JPH02503755A - 可変変調周波数を用いた電気治療装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 可変変調周波数を用いた電気治療装置 説明 この発明は可変変調周波数を所有する電気治療装置に関する。

何年もの間、組織に熱を発生させるという方法でＲＦｉ磁フィールド（ｅｌｅｃ Ｌｒｏ＋ａａｇｎｅｔｉｃ　ｆｉｅｌｄｓ）を、損傷した組織に作用させること により治癒率が改善されることは知られている。この技術はシアチルミー　（ｄ ｉａＬｈｅｒＢ）として知られている。

より最近は、ＲＦフィールドを作用させることによって生じる治療はそのフィー ルドによって生じる組織加熱にのみを特徴としていないことが認識されている。

このテーマの考察は、１９７６年４月２２日付けＮｅｗ　５ｃｉｅｎｔｉｓｔ″ ＩＩ磁気による治癒−うそか誠か”に投稿されている。

私の公開英国出顆第２０２７５９４号には、実質的に何ら組織のための、患者に 取りつるポータプル式低出力装置が記載されている。その装置は、一般的に３〜 ３０組ＩＺの周波数範囲を発生し、通常２５　ＭＨｚ（７）周波数が選択される 。

私の公開ＥＰＣ出願第＾０１３２０５１号には、治療装置の治療期間を制御する ための計時装置が記載されている。タイマは、治療の期間に作用させるフィール ドを例えば１時間、続いてフィールドを作用させない休止時間を例えば１時間と なるよう操作することがてきる。この装置は周期的に動作する。

ＲＦフィールドが作用している間、治療効果を改善することかわかっているパル ス変調がなされる。一般に、オシレータ（３〜３０　Ｍｔｌｚの範囲で動作する ）の連続出力は、ｌ　ａｓｅｃの休止期間で１００μＳｅｅ継続のＲＦパルスを 発生するために変調される。

その装置は患者の皮膚で測定し１こ場合、一般に１００μＷＣｓ−’以下のフィ ールドを発生するよう作用する。すなわち、フィールド強度は何ら組織加熱を生 じない強度である。パルス変調により治療改善が生じる理由は完全に理解されて いない。

この発明により、パルシングの性質は驚くことに、本質的にｙ４なる治療上の効 果となって現れることが現在性かつている。

そしてこの発明の通りに、変調の比率が時間周期によって変えられた場合、実質 上治療効果が改善されることが認められている。

このようなこの発明に関しては、生体系にその代謝特性を変化させるための電流 を作用させる手段からなり生体系の代謝特性に影響を与える電気装置が備えられ 、その装置は、電流を発生するためのモジュレータ手段を含んでおり、その電流 は前記生体系にそれを作用させる時間周期について変調がなされ、モジュレータ 手段によってもたらされる周期を変化させる手段を特徴としている。

好ましくはこの装置は、前記フィールドを放射するアンテナと、アンテナを励起 するオシレータ手段とを含み、前記モジュレータ手段はオンレータ手段の出力を 変調するために設けられる。好ましくは、モジュレータ手段はオンレータ手段の 出ノ〕を“ｏｎ°状態から°ｏｆｆ”状態へと連続して変調するよう設けられて いる。モジュレータ手段は、連続してオシレータをｏｎとｏｆｆに切り替える適 切なマルチバイブレークを含み、そのマルチバイブレータは、選択的に可変でき る時間周期を有しており、所定のシーケンスで前記時間周期を選択的に変えるシ ーケンサ手段を含んでいる。

この発明は、前述した公開された私の明細書において説明した方法で患者を治療 するための適用に特に限定されない。また、この発明は、ベッド上でまたはベッ ドに隣接して設置されたコイル装置によってベッド上の患者を治療するために適 用される。

この発明はまた、人間の患者以外、例えば動物の系や生体工学に使用される細胞 培養物の処理にも適用される。

この発明がより完全に理解される目的で、この発明の具体例を実施例やそれに伴 う図面によって説明する。

第１図はこの発明による装置の略ブロック図である。

第２図は１１図に示されるモジュレータ回路の詳細を示す。

第３図はこの発明によるポータプル式装置を示す。

第４図は第２図および第３図に示される装置の動作中に発生する各種の波形を示 す。

第５図は病院のベッド上で使用するためのアンテナコイル装置を示す。

第６図は細胞培養物用のバイオリアクタ容器に使用するためのコイル装置を示す 。

第７図は細胞培養物に使用する装置の他の変形を示す。

まず第１図において、同図はこの発明による装置の全体構成を示す。オシレータ （ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）　Ｉはアンテナを励起するために設けられる。アンテ ナは治療される患者の近傍に配置される。

