KR20170125888A - 교번 자기장 치료를 제공하는 시스템 및 방법 - Google Patents

교번 자기장 치료를 제공하는 시스템 및 방법 Download PDF

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크리스토퍼 페티
레브 질베르터
존 포포우
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카이오 테라피, 엘엘씨
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Abstract

교번 자기장 치료를 제공하는 시스템들 및 방법들의 예들이 제공된다. 하나의 예시적인 방법은 타깃을 교번 자기장(AMF) 헤드의 제1 단부에 근접하게 위치시키는 단계 - AMF 헤드는 전기 코일 및 강자성 코어를 포함하고, 전기 코일은 실질적으로 제1 축에 중심이 있는 실질적으로 원형인 단면을 가지며, AMF 헤드는 코일의 제1 단부에 대응하는 제1 단부 및 코일의 제2 단부에 대응하는 제2 단부를 가짐 -; AC(alternating current) 신호를 발생시켜 AMF 헤드로 전송하는 단계; 온도 센서로부터의 센서 신호에 기초하여 타깃의 온도를 결정하는 단계; 및 온도를 결정하는 것에 응답하여, 온도와 미리 결정된 목표 온도 사이의 차이에 기초하여 AC 신호를 수정하는 단계를 포함한다.

Description

교번 자기장 치료를 제공하는 시스템 및 방법
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2015년 3월 2일에 출원된, 발명의 명칭이 "Systems and Methods for Providing Alternating Magnetic Field Therapy"인 미국 가특허출원 제62/127,249호, 및 2015년 3월 3일에 출원된, 발명의 명칭이 "Systems and Methods for Providing Alternating Magnetic Field Therapy"인 동시 계류 중인 미국 가특허출원 제62/127,327호를 우선권 주장하며, 이 미국 출원들 둘 다는 참조에 의해 그 전체가 원용된다.
저작권 고지
본 특허 문서의 개시내용의 일부분과 그의 첨부물들은 저작권 보호를 받는 자료를 포함한다. 저작권 소유자는 임의의 자가 특허청 특허 파일들 또는 기록들에 나와 있는 그대로 특허 문서 또는 특허 개시내용을 팩시밀리 재현하는 것에 대해서는 이의를 갖지 않지만, 그렇지 않은 경우에는 모든 저작권을 보유한다.
본 개시내용은 일반적으로 교번 자기장(alternating magnetic field)(AMF) 치료(therapy)를 제공하는 것에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 의료 환자(medical patients)들에게 AMF 치료를 제공하는 것에 관한 것이다.
종양들의 위치로 인해 암 환자들에서 종양들의 치료(treatment)가 어려울 수 있다. 종양들이 종종 전통적인 수술을 통해 도달하기가 어렵거나 불가능한 위치들에 있다. 수술이 가능하더라도, 종양의 모든 부분들이 제거되도록 하는 것이 어려울 수 있다. 수술 이후 환자에 남아있는 종양의 잔존물들은 시간이 지남에 따라 종양의 재성장을 초래할 수 있다. 수술 대신에, 종양 세포들을 가열하는 것에 의해 종양 세포들을 죽이는 것이 가능할 수 있다. 예를 들어, 작은 철 입자(iron particle)들이 종양 내에 주입되고 교번 자기장을 사용하여 가열될 수 있으며, 그 결과 종양 세포 손상 또는 사멸을 초래할 수 있다.
교번 자기장 치료를 제공하는 시스템들 및 방법들에 대한 다양한 예들이 기술된다.
이 예시적인 예들은 본 개시내용의 범주를 제한 또는 한정하기 위해서가 아니라, 오히려 그의 이해를 돕기 위한 예들을 제공하기 위해 언급되어 있다. 예시적인 예들은 추가적인 설명을 제공하는 상세한 설명에서 논의된다. 다양한 예들에 의해 제공되는 장점들은 본 명세서를 검토하는 것에 의해 더 이해될 수 있다.
본 명세서에 포함되어 그의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 하나 이상의 특정 예들을 예시하고, 예에 대한 설명과 함께, 특정 예들의 원리들 및 구현들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 AMF 치료를 제공하는 예시적인 시스템을 나타낸 도면;
도 2a 내지 도 2j는 AMF 치료를 제공하는 예시적인 시스템의 사시도 및 분해도;
도 3a 내지 도 7은 AMF 치료를 제공하기 위한 예시적인 강자성 코어들을 나타낸 도면;
도 8은 타깃의 예시적인 적외선 영상을 나타낸 도면;
도 9는 AMF 치료를 제공하는 예시적인 시스템을 나타낸 도면;
도 10은 AMF 치료를 제공하는 예시적인 방법을 나타낸 도면;
도 11은 타깃의 예시적인 적외선 영상 및 타깃에 대응하는 영역의 선택을 나타낸 도면;
도 12는 AMF 치료를 제공하는 예시적인 제어 시스템을 나타낸 도면;
도 13은 AMF 치료를 제공하는 예시적인 방법을 나타낸 도면.
교번 자기장 치료를 제공하는 시스템들 및 방법들과 관련하여 예들이 본원에 기술된다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 이하의 설명이 단지 예시적인 것이며 결코 제한하려는 것으로 의도되어 있지 않다는 것을 알 것이다. 이제부터, 첨부 도면들에 예시되어 있는 바와 같은 예들의 구현들에 대해 상세히 언급할 것이다. 동일하거나 유사한 항목들을 지칭하기 위해 도면들 및 이하의 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조 지시자들이 사용될 것이다.
명확함을 위해, 본원에 기술되는 예들의 일상적인 특징들이 전부 도시되고 기술되어 있지는 않다. 물론, 임의의 이러한 실제 구현의 개발에서, 응용-관련 및 비즈니스-관련 제약조건들의 준수와 같은, 개발자의 특정 목표들을 달성하기 위해 수많은 구현-특정 결정들이 행해져야만 한다는 것과, 이 특정 목표들이 구현마다 그리고 개발자마다 다를 것임을 잘 알 것이다.
교번 자기장 치료를 제공하는 것의 예시적인 예
하나의 예시적인 예에서, 환자는 환자의 팔에 있는 종양의 치료를 위해 의사의 사무실에 도착한다. 환자는 앉아 있고, 환자의 팔은, 테이블과 같은, 평평한 표면 상에 떠받쳐 있다. 실내에 있는 다관절 암(articulating arm) 또는 AMF 시스템은 다관절 암의 AMF 헤드(AMF head)가 환자의 팔 위쪽에서 종양의 위치에 위치될 수 있게 하기 위해 이동된다. AMF 헤드의 하부면(lower face)이 환자의 팔로부터 약 10 mm 위쪽에 위치되도록 AMF 헤드가 이어서 하강된다. 시술(procedure)에서의 이 시점 이전에, 다수의 강자성 나노입자들이 환자의 팔에 있는 종양에 주입되었다. 치료 동안, 강자성 나노입자들은 AMF 헤드에 의해 발생되는 AMF의 영향을 받고 가열될 것이다.
일단 AMF 헤드가 위치되면, 의사와 같은 조작자는 제공될 치료에 관한 정보를 AMF 시스템에 입력한다. 이 예에서, 조작자는 섭씨 46도의 종양에 대한 목표 온도를 30분 동안 유지되도록 지정하고 치료를 시작하라고 AMF 시스템에 지시한다.
