KR102456202B1 - 통증 완화를 제공하기 위한 전기 디바이스 - Google Patents

Abstract

영역에서 사용자의 신체의 표면에 전극을 접촉시키고 상기 영역에 전기 임펄스의 시리즈를 제공하는 것에 의해 사용자의 신체의 상기 영역에서 통증을 완화시키기 위한 장치가 개시되며, 장치는, (a) 사용자의 신체의 표면과 접촉하도록 구성된 적어도 2개의 전극; (b) 제어 유닛; 및 (c) 제어 유닛과 결합되고 이에 응답하는 신호 발생기로서, 신호 발생기 및 제어 유닛은 전력 공급부에 작동 가능하게 연결되도록 구성되는, 상기 신호 발생기를 포함하며, 신호 발생기는 동작 모드에서 전극을 통해 전기 임펄스의 시리즈를 신체의 표면에 제공하도록 구성되며, 시리즈는, 각각의 사이클이 양의 전압 펄스 및 음의 전압 펄스를 가지는, 복수의 사이클을 포함하며, 복수의 사이클의 주파수는 선택적으로 초당 60 내지 150 사이클의 범위 내에 있으며, 그 전체 기간(Tp양)에 걸쳐서 양의 전압 펄스의 시간-평균 전압 진폭(Vap)은 20 내지 90V이며, 양의 전압 펄스의 램프-업 구획은, (1) 양의 전압 펄스가 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달하고; (2) 양의 전압 펄스가 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 증가하는, 구조적 조건 중 적어도 하나를 이행한다.

Description

통증 완화를 제공하기 위한 전기 디바이스

본 발명은 통증 완화를 제공하는 디바이스 및 방법에 관한 것이고, 특히 통증을 겪는 영역에서 신체의 표면에 전기 임펄스를 제공하는 것에 의해 통증 완화를 제공하는 전기 디바이스 및 방법에 관한 것이다.

미국등록특허공보 제4232680호, 미국공개특허공보 제2003/0158585호, 미국공개특허공보 제2009/0112283호, 미국공개특허공보 제2010/0274327호, 미국공개특허공보 제2011/0178571호, 미국공개특허공보 제2012/0109233호, 미국공개특허공보 제2014/0249601호, 일본공개특허공보 제2013-094330호, 일본공개특허공보 제2016-512707호

본 발명의 일부 교시에 따르면, 인간 사용자에게 통증 완화를 제공하기 위한 비침습적 디바이스(non-invasive device)가 제공되며, 상기 디바이스는, (a) 사용자의 신체의 표면과 접촉하도록 구성된 적어도 2개의 전극; (b) 제어 유닛; 및 (c) 상기 제어 유닛과 결합되고 이에 응답하는 신호 발생기로서, 상기 신호 발생기 및 상기 제어 유닛은 전력 공급부에 작동 가능하게 연결되도록 구성되는, 상기 신호 발생기를 포함하되, 상기 신호 발생기는 동작 모드에서 상기 전극을 통해 전기 임펄스의 시리즈를 신체의 표면에 제공하도록 구성되고, 상기 시리즈는 각각의 사이클이 양의 전압 펄스(positive voltage pulse) 및 음의 전압 펄스(negative voltage pulse)를 가지는, 복수의 사이클을 포함하며, 상기 복수의 사이클의 주파수는 선택적으로 초당 60 내지 150 사이클의 범위 내에 있으며, 상기 양의 전압 펄스의 시간-평균 전압 진폭(time-averaged voltage amplitude)(Va_p)은 그 전체 기간(Tp_양)에 걸쳐서 20 내지 90V이며, 상기 양의 전압 펄스의 램프-업 구획(ramp-up section)은, (1) 상기 양의 전압 펄스가 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달하고; (2) 상기 양의 전압 펄스가 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 증가하는, 구조적 조건 중 적어도 하나를 이행한다.

본 발명의 추가의 교시에 따라서, 인간 사용자에게 통증 완화를 제공하기 위한 비침습적 디바이스가 제공되며, 디바이스는, (a) 사용자의 신체의 표면과 접촉하도록 구성된 적어도 2개의 전극; (b) 제어 유닛; 및 (c) 상기 제어 유닛과 결합되고 이에 응답하는 신호 발생기로서, 상기 신호 발생기 및 상기 제어 유닛은 전력 공급부에 작동 가능하게 연결되도록 구성되는, 상기 신호 발생기를 포함하되, 상기 신호 발생기는 동작 모드에서 상기 전극을 통해 전기 임펄스의 시리즈를 신체의 표면에 제공하도록 구성되고, 상기 시리즈는 각각의 사이클이 양의 전압 펄스 및 음의 전압 펄스를 가지는, 복수의 사이클을 포함하며, 상기 양의 전압 펄스의 시간-평균 전압 진폭(Va_p)은 그 전체 기간(Tp_양)에 걸쳐서 20 내지 90V이며, 상기 복수의 사이클의 제1 서브 세트에서의 상기 사이클의 양의 전압 펄스의 램프-업 구획은 제1 램프 업 시간(ramp up time)을 가지며, 상기 제1 서브 세트 후에, 상기 복수의 사이클의 제2 서브 세트에서의 상기 사이클의 양의 전압 펄스의 램프-업 구획은 상기 제1 램프 업 시간보다 짧은 제2 램프 업 시간을 가지며, 상기 제2 서브 세트에서의 상기 사이클의 양의 전압 펄스의 램프-업 구획은, (1) 상기 양의 전압 펄스가 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달하고; (2) 상기 양의 전압 펄스가 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 증가하는, 구조적 조건 중 적어도 하나를 이행한다.

