KR20080003799A

KR20080003799A - 약리학적, 화학적 및 국소적 약물 향상 장치 및 그 사용방법

Info

Publication number: KR20080003799A
Application number: KR1020077022802A
Authority: KR
Inventors: 아더 에이. 필라; 안드레 에이. 디마이노
Original assignee: 아이비비 테크놀로지스, 아이엔씨.
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2006-03-07
Publication date: 2008-01-08
Also published as: EP1868591B1; IL185798A0; JP2008538513A; EP1868591A4; CA2601114A1; WO2006096698A2; WO2006096698A3; EP1868591A2; BRPI0607959A2; AU2006220660A1; US20070026514A1; MX2007010974A; ES2387536T3

Abstract

적어도 하나의 반응성 약물을 목표 경로 구조에 적용하는 단계(단계 101), 적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 적어도 하나의 파형을 형성하는 단계(단계 102), 상기 반응성 약물이 적용된 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 적어도 어느 하나를 최대화 시키기 위하여 상기 적어도 하나의 파형의 상기 적어도 하나의 파형 파라미터 값을 선택하는 단계((단계 103), 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 상기 적어도 어느 하나를 최대화 시키는 상기 적어도 하나의 파형을 이용하여 전자기 신호를 발생시키기는 단계(단계 104), 및 상기 목표 경로 구조를 조절하기 위하여 상기 목표 경로 구조에 상기 전자기 신호를 결합시키는 단계(단계 105)를 포함하는 것을 특징으로 하는 약리학적 효과들을 향상시키는 방법.

약리학적 약물, 화학적 약물, 국소적 약물, 신호 대 잡음 비, 파워 신호 대 잡음 비, 목표 경로 구조

Description

약리학적, 화학적 및 국소적 약물 향상 장치 및 그 사용 방법 {PHARMACOLOGICAL, CHEMICAL, AND TOPICAL AGENT ENHANCEMENT APPARATUS AND METHOD FOR USING SAME}

본 발명은 생체조직, 세포 및 분자들의 전자기적 환경과의 상호작용을 변화시켜서 생체조직, 세포 및 분자들의 치료에 사용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상에 관한 것이다. 발명은 또한 암호화된 전자기적 정보를 적용하여 세포 및 조직 성장, 회복, 보수 및 일반적인 거동의 수정(modification) 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 암호화된 전자기 정보를 외과적인 비침습성 반응 결합에 의해 높은 특정 전자기 주파수(electromagnetic frequency: "EMF") 신호 패턴들을 하나 이상의 신체 부위들에의 적용을 제공한다. 전자기 파형들을 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들과 연계하여 세포, 기관, 조직 및 분자들과 같은 인간 및 동식물 목표 경로 구조들(target pathway structures)에 적용하게 되면 그러한 약물들의 다양한 효과를 향상시키는 역할을 할 수 있다.

최저 주파수 전자기 주파수의 사용은 뼈 회복 및 치유의 적용에 연계된 것이었다. 이에 따라, 전자기 주파수 파형들 및 전자기 주파수 파형들의 기존의 정형 외과 임상적 사용은 상대적으로 저 주파수 성분들을 포함하고 5 ㎑ 미만의 주파수 들에서 센티미터 당 수 밀리볼트(㎷/㎝) 범위의 최대 전기장들을 유도하는 매우 낮은 전력을 갖는다. 생체 효과들을 예상할 수 있는 전자기 주파수 파형 패턴들의 범위를 예측할 목적으로 세포막들의 전기화학적 모델을 채용하는 선형 물리화학적 접근법은 세포막들 및 구체적으로 세포막들 내부 또는 상의 구조들에서의 특정 이온 결합은 전자기 주파수 목표일 것이라는 가정에 근거한다. 그러므로, 유도 전기장은 예를 들어, 전압 의존성 반응속도론을 채용하여 세포 표면에 전기화학적으로 결합될 수 있는 파형 파라미터들의 범위를 측정할 필요가 있다. 이러한 선형 모델의 확장은 전자기 주파수의 자기 성분이 전자기 주파수 치료에 상당한 역할을 할 수 있음을 궁극적으로 실증했던 로렌츠 힘 고찰을 포함한다. 이는 매우 낮은 저주파 범위에서 교류 및 직류 결합 자기장 효과들로부터 얻는 장점들을 예측하는 이온 사이클로트론 공명 및 양자 모델로 이르게 되었다.

심부 조직 치유에 쓰이는 27.12 ㎒ 연속 사인파(sine wave)로부터 유도된 펄스 라디오 주파수(pulsed radio frequency: "PRF") 신호는 투열 요법 분야의 종래 기술에 공지되어 있다. 펄스 형태의 연속적인 투열 신호는 감염 치료에 비 가열적 생물학적 효과를 이끌어 낼 수 있는 전자기장으로 최초 보고되었다. 이어, 펄스 라디오 주파수 치료 적용법은 연 조직, 상처 치유, 화상 치료 및 신경 재생에서 외상 후 및 수술 후 통증 및 부종을 감소시키는 것으로 보고되어 왔다. 외상성 부종의 해소를 위한 펄스 라디오 주파수의 적용은 최근 증가 추세에 있다. 동물 및 임상 연구에 펄스 라디오 주파수를 사용한 지금까지의 결과들에 의하면 부종은 그러한 전자기적 자극으로부터 눈에 띄게 감소할 수 있을 것이라고 제시한다.

본 발명은 조직 구조의 민감도에 미치는 세포-대-세포(cell-to-cell) 통신의 효능이 유도 전압 및 관련 전류(associated currents)에 기인한다는 생물리학적 및 동물 연구에 근거한다. 신호 대 잡음 비(Signal to Noise Ratio: "SNR") 및 파워 신호 대 잡음 비(Power Signal to Noise Ratio: "PSNR") 중 적어도 어느 하나를 이용한 수학적 분석은 세포, 조직, 기관 및 분자들과 같은 목표 경로 구조들에 적용된 전자기 주파수 신호들이 이온 결합 위치에 존재하는 열적 잡음(thermal noise)을 초과한 상태에서 검출될 수 있는지의 여부를 평가한다. 전자기 주파수 선량 측정법(dosimetry)의 종래 기술은 조직 구조들의 유전체적 성질(dielectric properties)을 고려하지 않았고, 오히려 종래 기술은 격리된 세포들의 성질을 이용하였다. 유전체적 성질을 이용함으로써, 목표 경로 구조에서 평가된 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 수학적 값들을 최적화하여 형성된 전자기 파형들의 반응 결합은 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 다양한 효과들을 향상시킬 수 있다. 효과의 향상은 기타 향상된 생체효과적인(bioeffective) 공정들로부터 뿐만 아니라 혈관 형성(angiogenesis) 및 혈관 신생(neovascularization)의 조절 및 혈류량 증가에 기인한다.

최근 라디오 주파수에서 비침습성 펄스 라디오 주파수의 임상적인 사용은 27.12 ㎒ 사인파의 펄스 형태의 버스트들(pulsed bursts)을 사용하였고, 각각의 펄스 버스트는 통상적으로 65 마이크로 초의 폭(width)을 보이며, 버스트 당 약 1,700 사인 주기 및 다양한 버스트 반복률(repetition rates)을 지닌 것을 보였다.

