KR20170021247A - 생체 조직의 전류 치료를 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
생체 조직에 대해 전류 치료를 수행하는 방법 및 장치. 장치는 전류 치료를 계속적으로 제공하는 생체에너지 온도 조절기로서 지속적으로 동작할 수 있거나, 감지 파라미터에 기초하여 파라미터가 전류 치료가 적용될 것임을 나타낼 때만 전류 치료를 제공한다.
Description
본 출원은 전체 내용이 본원에서 참조로써 통합되는 2014년 6월 17일 제출된 미국 가출원 번호 제 62/013,126 호에 대한 우선권을 주장한다.
본 개시는 전류를 사용하여 생체 조직을 치료하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다. 예를 들어, 본 개시의 양상은 손상된 심근 조직을 치료하고 프리컨디셔닝(preconditioning)하고, 줄기 세포의 거동에 영향을 주고, 췌장 조직에 의해 인슐린의 생성을 증가시키고, 췌장의 글루카곤 및 다른 작은 분자 생성물질의 생성을 증가시키고, ATP의 세포 생성을 증가시키고, 노화 세포를 활성화시키고, 적합한 조직 및 세포에 양극(anodal) 또는 이상성(biphasic)이 될 수 있는 전류를 인가함으로써 암을 예방하고 치료하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
본원에서 제공되는 "배경기술" 설명은 본 개시의 콘텍스트를 일반적으로 나타내는 목적을 위한 것이다. 본 배경 기술 섹션에서 설명되는 범위에서, 지명된 발명자의 연구 뿐만 아니라 출원 시에 종래 기술로서 달리 한정하지 않을 수 있는 상세한 설명의 양상은 본 개시에 대해 종래 기술로서 명시적으로 또는 암묵적으로 인정된 것이 아니다.
신체의 각 세포는 멤브레인 전위를 갖는 것이 알려져 있지만, 이 기능이 무엇인지, 그리고 심장 및 신경 세포 이외에 신체의 일부 세포는 탈분극한다는 것은 잘 알려져 있지 않다. 예를 들어, 한 극단적인 예로, 이식가능한 심장 제세동기(implantable cardioverter defibrillator: ICD)를 갖는 환자는 부정맥(arrhythmia)이 존재하지 않기 때문에 ICD가 작동하지 않는 문제에 직면할 수 있다. 자극이 필요없는 것으로 보이는 이들 환자들은 선천적으로 보다 활발한 멤브레인 전위에 기인하여 그러할 가능성이 있다. 즉, 증가된 멤브레인 전위는 부정맥으로부터 보호된다.
반면, 특정 세포가 노화됨에 따라, 이들의 멤브레인 전위는 감소하고 이들의 기능은 신체의 많은 중요한 영역에서 저하될 수 있다. 예를 들어, 심근의 세포는 정상적인 경우의 속도만큼 임펄스를 빠르게 전도시킬 수 없다. 따라서, 느린 전도는 재진입 리듬(re-entrant rhythm), 초기 및 말기 후탈분극(early and late after-depolarization) 및 감쇠 전도를 일으킴으로써 부정맥을 생성할 수 있다.
또한, 미토콘드리아의 기능 장애의 질병은 많은 세포의 손상된 멤브레인 전위와 연관되고 손상된 멤브레인 전위의 일반화된 형태이다. 이는 심장 이상 뿐만 아니라 뇌 이상을 포함하는 심각한 다중 장기 기능 장애를 일으킨다. 이러한 환자는 종종 전도 결함을 경험하고, 이 징후는 신체의 다른 영향을 받은 부분의 이상에 도움이되지 않더라도 심장 박동기에 의해 치료될 수 있다.
일반화된 미토콘드리아의 기능 장애가 없는 환자의 경우에도, 동맥에서의 낮은 멤브레인 전위는 호기성(aerobic) 메카니즘으로부터 혐기성(anaerobic) 메커니즘으로 전환하는 손상된 신진대사 및, 페록시다아제(peroxidase) 및 활성 산소의 과잉 생성과 연관된다. 이들 변화는 증가된 아테로마성 동맥 경화증(atherosclerosis)과 연관된다.
