating electric fields by controlling ramp-up characteristics
DE102022130619A1 (de) * 2022-11-18 2024-05-23 Petra Falke Verfahren zum Erzeugen elektromagnetischer Felder und eine Vorrichtung mit einer solchen Vorrichtung
CN117282024B (zh) * 2023-09-22 2024-05-14 赛福凯尔(绍兴)医疗科技有限公司 电场发射系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000510747A (ja) 1996-06-06 2000-08-22 ローソン・リサーチ・インスティテュート 低周波数磁気パルスを使用する電気治療装置
WO2005102452A1 (ja) 2004-04-23 2005-11-03 Kanazawa University Technology Licensing Organization Ltd. 温熱治療装置
JP2008543386A (ja) 2005-06-15 2008-12-04 フラレックス・セラピューティクス・インコーポレイテッド 治療用低周波パルス磁場およびそのための装置
US20100152817A1 (en) 2007-05-22 2010-06-17 Ivor Stephen Gillbe Array Stimulator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0817827B2 (ja) * 1992-07-23 1996-02-28 征夫 内海 磁気治療器
ATE206821T1 (de) * 1996-07-03 2001-10-15 Us Gov Health & Human Serv Ultraschahl-halleffekt abbildungsanordnung und- verfahren
WO2001060994A1 (en) 2000-02-17 2001-08-23 Palti Yoram Prof Method and apparatus for destroying dividing cells
JP3503135B2 (ja) * 2000-03-17 2004-03-02 株式会社テクノリンク 生体刺激装置
WO2005122740A2 (en) 2004-06-15 2005-12-29 Compex Technologies, Inc. Interferential and neuromuscular electrical stimulation system and apparatus
US7865236B2 (en) * 2004-10-20 2011-01-04 Nervonix, Inc. Active electrode, bio-impedance based, tissue discrimination system and methods of use
US8788044B2 (en) * 2005-01-21 2014-07-22 Michael Sasha John Systems and methods for tissue stimulation in medical treatment
AU2007236544B2 (en) * 2006-04-07 2009-12-03 Global Energy Medicine Pty Ltd In vivo stimulation of cellular material
EP2020250A1 (en) * 2007-07-26 2009-02-04 Johannes Josephus Maria Cuppen Device and method for electromagnetic stimulation of a process within living organisms
CA2905150C (en) * 2013-03-15 2019-12-17 Nativis, Inc. Controller and flexible coils for administering therapy, such as for cancer therapy
US20160106976A1 (en) * 2014-01-10 2016-04-21 Theodore R. Kucklick Device and method for treatment of sleep apnea
US10376145B2 (en) * 2015-02-24 2019-08-13 Elira, Inc. Systems and methods for enabling a patient to achieve a weight loss objective using an electrical dermal patch
EP3416719A4 (en) * 2016-02-19 2019-12-11 Nalu Medical, Inc. APPARATUS HAVING IMPROVED STIMULATION WAVEFORMS

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000510747A (ja) 1996-06-06 2000-08-22 ローソン・リサーチ・インスティテュート 低周波数磁気パルスを使用する電気治療装置
WO2005102452A1 (ja) 2004-04-23 2005-11-03 Kanazawa University Technology Licensing Organization Ltd. 温熱治療装置
JP2008543386A (ja) 2005-06-15 2008-12-04 フラレックス・セラピューティクス・インコーポレイテッド 治療用低周波パルス磁場およびそのための装置
US20100152817A1 (en) 2007-05-22 2010-06-17 Ivor Stephen Gillbe Array Stimulator

Also Published As

Publication number Publication date
IL276533A (en) 2020-09-30
EP3749409A4 (en) 2021-11-10
SG11202007509RA (en) 2020-09-29
JP2021512714A (ja) 2021-05-20
EP3749409A2 (en) 2020-12-16
IL276533B1 (en) 2024-06-01
US20210038892A1 (en) 2021-02-11
CO2018001283A1 (es) 2019-08-09
US20240075288A1 (en) 2024-03-07
AU2019219588A1 (en) 2020-08-27
WO2019155407A3 (en) 2019-10-03
WO2019155407A2 (en) 2019-08-15
CA3091623A1 (en) 2019-08-15
CN111936197A (zh) 2020-11-13
WO2019155407A4 (en) 2019-12-12
JP2024050694A (ja) 2024-04-10
KR20200130687A (ko) 2020-11-19
US11826568B2 (en) 2023-11-28
MX2020008284A (es) 2020-11-06
BR112020016152A2 (pt) 2020-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7490558B2 (ja) 電場および磁場の周波数走査を使用する組織刺激方法
US20210290155A1 (en) Neuromodulation method and system for sleep disorders
CN110289700B (zh) 中场耦合器
CN105744986B (zh) 用于电磁能量生成的多元件耦合器
KR101474582B1 (ko) 온혈 포유동물 대상에서 세포 기능에 영향을 미치는 전자 시스템
US20130060304A1 (en) Method and Apparatus for Generating Electrotherapeutic or Electrodiagnostic Waveforms
CN107405495A (zh) 基于组织激活的体积的电刺激治疗的治疗程序选择
US11745010B2 (en) Nerve stimulation device for current steering
CN102946942B (zh) 给送对于个体对象可定制的前庭刺激的系统和方法
US10232188B2 (en) Single cable apparatus and method for hyperthermic treatments
US20200001096A1 (en) Systems and Methods for Thermal Stimulation of the Spinal Cord
RU2742502C2 (ru) Устройство и способ лечения с помощью нейромодуляции
CN104780969A (zh) 利用电场选择性迁移细胞的系统
KR20200024238A (ko) 신경 자극 및 모니터링 디바이스
Song et al. Multi-channel transcranial temporally interfering stimulation (tTIS): application to living mice brain
KR20200103039A (ko) 전류 스티어링을 위한 신경 자극 디바이스
Hentall A long-lasting wireless stimulator for small mammals
US11517761B2 (en) Tissue-stimulating method using spatial scanning of electric and magnetic fields
CN114786608A (zh) 用于治疗受试者的电气系统
CN115299919A (zh) 用于诊断和治疗心脏传导失常的方法和设备
CN117679640A (zh) 一种基于阵列电刺激闭环检测的应用方法、装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220204

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221128

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20230227

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230529

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20230925

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240125

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20240328

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240415

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240515

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7490558

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150