1 내지 100 메가 헤르츠(㎒) 범위의 주파수, 버스트 당 1 내지 100,000 펄스 및 0.01 내지 10,000 헤르츠(㎐)의 버스트 반복률을 지닌 전자기 파형들의 넓은 스펙트럼 밀도 버스트들(broad spectral density bursts)은 선택적으로 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용된다. 각각의 펄스 버스트의 전압-진폭 포락선(voltage-amplitude envelope)은 버스트 포락선 내에서 넓은 스펙트럼 밀도를 제공하기에 효과적인 임의의, 불규칙 또는 기타 유사한 변수의 함수이다. 변수들은 특정 목표 경로 구조들에 있는 신호 대 열적 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비를 고려하는 수학적 함수들에 의해 정의된다. 파형들은 살아 있는 세포 성장, 조건 및 회복을 조절하도록 설계된다. 이러한 신호들의 특정한 적용은 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효과 향상, 기관, 근육, 관절, 피부 및 모발의 예방 및 건강관리 요법(wellness treatment), 수술 후 및 외상 상처 회복, 혈관 형성, 개선된 혈액 관류(blood perfusion), 혈관 확장(vasodilation), 혈관 수축(vasoconstriction), 부종 감소, 향상된 혈관 신생, 뼈 회복, 건(tendon) 회복, 인대 회복, 기관 재생 및 동통완화를 포함하지만, 여기에 한정되는 것은 아니다. 전자기 파형들을 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들과 연계하여 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용하게 되면 그러한 화합물들의 다양한 효과들을 향상시키는 역할을 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 고 스펙트럼 밀도의 펄스 버스트 포락선은 세포막 수용체, 세포 효소에의 이온 결합 및 일반적인 막 횡단 전위 변화들 (transmembrane potential changes) 같은 생리학적으로 적절한 유전체 경로들에 좀 더 효과적으로 결합할 수 있다. 본 발명에 따른 일 실시예는 적절한 세포 경로에 전달되는 주파수 성분들의 숫자를 증가시켜, 향상된 효소 활성, 성장 인자 방출 및 사이토카인(cytokine) 방출을 포함하는 공지된 치유 메커니즘들에 적용될 수 있는 생물리학적 현상이 더 광범위하게 접근 가능해 지고 있다. 센티미터 당 10^-6 내지 10 볼트(V/㎝)의 최대(peak) 전기장들을 유도하고 신호 대 잡음 비 또는 파워 신호 대 잡음 비에 따라서 검출감도 요건들(detectability requirements)을 만족하는 단극 또는 양극성 직사각형 또는 사인 곡선형 펄스들의 펄스 버스트 포락선에 버스트 지속시간(duration)을 증가시키고 임의의 또는 다른 고 스펙트럼 밀도 포락선을 적용하게 되면 인간 및 동식물의 연 및 경 조직들 양쪽 모두에 적용할 수 있는 생물학적 치유 공정들에 미치는 좀 더 효과적이고 더 탁월한 결과를 얻을 수 있게 되어, 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 유효성을 향상시키게 된다.

본 발명은 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 공지된 메커니즘에 관한 것이다. 구체적으로, 약물들의 약효는 혈류의 향상 또는 적절한 생화학적적 연속 단계(cascade) 도중 활성 효소들의 증가에 의해 촉매되는 화학적 활성의 향상을 통해 달성될 수 있는 의도된 목표 경로 구조들에 약물들의 최적 투여량이 도달하는 것에 의존한다. 전자기장은 약물들의 활성에 영향을 주는 혈류 및 이온 결합을 향상시킬 수 있다. 본 발명을 이용하여 생기는 유리한 결과는 약물들의 효능이 향상으로 인하여 약물의 양을 줄일 수 있다는 것이다. 의도된 효과들을 향상, 촉진시키고 인간 및 동식 물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 기타 효과들뿐만 아니라 약효를 개선시키는 개선된 수단의 제공이 본 발명의 목적이다.

본 발명의 다른 목적은 고 스펙트럼 밀도 전압 포락선을 조절 또는 펄스-버스트 정의 파라미터로서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 요건들에 적용하여, 그러한 증가된 지속시간 펄스 버스트에 대한 전력 요건들은 동일한 주파수 범위 내에서 펄스들을 지니는 더 짧은 펄스 버스트들의 것보다 상당히 더 낮을 수 있다는 것이다; 이는 주파수 성분들의 적절한 세포/분자 공정으로의 좀 더 효과적인 맞춤(matching)에 의한 결과이다. 따라서, 적절한 유전체 경로에 향상된 전도 선량 측정법 및 감소된 전력 요건들의 장점들이 달성된다.

따라서, 의도된 효과들을 좀 더 효과적으로 향상, 촉진시키고 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 기타 생체효과적인 효과들 뿐만 아니라 약효를 향상시키는 장치 및 방법에 대한 요구가 존재한다.

본 발명은 동물, 인간 및 식물의 생체조직의 조건, 회복 및 성장을 향상시키는 비침습성 펄스 형태의 전자기 치료를 위한 치료, 예방 및 건강관리 장치 및 방법을 제공하여 생체조직, 세포 및 분자들의 치료에 사용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상에 관한 것이다. 이러한 이로운 방법은 전자기 주파수 발생기 및 애플리케이터 헤드(applicator head)들과 같은 전자기 수단을 이용하여 세포 및 조직 환경과 관련된 생물 전자기 환경을 선택적으로 변화시키는 작용을 한다. 본 발명에 따른 일 실시예는 버스트 당 1 내지 100,000 펄스 사이를 가지는 펄스 버스트 포락선에 적어도 0.01 마이크로 초의 최소 폭 특성을 가지는 연속적인 전자기 주파수 펄스들을 포함하는 유동 경로(flux path)를 선택 가능한 신체 부분에의 도입하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 펄스 버스트의 전압 진폭 포락선은 순간 최소 진폭이 최대 진폭보다 1 만분의 1 인자 만큼 보다는 작지 않은 무작위로 변하는 파라미터에 의해 정의된다. 또한, 그러한 펄스 버스트의 반복률은 0.01 내지 10,000 헤르츠 사이에서 변할 수 있다. 목표 구조에서 신호 대 잡음 비 및/또는 파워 신호 대 잡음 비 검출감도 요건들을 만족시키는 수학적으로 정의 가능한 파라미터는 펄스 버스트의 형태를 정의하기 위해 사용된다.

수학적으로 정의된 파라미터들은 목표 경로 구조의 유전체적 성질들 및 열적 잡음 또는 기타 기준선(baseline) 세포 활동으로 인한 전압에 대한 유도 전기장 진폭 비율을 고려하여 선택된다.

본 발명의 다른 목적은 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 검출감도 요건들을 만족하도록 형성된 파형들을 이용하여 세포막 및 세포간 교차 경계면들에서 민감한 조절 공정들(regulatory processes)을 전자기적으로 조절하여 살아 있는 세포들 및 조직을 치료하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명에 따른 바람직한 일 실시예는 파워 신호 대 잡음 비("Power SNR") 접근법을 이용하여 생체효과적인 파형들을 형성하고 소형화된 회로 및 경량의 유연성 코일들을 결합한다. 이렇게 하면 유리하게도 파워 신호 대 잡음 비 접근법, 소형화된 회로 및 경량의 유연성 코일들을 이용하는 장치를 완전히 휴대용으로 할 수 있고 원한다면 1회용으로 제작되고 더 원한다면 이식형으로 제작될 수 있게 한다.

구체적으로, 생물학적 목표의 대역통과(bandpass) 내에서 최대 신호 출력을 달성하도록 형성된 전자기 파형들의 넓은 스펙트럼 밀도 버스트들은 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시키기 위해 조직들과 같은 목표 경로 구조들에 선택적으로 적용된다. 독특한 진폭/전력을 목표 경로 구조에 있는 열적 잡음의 것과 비교 이용하여 파형들이 선택된다. 신호들은 사인파형, 직사각형, 무질서하고 임의의 파동 형상 중 적어도 어느 하나 형태의 버스트들을 포함하고, 초당 약 1 내지 약 100,000 버스트들에서 약 0.01 ㎐ 내지 약 100 ㎒ 범위의 주파수를 가지고, 초당 약 0.01 내지 약 1000 버스트의 버스트 반복률을 가진다. 기관, 세포, 조직 및 분자들과 같은 목표 경로 구조에서 최대 신호 진폭은 약 1 ㎶/㎝ 내지 약 100 ㎷/㎝ 범위에 있다. 각각의 신호 버스트 포락선은 생체효과적인 공정들을 향상시키는 다른 전자기 특성들을 수용하는 수단을 제공하는 임의의 함수일 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예는 버스트 내에서 약 0.1 내지 약 100 킬로 헤르츠에서 반복하는 약 1 내지 약 200 마이크로 초의 대칭 또는 비대칭 펄스들을 포함하는 약 0.1 내지 약 100 밀리 초 펄스 버스트를 포함한다. 버스트 포락선은 변형된 1/f 함수이고 약 0.1 내지 약 1000 ㎐ 사이의 임의의 반복률로 적용된다. 약 0.1 ㎐ 내지 약 1000 ㎐ 사이의 고정된 반복률들을 또한 사용할 수 있다. 약 0.001 ㎷/㎝에서 약 100 ㎷/㎝사이의 유도 전기장이 발생된다. 본 발명에 따른 다른 실시예는 초당 약 1 내지 약 100 버스트에서 반복하는 27.12 ㎒ 같은 고 주파수 사인파들의 약 0.01 밀리 초 내지 약 10 밀리 초 버스트를 포함한다. 약 0.001 ㎷/㎝에서 약 100 ㎷/㎝사이의 유도 전기장이 발생된다. 결과로 생긴 파형들은 유도 또는 용량 결합을 통해 전달될 수 있다.

