KR20070038038A - 전자기 치료 유도 장치 및 방법 - Google Patents

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KR20070038038A
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아더 에이. 필라
안드레＇ 디미노
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아이비비 테크놀로지스, 아이엔씨.
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Abstract

가벼운 유도 장치는 치료를 위해 사용될 적어도 하나의 치료 장치와 통합되지만, 적어도 하나의 치료 장치에 또한 부착될 수 있다(101 단계). 적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 수학적 모델에 대한 로직을 갖는 소형화된 회로는 적어도 하나의 와이어에 의해 코일에 부착되는데, 상기 파라미터는 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 연결되어 적어도 하나의 파형을 구성하는데 이용된다(102 단계). 하지만, 와이어 없이 부착될 수도 있다. 구성된 파형은 SNR 또는 파워 SNR 모델을 만족하며 주어진 알고 있는 목표 경로 구조에 대해 적어도 하나의 파형 파라미터를 선택하는 것이 가능하다. 따라서, 목표 경로 구조에서, 상처에 대해 휴지 상태, 성장 상태, 대체 상태, 반응 상태 중 적어도 하나의 상태인 세포 및 조직 상태에 의존하는 목표 경로 구조의 전압과 전기 임피던스에서의 기준 열변동과 같은 그것의 기조 활동치 이상인 파형이 검출 가능하다(103 단계). 생성된 전자기 신호의 바람직한 실시예는 약 0.01Hz에서 100MHz의 영역에서 복수개의 주파수 요소를 갖는 적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 임의의 파형의 버스트를 포함한다. 여기서, 복수개의 주파수 요소는 파워 SNR 모델을 만족한다. 반복적인 전자기 신호는 예를 들어 상기 구성된 적어도 하나의 파형에서부터 유도에 의해 생성될 수 있다(104 단계). 상기 반복적인 전자기 신호는 전도로 생성될 수도 있다. 전자기 신호는 상기 적어도 하나의 치료 장치에 통합된 유도 장치의 출력에 의해 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 연결된다(105 단계).
유도 장치, 파형 파라미터, 목표 경로 구조, 전자기 신호, 버스트

Description

전자기 치료 유도 장치 및 방법{Electromagnetic treatment induction apparatus and method}
본 발명은 전자기적 정보를 암호화하여 세포와 조직의 성장, 치료, 유지, 및 일반적인 활동을 변경하기 위한 전자기 치료 유도 장치 및 전자기 치료 유도 장치를 이용한 방법에 관한 것이다. 나아가, 본 발명은 특정한 전자기적 신호 패턴을 많은 신체 부위들에 외과 상 비침습적으로 연결하는 것에 관한 것이다. 특히, 본 발명의 일 실시예는 부목, 싸개, 침대, 및 휠체어와 같은 장치와 병행하고 초음파 치료, 음압 치료, 양압 치료, 온열 치료, 한냉 치료, 마사지와 같은 다른 치료 물리 요법 및 건강 물리 요법과 병행하여 살아 있는 조직의 성장 및 치료를 증진시키는 PEMF(펄스전자기장)을 전달하는 코일과 같은 유도수단을 이용하는 것에 관한 것이다.
약한 비열성 EMF(전자기장)이 생리학적으로 생체 내에서(in vivo)와 생체 밖에서(in vitro) 생물학적 효과가 크다는 것은 잘 알려져 있다.
EMF는 뼈 치료에 사용되는데, 저주파 요소를 포함하는 파형과 저전력이 정형외과적인 치료에 사용되고 있다. EMF 신호에 뼈가 반응할 수 있게끔 하는 수단을 전기적 경로로 구성할 수 있다는 생각이 뼈 치료 신호를 사용하게 된 시작이었다. 세포막의 전기화학적 모델을 도입한 선형 물리화학적 접근으로 생물학적 효과가 기대되는 EMF 파형 패턴의 영역을 예상할 수 있게 되었다. 세포막은 EMF 대상으로 적당하기 때문에, 전압의존성 동역학에서처럼 세포막에 전기화학적으로 유도 전기장이 연결될 수 있는 파형 파라미터의 영역을 찾을 필요가 있다. 이러한 선형 모델을 확장하게 되면 로렌츠 힘을 분석하는 것도 필요하게 된다.
깊은 조직 치료에 사용되는 27.12 MHz의 연속사인파에서 나온 PRF(펄스 무선 주파수) 신호는 종래 기술인 투열 요법에서 알려져 있다. 투열 요법 신호를 맥동하는 것은 전염병 치료에 있어서 비열성 생물학적 효과를 끌어낼 수 있는 전자기장으로 원래 알려져있다. PRF를 이용한 치료는 외상이나 수술 후의 고통과 연한 조직의 부종을 감소하고, 상처 치료, 화상 치료,및 신경 재생에 이용되는 것으로 알려져 있다. 최근에는 외상 부종의 소산에 EMF를 점점 많이 적용한다. 부종이 이러한 전자기적 자극으로 측정 가능한 정도로 감소할 수 있다는 것이 현재까지 동물을 대상으로 한 PRF 사용 결과와 임상 연구에서 나타났다.
종래의 EMF 측정은 조직구성의 절연적 특성이 분리된 세포 특성과 반대인 것을 고려하지 않는다.
최근에 27.12 MHz의 사인파 펄스 버스트(burst)를 이용한 무선 주파수로 비침습성 PRF를 임상적으로 이용하고 있다. 여기서 각 펄스 버스트는 65 마이크로초의 폭과 버스트 당 대략 1700 사인 주기와 다양한 버스트 반복율을 가지고 있다. 이로 인해 세포와 조직의 적절한 절연적 경로에 연결될 수 있는 주파수 요소를 제한했다.
펄스 전자기장과 같은 직사각형의 파형과 수 Hz에서 15나 40 MHz 영역에 걸친 펄스 무선 주파수장과 같은 사인 파형을 가진 시간에 따라 변하는 전자기장은 다양한 근골격 손상이나 상태의 부가적인 치료에 유익하게 사용된다.
