JPH11511677A - 電圧ブースト回路をもつ電気輸送送出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 治療用薬剤を送出する電気輸送装置（１０）は、電源（１０２、２０２）からの電圧を、電極（１０８、１１２）を通る所望の治療電流レベルＩ_lを供給するのに丁度十分な値をもつ動作電圧Ｖ_wへ昇圧するための調節可能な電圧ブースト倍増制御器（１００、２００）を含み、電極の少なくとも一方は送出されるべき治療用薬剤を保有する。

Description

【発明の詳細な説明】 電圧ブースト回路をもつ電気輸送送出装置 技術分野 この発明は、皮膚を通して、又は粘膜を通して患者に有益な薬剤（例えば、薬 ）を送出する電気輸送装置に関する。より詳しくは、この発明は、改良された電 源をもつ携帯でき、又は患者に装着できる電気輸送送出装置に関する。 背景技術 ここに使用される用語「電気輸送」は、一般に、皮膚、粘膜、又は爪の様な膜 を通しての薬剤（例えば、薬）の送出を指し、この送出は、電位の印加により誘 起され、又は援助される。例えば、有益な治療用薬剤は、電気輸送送出により皮 膚を通して動物（例えば、人間）の系統的な循環の中へ導入できる。 電気輸送プロセスは、塩酸リドカイン、ヒドロコーチゾン、弗化物、ペニシリ ン、デキサメゾン第二燐酸ソーダ、を含む薬及び他の多くの薬の皮膚を通しての 投与に有益であることが発見された。多分、電気輸送の最も普通な使用は、ピロ カルピン塩のイオン導入による送出による膀胱線維症の診断においてである。ピ ロカルピンは、発汗を刺激し、汗は収集され、クロライドの含有について分析さ れて病気の存在が検出される。 現在知られている電気輸送装置は、身体（例えば、皮膚）のある部分に密接に 接触して位置する少なくとも２つの電極を用いる。第１の電極は、能動又はドナ ー電極と呼ばれ、治療用薬剤（例えば、薬又は代用薬）を電気輸送により身体の 中へ送り出す。第２の電極は、対抗電極又は戻り電極と呼ばれ、患者の身体を通 る電気回路を第１の電極と共に閉じる。電池の様な電気エネルギー源は、両電極 を通して身体へ電流を供給する。例えば、もし身体の中へ送出すべき治療用薬剤 が、正に荷電（即ち、陽イオン）されていると、陽極は能動電極であり、陰極は 電気回路を完成するため対抗電極として働く。もし治療用薬剤が、負に荷電（即 ち、陰イオン）されていると、陰極がドナー電極となり，陽極は対抗電極となる 。 代りに、陽極と陰極の両方は、反対の電荷の薬（複数）の送出に使用すること ができる。この場合、両方の電極は、ドナーと対抗電極と考えられる。例えば、 陽極は、同時に陽イオンの治療用薬剤を送出し且つ陰極に対して「対抗電極」と して動作できる。同様に、陰極は、同時に陰イオンの治療用薬剤を身体の中に送 出し且つ陽極に対して「対抗電極」として動作できる。 広く知られた電気輸送プロセスである電気移送（イオン導入とも呼ばれる）は 、荷電されたイオンの電気的に誘起される輸送を含む。電気輸送の別の形式であ る電気浸透は、印加された電界の影響の下でのドナー溜めからの液体溶媒の流れ を含み、この液体は送出されるべき薬剤を含む。さらに別の電気輸送プロセスの 形式であるエレクトロポーレイシヨンは、高電圧パルスの印加により生体膜に過 渡的に存在する孔を形成することを含む。治療用薬剤は、その一部は、電気輸送 装置のドナー溜め内の薬の濃度と患者の身体の組織内の薬の濃度との間の濃度差 の理由による受動的拡散により皮膚を通して送出されることができる。どの様な 与えられた電気輸送プロセスにおいても、これらのプロセスの一つ以上がある程 度は同時に発生していても良い。従って、ここに用いられる様な用語「電気輸送 」は、少なくとも一つの治療用薬剤が、それが荷電され、荷電されず、又はこれ らの混合であっても、その電気的に誘起され又は強化される輸送を含む様に可能 な最も広い解釈が与えられるべきである。 用語「薬」及び「治療用薬剤」は、互換的に用いられ、これらは最も広い解釈 、即ち、所望の、通常は有益な効果を得るために生体の組織へ送出されるいかな る治療上能動的な物質をも含むことを意図している。これは次の総ての主要な治 療領域における治療用薬剤を含むがこれには限定されない。即ち、抗生物質及び 抗ビールス性薬剤の様な抗伝染性物質; フェンタニール(fentanyl),スフェンタ ニル（sufentanil）ブープリノルフィン(buprenorphine)及び同族体結合を含む 同族体；麻酔；食欲欠如；抗関節炎性；テルブタリン(terbutaline)の様な抗喘 息薬剤；鎮症；抗抑圧；抗糖尿病薬剤；止痢；抗ヒスタミン；抗炎症薬剤；抗扁 頭痛調剤；スコポラミン及びオンダンセトロン（ｏｎｄａｎｓｅｔｒｏｎ）の様 な抗運動病調剤；抗催嘔気；腫よう発育阻止；抗パーキンソン症薬；鎮痛；抗精 神病;下熱；胃腸及び泌尿器を含む鎮症；抗コルネルジクス(anticholinergics) ；交感神経興奮；キサンチン誘導薬；ニフェデイピン（nifedipine）の様なカル シ ウム通路遮断を含む心臓血管調剤；ベータ遮断；ドブタミン（dobutamine）及び リトドリン(ritodrine)の様なベータ働筋；抗アリスミクス(antiarrythmics)； アテノロル（atenolol）の様な抗ハイパーテンシブ(antihupertensives)；ラニ チイデイン（ranitidine）の様なＡＣＥ抑制物質；利尿剤；全身的、冠状、末梢 及び脳を含む血管拡張剤；中枢神経系刺激剤；咳及び風邪調剤；充血除去；診断 ；副甲状線ホルモンの様なホルモン；催眠性；免疫抑制；筋弛緩；副交感神経麻 痺；副交感神経興奮；蛋白質；ペプチド；精神刺激；鎮静；及び精神安定。 電気輸送は、またペプチド、ポリペプチド及び他の大分子の制御された送出に 有益である。これらの大分子物質は、典型的に少なくとも３００ダルトン（Dalt on）の分子量をもち、より典型的には、３００から４０，０００ダルトンの分子 量をもつ。この大きさの範囲のペプチド及び蛋白質の特定の例には、これに限定 されることなく次のものが含まれる。即ち、ＬＨＲＨ；ブセレリン(buserelin) ，ゴナドレリン(gonadorelin)，ナファレリン(nafarelin)及びロイプロリド（le uprolide）の様なＬＨＲＨ同族体；インシュリン；インスロトロピン(insulotro pin)；カルシトニン(calditonin)；オクトレオタイド(octreotide)；エンドルフ ィン(endorphin)；ＴＲＨ；ＮＴ−３６（化学名は、N=[[(s)-4-oxo-2-azetidiny l]cabonyl]-L-histidyl-L-prolinamide)；リプレシン(liprecin)；ＨＧＨ，ＨＭ Ｇ及びデスモプレッシン（desmopressin）アセテートの様な脳下垂体ホルモン； リンパ線ルーテオイド(luteoids)；ａＡＮＦ；成長因子解除因子（ＧＦＲＦ 又 はＧＨＲＨ）の様な成長因子；ｂＭＳＨ；ソマトスタリン(somatostalin)：ブラ デイキニン(bradykinin)；ソマトトロピン(somatotropin)；血小板から出る成長 因子；アスパラギン；チモパパイン(chymopapain)；コレシストキニン(cholecys tokinin)；脈結膜ゴドドロピン；コルチコトロピン（ＡＣＴＨ）；エリスロポイ エチン(erythropoietin)；エポプロステノル(epoprostenol)（血小板集合抑制物 質）；グルカゴン；ＨＣＧ；ヒルログ(hirulog)；ヒアルリニダーゼ；インター フェロン；インターロイキンス(interleukins)；メノトロピンス(menotropins) （ウロフォリトロピンス(urofollitropin)（ＦＨＳ）及びＬＨ）；オキシトシン ；ストレプトキナーセ；組織プラスミノーゲン(plasminogen)活動素；バソプレ ッシン；デスモプレッシ ン(desmopressin)；ＡＣＴＨ同族体；ＡＮＰ；ＡＮＰ清掃抑制体；アンジオテン シン(angiotensin)II同族体；抗利尿性ホルモン働筋；抗利尿性ホルモン拮抗剤 ；ブラデイキニン（bradykinin）同族体；ＣＤ−４；セレダーゼ(ceredase)；Ｃ ＦＳｓ；エンケファリン(enkephalins)；ＦＡＲ破片；ｌｇＥペプチド抑制体； ＩＧＦ−１；向神経性因子；集落刺激因子；副甲状線ホルモン及び働筋；副甲状 線ホルモン拮抗剤；プロスタグランデイン(prostaglandin)拮抗剤；ペンチゲチ ド(pentigetide)；蛋白質Ｃ；蛋白質Ｓ；レニン抑制体；サイモシン（thymosin ）アルファー１；血栓溶解；ＴＮＦ；ワクチン；バソプレシン拮抗剤同族体；ア ルファー１抗トリプシン（再結合）；及びＴＧＦ−ベータ。 電気輸送装置は、一般に、電気輸送により身体内に送出されるべき薬剤の溜め 又は源、又はこの様な薬剤の先駆物質を必要とする。好ましくはイオン化され又 はイオン化され得る薬剤のこの様な溜め又は源の例としては、ヤコブセン（Jaco bsen）米国特許第４，２５０，８７８号明細書に記載された嚢、又はウエブスタ (Webster)米国特許第４，３８３，５２９号明細書に記載された予め形成された ゲル体を含む。この様な溜めは、所望の治療用種の一つ又はそれ以上の固定の又 は更新できる源を提供するため電気輸送装置の陽極又は陰極に電気的に接続され る。 最近、幾つかの米国特許が電気輸送分野においいて発行され、薬の送出のこの 形態における続いている関心を示している。