심장 및 신경 조직 외의 영역에서의 탈분극은 탈분극이 인슐린의 분비를 개시하는 췌장에서의 베타 세포에서와 같이 거의 인식되지 못한다. 이는 두 단계로 발생한다. 초기 단계는 5분 동안 지속되고 ATP 반응성 칼륨 채널의 폐쇄에 의해 개시된다. 췌장이 글루코스 분자를 만나게 되면, 전자는 글루코스 분자로부터 이탈되어 전자 전달 연쇄계(electron transport chain)로 전달됨으로써 ADT를 ATP로 변환시킨다. 이는 베타 세포에 의해 관찰되고 APT 반응성 칼륨 채널은 베타 세포를 탈분극시키는 것을 종료한다. 이 현상은 세포질에서 인슐린의 과립을 세포의 내부 멤브레인을 향하여 이동시켜 혼합시키는 것을 야기한다. 인슐린 생성의 제 2 단계는 약 30분 내지 2시간 동안 지속되고, 잘 알려져 있지 않지만, 어떻게든 인슐린 생성과 관련된다. 이론적으로, 음극 전류로 베타 세포의 탈분극을 강제할 수 있는데 그 이유는 음극 전류가 또한 탈분극을 위한 임계치가 도달할 때까지 멤브레인 전위를 감소시키기 때문이다. 반면, 양극 전류의 역할은 이전에 알려지거나 조사된 것으로 보이지 않고, 인슐린 생성과 더 관련된 것으로 보인다.
다른 영역에서, 일반적으로 심장 마비에 기인한 심근의 손상은 장수와 삶의 질을 심각하게 훼손할 수 있는 심장 기능의 장애를 초래한다. 일반적으로, 손상된 영역에서의 반흔 조직 형성(scar tissue formation)을 허용하는 보조 치료만이 환자에게 제공된다. 그러나, 손상을 제한하려는 시도는 정맥 안으로 대용량의 줄기 세포를 주입시킴으로써 일부가 손상된 영역으로 이식되고 기능성 심근으로 분화하고, 수축성의 손실을 제한할 것이라는 희망으로 시도되었다. 그러나, 세포는 종종 정확하게 정렬하지 않거나 재진입 회로를 촉진하는 기하학 구조를 형성할 수 있으며 치명적인 부정맥을 초래할 수 있다. 줄기 세포 기능을 제어하는 자극은 잘 이해되지 않았고, 종전에는 전기적 현상을 포함하지 않는 것이었다.
발명의 일 양상에서, 생체 조직에 대한 전류 치료를 수행하는 방법은 생체 조직에 전류 치료를 행하는 단계를 포함한다.
발명의 다른 양상에서, 생체 조직에 전류 치료를 제공하는 장치는, 적어도 하나의 전극을 통해 생체 조직에 행해질 전류 치료를 발생시키도록 구성되는 발생기 회로를 포함한다.
본 발명의 더 완전한 이해 및 이에 수반되는 많은 이점은 첨부한 도면과 관련하여 고려될 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 동일한 것이 더 양호하게 이해될 것이다.
도 1은 본 개시의 예시적인 양상에 따른 전류 자극을 위한 파형을 도시한다.
도 2는 본 개시의 예시적인 양상에 따른 이식가능 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 예시적인 양상에 따른 조직에 전류 치료를 적용하기 위한 방법의 흐름도이다.
도 1은 본 개시의 예시적인 양상에 따른 전류 자극을 위한 파형을 도시한다.
도 2는 본 개시의 예시적인 양상에 따른 이식가능 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 개시의 예시적인 양상에 따른 조직에 전류 치료를 적용하기 위한 방법의 흐름도이다.
다음의 설명은 다수의 도면 전반으로 유사한 참조 부호가 동일하거나 대응하는 부분을 지정하는 도면을 참조한다.