1960년대를 시작으로 불유합 및 지연유합 골절과 관계되는 임상 문제점들을 계기로 현대적 치료와 예방 장치들이 개발되었다. 초기 연구는 전기적 경로가 기계적 신호에 뼈가 반응할 수 있게끔 하는 수단이 될 수 있음을 보여주었다. 초기 치료 장치는 골절 부위에 직류를 공급하는 신체 이식 및 반침습성 전극을 사용했다. 그 후에 전기장 및 전자기장을 이용한 비침습성 기술이 개발되었다. 이러한 물리 요법 기구가 개발되어 세포/조직 수준에서 전기/기계적 파형을 유도하는 비침습성 비접촉 수단을 제공하게 되었다. 정형외과에서 이러한 기술의 임상적 적용은 척추 유합술 뿐만 아니라 불유합 및 골절과 같은 골절 치료에 대해 범세계적 규제단체에 의해 승인되었다. 현재, 몇몇 EMF 장치는 어려운 골절 치료를 위한 정형외과 임상 실습의 표준 의료 시설을 구성한다. 이러한 장치의 성공률은 매우 높다. 이러한 성공률에 대한 데이터베이스에 근거하여 상기 장치들은 초기 골이식에 대한 안전하고 비수술적이며 비침습적인 대안으로 매우 크게 추천되고 있다. 이러한 기술들에 대한 별도의 임상적 지표가 다른 근골격 손상뿐만 아니라 무혈성 괴사, 건염, 골관절염, 상처 회복, 혈액 순환, 및 관절염 통증의 치료에 대한 이중 맹검법에서 보고 되었다.
신호 변환 경로와 성장 인자 합성에 대한 약한 저주파 전자기장의 효과에 대한 세포 연구가 착수되었다. EMF는 단기간 후 성장 인자의 분비를 촉진하는 것으로 보여질 수 있다. 일반적으로, 세포막에서 이온/배위자 결합 과정은 초기 EMF의 목표 경로 구조로 고려된다. 예를 들어 뼈회복 치료는 뼈회복의 일반 분자적 조절의 일부로써 성장 인자 생성의 조절과 같은 상향 조절과 임상적 관련성이 있다. 세포 수준의 연구에서 조골 세포에서의 칼슘 이송, 세포 증식, IGF-Ⅱ(인슐린 성장 인자)방출, 및 IGF-Ⅱ 수용기 발현에 효과가 나타난다. 또한 IGF-Ⅰ(인슐린 성장 인자-Ⅰ)과 IGF-Ⅱ에 대한 효과가 쥐의 골절 후 가골 표본에서 나타난다. 쥐의 골 유도 모델에서 PEMF에 의한 TGF-β전환 성장 인자 베타) mRNA(메신저 RNA)의 자극이 보여진다. 여러 연구들을 통해 MG-63으로 명명된 인체의 조골 세포와 같은 세포계에서 PEMF에 의한 TGF-βmRNA의 상향 조절이 나타난다. 상기 MG-63에서는 TGF-β1, 콜라겐, 및 오스테오칼신(osteocalsin) 합성이 증가한다. PEMF로 인해 인체 불유합 조직으로부터 나온 비대 세포와 위축 세포 둘 다에 있는 TGF-β1이 증가한다. 다른 연구들에서 칼슘/칼모듈린 의존성 경로 상의 EMF의 직접적인 영향으로 인한 조골 세포 배양에서 TGF-β1 mRNA와 단백질의 증가가 나타난다. 연골 세포 연구에서 EMF로부터 TGF-β1 mRNA과 단백질 합성이 유사하게 증가하여 관절 회복을 위한 치료에 적용할 수 있음을 알 수 있다. 다양한 연구에서 성장 인자 생성의 상향 조절은 전자기적 자극을 기저로 한 조직 수준 메커니즘의 공통분모로 결론 내리고 있다. 특정한 억제제를 이용할 때, EMF는 칼모듈린 의존성 경로를 통해서 작용할 수 있다. 약한 정자기장뿐만 아니라 특정한 PEMF와 PRF 신호들은 무세포 효소 조제에서 CaM에 Ca2+ 결합을 조절하는 것으로 앞서 보고되었다. 더불어, 조골 세포 배양에서 PEMF로 BMP2 와 BMP4에 대한 mRNA의 상향 조절과 PEMF에 의한 뼈와 연골에서의 TGF-β1의 상향 조절이 보여진다.
그러나, 이 분야에서의 종래기술은 가볍고, 휴대하기 편하며, 사용 후 버릴 수 있고, 이식할 수 있고, 의류, 패션 악세사리, 신발류, 양말류, 붕대, 의료용 부목, 의료용 싸개, 쿠션류, 매트리스, 패드, 휠체어, 치료용 침대, 치료용 의자, 진공 상처 폐쇄 장치, 물리적 전기 자극 장치, 기능적 전기 자극 장치, 및 운동 장치와 같은 치료 및 건강 유지 장치, 초음파 치료, 온열 치료, 한냉 치료, 마사지, 및 운동 중 적어도 하나와 병행하거나 통합되거나 부착되는 유도 장치를 이용하지 않는다.
따라서, 가볍고, 휴대하기 편하며, 사용 후 버릴 수 있고, 이식할 수 있는 전자기 치료 유도 장치 및 전자기 치료 유도 장치를 이용한 방법이 필요하다. 나아가, 소형화된 회로로 보다 효과적으로 이용될 수 있는 전자기 치료 유도 장치 및 방법이 필요하다. 상기 소형화된 회로는 치료를 위해 식물, 동물, 및 인간 조직, 기관, 세포 및 분자와 유도에 의해 연결되는 전자기 파형을 최적으로 구성한다.
[기술적 해결방법]
살아있는 조직과 세포가 그것들의 전자기적 환경과 상호작용을 변경하도록 구성된 파형을 유도에 의해 최적으로 연결함으로써 살아있는 조직과 세포를 치료하는 전자기 치료 유도 장치 및 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 버스트 당 약 1 에서 100000 펄스를 가지는 펄스 버스트 포락에서 적어도 약 0.01 μsec의 최소폭 특성을 가지는 연속된 EMF 펄스를 포함하는 흐름 경로를 이용해 선택 가능한 신체 부위를 치료하는데, 상기 펄스 버스트의 전압 진폭 포락은 무작위로 변화하는 파라미터로 정의되며 상기 펄스 버스트의 순간 최소 진폭은 그것의 최대 진폭의 1/100000 보다 작지 않다. 상기 펄스 버스트의 반복율은 약 0.01 에서 10000 Hz까지 다양할 수 있다. 수학적으로 정의 가능한 파라미터가 또한 적용되어 상기 펄스 버스트의 진폭 포락을 정의하게 된다.