例えば、ベモン(Vemon)等の米国特 許第３，９９１，７５５号明細書、ヤコブセン（Jacobsen）等の米国特許第４， １４１，３５９号明細書、ウイルソン（Wilson）の米国特許第４，３９８，５４ ５号明細書、及びヤコブセン（Jacobsen）の米国特許第４，２５０，８７８号明 細書は、電気輸送装置及びその幾つかの応用例を開示している。 より最近には、電気輸送送出装置は、特に小型電気回路（例えば、集積回路） 及びより強力な軽量電池（例えば、リチュウム電池）の開発により遥かに小型に なった。安価な小型電気回路及び小型な高エネルギー電池の出現は、全体の装置 が、衣服の下の患者の皮膚上に控え目に装着できる様に十分に小さくできること を意味している。これにより患者は、電気輸送装置が活発に薬を送出する期間の 間でさえ、完全に歩行したままでおり、且つ通常の活動を行うことを可能にする 。 それにも拘らず、幾つかの制限が依然として残っており、この価値ある技術の より広い応用を制約している。一つのこの様な制約は、電気輸送送出装置の大き さと費用である。特に、電気輸送装置に電力を供給するのに必要とされる電池は 、これらの、より小さな、患者に装着される電気輸送送出装置の費用と同様に、 全体の大きさ及び重さに重要な寄与をしている。これら電池の数及び／又は費用 の削減は、電気輸送薬送出装置をより小型で、より低い費用で作ることを可能に するであろう。 電気輸送装置に電力を供給するのに使用される電池の数を削減する一つの方法 は、電圧ブースト回路を使用することである。ブースト回路は、電気技術におい て周知である。従来のブースト回路は、入力電圧（例えば、３．０ボルト）を取 り、「ブーストされた」出力電圧（例えば、６．０ｖ＝３．０ｖｘ２）を与える ため所定の倍数（例えば、ｘ２）だけそれを昇圧する。電圧ブースト回路は、皮 膚を越える電気輸送送出装置に使用されてきた。マウラー（Maurer）等の米国特 許第５，２５４，０８１号明細書（第２欄３４−３９行）を見よ。 これらの回路は電気輸送装置が、ブースト回路を使用しないとき必要とされる よりも、より少ない電池で、又はより低い電圧の電池（複数）で所定のレベルの 電流を供給することを可能にする。従って、従来のブースト回路は、より少ない 及び／又はより低い電圧の電池での装置への電力供給を要求することにより電気 輸送送出装置の大きさと費用の削減を助けている。 電気輸送送出装置に対する電源の費用の削減の問題は、患者の身体表面（例え ば、皮膚）の電気抵抗は電気輸送送出の間一定ではないと言う事実により複雑に なっている。患者の皮膚を通して、ある特定のレベルの電流（ｉ）を駆動するの に必要な電圧（Ｖ）は皮膚抵抗（Ｒ）に比例するので（即ち、オームの法則によ れば、Ｖ＝ｉＲ_skin）、電源の電圧必要条件は電気輸送送出の間一定ではない。 例えば、電気輸送の使用が始まった時、患者の最初の皮膚抵抗は比較的高く、電 源は所定のレベルの電気輸送電流を供給するため比較的高い電圧を発生する必要 がある。しかし、数分後（例えば、皮膚を通して電流が与えられて約１分から３ ０分後）に皮膚抵抗は低下し、所定のレベルの電流を供給するのに必要な電圧要 求は電気輸送送出の開始の時必要な電圧より顕著に少なくなる。例えば、可変皮 膚抵抗及びこの可変皮膚抵抗に適合するため並列か直列かいずれかに接続された ２個又はそれ以上の電池の使用を開示するハーク（Haak）等の米国特許第５，３ ７４，２４２号明細書を見よ。 従来の電圧ブースト回路は、高い最初の皮膚抵抗に適合するための出力電圧を 供給できるが、これらは装置の効率を低下させ、また皮膚抵抗が最初の状態より も低い期間の間、より多くの電池出力を必要とし、この結果、より低い効率とな り、電池の大きさと費用が増加する。 ヤコブセン（Jacobsen）等の米国特許第４，１４１，３５９号明細書は、引用 によりここに織込まれるが、変圧器をもつＤＣ−ＤＣ変換器を開示し、一次電源 の一定電圧倍数で、一次コイル内の電流の周期的変動を二次コイル内の電流のパ ルスへ誘導結合する。二次コイル電流のパルスは、治療用電極により皮膚を通し て伝導される。二次電流の平均値、又はＤＣ値は、誤差電圧及び帰還回路により 制御され、これにより二次電流の値は一定に保持される。ヤコブセン回路の一つ の不利点は、一定且つ倍増された電圧のピーク値が直接に両電極間に現れること である。ピーク電圧は、皮膚抵抗が低い状態では不必要であり、これは、治療用 電流の不必要に高い電流パルスを生じ、皮膚に悪影響を与える可能性がある。 発明の説明 本発明の一つの態様は、電圧ブースト回路をもつ電気輸送薬剤送出装置を、効 率を上げて動作させる方法を提供することである。 本発明の別の態様は、電源電圧が薬剤送出の状態（例えば、皮膚抵抗）に最適 に適したレベルヘ昇圧される電気輸送薬剤送出装置を動作させる方法を提供する ことである。 本発明は、電源（例えば、電池）出力電圧を昇圧する電圧ブースト回路をもつ 電気輸送薬剤送出装置を動作させる方法を提供し、このブースト回路において昇 圧倍数は、患者の皮膚抵抗に応じて自動的に制御される。この装置は、電気輸送 により動物の身体表面（例えば、人間の皮膚）を通して治療用薬剤を送出するの に適合している。この装置は、出力電圧をもつ電力の源（例えば、１個又はそれ 以上の電池）をもつ。この電源の出力電圧は、動作電圧を提供するため調節でき る昇圧倍数をもつ電圧ブースタで昇圧される。身体表面の電気抵抗、身体表面を 横切る電圧降下及び／又は身体表面を通して印加される電流から選ばれた身体表 面パラメタは感知され、昇圧倍数は、調節された作動電圧を達成するため感知さ れた身体表面パラメタに基づいて調節される。感知された身体表面パラメタ（例 えば、皮膚抵抗）に基づいて昇圧倍数を調節することにより、この装置は、所定 のレベルの電気輸送電流を送出するのに必要なレベルの電圧のみを印加し、過剰 な電圧がブースト回路により消費されることはない。従って、本発明の方法は、 電気輸送送出装置の動作において増加した効率を提供する。 図面の簡単な説明 本発明の上述及び他の特徴、態様及び利点は、次の記載された説明及び図面か ら明瞭になるであろう、ここに、 図１は、本発明の電気輸送薬送出装置の斜視図、 図２は、本発明の電気輸送装置の破断面、 図３は、患者の皮膚抵抗が時間と共に低下することを示すグラフ、 図４は、本発明の調節可能な電圧ブースト回路の略図、 図５は、図４の回路の動作のタイミング図、 図６は、本発明の別の調節可能な電圧ブースト回路の略図、 図７は、図６の回路の動作のタイミング図、 図８は、本発明の別の調節可能な電圧ブースト回路の略図。 発明を実施するための形態 本発明の電子回路は、この回路が、電気輸送により皮膚を横切って薬剤を送出 するのに適合した装置において特別に有用であるが、本質的にいかなる電気輸送 送出装置においても使用できる。本発明の回路と共に使用できる電気輸送送出装 置の例が図１及び図２に示される。図１を参照すると、押しボタンスイッチ１２ の形式の任意の起動スイッチと、装置１０が動作しているときターンオンする任 意の発光ダイオード（ＬＥＤ）１４とをもつ電気輸送装置１０の斜視図が示され る。 図２は、本発明の第２の装置１０′破断図である。図２の装置１０′は、図１ の装置１０とはＬＥＤ１４′の位置が異なる。ＬＥＤ１４′は、この実施例では 、装置１０′の一端のボタンスイッチ１２に隣接して位置する。装置１０′は、 上 部ハウジング１６、回路板組立体１８、下部ハウジング２０、陽極電極２２、陰 極電極２４、陽極溜め２６、陰極溜め２８、及び皮膚適合接着物３０からなる。 上部ハウジング１６は、装置１０′を患者の皮膚上に保持するのを助ける側方翼 部１５をもつ。上部ハウジング１６は、好ましくは射出成型可能なエラストマ（ 例えば、エチレンビニールアセテート）で構成される。印刷回路板組立体１８は 、それぞれ別個のコンポーネント４０に結合される集積回路１９と電池３２とか らなる。回路板組立体１８は、開口１３ａと１３ｂを通過するポスト（図２に図 示なし）によりハウジング１６に取り付けられる。ポストの端は、回路板組立体 １８をハウジング１６に熱で固定するため加熱／溶融される。下部ハウジング２ ０は、接着物３０により上部ハウジング１６に取り付けられ、接着物３０の上部 表面３４は、翼部１５の底部表面を含み下部ハウジング２０と上部ハウジング１ ６の両方に接着される。 回路板組立体１８の下側に示される（部分的に）のは、ボタンセル電池３２で ある。他の形式の電池も、電力装置１０′に採用できる。 装置１０′は、一般的に、電池３２、電子回路１９、４０、及び薬／化学薬品 溜め２６、２８からなり、これらの全部は自蔵ユニット内に集積される。回路板 組立体１８の出力（図２に示されず）は、下部ハウジング２０に形成された窪み ２５、２５′内の開口２３、２３′を通り、導電性の接着ストリップ４２、４２ ′により電極２４及び２２と電気的に接触する。電極２４及び２２は、次に薬溜 め２６、２８の頂部側４４′、４４と機械的且つ電気的接触をする。薬溜め２６ 、２８の底部側４６′、４６は、接着物３０の開口２９′、２９を通り患者の皮 膚と接触する。 押しボタンスイッチ１２を圧下すると、回路板組立体１８上の電子回路は所定 の長さの送出時間に亘って所定のＤC電流を電極／溜め２２、２６、及び２４、 ２８へ供給する。好ましくは、この装置は、ＬＥＤ１４′が点灯し及び／又は、 例えば、「ビーパー」の可聴音信号により使用者に対して薬送出の着手の可視及 び／又は可聴の確認を送信する。薬は、これにより溜め２６、２８の一方から患 者の皮膚を通って送出される。 陽極電極２２は好ましくは銀からなり、陰極電極２４は好ましくは塩化銀から なる。両方の溜め２６及び２８は、好ましくはポリマーヒドロゲル材料からなる 。電極２２、２４及び溜め２６、２８は、下部ハウジング２０により保持される 。