JPH06233825A - 非侵襲性電磁治療装置 - Google Patents

非侵襲性電磁治療装置

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JPH06233825A
JPH06233825A JP5308236A JP30823693A JPH06233825A JP H06233825 A JPH06233825 A JP H06233825A JP 5308236 A JP5308236 A JP 5308236A JP 30823693 A JP30823693 A JP 30823693A JP H06233825 A JPH06233825 A JP H06233825A
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pulses
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μsec
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JP5308236A
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Joan Abbott
ジョン・アボット
Richard Cangialosi
リチャード・カンジアロシ
Brian A Pethica
ブライアン・エイ・ペシカ
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Electro Biology Inc
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    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N2/00—Magnetotherapy
    • A61N2/02—Magnetotherapy using magnetic fields produced by coils, including single turn loops or electromagnets
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61N—ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00—Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/40—Applying electric fields by inductive or capacitive coupling ; Applying radio-frequency signals

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 非侵襲性電磁治療装置における生体反応性を
向上させる。 【構成】 パルス状の電磁場を用いて生体組織や生体細
胞等に治療を施す非侵襲性電磁治療装置であって、特に
骨成長のための刺激付与に適している。治療を施すべき
疾患身体部位に近接した位置に治療用コイル１２を非侵
襲的に装着する。治療用コイルに結合したパルス発生回
路が、持続時間が２００〜２５０μ秒の正パルス部分
と、持続時間が約５０μ秒以下の負パルス部分とを有す
るパルスを発生する。更に、発生するパルスは、少なく
とも、その立上り区間１から比較的平坦な頂上区間２へ
の遷移部分４が、滑らかな遷移部分となっているという
特徴を有する。高周波成分が、また特に２００ｋＨｚ以
上の周波数が、大幅に低減されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電磁場を用いて行なう
生体組織ないし生体細胞の治療ないし処理に関するもの
であり、より詳しくは、パルス状電磁場（ＰＥＭＦ）を
用いて行なうその種の治療ないし処理に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】時間と
共に変化する低エネルギの電場ないし磁場が、生体のシ
ステムに、ある種の反応を引き起こすことが知られてい
る。特に、実質的に熱の発生を伴わない低エネルギの場
が、骨折や潰瘍からの回復や、骨移植片の同一化の促進
等の治療目的に、ますます多用されるようになってきて
いる。このような低エネルギの場がどのようにして作用
するのか、その正確な作用機序はまだ良く分かっていな
いが、しかしながらその反応が、磁場及び電場の双方の
直接的影響に関係しているという確かな証拠が存在して