적절한 세포 경로에 전달되는 주파수 요소의 범위를 증가시킴으로써, 향상된 효소 활동과 성장 인자 및 시토킨 분비를 포함한 알려진 치료 메카니즘에 적용 가능한 생물 물리학 현상의 넓은 범위의 접근이 가능한 장점이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 10-6에서 10 V/cm 사이의 최대 전기장을 유도하는 단극, 양극 사각 또는 사인 펄스의 펄스 버스트 포락에 무작위 또는 다른 고 스펙트럼 밀도 포락을 적용함으로써, 인체, 동물, 및 식물의 연한 조직 및 경한 조직에 보다 효율적이고 큰 효과를 볼 수 있는 생물학적 치료 과정을 적용할 수 있다. 더 높은 스펙트럼 밀도를 가진 펄스 버스트 포락은 세포막 수용기, 세포 효소에 결합된 이온, 및 일반적인 막전위 변화와 같은 생리학적으로 적절한 절연 경로에 유리하고 효과적으로 연결될 수 있고, 그것으로 맥관 형성 및 신생 혈관 형성을 조절할 수 있다.
고 스펙트럼 밀도 전압 포락을 변조 파라미터 또는 펄스-버스트 정의 파라미터로 적절히 적용함으로써, 이러한 변조된 펄스 버스트에 대한 요구 전력이 변조되지 않은 펄스의 요구 전력보다 현저하게 낮아질 수 있다. 이것은 적절한 세포/분자 과정에 대한 보다 효과적인 주파수 요소의 결합에 기인한다. 따라서, 적절한 절연 경로에 대한 증진된 전달 측정과 요구 전력을 감소하는 두 가지 장점이 있다.
본 발명에 따른 바람직한 실시예는 파워 SNR(신호 대 잡음비)접근을 이용하여 생물학적으로 효과 있는 파형을 구성하고 소형화된 회로와 경량화된 유연성 있는 코일을 일체로 만들어낸다. 이로 인해 파워 SNR 접근, 소형화된 회로, 및 경량화된 유연성 있는 코일을 이용하는 장치는 휴대용이 가능하고, 필요하다면 사용 후 버릴 수 있는 구조, 및 더 필요하다면 신체에 이식할 수 있는 구조로 될 수 있는 장점이 있다.
특히, 전자기 파형의 넓은 스펙트럼 밀도 버스트는 생물학적 목표의 대역 통과 사이에 최대 신호 전력을 이루도록 구성되어 살아있는 기관, 조직, 세포, 및 분자와 같은 목표 경로 구조에 선택적으로 적용된다. 특유의 진폭/전력을 목표 경로 구조하의 열잡음 진폭/전력과 비교하여 파형들을 선택한다. 신호들은 사인파형, 사각파형, 혼돈 파형, 및 무작위 파형 중 적어도 하나의 버스트들을 포함하고, 초 당 약 1에서 100000 버스트의 약 0.01Hz 에서 100MHz의 영역 주파수 내용을 포함하며, 초 당 약 0.01에서 1000 버스트의 버스트 반복율을 가진다. 조직과 같은 목표 경로 구조에서 최대 신호 진폭은 약 1 μV/cm에서 100 mV/cm 영역에 놓인다. 각 신호 버스트 포락은 치료 조직의 다른 전자기적 특성을 수용하는 수단을 제공하는 랜덤 함수일 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 버스트 간 약 0.1에서 100kHz로 반복되는 약 1에서 200μs의 대칭 또는 비대칭적인 펄스를 포함하는 약 0.1에서 100 ms 펄스 버스트를 포함한다. 상기 버스트 포락은 수정된 l/f 함수이고 약 0.1Hz에서 1000Hz 사이의 무작위 반복율에 적용된다. 고정된 반복율은 또한 약 0.1Hz에서 1000Hz 사이에서 이용될 수 있다. 약 0.001mV/cm에서 100mV/cm사이에 유도된 전기장이 생성된다. 본 발명에 따른 다른 실시예는 초 당 약 1에서 100버스트로 반복되는 27.12MHz와 같은 약 0.01ms에서 10ms 버스트의 고주파 사인파를 포함한다. 약 0.001mV/cm에서 100mV/cm사이에서 유도된 전기장이 생성되고, 결과 파형은 유도성 결합이나 용량성 결합을 통해 전달될 수 있다.
본 발명의 다른 목적은 광대역, 고 스펙트럼 밀도 전자기장을 포함하는 살아있는 세포와 조직의 전자기적 치료 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 세포와 조직에서 적절한 EMF 반응 경로를 최대로 연결하도록 유도하는 전자기적 신호의 펄스 버스트 포락 진폭 조정을 포함하는 살아 있는 세포와 조직의 전자기적인 치료 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 SNR(신호 대 잡음비) 분석을 이용해 수학적 시뮬레이션에 의한 파형의 파워 스펙트럼을 구성하여 최적화된 파형을 구성함으로써 맥관 형성 및 신생 혈관 형성을 조정하고 소형화된 전기 회로와 같은 파형 구성 장치에 의해 동력을 공급받는 초경량 와이어 코일과 같은 생성 장치를 이용해 상기 구성된 파형을 연결하는 것이다.
본 발명의 목적은 동물, 인간 및 식물의 살아있는 조직의 회복 및 치료를 증진하기 위해 의류, 패션 악세사리, 신발류, 양말류, 붕대, 의료용 부목, 의료용 싸개, 쿠션류, 매트리스, 패드, 휠체어, 치료용 침대, 치료용 의자, 진공 상처 폐쇄 장치, 물리적 전기 자극 장치, 기능적 전기 자극 장치, 및 운동 장치와 같은 치료 및 건강 유지 장치, 및 상기 설명한 바와 같이 구성된 비침습성 펄스 전자기 치료를 최적의 양으로 제공하는 상처 처치 용품 중 적어도 하나에 놓일 수 있는 가볍고 유연한 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 치료 범위를 넓히기 위해, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 병렬 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 동시에 구동되거나, 상기 설명한 바와 같이 최적으로 구성된 같거나 다른 복합적 파형과 같이 연속적으로 구동되는 병렬 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 인간 공학적인 부목 의류에 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 일체로 결함으로써, 문제가 되는 조직에 EMF 신호의 초점을 맞추는 유연하고, 가벼운 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 해부학적인 목표에 근접한 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는, 통합 코일을 가지는 일상복 및 운동복을 제작하는 전도성 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 압박붕대, 탄성, 냉습포 및 온습포와 같은 다양한 형태의 붕대의 부분으로써 코일 또는 전도성 섬유를 일체형으로 결합하고 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달함으로써, EMF 신호를 문제가 되는 조직에 전달하는 가볍고 유연한 코일 또는 전도성 섬유를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 치료 범위를 넓히기 위해, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 몇몇 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전도성 섬유를 이용해서 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 구성하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미세하고 유연한 전도성 와이어를 이용해서 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 구성하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 같거나 다른 파형을 단독 또는 병렬 코일에 동시 또는 연속적으로 공급하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 증진된 EMF 신호를 비침습적, 비외과수술적으로 공급하는 외과 상처 처치 용품에 적어도 하나의 코일을 일체형으로 결합하는 것이며, 상기 외과 상처 처치 용품은 표준 상처 치료와 병행하여 이용된다.