溜め２６、２８の一方は「ドナー」溜めで、送出されるべき治療用薬剤（例え ば、薬）を保有し、他方の溜めは典型的に生体適合の電解物を保有する。 押しボタンスイッチ１２、回路板組立体１８上の電子回路及び電池３２は、上 部ハウジング１６と下部ハウジング２０の間に接着されて「封入」される。上部 ハウジング１６は好ましくはゴム又は他のエラストマ材料からなる。下部ハウジ ング２０は好ましくはプラスチック又はエラストマシート材料（例えば、ポリエ チレン）からなり、これは窪み２５、２５′を形成するため容易にモールドされ 、また開口２３、２３′を形成するため切断される。組み立てられた装置１０′ は、好ましくは耐水（即ち、耐飛沫）で、最も好ましくは防水である。このシス テムは、身体に容易に順応した低い輪郭をもち、これにより装着位置で及びその 周りで自由な移動を可能にしている。溜め２６、２８は、装置１０′の皮膚接触 側に位置し、正常な取扱い及び使用中に偶発的は電気的な短絡を防止するため十 分に分離される。 装置１０′は、周辺接着物３０により患者の身体表面（例えば、皮膚）に接着 し、これは上側３４と身体接触側３６をもつ。接着側３６は、使用者の通常の動 作中に装置１０′を身体上の位置に確実に維持する接着性をもち、それでいて、 所定（例えば、２４時間）の装着期間後の正当な取り外しを許している。上部接 着側３４は、下部ハウジング２０に接着し、下部ハウジング２０の上部ハウジン グ１６への取り付けを維持するのに加えて電極及び薬溜めをハウジングの窪み２ ５、２５′内に保持する。 押しボタンスイッチ１２は便利なことに装置１０′の頂部側に位置し、衣服を 通して容易に起動できる。薬の送出のため装置１０′を起動するため押しボタン スイッチ１２を短時間内、例えば、３秒内に２回押し下げることが好ましく、こ れにより装置１０′を不注意に起動する可能性を最少にする。 薬剤の送出を最初に始めると、患者の皮膚抵抗は典型的には比較的高く、これ に対して、ある期間の後、皮膚抵抗はかなり低下する。図３は、この特性をグラ フで示し、皮膚抵抗Ｒの低下は本質的に漸近的に定常値になることを示す。０． １ｍＡ／ｃｍ²の放電率に対して、この定常値は２０から３０ｋｏｈｍ−ｃｍ²の オーダであり、一方では皮膚抵抗の最初の値は数倍又は多数倍と大きい。 従来の電気輸送送出装置においては、電源の電圧及び／又は電圧ブースト回路 のブースト倍数は、動作の開始のとき存在する高い皮膚抵抗を克服するため十分 に大きく選ばれた。しかし、皮膚抵抗の低下を伴って一旦動作が定常状態に達す ると、従来の装置は過剰な動作電圧をもっていた。ある従来の装置においては、 定常状態動作で特定の電流を供給するのに必要な印加電圧は、同じレベルの電流 を電気輸送送出の開始のとき供給するのに必要な電圧の半分以下の電圧であった 。従って、これらの従来の装置は、一旦皮膚抵抗が最初の高いレベルから低下す ると電圧ブースト回路において電圧が浪費されるため、費用に対する効率が良い ものではない。 図４は、本発明による感知された治療負荷電流レベルに従って調節可能なブー スト倍数をもつ電圧ブースト電気輸送回路１００の概要図を示す。これは、より 効率的な電池の使用を可能にし、その結果丁度上に述べた従来技術に較べて顕著 な大きさと費用の節約となる。回路１００は、電池１０２の形式の電源、及び電 極組立体１０８に電気的に接続される電圧が制御される電気的接続点１０４を含 む。電極組立体１０８は、接着剤、皮帯、帯等の従来の手段により動物身体１１ ０の一つの領域に取り付けられる。動物身体の表面は、それを通して電流Ｉ_lを 印加したとき、典型的な皮膚の負荷抵抗の変動を示すために可変抵抗負荷Ｒ_vと して図式的に示される。 電極組立体１１２は、同様に動物身体１１０の別の領域に取り付けられる。電 極組立体１１２は、直列の電流感知抵抗器１１４に接続される。電極１０８、１ １２、身体表面１１０及び感知抵抗器１１４は、負荷電流Ｉ_lを導通させるため の負荷電流路を形成する。電極組立体１０８、１１２は、図２に示す電極／溜め 組合わせ２２、２６及び２４、２８と均等である。電極組立体１０８、１１２の 少なくとも一方は、動物身体１１０中への電気輸送送出に適した形式（例えば、 水溶液）で治療用薬剤（例えば、薬塩）を保有する。 エネルギー蓄積誘導子１１８が、電池１０２と整流ダイオード１２０の陽極と の間に接続される。ダイオード１２０の陰極は、電圧が制御される電気的接続点 １０４に接続される。フィルタキャパシタ１２２は、接続点１０４とシステム接 地との間に接続される。 被制御スイッチ１２４は、制御入力１２６をもち、その一方の端子１２８は、 ダイオード１２０の陽極と誘導子１１８との接続点に接続され、もう一つの端子 １３０はシステム接地に接続される。制御入力１２６は、スイッチ１２４を交互 に開き、閉じることができ、両端子１２８と１３０の間に低抵抗接続を作り、こ れにより誘導子１１８を、低抵抗通路を通ってシステム接地に接続し又は遮断す る。スイッチ１２４は、バイポーラトランジスタ又はＦＥＴトランジスタの様な 電子スイッチでよい。 制御回路１３２は、スイッチ制御入力１２６に接続された制御出力１３４をも つ。制御回路１３２は、制御出力１３４を制御するための帰還入力１３３とスイ ッチ入力１３６を含む。 調節可能な電圧ブースト回路１００の動作は図５を参照して理解できる。例え ば、図１に示す押しボタンスイッチ１２による、回路１００の起動の後、制御回 路１３２は、最初に入力１３６をシステム接地に接続するように適合される。こ れにより、感知抵抗器１１４は、負荷１１０からの負荷電流Ｉ_lの導通を始める ことができる。 制御回路１３２は、次に制御出力１３４をトグルするように構成され、これに よりスイッチ１２４は、誘導子１１８の一端を期間Ｔ１に亘り接地に接続する。 期間Ｔ１の間、電池１０２により駆動される誘導子電流Ｉ_iは最大値Ｉ_pへ増加す る。 期間Ｔ１の終りで、制御回路１３２は、出力１３４を変化させスイッチ入力１ ２６を再びトグルするように適合され、スイッチ入力１２６は期間Ｔ２に亘って スイッチ１２４を開く。期間T２の間、誘導子電流Ｉ_iは接地の方へは流れずに、 ダイオード１２０を通り電気的接続点１０４へ伝導するよう強制される。フィル タキャパシタ１２２は、瞬時電流Ｉ_iのために低いインピーダンス通路を提供し 、この電流は次に、電気的接続点１０４での電圧がコンデンサ１２２の充電によ り昇圧されるにつれて、期間Ｔ２の間に零の方へ減衰する。 期間Ｔ１の間、誘導子１１８は、電流Ｉ_iでの充電によりエネルギーを蓄積す る。期間Ｔ２の間、誘導子１１８は、エネルギーをダイオード１２０を通ってフ ィルタキャパシタ１２２の中へ放電する。誘導子１１８は、これにより電池１０ ２からのエネルギーを、ダイオード１２０による降下、及び誘導子１１８、電池 １０２及び電気的接続部の無視できる直列抵抗によってのみ制限される低い損失 でキャパシタ１２２の中へ移転する。従って、負荷電流Ｉ_lのためのエネルギー 源は、直接に電池１０２ではなくて、むしろキャパシタ１２２（即ち、期間Ｔ１ の間）かキャパシタ１２２と誘導子１１８の組合せ（即ち、期間Ｔ２の間）かの いずれかである。 制御回路１３２は、Ｔ１、Ｔ２サイクルを不特定に又は以下に述べる様に停止 した時繰り返す様に適合される。接続点１０４での電圧Ｖ_wは、これにより期間 Ｔ１とＴ２の値に依存して電池１０２電圧の調節できる倍数へ昇圧される。昇圧 倍数は、従って、Ｔ１とＴ２の値を調節することにより調節できる。 図５における点線は、制御回路１３２により制御されたとき欠如又は遅延した パルスを示す。これは、パルスが、キャパシタ１２２から涸渇した電荷を置換す るために必要でないとき、例えば、要求される治療電流Ｉ_lが比較的に低いとき に発生する。図５における点線は、昇圧倍数制御手段は、パルス幅変調（ＰＷＭ ）、パルス周波数変調（ＰＦＭ）、パルススキッピング（跳躍）、又はこれらの ある組合せによってもよいことを示している。 調節可能な動作電圧Ｖ_wは、負荷電流Ｉ_lが、動物身体１１０を通り、感知抵抗 器１１４を通りスイッチ入力１３６の中へ、接地へ流れるようにする。 帰還入力１３３は、負荷電流Ｉ_lにより生じた感知抵抗器１１４の両端の電圧 を感知する。制御回路１３２は、期間Ｔ１及びＴ２を調節することにより動作電 圧Ｖ_wを昇圧するため帰還入力１３３応じる様に適合している。これは、入力１ ３３で感知された電圧を制御回路１３２内にセットされた基準電圧と比較するこ とにより達成できる。もし、入力１３３で感知された電圧が基準電圧より小さけ れば、制御回路１３２は、Ｖ_wが適当なレベルへ昇圧されるまで高い周波数でス イッチ１２４を開きまた閉じる。一般に、スイッチ１２４が長く閉じる（即ち、 Ｔ１が長い）程、誘導子１１８に発生する電圧は大きくなり、昇圧倍数も大きく なる。電池１０２電圧は、誘導子１１８のために昇圧できる。誘導子１１８に発 生する電圧は、インダクタンス値（Ｌ）に誘導子を電流が流れる割合を掛けたも のに等しく、 Ｖ_ind＝Ｌ（ｄＩ_i／ｄｔ）。 従って、誘導子１１８に入る電力は誘導子１１８から出る電力に等しくなければ ならないので、誘導子１１８からは、より小さい電流でより大きな電圧（これは 一部には誘導子１１８のインダクタンス値により決定され、また一部には誘導子 １１８を通って電流が流れる割合により決定され、後者はＴ１とＴ２の値により 制御される）が生じる。 制御回路１３２はさらに適合されており、これにより誘導子１１８の値、負荷 抵抗１１０の値及びキャパシタ１２２の容量値と協働して、期間Ｔ１、Ｔ２は、 帰還入力１３３での電圧に応じて調整され、このためフィルタキャパシタ１２２ は、所定値の本質的に一定（ＤＣ）電流である負荷電流Ｉ_lを供給するため電圧 Ｖ_wを平滑化し、調節する。 