본 발명의 목적은 세포막 및 세포간 교차 경계면들에서 전자기적으로 민감한 조절 공정들의 조절을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 혈관 형성 및 혈관 신생을 조절하도록 최적화된 파형을 형성하는 신호 대 잡음 비("SNR") 분석을 이용하여 수학적 시뮬레이션에 의해 파형의 전력 스펙트럼을 형성하고 나서 소형화된 전자 회로와 같은 파형 형성 장치에 의해 전력을 얻는 초경량 도선 코일들과 같은 발생 장치를 이용하여 형성된 파형을 결합시켜 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 전기 당량들(electrical equivalents)이 Hodgkin-Huxley 막 모델에서처럼 비선형이라 할지라도 임의의 입력 파형을 이용하여 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시킬 목적으로 분자, 세포, 조직 및 기관들과 같은 임의의 목표 경로 구조에서 파워 신호 대 잡음 비를 평가하여 혈관 형성 및 혈관 신생을 조절하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상을 위해 전자기 요법 치료를 조절 및 조정하기 위한 파워 신호 대 잡음 비의 사용을 결합하는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 분자, 세포, 조직 및 기관들 내에서 혈관 생성 및 혈관 신생의 조절을 가능케 하는 생화학적적 목표 경로 구조에 적용되는 파형의 전력 스펙트럼을 최적화하여 선택된 전자기장들을 이용하여 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상을 위한 방법 및 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 파워 신호 대 잡음 비를 통한 신호에서 주파수 범위를 분자, 세포, 조직 및 기관과 같은 목표 경로 구조의 주파수 반응 및 감도에 대응시켜, 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상을 위해 혈관 생성 및 혈관 신생의 조절을 가능케 하여 최대 진폭을 상당히 낮추고 펄스 지속시간을 줄이는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 그러한 화합물들의 생체효과적인 공정들이 향상될 수 있도록 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들과 연계하여 사용되는 전자기 파형들을 적용하는 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 치료, 예방 및 건강관리의 목적으로 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상의 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시키기 위해 이들과 연계하여 전자기 주파수를 이용한 기관, 근육, 관절, 피부 및 모발 치료 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 건강관리의 향상을 위해 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들과 연계하여 전자기 주파수를 이용한 기관, 근육, 관절, 피부 및 모발 치료 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 요건들에 따라 전자기 파형들이 형성되는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 광대역(broadband), 고 스펙트럼 밀도 전자기장을 포함하는 전자기 치료 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들과 연계하여 전자기 주파수를 이용함으로써 연 조직 및 경 조직 회복 향상의 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 혈관 신생을 조절하기 위한 전자기 치료를 이용하여 감염된 조직들에 혈류를 증가시켜 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시킬 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 이식된 세포, 조직 및 기관들의 생존력, 성장 및 분화를 조절할 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 혈류를 증가시킬 방법의 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 혈관 생성을 조절하고 혈류를 증가시켜 심혈관 질병들을 치료할 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 미세혈관 관류 및 감소된 누출(reduced transudation)을 향상시켜 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 생리학적 효능을 증가시킬 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 뼈 및 경 조직 질환들을 치료하기 위해 사용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상을 위해 혈류를 증가시킬 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 연 조직의 부종 및 팽윤(swelling)을 치료하기 위해 사용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상을 위해 혈류를 증가시킬 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 손상된 연 조직의 회복을 위해 사용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상을 위해 혈류를 증가시킬 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 혈관 확장 조절 및 혈관 신생을 자극하여 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 향상된 효능을 달성할 수 있도록 손상된 조직에 혈류를 증가시키는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 감소된 전력 레벨을 이용하여 장치가 작동하는 전자기 치료 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 가격이 저렴하고, 휴대할 수 있고, 감소된 전자기 간섭을 생성 하는 전자기 치료 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 상기 및 또 다른 목적들과 장점들은 이하 설명되는 도면의 간단한 설명 및 발명의 실시예와 첨부된 청구항에서 명백히 드러날 것이다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부한 도면들을 참조하여 이하에서 상세히 설명될 것이다:

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 생체조직, 세포 및 분자들의 치료에 사용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상 방법의 흐름도;

도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 관절에 적용되는 제어 회로 및 전기 코일들의 도면;

도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 소형화된 회로의 블록도;

도 4A는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유도기(inductor)와 같은 도선 코일의 배선도(line drawing);

도 4B는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유연성 자기 도선의 배선도;

도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 분자, 세포, 조직 또는 기관과 같은 목표 경로 구조에 전달되는 파형도;

도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 손목 보호대와 같은 위치 장치(positioning device)의 도면;

도 7은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 매트리스 패드(mattress pad)와 같은 위치 장치의 도면;

도 8은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 증가된 버스트 지속시간의 효과를 도시하는 그래프; 및

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따라서 달성된 피부 혈액 관류의 증가를 도시 하는 그래프.

본 발명에 따른 일 실시예는 세포막 수용기들, 세포 효소에의 이온 결합 및 일반적인 막 횡단 전위 변화들과 같은 적절한 유전체 경로들에 치료 효능을 향상시키는 펄스 버스트 포락선에 고 스펙트럼 밀도를 제공한다. 본 발명에 따른 일 실시예는 적절한 세포 경로들에 전달되는 주파수 성분들의 숫자를 증가시켜, 공지된 치유 메커니즘, 예를 들어, 성장 인자 조절 및 사토카인 방출 및 조절 분자들에의 이온 결합 같은 것에 적용될 수 있는 생물리학적 현상들에 있어서 더 광범위한 접근을 제공하게 된다. 신호전달 경로에 신호 대 잡음 비 또는 파워 신호 대 잡음 비로 정의된 수학적 모델에 따르면, 임의의 또는 기타 고 스펙트럼 밀도 포락선을 센티미터 당 10^-6 내지 10 볼트(V/㎝)사이의 최대 전기장들을 유도하는 단극 또는 양극성 직사각형 또는 사인 곡선형 펄스들의 펄스 버스트 포락선에 적용함으로써 연 조직 및 경 조직들 양쪽 모두에 적용될 수 있는 생물학적 치유 공정에 더 나은 효과를 달성할 수 있게 되어 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시키게 된다.

신호전달 경로에서 신호 대 잡음 비 또는 파워 신호 대 잡음 비에 의해 정의된 수학적 모델에 따르면, 고 스펙트럼 밀도 전압 포락선을 조절 또는 펄스 버스트 정의 파라미터로 적용하여 그러한 진폭 변조 펄스 버스트들에 대한 전력 요건이 동일한 주파수 범위 내에 있는 펄스들을 포함하는 변조되지 않은 펄스 버스트의 것보 다 상당히 더 작을 수 있다는 것이 본 발명의 유리한 결과라는 것이다. 따라서, 절적한 유전체적 목표 경로에 향상된 전달 선량 측정법 및 감소된 전력 요건이라는 장점들을 달성하게 된다.

본 발명의 다른 장점은 약물들의 의도된 효과들을 촉진하고 약효를 향상시켜서 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 향상된 효능에 관한 것이다.

펄스 전자기 주파수 또는 펄스 라디오 주파수(PEMF or PRF) 장치들로부터 유도된 시변 전류(time-varying current)들은 분자, 세포, 조직 및 기관과 같은 목표 경로 구조에 흐르고, 세포 및 조직들이 생리학적으로 의미 있는 방식으로 반응할 수 있는 자극은 이러한 전류들이다. 목표 경로 구조의 전기적 성질들은 유도 전류의 레벨 및 분포에 영향을 준다. 분자, 세포, 조직 및 기관들은 간극 연접 접촉 상태의 세포들처럼 모두 유도된 전류 경로에 있다. 막 표면상에 존재할 수 있는 거대 분자들 상의 이온 또는 리간드 상호작용은 전압 의존 공정으로, 예를 들어, 유도 전자기장("E")에 반응할 수 있는 전기화학적인 공정이다. 유도 전류는 주위 이온 매질을 통해 이러한 자리들(sites)에 도달한다. 전류 경로에 세포의 존재로 인해 유도 전류("J")는 시간("J(t)")에 따라 더 급속히 감쇠하게 된다. 이는 막 커패시턴스(capacitance)로부터 더해진 세포의 전기 임피던스 및 결합 시상수(time constant)와 기타 막 전달과 같은 기타 전압 민감성 막 공정들에 기인한다.

다양한 막 및 대전된 경계면 형상들을 나타내는 등가(equivalent) 전기 회로 모델들이 유도되어 왔다.예를 들어, 칼슘("Ca² ⁺") 결합에서, 유도 전자기장(E)로 인해 결합 자리에 결합된 Ca² ⁺의 농도 변화는 이하와 같은 임피던스 표현에 의해 주파수 영역에서 설명될 수 있다:

상기 식은 직렬 저항-커패시턴스 전기 등가 회로의 형태를 가진다. 여기서 ω는 2πf로 정의되는 각 주파수(angular frequency)이고, f는 주파수, i = -1^1/2, Z_b(ω)는 결합 임피던스 이고, R_ion 및 C_ion은 이온 결합 경로의 등가 결합 저항 및 커패시턴스이다.