いる。磁場は、更に、誘導によって生体組織ないし細胞
の中に電場を発生させることによっても作用を及ぼし得
る。また、時間と共に変化する電場を印加する方法とし
ては、誘導を利用する方法、容量性結合を利用する方
法、それに埋込み電極を用いる方法等がある。
【０００３】様々な種類の、時間と共に変化する電磁気
入力（波形）が、これまでに研究され、特許として認可
され、また実際に使用されている。現在最も広く利用さ
れている適用の仕方は、その波形の立上り区間と立下り
区間とが非対称な磁場により誘導されて発生する電場
を、生体組織への入力とするというものであり、このよ
うな適用の仕方は、例えば以下の一連の米国特許に記載
されている。 米国特許番号 発明者 特許年月日 第３８９３４６２号 Manning 1975.07.08 第４１０５０１７号 Ryaby et al. 1978.08.08 第４２６６５３２号 Ryaby et al. 1981.05.12 第４２６６５３３号 Ryaby et al. 1981.05.12 第４３１５５０３号 Ryaby et al. 1982.02.16 第４６８３８７３号 Cadossi et al. 1987.08.04
【０００４】上記のようにして誘導して発生させた誘導
電場入力の波形は、その概略形状が準矩形波ないし台形
波の、電場強度の偏位の波形として表わされ、そして、
パルスをパルス列即ち「パルスバースト」の形で発生さ
せている場合には、その波形の直後に、より幅が狭くよ
り振幅の大きな逆方向の偏位が続き、一方、パルスをあ
る種の反復性単一パルスの形で発生させている場合に
は、その波形の直後に、幅が広く振幅の小さな偏位が続
くことになる。また更に、米国特許第４９９８５３２号
（Griffith）や、同第５０１４６９９号（Pollack ）等
によって、例えば正電場と負電場との間で急激に切り替
わるようにして（そうするには、例えば低インダクタン
スのコイルへの電流入力の極性のスイッチングを行なっ
て一連の立上り区間と立下り区間とを備えた磁場を発生
させ、治療対象の生体組織系ないし細胞系をこの磁場に
露出させるようにすれば良い）発生させた、より対称性
の高いパルス形状の電場もまた生体に対して有効に作用
するということが、公知となっている。
【０００５】そのようにして得た波形は、電場や磁場の
大きさ（強度）ないし方向の、急激な変化を含んでいる
という特徴を有する。例えば、 Ryaby et al. の米国特
許に記載されている波形を採用した市販の装置では、誘
導により発生した電場（誘導電場）の強度がゼロから上
昇してその準矩形波の「正の」連続した形状の部分へ至
るまでの時間も、また、その誘導電場強度が正負符号を
逆転して振幅がより大きく幅がより狭い「負」の偏位の
部分へ至るまでの時間も、いずれも約１μ秒ないしそれ
以下であり、これは、パルス幅（パルス持続時間）が通
常は、数十ないし数百μ秒程度であるのと比べて非常な
短時間である。これに対応して、磁場の時間微分値も、
約１μ秒間の間にその正負符号が逆転する一方で、その
正負符号が変わらずにいる時間は一般的にその１０倍以
上もの長さとなっている。前述のGriffith や Pollack
の特許公報によれば、好適なパルス幅は約１０μ秒程度
であり、そのパルスをパルスバーストの形で反復して発
生するようにしており、そのパルスバースト持続時間は
数ｍ秒程度である。またそのパルスの極性逆転のための
時間は一般的に１μ秒以下である。また、先に掲出した
Ryaby et al. の数件の米国特許は、その全てを参照文
献として本開示に組み込むものであるが、それら米国特
許に記載されているパルス列は、一般的に、そのパルス
列の中の個々のパルスの持続時間は数ｍ秒間であり、そ
のパルスまたはパルス列の反復間隔は数十ないし数千ｍ
秒程度である。更に加えて、 Ryaby et al. の米国特許
に記載されている種類のパルス列を発生するようにした
市販の装置では、個々のパルスの立上り時間及び立下り
時間は非常に短く、約１μ秒以下である。
【０００６】電場強度の時間微分値が急激に変化してい
る場合には、それに伴ってオーバーシュートが発生して
いることがあり、このオーバーシュートは、例えば１Ｍ
Ｈｚ内外の、即ち約０．５〜５ＭＨｚの範囲内の、減衰
振動即ちリンギングを含んでいることがある。 Ryaby e
t al. の特許公報に記載されている種類の非対称パルス
波形の周波数成分を離散フーリエ変換によって求める
と、その周波数成分の存在範囲は１０ＭＨｚにも達する
ということが、Goodman et al.による「ヒト細胞を低周
波電磁場に露出することにより転写生成物質の量的変化