본 발명의 추가의 교시에 따르면, 사용자에게 통증 완화를 제공하기 위한 방법이 제공되며, 상기 방법은, (a) 본 명세서에서 기술된 바와 같은 디바이스를 제공하는 단계; (b) 상기 적어도 2개의 전극을 사용자의 신체의 표면에 부착하는 단계; 및 (c) 상기 전극을 통해 신체의 표면에 상기 전기 임펄스의 시리즈를 제공하기 위해 동작 모드에서 동작하도록 상기 신호 발생기를 활성화시키는 단계를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 부착하는 단계는 사용자가 고통을 느낀 영역에서 신체의 표면에 적어도 2개의 전극을 부착하는 단계를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 사용자가 고통을 느낀 영역은 사용자의 복부 영역이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 방법은 생리통 또는 생리전 통증의 완화를 제공하도록 수행된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 방법은 사용자가 상기 디바이스를 착용하는 단계를 더 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 착용하는 단계는 사용자가 착용한 의복에 상기 디바이스를 부착하는 단계를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 착용하는 단계는 상기 디바이스가 동작 모드에 있는 동안 상기 디바이스를 착용하는 단계를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 디바이스는 휴대용이며, 상기 방법은 적어도 10, 적어도 5, 또는 적어도 3분 동안의 동작 모드에서 상기 디바이스를 착용하는 동안 적어도 10, 적어도 5, 또는 적어도 3m의 거리를 사용자가 이동하는 단계를 더 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 적어도 75 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 적어도 80 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 최대 140 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 최대 130 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 최대 120 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 최대 115 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, T80은 최대 110 나노초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 전압 펄스는 70 나노초 내에 적어도 20V까지 증가한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 전압 펄스는 70 나노초 내에 적어도 30V까지 증가한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 전압 펄스는 70 나노초 내에 적어도 40V까지 증가한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 전압 펄스는 70 나노초 내에 적어도 50V까지 증가한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 전압 펄스와 상기 음의 전압 펄스 사이의 중간 시간(Ti)은 적어도 0.1 밀리초, 적어도 0.2 밀리초, 적어도 0.3 밀리초, 또는 적어도 0.4 밀리초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 중간 시간(Ti)은 최대 1 밀리초, 최대 0.9 밀리초, 최대 0.8 밀리초, 또는 최대 0.7 밀리초이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 펄스는 70 내지 130 마이크로초, 80 내지 120 마이크로초, 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위 내의 펄스 지속 기간 동안 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 펄스는 70 내지 130 마이크로초, 80 내지 120 마이크로초, 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위 내의 펄스 지속 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 진폭을 가진다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 복수의 사이클의 주파수는 초당 70 내지 140 사이클, 초당 80 내지 130 사이클, 또는 초당 80 내지 120 사이클의 범위 내에 있다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 전압 펄스는 10 면적% 내에서, 5 면적% 내에서, 2 면적% 내에서, 또는 1 면적% 내에서 상기 양의 전압 펄스에 대해 면적-대칭(area-symmetric)이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 양의 전압 펄스는 70 내지 150 나노초 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%에 도달한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 신호 발생기는 저전압 AC 신호를 만들도록 구성된 저전압 신호 발생기를 포함하며, 상기 저전압 신호 발생기는 5.0V까지의 최대 10.0V의 피크 전압을 만든다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 신호 발생기는 입력으로서 제공되는 신호의 전압을 증폭시키도록 구성된, 전압 전치 증폭기(pre-amplifier) 및 전압 증폭기 중 적어도 하나를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 전압 전치 증폭기 및/또는 전압 증폭기는 저전압 신호 발생기에 대해 전기적으로 하류에 배치되고, 상기 저전압 신호 발생기에 의해 생성된 저전압 AC 신호를 입력으로서 수신한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 신호 발생기는 입력으로서 제공되는 신호의 전압을 증폭시키도록 구성된 변압기를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 변압기는 상기 전압 전치 증폭기 및 전압 증폭기에 대해 전기적으로 하류에 배치된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 신호 발생기는, 상기 변압기에 대해 전기적으로 하류에 배치되고 제공되는 입력 신호로부터 실질적인 DC 신호를 만들도록 구성된 AC-DC 컨버터(AC-to-DC converter)를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 신호 발생기는 실질적인 DC 신호를 만들도록 구성된 AC-DC 컨버터를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 AC-DC 컨버터는 상기 전압 전치 증폭기 및 전압 증폭기에 대해 전기적으로 하류에 배치된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 AC-DC 컨버터는 실질적인 DC 신호를 만들도록 구성된 다이오드 회로(diode circuit)를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 다이오드 회로는 적어도 하나의 다이오드, 및 상기 적어도 하나의 다이오드의 전기적으로 하류에 배치된 커패시터를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 신호 발생기는 상기 제어 유닛에 응답하여, 스위칭 기구에 제공된 입력 신호를 상기 전기 임펄스의 시리즈로 변환하도록 구성된 상기 스위칭 기구를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 스위칭 기구는 입력 신호로서 실질적인 DC 신호를 수신한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 스위칭 기구는, 상기 제어 유닛에 응답하여, 상기 실질적인 DC 신호로부터 상기 시리즈의 상기 양의 전압 펄스를 생성하도록 구성된 제1 스위치, 및 상기 제어 유닛에 응답하여 상기 실질적인 DC 신호로부터 상기 시리즈의 상기 음의 전압 펄스를 생성하도록 구성된 제2 스위치를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 전력 공급부는 최대 10V, 최대 8.0V, 최대 6.0V, 최대 5.0V, 최대 4.0V, 또는 최대 3.0V의 공칭 전압을 제공하도록 구성된 저전압 전력 공급부를 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 디바이스는 상기 제어 유닛, 상기 신호 발생기, 및 상기 전력 공급부를 봉입하는 하우징을 더 포함한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 동작 모드에서, 상기 하우징에 봉입된 상기 전력 공급부는 상기 디바이스를 위한 단독 전력 공급부이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 하우징은 4㎝ x 4㎝ x 8㎜ 내지 6㎝ x 6㎝ x 13㎜ 범위 내의 치수를 가진다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 디바이스는 상기 하우징에 봉입된 임의의 전력 공급부를 제외하고, 90 내지 150g의 범위에 있는 무게를 가진다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 디바이스는 상기 동작 모드에 있는 동안 휴대 가능하다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 전극은 통증을 겪는 신체의 영역에서 사용자의 신체의 표면과 접촉하도록 구성된다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 제2 서브 세트 후에, 상기 복수의 사이클의 제3 서브 세트에서의 사이클의 양의 전압 펄스의 램프-업 구획은 상기 제2 램프 업 시간보다 짧은 제3 램프 업 시간을 가진다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 전압 펄스의 시간-평균 전압 진폭(Va_n)은 그 전체 기간(Tp_음)에 걸쳐서 20 내지 90V이다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 전압 펄스의 램프-업 구획은, (1) 상기 음의 전압 펄스가 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달하고; (2) 상기 음의 전압 펄스가 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 감소하는, 구조적 조건 중 적어도 하나를 이행한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 전압 펄스의 램프-업 구획은 70 나노초 내에서 적어도 20V, 적어도 30V, 적어도 40V, 또는 적어도 50V까지 감소한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 펄스는 70 내지 130 마이크로초, 80 내지 120 마이크로초, 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위 내에서 펄스 지속 기간 동안 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달한다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 펄스는 70 내지 130 마이크로초, 80 내지 120 마이크로초, 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위 내에서 펄스 지속 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 진폭을 가진다.