등가 결합 시상수의 값, τ_ion = R_ionC_ion는 식 τ_ion = R_ionC_ion = 1/K_b를 통한 이온 결합 속도 상수, K_b에 관련되어 있다. 그래서, 이러한 경로의 특정 시상수는 이온 결합 반응속도론(kinetics)에 의해 결정된다.

펄스 전자기 주파수 또는 펄스 라디오 주파수 신호로부터 유도된 전자기장(E)은 전류를 이온 결합 경로로 흐르게 하고 단위 시간당 결합된 Ca² ⁺ 이온들의 숫자에 영향을 미치게 할 수 있다. 이러한 전기 당량은 C_ion에 의해 저장된 전기 전하에의 변화의 직접적인 측정인 등가 결합 커패시턴스 C_ion을 가로지르는 전압의 변화이다. 전하는 세포 표면들이나 교차지점들 상의 이온 또는 기타 대전된 종의 저 장과 동등한 전하의 저장인 Ca² ⁺ 이온들의 결합 자리에서의 표면 농도에 직접 비례한다. 결합 속도 상수의 직접적인 반응속도론적 분석 뿐만 아니라 전기 임피던스 측정은 펄스 자기 주파수 파형의 형성이 목표 경로 구조들의 대역통과와 대응하는 데 필요한 시상수들의 값을 제공한다. 이렇게 하면 대역통과처럼, 임의의 주어진 유도 전자기장 파형이 목표 임피던스에의 최적 결합에 필요한 주파수 범위를 고려하게 된다.

조절 세포들에 결합한 이온 결합은 흔히 있는 전자기 주파수 목표, 예를 들어 칼모둘린(camodulin: "CaM")에의 Ca² ⁺ 결합이다. 이러한 경로의 이용은 다양한 회복의 단계들에서 방출되는 성장 인자들의 조절과 관계된 조직 회복, 예를 들어, 뼈 회복, 상처 회복, 모발 회복 및 분자, 세포, 조직 및 기관들의 회복 촉진에 근거한다. 혈소판(platelet) 유도 성장 인자("PDGF", 섬유 아세포(fibroblast) 성장 인자("FGF") 및 상피(epidermal) 성장 인자("EGF")와 같은 성장 인자들은 모두 적절한 치유 단계에서 관계된다. 혈관 생성 및 혈관 신생은 또한 조직 성장 및 회복에 없어서는 안되고 펄스 자기 주파수(PMF)에 의해 조절될 수 있다. 이러한 인자들 모두 Ca/CaM-의존성이다.

Ca/CaM 경로를 이용하여 유도 전력이 배경 열적 잡음 전력을 충분히 초과하도록 파형이 형성될 수 있다. 정확한 생리학적 조건 하에서, 이러한 파형은 생리학적으로 상당한 생체효과를 가질 수 있다.

파워 신호 대 잡음 비 모델을 Ca/CaM에 적용하려면 CaM에서 Ca² ⁺ 결합 반응 속도론의 전기 당량들에 대한 지식을 필요로 한다. 제 1 차 결합 반응속도론 내에서, 시간에 따른 CaM 결합 자리들에서 결합된 Ca² ⁺의 농도 변화는 R_ion 및 C_ion가 이온 결합 경로의 등가 결합 저항 및 커패시턴스인 τ_ion = R_ionC_ion의 등가 결합 시상수에 의해 주파수 영역에서 특징 지워 질 수 있다. τ_ion는 τ_ion = R_ionC_ion = 1/k_b를 통해 이온 결합 속도 상수, k_b에 관련되어 있다. 그러고 나서 펄스 라디오 주파수 신호에 의해 유도된 전압을 CaM 결합 자리에서의 전압의 열적 변동과 비교하여 신호 대 잡음 비를 평가할 세포 배열 모델에 k_b의 공지된 값들을 채용할 수 있다. V_max = 6.5 ⅹ 10^-7 sec^-1, [Ca² ⁺] = 2.5 μM, K_D = 30 μM, [Ca² ⁺CaM] = K_D([Ca² ⁺] + [CaM])과 같은 펄스 자기 주파수(PMF) 반응에 대한 수학적 값들을 이용하여 kb = 665 sec^-1(τ_ion = 1.5 msec)을 산출한다. τ_ion에 대한 그러한 값은 파워 신호 대 잡음 비 분석이 임의의 파형 구조에 대해 실시될 수 있는 동안 이온 결합에 대한 전기 당량 회로에 채용될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 수학적 모델, 예를 들어 수학 방정식 및/또는 일련의 수학 방정식들은 열적 잡음은 모든 전압 의존 공정들에 존재하고 적절한 신호 대 잡음 비(SNR)를 세우기 위한 최소 한계치 요건을 나타낸다는 것을 이해하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 적절한 신호 대 잡음 비(SNR)를 세우기 위한 최 소 한계치 요건을 나타내는 수학적 모델은 열적 잡음의 전력 스펙트럼 밀도(S_n(ω))가 이하와 같이 표현될 수 있도록 열적 잡음의 전력 스펙트럼 밀도를 포함하도록 형성될 수 있다:

여기서 Z_M(ⅹ,ω)는 목표 경로 구조의 전기 임피던스 이고, ⅹ는 목표 경로 구조의 크기이고 R_e는 목표 경로 구조의 임피던스의 실수 부분을 나타낸다. Z_M(ⅹ,ω)는 이하와 같이 표현될 수 있다:

이 방정식은 목표 경로 구조의 전기 임피던스 및 목표 경로 구조에 전기적으로 연결된 세포외 흐름 저항("R_e"), 세포간 흐름 저항("R_i") 및 막간 저항("R_g")로부터의 기여 사항들 모두가 노이즈 필터링에 기여함을 분명히 보여준다.

신호 대 잡음 비의 평가에 대한 전형적인 접근법은 평균 제곱근(Root Mean Square: RMS) 잡음 전압의 단일 값을 이용한다. 이는 완전한 막 반응(complete membrane response) 또는 목표 경로 구조의 대역폭 어느 한 쪽에 적절한 모든 주파수들에 대한 Sn(ω)=4kTRe[ZM(x,ω)]의 적분을 제곱근을 취해 계산된다. 신호 대 잡음 비는 이하의 비로 표현 될 수 있다::

여기서, │V_M(ω)│는 선택된 파형에 의해 목표 경로 구조에 전달되는 각각의 주파수에서의 전압의 최대 진폭이다.

본 발명에 따른 일 실시예는 세포막 수용기, 세포 효소에 결합된 이온 결합 및 일반적인 막 횡단 전위 변화와 같이 적절한 유전체 경로들에 치료법이 미치는 효과가 향상되도록 고 스펙트럼 밀도를 가진 펄스 버스트 포락선을 포함한다. 따라서 적절한 세포 경로들에 전달되는 주파수 성분들의 숫자를 증가시켜 성장 인자 조절 및 사이토카인 방출 및 조절 분자들에서의 이온 결합처럼, 공지된 조직 성장 메커니즘에 적용될 수 있는 큰 범위의 생물리학적 현상이 접근 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 약 10^-8 내지 약 100 V/㎝ 사이의 최대 전기장을 유도하는 단극 또는 양극성 직사각형 또는 사인 곡선형 펄스들의 펄스 버스트 포락선에 임의의 또는 기타 고 스펙트럼 밀도 포락선을 적용시키면 연 조직 및 경 조직들 양쪽 모두에 적용될 수 있는 생물학적 치유 공정들에 더 나은 효과를 생성한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 고 스펙트럼 밀도 전압 포락선을 조절 또는 펄스-버스트 정의 파라미터로서 적용하여 그러한 진폭 변조 펄스 버스트들에 대한 전력 요건들이 동일한 주파수 범위 내에 있는 펄스들을 포함하는 변조되지 않은 펄스 버스트의 것보다 상당히 더 낮을 수 있다. 이는 불규칙하고 바람직하게는 임의의 진폭을 그렇지 않았다면 실질적으로 균일한 펄스 버스트 포락선 상에 겹침 으로써 발생하게 되는 반복 버스트 연속 열(trains) 내에서 듀티 사이클(duty cycle)의 실질적인 감소에 기인한다. 따라서, 적절한 유전체 경로들에 향상된 전달 선량 측정법 및 감소된 전력 요건의 이중의 장점들이 달성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 흐름도인 도 1을 참조하면, 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상은 펄스로 될 수 있는 전자기 신호들을 동물 및 인간의 이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조들에 전달하여 치료 및 예방 목적으로 줄기 세포, 조직, 세포, 기관 및 분자들의 치료에 이용된다. 목표 경로 구조들은 또한 줄기 세포, 조직, 세포, 기관 및 분자들을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능 향상은 증가된 흡수율, 감소된 유효 투여량, 유기체 수준에서의 더 빨라진 전달 속도; 및 분자 및 세포 수준에서의 증가된 결합 반응속도론 및 전달 반응속도론 수준을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다.