が発生することについて（Exposure of Human Cells to
Low-Frequency Electromagnetic FieldsResults in Qu
antitative Changes in Transcripts）」という題名の
論文（Biochimica et Biophysica Acta, 1009 (1989) 2
16-220）の中に記載されている。
【０００７】パルス状の磁場、または、誘導により或い
は直接的に発生させたパルス状の電場を印加することに
よって行なう生物学的ないし治療的な刺激付与は、これ
までは、電場ないし磁場の大きさないし方向を急激に変
化させることによって形成したパルスを用いて行なわれ
てきたが、本発明者らが発見したことは、このようにし
て行なう刺激付与は、それに使用するパルスの形状に修
正を加えて等価スペクトルの高周波成分を選択的に低減
させることによって、大幅に改善し得るということであ
る。周波数領域（周波数ドメイン）において論じると以
上のとおりであるが、同じことを時間領域（時間ドメイ
ン）において論じるならば、次のように言うことができ
る。即ち、大きさの急激な変化ないし正負符号の急激な
交替という極めて一般的な特徴を有する波形の電場また
は磁場によって形成した低エネルギのパルス状の電磁場
信号の生体効率は、これまでは特徴であったそれら急激
な変化ないし交替のうちの１つないし幾つかを緩やかな
ものとしたり除去したりして、比較的平坦な区間への遷
移部分や、その信号ないし波形の様々な部分への遷移部
分を、より滑らかな遷移部分とすることによって、大幅
に改善し得ると言える。尚、このように言うとき、「急
激な」という用語は、約１μ秒ないしそれ以下の短時間
の変化ないし交替であることを意味する。
【０００８】本発明の１つの局面においては、パルス状
の電磁場を用いて生体組織や生体細胞等に治療を施す非
侵襲性電磁治療装置であって、しかもそのパルス状の電
磁場が、一般的にかなりの量の高周波成分が発生するの
に充分なほどに高速な場の方向の変化という特徴を有す
る電磁場であるような装置に、そのパルスの高周波成分
を選択的に低減させることによって生体反応性を向上さ
せる回路を備えるようにしている。
【０００９】本発明の別の１つの局面においては、パル
ス状の電磁場を用いて生体組織や生体細胞等に治療を施
す非侵襲性電磁治療装置であって、しかも治療を施すべ
き疾患身体部位に近接した位置に治療用コイルを非侵襲
的に装着するようにした装置に、治療用コイルに結合し
た電子的パルス発生手段を備えるようにしている。この
電子的パルス発生手段は、立上り区間と、立下り区間
と、それら２つの区間の間の比較的平坦な区間とを有す
るパルスを発生するようにしたものであり、また更に、
その発生するパルスが、立上り区間と立下り区間との少
なくとも一方の、比較的平坦な区間に隣接した部分が、
滑らかな遷移部分となっているという特徴を有するパル
スであるようにしたものである。
【００１０】本発明の包括的な目的は、ＰＥＭＦ信号の
スペクトルの選択的抑制によって生体反応性を向上させ
ることにある。
【００１１】本発明の更なる目的は、現在公知でありま
た使用されている信号に対して、ある所望の信号レベル
から別の所望の信号レベルへの遷移部分がより滑らかな
遷移部分となるような修正を加えることによって、その
信号の効果を改善することにある。
【００１２】本発明の以上の目的及び利点、並びにその
他の目的及び利点は、添付図面と共に以下の好適実施例
についての詳細な説明を参照することによって更に明瞭
に理解することができる。
【００１３】
【実施例】本発明の原理を理解し易くするために、以下
に、図面に示した実施例について説明して行くことと
し、またその説明においては、その実施例に即した具体
的な用語を使用することにする。しかしながら、そこで
使用する具体的な用語は本発明の範囲を限定するための
ものでないことに注意されたい。即ち、図示の実施例の
装置の変更例や改変例、また更には図示の実施例から明
らかな本発明の原理を他の用途に応用することも、本発
明の分野における当業者には容易に想到し得るものと考
えられ、例えば、ここに説明する信号の波形を容量性結
合電極や埋込電極に応用すること等も、当業者であれば
容易に想到することである。
【００１４】図１（a）及び図１（b）は夫々、本発明の
好適実施例に係る、磁場強度の波形とその磁場強度の波
形に対応した誘導電場強度の波形とを示しており、これ
ら波形は、骨や生体組織の治療のための刺激付与に使用
する波形である。図１（b）の波形は、例えば適当な誘
導ピックアップ等を使用すれば測定することができ、こ