심장 페이싱(cardiac pacing)이 쌍극(bipolar) 구성으로 수행될 때, 음극(음으로 충전된 전극)은 심근과 접촉하고 양극(양으로 충전된 전극)은 혈액 풀(blood pool)에서 더욱 중심에 놓여진다. 또한, 페이싱 자극에 의한 심근 자극은 통상적으로 음극과의 경계에서만 발생하는데, 그 이유는 크기가 동일한 전극들이 제공되면, 양극 자극은 짧은 커플링 구간에서의 "딥(dip)"을 제외하고는 음극 자극과 비교하여 더 높은 임계치를 갖고 양극은 통상적으로 자극이 발생할 가능성이 적은 더 큰 표면 영역을 갖는 전극을 갖기 때문이다.
초기에 양극 자극은 특히 전해질 불균형 또는 국소 빈혈의 조건에서, 부정맥의 원인으로서 잘못 시사되었다. 그러나, 부정맥 유발 작용(arrhythmogenesis)은 주로 낡은 비동기 심장 박동기(asynchronous pacemaker)에 의해 발생될 수 있는 짧은 커플링 구간에서의 페이싱과 관련된 것이었고 디맨드 모드(demand mode)에서 페이싱이 거의 항상 발생하는 현재 장치에서는 이슈가 될 수 없을 것이다. 또한, 양극 자극은 심장에서의 전도 속도 및 기계적 성능을 향상시키는 경향이 있어서, 바람직한 대안으로 만들 수 있다.
도 1은 심장과 같은 생체 조직을 전기적으로 자극하기 위해 활용될 수 있는 상이한 파형을 도시한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 양극 자극이 펄스의 "중지(break)" 또는 꼬리 엣지(trailing edge) 상에서 자극하고, 반면 음극 자극은 펄스의 "시작(make)" 또는 선두 엣지(leading edge) 상에서 동작하도록 구성된다. 특히, 양극 자극은 프리컨디셔닝 스테이지를 포함하며, 이 이후에 자극이 양의 클럭 펄스의 하강 엣지(falling edge) 상에서 발생한다. 반면, 도 1에서 도시된 바와 같이, 음극 자극은 음의 클럭 펄스의 초기 엣지(initial edge) 상에서 발생한다. 또한, 도 1은 양극 또는 음극 자극 펄스 보다 더 큰, 양의 피크(peak)와 음의 피크 사이의 최대 총 전압 차를 생성하는 이상성 펄스(a biphasic pulse)를 또한 도시한다. 양극 및 음극 자극 펄스 보다 더 큰 크기를 갖는 이 피크 투 피크(peak to peak) 전압은 자극 임계치를 신속하게 넘어서게 멤브레인 전위를 구동시켜서, 최강의 가용 탈분극 펄스를 제공한다. 이 설명은 명료성을 위해 자극 펄스의 측면에서 행해졌다. 그러나, 설명된 원리는 당업자가 인식하는 바와 같이, 자극 여부에 상관 없이, 전류 치료에서 사용되는 임의의 전류 또는 파형에도 적용가능하다.
본 발명자에 의해 처음 알려지는 바와 같이, 양극 컴포넌트를 통한 페이싱은 확실한 유용성을 갖는다. 예를 들어, 양극 또는 이상성 전류 펄스를 통해 페트리 접시(petri-dish) 내의 줄기 세포를 페이싱하게 되면 줄기 세포가 신속하게 증배(multiplying) 및 분화(differentiated)될 뿐만 아니라 전기 선속을 따라 정렬된 다. 예를 들어, 양극 전류로 줄기 세포를 페이싱하게 되면 줄기 세포가 양극 전위를 향해 이동하게 한다. 따라서, 전류 치료는 줄기 세포 정렬을 향상시키고 손상된 조직의 장기 치료를 돕는데 사용될 수 있는데, 그 이유는 손상된 조직에 적용되는 줄기 세포가 더 양호한 정렬로 적용되고, 전류 치료의 결과로서 줄기 세포가 더 신속하게 증배하고 분화하기 때문이다.
다음으로, 본 개시의 예시적인 양상에 따라 전류 치료에 사용되는 이식가능 장치의 설명이 먼저 제공된다. 그 다음 상이한 시나리오에서의 장치의 여러 적용예가 제공된다.