본 발명의 다른 목적은 찍찍이, 접착제 및 다른 임시 부착 수단과 같은 부착 수단을 이용함으로써 상처 처치 용품, 의류, 및 부목에 착탈이 용이한, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 구성하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 치료용 침대, 치료용 의자, 휠체어와 통합된, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 압력을 완화하고, 부풀릴 수 있으며, 유동성이고, 점탄성이며 공기 유동성인 침대 및 다른 보조 기구와 같은 다양한 치료용 깔개와 통합되는, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 부풀릴 수 있고, 유동성이 있으며, 발포형인 쿠션과 같은 치료용 의자 쿠션과 통합되는, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 공기층 속옷과 같은 지속적이거나 간헐적인 압력을 공급하는 치료용 매트리스 씌우개, 시트, 담요, 베개, 베갯잇, 및 치료 장치 중 적어도 하나와 통합되는, 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 어떤 치료용 깔개, 구성물, 또는 장치로의 흐름 경로를 포함할 준비를 하여 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달함으로써 상기 치료용 깔개, 구성물, 또는 장치의 효과를 증진하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 코일을 구두와 같은 신발류와 일체형으로 결합하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 목표 경로의 SNR/파워 분석으로 구성된 파형을 전달하는 적어도 하나의 코일을 치료용 깔개, 구성물, 또는 장치와 통합하여 상기 치료용 깔개, 구성물, 또는 장치의 효과를 증진하는 것이다.
하기의 도면의 간단한 설명, 상세 설명, 및 첨부한 청구항을 통해 본 발명의 상기 목적들과 다른 목적들 및 장점들이 명백해질 것이다.
본 발명의 다른 목적과 특징은 후술하는 상세한 설명을 참조하여 명확하게 이해된다. 첨부한 도면에서:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전자기 치료 유도 장치를 이용한 방법을 보여주는 흐름도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제어 회로를 보여주는 도면.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형화된 회로를 보여주는 블록도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 엉덩이, 허벅지, 및 등 아랫쪽 부목 의류에 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 머리 및 얼굴 부목 의류에 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 사람의 팔뚝에 있는 외과 상처 처치 용품과 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 매트리스 패드와 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 8A는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 양말과 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 8B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 구두와 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 치료용 침대와 통합하는 것을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 가슴 씌우개와 통합하는 것을 나타내는 도면.
분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에는 PEMF나 PRF 장치로부터 유도된 시간에 따라 변하는 전류가 흐르고, 바로 이 전류가 세포와 조직을 생리학적으로 의미 있는 형태로 반응할 수 있게 자극한다. 목표 경로 구조의 전기적 특성은 유도 전류의 수준과 분포에 영향을 미친다. 분자, 세포, 조직, 및 기관은 모두 간극 연접 접촉과 같은 유도 전류 경로 안에 있다. 막표면 상에 존재할 수 있는 거대 분자상의 결합 부위에서 이온 또는 배위자 상호작용은 전기 화학적이고 유도 전자기장("E")에 반응할 수 있는 전압 의존성 과정이다. 유도 전류는 주위의 이온 매개체를 통해 이 부위에 도달한다. 현 경로에서 세포의 존재로 말미암아 유도 전류("J")는 시간("J(t)")에 대해 더 빨리 감소한다. 이것은 막 용량과 결합 시간 상수로부터의 세포의 추가적인 전기 임피던스와 막수송과 같은 다른 전압에 반응하는 막 과정에 기인한다.
다양한 막과 대전된 접촉 배열을 나타내는 등가 전기 회로 모델이 구해진다. 예를 들어, 칼슘("Ca2+")결합에서 유도된 E에 의한 결합 부위에서 결합된 Ca2+의 농도 변화는 임피던스에 의한 주파수 영역의 다음과 같은 식으로 설명될 수 있다.
Figure 112006086944988-PCT00001
이 식은 직렬 저항-용량 전기 등가 회로 형식을 갖는다. 여기서 ω는 2πf로 정의되는 각 주파수이고 f는 주파수이며, i=-11/2, Zb(ω)는 결합 임피던스이며 Rion과 Cion은 이온 결합 경로의 등가 결합 저항과 용량이다. 등가 시간 상수의 값 τion=RionCion은 τion=RionCion=l/κb를 통해 이온 결합률 상수 κb와 관계한다. 따라서, 이 경로의 특성 시간 상수는 이온 결합 동역학에 의해 결정된다.
PEMF 또는 PRF 신호로부터 유도된 E로 인해 전류는 이온 결합 경로로 흘러들어가고, 단위 시간 당 결합된 Ca2+이온의 수가 영향을 받는다. 이 전기 등가는 등가 결합 용량 Cion에 걸친 전압의 변화이다. 이것으로 Cion 에 의해 저장된 전하의 변화를 바로 측정할 수 있다. 전기 대전은 결합 부위에서 Ca2+이온의 표면 농도에 직접적으로 비례한다. 즉, 전하의 축전은 세포 표면과 연접 상에 있는 이온 또는 다른 대전된 종류의 축전과 등가이다. 결합률 상수의 직접적 동역학 분석뿐만 아니라 전기적 임피던스 측정은 PMF 파형 구성에 필요한 시간 상수에 대한 값을 제공하여 목표 경로 구조의 대역 통과를 맞추게 된다. 이것은 대역 통과와 같은 목표 임피던스에 최적으로 결합하기 위한 주어진 유도 E 파형에 대한 요구 주파수 영역을 고려한다.