の波形は、生体組織や生体細胞を図１（a）に示した強
度波形の磁場が貫通する際に、その磁場からの誘導によ
って発生する電場強度の波形である。当業者には周知の
如く、図１（a）の波形と図１（b）の波形との関係は容
易に式の形で表わすことができ、即ち、誘導電場強度は
磁場強度の時間微分値に正比例している。図１（b）の
波形は更に、後に図６を参照して説明する本発明の好適
実施例の信号発生回路が駆動する治療用コイルの両端子
間の電圧波形にも対応している。本発明の原理は、反復
性単一パルスに適用することもできれば、先に掲出した
Ryaby et al. の数件の米国特許に記載されているよう
にパルス列に適用することもできるのであるが、ただし
図１（a）及び図１（b）は、１つのパルスバーストのう
ちの一部分を、そのパルスバーストの中の個々のパルス
の細部形状とそれらパルスの間の遷移部分の詳細形状と
の両方を見て取れるように図示したものである。
【００１５】本発明によって明らかとなったことは、パ
ルス状電磁場信号（ＰＥＭＦ信号）に対する生体反応性
は、電場強度の立上り時間及び立下り時間を延長する
と、また特に、電場強度のパルスの形状にラウンディン
グ（パルスの肩の部分の丸み）を導入して電界強度の振
幅変化をより緩やかにすると、急速に向上するというこ
とである。図１（b）には、パルスの形状に導入したラ
ウンディングの具体例を示しており、特に、この具体例
のラウンディングは、個々のパルスの、略々指数関数的
な形状の立上り区間１の中に存在しており、個々のパル
スは更に、比較的平坦な頂上区間２と立下り区間３とを
備えている。従って、図示のパルスは、その立上り区間
１から比較的平坦な頂上区間２への遷移部分が滑らかな
遷移部分４となっている。パルス形状にラウンディング
を導入すると、通常はそれに伴って図１（b）に示すよ
うに立上り時間及び立下り時間も幾分延長されることに
なる。図１（b）において、時刻ｔ1 から電場強度信号
がゼロクロスする時刻ｔ2 までの時間は２５μ秒であ
り、また時刻ｔ1 からこの信号の最大値に達するまでの
時間は約３０μ秒であり、これらの時間の値は、図６を
参照して後に説明する信号発生回路及び治療用コイルを
使用したときの値である。以上の値に対応する立下り時
間は、即ち時刻ｔ3 から時刻ｔ1 までの時間は５μ秒で
ある。最も好ましい波形は、例えば、時刻ｔ1 から信号
の最大値の時刻までの時間の全体に亙って立上り区間が
連続して滑らかであり、且つ、時刻ｔ3 から時刻ｔ1 ま
での時間の全体に亙って立下り区間が連続して滑らかで
あるような波形である。即ち、立上り区間と立下り区間
とのいずれにも、信号の不連続部分や急激に変化する部
分が全く含まれていないことが好ましい。
【００１６】以下に説明する回路は、比較的平坦な頂上
区間２の大部分に亙って信号の振幅を維持しつつ、望ま
しいラウンディングを発生させることができると共に、
前掲の Ryaby et al. の米国特許に記載されている種類
のパルス列にラウンディングを導入して滑らかにする場
合には、その滑らかにした後の波形の負の振幅が、一般
的にそれ程大きくならないようにすることができるもの
である。また、前掲のRyaby et al. の米国特許に記載
されているような、負の偏位を比較的振幅が小さく幅の
広いものとすることが効果的なある種の反復性単一パル
スに適用する場合には、その電場強度信号のパルスの正
の振幅と負の振幅とを、夫々正偏位期間の大部分と負偏
位期間の大部分とに亙って容易に維持することができ、
しかもそのパルス波形の全体に導入される変化が、主と
して、立上り時間及び立下り時間の延長と、立上り区間
及び立下り区間の端部に導入されるラウンディングとで
あるようにすることができるものである。尚、ここで
「正の」及び「負の」という用語や、「立上り」及び
「立下り」時間という用語は、基準ポテンシャル・レベ
ルに対して互いに逆極性の夫々のパルス部分を言い表わ
すための、相対的な用語であって、絶対的な用語ではな
いことに注意されたい。
【００１７】前掲の Griffith の米国特許や Pollack e
t al. の米国特許に教示されているような鋭い角を持っ
た方形波パルスに関しても、その方形波パルスの立上り
区間及び立下り区間に同様にラウンディングを導入して
それら区間を延長することにより、同様に生体反応性を
向上させ得るということが考えられる。様々な形状のパ
ルスのうち、特に、矩形波パルスと、準矩形波パルス
と、台形波パルスとは、いずれも、本発明に関して言う
ところの、比較的平坦な頂上区間を有するパルスである
と見なし得るものであるため、それらパルスの波形形状
に対して本発明の教示に従って適当なラウンディングを