이에 응답하여, AMF 시스템은 AC(alternating current) 전류를 AMF 헤드로 전송하기 위해 AC 신호 발생기를 활성화시킨다. 이 예에서, AC 신호는 약 106 킬로헤르츠 (kHz)의 주파수를 갖지만, 다른 주파수들이 사용될 수 있다. AC 전류는 헤드 내의 전기 코일을 통해 지나가며, 헤드 내에는 강자성 재료로 제조된 코어가 위치되어 있다. 전기 코일을 통해 지나가는 AC 전류는 코어를 통해 교번 자기장을 유도하고, 교번 자기장은 환자의 팔, 종양, 및, 궁극적인 타깃인, 종양 내의 강자성 나노입자 재료들에 투사된다. 차례로, AMF는 강자성 나노입자들과 상호작용하고, 진동(oscillation)들은 강자성 나노입자들이 가열되게 하며, 이는 차례로 주변 조직, 예컨대, 종양을 가열한다.
타깃 조직이 가열될 때, AMF 시스템은 온도 센서를 사용해 타깃 조직의 온도를 모니터링한다. 이 경우에, AMF 시스템은 적외선 카메라를 사용하여 타깃의 적외선 영상들을 포착한다. 적외선 영상이 이어서 조작자에게 디스플레이되고, 조작자는 이어서, 타깃 조직의 온도를 결정하기 위해 포착 영상들의 관련 부분을 식별하는 데 AMF 시스템에 의해 사용되는, 영상 내의 관심 영역을 선택한다. 이 예에서, 영상에서의 색상 데이터는 대응하는 온도 범위들에 매핑되고, 온도 범위들이 이어서 조직의 온도를 결정하는 데 사용된다.
타깃 조직이 가열될 때, AMF 시스템은 조직 온도를, 이 예에서 섭씨 46도인, 목표 온도와 연속적으로 비교한다. 조직 온도가 목표 온도 미만인 동안, AMF 시스템은 높은 AC 전류 레벨을 유지하라고 AC 신호 발생기에 명령한다. 시간이 지남에 따라, 조직 온도가 목표 온도에 접근하여 도달할 때, AMF 시스템은 적외선 영상들로부터의 온도 판독치(temperature reading)들에 기초하여 타깃 조직의 온도 증가를 늦추기 하기 위해 그리고 이어서, 적외선 영상들에 또다시 기초하여, 목표 온도를 유지하기 위해 AC 신호 발생기의 전력 출력을 감소시킨다. 일단 목표 온도에 도달하면, AMF 시스템은 그 온도를 30분 동안 유지하고, 이어서 AMF를 종료하기 위해 AC 신호를 중단시킨다. 조작자는 다관절 암을 그의 대기 위치로 복귀시키고, 환자는 의사의 사무실에서 나온다.
이 예시적인 예는 결코 제한하려는 것으로 의도되어 있지 않으며, 그 대신에 본 출원의 발명 요지에 대한 소개를 제공하려는 것으로 의도되어 있다. 예를 들어, 이상의 예시적인 예는 스마트폰과 관련하여 기술되지만; 본 출원은 이러한 디바이스로 한정되지 않고, 임의의 적당한 디바이스에서 사용될 수 있다. 교번 자기장 치료를 제공하는 시스템들 및 방법들의 다른 예들이 이하에서 기술된다.
이제 도 1을 참조하면, 도 1은 교번 자기장 치료를 제공하는 예시적인 AMF 시스템(100)의 블록도를 나타내고 있다. 예시적인 AMF 시스템(100)의 상이한 투시도 및 분해도가 또한 도 2a 내지 도 2j에 도시되어 있다. AMF 시스템(100)은 베이스 유닛(110) 및 다관절 암 유닛(120) 및 하나 이상의 열 센서들(130)을 포함한다. 베이스 유닛(110)은 프로세서(112), 컴퓨터 판독가능 매체(113), AC 발생기 및 전원 공급장치(115), 냉각 시스템(116), 및 조작자 디스플레이(114)를 포함한다. 다관절 암(120)은 전기 코일(124) 및 전기 코일(124) 내의 강자성 코어(126)를 갖는 AMF 헤드(122)를 갖는다. 다관절 암(120)은 또한 다관절 암(120) 및 AMF 헤드(122)의 위치 및 배향이 프로세서(112)에 의해 제공되는 명령들에 따라 변경될 수 있게 하는 액추에이터들(121)을 갖는다.
AC 발생기 및 전원 공급장치(115)는 AC 신호를 발생시키고 AC 신호를 다관절 암 유닛(120) 내의 AMF 헤드(122)에 제공하도록 구성된다. AMF 헤드(122)는 AC 신호를 수신하고, 그에 응답하여, 전기 코일(124) 및 강자성 코어(126)를 사용하여, AMF 방사를 발생시켜 AMF 헤드(122)로부터 타깃을 향해 투사할 수 있다. 일부 예들에서, 타깃은, AMF 방사를 받고, 그에 응답하여, 가열되며 그로써 타깃을 가열할 수 있는, 강자성 나노입자들이 주입된 생물학적 조직이다. 일부 예들에서, 강자성 나노입자들은 마그네타이트 코팅된 리포솜(magnetite coated liposomes)(MCL) 나노입자들을 포함한다.
냉각 시스템(116)은 AC 발생기 및 전원 공급장치(115)를 냉각시키기 위해 액체 냉각재를 순환시키도록 구성되고, 액체 냉각재의 냉각을 가능하게 하기 위해 하나 이상의 라디에이터(radiator)들 또는 팬(fan)들을 포함할 수 있다.
조작자 디스플레이(114)는 조작자를 위해 정보를 디스플레이할 수 있는 하나 이상의 디스플레이 화면들을 포함한다. 일부 예들에서, 조작자 디스플레이(114)는 AMF 시스템에 입력을 제공하기 위해 조작자에 의해 사용하기 위한 터치스크린 디스플레이를 포함한다. 일부 예들에서, 조작자 디스플레이에 부가하여, 또는 그 대신에, 베이스 유닛(110)은 사용자가 AMF 시스템과 상호작용하기 위해 이용할 수 있는 하나 이상의 사용자 조작가능 디바이스들(조작기(manipulandum) 또는 조작기들(manipulanda))을 가질 수 있다. 예를 들어, 적당한 조작기들은 하나 이상의 물리적 버튼들, 슬라이더들, 스위치들, 다이얼들, 조이스틱들, 트랙볼들, 마우스들, 또는 키보드들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스 유닛(110)은 다관절 암(120) 또는 AMF 헤드(122)의 배향 및 위치를 제어하기 위해 하나 이상의 조이스틱 디바이스들을 포함할 수 있다. 게다가, 하나 이상의 다이얼들 또는 스위치들이 목표 온도를 선택하기 위해, 치료 기간을 설정하기 위해, 치료 세션(treatment session)을 시작 또는 중단하기 위해 이용될 수 있다.
프로세서(112)는 컴퓨터 판독가능 매체(113)에 저장된 프로그램 코드를 실행한다. 프로그램 코드는 조작자 디스플레이(114) 상에 디스플레이되는 하나 이상의 사용자 인터페이스들을 제공하는 것, 타깃의 감지된 온도에 기초하여 AMF 헤드에 의해 출력되는 AMF 방사의 강도(intensity)의 피드백 제어, 그리고 지속시간 및 주파수와 같은, 타깃에 인가되는 AMF 방사의 다른 특성들의 제어를 비롯한, AMF 시스템(100)의 동작을 제어하는 소프트웨어를 제공한다.