도 2는 기능저하 장기(malfunctioning organ)에 전류 치료를 제공하는데 사용될 수 있는 이식가능한 장치의 블록도(200)를 도시한다. 이식가능한 장치(200)는 센서(201), 저잡음 사전증폭기(203), 필터(205), 비교기(207), 신호 발생기(209) 및 전극(211)을 포함한다.
센서(201)는 다른 장기의 심근 및/또는 다른 세포의 멤브레인 전위 뿐만 아니라 심장의 리듬 및 수축을 감지하도록 구성될 수 있다. 센서(201)는 심방 센서(atrial sensor), 심실 센서(ventricular sensor) 등을 포함할 수 있지만, 또한 생체 조직 위에, 내에 또는 근접하게 위치된 임의의 센서를 포함할 수 있다. 센서(201) 내의 회로에 의해 캡쳐된 데이터는 저잡음 사전증폭기(203)의 회로에 의해 증폭된다. 또한, 증폭된 데이터는 심장을 위한 ECG 신호와 같은, 적합한 신호를 달성하기 위해 2차 저잡음 필터의 회로를 통해 통과될 수 있다. 필터로부터의 신호는 비교기(207)에 제공된다. 비교기의 회로는 심장에 의해 실시되는 심장 박동 이벤트를 검출하기 위해 임계치 검출기를 구현할 수 있거나, 대안으로, 신체의 다른 장기 상에서 사용될 때와 같이, 비교기의 회로는 세포의 전압 전위가 사전결정된 임계치 미만인지를 검출할 수 있다. 비교기(207)의 출력은 구형파 펄스, 톱날 파형 등과 같은 특정 형상의 신호를 생성하도록 구성될 수 있는 신호 발생기(209)의 회로에 입력된다. 신호 발생기(209)로부터의 신호는 전극(211)의 회로에 인가되어 양극, 이상성 또는 음극 전류 치료를 제공한다. 이해될 수 있는 바와 같이, 이러한 치료는 심장의 페이싱을 포함할 수 있지만, 유일한 적용예가 될 필요는 없다. 전류 치료는 본 개시의 범위로부터 벗어남이 없이 다른 장기 및/또는 조직에 제공될 수 있다. 또한, 프로세싱 및 메모리 회로를 포함하는 저전력 소비 마이크로제어기는 이식가능한 장치의 전체 동작을 제어하는데 활용될 수 있다.
비록 위의 설명은 장치를 "이식가능한" 것으로서 지칭하지만, 장치는 또한 신체 외부에 남아있는 것, 즉 이식가능하지 않은 장치가 될 수 있다. 따라서, 용어"이식가능한"은 본 개시에 대해 제한하는 것 보다는 예시적인 것으로서 고려되는 것이다.
예시적인 실시예에 따라, 세포의 외부에 양극 전류를 인가하면 멤브레인 전위를 증가하고, 본 발명자에 의해 처음 알려지는 바와 같이, 이러한 효과는 몇시간 동안 지속될 수 있다. 양극 전류의 적용예는 또한 세포의 활동을 위해 추가로 사용되는 ATP(adenosine tri-phosphate)의 생성을 증가시킨다.
세포의 기능에서의 향상을 위한 무수한 용법이 존재한다. 예를 들어, 신체로부터 쉽게 획득될 수 있고 나중에 다시 되돌릴 수 있는 신체의 세포가 존재한다. 백혈구(WBC)는 수혈을 목적으로 하는 혈액에 존재한다. 이들 세포는 수혈 패킷에 양극 전류를 인가함으로써 과분극(hyperpolarized)될 수 있다. 신체로 다시 수혈될 때 이러한 "슈퍼" WBC는 특히 심각하게 생명을 위협하는 염증에서 특히 중요한 감염과 싸우는 능력을 향상시킬 것이다. 또한, 양극 컨디셔닝의 다른 유용성은 염색체의 말단에 있는 말단 소립(telomere)의 길이를 향상시키데 있다. 특히, 세포 배양은 제한된 횟수 동안만 계대 배양(sub-cultured)될 수 있는데, 그 이유는 염색체의 말단에 있는 말단 소립이 노화로 인해 계대 배양에서 더이상 자라지 않을 때까지 더 짧아지게 되기 때문이다. 그러나, 본 발명자에 의해 처음 알려지는 바와 같이, 이러한 세포를 양극, 이상성 또는 음극 전류에 노출시키게 되면, 말단 소립의 길이는 연장되고 배양의 활력이 회복된다. 멤브레인 전위는 예를 들어, WBC로부터 형광측정법(fluorometry)에 의해 측정될 수 있고, 또한 다른 조직에서 발생하는 것에 대한 대리(a surrogate)로서 역할을 할 수 있다.