電極組立体１０８及び１１２、及び、従って動物身体１１０は、従来技術にお ける様に高いピーク電圧に曝されることはなく、むしろ所望の負荷電流Ｉ_lを駆 動するのに十分な最少の、電圧値だけがかかる。 期間Ｔ１及びＴ２は、制御回路１３２により、所望の所定値を維持するため負 荷電流Ｉ_lを供給するためＶ_wを最少の絶対値に昇圧するため調節される。もし負 荷１１０の抵抗が高過ぎて、Ｖ_wが安全レベルを超過しなければＩ_lの所定値が達 成できなければ、電極組立体１０８及び１１２の両端に接続されるツエナダイオ ード1１６の様な電圧制限装置が負荷１１０に印加される電圧を制限する。Ｖ_wに 対する典型的な最大限度値は約２４ボルトである。電圧の他の制限値は、異なる 降伏電圧をもつツエナダイオード１１６により、又は以下の述べる様な他の保護 手段の使用により達成できる。 一旦負荷１１０の抵抗が十分に減少して、負荷電流Ｉ_lが最大の安全電圧で所 望の所定値に到達できる様になると、制御回路１３２は、帰還入力１３３での帰 還に応じてＴ１及びＴ２を調節し、それ以上の抵抗減少に関係なく電流を所定の レベルに維持するのに丁度十分な倍数へＶ_wを昇圧する。 被制御電気的接続点１０４での動作電圧Ｖ_wは、負荷電圧がツエナダイオード １１６によりセットされる制限電圧より小さい限りにおいて、負荷電流Ｉ_lを所 定のレベルに維持するのに丁度十分な電池１０２電圧の昇圧倍数へ昇圧される。 電池１０２から負荷１１０及びキャパシタ１２２へのエネルギーの低損失移動 は、与えられた電池容量に対する有益な寿命を最大にする。これは、より小さな 電池を与えられた治療体制に使用できるようにし、あるいは与えられた費用での 治療処理の命数を延長する。 負荷１１０を横切って印加される所定電流Ｉ_lは、一定でも又は時間と共に変 化してもよい。いずれの場合でも、制御回路１３２は所定電流−時間プロファイ ルを確立する手段を備える。これは、一方の入力が感知抵抗器１１４に接続され 、一定基準電圧が他方の入力に接続され、又は他方の入力が、予めプログラムさ れたパターンをもつクロックドＲＯＭにより駆動されるＤ−Ａ変換器の出力に接 続された差動比較器の様な周知の技術により達成できる（図４に示されず）。 回路１００はまた、保護回路１３８を備えてもよい。保護回路１３８は、高イ ンピーダンスと低インピーダンス検査機能をもち、また負荷１１０を横切る電圧 降下を感知し、感知された電圧降下をそのプリセットされた最少限度と比較する 入力１４０を含む。保護回路１３８はまた、負荷１１０を通って印加される電流 Ｉ_lを感知し、感知された電流をそのプリセットされた最大限度と比較する入力 １４２を含む。インピーダンス検査と作動停止保護を行う保護回路は周知である 。例えば、ここに引用して組み込まれるヤコブセン（Jacobsen）等の米国特許第 ４，１４１，３５９号明細書の図１を見よ。 保護回路１３８は、負荷１１０の抵抗を電圧入力１４０と電流入力１４２によ り監視し、負荷１１０の抵抗が所定の上限を越えるか又は所定の下限の下に減少 する時は、回路１００の電圧昇圧機能を作動停止する。米国特許第４，１４１， ３５９号明細書に記載された形式の保護及び作動停止回路１３８をブースト回路 １００に組み込むことは、電気技術において通常の知識を持つ人の能力内である 。 使用において、電極組立体１０８及び１１２は、従来の手段により皮膚表面１ １０に取り付けられ、図１に示すスイッチ１２の様なスイッチ手段（示されず） により治療電流が流れ始める。制御回路１３２は、スイッチ１２４のオン及びオ フスイッチングの制御を始める。誘導子電流Ｉ_iの繰返しパルスは、オン期間Ｔ １の間にスイッチ１２４を通り接地へ交互に充電され、オフ期間Ｔ２の間にキャ パシタ１２２の中へ放電される。誘導子電流Ｉ_iのこれらのパルスは、帰還入力 １３３への信号が、負荷電流Ｉ_lが調整されていることを示すまではオン及びオ フ期間Ｔ１、Ｔ２の調節により、電圧Ｖ_wが調節可能な昇圧倍数により倍増され るようにする。 図６は、本発明による別の調節可能ブースト回路２００を示す。回路２００は 、電池２０２、誘導子２０４、ダイオード２０６、電圧が制御される電気的接続 点２０７、低抵抗フィルタキャパシタ２０８、及び動物身体２１３のそれぞれ離 れた領域に従来の手段で取り付けられる電極組立体２１０、２１２を含む。動物 身体２１３は、身体２１３の抵抗は時間及び電流で変化する事実を強調するため 可変負荷抵抗Ｒ_vとして図式的に示される。 少なくとも一方の電極組立体２１０、２１２は、動物身体２１３の中への電気 輸送送出に適した形式の治療用薬剤を保有する。 回路２００は、誘導子電流Ｉ_iをスイッチングするためのＮチャネル電解効果 トランジスタ（ＦＥＴ）２１８、誘導子電流感知抵抗器２２０、及び負荷電流感 知抵抗器２１４を含む。この回路はまた、高い効率の、調節可能ＤＣ−ＤＣステ ップアップ制御器２１６を含む。好ましい制御器２１６は、カリフォルニヤ州サ ニバレのマクシム・インテグレーテッド・プロダクト・インコーポレーテッドに より作られるマクシムＭＡＸ７７３である。 図６は、ＭＡＸ７７３制御器２１６の簡単化された図式を示し、これは本発明 の目的に対して十分である。より詳細なＭＡＸ７７３制御器の図式は、ＭＡＸ７ ７３データシート１９−０２０１；Ｒｅｖ０；１１；９３で見ることができ、こ れは製造業者から入手できる。制御器２１６は集積回路であり、その内部コンポ ーネントは集積回路製造過程中に形成される導電路により接続される。外部ピン は、メッキ又はデポジットされた銅又は絶縁基板上にデポジットされ形成された 他の導体の様な従来の印刷回路手段により外部コンポーネントへ接続するため設 けられる。ここの記載中の電気的接続への言及は、図６に示される様に内部の又 は外部の接続であると理解される。ＭＡＸ７７３制御器回路のコンポーネントへ の言及は、回路２１６の機能の説明の目的のため例示的である。変換器の出力電 圧を一定値に制御するため分圧回路からの誤差電圧を使用する伝統的なパルス周 波数（ＰＦＭ）変換器とは異なり、制御器２１６は、平均負荷電流Ｉ_lを制御す るための誤差電圧を発生するため感知抵抗器２１４を使用するため接続される。 ＭＡＸ７７３制御器は、また高い周波数（３００ｋＨｚまで）で動作し、小さな 外部コンポーネントの使用を可能にする。制御器２１６は、基準電圧ピン２５６ 、接地ピン２５８、接地スイッチ入力２６０、低レベルしきい値入力２６２、帰 還入力２６４、作動停止入力２６６、電流感知入力２６８、及び電力バス入力２ ７０を含む。 制御器２１６はまた、出力２３１をもつ第１の２入力比較器２３０、出力２３ ３をもつ第２の２入力比較器２３２、第１の基準電圧２４２、第２（例えば、１ ．５ボルト）の基準電圧２４４、出力２４７をもつ第３の２入力比較器２４６、 スイッチ制御出力２５２及びスイッチ制御出力２５４をもつＰＦＭ／ＰＷＭ分圧 回路２４０、及び第２のＮチャネルＦＥＴスイッチ２５０を含む。 回路２００の動作は図６及び７を参照することにより理解できる。回路２００ は、電池２０２からのエネルギーの電気的接続点２０７での調節可能な昇圧され た電圧Ｖ_wへの効率の高い変換を提供し、同時に負荷電流Ｉ_lを制御するため制御 器２１６を新規な方法で使用している。 図６を参照すると、この発明によれば、負荷電流Ｉ_lの一部は帰還入力２６４ へ帰還される。感知抵抗器２１４の一方の端子は帰還入力２６４へ接続される。 抵抗器２１４のこの同じ端子は、また負荷電流Ｉ_lを受けるため電極組立体２１ ２へ接続される。抵抗器２１４の他方の端子は、制御器２１６の入力２６０へ接 続される。入力２６０は、内部的にＮチャネルスイッチ２５０のドレインへ接続 される。スイッチ２５０のソースは接地される。スイッチ２５０のゲートは、比 較器２４６の出力２４７へ接続される。比較器２４６の反転入力は入力ピン２６ ２へ接続される。入力ピン２６２はシステム接地に接続される。比較器２４６の 非反転入力は基準電圧２４４に接続される。基準電圧２４４はまた、基準電圧ピ ン２５６に接続される。比較器２４６は、出力２４７が常に高い様に駆動される 。スイッチ２５０は、従ってピン２６０を接地に導く様に駆動され、負荷電流Ｉ_l を感知抵抗器２１４を通って接地へ沈める。 入力２６４は、比較器２３２の反転入力に接続される。比較器２３２の非反転 入力は基準電圧２４４に接続される。比較器２３２の出力２３３はＰＦＭ／ＰＷ Ｍ駆動器回路２４０に接続される。 比較器２３０の出力２３１はＰＦＭ／ＰＷＭ駆動器回路２４０に接続される。 比較器２３０の反転入力は基準電圧２４２に接続される。比較器２３０の非反転 入力は電流感知入力２６８に接続される。入力２６８は、誘導子電流感知抵抗器 ２２０の一方の端子に接続される。抵抗器２２０の他方の端子はシステム接地に 接続される。制御器２１６の接地ピン２５８もシステム接地に接続される。 ＰＦＭ／ＰＷＭ駆動器回路２４０の一方の出力は出力２５２に接続される。入 力２７０は、電池２０２の一方の端子に接続される。電池２０２の他方の端子は システム接地に接続される。ＰＦＭ／ＰＷＭ駆動器回路２４０の一方の出力は出 力２５４に接続される。出力２５２と２５４の両方は、外部Ｎチャネルスイッチ ２１８のゲートに接続される。スイッチ２１８のドレインは、エネルギー蓄積誘 導子２０４の一端と整流ダイオード２０６の陽極との共同接続点に接続される。 スイッチ２１８のソースは、電流感知入力２６８に接続されている誘導子電流感 知抵抗器２２０の一方の端子に接続される。 誘導子２０４の他方の端子は、電力バス入力２７０と電池２０２の端子に接続 される。フィルタキャパシタ２７６は、入力２７０と接地との間に接続される。 