하나 이상의 온도 센서들(130)은 다관절 암(120)의 AMF 헤드(122) 아래에 위치된 타깃의 온도를 검출하고 센서 신호들을 프로세서(112)에 제공하도록 구성된다. 이 예에서, 온도 센서가 다관절 암(120)에 기계적으로 결합되지만, 일부 예들에서, 베이스 유닛(110) 또는 다관절 암(120) 중 어느 것에도 기계적으로 결합되지 않을 수 있다. 예를 들어, 온도 센서가 타깃과 동일한 표면 상에 위치될 수 있거나, 타깃 자체 상에 위치될 수 있다. 프로세서(112)는 온도 센서(들)(130)로부터 센서 신호들을 수신하고, 타깃에 투사되는 AMF 방사의 양을 제어하기 위해 AMF 헤드(122)에 제공되는 AC 신호를 조절하도록, AC 발생기 및 전원 공급장치를 제어할 수 있다. 그렇게 함으로써, 프로세서는 타깃의 온도를 제어할 수 있을 것이다.
예시적인 온도 센서들(130)은 접촉 및 비접촉 온도 센서들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 온도 센서(130)는 타깃의 하나 이상의 영상들을 포착하도록 구성된 적외선(IR) 카메라를 포함할 수 있으며, 또한 타깃의 표면 아래의 온도들을 포착할 수 있을 것이다. IR 카메라에 의해 포착된 타깃(810)의 예시적인 영상(800)이 도 8에 도시되어 있다. 일부 예에서, 온도 센서(130)는 수동 비접촉 적외선 센서(passive non-contact infrared sensor) 또는, 비철 열전쌍(non-ferrous thermocouple)과 같은, 적당한 접촉 센서를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 동일한 유형 또는 상이한 유형의 다수의 온도 센서들(130)이 이용될 수 있다.
AC 신호 발생기(115)는 전원으로부터 입력 AC 전기 신호를 수신하고 입력 AC 전기 신호의 전압, 전류, 또는 주파수를 AMF 헤드에 출력되는 AC 발생기 신호로 변경하도록 구성된 트랜스포머(transformer)를 포함한다. 이 예에서, AC 신호 발생기는 80부터 250 kHz까지의 범위에 있는 주파수들을 갖는 AC 신호들을 출력할 수 있지만, 일부 예들에서, 106 또는 109 kHz와 같은, 100부터 110 kHz까지의 범위에 있는 주파수들이 이용될 수 있다. 적당한 주파수는 또한, 특정의 타깃의 가열 속도(rate of heating)와 같은, 인자들에 기초하여 선택될 수 있고, 타깃의 공진 주파수에 기초할 수 있으며, 이에 대해서는 이하에서 보다 상세히 기술될 것이다.
앞서 논의된 바와 같이, AMF 헤드(122)는 전기 코일(122) 및 강자성 코어(124)를 포함한다. 전기 코일(122)은 대략 원통형 공동(cavity)을 생성하기 위해 보이드(void) 주위에 대략 원통형 배열로 감겨 있는 전기 전도성 와이어를 포함한다. 전기 도체, 예컨대, 와이어가 보이드 주위에 1회 이상 감겨 있을 수 있으며, 한 바퀴 감은 것(complete wrapping) 각각은 권선(winding)이라고 지칭된다. 이 예에서, 전기 코일(122)은 10개의 권선들을 포함하지만, 다른 예들에서는, 상이한 수의 권선들이 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 권선들의 개수는 AMF 발생기에 의해 AMF 헤드에 제공되는 AC 신호에 대한 원하는 공진 주파수에 기초하여 선택될 수 있다. AC 신호가 전기 코일을 통해 전송될 때, 전기 코일은, 코어와 협력하여, 타깃에 투사될 수 있는 AMF를 발생시킨다. AMF의 강도(strength)는 AC 신호의 크기는 물론 AC 신호 발생기(115) 내에서의 공진에 부분적으로 기초하고, 도체들은 AC 신호를 AMF 헤드, 전기 코일, 및 강자성 코어에 전달한다. AC 신호 발생기 내의 트랜스포머 및 전기 코일에서의 권선들의 개수를 선택하는 것에 의해, AMF 시스템은 AMF 시스템(100)에 공진하는 주파수에서 AMF를 출력하도록 조정(tune)될 수 있다. 따라서, AC 신호 발생기(115)의 트랜스포머 및 전기 코일에서의 권선들의 개수가 특정의 주파수들에서 공진을 제공하도록 선택될 수 있다. 공진 주파수의 AC 신호를 제공하는 것은, 바람직한 강도의 AMF를 여전히 유지하면서, 보다 낮은 크기의 AC 신호가 제공되는 것을 가능하게 할 수 있고, 따라서 AMF 시스템(100)이 AMF를 타깃에 보다 효율적으로 인가할 수 있게 한다.
전기 코일(124)은 또한 전기 코일에 의해 정의되는 공동 내에 강자성 코어(124)를 수용하도록 하는 크기로 되어 있다. 이 예에서, 강자성 코어(124)는 직경이 약 2 인치이고 높이가 약 5 인치이다. 이 예에서, AMF 헤드(122)는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 강자성 코어(300)를 포함한다. 도 3a는 본 개시내용에 따른 일부 예시적인 AMF 시스템들에서 사용하기에 적당한 예시적인 강자성 코어(300)의 수직 평면에서의 부분 단면을 도시한 것인 반면, 도 3b는 예시적인 강자성 코어(300)의 수평 평면에서의 단면을 도시한 것이다. 도 3a 및 도 3b의 강자성 코어(300)가 축척에 따라 도시되어 있지 않다는 것에 유의해야 한다. 도 4a 및 도 4b는 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 유사한 강자성 코어의 부가적인 예를 도시한 것이다.
강자성 코어(300)는 4개의 강자성 로드(ferromagnetic rod)들(310) - 이들 모두는 강자성 코어(300)의 제1 단부로부터 강자성 코어(300)의 제2 단부로 이어지는 강자성 코어(300)의 길이방향 축(330)을 따라 배향되어 있음 - 이 삽입되는 공동을 형성하도록 배열된 6개의 외부 강자성 링 요소(exterior ferromagnetic ring element)들(320)을 포함한다. 강자성 링 요소들(320)은 인접한 강자성 링 요소들(320) 사이에 에어 갭(air gap)이 있도록 배열된다. 강자성 요소들(310, 320)은 이 예에서 하나 이상의 플라스틱 요소들을 사용하여 제자리에 보유된다. 코어의 형상을 유지하기 위해, 다양한 엘라스토머(elastomer)들 및 수지들을 비롯한, 또 다른 비전도성 재료들이 이용될 수 있다. 플라스틱 요소들이 강자성 링 요소들(320) 또는 강자성 로드들(310) 사이에 배치된 하나 이상의 플라스틱 집 타이(plastic zip tie)들 또는 하나 이상의 플라스틱 스페이서(plastic spacer)들일 수 있거나, 강자성 요소들(310, 320)이 플라스틱 기판에 매립될 수 있다. 일부 예들에서, 외부 강자성 링 요소들(320) 사이에 배치된 플라스틱 요소들은, 스플리터 메커니즘(splitter mechanism)을 통하는 것 등에 의해, 크기가 변하도록 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 재료는 강자성 링 요소들(320) 중 하나 이상 사이의 간격을 변화시키기 위해 팽창 또는 수축될 수 있는 하나 이상의 팽창형 요소(inflatable element)들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 에어 갭들의 크기들은, AMF 헤드가 AMF를 보다 효율적으로 발생시킬 수 있는, AMF 헤드(122) 또는 AMF 시스템(100)의 공진 주파수에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 이러한 팽창형 요소들 또는 이러한 기계적 조절 메커니즘을 AMF 헤드(122) 내에 포함시키는 것에 의해, AMF 시스템(100)은 그의 공진 주파수를 조절할 수 있다. 예를 들어, 보다 상세히 논의될 것인 바와 같이, 타깃에 대한 공진 주파수가 결정될 수 있고, 그 이후에, AMF 헤드 또는 AMF 시스템의 공진 주파수가 타깃의 결정된 공진 주파수에 보다 가깝게 일치하도록 조절될 수 있다.