조절 분자와 결합하는 이온, 예를 들어, CaM(칼모듈린)과의 Ca2+결합은 빈번한 EMF 대상이다. 다양한 회복 단계에서 분비되는 성장 인자의 조정과 관련 있는 이러한 경로의 사용은 상처 회복, 예를 들어 뼈의 회복의 촉진에 기초한다. PDGF(혈소판성 성장 인자), FGF(섬유아세포 성장 인자), 및 EGF(상피 성장 인자)와 같은 성장 인자는 적절한 치료 단계에서 모두 관계한다. 맥관 형성 및 신생 혈관 형성 또한 상처 회복에 필수적이고 PMF에 의해 조절될 수 있다. 이런 모든 인자들은 Ca/CaM에 의존적이다.
Ca/CaM 경로를 이용함으로써, 유도 전력이 배경 열잡음 전력보다 훨씬 높도록 파형은 구성될 수 있다. 올바른 생리학적 조건하에서, 이런 파형은 생리학적으로 중요한 생물효과를 가질 수 있다.
Ca/CaM에 파워 SNR 모델을 적용하기 위해서는 CaM에서 Ca2+결합 동역학의 전기적 등가에 대한 지식이 필요하다. 시간에 대한 CaM 결합 부위에서 결합 Ca2+의 농도 변화는 주파수 영역에서 등가 결합 시간 상수 τion=RionCion에 의해 특징지을 수 있다. 여기서, Rion과 Cion은 이온 결합 경로의 등가 결합 저항과 용량이다. τion은 τion=RionCion=l/κb를 통해 이온 결합률 상수 κb와 관련이 있다. κb에 대한 발표값을 세포 배열 모델에 이용하여 PRF 신호에 의해 유도된 전압을 CaM 결합 부위에서의 전압 열변동과 비교함으로써 SNR을 측정한다. Vmax=6.5x10-7sec-1, [Ca2+]=2.5μm, KD=30μM,[Ca2+CaM]=KD([Ca2+]+[CaM])와 같은 PMF 반응에 대한 수치값을 이용함으로써, κb=665 sec-1(τion=1.5 msec)를 얻는다. τion에 대한 이러한 값은 어떤 파형 구 조에 대해서 파워 SNR 분석을 할 수 있는 동안 이온 결합에 대한 전기적 등가 회로에 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 수학적 모델은 모든 전압 의존성 과정에서 열잡음이 존재한다는 것을 받아들여서 구성될 수 있고 적당한 SNR을 수립하기 위한 최소 허용 한계 요구값을 나타낸다. 열잡음의 파워 스펙트럼 밀도 Sn(ω)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Sn(ω)=4kTRe[ZM(x,ω)]
여기서, ZM(x,ω)는 목표 경로 구조의 전기적 임피던스이고, x는 목표 경로 구조의 단위이며 Re는 목표 경로 구조의 임피던스의 실재 부분을 나타낸다.
ZM(x,ω)는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112006086944988-PCT00002
이 식은 목표 경로 구조의 전기적 임피던스와 목표 경로 구조에 전기적으로 연결되는 세포 밖의 저항(Re),세포 속의 흐름 저항(Ri), 및 막간 저항(Rg) 모두가 잡음 여과에 기여한다는 것을 분명히 보여준다.
RMS(평균제곱근) 잡음 전압값을 이용하는 것은 SNR 측정을 위한 전형적인 방법이다. 이것은 완전한 막반응 또는 목표 경로 구조의 대역폭과 관련된 모든 주파수에 걸쳐 Sn(ω)=4kTRe[ZM(x,ω)]의 적분에 대한 제곱근을 이용해서 계산할 수 있 다. SNR은 비로서 나타낼 수 있다.
Figure 112006086944988-PCT00003
여기서, ｜VM(ω)｜는 선택한 파형에 의해 목표 경로 구조로 전달되는 각 주파수에서 전압의 최대 진폭이다.
본 발명에 따른 일 실시예는 고 스펙트럼 밀도를 가지는 펄스 버스트 포락을 포함함으로써 세포막 수용기, 세포 효소 결합 이온, 및 일반적인 막전위 변화와 같은 적절한 절연 경로에 대한 치료 효과가 증진된다. 따라서, 적절한 세포 경로로 전달된 많은 주파수 요소들을 증가시킴으로써, 알려진 치료 메카니즘에 적용 가능한 성장 인자의 조절, 시토킨 분비, 및 조절 분자에서의 이온 결합과 같은 생물물리학 현상의 넓은 영역에 접근할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 무작위 또는 다른 고 스펙트럼 밀도 포락을 10-6에서 100 V/cm 사이의 최대 전기장을 유도하는 단극 또는 양극 사각 또는 사인 펄스의 펄스 버스트 포락에 적용함으로써 연한 조직 및 경한 조직에 적용 가능한 생물학적 치료 과정에서 큰 효과를 나타낸다.
또 다른 본 발명의 실시예에 따라서, 고 스펙트럼 밀도 전압 포락을 변조 또는 펄스-버스트 정의 파라미터로써 적용함으로써, 이러한 진폭 변조 펄스 버스트에 대한 전력 요구는 유사한 주파수 영역 사이에 있는 펄스들을 포함하는 변조되지 않은 펄스 버스트의 전력 요구보다 현저히 낮을 수 있다. 이것은 원래는 충분히 균등한 펄스 버스트 포락에 불규칙하고, 되도록 무작위적인 진폭의 부과에 의해 초래된 반복적인 버스트 열 사이에 있는 듀티 사이클(duty cycle)에서 현저한 감소때문이다. 따라서, 적절한 절연 경로에 증진된 전달 측정과 감소된 전력 요구의 두 가지 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따라 치료 및 예방의 목적으로 식물, 동물, 및 인간의 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 전자기 신호를 전달하는 유도 장치를 이용하는 방법을 보여주는 흐름도이다. 가벼운 유도 장치는 치료를 위해 사용될 적어도 하나의 치료 장치와 통합되지만, 적어도 하나의 치료 장치에 또한 부착될 수 있다(101 단계). 적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 수학적 모델에 대한 로직(logic)을 갖는 소형화된 회로는 적어도 하나의 와이어에 의해 코일에 부착되는데, 상기 파라미터는 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 연결되어 적어도 하나의 파형을 구성하는데 이용된다(102 단계). 하지만, 와이어없이 부착될 수도 있다. 구성된 파형은 SNR 또는 파워 SNR 모델을 만족하며 주어진 알고 있는 목표 경로 구조에 대해 적어도 하나의 파형 파라미터를 선택하는 것이 가능하다. 따라서, 목표 경로 구조에서, 상처에 대해 휴지 상태, 성장 상태, 대체 상태, 반응 상태 중 적어도 하나의 상태인 세포 및 조직 상태에 의존하는 목표 경로 구조의 전압과 전기 임피던스에서의 기준 열변동과 같은 그것의 기조 활동치 이상인 파형이 검출 가능하다(103 단계). 생성된 전자기 신호의 바람직한 실시예는 약 0.01Hz에서 100MHz의 영역에서 복수개의 주파수 요소를 갖는 적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 임의의 파형의 버스트를 포함한다. 여기서, 복수개의 주파수 요소는 파워 SNR 모델을 만족한다. 반복적인 전자기 신호는 예를 들어 상기 구성된 적어도 하나의 파형에서부터 유도에 의해 생성될 수 있다(104 단계). 상기 반복적인 전자기 신호는 전도로 생성될 수도 있다. 전자기 신호는 부목에 통합된 유도 장치의 출력에 의해 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 연결된다(105 단계).