フィルタキャパシタ２７８は、電圧ピン２５６と接地との間に接続される。フィ ルタキャパシタ２７６と２７８は、関連するパルス周波数で低いダイナミックイ ンピーダンスをもつ。 ダイオード２０６の陰極は電気的接続点２０７に接続される。接続点２０７は また、フィルタキャパシタ２０８の一方の端子、ツエナダイオード２８０の陰極 及び電極組立体２１０に接続される。ツエナダイオード２８０の陽極及びキャパ シタ２０８の他方の端子は接地に接続される。接続点２０７は、接続点２０７に おける動作電圧Ｖ_wを電源即ち電池２０２の電圧の調節可能な倍数だけ昇圧する 回路２００を完成する。 ツエナダイオード２８０は、電極組立体２１０と２１２の間のピーク電圧、従 って動物身体２１３にかかる最大電圧を制限する手段を提供する。 図６及び７を参照すると、調節可能な電圧ブースト倍増回路２００の動作が理 解できる。電池２０２により電力が入力２７０に印加され、入力信号２６６が正 しい論理レベルにあると、制御器２１６は作動を始める。入力２６２が低であり 、且つ比較器２４７の非反転入力が基準電圧２４４から、例えば１．５ボルトで あるので、比較器２４６の出力は高である。スイッチ２５０のゲート上に高電圧 があると、入力２６０はスイッチ２５０のドレインにより接地へ駆動される。こ れにより抵抗器２１４は電極組立体２１２から負荷電流Ｉ_lを受けることが可能 になる。 伝統的なＰＦＭ変換器の様に、スイッチ２１８は、電圧比較器２３２が出力電 流が調整されていないことを感知するまではターンオンしない。しかし、伝統的 なＰＦＭ変換器とは異なり、ＭＡＸ７７３は、ＰＦＭ／ＰＷＭ駆動器回路２４０ により発生する最大スイッチオン時間及び最少スイッチオフ時間と一緒に、ピー ク誘導子電流制限感知抵抗器２２０、基準電圧２４２及び比較機２３０の組合せ を使用し、ここには発振器はない。典型的な最大スイッチオン時間、Ｔ１、は１ ６マイクロ秒である。典型的な最小スイッチオフ時間、Ｔ２、は２．３マイクロ 秒である。 一旦オフになると、最小オフ時間はスイッチ２１８を時間Ｔ２の間オフに保持 する。この最小時間の後、スイッチ２１８は、（１）もし出力電流Ｉ_lが調整さ れていればオフに留り、又は（２）もし出力電流Ｉ_lが調整されていなければ再 びターンオンするかいずれかである。 スイッチ２１８がオフの間、誘導子電流Ｉ_iはダイオード２０６を通り接続点 ２０７におけるキャパシタ２０８の中に流れ、負荷２１３により引かれたいかな る電荷も補充する。充電電流Ｉ_iをスイッチングするこの方法は、接続点２０７ における動作電圧Ｖ_wを、所望の一定電流を供給するのに丁度十分な、電池２０ ２電圧の調節可能な昇圧倍数の電圧とすることが分かる。誘導子２０４により供 給されるピーク電圧は、ダイオード２０６の電圧降下と動作電圧Ｖ_wを克服する のに要する正にその電圧であり、従って電池２０２からのエネルギー損失を最少 にする。 制御器２１６回路は、回路２００が、重い負荷のもとで高い効率を維持しなが ら連続的伝導モード（ＣＣＭ）において動作するのを可能にする。電力スイッチ ２１８がターンオンすると、それは、（１）最大オン時間がそれをオフするか（ 典型的には１６マイクロ秒後）、又は（２）誘導子電流Ｉ_iが、誘導子電流制限 抵抗器２２０、基準電圧２４２及び比較器２３０によりセットされるピーク電流 制限Ｉ_pに到達するかのいずれかまではオンに留る。この場合、オン時間は最大 オン時間Ｔ１よりも少ない。ピーク誘導子電流を所定の最大、Ｉ_p、に制限する ことは、誘導子２０４の飽和を避け且つより小さい誘導子値、従ってより小さな コンポーネントの使用を可能にする。 もし平均負荷電流Ｉ_lが、基準電圧２４４の値Ｖ_ref及び感知抵抗器２１４の抵 抗値Ｒ_sにより次の関係 Ｖ_ref＞Ｉ_l ・Ｒ_s によってセットされた所望の値より低ければ、ＰＦＭ／ＰＷＭ駆動器回路２４０ は、自動的にオン時間Ｔ１とオフ時間Ｔ２を調節し、負荷電流Ｉ_lが調整される までスイッチ２１８を交互にオンとオフする。 調節可能ブースト倍増回路２００の動作は、作動停止入力２６６を、図１に示 すスイッチ１２の様なスイッチ手段により論理高レベルに接続することにより開 始される。作動停止入力２６６が高のときは、ＭＡＸ７７３回路は作動停止モー ドに入る。このモードにおいて、内部バイアス回路はターンオフ（基準を含み） され、スイッチ２５０は高インピーダンス状態に入り且つ動作電圧Ｖ_wは電池２ ０２電圧より低いダイオード降下へ低下する（電池２０２から誘導子２０４を通 り電極組立体２１０へのＤC通路に起因する）。電池２０２からの供給電流はＶ_w ／Ｉ_lに等しくなる。しかしスイッチ２５０の高インピーダンス状態では、利用 できる電流通路はなく、負荷電流Ｉ_lは零である。 この発明の代りの実施例では、負荷電流感知抵抗器２１４の値のプログラミン グにより電流Ｉ_lが所定のプロファイルに従う様にプログラムできる。抵抗器２ １４の値は、負荷電流Ｉ_lと並列又は直列の追加の抵抗器をスイッチングするこ とによりプログラムできる。この様なスイッチング制御手段はこの技術において 周知である。 図８は、代りの電圧ブースト回路を持つ電気輸送装置３００の概要図である。 この装置３００は、図１および２に示す装置１０及び１０′とは異なり、複数の １回だけ使用の、好ましくは使い捨ての薬ユニット３０４に、連続して１回に１ 個に対して分離可能な結合に適合した再使用できる制御器３０２をもつ。使い捨 ての薬ユニット３０４は、皮膚３０６の様な動物（例えば、人間）の身体表面に 取り付けられ、この皮膚は、図８において可変負荷抵抗Ｒ₁をもつ抵抗器として 図式的に示される。薬ユニット３０４は、一対の電極（即ち、陽極電極３０８と 陰極電極３１０）をもち、その少なくとも一方は電気輸送により皮膚３０６を通 って送出されるべき治療用薬剤を保有する。薬ユニット３０４と制御器３０２は 、一対の金属スナップ接続器３３６、３３８により機械的及び電気的に結合して もよい。従って、電気輸送負荷電流Ｉ_lは、導電性スナップ接続器３３６、３３ ８を経由して薬ユニット３０４と患者の身体に供給される。 制御器３０２は、２つの回路部分を含み、これらは、電源（例えば、電池）３ １８により与えられる供給電圧Ｖ₊を動作電圧Ｖ_wへ昇圧するための電圧ブースト 回路３１２と低負荷電圧電流沈め回路３１４である。負荷抵抗Ｒ₁における電圧 Ｖ_wが高いと、即ち、Ｖ_wが、Ｖ₊からダイオード電圧Ｖ_d（直列のダイオード３１ ５を横切る降下）を差し引いたものより大きいと、電圧ブースト回路３１２は、 以下に詳細に述べる様に誘導子３２０とダイオード３１５を通して負荷３０６へ 電力を供給する。 負荷抵抗Ｒ₁が低い値に減少し、これにより ［（Ｉ_l・Ｒ₁）＋Ｖ_ref］＜（Ｖ₊−Ｖ_d） となると、負荷電流Ｉ_lの制御は電流沈め（sinking）回路３１４へシフトされ、 これは制御回路３０２が、図４及び６に記載された回路に較べて改善された効率 でより低い皮膚抵抗（Ｒ₁）において動作することを可能にする。 電流沈め回路３１４と協働する電圧ブースト回路３１２の動作は、例示的ＰＦ Ｍ／ＰＷＭ制御器３２２の使用と組合わせて説明することができる。この様な制 御器３２２の代表的な例は、カリフォルニア州サニバレのマクシム・インテグレ ーテツド・プロダクツから入手できるＭＡＸ７７１であり、この技術において利 用できる他のＰＦＭ／ＰＷＭスイッチング制御器もまた使用できる。 電源３１８は、典型的にはマイナス端子とプラス端子を持つ電池である。プラ ス端子、Ｖ₊は回路３２２上の入力ピン３２３と誘導子３２０の一方の端子に接 続される。電池３１８のマイナス端子はシステム接地に接続される。 誘導子３２０の他方の端子は、ダイオード３１５の陽極とｎチャネルスイッチ ３２６のドレイン３２４との接続点に接続される。 スイッチ３２６のソースは、ピーク電流感知抵抗器３２８の一方の端子に接続 される。抵抗器３２８の他方の端子はシステム接地に接続される。スイッチ３２ ６のゲートは回路３２２のスイッチ制御出力３３０に接続される。 回路３２２の感知入力３３２は、またスイッチ３２６のソースとピーク電流感 知抵抗器３２８の一方の端子との間の接続点に接続される。 ダイオード３１５の陰極はフィルタキャパシタ３３４の一方の端子に接続され る。キャパシタ３３４の他方の端子はシステム接地に接続される。キャパシタ３ ３４とダイオード３１５陰極の接続点はスナップ接続器３３６を通り、患者の皮 膚３０６と接触する陽極電極３０８に接続される。陰極電極３１０もまた、患者 の皮膚３０６と接触し、スナップ接続器３３８に接続される。 スナップ接続器３３８は、ゲートとソースをもつ第２のｎチャネルトランジス タ３４０のドレインに接続される。トランジスタ３４０のドレインとソースは直 列に接続され、負荷電流Ｉ_lを受ける電流沈め回路３１４の一部を形成する。ト ランジスタ３４０のソースは、抵抗値Ｒ₂をもつ第１の負荷電流ソース抵抗器３ ４２の一方の端子に接続される。抵抗器３４２の他方の端子は抵抗値Ｒ₃をもつ 第２の負荷電流ソース抵抗器３４４に接合される。抵抗器３４４の他方の端子は システム接地に接続される。 抵抗器３４２と抵抗器３４４の接続点は、高電圧利得、Ａｖをもつ高いインピ ーダンスの２入力差動演算増幅器３４６の反転入力に接合される。演算増幅器３ ４６の出力はトランジスタ３４０のゲートに接続される。演算増幅器３４６の非 反転入力は回路３２２の基準電圧出力３４８（Ｖ_ref）に接続される。 トランジスタ３４０のソースと抵抗器３４２の一方の端子の接続点は、患者を 通る負荷電流Ｉ_lの制御を行うため回路３２２の帰還入力３５０（ＦＢ）に接続 される。 