일부 예들에서, 상이한 수의 강자성 링 요소들(320) 또는 강자성 로드들(310)이 이용될 수 있다. 예를 들어, 적당한 강자성 코어는, 6개의 강자성 로드들(310)이 강자성 링 요소들(320)에 의해 정의되는 공동 내에 배치되어 있는, 4개의 강자성 링 요소들(320)의 스택을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하나의 강자성 로드(310)만이 이용될 수 있다.
이 예에서, 강자성 요소들(310, 320)은 약 2,300의 투자율(permeability)을 갖는 망간 아연(MnZn) 복합 재료로 제조되지만; 니켈 아연(NiZn) 재료 또는 철계 재료(iron-based material)들과 같은, 다른 적당한 재료들도 이용될 수 있다. 적당한 재료들은 400부터 10,000까지의 범위 내의 투자율을 가질 수 있지만, 125 정도로 낮은 투자율이 허용가능할 수 있다.
전기 코일(124) 및 강자성 헤드(126)는 이 예에서 전기 코일(124) 및 강자성 코어(126)의 길이방향 축이 AMF 헤드의 하부 표면을 하부 표면에 직교인 배향으로 빠져 나오도록 AMF 헤드(122) 내에 위치된다. 그에 부가하여, 전기 코일(124) 및 강자성 헤드(126)의 제1 단부는 AMF 헤드(122)의 하부 표면과 실질적으로 동일한 높이에 있도록 위치된다. 일부 예들에서, 전기 코일(124) 및 강자성 코어(126)가 타깃에 노출되지 않을 수 있지만, 그 대신에 전기 코일(124) 또는 강자성 코어(126)의 제1 단부 위쪽의 커버가 전기 코일(124) 또는 강자성 코어(126) 자체보다는 AMF 헤드(122)의 하부 표면과 동일한 높이에 있도록 덮여 있을 수 있다는 것에 유의해야 한다. 게다가, 일부 예들에서, 전기 코일(124) 또는 강자성 코어(126)는 AMF 헤드(122)의 하부 표면을 넘어 연장될 수 있거나 AMF(122)의 하부 표면까지 완전히 연장되지 않을 수 있고, 따라서 AMF 헤드(122)의 하부 표면과 동일 평면에 있지 않다. 게다가, 일부 예들에서, 전기 코일(124) 또는 강자성 코어(126)의 위치가 AMF 헤드(122)에 대해 조절가능할 수 있다.
이제 도 5a를 참조하면, 도 5b는 AMF 치료를 제공하기 위한 예시적인 강자성 코어(500)의 단면을 도시한 것이다. 이 예에 도시된 예시적인 강자성 코어(500)는 코어 구획(core compartment) 내에 수직으로 적층된 다수의 자기 토로이달 코어 요소(magnetic toroidal core element)들을 포함한다. 코어 구획은, 플라스틱 재료와 같은, 비강자성 재료(non-ferromagnetic material)로 제조되고, 코어 자체의 요소들을 포함한다. 전기 코일은 코어 구획의 외부에 감겨 있다. 자기 토로이달 코어 요소들 중 하나 이상 사이에, 라텍스 재료와 같은, 연성 재료들로 제조된 풍선들이 있다. 각각의 풍선은 비강자성 재료로 제조된 공기 튜브에 연결되고 공기 펌프로부터 피드되며, 각각은 또한 공기가 각자의 풍선으로부터 빠져나갈 수 있게 하기 위해 작동될 수 있는 전자 제어 밸브(electronically-controlled valve)에 연결된 제2 공기 튜브를 포함한다. 코어 요소들 사이에 풍선들을 삽입하는 것에 의해, 개개의 풍선들을 팽창 또는 수축시키는 것 등에 의해, 코어 자체의 구성이 변경될 수 있다. 이러한 요소들을 팽창시키는 것에 의해, 자기 토로이달 요소들 사이의 간격이 조절될 수 있고, 이는 AMF 헤드의 공진 주파수를 변화시킬 수 있으며, 그로써 타깃이 조사(irradiate)되는 주파수의 보다 효율적인 조절을 가능하게 한다. AMF 코어를 공진 주파수에서 구동하는 것에 의해, 에너지가 AMF 헤드로부터 타깃으로 보다 효율적으로 전달될 수 있다. 게다가, 이하에서 보다 상세히 논의될 것인 바와 같이, 타깃의 공진 주파수가 알려져 있는 경우, 타깃을 보다 효율적으로 가열하기 위해 AMF 헤드 또는 AMF 시스템의 공진 주파수를 타깃의 공진 주파수에 일치시키는 것이 가능할 수 있다.
도 5b는 도 5a에 도시된 팽창된 풍선이 수축되어 있는 도 5a의 강자성 코어의 제2 뷰를 도시한 것이다. 이 예는 코일에 대한 자기 토로이달 요소들의 위치가 조절될 수 있다는 것을 나타내고 있다. 예를 들어, 최상단 또는 최하단 풍선이 팽창 또는 수축되는 경우, 이는 강자성 코어 전체가 코일 내에서 위로 또는 아래로 움직이게 할 수 있다. 이러한 조절들은 유리하게도 타깃에 인가되는 AMF를 변경할 수 있다. 따라서, 도 5a 및 도 5b의 예시적인 강자성 코어는 개개의 강자성 코어 요소들의 상대 위치뿐만 아니라 강자성 코어 자체의 코일에 대한 상대 위치를 변경하는 것을 가능하게 한다.
이제 도 6을 참조하면, 도 6은 예시적인 강자성 코어를 도시한 것이다. 이 예에서, 강자성 코어는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 자기 토로이달 요소들과 같은, 개별적으로 조절가능한 코어 요소들을 포함한다. 그렇지만, 풍선들을 사용하기보다는, 하나 이상의 스플리터 플레이트(splitter plate)들이 개개의 강자성 코어 요소들 사이에 삽입될 수 있다. 이러한 스플리터 플레이트들을 회전시키는 것에 의해, 강자성 코어 요소들 사이의 간격이 조절될 수 있다.
이제 도 7을 참조하면, 도 7은 예시적인 강자성 코어를 도시한 것이다. 이 예에서, 강자성 코어는, 도 5a 및 도 5b에 도시된 자기 토로이달 요소들과 같은, 개별적으로 조절가능한 코어 요소들을 포함한다. 그렇지만, 풍선들 또는 스플리터 플레이트들을 이용하기보다는, 코어 요소는, 코어 요소들을 상승 또는 하강시키기 위해 당겨지거나 해제될 수 있는, 그 주위에 감겨있고 제2 부재에 부착되는 부재를 가질 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 스트링들이 개개의 코어 요소들 주위에 감기고 회전가능 액슬(axle) 주위에서 위쪽으로 연장될 수 있다. 액슬을 회전시키는 것에 의해, 스트링이 액슬 주위에 감기게 되어, 각자의 코어는 물론 그 위쪽에 위치된 임의의 코어들도 위쪽으로 끌어 당길 수 있다. 이와 유사하게, 각자의 코어는 액슬을 반대 방향으로 회전시키는 것에 의해 하강될 수 있다. 일부 예들에서, 스트링이 아니라, 기어의 회전이 각자의 코어를 상승 또는 하강시킬 수 있도록, 하나 이상의 표면 상에 형성된 치형부(teeth)를 갖는, 집 타이 또는 유사한 부재와 같은, 하나 이상의 플라스틱 부재들이 기어와 맞물릴 수 있다.