導入するならば、それによって生体反応性の向上が達成
されるものと期待することができる。
【００１８】図１（b）に示した時間と共に変化する信
号の、周波数領域における等価表示を図３及び図５に示
し、また、それらの図と比較するために、基準波形（ラ
ウンディングを含んでいない波形）を有する誘導電場強
度信号の、周波数領域における等価表示を図２及び図４
に示した。この基準波形は、パルスの立上り区間及び立
下り区間において約１μ秒という時間の間にその振幅が
急激に変化しているという特徴を有するパルス波形であ
る。図２〜図５に示した高速フーリエ変換は、いずれ
も、同じパルス列信号から得たものであり、そのパルス
列信号は、パルス周期を約２６０μ秒とし、そのうちの
約２３０μ秒が正パルス部分であり、また、パルスバー
スト持続時間を約３０ｍ秒とし、パルスバースト反復速
度を１．５Ｈｚとしてパルス列信号である。図２及び図
３は、３ｋＨｚ以下の周波数では、夫々の周波数スペク
トルが互いに殆ど等しいことを明らかにしており、一
方、図４及び図５は、５００ｋＨｚ（図中には「５Ｅ
５」で表わしてある）以上の高い周波数の領域において
は、夫々の周波数スペクトルどうしの間に大きな相違が
存在していることを明らかにしている。図４及び図５か
ら分かるように、本発明の好適実施例に係る回路は、約
５０ｋＨｚ以上の周波数成分を、また特に約２００ｋＨ
ｚ以上の周波数成分を選択的に低減させている。現在利
用されているその他のパルス形状の信号の周波数スペク
トルにも同等のスペクトル線が多数含まれており、それ
らスペクトル線の中には、更に高い、５０ｋＨｚから５
ＭＨｚの範囲の周波数成分も含まれており、それら周波
数成分は、それら信号の中に存在している、急激な変化
を伴う立上り区間や立下り区間、ランプ区間、オーバー
シュート、それにリンギング等に対応したものであり、
それゆえ、それら信号のいずれも、以上に述べたように
成分周波数の選択的な低減を施すことによって、その信
号の有効性を向上させ得るものと考えられる。
【００１９】次に図６を参照して、以上のようにして生
体反応性を向上させることができ、また特に図１（a）
及び図１（b）に示した信号を発生させることができる
パルス発生回路について説明して行く。図６において、
マイクロプロセッサ１０は、１つのパルス列の中の個々
のパルスの発生タイミング及びパルス持続時間を制御す
ると共に、更に、パルスバースト持続時間及びパルスバ
ースト反復速度をも制御するものであり、このマイクロ
プロセッサ１０は、それらの機能を果たすことができる
ように、当業者には周知の方式で適当にプログラムされ
ている。例えば所与の身体部位を、所定のパターンない
しプログラムを変化させて治療する場合等には、それに
際してパルス持続時間や反復速度を変更することが必要
になるが、それらの変更に対応することのできる回路構
成についての説明や、上に列挙したパラメータを制御す
るための制御装置についての説明が、例えば、先に掲出
した米国特許第４３１５５０３号（Ryaby et al.）等に
記載されている。特にそれらの説明を、この米国特許第
４３１５５０３号の全体と共に、参照説明及び参照文献
として本明細書に組み込むものである。マイクロプロセ
ッサ１０は、治療用コイル１２を駆動するための駆動信
号を発生する。この駆動信号は、マイクロプロセッサ１
０から送出された時点ではまだ、その個々のパルスが方
形波パルスの、パルスバーストの形を取っている。一
方、図１（a）及び図１（b）に示した信号波形に対応す
る形となった駆動信号では、その個々のパルスが約２３
０μ秒のパルス持続時間を有し、１つのパルスとその次
のパルスとの間に３０μ秒のパルス分離時間が存在する
ようになっており、また、そのようなパルスが、３０ｍ
秒のパルスバースト持続時間と、１．５Ｈｚのパルスバ
ースト反復速度とをもって供給されている。
【００２０】マイクロプロセッサ１０は、発生した駆動
信号を駆動増幅器１４を介して信号整形回路へ供給して
いる。この信号整形回路は、トランジスタ１６を中心と
して構成した回路であって、抵抗器１８、２０、２２、
２４及び２６と、コンデンサ２８、３０及び３２とを含
んでおり、それらの素子は図示の如く接続してある。即
ち、抵抗器１８、２０及び２２とコンデンサ２８とが、
電圧分路形負帰還ループを形成しており、この負帰還ル
ープは信号の負の振幅を制御している。抵抗器２０は正
の温度係数を有する正特性デバイス（ＰＴＣデバイス）
であり、トランジスタ１６のＶBE電圧の温度変動を補償
している。コンデンサ３０と抵抗器２４とは、信号の立
下り区間の勾配を制御しており、一方、コンデンサ３２