기술된 바람직한 실시예의 추가의 특징에 따르면, 상기 음의 전압 펄스는 70 내지 150 나노초 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%에 도달한다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 단지 예로서 본 명세서에서 설명된다. 이제 도면을 상세하게 구체적으로 참조하면, 도시된 세부 사항이 단지 예시적이고 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 설명을 목적으로 하는 것이 강조되며, 본 발명의 원리 및 개념적 양태의 가장 유용하고 용이하게 이해되는 설명인 것으로 여겨지는 것을 제공하기 위해 제시된다. 이와 관련하여, 본 발명의 기본적인 이해를 위해 필요한 것보다 본 발명의 구조적 세부 사항을 보다 상세하게 나타내려는 시도는 없으며, 설명은 본 발명의 몇몇 형태가 실제로 어떻게 구현되는지를 당업자에게 자명하게 하는 도면과 함께 취해진다. 도면 전체에 걸쳐, 동일한 도면 부호는 동일한 기능을 나타내도록 사용되지만, 반드시 동일한 요소는 아니다.
도면에서:
도 1은 본 명세서에서의 교시의 실시예에 따른 본 발명의 전기 임펄스의 시리즈를 이용하여 통증 완화를 제공하기 위한 본 발명의 디바이스의 실시예의 개략 블록도;
도 2는 본 명세서의 교시의 실시예에 따른, 도 1의 디바이스의 일부를 형성하는 신호 발생기의 개략 블록도;
도 3은 본 명세서의 교시의 실시예에 따른, 도 2의 신호 발생기의 일부를 형성하는 변압기 및 AC-DC 신호 컨버터의 개략 전기선도;
도 4A 내지 도 4F는 본 명세서의 교시의 실시예에 따른, 도 2의 신호 발생기의 상이한 구성 요소로부터 송신된 펄스의 개략도;
도 5a는 통증 완화를 위한 종래의 디바이스에 의해 송신된 전기 신호의 개략도;
도 5b는 도 2의 신호 발생기에 의해 생성될 수 있는 본 명세서의 교시에 따른 본 발명의 전기 신호의 개략도; 및
도 6은 본 명세서의 교시의 실시예에 따른 전기 신호의 시리즈의 개략도.

통증을 겪는 신체의 영역에서 사용자의 신체의 표면에 전기 임펄스를 인가고, 이에 의해 통증을 완화시키는 시스템 및 방법이 본 명세서에 기술된다.

본 명세서의 교시의 실시예에 따른 본 발명의 전기 임펄스의 시리즈를 이용하여 통증 완화를 제공하기 위한 본 발명의 디바이스의 실시예의 개략 블록도인 도 1을 지금 참조한다.

도시된 바와 같이, 통증 완화를 제공하기 위한 디바이스(100)는 신호 발생기(104)와 기능적으로 결합된 적어도 2개의 자극 전극(stimulating electrod)(102)을 포함할 수 있다. 전극(102)은 사용자의 피부의 표면에 제공될 전기 신호를 신호 발생기(104)로부터 수신한다. 자극 전극(102)은 통증을 겪는 신체의 영역에서 사용자의 신체의 표면과 접촉하고, 동작 모드에서, 다음에 설명되는 바와 같이 신체의 표면에 전기 임펄스를 전달하도록 구성된다.

신호 발생기(104)는 제어 유닛(106)과 기능적으로 결합되고 이로부터 명령을 수신하며, 제어 유닛은 일부 실시예에서 제어 유닛(106)에 입력을 제공하기 위한 입력 모듈(108), 및 출력 모듈(110)과 기능적으로 결합될 수 있으며, 제어 유닛(106)은 출력 모듈을 통해 사용자에게 출력을 제공한다. 제어 유닛은 미국 캘리포니아주의 산호세에 소재하는 Atmel^®로부터 상업적으로 입수 가능한 8/16 비트 AVR^® XMEGA^® 마이크로 컨트롤러와 같은 임의의 적절한 제어 유닛일 수 있다.

일부 실시예에서, 입력 모듈(108)은 디바이스(100)의 활성화를 활성화 및/또는 활성화를 종결하기 위한 온/오프 스위치를 포함하는 사용자 인터페이스(109)를 포함하거나 또는 이와 결합될 수 있다.

일부 실시예에서, 사용자 인터페이스(109)는 필요한 피크 전압을 증가 및 감소시키기 위한 하나 이상의 조정 버튼 또는 세팅을 포함한다.

일부 실시예에서, 신호 발생기(104), 제어 유닛(106), 입력 모듈(108), 및 출력 모듈(110)은 하나 이상의 전력 공급부(112)와 전기적으로 결합되고 이에 의해 전력이 공급될 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 공급부(112)는 최대 10.0V, 최대 8.0V, 최대 6.0V, 최대 5.0V, 최대 4.0V 또는 최대 3.0V의 공칭 전압을 제공하는 저전압 전력 공급부이다. 일부 실시예에서, 전력 공급부는 적어도 하나의 니켈-금속 수소화물(NiMH) 배터리, 니켈-카드뮴(NiCd) 배터리, 리튬 이온(Li-이온) 배터리, 또는 리튬 중합체 Li-폴리) 배터리와 같은 적어도 하나의 재충전 가능한 배터리를 포함한다. 일부 실시예에서, 디바이스(100)는 재충전 가능한 배터리에 의해 제공되는 전력에 의해서만 전력이 공급되고, 재충전 가능한 전지가 충분히 충전될 때 그 기능을 위해 추가적인 전력 공급부에 대한 연결을 요구하지 않는다.

신호 발생기(104), 제어 유닛(106), 및 전원 공급기(112)는 하우징(120)에 봉입될 수 있으며, 하우징은, 전극(102)을 신호 발생기(104)에 연결하기 위한 포트(122) 및/또는 예를 들어 전기 소켓에 연결된 충전 케이블의 연결을 위해 외부 전원에 전력 공급부(112)의 연결을 위한 포트(124)를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 디바이스는 4㎝ x 4㎝ x 8㎜ 내지 6㎝ x 6㎝ x 13㎜의 범위 내의, 보다 전형적으로 4㎝ x 4㎝ x 9㎜ 내지 5.3㎝ x 5.3㎝ x 12㎜ 범위 내의 치수를 가진다. 배터리를 제외한 디바이스의 무게는 90 내지 150g, 보다 일반적으로 100 내지 125g이다.

일부 실시예에서, 디바이스(100)는 사용자가 용이하게 착용할 수 있고, 예를 들어 사용자의 의복에 클립핑될(clipped) 수 있다. 일부 실시예에서, 디바이스(100)는 휴대 가능하며, 한 장소로부터 다른 장소로 운반되거나 또는 이동되는 동안, 또는 사용자가 움직이는 동안 그 동작 신호 제공 모드로 기능할 수 있다.

본 명세서의 교시의 실시예에 따른 디바이스(100)의 신호 발생기(104)의 개략 블록도인 도 2를 지금 추가적으로 참조한다.

신호 발생기(104)는 도 4A에 도시된 바와 같이 교류(AC) 신호(400)를 생성하는 저전압 신호 발생기(200)와 같은 신호 발생기를 선택적으로 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 저전압 신호 발생기(200)에 의해 생성된 신호는 3.0 내지 10.0V의 범위 내의, 보다 전형적으로 3.0 내지 5.0V의 범위 내의 피크 전압을 가진다.