도 2는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 실시예를 보여준다. 소형 제어 회로(201)가 전선과 같은 적어도 하나의 커넥터(202)의 끝에 연결되어 있다. 적어도 하나의 커넥터(202)의 반대편 끝은 한 쌍의 전기 코일(203)과 같은 생성 장치에 연결된다. 상기 생성 장치는 파형 구성을 위해 사용되는 SNR 모델, 파워SNR 모델, 및 다른 수학적 모델 중 적어도 하나를 만족하도록 구성된 파형으로부터 전자기 신호의 생성을 최적화하는 전기적 특성을 가지도록 구성된다. 소형 제어 회로(201)는 파형을 구성하는 수학적 모델을 적용하는 식으로 구성된다. 구성된 파형은 SNR또는 파워 SNR 모델을 만족해야만 한다. 주어진 알고 있는 목표 경로 구조에 대해 SNR 또는 파워 SNR 모델을 만족하는 파형 파라미터를 선택하여 목표 경로 구조의 기조 활동치 이상인 파형을 상기 목표 경로 구조에서 검출하는 것이 가능하다. 본 발명의 바람직한 실시예는 초 당 약 0.1에서 10펄스 반복하는 약 1에서 100 μsec 사각 펄스의 약 10에서 100 msec 버스트를 포함하는 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에서 시간에 따라 변하는 자기장과 시간에 따라 변하는 전기장을 유도한다. 유도된 전기장의 최대 진폭은 수정된 l/f 함수에 따라 약 1 uV/cm에서 100 mV/cm 사이에 존재한다. 여기서 f는 주파수를 의미한다. 본 발명의 바람직한 실시예를 이용해서 구성된 파형은 하루 1 분에서 240 분의 바람직한 총 노출 시간 동안 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 적용될 수 있다. 하지만, 다른 노출 시간도 사용할 수 있다. 소형 제어 회로(201)에 의해 구성된 파형은 커넥터(202)를 통해 전기 코일과 같은 생성 장치(203)로 보내진다. 가슴(204)속 심장과 같은 목표 경로 구조를 치료하는데 이용될 수 있는 생성 장치(203)는 수학적 모델에 의해 구성된 펄스 자기장을 전달한다. 소형 제어 회로(201)는 소정의 시간 동안 펄스 자기장을 공급하고 주어진 시간 주기에서, 예를 들어, 하루에 10번, 필요한 만큼 펄스 자기장을 자동적으로 반복해서 공급할 수도 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 가슴(204)속 심장을 치료하도록 위치 잡기 장치에 의해 위치를 잡을 수 있다. 펄스 자기장을 이온 및 배위자와 같은 맥관 형성 및 신생 혈관 형성 목표 경로 구조에 연결함으로써 치료적으로 그리고 예방적으로 염증이 감소되고, 그렇게 함으로써 통증을 줄이고 치료를 촉진한다. 전기 코일이 생성 장치(203)로 이용될 때, 상기 전기 코일은 패러데이 법칙에 따라 목표 경로 구조에서 시간에 따라 변하는 전기장을 유도하는 시간에 따라 변하는 자기장을 공급받을 수 있다. 생성 장치(203)에 의해 생성되는 전자기적 신호는 전자기적 연결을 이용해서 또한 적용될 수 있다. 여기서, 전극들은 피부나 목표 경로 구조의 다른 전기 전도적 경계와 직접 접촉한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 생성 장치(203)에 의해 생성되는 전자기적 신호는 정전기 연결을 이용해서 또한 적용될 수 있다. 여기서, 공기층은 전극과 같은 생성 장치(203)와 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조 사이에 존재한다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 장점으로 그것의 초경량 코일과 소형 회로는 공통 물리 치료 요법을 이용하고 통증 해소 및 치료가 요구되는 어떤 신체 부위에 이용할 수 있다는 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예의 적용결과로 살아있는 유기체의 맥관 형성 및 신생 혈관 형성이 유지되고 증진될 수 있는 장점이 있다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 제어 회로(300)를 보여주는 블록도이다. 소형 제어 회로(300)는 상기 도 2에서 설명된 와이어 코일과 같은 생성 장치를 구동하는 파형을 만들어 낸다. 소형 제어 회로(300)는 온/오프(on/off) 스위치와 같은 작동 수단에 의해 작동될 수 있다. 소형 제어 회로(300)는 리튬배터리(301)와 같은 전원을 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예는 3.3 V의 출력 전압을 가지지만 다른 전압도 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 전원은 AC/DC 콘센트와 같은 전류 콘센트로, 본 발명에 예를 들어 플러그나 전선으로 연결되는 외부 전원일 수 있다. 스위치 전원 공급기(302)는 마이크로 컨트롤러(303)를 전압으로 제어한다. 마이크로 컨트롤러(303)의 바람직한 실시예는 8 비트 4 MHz 마이크로 컨트롤러(303)를 이용하지만 다른 비트, 다른 MHz 조합의 마이크로 컨트롤러도 이용할 수 있다. 스위치 전원 공급기(302)는 또한 전류를 축전기(304)로 보낸다. 본 발명의 바람직한 실시예는 220 uF 출력을 가지는 축전기(304)를 사용하지만 다른 출력도 이용될 수 있다. 축전기(304)는 고주파 펄스가 인덕터(도시되지 않음)와 같은 연결 장치에 전달되는 것을 허용한다. 마이크로 컨트롤러(303)는 또한 펄스 성형기(305)와 펄스 위상 시간 제어(306)를 제어한다. 펄스 성형기(305)와 펄스 위상 시간 제어(306)는 펄스 모양과 버스트 폭, 버스트 포락 모양, 및 버스트 반복율을 결정한다. 사인파 또는 임의의 수 생성기와 같은 적분 파형 생성기가 결합되 어 특정한 파형을 공급할 수 있다. 전압 수준의 변환 부회로(308)는 목표 경로 구조에 전달된 유도전자기장을 제어한다. 인덕터와 같은 적어도 하나의 연결 장치에 파형을 보내는 스위치 HEXFET(308)은 무작위 진폭 펄스가 출력(309)으로 전달되도록 한다. 마이크로 컨트롤러(303)는 또한 분자, 세포, 조직, 및 기관과 같은 목표 경로 구조의 단독 치료의 총 노출 시간을 제어할 수 있다. 소형 제어 회로(300)는 소정의 시간 동안 펄스 자기장을 공급하고 주어진 시간 주기에서, 예를 들어, 하루에 10번, 필요한 만큼 펄스 자기장을 자동적으로 반복해서 공급할 수도 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예는 약 10분에서 30분의 치료시간을 이용한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 엉덩이, 허벅지, 및 등 아랫쪽 부목 의류(400)와 통합하는 것을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코일(401)을 부목 의류(400)에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(401)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(401)은 적어도 하나의 와이어(402)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(401)은 회로(403)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(403)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(403)가 작동하게 되면 유연한 코일(401)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 머리 및 얼굴 부목 의류(500)에 통합하는 것을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코일(501)을 부목 의류(500)에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(501)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(501)은 적어도 하나의 와이어(502)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(501)은 회로(503)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(503)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(503)가 작동하게 되면 유연한 코일(501)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 사람의 팔뚝에 있는 외과 상처 처치 용품과 통합하는 것(600)을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코일(601)을 상기 상처 처치 용품(600)에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(601)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(601)은 적어도 하나의 와이어(602)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(601)은 회로(603)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(603)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(603)가 작동하게 되면 유연한 코일(601)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 매트리스 패드(700)와 통합하는 것을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코 일(701)을 상기 매트리스 패드(700)에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(701)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(701)은 적어도 하나의 와이어(702)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(701)은 회로(703)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(703)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(703)가 작동하게 되면 유연한 코일(701)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