다른 예시적인 실시예에 따라, 전류 치료는 내분비 조직에서 호르몬 생성을 자극하여, 다양한 형태의 당뇨병을 치료할 수 있다. 예를 들어, 아마도 타입 I 및 II 당뇨병은 상이한 병인학(etiologies)을 갖는다. 일부 환자들에서는, 매우 적은 인슐린 생성에 의한 섬세포(islet cell) 파괴가 반드시 존재하고, 다른 환자들에서는 인슐린 분비의 메커니즘에서의 결함이 존재할 수 있다. 예를 들어, 당뇨병 전증(pre-diabetes)에서 검출될 수 있는 첫번째 결함은 인슐린 분비의 첫 5분 서지(surge)의 둔화(blunting)이다. 양극, 이상성 또는 음극 전류에 의한 베타 세포의 멤브레인 전위를 증가시키는 것은 이 둔화를 보정함으로써 유용한 결과를 생성할 수 있다.
양극, 이상성 또는 음극 전류의 적용예는 또한 멤브레인 전위를 증가시킴으로써 더 많은 ATP를 생성한다. 이러한 전류 치료의 적용예는 치료법 관점에서 보면 많은 영향을 가질 수 있다. 첫째로, 당뇨병은 전류를 췌장에 인가함으로써 개선될 수 있다. 이는 총담관(the common bile duct)을 통해 리드(lead)를 통과시키고 이를 췌장두(the head of the pancreas) 내부에 놓이게 함으로써 달성될 수 있다. 대안으로, 작은 스크류 인(screw-in) 리드는 작은 복강경 절개를 통해 췌장에 직접 적용될 수 있다. 이 프로세스는 다수의 타입의 전류 파형을 인가하는데 사용될 수 있고, 일부는 정상적인 내인성 분비(endogenous secretion) 제어 메커니즘에 영향을 주지 않고 인슐린 생성을 자극하고, 다른 파형은 섬세포의 탈분극을 개시함으로써 분비를 개시한다.
또한, 다른 예시적인 실시예에 따라, 전류 치료의 다른 사용법이 이식을 위해 사용될 췌장 조직에 대해 적용된다. 일반적으로 이러한 조직은 예를 들어, 신피막(the renal capsule) 아래와 같이 "보호되는 부위"에 위치된다. 이식 수술이 일반적으로 처하는 문제점은 세포의 생존능력을 알지 못한다는 것, 또는 이들이 인슐린을 얼마나 효율적으로 생성할 수 있는가 하는 것이다. 그러나, 양극, 이상성 또는 음극 전류가 의도된 조직에 인가될 수 있고 생성된 인슐린이 측정될 수 있다. 또한, 세포는 인슐린 생성을 "상향조절(up-regulate)"하고 더 능동적이고 양호한 이식을 이루어내는 보다 높은 멤브레인 전위를 갖도록 자극될 수 있다. 당업자가 알게되는 바와 같이, 유사한 전류 치료는 또한 신체의 거의 모든 내분비 조직에 적용될 수 있다.
다른 예시적인 실시예에 따라, 양극 및 이상성 페이싱 펄스는 심근 전도 속도를 낮추고 수축성을 증가시킬 수 있다. 부위가 음극 및 양극 극성 모두로 동시에 페이싱되는 환자는 오직 음극 극성으로만 동시에 페이싱되는 것 보다 울혈성 심부전(congestive heart failure)의 개선 속도가 훨씬 더 빠르다. 따라서, 더 높은 임계치를 뛰어 넘는 양극 극성의 유용한 속성이 존재한다.