と抵抗器２６とは、信号の立上り区間の勾配を制御して
いる。図１（b）に示した波形は、この図６に記入して
ある素子定数を採用し、且つ、治療用コイルとしてイン
ダクタンスが約５００ｍＨのコイルを使用したときの波
形である。使用することのできる治療用コイルには、例
えば「ＦＬＸ−２型」コイル等があり、また、用途によ
っては「ＦＬＸ」ファミリーのラインナップの中のその
他のコイルを使用するのが適当である場合もあり、それ
らコイルはいずれも、「エレクトロバイオロジー社（ E
lectro-Biology, Inc.）」が市販しているコイルであ
る。尚、本明細書に参照文献として組み込んだ、先に掲
出した Ryaby et al. の数件の米国特許には、治療用コ
イルのインダクタンスの値として使用可能なその他の値
も開示されている。
【００２１】レギュレータ／モニタ回路３４からは、そ
の電圧値が制御されている約１Ｖの直流電圧が送出され
ている。レギュレータ／モニタ回路３４は、その出力端
子の１つが出力線３６を介して治療用コイル１２に接続
されている。このレギュレータ／モニタ回路３４からは
更に一対の出力線３８が延出しており、それら出力線３
８は、モニタ機能のためにマイクロプロセッサ１０に接
続されており、このモニタ機能については後に説明す
る。
【００２２】レギュレータ／モニタ回路３４は、図７に
更に詳細に示したように、集積回路（ＩＣ）５０を含ん
でいる。ＩＣ５０は、ダイオード５２及びインダクタ５
４と組み合わされて、ステップダウン式のスイッチング
・レギュレータを構成している。バッテリの電力（直流
＋１２Ｖ）が、電流制限用抵抗器５６とフィルタ用コン
デンサ５８とを介してＩＣ５０の第６番ピンに供給され
ており、このＩＣ５０の好ましい具体例としては、例え
ば「マキシム・インテグレーテッド・プロダクツ社（Ma
xim Integrated Products ）」が市販している「ＭＡＸ
６３８型」ＩＣ等がある。出力電圧は、抵抗器６０とダ
イオード６２とによって、１．０Ｖから２．２５Ｖへ昇
圧されており、これは、ＩＣ５０の内部の比較器の１．
３１Ｖの基準電圧に適合させるためである。抵抗器６４
と抵抗器６６とは外付け分圧器を構成しており、この外
付け分圧器は、出力電圧が出力フィルタ用コンデンサ６
８において、従って治療用コイルに接続している出力線
３６において直流１．０Ｖになるように、出力電圧を設
定するためのものである。抵抗器７０と抵抗器７２と
は、ＩＣ５０の、ロー・バッテリ入力端子（ＬＢＩ）で
ある第３番ピンへ供給する基準電圧を発生させている。
バッテリ電圧が、この抵抗分圧器によって設定されたス
レショルド電圧を超えた場合には、このＩＣ５０のロー
・バッテリ出力端子（ＬＢＯ）である第２番ピンと抵抗
器７４とによって、過電圧状態信号がセットされる。こ
の過電圧状態信号は、前述の一対の出力線３８のうちの
一方の出力線を介してマイクロプロセッサへ返される。
【００２３】レギュレータ／モニタ回路３４は更に、治
療用コイルにおける信号の場の強度をモニタ及び制御す
るために使用するアラーム発生回路を含んでいる。先に
列挙した基本的な信号パラメータは、以上に説明したよ
うに直流１Ｖの定電圧を発生しているＩＣ５０が、治療
用コイルを、図６に示したパルス整形回路のトランジス
タ１６が制御している持続時間の間だけ駆動することに
よって実現される。
【００２４】治療用コイルのインダクタンスの変動を電
流検出用抵抗器７８によってモニタするようにしてい
る。もし、治療用コイルのインダクタンスが低下して、
そのために治療用コイルを流れる電流が増大したなら
ば、それに伴って、パルスバーストが送出されている間
にコンデンサ８０に蓄積される電荷の量も増大する。そ
こで、１回のパルスバーストを送出した後に、コンデン
サ８０が抵抗器８２を介して放電して、その電圧が、抵
抗器８４及び８６とコンデンサ８８とによって設定され
ている基準電圧と等しくなるまでに必要な時間を、比較
器９０を介してマイクロプロセッサが検出するようにし
ている。マイクロプロセッサは、その内部の発生速度一
定のパルスを、この時間の間カウントしており、そのカ
ウントしたパルスの個数が、各々の治療用コイルの種類
ごとに予め定めて内部に設定してある所定の限界値を超
えたならば、エラー・メッセージをディスプレイする。
【００２５】急激に変化する立上り区間ないし立下り区
間にラウンディングを導入して滑らかにするための方法
として、以上に説明したのは、必要な時定数を増大させ
るという方法であった。しかしながら、その方法はこれ
に限られず、例えば治療用コイルのインダクタンスを増
大させるという方法も可能であり、また、電気信号を容