回路３０２の動作は２つの体制において考えることができ、（ｉ）皮膚抵抗、 Ｒ₁が高い時と、（ｉｉ）皮膚抵抗、Ｒ₁が低い時である。体制（ｉ）における動 作は次の通りである。皮膚抵抗Ｒ₁が高い時は、 ［（Ｉ_l・Ｒ₁）＋Ｖ_ref］＞（Ｖ₊−Ｖ_d） となり、電流Ｉ_lは回路３２２により制御される。ここでは、入力３５０に接続 される負荷電流感知抵抗器３４２の一方の端子における電圧の帰還がある。回路 ３２２は、入力３５０における電圧をＶ_ref入力３４８における電圧と比較して 、スイッチング率と出力３３０のパルス幅を調節し、交互に電流Ｉ_iで誘導子３ ２０を充電し且つダイオード３１５を通ってキャパシタ３３４へ放電し、入力３ ５０における帰還電圧（（Ｒ₂＋Ｒ₃）の和の負荷電流Ｉ_l倍で与えられ、（Ｒ₂ ＋Ｒ₃）は、帰還抵抗器３４２と３４４の抵抗値の和である）がＶ_ref電圧３４８ に等しくなるまで行われる。 抵抗器３４２と３４４の値、演算増幅器３４６の利得Ａｖ、及び出力３４８で のＶ_refの値は選択され、これにより、所望の負荷電流Ｉ_lにおいて、出力３４８ での電圧Ｖ_refと、抵抗器３４２と３４４の接続点における演算増幅器３４６の 反転入力への帰還電圧との差により演算増幅器３４６の出力がトランジスタスイ ッチ３４０のゲートを駆動しそれを完全にオンにする。 抵抗器３４２、３４４を横切る帰還電圧の一部は、演算増幅器３４６の反転入 力へ帰還される。抵抗値の比率Ｒ₂：（Ｒ₂＋Ｒ₃）及び演算増幅器３４６の利得 Ａｖは、演算増幅器３４６の出力がトランジスタスイッチ３４０を低インピーダ ンス状態になるように駆動するように選定され、それにより抵抗器３４４に対し て本質的に抵抗を表さない様にする。 従って、Ｉ_lの平均値が低過ぎる時、即ち、（Ｒ₂＋Ｒ₃）のＩ_l倍がＶ_ref３４ ８より低い時は、帰還入力３５０はピーク電流感知抵抗器３２８と協力して、皮 膚３０６を通る平均電流Ｉ_lが誘導子３２０を飽和させることなく調整される様 に、誘導子３２０を電流Ｉ_lで充電し放電するのに十分な率とパルス幅でスイッ チ出力３３０をトグルさせる。 回路３２２は、抵抗器３２８の両端のピーク電圧を感知し且つトランジスタ３ ２６のオン・パルス幅を制限することにより、誘導子３２０が飽和しない様にＩ_i をピーク電流へ制限する。 他方、体制（ｉｉ）における動作は、次の様に電流沈め回路３１４により制御 される。患者の皮膚抵抗Ｒ₁は、低い値に向かう傾向にあるので ［（Ｉ_l・Ｒ₁）＋Ｖ_ref］＜（Ｖ₊−Ｖ_d） となり、負荷電流Ｉ_lは、皮膚抵抗Ｒ₁により制限されずに増加する傾向にある。 限界において、Ｒ₁が零に近ずくと、Ｉ_lは増加し、抵抗器３４２、３４４の直 列抵抗とトランジスタ３４０の抵抗とにより電圧Ｖ₊を割り算した値によっての み制限される。 Ｉ_lにおける増加は、回路３２２は負荷電流Ｉ_lを維持するためスイッチ３２６ をトグルする必要がないので、帰還入力３５０がブースト回路の負荷電流Ｉ_lに 対する制御を失わせ始めるに至るまで、トランジスタ３４０のソースにおける電 圧を正に駆動する。 図８の回路において、抵抗器３４２と３４４は、Ｒ₃：（Ｒ₂＋Ｒ₃）の比率が 十分に１に近く選択され、即ち、抵抗値Ｒ₂は抵抗値Ｒ₃より遥かに小さい（例え ば、Ｒ₂＝３オーム、Ｒ₃＝１．５キロオーム）。体制（ｉｉ）において、Ｉ_lが 増加し、抵抗Ｒ₃の両端の電圧が上昇すると、演算増幅器３４６の両方の入力に おける電圧差は十分に減少して、演算増幅器３４６の出力がトランジスタ３４０ のゲートでの電圧を低下させる。 トランジスタ３４０はそこで、飽和から抜け出て、Ｒ₂とＲ₃に直列な可変イン ピーダンスを表し始める。トランジスタインピーダンスは、演算増幅器３４６及 び入力Ｖ_ref及び負帰還電圧の一部により制御されて変化する（負帰還電圧は、 演算増幅器３４６への帰還電圧で抵抗値Ｒ₃の負荷電流倍に等しく、Ｉ_l・Ｒ₃で ある）。トランジスタ３４０により提供される追加インピーダンスの変化はＩ_l が増加を続ける傾向を防止する。 演算増幅器３４６の利得Ａｖと比率Ｒ₃：（Ｒ₂＋Ｒ₃）は、体制（ｉ）と体制 （ｉｉ）における電流Ｉ_lの差が十分接近する様に選定される。１０００より大 きい利得の演算増幅器及び３オームの抵抗Ｒ₂、１．５キロオームの抵抗Ｒ₃は、 ５％より遥かに小さい差となる。以前は、この情況は追加の制御論理（即ち、マ イクロプロセッサ）、抵抗器及びスイッチのより克服された。この論理は、「供 給電圧以下」の情況を検出し、負荷３０６と直列な抵抗器内のスイッチは、 電流制御の再確立のためブースト回路３１２を強制的に動作から手を引く様にす る。マイクロプロセッサ及び他のコンポーネントの追加は、費用を追加し、動作 するための電流ドレインを追加し、効率を減少させる。もしそれが必要でなけれ ば、ブースト回路３１２を連続的に動作させることも効率が悪い。これは供給電 圧が高いときにさらに問題となる。 電流沈め回路３１４は、ブースト回路３１２と協力して、皮膚抵抗Ｒ₁の広い 範囲に亘って治療電流Ｉ_lを合理的な一定値に制御するための簡単な、低価格の 、電気的に効率の良い且つ効果的な手段と提供する。 体制（ｉｉ）におけるトランジスタ３４０により与えられる追加のインピーダ ンスは、ｐチャネルトランジスタ、又はｐｎｐ又はｎｐｎバイポーラトランジス タ等の様な他の能動デバイスにより与えることができる。電流感知は、ホール効 果センサ、又はスイッチされる電流サンプリング変圧器の様な他の磁気感知デバ イスにより設けることができる。適当な帰還増幅は、また差動増幅器に組み込ま れる個別のトランジスタ及び抵抗器、キャパシタ回路により設けることができ、 これは十分に当業者の能力内である。 この発明は、何等かの特殊性をもって実施例に関して記載され、これら実施例 を総合すると発明を実施するための発明者に知られた最良のモードを構成するが 、この発明の範囲から逸脱することなく多くの変更がなされ、また多くの代りの 実施例を引き出すことができる。従って、この発明の範囲は以下の請求の範囲か らのみ決定されるべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年６月５日 【補正内容】 ヤコブセン（Jacobsen）等の米国特許第４，１４１，３５９号明細書は、変圧 器をもつＤＣ−ＤＣ変換器を開示し、一次電源の一定電圧倍数で、一次コイル内 の電流の周期的変動を二次コイル内の電流のパルスへ誘導的に結合する。二次コ イル電流のこれらのパルスは、治療用電極により皮膚を通して伝導される。二次 電流の平均値、又はＤＣ値は、誤差電圧及び帰還回路により制御され、これによ り二次電流の平均値は一定に保持される。ヤコブセン回路の一つの不利益は、一 定且つ倍増された電圧のピーク値が直接に両電極間に現れることである。ピーク 電圧は、皮膚抵抗が低い状態では不必要であり、これは、治療用電流の不必要に 高い電流パルスを生じ、皮膚に悪い影響を与える可能性がある。 テイラウド（Teillaud）等の米国特許第５，４２６，３８７号明細書は、電子 スイッチング部材を備えるスイッチド・モード電源を含む装置を開示し、これを 閉じると誘導子へ供給される電力を制御し、この誘導子は、電子スイッチング部 材が再び開くと、装置の出力電圧が現れる端子をもつキャパシタへ放電する。こ の装置は、クロックされるデイジタルカウンタと、カウンタにより遂行されるカ ウントの境界として役立つ所定の数のシーケンスを連続してカウンタにロードす るマイクロコントローラとを含み、ここにカウンタは所定の時間間隔の間電子ス イッチング部材の閉じを循環的に制御し、これにより装置の出力電圧が該数のシ ーケンスに対応する所定の波形を追跡する様にする。テイラウド装置の一つの不 利益は、それが、治療電流の特定のレベルを供給するために比較的高価な、複雑 且つ物理的に大きいマイクロコントローラ／カウンタ設備を必要とすることであ る。この結果、テイラウド装置は、小型の、軽量且つ安価な電気輸送送出装置が 望ましい又は必要なある応用に対しては適当でないかも知れない。 発明の説明 本発明の一つの態様は、電圧ブースト回路をもつ電気輸送薬剤送出装置を増加 した効率で動作させる方法を提供することである。 本発明の別の態様は、電源電圧が薬剤送出の状態（例えば、皮膚抵抗）に最適 に適したレベルヘ昇圧される電気輸送薬剤送出装置を動作させる方法を提供する ことである。 本発明は、電源（例えば、電池）出力電圧を昇圧する電圧ブースト回路をもつ 電気輸送薬剤送出装置を動作させる方法を提供し、このブースト回路において昇 圧倍数は、患者の皮膚抵抗に応じて自動的に制御される。この装置は、電気輸送 により動物の身体表面（例えば、人間の皮膚）を通して治療用薬剤を送出するの に適合している。 負荷１１０を横切って印加される所定電流Ｉ_lは、一定でも又は時間と共に変 化してもよい。いずれの場合でも、制御回路１３２は所定電流一時間プロファイ ルを確立する手段を備える。これは、一方の入力が感知抵抗器１１４に接続され 、一定基準電圧が他方の入力に接続され、又は他方の入力が、予めプログラムさ れたパターンをもつクロックドＲＯＭにより駆動されるＤ−Ａ変換器の出力に接 続された差動比較器の様な周知の技術により達成できる（図４に示されず）。 回路１００はまた、保護回路１３８を備えてもよい。保護回路１３８は、高イ ンピーダンスと低インピーダンス検査機能をもち、また負荷１１０を横切る電圧 降下を感知し、感知された電圧降下をそのプリセットされた最小限度と比較する 入力１４０を含む。保護回路１３８はまた、負荷１１０を通って印加される電流 Ｉ₁を感知し、感知された電流をそのプリセットされた最大限度と比較する入力 １４２を含む。インピーダンス検査と作動停止保護を行う保護回路は周知である 。