양극 극성은 심장 세포의 멤브레인 전위를 증가시켜, 세포가 탈분극할 때, 세포는 더 큰 음전기(electronegative) 레벨로부터 탈분극을 수행하고, 더 많은 나트륨 채널이 사용가능하고, 액션 전위는 더 활발해지고 빠르게 이동하며, 나트륨과의 더 많은 칼슘이 교환되어 수축성을 향상시킨다. 또한, 이상성 파형을 통한 향상된 심장 기능은 혈류역학(hemodynamics)을 향상시키는 것 이상으로부터 기인한다고 보여진다. 예를 들어, 신체 내부에 소수의 자연적으로 존재하는 줄기 세포에 영향을 주는 추가적인 메커니즘이 존재하는 것으로 보인다. 이들 줄기 세포의 기능은 신체 내에 손상된 영역을 회복시키려는 목적으로 이들 줄기 세포가 손상된 영역에 전달되는 것으로 보여진다.
예시로서, 성숙한 섬유 세포 및 미성숙한 섬유 세포를 포함하여, 페트리 접시 내의 다수의 세포 배양 타입은 페트리 접시를 통해 페이싱하게 되었다. 세포는 전기 선속(electrical flux)의 라인을 따라 정렬하고 더 신속하게 분열하고 분화하는 것이 알려졌다. 또한, 세포의 멤브레인 전위는 수시간동안 증가 및 지속된다. ATP 레벨은 파형의 양극 컴포넌트에 기인하여 증가되는 것으로 알려졌다. 페이싱된 세포 내부의 단백질 어레이는 많은 세포내 단백질의 상향 조절 및 하향 조절을 나타내는 페이싱되지 않은 세포와는 근본적으로 상이하게 되는 것으로 알려졌다.
다른 예시적인 실시예에 따라, 전류 치료는 이식 조직을 혈관 발달(vascularizing)시키기 위해 혈관형성(angiogenesis)을 촉진시키도록 활용될 수 있다. 예를 들어, 소동맥(arterioles) 보다 작지만 모세 혈관(capillaries) 보다 약간 더 큰 혈관은 세포 배양 배지에서 배양될 수 있다. 쥐 및 토끼와 같은 작은 동물로부터 비롯된 혈관은 혈관 조직을 분할 및 형성하도록 약리학적으로 자극될 수 있다. 이식 조직이 추가될 때, 이는 혈관을 발달시키고 영양분을 위해 자신의 혈관을 갖는 이식 조직을 만들어 내게 된다. 이 이식된 조직은 매우 양호하다.
어떤 이유로, 인간의 작은 혈관 세포 배양은 혈관을 성장시키기 위해 약리학적으로 자극될 수 없으며, 그 결과로서, 이식을 목적으로 하는 조직을 향상시키는데 사용될 수 없다. 따라서, 양극, 이상성 또는 음극 전류를 사용하여 인공적으로 신진대사를 증가시키고 세포 기능을 증강시키기 위해 ATP를 생성하는 것은 자극의 일반 경로에서의 차단을 우회하고 대체 경로에 의해 원하는 결과를 생성할 수 있어서, 이 기술이 신체 조직에까지도 확대되도록 이식 성공 가능성을 향상시키는 것을 가능하게 한다.
또한, 전류 치료는 억제 종양 유전자(suppressor oncogene)의 기능을 상향 조절하여 암 성장을 억제하도록 촉진될 수 있다. 암이 유발되는 것으로 여겨지는 메커니즘들 중 하나는 충분하게 기능하는 DNA의 특정 종양 억제 부분(종양유전자)의 기능의 상실에 의한 것이다. 그러나 이것은, 세포를 양극 전류에 노출시키고, 세포에 대해 비용을 거의 지불하지 않고 ATP를 생성하고, 세포를 회복시키고, 암이 되는 것에 대한 세포의 저항력을 증가시키고, 존재하는 종양의 퇴보도 야기하게 함으로써 다시 정상으로 자극될 수 있는 세포 기능 중 하나이다.