일부 실시예에서, 저전압 신호 발생기(200)에 의해 생성된 신호(400)는 전압 전치 증폭기(202)에 제공될 수 있다. 전압 전치 증폭기(202)는 도 4B에 도시된 바와 같이 보다 높은 전압을 가지는 새로운 AC 신호(402)를 생성하도록 수신된 신호의 전압을 증가시킨다. 일부 실시예에서, 전압 전치 증폭기(202)는 유사한 기능을 가지는 전압 증폭기로 대체될 수 있다.

일부 실시예에서, 전력 공급부(112)(도 1에 도시 됨)는 구성 요소(200, 202, 204 또는 206) 중 어느 하나에 전압을 직접 전달할 수 있다.

일부 실시예에서, 전력 공급부(112)는 스위칭 기구(210)에 높은 DC 전압(예를 들어, 적어도 20V)을 직접 전달할 수 있다.

전치 증폭기(202)에 의해 출력된 신호(402)는 미국 일리노이주의 캐리에 소재하는 Coilcraft^® Inc.로부터 상업적으로 입수 가능한 LPR6235 변압기와 같은 변압기(204)에 제공된다. 감소된 전류 출력을 희생시키면서, 변압기(204)는 도 4C에 도시된 바와 같이 신호(402)보다 높은 전압을 가지는 새로운 AC 신호(404)를 생성하도록, 수신된 신호의 전압을 증가시킨다.

변압기(204)에 의해 출력된 신호(404)는 AC-DC 컨버터(206)에 제공된다. 도 3에 도시된 실시예와 같은 일부 실시예에서, AC-DC 컨버터(206)는, 적어도 하나의 다이오드(302) 및 그 하류에 배치된 커패시터(304)를 포함하는 다이오드 회로(300)를 포함한다. 변압기(204)에 의해 출력된 신호(404)는 다이오드(302)에 입력으로서 제공되고, 다이오드는 신호(404)로부터 양의 전압 세그먼트를 선택하여, 도 4D에 도시된 신호(406)를 유발한다. 음의 전압 세그먼트는 당업계에 공지된 바와 같이, 다이오드(302)의 방향을 반전시키는 것에 의해 신호(404)로부터 얻어질 수 있다는 것을 알 것이다.

다이오드(302)에 의해 생성된 신호(406) 및 일부 실시예에서 반전된 다이오드(302)에 의해 생성된 대응하는 신호는 커패시터(304)에 입력으로서 제공되고, 커패시터는 도 4E에 도시된 바와 같이 이 신호를 고정된 전압을 가지는 DC 신호(408)로 변환한다.

커패시터(304)에 의해 출력된 DC 신호(408)는 미국 애리조나주의 피닉스에 소재하는 ON Semiconductor^®로부터 상업적으로 입수 가능한 BSS123LT1G 또는 BVSS123LT1G와 같은 스위칭 기구(210)에 입력으로서 제공된다.

일부 실시예에서, 스위칭 기구는 다음에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 생성된 신호의 양의 펄스를 생성하는 제1 스위치(212a) 및 생성된 신호의 음의 펄스를 생성하는 제2 스위치(212b)를 포함한다. 스위칭 기구(210), 및 일부 실시예에서, 스위치(212a 및 212b)의 각각은 도 4F에 도시된 신호(410)를 생성하기 위해 제어 유닛(106)에 의해 제어될 수 있다. 신호(410)는 전극(102)에 제공되고, 이로부터 사용자의 신체의 표면에 제공된다. 신호(410) 및 그 특성은 도 5b에 대하여 다음에 더욱 상세하게 설명된다.

통증의 완화를 위한 종래 기술의 디바이스에 의해 송신된 전기 신호의 개략적 예시인 도 5a, 및 도 2의 신호 발생기에 의해 생성될 수 있는, 본 명세서의 교시에 따른 본 발명의 전기 신호의 개략도인 도 5b를 추가로 참조한다. 도 5a 및 도 5b에서의 신호는 축척으로 도시되지 않았으며, 신호의 상이한 부분의 기간을 제한하도록 의도되지 않고, 단지 이러한 신호의 구조 및 형상의 이해를 제공한다는 것을 알 것이다.

도 5a에 도시된 바와 같이, 통증의 완화를 위한 종래 기술의 디바이스는 펄스(502)를 한정하는 신호(500)를 제공한다. 펄스(502)는 (a) 펄스의 세그먼트(505)에 의해 표시되는 램프 업 시간(Tru), (b) 펄스의 세그먼트(506)에 의해 표시되는 피크-전압 시간(Tpv), 및 (c) 펄스의 세그먼트(508)에 의해 표시되는 램프 다운 시간(Trd)을 포함하는 전체 펄스 시간(Tp)을 가진다.

피크 전압은 펄스에서의 최대 전압의 15% 내에, 10% 내에, 5% 내에, 3% 내에, 또는 1% 내에 있는 전압으로서 한정된다. 펄스에서의 최대 전압은 펄스의 전체 기간 동안, 양의 전압 펄스에 의해 도달되는 최고 전압, 또는 음의 전압 펄스에 의해 도달되는 최저 전압이다.

램프 업 시간(Tru)은 일반적으로 펄스의 전압이 신호의 피크 전압 또는 신호의 최대 전압의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%로 증가하거나 전환하는 시간이다. 전형적으로, 램프 업 시간은 전형적으로 0인 기준 전압으로부터의 전압에서의 증가를 포함한다. 반대로 램프 다운 시간(Trd)은 일반적으로 펄스의 전압이 신호의 최대 전압의 피크 전압으로부터, 전압의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%까지, 최대 20%, 최대 15%, 최대 10%, 최대 5%인 전압으로, 또는 전형적으로 0인 기준 전압과 실질적으로 동등한 전압으로 감소하거나 또는 전환하는 시간이다.

종래 기술의 디바이스의 램프 업 시간(Tru)은 적어도 0.5 마이크로초, 보다 전형적으로 0.5 내지 1 마이크로초(500 내지 1000 나노초)의 범위일 수 있다.