적어도 하나의 반응성 약물이 목표 경로 구조에 적용된다(단계 101). 반응성 약물들은 약리학적 약물, 화학적 약물, 미용 약물, 국소적 약물 및 유전 약물들을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 반응성 약물들은 복용되고, 국소적으로 사용되고, 정맥주사 및 근육주사로 사용되고 또는 이온영동(iontophoresis), X선 방사(X and light radiation) 및 열과 같이, 물질들과 목표 경로 구조와의 상호 작용을 일으키게 하는 의료계 내에서 공지된 기타 방법에 의할 수 있다. 약리학적 약물들은 항생제, 성장 인자, 화학적요법 약물, 항히스타민제, 안지오텐신 억제제(Angiotensin inhibitors), 베타 차단제(beta blockers), 스타틴(statins) 및 항 염증제들을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 화학적 약물들은 과산화수소, 베타다인(betadine), 알코올을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 국소적 약물들은 항생제, 크림, 레티놀(retinal), 벤조일 퍼옥사이드(benzoyl peroxide), 톨나프테이트(tolnaftate), 박하뇌(menthol), 피부연화제(emollients), 오일, 라놀린(lanolin), 스쿠알렌(squalene), 알로에 베라(aloe vera), 항산화제, 지방산, 지방산 에스테르, 대구 간유(cod liver oil), 알파-토코페롤, 석유(petroleum), 수소첨가 폴리부텐(hydrogenated polybutene), 비타민 A, 비타민 E, 국소적 단백질(topical proteins) 및 콜라겐들(collagens)을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 미용 약물들은 메이크 업(make-up), 아이 라이너(eye liner) 및 볼 터치(blush)를 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다. 유전 약물들은 유전자, DNA 및 염색체들을 포함하지만 여기에 한정되지는 않는다.

이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조에 결합되는 적어도 하나의 파형 파라미터를 가진 적어도 하나의 파형의 형성(단계 102).

상기 적어도 하나의 파형 파라미터를 선택하여 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 적어도 어느 하나를 최대화 시켜서 세포 및 조직의 상태에 의존하는, 목표 경로 구조에서의 전압 및 전기적 임피던스에의 기준선 열적 변동들(baseline thermal fluctuations)과 같은 배경 활동(단계 102)을 초과한 목표 경로 구조에서 파형이 감지될 수 있게 한다. 이는 상기 상태가 휴면, 성장, 대체 및 상처에 반응 중 적어도 어느 하나여서 생리학적으로 이로운 결과를 생성하도록 하느냐의 여부에 달려 있다. 목표 경로 구조에서 검출될 수 있기 위해, 상기 적어도 하나의 파형 파라미터의 값을 상기 목표 경로 구조에의 적어도 하나의 파형에 의해 유도된 전압과 상기 목표 경로 구조에서의 전압 및 전기적 임피던스에의 기준선 열적 변동들과 비교할 수 있는 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 적어도 어느 하나를 평가할 수 있는 상기 목표 경로 구조의 상수를 사용함으로써 선택하여, 상기 목표 경로 구조의 대역통과 내에서, 상기 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 적어도 어느 하나를 최대화 시켜서 상기 적어도 하나의 파형에 의해 상기 목표 경로 구조에서 생체효과적인 조절(modulation)이 일어난다.

발생된 전자기 신호의 바람직한 일 실시예는 복수개의 주파수 성분들이 파워 신호 대 잡음 비(SNR) 모델을 만족하는 약 0.01 Hz 내지 약 100 MHz 사이에 이르는 복수개의 주파수 성분들을 포함하는 적어도 하나의 파형 파라미터를 지닌 임의 파형의 버스트로 구성되어 있다(단계 103). 반복적인 전자기 신호가 상기 형성된 적어도 하나의 파형으로부터 예를 들어, 유도성으로 또는 용량성으로 발생될 수 있다(단계 104). 전자기 신호는 또한 비반복적일 수 있다. 전자기 신호는 목표 경로 구조에 근접 위치하는 전극 또는 유도기와 같은 결합 장치의 출력에 의한 이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조에 결합된다(단계 105). 전자기 신호의 목표 경로 구조에의 결합은 예를 들어, 반응 약물을 적용하기 전 임의의 시간에서, 반응 약물이 적용되는 동시에 또는 반응 약물이 적용된 시간 이후에 부속적으로 발생할 수 있다. 상기 결합은 혈류 및 분자, 조직, 세포 및 기관들에서의 조절 분자들에 이온 및 리간드들의 결합의 조절을 향상시켜서, 반응 약물들의 생체효능을 향상시킨다.

도 2는 본 발명에 따른 장치의 바람직한 일 실시예를 도시한다. 장치는 자급 식, 경량이고 휴대 가능하다. 소형 제어 회로(201)는 제어 회로가 또한 무선으로 작동될 수 있어도 도선과 같은 적어도 하나의 접속기의 일단에 결합된다. 상기 적어도 하나의 접속기의 타단은 전기 코일(203)과 같은 발생 장치에 결합된다. 소형 제어 회로(201)는 파형을 형성시키기 위해 사용되는 수학적 모델을 적용하는 방식으로 제작된다. 형성된 파형들은 이미 알려진 목표 경로 구조에 대하여, 파워 신호 대 잡음 비를 만족시키는 파형 파라미터들의 선택이 가능하도록, 어느 한 파형이 예를 들어, 생체효과적인 조절과 같은 생리학적으로 이로운 결과들을 낼 수 있고 배경 활동을 초과하여 목표 경로 구조에서 검출될 수 있도록 파워 신호 대 잡음 비를 만족시켜야 한다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예는 수학적 모델을 적용시켜 초당 약 0.1 내지 약 100 펄스로 반복하는 약 1 내지 약 100 마이크로 초 직사각형 펄스들의 약 0.1 내지 약 100 마이크로 초 버스트들을 포함하는, 이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조에서 시변 자기장(time-varying electric field) 및 시변 전기장(time-varying magnetic field)을 유도한다. 유도 전기장의 최대 진폭은 약 1 ㎶/㎝ 내지 약 100 ㎷/㎝ 사이에 있으며, f = 주파수인 변형된 1/f 함수에 따라 변한다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 이용하여 형성된 파형은 매일 1 분에서 240 분 사이 미만의 바람직한 총 노출 시간 동안 이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조에 적용될 수 있다. 그러나 다른 노출 시간을 이용할 수도 있다. 소형 제어 회로(201)에 의해 형성된 파형들은 접속기(202)를 통해 전기 코일들과 같은 발생 장치(203)로 향하게 된다. 발생 장치(203)는 조직과 같은 목표 경로 구조에 치료를 제공하기 위해 사용될 수 있는 펄스 자기장을 전달한다. 소형 제어 회 로는 소정의 시간 동안 펄스 자기장을 적용하고 예를 들어, 하루 10번과 같이 주어진 시간에 필요한 만큼의 적용 기간 동안 펄스 자기장의 적용을 자동으로 반복할 수 있다. 소형 제어 회로는 시간 반복 순열 동안 펄스 자기장의 적용을 프로그램할 수 있도록 구성될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예는 예를 들어, 침대(bed) 같은 위치 장치(204)에로 포함됨으로써 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효능을 향상시킬 수 있다. 펄스 자기장을 이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조에 결합시키면 치료 및 예방의 측면에서 염증을 줄여 통증을 유리하게 완화시키고, 목표 부위에 치료를 향상시키고 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 목표 경로 구조와의 상호작용을 향상시킨다. 전기 코일들을 발생 장치(203)로 사용하면, 상기 전기 코일들은 Faraday의 법칙에 따라서 목표 경로 구조에서 시변 전기장을 유도하는 시변 자기장으로 전원을 공급 받을 수 있다. 발생 장치(203)에 의해 발생된 전자기 신호는 또한 전극들이 피부 또는 목표 경로 구조의 기타 외부 전기적 전도성 경계와 직접 접촉하는 전기화학적 결합을 사용하여 적용될 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 발생 장치(203)에 의해 발생된 전자기 신호는 또한 전극과 같은 발생 장치(203)와 이온 및 리간드들과 같은 목표 경로 구조 사이에 공기 간극이 존재하는 정전기적 결합을 이용하여 적용될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 장점은 초경량 코일과 소형화된 회로는 보통의 물리 치료 요법(modalities)과 같이 이용할 수 있게 하며 성장, 동통 완화 및 조직 및 기관 치유가 바람직한 곳이라면 어디든지 사용할 수 있게 한다는 것이다. 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 적용으로 얻을 수 있는 유리한 결과는 조직 성장, 회복 및 정비를 어느 곳 어느 때, 예를 들어, 운전 중이거나 TV를 시청하는 도중에라도 실행하고 향상시킬 수 있다는 것이다. 바람직한 실시예의 적용으로 얻을 수 있는 다른 유리한 결과는 분자, 세포, 조직 및 기관들의 성장, 회복 및 정비를 어느 곳 어느 때, 예를 들어, 운전 중이거나 TV를 시청하는 도중에라도 실행하고 향상시킬 수 있다는 것이다.