다음으로, 전류 치료를 적용하는 예시적인 방법이 도 3과 관련하여 설명된다. 도 3에서, 방법은 단계(300)에서 시작하고 전류 치료가 필요한지를 결정하도록 조직의 파라미터가 감지되는 단계(305)로 이동한다. 위에서 논의된 바와 같이, 많은 파라미터는 조직 타입 등에 따라 감지될 수 있다. 예를 들어, 심장의 PQRS 파형이 감지될 수 있다. 이와 같이 감지된 특정 조직 파라미터는 본 개시에 제한을 두는 것으로서 볼 수 없다. 대안으로, 단계(305)는 누락될 수 있고 전류 치료는 사전 감지 없이 제공될 수 있다.
방법은 단계(305)로부터 전류 치료를 제공할 것인지 여부에 대한 결정이 이루어지는 단계(310)로 진행한다. 전류 치료가 필요하지 않은 것으로 간주되면, 방법은 단계(305)로 복귀하여 조직을 모니터링하기 시작한다. 대안으로, 방법은 감지 단계(305)로 루프백(loop back)하기 보다는 종료하도록 허용될 수 있다.
단계(310)에서 전류 치료가 제공되어야한다고 결정되면, 방법은 단계(315)로 진행하여 양극 전류, 이상성 전류 또는 음극 전류 중 어느 하나를 조직에 행한다. 그 후 방법은 단계(305)로 복귀하여 추가 전류 치료가 필요한지 여부를 결정하는 신규 파라미터 값을 수집함으로써 치료의 효능을 판정한다.
당업자가 인식하는 바와 같이, 전류 치료를 조직에 제공할지 여부의 결정은 감지된 파라미터를 임계치 또는 템플릿(template)과 비교하거나, 시간에 걸쳐 파라미터를 모니터링하여 파라미터에서 경향을 평가함으로써 수행될 수 있다. 전류 치료가 제공되어야하는지 여부를 결정하는 다른 방법이 또한 가능하다.
단순함을 위해, 위의 논의는 연속으로 수행되는 단계의 순서로서 제공된다. 그러나, 당업자는 도 3의 단계가 병렬로 수행될 수 있어서 파라미터 감지 단계(305) 및 전류 치료 제공 단계(315)가 동시에 발생할 수 있다. 본 개시의 범위를 벗어남이 없이 이들 단계를 수행하는 다른 순서가 또한 가능하다.
물론 상술된 실시예 중 임의의 양상과 용이하게 조합가능한 다른 예시적인 실시예에서, 그리고 그 반대에서도, 전류 치료는 변화에 대해 생체 조직을 사전에 또는 사후에 모니터링하는 것 없이 생체 조직에 적용된다. 예를 들어, 전류 치료를 위한 세트 파형이 사전에 설정될 수 있고 이식가능한 디바이스(또는 이식되지 않은 장치)로 사전프로그래밍될 수 있다. 디바이스는 또한 적어도 하나의 리드를 통해 생체 조직에 연결될 수 있고 전류 치료는 또한 생체 조직에 무한정으로, 그리고 전류 치료의 결과로서 임의의 변화가 생체 조직에서 발생하는지 여부를 감지하는 것 없이 제공된다. 즉, 전류 치료는 생체 조직에서의 변화와 상관없이 또는 독립적으로 제공되고 계속된다.
상술된 실시예는 예를 들어, 전류 치료를 생체 조직에 계속적으로 제공함으로써 생체 조직의 생체 에너지 온도 조절기(bio-energetic thermostat)를 조절하는데 사용될 수 있다. 즉, 생체 조직에 대한 전류 치료의 지속적인 적용은 그 세포가 활기를 되찾게 할 수 있지만(즉, 이 생체 에너지를 증가시킴), 이러한 적용은 생체 조직에서 생체 에너지의 증가를 유지시키도록 지속되어야한다. 물론, 이 실시예에 따른 장치 및 방법의 오직 하나의 예시이고, 다른 실시예는 본 개시의 범위로부터 벗어남이 없이 가능하다.