도 5b를 참조하면, 도 1 내지 도 3의 본 발명의 디바이스(100)에 의해 제공되는 신호(550)는 다수의 사이클을 포함하며, 각각의 사이클은 2상(bi-phasic)이고, 양의 전압을 가지는 양의 전압 펄스(552) 및 음의 전압을 가지는 음의 전압 펄스(554)를 포함한다는 것을 알 수 있다. 양의 전압 펄스(552) 및 음의 전압 펄스(554)의 각각은, 램프 업 시간(Tru), 피크 전압 시간(Tpv), 및 램프 다운 시간(Trd)을 포함하는 전체 펄스 시간(Tp)(양의 전압 펄스(552)에 대해 Tp_양으로서 그리고 음의 전압 펄스(554)에 대해 Tp_음으로서 표시된다). 양 및 음의 전압 펄스(552 및 554)의 각각에 대해, 펄스의 램프 업 세그먼트는 도면 부호 556으로 표시되고, 펄스의 램프 다운 세그먼트는 도면 부호 558로 표시되며, 펄스의 피크 전압 세그먼트는 도면 부호 555로 표시된다. 양의 전압 신호(552)의 램프 업 세그먼트(556)는 스위치(212a)를 동작시키는 제어 유닛(106)에 의해 달성된다는 것을 알 것이다. 램프 다운 세그먼트(558)는 신호를 제공하는 동작을 정지시키는 스위치(212a) 또는 스위칭 기구(210)에 의해 수동적으로 제공될 수 있거나, 또는 대안적으로 펄스(552)에 의해 제공되는 전압을 능동적으로 낮추는 스위치(212a)에 의해 능동적으로 제공될 수 있다.

유사하게는, 음의 전압 신호(554)의 램프 업 세그먼트(556)는 스위치(212b)를 동작시키는 제어 유닛(106)에 의해 제공되는 것임이 이해될 것이다. 램프 다운 세그먼트(558)는 신호를 제공하는 동작을 정지시키는 스위치(212b) 또는 스위칭 기구(210)에 의해 수동으로 제공될 수 있거나, 또는 대안적으로 펄스(554)에 의해 제공되는 전압을 능동적으로 증가시키는 스위치(212b)에 의해 능동적으로 제공될 수 있다.

일부 실시예에서, 양의 전압 펄스(552)는 그 전체 기간(Tp_양)에 걸쳐서 20 내지 90V 범위의 시간-평균 전압 진폭(Va_p)을 가지며, 음의 전압 펄스(554)는 그 전체 기간(Tp_음)에 걸쳐서 -20 내지 -90V의 범위의 시간-평균 전압 진폭(Va_n)을 가진다.

램프 업 시간(Tru) 및 램프 다운 시간(Trd)은 도 5a와 관련하여 전술한 바와 같이 정의된다. 당업자라면, 양의 전압 펄스(552)에서, 피크 전압이 양의 전압이고, 램프 업 시간 동안, 전압은 전형적으로 0인 기준 전압으로부터 피크 전압을 향해 증가하고, 램프 다운 시간 동안, 전압은 피크 전압으로부터 기준 전압을 향해 감소하는데 반하여, 음의 전압 펄스(554)에서, 피크 전압은 음의 전압이며, 램프 업 시간 동안, 전압은 기준 전압으로부터 피크 전을 향해 감소하고, 램프 다운 시간 동안, 전압은 피크 전압으로부터 다시 기준 전압을 향해 증가한다는 것을 알 것이다.

특히, 양의 전압 펄스(552)가 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 시간-평균 전압 진폭(Va_p)의 적어도 80%에 도달하고/하거나 양의 전압 펄스(552)가 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 증가한다는 것이 본 명세서에서의 교시의 특별한 특징이다. 유사하게, 음의 전압 펄스(554)는 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 음의 시간-평균 전압 진폭(Va_n)의 적어도 80%에 도달하고/하거나, 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 감소한다.

일부 실시예에서, T(80)는 적어도 75 나노초 또는 적어도 80 나노초이다. 일부 실시예에서, T(80)은 최대 140 나노초, 최대 130 나노초, 최대 120 나노초, 최대 115 나노초, 또는 최대 110 나노초이다.

일부 실시예에서, 양의 전압 펄스(552)는 70 나노초 내에서, 적어도 30V까지, 적어도 40V까지, 또는 적어도 50V까지 증가한다. 일부 실시예에서, 음의 전압 펄스(554)는 70 나노초 내에서, 적어도 30V까지, 적어도 40V까지, 또는 적어도 50V까지 감소한다.

일부 실시예에서, 양의 전압 펄스(552)는 70 내지 150 나노초, 75 내지 140 나노초, 80 내지 130 나노초, 80 내지 120 나노초, 또는 80 내지 110 나노초 내에서 시간-평균 전압 진폭(Va_p)의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%에 도달한다.

일부 실시예에서, 음의 전압 펄스(554)는 70 내지 150 나노초, 75 내지 140 나노초, 80 내지 130 나노초, 80 내지 120 나노초, 또는 80 내지 110 나노초 내에서 시간-평균 전압 진폭(Van)의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%에 도달한다.

이와 같이, 일부 실시예에서, 스위칭 기구(210)에 의해 제어되는 램프 업 시간(Tru)은 50 내지 200 나노초, 60 내지 175 나노초, 70 내지 150 나노초, 75 내지 140 나노초, 80 내지 130 나노초, 80 내지 120 나노초, 또는 80 내지 110 나노초의 범위에 있다.

도 5a 및 도 5b의 비교로부터 명확히 알 수 있는 바와 같이, 종래 기술의 펄스(502)가 피크 전압에 도달하도록 램프 업하는 램프 업 시간(Tru)은, 본 발명의 양의 전압 펄스(552))가 피크 전압에 도달하는 램프 업 시간보다 상당히 길다. 본 발명자는 놀랍게도, 이러한 것이 존재한다면, 짧은 램프 업 시간이 생리적 통증(physiological pain) 및/또는 기구적으로 유도된 통증의 완화를 포함하는, 통증 및 불쾌감의 개선된 완화와 관련된다는 것을 발견했다.

보다 구체적으로, 본 발명자는 70 나노초 미만의 램프 업 시간에서, 기구적으로 유도된 통증이 크게 증가하고, 신체의 통증 완화 메커니즘에 의해 충분히 보상되지 않는다는 것을 발견했다. 본 발명자는 200 나노초를 초과하는 램프 업 시간에서, 기구적으로 유도된 통증이 크게 감소될 수 있지만, 신체의 통증 완화 메커니즘의 활성화(예를 들어, 아편제(opiates) 또는 모르핀 유사 물질의 생성)가 또한 감소되어서, 이러한 느린 램프 업 시간이 사용자의 통증을 완화시키는데 비교적 비효율적이라는 것을 또한 발견하였다.

이론에 구애됨이 없이, 본 출원인은, 사용자가 통증을 느끼는 신체의 영역에서 본 발명에 의해 제공되는 신호의 급격한 램프 업으로 인해 뇌가 그 영역으로 상당히 증가된 양의 아편제 또는 모르핀 유사 분자를 보내며, 이러한 것이 그 영역에 대한 신속하고 효과적인 통증 완화를 제공하며, 또한 신호의 제공으로 인하여 사용자가 겪는 어떠한 통증에 대해서도 즉각적이고 실질적으로 완전한 완화를 또한 제공하여서, 신호 자체는 사용자 고통을 유발하지 않으며, 신체의 그 영역에서 아편제 또는 모르핀 유사 분자의 강화된 존재가 사용자가 치료를 받고 있는 동안 이전에 느꼈던 통증을 완화시키는 것으로 믿는다.