アンテナ２はフレキシブルコイルから構成することが都合よく、そのコイルのイ ンダクタンスは、オシレータｌの周波数決定周期回路の要素となる。このような 装置のより詳細については、私の米国特許第４４１２５４０号に記載されている 。オシレータは一般的に３〜３０　Ｍｌｌｚの周波数範囲で動作するが、動作周 波数を２５　Ｍｌｌｚに選択すると都合がよい。オシレータの出力はモジュレー タ３によって変調され、そのモジュレータ３は、授与信号の発生時にのみオシレ ータが動作するようオシレータｌに対して周期的な授与信号を供給する。

モジュレータ３は、第２図により詳細に示される。モジュレータ３は５５５単安 定マルチバイブレータ４からなり、単安定マルチバイブレータ４は、周期的な授 与信号をライン５を介してオシレーク１に供給ずろ。マルチバイブレーク４の時 間周期は、抵抗Ｒ１とトランジスタ’ｒＲ１とによって、そして抵抗Ｒ２とトラ ンジスタＴ　ｒｌ１２とによってそれぞれ定義される可変抵抗装置によって制御 される。　トランジスタＴＲＩおよびＴＲ２によって提供される抵抗は、ライン ７．８のトランジスタの各ベースに対して制御電位差の設定を変化させる期間を 割り当てるロジックシーケンサ６によって制御される。抵抗変化のシーケンスは 、プログラマユニット９によってプログラムすることができるシーケンサ６によ って作り出される。プログラマ９は、多数の異なる方式を取ることができる。プ ログラマ９は、シーケンサ６をプログラミングするためのワンチップを備えた装 置またはプログラムデータを予め符号化し１こ磁気カードを受は入れるための装 置あるいは電話回線を通じて遠隔地からデータを読み取るための装置から構成す ることができる。トランジスタＴ１１２は、粗い周波数変化を発生し、これに反 しトランジスタＴＲＩは精密な周波数変化を発生ずる。

このような使用において、マルチバイブレーク４は、最初に第１の周波数で所定 期間変調を行い、次に第２の所定期間周波数の変調を行う。シーケンサ６は、そ れ以上の所定期間についてさらに変調周波数を発生するようマルチバイブレーク を制御することができる。シーケンスの終了時点においては、シーケンサは全体 のサイクルが繰り返されるように第１の周波数に戻ることができる。マルチバイ ブレーク４は、固定されたマーク／スペース比（ｏｆｆ時間に対する０１時間の 比）、またはプログラムすることができかつ所定の時間周期シーケンスで変化す るマーク／スペース比を持つことができる。

この装置は第３図に示されているポータプル式のバッテリー駆動装置にて具体化 される。モジュレータおよびオシレータ１の回路は、一般的に直径３ｃ＋ｏの平 坦な円形ハウジング１０内に収納される。アンテナは放射を行う導体を備えてお り、この実施例においてはループ状の同軸ケーブルから構成される。バッテリー （図示しない）もまたハウジングＩＯ内に収納される。このポータプル式装置は 使用においては、治療する範囲の上にアンテナが重なるようにして患者の皮膚に 付着される。そしてアンテナは、この実施例において例えば傷や炎症に対して細 胞冶疹率の改善をもたらすために利用される電磁気放射を発する。

患者の皮膚に発生される電磁界強度は、一般的に１００　ｐＶｃｍ−’以下、す なわち実質的に何ら細胞の加熱を生じさせないような値である。

オシレータｌは、第４図（λ）に図示されているように一般的に２５．００　Ｍ ｌｌｚの搬送波ＣＦを発生ずる。モジュレータ３は、第４図（ｂ）に図示されて いる周波＠Ｍ　Ｐからなる周期的な授与信号をオンレータ１に対して発生するた め、オシレータの出力は第４図（ｃ）に示されるように変調される。２つの異な る変調周波数ＭＦ、およびＭＰ、はそれぞれの周期Ｔ、お上びＴｔを有しており 、図に示されている。変調周波数Ｍ　Ｆ　＋はＲ３たけの期間発生し、変調周波 数Ｍ　Ｆ　ｔはその後、Ｒｔの期間について発生する。ＭＦおよびＲの特定値は 、ロジックシーケンサ６によるプログラム可能なシーケンスで調整することがで きる。