전술한 것과 유사한 예들은 AMF의 보다 효율적인 발생 및 인가를 가능하게 하기 위해 조정가능한 AMF 특성들을 갖는 AMF 시스템을 제공할 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 도 9는 도 1 및 도 2a 내지 도 2j의 예시적인 시스템의 컴포넌트들을 포함하는 예시적인 AMF 시스템(900)을 도시한 것이지만, 도 9의 예시적인 AMF 시스템(900)은 다관절 암을 갖지 않는다. 이 예에서, AMF 시스템(900)은 베이스 유닛에 장착된 AMF 헤드(122)를 포함하고 타깃은 AMF 헤드(122) 아래에 위치될 수 있다. 타깃에 대한 AMF 헤드(122)의 높이가 조절될 수 있지만, 그렇지 않은 경우, AMF 헤드(122)의 위치가 고정되어 있다. 게다가, 일부 예들에서, 상이한 배향들을 갖는 복수의 AMF 헤드들(122)이 베이스 유닛(110)에 장착될 수 있지만, 공통 위치에 위치된 타깃이 AMF 헤드들(122) 각각으로부터 실질적으로 동일한 양의 AMF 방사를 받도록, 공통 위치 쪽으로 지향되어 있다. 게다가, 이러한 AMF 헤드들은, 엎드린 자세로 있는 환자가 AMF 헤드들(122)이 환자를 부분적으로 또는 전체적으로 둘러싸게 누울 수 있도록, 위치될 수 있고, 그로써 환자가 베이스 유닛(110) 또는 베이스 유닛의 일부분 내에 삽입되어 AMF 헤드들(122) 중 하나 이상으로부터 AMF 방사를 받을 수 있게 한다.
일부 예들에서, 복수의 AMF 헤드들(122)을 위치시키기보다는, 전기 코일이 환자 또는, 팔 또는 다리와 같은, 환자의 일부가 코일에 의해 정의되는 공동 내에 삽입될 수 있도록 위치되고 그렇게 되도록 하는 크기로 되어 있을 수 있다. 일부 이러한 예들에서, AMF 시스템(900)은 강자성 코어를 포함하지 않을 수 있지만, 일부 예들에서, 코어가 전기 코일에 의해 정의되는 공동 내에 위치될 수 있고 AMF를 공동 내에 삽입된 타깃 상으로 지향시키는 데 사용될 수 있다.
이제 도 10을 참조하면, 도 10은 일 예에 따른 AMF 치료를 제공하는 예시적인 방법을 나타낸 것이다. 도 10의 방법은 도 1 내지 도 2j의 AMF 시스템(100)과 관련하여 기술될 것이지만, 다른 적당한 AMF 시스템들도 이용될 수 있다. 예를 들어, 본 개시내용에 따른 일부 예시적인 방법들은 도 9의 AMF 시스템(900)과 관련하여 수행될 수 있다.
도 10의 방법(1000)은 블록(1010)에서 AMF 시스템(100)이 초기화되고 타깃에 AMF를 인가할 준비가 될 때 시작한다. 이 예에서, AMF 시스템(100)은 타깃에 근접하게 조종될 수 있는 다관절 암(120)을 포함한다. 예를 들어, 팔에 종양이 있는 환자가 테이블에 앉아서 그의 팔을 테이블 위에 올려 놓을 수 있다. 올바른 구역의 보다 쉬운 조준(targeting)을 가능하게 하기 위해 환자의 팔 위의 위치가 종양의 위치를 표시하기 위해 마킹될 수 있다. 게다가, MCL 나노입자들과 같은, 강자성 나노입자들이 종양에 주입되었다.
환자가 제대로 자리잡은 후에, AMF 시스템(100)의 조작자는 이어서, 다관절 암(120)을 이동시키고 환자의 팔에 대해 AMF 헤드를 위치시켜 종양의 위치를 조준하기 위해, 조작자 디스플레이(114) 상에 디스플레이된 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)와 상호작용한다. AMF 시스템(100)의 일부 예들이 다관절 암(120)의 위치를 제어하기 위해 GUI를 이용하지만, 일부 예들에서, 조작자는 AMF 헤드(122)를 제 위치로 조종하기 위해, 조이스틱과 같은, 다른 입력 디바이스를 사용할 수 있다.
이 예에서, 타깃, 예컨대, 이 경우에, 종양이 전기 코일(124) 및 강자성 코어(126) 아래에 위치됨으로써 강자성 코어(126)의 중심을 통과하는 길이방향 축이 타겟을 가리키도록, 조작자는 AMF 헤드(122)를 환자의 팔 위쪽의 위치로 이동시킨다. 전기 코일(124) 또는 강자성 코어(126)의 제1 단부가 환자의 팔로부터 약 10 mm에 있도록 AMF 헤드(122)가 위치되어 있지만, 일부 예들에서, AMF 헤드(122)와 타깃 사이의 거리가, 5부터 30 mm까지의 범위 내에 있는 것과 같이, 더 크거나 더 작은 거리일 수 있다. 게다가, 일부 예들에서, AMF 헤드가 타깃과, 플라스틱 시트(plastic sheet)와 같은, 타깃 상에 오버레이된 재료와 접촉하게 가져와질 수 있다.
AMF 헤드가 제 위치로 이동된 후에, 조작자는 치료 과정을 AMF 시스템(100)에 입력한다. 예를 들어, 조작자는 타깃에 대한 원하는 온도 및 그 온도를 유지해야 하는 기간을 입력한다. 일부 예들에서, 치료는 시간이 지남에 따라 온도를 변화시킬 수 있거나, 타깃의 온도가 증가되는 속도를 제한하는 것과 같이, 타깃 온도의 변화율을 지정할 수 있다. 이러한 파라미터들은, 예컨대, 화상에 관한 걱정을 감소시키는 것에 의해, 환자의 편안함을 증가시킬 수 있거나, 보다 효과적인 치료 과정을 제공할 수 있다. 일단 치료 과정이 프로그래밍되면, 조작자는, 예컨대, 버튼을 누르거나 명령을 입력하는 것에 의해, 치료를 시작하라고 AMF 시스템(100)에 지시할 수 있다.
블록(1020)에서, AMF 시스템(100)은 AC(alternating current) 신호를 발생시켜 AMF 헤드로 전송한다. 이 예에서, 조작자가 프로그래밍된 치료 과정을 시작하라고 AMF 시스템(100)에 지시한 후에, 프로세서(112)는 AC 신호를 발생시키라는 신호를 AC 신호 발생기(115)로 전송한다. 일부 예들에서, 프로세서(112)는, 예를 들어, AC 신호에 대한 주파수 및 AC 신호에 대한 전력 레벨을 설정하기 위해, 다수의 신호들을 AC 신호 발생기(115)로 전송할 수 있다. 하나 이상의 신호들을 수신한 것에 응답하여, AC 신호 발생기(115)는 신호를 발생시켜 AMF 헤드(112)로 전송한다. 이 예에서, AC 신호는 초기에 약 8kW의 106 kHz 사인파 AC 신호를 포함한다. 일부 예들에서, AC 신호들은, 구형파들 또는 톱니파들과 같은, 다른 파형들을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, AC 신호의 전력 레벨은, 타깃의 원하는 가열 속도에 기초하여, 8 kW 초과 또는 미만일 수 있다.
AC 신호가 AMF를 발생시키는 전기 코일(124)을 통해 지나갈 때, AMF는 강자성 코어(126)에 의해 증폭되어 타깃, 예컨대, 환자의 종양에 투사된다. AMF는 강자성 나노입자들과 상호작용하고, 이는 강자성 나노입자들을 가열시키며, 이는 차례로 주변 조직을 가열시킨다.