달리 말하면, 본 출원인은 통증을 느끼는 영역으로의 전기 신호의 제공이 그 영역에서의 통증을 느끼는 신경의 주위를 끌어, 신호의 제공에 의해 느껴지는 통증을 효과적으로 제거하고, 만약에 있다면 치료를 추구하는 통증을 완화시키는데 충분한 양으로 상기 영역에 통증 완화 분자를 뇌가 제공하는 것으로 믿는다. 중간 시간(Ti)은 양의 전압 펄스(552)와 음의 전압 펄스(554) 사이의 시간으로서 정의되고, 휴지 시간(T휴지)은 사이클 사이의 휴지 시간으로서, 또는 한 사이클의 음의 전압 펄스(554)의 종료로부터 다음 사이클의 양의 전압 펄스(552)의 시작까지의 시간으로서 정의된다. 각각의 사이클의 전체 시간(T전체)은 T전체 = Tp_양 + Tp_음 + Ti + T휴지로서 정의된다.

일부 실시예에서, 신호(550)에서의 사이클의 주파수는 초당 60 내지 150 사이클, 초당 70 내지 140 사이클, 초당 80 내지 130 사이클, 또는 초당 80 내지 120 사이클의 범위에 있다. 다르게 말하면, 각각의 사이클에 대한 전체 시간(T전체)은 6.5 내지 16.7 밀리초의 범위, 7.1 내지 14.3 밀리초의 범위, 7.7 내지 12.5 밀리초의 범위, 또는 8.3 내지 12.5 밀리초의 범위에 있다.

일부 실시예에서, 양 및 음의 전압 펄스(552, 554) 각각에 대한 전체 펄스 시간(Tp)은 70 내지 130 마이크로초 범위, 80 내지 120 마이크로초 범위 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위에 있다. 일부 실시예에서, 70 내지 130 마이크로초의 범위 내의, 80 내지 120 마이크로초의 범위, 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위에 있는 펄스 지속 기간 동안, 양의 펄스는 Va_p의 적어도 80%에 도달하고/하거나, 음의 펄스는 Va_n의 적어도 80%에 도달한다. 일부 실시예에서, 양의 전압 펄스 및/또는 음의 전압 펄스는 70 내지 130 마이크로초, 80 내지 120 마이크로초, 또는 90 내지 110 마이크로초의 범위 내의 펄스 지속 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 진폭을 가진다.

일부 실시예에서, 각각의 사이클에 대한 중간 시간(Ti)은 적어도 0.1 밀리초, 적어도 0.2 밀리초, 적어도 0.3 밀리초, 또는 적어도 0.4 밀리초이다. 일부 실시예에서, 각각의 사이클에 대한 중간 시간(Ti)은 최대 1 밀리초, 최대 0.9 밀리초, 최대 0.8 밀리초, 또는 최대 0.7 밀리초이다.

일부 실시예에서, 특정 사이클의 최종 전압 임펄스의 종료와 후속하는 인접한 특정 사이클의 초기 전압 임펄스의 시작 사이의 휴지 시간(T휴지)은 적어도 0.3 밀리초, 적어도 0.4 밀리초, 또는 적어도 0.5 밀리초이다. 일부 실시예에서, 각각의 사이클에 대한 T휴지는 최대 1 밀리초, 최대 0.9 밀리초, 최대 0.8 밀리초, 또는 최대 0.7 밀리초이다.

일부 실시예에서, 음의 전압 펄스(554)는 10 면적% 내에서, 5 면적% 내에서, 2 면적% 내에서, 또는 1 면적% 내에서 양의 전압 펄스(552)에 대해 면적 대칭이다. 달리 말하면, 음의 전압 펄스(554)에 의해 사용자의 신체 표면에 제공되는 누적 전하(cumulative charge)는 양의 전압 펄스(552)에 의해 사용자의 신체의 표면에 제공된 누적 전하의 10%, 5%, 2%, 또는 1% 내에 있다. 이와 같이, 일부 실시예에서, 신호(550)에서의 각각의 사이클은 균형 잡힌 2상 사이클이다.

이제 본 명세서의 교시의 실시예에 따른 전기 신호의 시리즈의 개략도인 도 6을 참조한다. 도시된 바와 같이, 전기 신호(600)는 도 5b의 양의 전압 펄스(552)와 유사한 구조를 가지는 양의 전압 펄스(604), 및 도 5b의 음의 전압 펄스(554)의 구조와 유사한 구조를 가지는 음의 전압 펄스(606)를 각각 포함하는 복수의 사이클(602)을 포함한다.

각각의 사이클(602)에서, 양의 전압 펄스의 램프 업 시간(Tru)은 음의 전압 펄스의 램프 업 시간과 실질적으로 동일하지만, 램프 업 시간은 사이클 사이에서 다르다. 보다 구체적으로, 각각의 사이클(602)에 대해, 램프 업 시간(Tru)은 도 5b에 대해 상세히 설명된 70 내지 150 나노초의 램프 업 시간에 도달될 때까지 감소하거나 점차적으로 감소한다.

이와 같이, 제1 사이클(602a)에서, 또는 이러한 사이클의 제1 시퀀스에서, 양 및 음의 전압 펄스는 비교적 긴 램프 업 시간을 가지며, 이러한 것은 일부 실시예에서 100 나노초보다 길거나, 또는 100 내지 200 나노초의 범위에 있다. 후속 사이클 또는 사이클의 시퀀스에서, 양 및 음의 전압 펄스는 점차적으로 보다 짧은 램프 업 시간을 가진다. 예를 들어, 제2 사이클(602b), 또는 사이클의 제2 시퀀스는 100 나노초의 램프 업 시간을 가질 수 있으며, 제3 사이클(602c) 또는 사이클의 제3 시퀀스는 램프 업 시간이 2개의 최종 예시된 사이클(602e 및 602f)에 도시된 필요한 램프 업 시간, 예를 들어 예를 들어 80 나노초에 도달할 때까지 95 또는 90 나노초 등의 램프 업 시간을 가질 수 있다. 본 명세서의 교시에 따르면, 사이클(602f) 이후의 임의의 추가 사이클은 전술한 바와 같이 70 내지 150 나노초의 범위에 있는 램프 업 시간을 계속 가질 것임을 알 것이다.