量性結合を介して伝達している場合には、その結合容量
に直列に抵抗を付加することによってその時定数を例え
ば５ｍ秒程度にまで増大させるようにしても良い。更に
は、抵抗器、インダクタ、及びコンデンサを、直列ない
し並列に接続した構成の共振回路を用いるという方法も
可能であり、この場合、その共振回路を構成する上で
は、治療部位に装着したり培養組織に刺激付与するため
の、例えばコイルやコンデンサ等の、所望の局所的な場
を発生させるデリバリ・エレメントに付随している抵抗
値、インダクタンス、ないしキャパシタンスも考慮に入
れるようにする。
【００２６】図面に本発明の具体例を示した上、以上の
説明ではその具体例について詳述したが、しかしながら
図示して詳述した具体例は、本発明を例示するためのも
のであって、本発明がその具体例に限定されるものでな
いことは言うまでもない。即ち、あくまでも好適な一実
施例を図示して説明したのであって、本発明の概念の範
囲に含まれる様々な変更例や改変例は全て保護さるべき
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（a）は、本発明の好適実施例に係る磁場強度
の波形を示した図であり、（b）は、本発明の好適実施
例に係る誘導電場強度の波形を示した図である。
【図２】基準波形（形状を滑らかにする処理を加えてい
ない波形）を有する誘導電場強度信号の高速フーリエ変
換（ＦＥＴ）のうちの低周波領域の部分を示した図であ
る。
【図３】図１（b）に示した誘導電場強度信号のＦＥＴ
のうちの低周波領域の部分を示した図である。
【図４】基準波形（形状を滑らかにする処理を加えてい
ない波形）を有する誘導電場強度信号のＦＥＴのうちの
高周波領域の部分を示した図である。
【図５】図１（b）に示した誘導電場強度信号のＦＥＴ
のうちの高周波領域の部分を示した図である。
【図６】本発明の好適実施例に係るパルス発生回路の回
路図である。
【図７】図６に示したレギュレータ／モニタ回路の回路
図である。
【符号の説明】
１ 立上り区間 ２ 比較的平坦な区間 ３ 立下り区間 ４ 滑らかな遷移部分 １０ マイクロプロセッサ １２ 治療用コイル １４ 駆動増幅器 １６ 信号整形回路のトランジスタ １８〜３２ 信号整形回路のその他の素子 ３４ レギュレータ／モニタ回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジョン・アボット アメリカ合衆国ニューヨーク州10024，ニ ューヨーク，ウエスト・エイティフォー ス・ストリート 15，アパートメント ８ エイ (72)発明者 リチャード・カンジアロシ アメリカ合衆国ニュージャージー州07826, ブランチヴィル，ボックス 202，アール ディー ナンバー ３ (72)発明者 ブライアン・エイ・ペシカ アメリカ合衆国ニュージャージー州07043, アッパー・モントクレアー，グリーンヴュ ー・ウェイ 22

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 パルス状の電磁場を用いて生体組織や生
    体細胞等に治療を施す非侵襲性電磁治療装置において、 急激な値の変化を伴う高周波成分を有する一連のパルス
    を含んでいる駆動信号を発生する、駆動信号発生手段
    と、 治療を施すべき疾患身体部位と結合することによって治
    療的生体反応を発生させる効果を有するパルス状の場を
    前記駆動信号に応答して生成する、パルス場生成手段で
    あって、前記駆動信号の高周波成分を選択的に低減させ
    ることにより生体反応性を向上させる信号整形手段を含
    んでいる、前記パルス場生成手段と、を備えたことを特
    徴とする装置。
  2. 【請求項２】 前記信号整形手段が、５０ｋＨｚ以上の
    周波数の信号成分を実質的に低減させる手段を含んでい
    ることを特徴とする請求項１記載の装置。
  3. 【請求項３】 前記信号整形手段が、２００ｋＨｚ以上
    の周波数においては略々平坦な周波数スペクトルを発生
    させる手段を含んでいることを特徴とする請求項２記載
    の装置。
  4. 【請求項４】 前記一連のパルスの各々が、持続時間が
    約２００μ秒以上のパルス部分と持続時間が約５０μ秒
    以下の逆極性のパルス部分とを含んでいることを特徴と
    する請求項３記載の装置。
  5. 【請求項５】 前記駆動信号発生手段が、各パルスバー
    ストが少なくとも約１００個のパルスを包含している複
    数のパルスバーストの形で前記一連のパルスを発生する
    ための手段と、それら複数のパルスバーストを約１．５