例えば、ヤコブセン（Jacobsen）等の米国特許第４，１４１，３５９号明細書 の図１を見よ。 保護回路１３８は、負荷１１０の抵抗を電圧入力１４０と電流入力１４２によ り監視し、負荷１１０の抵抗が所定の上限を越えるか又は所定の下限の下に減少 する時は、回路１００の電圧昇圧機能を作動停止する。米国特許第４，１４１， ３５９号明細書に記載された形式の保護及び作動停止回路１３８をブースト回路 １００に組み込むことは、電気技術において通常の知識を持つ人の能力内である 。 請求の範囲 １．動物の身体表面を通して治療用薬剤を送出する電気輸送送出装置（１０） を動作させる方法であって、該装置（１０）は出力電圧をもつ電力の源（３２） と電源出力電圧を動作電圧へ昇圧するセットアップ・スイッチング制御器（１３ ２、２１６、３２２）をもち、電気輸送電流（Ｉ_i）を動物身体表面（１１０） を通して駆動するため動作電圧（Ｖ_w）を使用し、且つ身体表面（１１０）の電 気抵抗（Ｒ_v）、身体表面（１１０）を横切る電圧降下（Ｖ_R）、及び身体表面（ １１０）を通る電気輸送電流（Ｉ_i）からなる群から選択される身体表面パラメ タを感知することを含み、該方法は、 感知された身体表面パラメータに応じて、セットアップ・スイッチング制御器 の制御出力を調節し、これにより動作電圧（Ｖ_w）を調節することを特徴とする 、電気輸送送出装置を動作させる方法。 ２．請求項１記載の方法であって、電源（３２）はＤＣ電源からなる、電気輸 送送出装置を動作させる方法。 ３．請求項１記載の方法であって、電源（３２）は電池からなる、電気輸送送 出装置を動作させる方法。 ４．請求項１記載の方法であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面を通して印加される電気輸送電流（Ｉ_i）である、電気輸送送出装置を動作 させる方法。 ５．請求項１記載の方法であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面の電気抵抗（Ｒ_v）である、電気輸送送出装置を動作させる方法。 ６．請求項５記載の方法であって、動物身体表面（１１０）は皮膚であり、ま た身体表面パラメタは皮膚抵抗（Ｒ_v）である、電気輸送送出装置を動作させる 方法。 ７．請求項１記載の方法であって、印加される電気輸送電流（Ｉ_i）を本質的 に一定に保つために制御出力を調節することを含む、電気輸送送出装置を動作さ せる方法。 ８．請求項１記載の方法であって、印加される電気輸送電流（Ｉ_i）が所定の 電流−時間プロファイルに従うことを保つために制御出力を調節することを含む 、電気輸送送出装置を動作させる方法。 ９．請求項１記載の方法であって、動作電圧（Ｖ_w）は、電気輸送電流（Ｉ_i） を所定のレベルに維持するため必要最小の値に調節される、電気輸送送出装置を 動作させる方法。 １０．請求項１記載の方法であって、誘導子（１１８）を時間Ｔ１の間電力の 源（１０２）に電気的に接続し、これにより誘導子（１１８）をピーク瞬時電流 （Ｉ_p）へ充電し、そして、次に誘導子（１１８）を時間Ｔ２の間フィルタキャ パシタ（１２２）に放電することを含む、電気輸送送出装置を動作させる方法。 １１．請求項１０記載の方法であって、ピーク瞬時誘導子電流を感知し、誘導 子（１１８）の飽和を避けるためピーク瞬時誘導子電流を制限することを含む、 電気輸送送出装置を動作させる方法。 １２．請求項１１記載の方法であって、時間Ｔ１を制限する段階を含む、電気 輸送送出装置を動作させる方法。 １３．請求項１０記載の方法であって、感知された負荷電流（Ｉ_i）に応じて 動作電圧（Ｖ_w）を調節するため、時間Ｔ１を調節する段階を含む、電気輸送送 出装置を動作させる方法。 １４．請求項１０記載の方法であって、感知された負荷電流（Ｉ_i）に応じて 動作電圧（Ｖ_w）を調節するため、時間Ｔ２を調節する段階を含む、電気輸送送 出装置を動作させる方法。 １５．請求項１記載の方法であって、前記電極（３０８、３１０）の間の電圧 降下（Ｖ_w）が出力電圧（Ｖ₊）より低い時は、電気輸送電流を負荷電流沈めデバ イス（３４０、３４２、３４４、３４８）で維持することを含む、電気輸送送出 装置を動作させる方法。 １６．請求項１記載の方法であって、負荷抵抗（Ｒ₁）が十分大きくて電極の 間の電圧降下（Ｖ_w）が供給電圧（Ｖ₊）を越えるときのみ、電気輸送電流（Ｉ_l ）を動物身体表面（３０６）を通して駆動するに十分な動作電圧（Ｖ_w）へ出力 電圧（Ｖ₊）を昇圧することを含む、電気輸送送出装置を動作させる方法。 １７．治療用薬剤を動物身体表面（１１０）を通して送出する電気輸送送出装 置（１０）であって、該装置（１０）は、出力電圧をもつ電力の源（３２）と電 気輸送電流（Ｉ_i）を身体表面（１１０）を通して印加する２つの電極（２２、 ２６及び２４、２８）とをもち、該装置（１０）は、動物身体表面（１１０）を 通して電気輸送電流（Ｉ_i）を駆動するために使用する動作電圧（Ｖ_w）へ電源出 力電圧を昇圧するためのセットアップ・スイッチング制御器（１３２、２１６、 ３２２）と、身体表面パラメタセンサとからなり、該センサは、身体表面（１１ ０）の電気抵抗（Ｒ_v）、身体表面（１１０）を横切る電圧降下（Ｖ_R）、及び身 体表面（１１０）を通して印加される電気輸送電流（Ｉ_i）からなる群から選択 される身体表面パラメタを感知するのに有効であり、該装置は、 感知された身体表面パラメタに応じてセットアップ・スイッチング制御器の出 力を調節し、これにより動作電圧（Ｖ_w）を調節する調節器２１４を特徴とする 電気輸送送出装置。 １８．請求項１７の装置であって、該電源（１０２）はＤＣ電源である、電気 輸送送出装置。 １９．請求項１７の装置であって、該電源（１０２）は電池である、電気輸送 送出装置。 ２０．請求項１７の装置であって、電気輸送電流（Ｉ_i）を一定に保つために 制御出力が調節される、電気輸送送出装置。 ２１．請求項１７の装置であって、所定の電流−時間プロファイルをもつ電気 輸送電流（Ｉ_i）を印加するために制御出力が調節される、電気輸送送出装置。 ２２．請求項１７の装置であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面（１１０）を通して印加される電気輸送電流（Ｉ_i）である、電気輸送送出 装置。 ２３．請求項１７の装置であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面（１１０）の電気抵抗（Ｒ_v）である、電気輸送送出装置。 ２４．請求項２３の装置であって、動物身体表面（１１０）は皮膚であり、ま た身体表面パラメタは皮膚抵抗（Ｒ_v）である、電気輸送送出装置。 ２５．請求項１７の装置であって、動作電圧（Ｖ_w）は電気輸送電流（Ｉ_i）を 特定のレベルに維持するため必要な最小の値に調節される、電気輸送送出装置。 ２６．請求項１７の装置であって、誘導子（１１８）を時間Ｔ１の間電源（１ ０２）に接続し、これにより誘導子（１１８）をピーク瞬時電流（Ｉ_p）へ充電 する第１の被制御スイッチ手段（１３２、１２４、１３４、１２６、１２８）と 、誘導子（１１８）の電流を時間Ｔ２の間単方向整流デバイス（１２０）を通じ てフィルタキャパシタ（１２２）に放電する第２の被制御スイッチ手段（１２４ 、１２６、１２８、１３２、１３４）とを含む、電気輸送送出装置。 ２７．請求項２６の装置であって、ピーク瞬時誘導子電流（Ｉ_p）を感知する センサと、誘導子（１１８）の飽和を避けるためピーク瞬時誘導子電流（Ｉ_p） を制限するリミッタとを含む、電気輸送送出装置。 ２８．請求項２７の装置であって、時間Ｔ１を制限するタイマ（１３２）を含 む、電気輸送送出装置。 ２９．請求項１７の装置であって、時間Ｔ２を制限するタイマ（１３２）を含 む、電気輸送送出装置。 ３０．請求項１７の装置であって、前記電極（３０８、３１０）の間の電圧降 下（Ｖ_w）が出力電圧（Ｖ₊）より低い時電気輸送電流を維持する負荷電流沈めデ バイス（３４０、３４２、３４４、３４６、３４８）を含む、電気輸送送出装置 。 ３１．請求項１７の装置であって、セットアップ・スイッチング制御器は、負 荷抵抗（Ｒ₁）が十分に大きく電極（３０８、３１０）の間の電圧降下（Ｖ_w）が 供給電圧（Ｖ₊）を越える時のみ、出力電圧（Ｖ₊）を、動物身体表面（３０６） を通して電気輸送電流（Ｉ_l）を駆動するのに十分な動作電圧（Ｖ_W）へ昇圧する 、電気輸送送出装置。 ３２．請求項３０の装置であって、セットアップ制御器は、電流センサに応じ る、電気輸送送出装置。 ３３．請求項３２の装置であって、電流沈めデバイスは、負荷電流（Ｉ_l）に 直列な電流感知抵抗器（３４４）を含む、電気輸送送出装置。 ３４．請求項３３の装置であって、電流沈めデバイスは、負荷電流（Ｉ_l）に 直列なソースとドレインをもつトランジスタ（３４０）を含み、トランジスタ（ ３４０）はドレインとソースの間のインピーダンスの変化を生じさせるゲート をもち、この変化は負荷電流（Ｉ_l）に応じ、また電流センサ（３４４）の出力 に接続される第１の入力と基準電圧（３４８）に接続される第２の入力をもつ演 算増幅器（３４６）を含む、電気輸送送出装置。 ３５．請求項４の方法であって、動物身体表面を通して印加される電気輸送電 流を感知する段階は、動物身体表面と直列に接続される抵抗性負荷を横切る電圧 及びこれを通る電流の一方を感知する段階からなる、電気輸送送出装置を動作さ せる方法。 ３６．請求項９の方法であって、特定のレベルは、固定の所定レベルである、 電気輸送送出装置を動作させる方法。 ３７．請求項９の方法であって、特定のレベルは、所定の電流−時間プロファ イルに従う時間と共に変化するレベルである、電気輸送送出装置を動作させる方 法。 ３８．請求項２２の装置であって、前記センサは、動物身体表面と直列に接続 される抵抗性負荷からなり、また動物身体表面を通して印加される電気輸送電流 は、抵抗性負荷を横切る電圧及びこれを通る電流の一方を感知することにより決 定される、電気輸送送出装置。 ３９．請求項２５の装置であって、特定のレベルは、固定の所定レベルである 、電気輸送送出装置。 ４０．請求項２５の装置であって、特定のレベルは、所定の電流−時間プロフ ァイルに従う時間と共に変化するレベルである、電気輸送送出装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， (72)発明者 バドジンスキィ，ジョン ディー. アメリカ合衆国 55448 ミネソタ州クー ンラピッズ，フォレイ ブールバード 11103