이론에 구속됨이 없이, 본 발명자는, 이러한 통증이 제1 사이클(602a)의 상대적으로 긴 램프 업 시간으로 인해 생성되지 않고, 싸이클(602a)에서 제공된 펄스가 신체로 하여금 전극이 배치되는 영역으로, 아편제 또는 모르핀 유사 분자와 같은 충분한 통증 완화 분자를 전달하여, 신호(602b)에서의 펄스의 다소 짧은 램프 업 시간에 의해 느껴지는 어떠한 통증도 완화시킨다는 점에서, 도 6에 도시된 신호가 신호의 제공에 의해 야기된 어떠한 잔류 통증도 제거할 것이라고 믿는다. 본 발명자는 이러한 거동이 계속되고 충분한 통증 완화 분자가 사이클(602a) 이외의 각각의 사이클의 시작에서 존재하여서, 사이클(602a)에서, 램프 업 시간이 종래에 공지된 바와 같은 통증을 유발하지 않도록 충분히 길고, 다음의 사이클에서, 충분한 통증 완화 분자가 전극의 부근으로 전달되고 신호의 제공에 의해 잠재적으로 유발되는 어떠한 통증도 완화시키기 때문에, 신호의 제공으로 인하여 사용자가 어떠한 통증도 느끼지 않을 것이라고 믿는다.

도 1 내지 도 3 중 임의의 도면과 관련하여 설명된 디바이스와 같은 디바이스가 사용자에게 제공될 수 있다. 통상적인 사용에서, 사용자 또는 임상의는 통증을 겪는 일반적인 영역에 있는 신체의 표면에 전극(102)을 부착한다. 일부 실시예에서, 통증은 생리통 또는 생리전 통증이고, 사용자는 통증을 겪는 신체의 복부 영역 또는 그 근처의 피부 표면에 전극을 부착한다.

전극이 사용자의 피부에 부착되면, 사용자는 디바이스(100)를 활성화시키도록 사용자 인터페이스(109)를 사용하고, 이러한 프로세서(106)는 사용자 신체의 피부 표면에 도 5b에서 설명된 바와 같은 신호를 제공하도록 신호 발생기(104)를 활성화시키고, 이에 의해, 통증을 완화시킨다. 일부 실시예에서, 사용자는 그런 다음, 예를 들어 치료가 도움되는지를 나타내도록, 주파수 또는 신호의 강도를 증가 또는 감소시키도록, 또는 디바이스(100)의 활동을 종료시키도록 입력 모듈(108) 및/또는 그 사용자 인터페이스(109)를 통해 프로세서(106)에 입력을 제공할 수 있다.

일부 실시예에서, 사용자는 그 동작 전후, 동작 동안, 예를 들어 사용자가 착용한 의복에 클립핑된 디바이스를 착용할 수 있다. 이러한 실시예에서, 디바이스(100)는 휴대 가능하며, 이와 같이 사용자가 착용하고 있는 동안 및/또는 탑재된 전력 공급부를 사용하여 단독으로 사용하는 동안, 적어도 5분, 적어도 10분, 적어도 15분, 또는 적어도 30분의 기간 동안 사용자가 특정 위치에 매이지 않고 주위에서 움직일 때 동작 모드에서 사용될 수 있다.

본 명세서 및 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "또는"은 포괄적인 것으로 간주되며, 그러므로 "A 또는 B"이라는 구문은 그룹 "A", "B" 및 "A 및 B" 중 임의의 것을 의미한다.

본 명세서 및 청구범위 부문에서 사용되는 바와 같이, 용어 "펄스", "신호" 및 "임펄스"는 예를 들어 모두 전극을 통해 인가되는 전기 신호와 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "사이클"은 당업계에서 일반적으로 인식되고 이해되는 바와 같이, 전기 전압 신호의 반복적 또는 어느 정도 반복적인 2상 세그먼트에 관련된다. 전압 대 시간 도표에서 표현되는 "사이클"은 전형적으로 양의 전압 펄스, 음의 전압 펄스, 그 사이의 임의의 중간 시간(Ti), 및 특정 사이클의 최종 전압 펄스의 종료와 후속의 인접한 특정 사이클의 초기 전압 임펄스의 시작 사이의 휴지 시간(T휴지)으로 이루어진다. 통상적인 요지로서, T휴지 ≥ Ti이다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "양의 전압 펄스"는 기준 전압에 대한 절대 양의 전압 또는 양의 전압이든지 관계없이 양의 전압을 가지는 전기 신호를 제공하는 전기 펄스와 관련된다. 전형적으로 기준 전압은 0이다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "음의 전압 펄스"는 기준 전압에 대한 절대 음의 전압 또는 음의 전압이든지 관계없이 음의 전압을 가지는 전기 신호를 제공하는 전기 펄스와 관련된다. 전형적으로 기준 전압은 0이다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "피크 전압"은 펄스에서 최대 전압의 15% 내에, 10% 내에, 5% 내에, 3% 내에 또는 1% 내에 있는 전압과 관련된다. 양의 전압 펄스의 피크 전압은 양의 전압이고, 음의 전압 펄스의 피크 전압은 음의 전압이다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "피크 전압 시간"은 펄스가 피크 전압에 도달하는 기간과 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "최대 전압"은 펄스의 전체 기간 동안, 양의 전압 펄스에 의해 달성되는 최고 전압, 또는 음의 전압 펄스에 의해 달성되는 최저 전압과 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "램프 업 시간"은 펄스의 전압, 또는 펄스의 전압의 절대값 또는 크기가 피크 전압의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95% 또는 실질적으로 100%까지 증가하는 시간과 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "램프 다운 시간"은 펄스의 전압, 또는 펄스의 전압의 절대값 또는 크기가 피크 전압의 적어도 80%, 적어도 85%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%까지, 또는 20% 내에, 15% 내에, 10% 내에, 5% 내에 있도록 또는 실질적으로 기준 전압과 동등하게 감소하는 시간과 관련된다.

본 명세서 및 청구범위 부문에 사용된 바와 같이, 용어 "시간-평균 전압 진폭"은 사전 결정된 시간 기간에 걸친 평균 전압 진폭, 예를 들어 그 전체 기간에 걸쳐서, 또는 피크 전압 진폭이 도달되는 양 또는 음의 전압 펄스의 세그먼트에 걸쳐서 양 또는 음의 전압 펄스를 위한 평균 전압 진폭에 관련된다. 본 발명에서 이용되는 극히 신속한 램프 업 시간으로 인해, 이러한 펄스의 "안정기(plateau)"의 "시간-평균 전압 진폭"은 펄스의 "시간-평균 전압 진폭", 또는 램프 업 시간(Tru) 및 피크 전압 시간(Tpv)에 걸쳐서 취해진 전압이 인가되는 펄스의 부분의 "시간-평균 전압 진폭"에 의해 근사될 수 있다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 전압 펄스 또는 그 일부에 대한 용어 "실질적으로 일정한 전압 진폭"은 15%, 10%, 5%, 3%, 또는 1%의 편차 내에서 일정한 전압 진폭에 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "영역 대칭"은 양의 전압 펄스 및 음의 전압 펄스와 같은 2개의 전압 펄스에 관련되고, 이러한 것은 그 진폭이 시간에 대해 그리고 기준 전압 또는 0 전압에 대해 도표화될 때, 2개의 펄스의 진폭 및 기준 전압의 도표 사이에 포획된 영역은 서로 동일하거나 또는 서로의 10% 내에, 5% 내에, 2% 내에, 1% 내에 있다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 용어 "균형화된 사이클"은 양의 전압 펄스 및 음의 전압 펄스를 포함하는 사이클에 관련되어서, 양 및 음의 전압 신호에 의해 제공된 전하가 서로 동일하거나, 또는 서로의 15% 내에, 10% 내에, 5% 내에, 3% 내에, 또는 1% 내에 있다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용된 바와 같이, 표현 "A는 B에 대해 전기적으로 하류에 있다"는, 전기 구성 요소(B)에 의해 제공된 전기 신호를 입력으로서, 직접 또는 전기 구성 요소(B 및 A) 사이에 전기적으로 위치된 추가의 전기 구성 요소를 통해 수신하는 전기 구성 요소(A)에 관련된다.