도 3은 소형 제어 회로(300)의 본 발명에 따른 바람직한 실시예의 블록도이다. 소형 제어 회로(300)는 상기 도 2에서 설명된 도선 코일들과 같은 발생 장치를 구동 시키는 파형들을 생성한다. 소형 제어 회로는 온/오프 스위치와 같은 활성화 수단에 의해 활성화될 수 있다. 소형 제어 회로(300)는 리튬 전지(301)와 같은 전력원을 가진다. 전력원의 바람직한 일 실시예는 3.3 V의 출력 전압을 가지지만, 다른 전압들을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 다른 실시예에서, 전력원은 예를 들어, 플러그와 도선에 의해 본 발명에 결합되는 AC/DC 아웃렛과 같이 전류 아웃렛과 같은 외부 전력원일 수 있다. 스위치 전력 공급기(302)는 마이크로 컨트롤러(micro-controller)(303)에 들어가는 전압을 제어한다. 마이크로 컨트롤러(303)의 바람직한 일 실시예는 8 bit 4 ㎒ 마이크로 컨트롤러(303)를 사용하지만 다른 bit ㎒ 조합의 마이크로 컨트롤러를 사용할 수 있다. 스위치 전력 공급기(302)는 또한 저장 커페시터(304)에 전류를 전달한다. 본 발명의 바람직한 일 실시예는 220 ㎌ 출력을 가진 저장 커페시터를 이용하지만 다른 출력들을 이용할 수 있다. 저장 커페시터들(304)은 고 주파수 펄스를 유도기들(미도시)과 같은 결합 장치에 전달될 수 있도록 한다. 마이크로 컨트롤러(303)는 또한 펄스 성형기(pulse shaper)(305) 및 펄스 위상 시간 제어기(pulse phase timing control)(306)를 제어한다. 상기 펄스 성형기 및 펄스 위상 시간 제어기는 펄스 형상, 버스트 폭, 버스트 포락선 형상 및 버스트 반복률을 결정한다. 사인파 또는 임의의 수 발생기와 같은 통합 파형 발생기는 또한 특정한 파형들을 제공하도록 포함될 수 있다. 전압 레벨 변환 서브 회로(307)는 목표 경로 구조에 전달되는 유도장을 제어한다. 스위칭 Hexfet(308)은 유도기와 같은 적어도 하나의 결합 장치에 파형을 전달하는 출력기(309)에 임의 진폭의 펄스들이 전달되게 한다. 마이크로 컨트롤러(303)는 또한 분자, 세포, 조직 및 기관과 같은 목표 경로 구조의 단일 치료의 총 노출 시간을 제어할 수 있다. 소형 제어 회로(300)는 프로그램될 수 있고 소정의 시간 동안 펄스 자기장을 적용하고 예를 들어, 하루 10번과 같이 주어진 시간 주기에 필요한 만큼을 적용하는 동안 펄스 자기장의 적용을 자동으로 반복하도록 제작될 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예는 약 10분 내지 약 30분의 시간 동안 치료법을 이용한다.

도 4A 및 4B를 참조하면, 본 발명에 따른 유도기와 같은 결합 장치(400)의 바람직한 일 실시예가 도시된다. 결합 장치(400)는 고체 도선이 또한 사용될 수 있을지라도 단일 또는 다중 가닥의 연성 도선(402)으로 감겨진 전기 코일(401)일 수 있다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예에서, 상기 도선은 구리로 만들지만 다른 재료들을 사용할 수 있다. 다중 가닥의 연성 자기 도선(402)은 전기 코일(401)이 인간 또는 동물의 사지 또는 관절과 같은 특정한 해부적 형상들에 순응하도록 한다. 전기 코일(401)의 바람직한 일 실시예는 약 2.5 ㎝ 내지 약 50 ㎝ 사이의 외경을 지닌 최초에 원형 형태에 감겨진 단일 자기 도선 및 다중 가닥의 자기 도선 중 적어도 어느 하나의 약 0.01 ㎜ 내지 약 0.1 ㎜ 직경의 약 1 내지 약 1000 회전을 포함하지만, 회전 수 및 도선 직경은 다를 수 있다. 전기 코일(401)의 바람직한 일 실시예는 비독성 PVC 몰드(403)로 외갑을 씌울 수 있지만, 기타 비독성 몰드를 또한 사용할 수 있다. 전기 코일은 또한 드레싱(dressings), 밴디지(bandages), 가먼트(garments) 및 상처 치유에 전형적으로 사용되는 기타 구조들에 포함될 수 있다.

도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 파형(500)의 일 실시예가 도시된다. 한정된 지속시간(503)을 가진 버스트(502) 내에서 펄스(501)가 반복된다. 상기 지속시간(503)은 듀티 사이클이 약 1 내지 약 10^-5 사이의 단일 주기에 대한 버스트 지속시간의 비율로 정의될 수 있도록 한다. 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예는 변형된 1/f 진폭 포락선(504)을 가진 약 10 내지 약 50 마이크로 초 동안의 버스트(502)에 적용되고 약 0.1 내지 약 10 초 사이의 버스트 주기에 해당하는 한정된 지속시간(503)을 지닌 펄스(501)에 유사 직사각형(pseudo rectangular) 10 마이크로 초 펄스들을 이용하지만, 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비와 같은 수학적 모델을 따르는 기타 파형, 포락선 및 버스트 주기들을 사용할 수 있다.

도 6은 손목 보호대와 같은 위치 장치에 포함된 본 발명의 바람직한 일 실시예를 도시한다. 손목 보호대(601)와 같은 위치 장치(600)는 사람의 손목(602)에 착용 된다. 위치 장치는 휴대용으로, 1회용 및 이식형으로 제작될 수 있다. 위치 장치는 복수개의 방식으로 본 발명에 조합하여 사용될 수 있는데, 예를 들어 봉합하거나 Velcro

를 이용해 부착하는 방법 및 탄성적인 고정 장치를 제작함으로써 본 발명을 고정시키는 등의 방법으로 위치 장치에 결합할 수 있다.

본 발명에 따른 다른 실시예에서, 본 발명은 예를 들어 가정, 진료소, 치료 센터 및 실외의 어느 곳에서나 사용될 수 있도록 위치 장치의 존재 여부에 관계없이 임의의 크기인 자립형(stand-alone) 장치로 제작될 수 있다. 상기 손목 보호대(601)는 네오프렌(neoprene)과 같은 임의의 해부학적 지지 재료로 만들어질 수 있다. 코일(603)은 본 발명에 따라서 형성된 신호, 예를 들어, 도 5에 묘사된 것과 같은 파형은 손목의 상부인 등(dorsal) 부위로부터 손목의 하부인 바닥(plantar) 부위까지 적용될 수 있도록 손목 보호대(601)에 포함된다. 마이크로 회로(604)는 Velcro

와 같은 체결 장치(fastening device)(미도시)를 이용하여 손목 보호대(601)의 외장에 부착된다. 마이크로 회로는 연성 도선(605)과 같은 적어도 하나의 연결 장치의 일단에 결합된다. 적어도 하나의 연결 장치의 타단은 코일들(603)에 결합된다. 본 발명에 따른 위치 장치의 다른 실시예들은 무릎, 팔꿈치, 허리, 어깨, 기타 신체 부위별 덮개들(wraps) 및 가먼트, 패션 액세서리 및 신발류와 같은 의류(apparel)를 포함한다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 매트리스 패드(700)에 포함된 전자기 치료 장치의 일 실시예가 도시된다. 매트리스도 사용될 수 있다. 몇몇 경량의 유연성 코일들(701)은 매트리스 패드에 포함된다. 경량의 유연성 코일들은 가는(fine) 유연성 전도 도선, 전도 실(thread) 및 기타 유연성 전도 재료로부터 제작될 수 있다. 유연성 코일들은 적어도 하나의 도선(702)의 적어도 일단에 연결된다. 그러나, 유연성 코일들은 또한 회로(703)에 직접 연결되도록 형성되거나 무선으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 파형들을 형성하는 경량 소형화된 회로(703)는 상기 적어도 하나의 도선의 적어도 일단에 부착된다. 상기 경량 소형화된 회로(703)는 활성화 되면 목표 경로 구조에 결합된 펄스 전자기 주파수 신호들을 생성하도록 유연성 코일들(701)로 향하는 파형들을 형성한다.