変調周波数Ｍ　Ｆ　Ｉは、ｔ＋Ａ：ｔ＋ｓのマーク／スペース比を有し、Ｍ　Ｆ 　ｔについてのそれはｔ２Ａ：ｔＢ＋である。マルチバイブレータ４に関するマ ーク／スペース比は、ｔ＾：【Ｂの値を時間で調整するためにプログラム（方法 は示さない）することができる。

変調周波数における変化が、改善された成果をもたらす理由は、完全には理解さ れていない。変調工程において使用される異なった基本周波数Ｍ　Ｆ　＋　、　 Ｍ　Ｆ　を等は、生物学上の系において異なった特定の共振を励起することが可 能である。代わりに、または補足的には、改善された成果は、変調周波数ＭＦの パルスがＭＰ’を中心として多数のハーモニクスを発生し、そしてそのハーモニ クスが治療経過に貢献するという事実によってもたらされるのかも知れない。理 由がどうであれ、異なる生物学上の系が、周波数変調の異なるパターンに対して 異なるレベルの応答をも１こらし、かつ変調の適切なパターンが改善された治療 をもたらすということは実験により決定されている。

異なる変調周波数パターンの各種実施例を今から説明する。

及敷帆上 変調周波数は、それぞれが３分間の等しい期間Ｒ，，ｎｔ・・・・・・Ｒ，、を 有し、ＭＰの各部が＋５１１ｚの値から始まって５０１１ｚの等しいステップで 前の値から増大する一連の値ＭＰ、、　ＭＰ、・・・・・・ＭＰ、とじて適用さ れる。

Ｋ１鯉ｌ 変調周波数は実施例１のような一連のステップで適用されるが、期間Ｒ，，Ｒ， 等が等しくならないように、たとえば、Ｒ９が３分、Ｒｔが６分、Ｒｓが３分、 Ｒ４が６分２等というように変調周波数が、プログラムされた順序によって次の ように上下に段階的に変化する。ＭＰ、＝ＩＯ００１（ｚ、ＭＰｔ＝１２００Ｈ ｚ。

Ｍ　Ｆ　５＝８００Ｈｚ　、　Ｍ　Ｆ　−＝　４００１（ｚ　、　Ｍ　Ｆ　ｓ＝ 　１６００Ｈｚ、各期間期間Ｒ＋、Ｒｔ、等は、上述のように分単位で測定され る長い期間から、変調周波数Ｍ　Ｐ　＋　、　Ｍ　Ｆ　ｔの２又は３サイクルの 集まりからなる期間まで減少する。

友亀髄ｉ 変調周波数の形状および／又はマーク／スペース比は、連続する期間ＩＮ、、　 Ｉｔ、・・・・・・Ｒｎに対して変化し、それによって、連続する期間Ｒに対応 するハーモニックな部分を変化させる。

上記実施例の特徴が個々に又は組合わせて使用できることは明白である。例えば 、実施例５に述べたハーモニックな変調は、実施例２又は３において使用できる 。

異なる実施態様は、より大きなアンテナ形状と共に使用するための主駆動装置を 備える。例えば、第５図に示されるように、アンテナコイルは、うつ向けになっ た患者を治療するベッドにおいて具体的に配置される。個々に又は同時に作動し 得る多数の特別な形状をしたアンテナコイル３０〜４０が、図に示されるように 、人体の各部の治療を行うためにオシレータ■こよって駆動される。また、各コ イルは、それぞれ異なる周波数で個別に駆動してもよい。その合成的な治療法は 、変調周波数が第４図を参照して論じられるように変化する時において特に、全 身系統の病理に対する特別な利益を有する。通常、そのコイルによって発生する フィールド強度は、患者の皮膚で測定されるが、１００μｆｃｍ−’よりも小さ い。

この発明は、治療処理以外のプロセス、例えば、バイオテクノロジに使用するた めの細胞培養物の成長や他の特性を変化させることにも適用される。

第６図を参照すると、これは、バイオリアクタ４２の中の細胞培養物（図示しな い）を処理するために、第１および第２図の回路構成の中のアンテナ２のように 接続されたらせん状コイルの構造を示している。