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．動物の身体表面を通して治療用薬剤を送出する電気輸送送出装置（１０） を動作させる方法であって、該装置（１０）は出力電圧をもつ電力の源（３２） をもち、電気輸送電流（Ｉ_i）を動物身体表面（１１０）を通して駆動する動作 電圧（Ｖ_w）へ電源出力電圧を昇圧し、且つ身体表面（１１０）の電気抵抗（Ｖ_R ）、身体表面（１１０）を横切る電圧降下（Ｖ_R）、及び身体表面（１１０）を 通る電気輸送電流（Ｉ_i）からなる群から選択される身体表面パラメタを感知す ることを含み、該方法は、 感知された身体表面パラメタに応じて、昇圧倍数を調節し、また、これにより 動作電圧（Ｖ_w）を調節することを特徴とする、電気輸送送出装置を動作させる 方法。 ２．請求項１記載の方法であって、電源（３２）はＤＣ電源からなる、電気輸 送送出装置を動作させる方法。 ３．請求項１記載の方法であって、電源（３２）は電池からなる、電気輸送送 出装置を動作させる方法。 ４．請求項１記載の方法であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面を通して印加される電気輸送電流（Ｉ_i）である、電気輸送送出装置を動作 させる方法。 ５．請求項１記載の方法であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面の電気抵抗（Ｒ_v）である、電気輸送送出装置を動作させる方法。 ６．請求項５記載の方法であって、動物身体表面（１１０）は皮膚であり、ま た身体表面パラメタは皮膚抵抗（Ｒ_v）である、電気輸送送出装置を動作させる 方法。 ７．請求項１記載の方法であって、印加される電気輸送電流（Ｉ_i）を本質的 に一定に保つために調節可能な昇圧倍数を調節することを含む、電気輸送送出装 置を動作させる方法。 ８．請求項１記載の方法であって、印加される電気輸送電流（Ｉ_i）が所定の 電流−時間プロファイルに従うことを保つために調節可能な昇圧倍数を調節する ことを含む、電気輸送送出装置を動作させる方法。 ９．請求項１記載の方法であって、動作電圧（Ｖ_w）は、電気輸送電流（Ｉ_i） を所定のレベルに維持するため必要最小の値に調節される、電気輸送送出装置を 動作させる方法。 １０．請求項１記載の方法であって、誘導子（１１８）を時間Ｔ１の間電力の 源（１０２）に電気的に接続し、これにより誘導子（１１８）をピーク瞬時電流 （Ｉ_p）へ充電し、そして、次に誘導子（１１８）を時間Ｔ２の間フィルタキャ パシタ（１２２）に放電することを含む、電気輸送送出装置を動作させる方法。 １１．請求項１０記載の方法であって、ピーク瞬時誘導子電流を感知し、誘導 子（１１８）の飽和を避けるためピーク瞬時誘導子電流を制限することを含む、 電気輸送送出装置を動作させる方法。 １２．請求項１１記載の方法であって、時間Ｔ１を制限する段階を含む、電気 輸送送出装置を動作させる方法。 １３．請求項１０記載の方法であって、感知された負荷電流（Ｉ_i）に応じて 動作電圧（Ｖ_w）を調節するため、時間Ｔ１を調節する段階を含む、電気輸送送 出装置を動作させる方法。 １４．請求項１０記載の方法であって、感知された負荷電流（Ｉ_i）に応じて 動作電圧（Ｖ_w）を調節するため、時間Ｔ２を調節する段階を含む、電気輸送送 出装置を動作させる方法。 １５．請求項１記載の方法であって、前記電極（３０８、３１０）の間の電圧 降下（Ｖ_w）が出力電圧（Ｖ₊）より低い時は、電気輸送電流を負荷電流沈めデバ イス（３４０、３４２、３４４、３４６、３４８）で維持することを含む、電気 輸送送出装置を動作させる方法。 １６．請求項１記載の方法であって、負荷抵抗（Ｒ₁）が十分大きくて電極の 間の電圧降下（Ｖ_w）が供給電圧（Ｖ₊）を越えるときのみ、電気輸送電流（Ｉ_l ）を動物身体表面（３０６）を通して駆動するに十分な作動電圧（Ｖ_w）へ出力 電圧（Ｖ₊）を昇圧することを含む、電気輸送送出装置を動作させる方法。 １７．治療用薬剤を動物身体表面（１１０）を通して送出する電気輸送送出装 置（１０）であって、該装置（１０）は、出力電圧をもつ電力の源（３２）と電 気輸送（Ｉ_i）を身体表面（１１０）を通して印加する２つの電極（２２、２６ 及び２４、２８）とをもち、該装置（１０）は、動物身体表面（１１０）を通し て電気輸送電流（Ｉ_i）を駆動する動作電圧（Ｖ_w）へ電源出力電圧を昇圧するた めに調節可能な昇圧倍数をもつ電圧ブースタと、身体表面センサからなり、該セ ンサは、身体表面（１１０）の電気抵抗（Ｖ_R）、身体表面（１１０）を横切る 電圧降下（Ｖ_R）、及び身体表面（１１０）を通して印加される電気輸送電流（ Ｉ_e）からなる群から選択される身体表面パラメタを感知するのに有効であり、 該装置は、感知された身体表面パラメタに応じて昇圧倍数を調節し、また、これ により動作電圧（Ｖ_w）を調節する調節器（１３２、１１８、１２２）を特徴と する電気輸送送出装置。 １８．請求項１７の装置であって、該電源（１０２）はＤＣ電源である、電気 輸送送出装置。 １９．請求項１７の装置であって、該電源（１０２）は電池である、電気輸送 送出装置。 ２０．請求項１７の装置であって、該調節器（１３２、１１８、１２２）は、 電気輸送電流（Ｉ_i）を一定に保つために昇圧倍数を調節する、電気輸送送出装 置。 ２１．請求項１７の装置であって、該調節器（１３２、１１８、１２２）は、 所定の電流−時間プロファイルをもつ電気輸送電流（Ｉ_i）を印加するために昇 圧倍数を調節する、電気輸送送出装置。 ２２．請求項１７の装置であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面（１１０）を通して印加される電気輸送電流（Ｉ_i）である、電気輸送送出 装置。 ２３．請求項１７の装置であって、感知される身体表面パラメタは、動物身体 表面（１１０）の電気抵抗（Ｖ_R）である、電気輸送送出装置。 ２４．請求項２３の装置であって、動物身体表面（１１０）は皮膚であり、ま た身体表面パラメタは皮膚抵抗（Ｖ_R）である、電気輸送送出装置。 ２５．請求項１７の装置であって、該調節器（１３２、１１８、１２２）は昇 圧倍数を調節し、また、これにより動作電圧（Ｖ_w）を、電気輸送電流（Ｉ_i） を所定レベルに維持するため必要な最小の値にするのに有効である、電気輸送送 出装置。 ２６．請求項１７の装置であって、誘導子（１１８）を時間Ｔ１の間電源（１ ０２）に接続し、これにより誘導子（１１８）をピーク瞬時電流（Ｉ_p）へ充電 する第１の被制御スイッチ手段（１３２、１２４、１３４、１２６、１２８）と 、誘導子（１１８）の電流を時間Ｔ２の間単方向整流デバイス（１２０）を通じ てフィルタキャパシタ（１２２）に放電する第２の被制御スイッチ手段（１２４ 、１２６、１２８、１３２、１３４）とを含む、電気輸送送出装置。 ２７．請求項２６の装置であって、ピーク瞬時誘導子電流（Ｉ_p）を感知する センサと、誘導子（１１８）の飽和を避けるためピーク瞬時誘導子電流（Ｉ_p） を制限するリミッタとを含む、電気輸送送出装置。 ２８．請求項２７の装置であって、時間Ｔ１を制限するタイマ（１３２）を含 む、電気輸送送出装置。 ２９．請求項１７の装置であって、時間Ｔ２を制限するタイマ（１３２）を含 む、電気輸送送出装置。 ３０．請求項１７の装置であって、前記電極（３０８、３１０）の間の電圧降 下（Ｖ_w）が出力電圧（Ｖ₊）より低い時電気輸送電流を維持する負荷電流沈めデ バイス（３４０、３４２、３４４、３４６、３４８）を含む、電気輸送送出装置 。 ３１．請求項１７の装置であって、電圧ブースタ（３１５、３２２、３２０、 ３２６）は、負荷抵抗（Ｒ₁₎が十分に大きく電極（３０８、３１０）の間の電圧 降下（Ｖ_w）が供給電圧（Ｖ₊）を越える時のみ、出力電圧（Ｖ₊）を、動物身体 表面（３０６）を通して電気輸送電流（Ｉ_l）を駆動するのに十分な動作電圧（ Ｖ_w）へ昇圧する、電気輸送送出装置。 ３２．請求項３０の装置であって、電圧ブースタ（３１５、３２２、３２０、 ３２６）は、電流センサに応じる、電気輸送送出装置。 ３３．請求項３２の装置であって、電流沈めデバイスは、負荷電流（Ｉ_l）に 直列な電流感知抵抗器（３４４）を含む、電気輸送送出装置。 ３４．請求項３３の装置であって、電流沈めデバイスは、負荷電流（Ｉ_l）に 直列なソースとドレインをもつトランジスタ（３４０）を含み、トランジスタ（ ３４０）はドレインとソースの間のインピーダンスの変化を生じさせるゲートを もち、この変化は負荷電流（Ｉ_l）に応じ、また電流センサ（３４４）の出力に 接続される第１の入力と基準電圧（３４８）に接続される第２の入力をもつ演算 増幅器（３４６）を含む、電気輸送送出装置。