블록(1030)에서, AMF 시스템(100)은 온도 센서로부터의 센서 신호에 기초하여 타깃의 온도를 결정한다. 이 예에서, 온도 센서(130)는 타깃 쪽으로 배향된 IR 카메라를 포함한다. AMF 시스템(100)이 AMF를 출력할 때, 프로세서(112)는 타깃의 온도를 결정하기 위해, 초당 1회와 같은, 미리 결정된 속도로 IR 카메라로부터 하나 이상의 영상들을 수신한다. 이 예에서, 프로세서(112)는 영상들 중 하나 이상을 조작자 디스플레이에 제공하고, 조작자에게 타깃에 대응하는 영상의 부분을 식별하라고 프롬프트(prompt)한다. 영상 내의 타깃을 식별하기 위해, 조작자 디스플레이는 사용자가 타깃 주위에 경계를 그릴 수 있게 한다. 도 11은 도 8의 IR 영상(800)은 물론 타깃(810) 및 조작자 디스플레이(114) 상의 타깃(810) 주위에 그려진 경계(1110)를 도시하고 있다. 식별된 타깃에 기초하여, 프로세서(112)는 식별된 영역, 예컨대, 영역(1110) 내의 픽셀들의 색상을 결정하고, 상이한 색상들에 대응하는 온도들을 결정한다.
이 예에서, AMF 시스템(100)은 상이한 색상들 및 온도들 사이의 대응관계를 사용해 구성되었다. 예를 들어, 적색, 오렌지색, 황색, 및 백색은 섭씨 30부터 50도까지의 범위에 있는 온도들을 표시하는 반면, 섭씨 10 내지 30도의 온도들은 녹색, 청색 및 자주색에 의해 표시된다. 이 예에서, 경계표시된 영역 내의 픽셀들에 대한 색상 값들이 결정되고 최대 및 최소 값 범위가 설정되며, 평균 온도가 설정된다. 프로세서(112)는 이어서 평균 온도보다 1초과 표준 편차 더 낮은 온도들을 갖는 픽셀들을 배제하고, 나머지 픽셀들을 사용하여, 타깃의 제2 평균 온도는 물론 타깃의 최대 온도를 결정한다. 이 예에서, 프로세서(112)는 타깃의 온도를 제2 평균 온도로 결정한다. 그렇지만 일부 예에서, 프로세서(112)는 영상 내의 타깃의 최대 온도를 타깃의 온도로 결정한다. 경계 내의 픽셀들 전부와 연관된 온도들을 평균하는 것, 또는 경계표시된 영역(710)의 중앙(center) 또는 중심(centroid)으로부터 1/2 반경 내의 픽셀들만을 평균하는 것과 같은, 또 다른 예들이 이용될 수 있다.
블록(1040)에서, AMF 시스템(100)은, 온도를 결정한 것에 응답하여, 온도와 미리 결정된 목표 온도 사이의 차이에 기초하여 AC 신호를 수정한다. 예를 들어, AMF 시스템(100)이 AMF를 60초 동안 환자의 팔에 투사한 후에, 종양의 온도가 섭씨 45도까지 증가했을 수 있지만, 미리 결정된 목표 온도는 조작자에 의해 46도로 설정되었다. 프로세서(112)는 이어서, 새로운 AC 신호 또는 AC 신호에 대한 새로운 파라미터들을 계산하는 것 등에 의해, AC 신호에 대한 수정들을 계산한다. 이 예에서, 프로세서는 AC 신호를 결정하기 위해 PID(proportional-integral-derivative) 제어 알고리즘을 이용한다. 일부 예들에서, 제어 알고리즘의 P 부분, I 부분, 또는 D 부분 중 하나 이상을 제거하는 것에 의해, 다른 유형의 제어 알고리즘들이 이용될 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 도 12는 적당한 PID 제어 시스템의 일 예를 나타낸 것이다. 이 예에서, 원하는 온도가 조작자에 의해 설정되고, 현재 검출된 온도가 온도 센서(1290)에 의해 아날로그-디지털 변환기(ADC)(1292)를 통해 제공된다. 블록(1210)에서, 시각 t에서의 현재 온도 차이를 결정하여 현재 오차 E(t)를 설정하기 위해, 원하는 온도가 검출된 온도와 비교된다. 오차는 적분 제어기(1220)에 공급되고, 적분 제어기(1220)에서 새로운 적분 제어 상태를 달성하기 위해 현재 오차와 이전의 계산된 오차가 평균되어 당시 적분 상태(then-current integral state)에 가산된다. 새로운 적분 제어 상태가 최대 적분 제어 상태(IMAX)보다 크거나, 최소 적분 제어 상태(IMIN)보다 작으면, 새로운 적분 제어 상태는 블록(1222)에서 IMAX로 또는 블록(1224)에서 IMIN로 설정된다. 새로운 적분 제어 상태는 이어서, PID 제어기에 대한 적분 항(integral term)을 결정하기 위해, 블록(1226)에서, 적분 계수 KI와 곱해진다.
비례 항(proportional term)은 블록(1230)에서 현재 오차 E(t)를 비례 계수와 곱하는 것에 의해 계산된다.
미분 항(derivative term)은 블록(1240)에서 종래의 미분 상태와 현재 온도의 차이로부터 계산되고, 이 차이는 블록(1242)에서 미분 계수 KD와 곱해진다.
이 예에서, 계수들(KI, KD, 및 KP)은 KI = 1.5, KP = 25, KD = 0이도록 설정되지만; 허용 온도 오버슈트(overshoot) 및 원하는 램프 시간(ramp time)과 같은, 설계 파라미터들에 기초하여 다른 계수들이 선택될 수 있다. 예를 들어, 최대 허용 온도 오버슈트는, 인체 조직이 과도한 열로 인해 죽기 시작하는 온도에 관련될 수 있는, 섭씨 50도로 설정될 수 있다. 게다가, 이 예에서, IMAX 및 IMIN에 대한 값들은 IMAX = 300 및 IMIN = 100으로 설정되었다.
PID 제어 시스템을 제공하기 위한 예시적인 소스 코드가 또한 부록 A에서 본 명세서에 제공되어 있다.
고주파 전원 공급장치(high-frequency power supply)(HPFS)(1280)에 대한 새로운 구동 신호는 적분 항, 비례 항, 및 미분 항을 합산하는 것에 의해 계산된다. 새로운 구동 신호는 HPFS에 대한 구동 신호가 변경될 수 있는 속도에 관한 한계, 예컨대, 초당 25% 이하 증가 또는 감소에 기초하여 신호를 조절하는 레이트 리미터(rate limiter)(1260)로 보내진다. 예를 들어, 레이트 리미터에 의해 수신된 새로운 구동 신호가 이전 구동 신호보다 50% 크기 증가를 나타내는 경우, 레이트 리미터는 단지 구동 신호의 크기를 25%만큼 증가시킨다. 최대 증가 또는 감소 속도에 기초하여 구동 신호에 대한 임의의 조절들을 행한 후에, 레이트 리미터(1260)는 새로운 구동 신호를, 블록(1280)에서 HFPS를 구동하기 위해 아날로그 구동 신호를 발생시키는 디지털-아날로그 변환기(DAC)(1270)에 출력한다.
AC 신호를 수정한 후에, 본 방법은, 치료 과정이 완료되지 않는 한, 블록(630)으로 되돌아가고, 치료 과정이 완료될 때 본 방법은 AMF 시스템(100)이 AC 신호를 중단하는 것에 의해 AMF를 중단하는 블록(650)으로 진행한다.