    Ｈｚのパルスバースト反復速度で発生するための手段と
    を含んでいることを特徴とする請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】 前記駆動信号発生手段が、約１０ないし
    １００Ｈｚのパルス反復速度で反復性単一パルスを発生
    するための手段を含んでいることを特徴とする請求項３
    記載の装置。
  7. 【請求項７】 前記信号整形手段が、２００ｋＨｚ以上
    の周波数においては略々平坦な周波数スペクトルを発生
    させる手段を含んでいることを特徴とする請求項１記載
    の装置。
  8. 【請求項８】 前記一連のパルスの各々が、持続時間が
    約２００μ秒以上のパルス部分と持続時間が約５０μ秒
    以下の逆極性のパルス部分とを含んでいることを特徴と
    する請求項１記載の装置。
  9. 【請求項９】 前記駆動信号発生手段が、各パルスバー
    ストが少なくとも約１００個のパルスを包含している複
    数のパルスバーストの形で前記一連のパルスを発生する
    ための手段と、それら複数のパルスバーストを約１．５
    Ｈｚのパルスバースト反復速度で発生するための手段と
    を含んでいることを特徴とする請求項１記載の装置。
  10. 【請求項１０】 前記駆動信号発生手段が、約１０ない
    し１００Ｈｚのパルス反復速度で反復性単一パルスを発
    生するための手段を含んでいることを特徴とする請求項
    １記載の装置。
  11. 【請求項１１】 パルス状の電磁場を用いて生体組織や
    生体細胞等に治療を施す非侵襲性電磁治療装置におい
    て、 治療用コイルと、 治療を施すべき疾患身体部位に近接した位置に前記治療
    用コイルを非侵襲的に装着するための手段と、 前記治療用コイルに結合した電子的パルス発生手段であ
    って、その発生するパルスの各々が、立上り区間と、立
    下り区間と、それら２つの区間の間の比較的平坦な区間
    とを有しており、更に、その発生するパルスが、前記立
    上り区間と前記立下り区間との少なくとも一方の、前記
    比較的平坦な区間に隣接した部分が、滑らかな遷移部分
    となっているという特徴を有するパルスである、前記電
    子的パルス発生手段と、を備えたことを特徴とする装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記パルスが、前記立上り区間と前記
    立下り区間との両方の、前記比較的平坦な区間に隣接す
    る部分が、滑らかな遷移部分となっているという特徴を
    有するパルスであることを特徴とする請求項１１記載の
    装置。
  13. 【請求項１３】 前記立上り区間は、その持続時間が少
    なくとも約５μ秒であることを特徴とする請求項１２記
    載の装置。
  14. 【請求項１４】 前記立下り区間は、その持続時間が少
    なくとも約５μ秒であることを特徴とする請求項１３記
    載の装置。
  15. 【請求項１５】 前記電子的パルス発生手段が、約１０
    ないし１００Ｈｚのパルス反復速度で反復性単一パルス
    を発生するための手段を含んでいることを特徴とする請
    求項１４記載の装置。
  16. 【請求項１６】 前記電子的パルス発生手段が、約１．
    ５Ｈｚのパルスバースト反復速度で、複数のパルスバー
    ストの形で前記パルスを発生するための手段を含んでい
    ることを特徴とする請求項１４記載の装置。
  17. 【請求項１７】 前記立上り区間は、その持続時間が少
    なくとも約５μ秒であることを特徴とする請求項１１記
    載の装置。
  18. 【請求項１８】 前記立下り区間は、その持続時間が少
    なくとも約５μ秒であることを特徴とする請求項１１記
    載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記電子的パルス発生手段が、約１０
    ないし１００Ｈｚのパルス反復速度で反復性単一パルス
    を発生するための手段を含んでいることを特徴とする請
    求項１１記載の装置。
  20. 【請求項２０】 前記電子的パルス発生手段が、約１．
    ５Ｈｚのパルスバースト反復速度で、複数のパルスバー
    ストの形で前記パルスを発生するための手段を含んでい
    ることを特徴とする請求項１１記載の装置。
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