명백하게, 위의 사상의 관점에서 본 발명의 다수의 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항의 범위 내에서 본 발명은 본원에서 특별히 설명된 것과는 다르게 실시될 수 있다.
Claims (20)
- 생체 조직에 대해 전류 치료를 수행하는 방법으로서,
상기 생체 조직에 상기 전류 치료를 행하는 단계(administering)를 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 생체 조직의 적어도 하나의 파라미터를 감지하는 단계와,
상기 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 상기 생체 조직에 상기 전류 치료를 행할지 여부를 결정하는 단계를 더 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 치료는 상기 생체 조직의 세포의 탈분극 임계치(depolarization threshold) 미만인
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 치료에 사용되는 신호는 양극 신호(anodal signal)를 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 치료에 사용되는 신호는 음극 신호(cathodal signal)를 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 치료에서 사용되는 신호는 이상성 신호(biphasic signal)를 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 2 항에 있어서,
상기 생체 조직은 심장이고, 상기 방법은 페이싱 펄스(pacing pulse)가 상기 심장의 손상된 심근 조직을 페이싱(pace)하는 것을 보장하도록 상기 전류 치료를 상기 심장의 손상된 심근 조직에 적용함으로써 상기 심장의 손상된 심근 조직을 프리컨디셔닝(preconditioning)하는 단계를 더 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 생체 조직은 췌장 조직을 포함하고, 상기 방법은 상기 전류 치료를 적용함으로써 상기 췌장 조직의 인슐린 생성을 증가시키는 단계를 더 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 치료는 상기 생체 조직의 세포에서 ATP(adenotriphosphate) 생성을 증가시키는
전류 치료 수행 방법.
- 제 1 항에 있어서,
상기 전류 치료를 통해 상기 생체 조직에서 줄기 세포의 이동성을 증가시키는 단계를 더 포함하는
전류 치료 수행 방법.
- 생체 조직에 전류 치료를 제공하는 장치로서,
적어도 하나의 전극을 통해 상기 생체 조직에 행해질 상기 전류 치료를 발생시키도록 구성된 발생기 회로를 포함하는
전류 치료 제공 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 생체 조직의 적어도 하나의 파라미터를 감지하도록 구성된 센서와,
상기 적어도 하나의 파라미터에 기초하여, 상기 생체 조직에 상기 전류 치료를 행할지 여부를 결정하도록 구성된 제어 회로를 더 포함하는
전류 치료 제공 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 전류 치료는 상기 조직의 세포의 탈분극 임계치 미만인
전류 치료 제공 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 전류 치료에 사용되는 신호는 양극 신호를 포함하는
전류 치료 제공 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 전류 치료에 사용되는 신호는 음극 신호를 포함하는
전류 치료 제공 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 전류 치료에서 사용되는 신호는 이상성 신호를 포함하는
전류 치료 제공 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 생체 조직은 심장이고, 상기 제어 회로는 페이싱 펄스가 상기 심장의 손상된 심근 조직을 페이싱하는 것을 보장하도록 상기 발생기 회로로 하여금 상기 전류 치료를 발생시키고 상기 심장의 손상된 심근 조직에 적용함으로써 상기 심장의 손상된 심근 조직을 프리컨디셔닝하도록 더 구성되는
전류 치료 제공 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 생체 조직은 췌장 조직을 포함하고, 상기 제어 회로는 상기 발생기 회로로 하여금 상기 전류 치료를 발생시켜 상기 췌장 조직에 적용함으로써 상기 췌장 조직의 인슐린 생성을 증가시키도록 더 구성되는
전류 치료 제공 장치.
- 제 11 항에 있어서,
상기 전류 치료는 상기 생체 조직의 세포에서 ATP(adenotriphosphate) 생성을 증가시키는
전류 치료 제공 장치.
- 제 12 항에 있어서,
상기 제어 회로는 상기 발생기 회로로 하여금 상기 전류 치료를 발생시키고 상기 생체 조직에 적용함으로써 상기 생체 조직에서 줄기 세포의 이동성을 증가시키도록 더 구성되는
전류 치료 제공 장치.
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