이제 도 13을 참조하면, 도 13은 AMF 치료를 제공하는 예시적인 방법을 나타낸 것이다. 도 13에 도시된 예시적인 방법(1300)은 타깃의 공진 주파수를 결정하고, 타깃의 원하는 온도를 보다 효율적으로 증가시키거나 유지하기 위해 이용될 수 있다. 이 예의 목적상, 방법(1300)은 도 1의 예시적인 AMF 시스템(100)에 의해 수행된다. 게다가, 예시적인 방법(1300)은 타겟이 원하는 온도로 이미 가열되었고 AMF 시스템(100)이 미리 정의된 기간 동안 온도를 유지하는 것과 관련하여 기술된다. 그렇지만, 다른 예들에서, 방법(1300)이 원하는 온도에 도달하기 전에 시작될 수 있다.
블록(1310)에서, AMF 시스템(100)은, 도 6의 방법(600)의 블록(620)과 관련하여 앞서 기술된 바와 같이, AC(alternating current) 신호를 발생시켜 AMF 헤드로 전송한다.
블록(1320)에서, 프로세서(112)는 AC 신호를 수정한다. 이 예에서, 프로세서(112)는 가열을 유발하기 위해 AC 신호의 주파수를 1 kHz만큼 증가시키고 전력을 1 kW만큼 증가시키지만; 다른 예들에서, 프로세서(112)는 AC 신호의 주파수를, 500 Hz 또는 2 kHz와 같이, 더 작거나 더 큰 양만큼 증가시킨다. 일부 예들에서, 프로세서(112)는 또한 AC 신호의 주파수를 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 특정 반복 횟수 이후에, 프로세서는 초기 주파수로 복귀하고 이어서 주파수를 단계적으로 감소시키기 시작할 수 있다. 일부 예들에서, 프로세서가 타깃의 가능한 공진 주파수로 곧장 갈 때 시간이 지남에 따라 주파수 변화의 크기가 감소할 수 있다.
블록(1330)에서, 프로세서(112)는 당시 주파수(then-current frequency)에서 타깃의 온도 변화율을 결정한다. 예를 들어, 프로세서(112)는 2초의 기간 동안 새로운 주파수를 유지하고 2초가 경과된 후에 온도의 변화를 측정할 수 있다. 프로세서(112)는 이어서 종료 온도로부터 시작 온도를 감산하고 경과된 시간으로 나누는 것에 의해 변화율을 결정할 수 있다. 온도 변화율을 결정한 후에, 프로세서(112)는 타깃이 원하는 온도로 복귀할 수 있게 하고, 이어서 방법은 새로운 주파수를 평가하기 위해 블록(1320)으로 되돌아간다. 본 방법은 미리 결정된 주파수 범위가 시도된 후에 블록(1340)으로 진행할 수 있다. 예를 들어, AMF 시스템(100)은 타깃을 원하는 온도로 되게 하기 위해 초기에 106 kHz AC 신호를 이용할 수 있다. AMF 시스템(100)은 이어서 100부터 120 kHz까지의 주파수 범위를 탐색하려고 시도할 수 있다.
블록(1340)에서, AMF 시스템(100)은 타깃의 공진 주파수를 결정한다. 이 예에서, AMF 시스템(100)은 타깃의 공진 주파수를 식별하기 위해 최고 온도 변화율에 대응하는 주파수를 식별하는 블록들(1320 및 1330)에서 테스트된 주파수 범위 내의 주파수를 식별한다. 일부 예들에서, 식별된 주파수는 타깃의 실제 공진 주파수가 아닐 수 있지만, 그 대신에 타깃의 보다 효율적인 가열을 가져오는 주파수를 나타낼 수 있다.
블록(1350)에서, AMF 시스템(100)은 결정된 공진 주파수에서 AC 신호를 발생시켜 전송한다. 이러한 주파수는 AMF 시스템(100)이 AC 신호 발생기에 대한 감소된 전력 설정으로 타겟의 온도를 유지할 수 있게 할 수 있으며, 즉, 결정된 공진 주파수에서의 AMF는 초기에 선택된 주파수보다 더 효율적으로 타깃에 에너지를 전달할 수 있다. AMF 시스템(100)은 이어서 설정된 치료 기간의 나머지 동안 치료 과정을 계속할 수 있다.
본원에서의 방법들 및 시스템들의 일부 예들이 다양한 머신들에서 실행되는 소프트웨어의 관점에서 기술되지만, 본 방법들 및 시스템들이 또한 다양한 방법들을 특정 방식으로 실행하기 위해 FPGA(field-programmable gate array)와 같은, 특정 방식으로 구성된 하드웨어로서 구현될 수 있다. 예를 들어, 예들은 디지털 전자 회로부로, 또는 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어로, 또는 이들의 조합으로 구현될 수 있다. 일 예에서, 디바이스는 프로세서 또는 프로세서들을 포함할 수 있다. 프로세서는, 프로세서에 결합된 RAM(random access memory)과 같은, 컴퓨터 판독가능 매체를 포함한다. 프로세서는, 영상을 편집하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들을 실행하는 것과 같이, 메모리에 저장된 컴퓨터 실행가능 프로그램 명령어들을 실행한다. 이러한 프로세서들은 마이크로프로세서, DSP(digital signal processor), ASIC(application-specific integrated circuit), FPGA(field programmable gate array)들, 및 상태 머신들을 포함할 수 있다. 이러한 프로세서들은, PLC들, PIC(programmable interrupt controller)들, PLD(programmable logic device)들, PROM(programmable read-only memory)들, 전기적 프로그램가능 판독 전용 메모리(EPROM 또는 EEPROM)들, 또는 다른 유사한 디바이스들과 같은, 프로그래밍가능 전자 디바이스들을 추가로 포함할 수 있다.
이러한 프로세서들은, 프로세서에 의해 실행될 때, 프로세서로 하여금 프로세서에 의해 수행되거나 지원되는 것으로 본원에 기술되는 단계들을 수행하게 할 수 있는 명령어들을 저장할 수 있는 매체, 예를 들어, 컴퓨터 판독가능 저장 매체를 포함할 수 있거나 그와 통신할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체의 예들은, 웹 서버 내의 프로세서와 같은, 프로세서에 컴퓨터 판독가능 명령어들을 제공할 수 있는 전자, 광학, 자기 또는 다른 저장 디바이스를 포함할 수 있지만, 이들로 한정되지는 않는다. 매체의 다른 예들은 컴퓨터 프로세서가 판독할 수 있는 플로피 디스크, CD-ROM, 자기 디스크, 메모리 칩, ROM, RAM, ASIC, 구성된 프로세서, 모든 광학 매체, 모든 자기 테이프 또는 다른 자기 매체, 또는 임의의 다른 매체를 포함하지만, 이들로 한정되지는 않는다. 기술된 프로세서 및 처리는 하나 이상의 구조물들에 있을 수 있고, 하나 이상의 구조물들에 걸쳐 분산되어 있을 수 있다. 프로세서는 본원에 기술되는 방법들(또는 방법들의 일부들) 중 하나 이상을 수행하기 위한 코드를 포함할 수 있다.
일부 예들에 대한 전술한 설명은 단지 예시 및 설명을 위해 제시되었으며, 전수적인 것으로도 본 개시내용을 개시된 정확한 형태들로 제한하려는 것으로도 의도되어 있지 않다. 그의 다양한 수정들 및 변형들이 본 개시내용의 사상 및 범주를 벗어나지 않으면서 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다.
본원에서 예(example) 또는 구현(implementation)이라고 언급하는 것은 그 예와 관련하여 기술된 특정의 특징, 구조, 동작, 또는 다른 특성이 본 개시내용의 적어도 하나의 구현에 포함될 수 있다는 것을 의미한다. 본 개시내용은 그 자체로서 기술된 특정의 예들 또는 구현들로 제한되지 않는다. 본 명세서의 여러 곳에서 나오는 문구들 "일 예에서", "예에서", "일 구현에서"또는 "구현에서", 또는 이들의 변형들이 꼭 동일한 예 또는 구현을 지칭하지는 않는다. 일 예 또는 구현과 관련하여 본 명세서에 기술되는 임의의 특정의 특징, 구조, 동작, 또는 다른 특성이 임의의 다른 예 또는 구현과 관련하여 기술되는 다른 특징들, 구조들, 동작들, 또는 다른 특성들과 조합될 수 있다.