본 명세서 및 청구범위의 항에 사용된 바와 같이, 용어 "휴대 가능"은 10m보다 큰 거리까지 탑재된 전력 공급부를 사용하여 그 동작 모드에 있는 동안, 및/또는 전원 또는 와이파이(Wi-Fi) 송수신기와 같은 통신 모듈로의 유선 또는 무선 연결을 요구함이 없이, 적어도 5분, 적어도 10분, 적어도 15분, 또는 적어도 30분의 기간 동안 운반될 수 있거나 이동될 수 있는 디바이스에 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부분에서 사용된 바와 같이, 표현 "기구적으로 유도되는 통증"은 통증에 대한 치료를 제공하도록 사용자의 신체 상에 또는 안에 디바이스 또는 기구의 동작에 의해 유발되는 임의의 통증 또는 불쾌감에 관련된다.

본 명세서 및 다음의 청구범위 부문에서 사용되는 바와 같이, 용어 "생리적 통증" 및 "생리학적으로 유도된 통증"은 사용자의 신체 상에 또는 안에서 디바이스 또는 기구의 존재 또는 동작에 관계없이 사용자의 생리에 의해 유발되는 통증에 관련된다.

명료성을 위해, 개별 실시예와 관련하여 설명된 본 발명의 특정 특징은 또한 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 반대로, 간략화를 위해, 단일 실시예와 관련하여 설명된 본 발명의 다양한 특징은 또한 개별적으로 또는 임의의 적합한 서브조합으로 제공될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 특정 청구항에 종속되는 청구항의 내용은 대체로 다른 불특정한 청구항에 종속할 수 있거나, 또는 그 사이의 임의의 특정의 명백한 불일치가 없으면 그 내용과 조합될 수 있다.

본 명세서에 사용된 바와 같이, 달리 언급되지 않으면 본 기술의 실시예의 특징 또는 특징들의 조건 또는 관계 특성을 변경할 때 "실질적으로" 및 "약"이라는 용어는 조건 또는 특성이 의도된 적용을 위한 실시예의 동작을 수용할 수 있는 허용 오차 내에서 정의되는 것을 의미하도록 이해되어야 한다.

본 발명은 그 특정 실시예와 관련하여 기술되었을지라도, 많은 대안, 수정 및 변형이 당업자에게는 자명하다는 것은 명백하다. 따라서, 이러한 모든 대안, 수정 및 변형이 첨부된 청구항의 사상 및 광범위한 범위 내에 놓이도록 의도된다.

Claims (48)

1. 인간 사용자에게 통증 완화를 제공하기 위한 비침습적 디바이스(non-invasive device)로서,
   (a) 사용자의 신체의 표면과 접촉하도록 구성된 적어도 2개의 전극;
   (b) 제어 유닛; 및
   (c) 상기 제어 유닛과 결합되고 상기 제어 유닛에 응답하는 신호 발생기로서, 상기 신호 발생기 및 상기 제어 유닛은 전력 공급부에 작동 가능하게 연결되도록 구성되는, 상기 신호 발생기를 포함하되,
   상기 신호 발생기는 동작 모드에서 상기 전극을 통해 전기 임펄스의 시리즈를 상기 신체의 상기 표면에 제공하도록 구성되고,
   상기 시리즈는 각각의 사이클이 양의 전압 펄스 및 음의 전압 펄스를 가지는, 복수의 사이클을 포함하며,
   상기 복수의 사이클의 주파수는 초당 60 내지 150 사이클의 범위 내에 있고,
   상기 양의 전압 펄스의 시간-평균 전압 진폭(Va_p)은 그 전체 기간(Tp_양)에 걸쳐서 20 내지 90V이며,
   상기 양의 전압 펄스의 램프-업 구획(ramp-up section)에서,
   상기 양의 전압 펄스가 70 내지 150 나노초의 시간(T80) 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달하는, 비침습적 디바이스.
2. 제1항에 있어서, T80는 적어도 80 나노초인, 비침습적 디바이스.
3. 제1항에 있어서, T80는 적어도 110 나노초인, 비침습적 디바이스.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 전압 펄스는 70 나노초 내에서 적어도 20V까지 증가하는, 비침습적 디바이스.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 전압 펄스는 70 나노초 내에서 적어도 50V까지 증가하는, 비침습적 디바이스.
6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 전압 펄스와 상기 음의 전압 펄스 사이의 중간 시간(Ti)은 적어도 0.1 밀리초인, 비침습적 디바이스.
7. 제6항에 있어서, 상기 중간 시간(Ti)은 최대 1 밀리초인, 비침습적 디바이스.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 펄스는 80 내지 120 마이크로초의 범위 내에 있는 펄스 지속 기간 동안 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 80%에 도달하는, 비침습적 디바이스.
9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 펄스는 70 내지 130 마이크로초의 범위 내에 있는 펄스 지속 기간 동안 실질적으로 일정한 전압 진폭을 가지는, 비침습적 디바이스.
10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 복수의 사이클의 상기 주파수는 초당 70 내지 140 사이클의 범위 내에 있는, 비침습적 디바이스.
11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음의 전압 펄스는 10 면적% 내에서 상기 양의 전압 펄스에 대해 면적-대칭인, 비침습적 디바이스.
12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양의 전압 펄스는 70 내지 150 나노초 내에서 상기 시간-평균 전압 진폭의 적어도 90%에 도달하는, 비침습적 디바이스.
13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 디바이스는 상기 동작 모드에 있는 동안 휴대 가능한, 비침습적 디바이스.
14. 삭제
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 삭제
21. 삭제
22. 삭제
23. 삭제
24. 삭제
25. 삭제
26. 삭제
27. 삭제
28. 삭제
29. 삭제
30. 삭제
31. 삭제
32. 삭제
33. 삭제
34. 삭제
35. 삭제
36. 삭제
37. 삭제
38. 삭제
39. 삭제
40. 삭제
41. 삭제
42. 삭제
43. 삭제
44. 삭제
45. 삭제
46. 삭제
47. 삭제
48. 삭제

Images