예 1

전자기 주파수 신호 형성을 위한 본 발명에 따른 일 실시예는 표준 효소 시험에서 칼슘 의존성 미오신 인산화 작용에 사용되어 왔다. 이러한 효소 경로는 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 분자들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효과를 향상시키는 것으로 공지되어 있다. 인산화율이 서브-포화 Ca² ⁺ 농도와 시간에 대해 몇 분 동안 선형적이기 위한 반응 혼합물을 선택하였다. 이렇게 함으로써, 인간 및 동식물의 세포, 기관, 조직 및 분자들에 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들을 적용할 때나 부상 때처럼 Ca² ⁺/CaM가 전자기 주파수 민감하도록 생리학적으로 허용된다. 실험은 칠면조 모래 주머니에서 추출한 미오신 경사슬(myosin light chain: "MLC") 및 미오신 경사슬 키나아제(myosin light chain kinase: "MLCK")를 사용하여 실시하였다. 반응 혼합물은 40 mM Hepes 완충 용액, pH 7.0; 0.5 mM 초산 마그네슘; 1 ㎎/㎖ 우혈청 알부민(bovine serum albumin), 0.1 % (w/v) 트윈(Tween) 80; 및 1 mM EGTA를 포함하는 염기성 용액으로 구성되어 있다. 자유 Ca² ⁺는 1 - 7 μM 범위에서 변하였다. 일단 Ca² ⁺ 완충이 되면, 새로 제조된 70 nM CaM, 160 nM 미오신 경사슬, 2 nM 미오신 경사슬 키나아제를 최 종 반응 혼합물을 형성하도록 염기성 용액에 첨가하였다.

각각 일련의 실험을 위해서 날마다 반응 혼합물을 새롭게 제조하였고 1.5 ㎖ 원심분리용 튜브들(Eppendorf tubes)에 100 μL 씩 반응 혼합물을 분배하였다. 반응 혼합물을 포함하는 모든 원심분리용 튜브들을 0 ℃에 보관하고 그러고 나서 Fisher Scientific model 900 열 교환기를 통해 지나가게 하여 예열된 물을 계속 관류시켜 37 ± 0.1 ℃에서 유지되는 특수 설계된 수조로 옮긴다. 모든 실험을 실시하는 동안 하나의 원심분리용 튜브에 담긴 Cole-Parmer 모델 8110-20과 같은 서미스터(thermistor) 탐침으로 온도를 모니터 하였다. 2.5 μM 32P ATP로 반응을 개시하였고 30 μM EDTA를 포함하는 Laemmli Sample Buffer로 중단하였다. 최소 5개의 공시료들을 각각의 실험에 포함하였다. 공시료들은 전체 시험 혼합물에서 활성 요소들인 Ca² ⁺, CaM, 미오신 경사슬 또는 미오신 경사슬 키나아제들 중 어느 하나를 뺀 용액을 포함하였다. 공시료 총수가 300 cpm 보다 높았던 실험들은 받아들이지 않았다. 인산화는 5분 동안 진행하게 하였고 TM Analytic model 5303 Mark V 액체 섬광 계수기를 사용하여 미오신 경사슬에 포함된 ³²P의 개수를 세어서 인산화를 평가하였다.

신호는 고 주파수 파형의 반복적인 버스트들을 포함하였다. 진폭은 0.2 G에서 일정하게 유지되었고 반복률은 모든 노출에서 1 버스트/초 였다. 버스트 지속 시간은 버스트 지속시간이 500 마이크로 초에 접근함에 따라 최적한 파워 신호 대 잡음 비가 달성되는 것을 보여주는 당해 발명의 수학적 분석의 투영들에 근거하여 65 마이크로 초 내지 1000 마이크로 초 사이에서 변하였다. 상기 결과들은 마이크로 초인 버스트 폭(801)을 x-축상에 플롯하고 미오신 인산화(802)를 treated/sham으로 y-축 상에 플롯한 도 8에 도시 된다. Ca² ⁺가 CaM에의 결합에 미치는 펄스 자기 주파수 효과는 파워 신호 대 잡음 비 모델에서 도시된 바와 같이 약 500 마이크로 초에서 최대값에 접근함을 볼 수 있다.

이러한 결과들은 본 발명의 일 실시예에 따라 형성된 전자기 주파수 신호는 주어진 자기장 진폭에 대하여 최적한 파워 신호 대 잡음 비를 달성하기에 버스트 지속시간들이 충분하게 되면 인간 및 동식물 세포, 기관, 조직 및 세포들에 적용되는 약리학적, 화학적, 미용 및 국소적 약물들의 효과를 최대한으로 증가시킬 것이라는 것을 확인해 준다.

예 2

펄스 전자기 주파수("PEMF") 파형들로 어느 정도 치료되는 지를 결정했던 본 연구는 치료된 부위의 혈액 관류에 영향을 미친다. 모든 시험은 온도 제어된 방(23 ℃ 내지 24 ℃)에서 편안한 안락 의자에 앉은 피검자를 대상으로 실시하였다. 각각의 팔에 비금속 레이저 도플러(Doppler) 탐침(probe)을 양면 테이프로 전주와(antecubital space)에서 약 5 ㎝ 떨어진 내측 전완(medial forearm)에 부착하였다. 표면 온도 측정을 위한 온도 감지 서미스터를 탐침들의 외부 말단에서 약 1 ㎝ 떨어진 곳에 두고 테이프로 고정하였다. 어떠한 공기 흐름의 직접적인 순환 효과를 줄이기 위해 각각의 전완 위에 수건을 걸쳐 두었다. 피검자가 편안하게 휴식 하면서, 각각 팔의 피부 온도를 모니터 하였다. 이러한 모니터링 기간 동안에 당해 발명에 따른 펄스 전자기 주파수 파형의 생성을 위한 여자기(excitation coil)를 피부 표면으로부터 약 2 ㎝ 의 수직 거리에 있는 오른쪽 전완의 레이저 도플러 탐침 바로 위에 위치시켰다. 모니터되는 피부 온도가 정상 상태 값에 이르게 되었을 때, 데이터 수집 단계(phase)가 시작되었다. 이는 20 분의 기준선 시간간격(baseline interval) 후에 뒤따르는 펄스 전자기 주파수 파형이 적용되는 45 분의 시간간격으로 구성되어 있다.

피부 온도는 전체 프로토콜(protocol)이 진행되는 동안 5분의 시간간격으로 기록되었다. 레이저 도플러 유량계(Laser Doppler Flowmeter: "LDF")로 결정된 혈액 관류 신호들은 계속 차트 기록계에 표시되었고 컴퓨터에 의해 포착됨과 동시에 아날로그에서 디지털 변환이 뒤따랐다. 레이저 도플러 유량계 신호들은 각각의 시간간격마다 단독 평균 관류 값을 생성시키는 각기 인접한 5 분 시간간격의 측정 동안 컴퓨터가 평균한 시간이었다. 상기 절차의 종국에서 피부 부위의 상대적 자기장 세기는 특수 설계되고 조정된(calibrated) 계량 시스템에 결합된 1 ㎝ 루프(loop)로 측정되었다.

각 피검자에 대해 치료되는 팔과 대조 팔의 기준선 관류(baseline perfusion)를 20 분간의 기준선 시간간격 동안 평균으로 측정하였다. 펄스 전자기 주파수 치료의 시작 후 후속 관류 값들을 이러한 기준선의 퍼센티지로 표현하였다. 치료되는 팔과 대조 팔간의 비교를 그루핑(grouping) 변수들로 팔(치료된 대 대조) 및 반복되는 측정으로 시간을 지닌 분산(variance)을 분석하여 실시하였다.

도 9는 시간을 x-축(901)에 플롯하고 관류를 y-축(902)에 플롯하여 관찰한 9명의 피검자를 대상으로 치료하는 동안 발견된 관류 변화의 시간 과정을 요약한 것이다. 분석에 의하면 40 분의 펄스 전자기 주파수 치료 후에 치료된 팔에서 상당히(p <.01) 상승된 혈액 관류를 지닌 상당한 치료-시간 상호작용(p = 0.03)을 보여준다. 기준선 관류의 절대값들(mv)은 대조 및 치료된 팔들 사이에서 다르지 않았다. 절대 단위(mv)로 된 기준선 관류를 공변량(covariate)으로 가진 분산(covariance)의 분석에 의하면 또한 치료된 팔들과 대조 팔들 사이에 전체적인 차이를 보여준다(p < .01).