본원에서 단어 "또는"을 사용하는 것은 포함적(inclusive) 및 배타적(exclusive) OR 조건들을 커버하는 것으로 의도되어 있다. 환언하면, A 또는 B 또는 C는 특정의 용도에 적절하게 하기의 대안의 조합들 전부를 포함한다: A만; B만; C만; A와 B만; A와 C만; B와 C만; 그리고 A와 B와 C.
부록 A
Figure pct00001
Figure pct00002
Figure pct00003
Figure pct00004

Claims (18)

  1. 시스템으로서,
    교번 자기장(alternating magnetic field)(AMF) 헤드 - 상기 AMF 헤드는 전기 코일 및 강자성 코어를 포함하고, 상기 전기 코일은 실질적으로 제1 축에 중심이 있는 실질적으로 원형인 단면을 가지며, 상기 AMF 헤드는 상기 코일의 제1 단부에 대응하는 제1 단부 및 상기 코일의 제2 단부에 대응하는 제2 단부를 가짐 -;
    상기 AMF 헤드에 결합된 AMF 발생기 - 상기 AMF 발생기는 AC(alternating current) 신호를 발생시키고 상기 AC 신호를 상기 AMF 헤드의 상기 전기 코일로 전송하도록 구성됨 -;
    상기 AMF 헤드의 제1 단부에 근접하게 위치된 타깃의 온도를 감지하도록 구성된 온도 센서; 및
    상기 AMF 발생기 및 상기 온도 센서와 통신하는 프로세서 - 상기 프로세서는:
    제어 신호를 발생시켜 상기 AMF 발생기로 전송하고 - 상기 제어 신호는 상기 AMF 발생기로 하여금 상기 AC 신호를 제1 크기로 또는 제1 주파수로 출력하게 하도록 구성됨 -,
    상기 온도 센서로부터 센서 신호를 수신하며,
    상기 AMF 발생기로 하여금, 상기 센서 신호와 미리 결정된 목표 온도 사이의 차이에 기초하여, 상기 제1 크기를 제2 크기로 변경하게 하거나 상기 제1 주파수를 제2 주파수로 변경하게 하기 위해 상기 제어 신호를 수정하고,
    상기 수정된 제어 신호를 상기 AMF 발생기로 전송하도록 구성됨 - 를 포함하는, 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 온도 센서는 적외선 센서, 적외선 카메라, 또는 가시광 카메라를 포함하는, 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 주파수는 상기 AMF 헤드의 공진 주파수를 포함하는, 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 주파수는 상기 AMF 헤드의 공진 주파수를 포함하는, 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미리 결정된 목표 온도는 섭씨 43 내지 48도인, 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 AMF 헤드는 공진 주파수를 포함하고, 상기 프로세서는 상기 강자성 코어의 구성을 변경하라는 신호를 전송하도록 추가로 구성되며, 상기 AMF 헤드의 상기 공진 주파수는 상기 강자성 코어의 상기 구성에 기초하여 변하는, 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 AMF 헤드는 상기 강자성 코어에 결합된 팽창형 부재(inflatable member)를 추가로 포함하고, 상기 신호는 상기 강자성 코어의 상기 구성을 변경하기 위해 상기 팽창형 부재로 하여금 팽창 레벨(level of inflation)을 변경하게 하는, 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 AMF는 상기 강자성 코어에 결합된 분리 부재(separating member) - 상기 분리 부재는 상기 강자성 코어의 적어도 2개의 컴포넌트들 사이의 간격을 증가 또는 감소시키도록 구성됨 - 를 포함하고, 상기 신호는 상기 분리 부재로 하여금 상기 강자성 코어의 상기 적어도 2개의 컴포넌트들 중 적어도 2개의 컴포넌트들 사이의 상기 간격을 증가 또는 감소시키게 하도록 구성되는, 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 프로세서는:
    반복하여:
    하나의 주파수에서의 상기 타깃의 온도 변화율을 검출하고;
    상기 주파수와 연관된 상기 온도 변화율을 저장하며;
    상기 주파수를 제2 주파수로 변경하고;
    상기 제2 주파수에서의 상기 타깃의 온도 변화율을 검출하며;
    상기 제2 주파수와 연관된 상기 온도 변화율을 저장하고;
    상기 저장된 온도 변화율들에 기초하여 상기 타깃의 공진 주파수를 결정하도록 추가로 구성되는, 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 타깃의 상기 공진 주파수에 기초하여 상기 강자성 코어의 구성을 변경하라는 신호를 전송하도록 추가로 구성되는, 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 타깃의 상기 공진 주파수로 상기 AC 신호를 발생시켜 상기 AMF 헤드로 전송하도록 추가로 구성되는, 시스템.
  12. 방법으로서,
    타깃을 교번 자기장(AMF) 헤드의 제1 단부에 근접하게 위치시키는 단계 - 상기 AMF 헤드는 전기 코일 및 강자성 코어를 포함하고, 상기 전기 코일은 실질적으로 제1 축에 중심이 있는 실질적으로 원형인 단면을 가지며, 상기 AMF 헤드는 상기 코일의 제1 단부에 대응하는 상기 제1 단부 및 상기 코일의 제2 단부에 대응하는 제2 단부를 가짐 -;
    AC(alternating current) 신호를 발생시켜 상기 AMF 헤드로 전송하는 단계;
    온도 센서로부터의 센서 신호에 기초하여 상기 타깃의 온도를 결정하는 단계; 및
    상기 온도를 결정하는 것에 응답하여, 상기 온도와 미리 결정된 목표 온도 사이의 차이에 기초하여 상기 AC 신호를 수정하는 단계를 포함하는, 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 AMF 헤드는 공진 주파수를 포함하고, 상기 방법은 상기 강자성 코어의 구성을 변경하는 단계를 추가로 포함하며, 상기 AMF 헤드의 상기 공진 주파수는 상기 강자성 코어의 상기 구성에 기초하여 변하는, 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 AMF 헤드는 상기 강자성 코어에 결합된 팽창형 부재를 추가로 포함하고, 상기 방법은 상기 강자성 코어의 상기 구성을 변경하기 위해 상기 팽창형 부재의 팽창 레벨을 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  15. 제13항에 있어서, 상기 AMF는 상기 강자성 코어에 결합된 분리 부재 - 상기 분리 부재는 상기 강자성 코어의 적어도 2개의 컴포넌트들 사이의 간격을 증가 또는 감소시키도록 구성됨 - 를 포함하고, 상기 방법은 상기 분리 부재로 하여금 상기 강자성 코어의 상기 적어도 2개의 컴포넌트들 중 적어도 2개의 컴포넌트들 사이의 상기 간격을 증가 또는 감소시키게 하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 타깃의 공진 주파수를 결정하는 단계를 추가로 포함하고, 이 단계는:
    반복하여:
    하나의 주파수에서의 상기 타깃의 온도 변화율을 결정하는 단계;
    상기 주파수를 제2 주파수로 변경하는 단계; 및
    상기 제2 주파수에서의 상기 타깃의 온도 변화율을 결정하는 단계를 포함하는, 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 타깃의 상기 공진 주파수에 기초하여 강자성 코어의 구성을 변경하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
  18. 제16항에 있어서, 상기 타깃의 상기 공진 주파수로 상기 AC 신호를 발생시켜 상기 AMF 헤드로 전송하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.
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