도 8A 및 도 8B는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 양말(801)과 구두(802)에 통합하는 것을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코일(803)을 상기 상처 처치 용품(801,802)에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(803)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(803)은 적어도 하나의 와이어(804)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(803)은 회로(805)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(805)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(805)가 작동하게 되면 유연한 코일(806)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
도 9는 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 치료용 침대(900)와 통합하는 것을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코일(901) 을 상기 침대(900)에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(901)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(901)은 적어도 하나의 와이어의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(901)은 회로(903)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(903)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(903)가 작동하게 되면 유연한 코일(901)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
도 10은 본 발명의 바람직한 실시예에 따라 전자기 치료 유도 장치를 브라와 같은 가슴 씌우개(1000)와 통합하는 것을 나타내는 도면이다. 몇 개의 가볍고 유연한 코일(1001)을 브라에 통합할 수 있다. 가볍고 유연한 코일(1001)은 미세하고 유연한 와이어, 전도성 섬유, 및 다른 유연한 전도성 물질로 구성될 수 있다. 유연한 코일(1001)은 적어도 하나의 와이어(1002)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연한 코일(1001)은 회로(1003)에 바로 연결되거나 와이어 없이 연결되어 구성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라 파형을 구성하는 가볍고 경량화된 회로(1003)는 상기 적어도 와이어의 적어도 하나의 타단에 부착된다. 가볍고 경량화된 회로(1003)가 작동하게 되면 유연한 코일(1001)로 보내지는 파형을 구성하여 목표 경로 구조에 연결되는 PEMF 신호를 생성한다.
전자기 치료 유도 장치와 전자기 치료 유도 장치를 이용한 방법에 대한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 아래의 특허청구범 위에서 정의된 것처럼 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims (57)

  1. 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법에 있어서,
    적어도 하나의 유도 장치를 치료 장치와 결합하고, 상기 치료 장치는 목표 경로 구조 근처에 위치시키고;
    적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 수학적 모델에 따른 적어도 하나의 파형을 구성하고, 상기 적어도 하나의 파형을 상기 목표 경로 구조에 연결하고;
    상기 적어도 하나의 파형이 상기 목표 경로 구조의 기조 활동치 이상인 파형을 상기 목표 경로 구조에서 검출 가능하도록 상기 적어도 하나의 파형 파라미터의 값을 선택하는 단계;
    상기 구성된 적어도 하나의 파형으로부터 전자기 신호를 생성하는 단계; 및
    상기 전자기 신호를 상기 적어도 하나의 유도 장치를 이용하여 상기 목표 경로 구조에 연결하고, 그럼으로써 치료를 제공하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 파형 파라미터는 약 0.01 Hz 에서 100 MHz 사이에서 반복하는 상기 적어도 하나의 파형을 구성하는 주파수 요소 중 적어도 하나, 수학적으로 정의된 진폭 함수를 따르는 버스트 진폭 포락, 수학적으로 정의되는 폭함수에 따라 각 반복에서 변하는 버스트 폭 파라미터, 수학적으로 정의되는 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 μV/cm 과 100 mV/cm 사이에서 변하는 최대 유도 전기장 파라미터, 및 수학적으로 정의되는 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 μT 과 0.1 T 사이에서 변하는 최대 유도 자기장 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 정의된 진폭 함수는 l/주파수 함수, 로그 함수, 카오스 함수, 및 지수 함수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 파형 파라미터의 값을 선택하는 상기 단계는 신호 대 잡음비 모델을 만족하는 상기 적어도 하나의 파형 파라미터의 값을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    적어도 하나의 파형 파라미터의 값을 선택하는 상기 단계는 파워 신호 대 잡음비 모델을 만족하는 상기 적어도 하나의 파형 파라미터의 값을 선택하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 목표 경로 구조는 분자, 세포, 조직, 및 기관 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 치료용 장치는 의료용 부목, 의료용 싸개, 상처 처치 용품, 의류, 매트리스, 매트리스 패드, 휠체어, 치료용 침대, 치료용 의자, 의자, 침대, 쿠션, 및 스포츠 용품 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 의류는 외피, 패션 악세사리, 구두, 양말, 및 신는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 치료 장치는 휴대 가능한 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 치료 장치는 사용 후 버릴 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유 도 장치를 이용하는 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 치료 장치는 이식할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    복수개의 상기 적어도 하나의 유도 장치로 가는 상기 전자기 신호를 동시에 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 전자기 신호는 동일하게 구성된 상기 적어도 하나의 파형 및 다르게 구성된 적어도 하나의 파형 중 적어도 하나로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    복수개의 상기 적어도 하나의 유도 장치로 가는 전자기 신호를 연속적으로 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전자기 신호는 동일하게 구성된 상기 적어도 하나의 파형 및 다르게 구성된 적어도 하나의 파형 중 적어도 하나로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    전자기 신호를 복수개의 상기 적어도 하나의 유도 장치로 다중 송신하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 전자기 신호는 동일한 적어도 하나의 상기 구성된 파형 및 다른 적어도 하나의 상기 구성된 파형 중 적어도 하나로부터 생성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하여 표준 의학 치료 및 비표준 의학 치료 중 적어도 하나를 부가적으로 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하여 표준 물리 치료 및 비표준 물리 치료 중 적어도 하나를 공동적으로 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 표준 물리 치료는 초음파 치료, 음압 치료, 양압 치료, 온열 치료, 한냉 치료, 마사지, 운동 및 침술 요법 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  21. 제1항에 있어서,