본 조사 연구의 주된 소견은 펄스 전자기 주파수 치료는 설명된 것과 같은 방식으로 적용되면 휴식을 취하고 있는 전완 피부 미소혈관계의 관류에의 상당한 증가와 관련되어 있다는 것이다. 휴식을 취하고 있는 치료전(pre-treatment) 수준들과 비교하면 약 30 % 평균 증가한 값인 이러한 증가는 약 40 분간 치료한 후에 발생하였지만, 대측면의(contralateral) 치료되지 않은 팔에는 그러한 증가가 뚜렷하지 않다. 이는 의도된 조직 목표에 약리학적, 화학적, 국소적, 미용 및 유전 약물들의 흐름을 증가시킨 것이다.

약리학적 효과들을 향상시키기 위한 장치 및 방법에 대한 실시예들을 설명하였음에도 불구하고, 당업자들은 상기 내용들을 고려하여 수정 및 변형을 가할 수 있다는 것은 주목할 만하다. 따라서, 개시된 발명의 상세한 실시예들을 첨부된 청구항들이 정의하는 발명의 사상과 범위 내에서 변경할 수 있음은 명백하다.

Claims

적어도 하나의 반응성 약물을 목표 경로 구조에 적용하는 단계;

적어도 하나의 파형 파라미터를 갖는 적어도 하나의 파형을 형성하는 단계;

상기 반응성 약물이 적용된 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 적어도 어느 하나를 최대화 시키기 위하여 상기 적어도 하나의 파형의 상기 적어도 하나의 파형 파라미터 값을 선택하는 단계;

목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 상기 적어도 어느 하나를 최대화 시키는 상기 적어도 하나의 파형을 이용하여 전자기 신호를 발생시키기는 단계; 및

상기 목표 경로 구조를 조절하기 위하여 상기 목표 경로 구조에 상기 전자기 신호를 결합시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 약리학적 효과들을 향상시키는 방법.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 반응성 약물을 적용하는 단계는 복용, 정맥주사, 근육주사 및 국소적 적용을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 반응성 약물들은 약리학적 약물, 화학적 약물, 국소적 약물, 미용 약물 및 유전 약물 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 적어도 하나의 파형 파라미터는 약 0.01 ㎐ 내지 약 100 ㎒ 사이에서 반복하는 상기 적어도 하나의 파형을 형성하는 주파수 성분 파라미터, 수학적으로 정의된 진폭 함수를 따르는 버스트 진폭 포락선 파라미터, 수학적으로 정의된 폭 함수에 따라 각각의 반복에서 변하는 버스트 폭 파라미터, 수학적으로 정의된 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 ㎶/㎝ 내지 약 100 ㎷/㎝ 사이에서 변화하는 최대 유도 전기장 파라미터 및 수학적으로 정의된 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 μT 내지 0.1 T 사이에서 변화하는 최대 유도 자기 전기장 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제4항에 있어서,

상기 정의된 진폭 함수는 1/주파수 함수, 로그 함수, 카오스 함수(chaotic function) 및 지수 함수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 목표 경로 구조는 줄기 세포, 분자, 세포, 조직, 기관, 이온 및 리간드들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 반응성 약물들의 약효를 증가시키기 위하여 조절 분자들에 이온 및 리간드들을 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 이온 및 리간드들을 결합시키는 단계는 칼모둘린(Calmodulin) 결합에 칼슘의 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 이온 및 리간드들을 결합시키는 단계는 목표 경로 구조들에서 성장 인자 생성의 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 이온 및 리간드들을 결합시키는 단계는 목표 경로 구조들에서 사이토카인 생성의 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 이온 및 리간드들을 결합시키는 단계는 조직 성장, 회복 및 정비에 적절한 성장 인자 및 사이토카인들의 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서,

상기 이온 및 리간드들을 결합시키는 단계는 상기 목표 경로 구조에서 상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 혈관 생성 및 혈관 신생의 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 반응성 약물들의 효능 향상을 위하여 표준 물리 치료 요법들을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제13항에 있어서,

표준 물리 치료 요법들은 열, 냉(cold), 압박(compression), 마사지 및 운동(exercise) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 조절 분자들에 이온 및 리간드들의 세포외 전달을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 조절 분자들에 이온 및 리간드들의 막 횡단 전달을 증가시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 전자기 신호를 결합하는 단계는 부속 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서,

상기 반응성 약물들의 효능 향상을 위하여 표준 의료 요법들 (standard medical therapies)을 적용하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
제18항에 있어서,

표준 의료 요법들은 조직 이식 및 기관 이식들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
반응성 약물들과 상호 작용하는 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 적어도 어느 하나를 최대화 시키기 위하여 선택될 수 있는 적어도 하나의 파형 파라미터를 가지는 적어도 하나의 파형을 생성하는 파형 생성 수단; 및

상기 목표 경로 구조에서 신호 대 잡음 비 및 파워 신호 대 잡음 비 중 상기 적어도 어느 하나를 최대화 시키는 상기 적어도 하나의 파형으로부터 전자기 신호를 발생하고 상기 전자기 신호를 상기 목표 경로 구조에 결합시켜 상기 목표 경로 구조가 조절되게 하는 상기 파형 생성 수단에 연결된 결합 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 약리학적 효능을 향상시키는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 적어도 하나의 파형 파라미터는 약 0.01 ㎐ 내지 약 100 ㎒ 사이에서 반복하는 상기 적어도 하나의 파형을 형성하는 주파수 성분 파라미터, 수학적으로 정의된 진폭 함수를 따르는 버스트 진폭 포락선 파라미터, 수학적으로 정의된 폭 함수에 따라 각각의 반복에서 변하는 버스트 폭 파라미터, 수학적으로 정의된 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 ㎶/㎝ 내지 약 100 ㎷/㎝ 사이에서 변화하는 최대 유도 전기장 파라미터 및 수학적으로 정의된 함수에 따라 상기 목표 경로 구조에서 약 1 μT 내지 0.1 T 사이에서 변화하는 최대 유도 자기 전기장 파라미터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제21항에 있어서,

상기 정의된 진폭 함수는 1/주파수 함수, 로그 함수, 카오스 함수 및 지수 함수 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 목표 경로 구조는 줄기 세포, 분자, 세포, 조직, 기관, 이온 및 리간드들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 반응성 약물들은 약리학적 약물, 화학적 약물, 국소적 약물, 미용 약물 및 유전 약물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 반응성 결합 장치, 유도성 결합 장치, 용량성 결합 장치 및 생화학적 결합 장치 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 칼모둘린에 결합하는 칼슘을 조절하는 상기 목표 경로 구조에 상기 신호를 결합시키는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 상기 신호를 상기 목표 경로 구조에 결합시켜 상기 반응성 약물들의 효능 향상에 적절한 성장 인자 생성 및 사이토카인 생성 중 적어도 어느 하나를 조절하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제27항에 있어서,

상기 성장 인자는 섬유 아세포(fibroblast) 성장 인자, 혈소판(platelet) 유도 성장 인자, 인터루킨(interleukin) 성장 인자, 뼈 형태형성(morphogenetic) 단백질 성장 인자들 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 상기 신호를 상기 목표 경로 구조에 결합시켜 상기 반응성 약물들의 약효를 향상시키기 위하여 혈관 형성 및 혈관 신생을 조절하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 상기 신호를 상기 목표 경로 구조에 결합시켜 상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 인간 성장 인자 생성을 조절하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 상기 신호를 상기 목표 경로 구조에 결합시켜 상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 세포 및 조직 활성을 증진시키는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 결합 장치는 상기 신호를 상기 목표 경로 구조에 결합시켜 상기 반응성 약물들의 효능을 향상시키기 위하여 세포 개체군을 증가시키는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 파형 생성 수단, 연결 수단 및 결합 장치는 경량이고 휴대가 가능하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 파형 수단, 연결 수단 및 결합 장치는 매트리스, 매트리스 패드, 침대 및 위치 장치 중 어느 하나에 포함되는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제34항에 있어서,

상기 위치 장치는 해부학적 보호대, 해부학적 덮개 및 의류(apparel) 중 적 어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제35항에 있어서,

상기 의류는 가먼트(garments), 패션 액세서리 및 신발류 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 파형 생성 수단은 프로그램될 수 있는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 파형 생성 수단은 소정의 시간 동안 적어도 하나의 펄스 자기 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

상기 파형 생성 수단은 임의의 시간 동안 적어도 하나의 펄스 자기 신호를 전달하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제20항에 있어서,

표준 물리 치료 요법들을 위한 전달 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.
제40항에 있어서,

상기 표준 물리 치료 요법들은 열, 냉, 마사지 및 운동을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자기 치료 장치.