他の同様な構成は第７図に示されるが、各コイルが、並列接続された同心状ルー プ４３．４４，４５．４６の中に配列される。第１および第２図の回路構成は、 モジュール４７の中に配置され、通常、バッテリで駆動されると共に、バイオリ アクタ４２の側に設置される。

この発明は、容器の壁を介して材料の流動性を制御するために、例えば、私のＰ ＣＴ出願第ＧＢ８５１００５１０号に記載された方法で薬剤のような物質の制御 された剥離性のためにも適用される。

説明した実施態様において、変調周波数は、所定の順序で周波数および／又は時 間について変化させられるが、印加するフィールドに対する組織の反応を利用し て変調周波数を変化させることが可能である。従って、センサは組織又は組織培 養物に関連付けて設けられ、そのセンサは、印加されたフィールドに対する組織 の反応を示す。そのセンサは、印加されたフィールドに対する組織の反応を改善 させるような方法で変調周波数を制御するフィードバック回路に使用し得るであ ろう。

さらに、アンテナは、前述の私の出願に開示されるような通常の誘導アンテナ２ としてここで説明されるが、この発明は、例えば容量性電極板又は簡単な直流電 流注入システムによって生体組織に電流を生じさせる他のシステムに適用するこ とができる。

また、すでに述べたアンテナ構造２に関して、アンテナ２によって作られるフィ ールドのベクトル方向に対して直角又はその他の方向に延びるベクトル方向を有 する静的あるいは他のフィールドを利用することは、いくつかの情況において有 段である。

Ｆ／（ｉ、７ ■ ｍ町挿査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．代謝を変えるために生体系に電流を印加する手段を備え、生体系に印加され る期間に衰弱される電流を発生するモジュレータ手段を備え、かつ、そのモジュ レータ手段によってもたらされる変調を時間によって変化させる手段によって特 徴付けられた、生体系の代謝特性に影響を与える電気装置。 ２．前足電流印加手段が、生体系に磁気および／又は電気フィールドを印加する 手段からなる請求項１記載の装置。 ３．前記フィールドを放射するアンテナと、アンテナを励起するオシレータ手段 とを備え、前記モジュレータ手段がオシレータ手段の出力を変調するように構成 されてなる請求項１記載の装置。 ４．モジュレータ器手段が、選択的に可変し得る期間を有してオシレータを連続 的にオン・オフさせるマルチバイブレータと、所定の順序で前記期間を選択的に 変化させるシーケンサ手段を備えてなる請求項３記載の装置。 ５．プログラムされた順序で作動するようにシーケンサ手段をプログラムするプ ログラマ手段を備えてなる請求項４記載の装置。 ６．前記モジュレータと、前記オシレータ手段の回路とを含む携帯用本体部と、 その本体部に接続される可撓性を有するアンテナ手段とを備えた請求項３記載の 装置。 ７患者の皮膚に横たわるように適合され、そして皮膚で測定されるとき１００Ｗ ｃｍ−２よりも小さいフィールド強度を発生するように適合される請求項６記載 の装置。 ８．アンテナが複数のアンテナコイルを備えてなる請求項３記載の装置。 ９．コイルが、それぞれ異なる周波数で同時に作動する請求項８記載の装置。 １０．コイルが、患者を治療するベッドに配置されてなる請求項８記載の装置。 １１．バイオマスを受取る容器を備え、アンテナがバイオマスを処理する容器の 周りに形成されてなる請求項３記載の装置。 １２．前記モジュレータ手段が、第１期間（Ｒ１）に対して第１変調周波数（Ｍ Ｆ１）で作動し、その後、第２期間（Ｒ２）に対して第２変調周波数（ＭＦ２） で作動するようにステップする請求項３記載の装置。 １３．第２変調周波数（ＭＦ２）が、第１変調周波数（ＭＦ１）よりも大きい請 求項１２記載の装置。 １４．第２変調周波数（ＭＦ２）が、第１変調周波数（ＭＦ１）よりも小さい請 求項１２記載の装置。 １５．第１および第２期間（Ｒ１．Ｒ２）が等しい期間である請求項１２記載の 装置。 １５．変調周波数のマーク／スペース比が調整可能である請求項１２記載の装置 。