    살아있는 세포에 의한 성장 인자, 시토킨, 및 조절 물질의 생성과 이용을 조절하는 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  22. 제1항에 있어서,
    조직 성장과 회복을 조절하는 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  23. 제1항에 있어서,
    근골격 및 신경으로 인한 만성 및 급성 통증을 줄이는 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  24. 제1항에 있어서,
    부종을 줄이는 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  25. 제1항에 있어서,
    당뇨병 및 만성적 욕창의 치료를 위해 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  26. 제1항에 있어서,
    혈액 흐름 증진과 미세혈관 혈액관류 중 적어도 하나를 위해 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  27. 제1항에 있어서,
    신생 혈관 형성 및 맥관 형성 중 적어도 하나를 위해 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  28. 제1항에 있어서,
    악성 및 양성 상태에 대해 면역성을 증진하는 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  29. 제1항에 있어서,
    삼출을 증진하는 상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치를 이용하는 방법.
  30. 식물, 동물, 및 인간을 위한 전자기 치료 유도 장치는,
    적어도 하나의 구성된 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 전자기 도체;
    상기 적어도 하나의 전자기 도체를 목표 경로 구조 근처에 위치시키는 적어도 하나의 치료 장치; 및
    상기 적어도 하나의 전자기 신호의 생성을 위한 적어도 하나의 구성된 파형을 받는 적어도 하나의 연결 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자기 도체는 신호 대 잡음비 모델을 만족하도록 구성된 적어도 하나의 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자기 도체는 파워 신호 대 잡음비 모델을 만족하도록 구성된 적어도 하나의 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  33. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자기 도체는 적어도 하나의 파형 파라미터를 포함하는 수학적 모델을 이용해서 적어도 하나의 구성된 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 생성하도록 구성되는데, 상기 적어도 하나의 파형 파라미터는 수학적 함수에 따라 약 0.01 Hz 에서 100 MHz 사이에서 반복하는 상기 적어도 하나의 파형을 구성하는 주파수 요소 중 적어도 하나, 수학적으로 정의된 진폭 함수를 따르는 버스트 진폭 포락, 수학적으로 정의되는 폭함수에 따라 각 반복에서 변하는 버스트 폭 파라미터, 수학적으로 정의되는 함수에 따라 목표 경로 구조에서 약 1 μV/cm 과 100 mV/cm 사이에서 변하는 최대 유도 전기장 파라미터, 및 수학적으로 정의되 는 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 μT 과 0.1 T 사이에서 변하는 최대 유도 자기장 파라미터를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  34. 제33항에 있어서,
    상기 정의된 진폭 함수는 l/주파수 함수, 로그 함수, 카오스 함수, 및 지수 함수 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  35. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 전자기 도체는 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  36. 제30항에 있어서,
    적어도 하나의 구성된 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 동시에 생성하도록 구성된 복수개의 전자기 도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구성된 파형은 동일한 적어도 하나의 구성된 파형 및 다른 상기 적어도 하나의 상기 구성된 파형 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  38. 제30항에 있어서,
    적어도 하나의 구성된 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 연속적으로 생성하도록 구성된 복수개의 전자기 도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구성된 파형은 동일한 적어도 하나의 구성된 파형 및 다른 상기 적어도 하나의 상기 구성된 파형 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  40. 제30항에 있어서,
    적어도 하나의 구성된 파형으로부터 적어도 하나의 전자기 신호를 다중 송신하도록 구성된 복수개의 전자기 도체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 구성된 파형은 동일한 적어도 하나의 구성된 파형 및 다른 상기 적어도 하나의 상기 구성된 파형 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  42. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 치료용 장치는 의료용 부목, 의료용 싸개, 상처 처치 용품, 의류, 매트리스, 매트리스 패드, 휠체어, 치료용 침대, 치료용 의자, 및 스포츠 용품 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  43. 제41항에 있어서,
    상기 의류는 외피, 패션 악세사리, 및 신는 것 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  44. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 치료 장치는 휴대 가능한 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  45. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 치료 장치는 사용 후 버릴 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  46. 제30항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 치료 장치는 이식할 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  47. 제30항에 있어서,
    상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하여 표준 의학 치료 및 비표준 의학 치료 중 적어도 하나를 부가적으로 이용하도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  48. 제30항에 있어서,
    상기 전자기 치료 유도 장치를 이용하여 표준 물리 치료 및 비표준 물리 치료 중 적어도 하나를 부가적으로 이용하도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  49. 제30항에 있어서,
    살아있는 세포에 의한 성장 인자, 시토킨, 및 조절 물질의 생성과 이용을 조절하도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  50. 제30항에 있어서,
    조직 성장과 회복을 조절하도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  51. 제30항에 있어서,
    근골격 및 신경으로 인한 만성 및 급성 통증을 줄이도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  52. 제30항에 있어서,
    부종을 줄이도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  53. 제30항에 있어서,
    당뇨병 및 만성적 욕창의 치료를 위해 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  54. 제30항에 있어서,
    혈액 흐름 증진과 미세혈관 혈액관류 중 적어도 하나를 위해 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  55. 제30항에 있어서,
    신생 혈관 형성 및 맥관 형성 중 적어도 하나를 위해 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  56. 제30항에 있어서,
    악성 및 양성 상태에 대해 면역성을 증진하도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
  57. 제30항에 있어서,
    삼출을 증진하도록 적응되어 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 유도 장치.
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