(57)【要約】分子、細胞、組織、および器官を電磁気により治療する装置および方法であって、少なくとも一つの波形パラメータを有する数学モデルにより、ターゲット経路構造に結合される少なくとも一つの波形を形成するステップ（ステップ１０１）と、前記少なくとも一つの波形が、前記ターゲット経路構造内の背景活動を超えて前記ターゲット経路構造内で検出できるように形成されるために、前記少なくとの一つの波形パラメータの値を選択するステップ（ステップ１０２）と、前記形成された少なくとも一つの波形から電磁気信号を生成するステップ（ステップ１０３）と、前記ターゲット経路構造に近くに配置される位置決め装置と結合装置を一体化するステップ（ステップ１０４）と、前記少なくとも一つの結合装置を用いて前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップ（ステップ１０５）とを具えることを特徴とする方法。【選択図】図１
2009528073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物および人間の電磁気による治療方法であって、
少なくとも一つの波形パラメータを有する数学モデルにより、ターゲット経路構造に結合される少なくとも一つの波形を形成するステップと、
前記少なくとも一つの波形が、前記ターゲット経路構造内の背景活動を超えて前記ターゲット経路構造内で検出できるように形成されるために、前記少なくとの一つの波形パラメータの値を選択するステップと、
前記形成された少なくとも一つの波形から電磁気信号を生成するステップと、
前記ターゲット経路構造に近くに配置される位置決め装置と結合装置を一体化するステップと、
前記少なくとも一つの結合装置を用いて前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップとを具えることを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つの波形パラメータが、約０．０１Ｈｚから約１００ＭＨｚの間を反復する前記少なくとも一つの波形を形成する少なくとも一つの周波数成分と、数学的に定義された振幅関数に従うバースト振幅エンベロープパラメータと、数学的に定義された幅関数により反復毎に変化するバースト幅パラメータと、数学的に定義された関数により、前記ターゲット経路構造内で約１μＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの間で変化するピーク誘導電界パラメータと、数学的に定義された関数により、前記ターゲット経路構造内で約１μＴから約０．１Ｔの間で変化するピーク誘導電磁界パラメータとを具えることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、前記定義された振幅関数は、１／周波数関数、対数関数、カオス関数、および指数関数のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つの波形パラメータの値を選択するステップがさらに、信号対雑音比モデルを満たす前記少なくとも一つの波形パラメータの値を選択するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法において、前記少なくとも一つの波形パラメータの値を選択するステップがさらに、電力信号対雑音比モデルを満たす前記少なくとも一つの波形パラメータの値を選択するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記ターゲット経路構造が、分子、細胞、組織、器官、イオン、およびリガンドのうち少なくとも一つを具えることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法がさらに、イオンおよびリガンドを調節分子に結合するステップを具え、組織の成長、修復、および維持を促進することを特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、カルシウムとカルモジュリンの結合を調整することを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、対象となる経路構造内の増殖因子産生を調整することを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、対象となる経路構造内のサイトカイン産生を調整することを特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、組織の成長、修復、および維持に関連する増殖因子およびサイトカインを調整することを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、ターゲット経路構造を成長、修復、および維持すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、脳血管障害を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、睡眠障害を治療すべく、増殖因子およびサイトカインを調整することを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、睡眠障害を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項７に記載の方法において、前記イオンおよびリガンドを結合するステップが、熟睡段階の長さを増すことにより、人間の成長ホルモンの放出を調整することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法がさらに、組織を成長、修復、および維持すべく、ターゲット経路構造に薬剤および薬草を適用することを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法において、前記薬剤および薬草は、局所薬剤、局所クリーム、および局所軟膏のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１に記載の方法がさらに、神経変性疾患を治療すべく、ターゲット経路構造に薬剤および薬草を適用することを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１に記載の方法において、前記位置決め装置が、治療面、治療構造、包帯、身体構造サポート、身体構造ラップ、パッド、シートクッション、マットレスパッド、靴、車椅子、椅子、衣類、スポーツ用品、および生体組織および生体細胞の近くに配置可能な構造のうち少なくとも一つを具えることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電磁気式治療装置において、前記衣類は、衣服、ファッションアクセサリー、靴、靴下、および履き物のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１に記載の方法において、前記結合装置が、導電糸およびコイルの少なくとも一方を具えることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１に記載の方法がさらに、身体部分を治療する標準的な理学療法を利用するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、標準的な理学療法が、熱、冷気、圧迫、マッサージ、および運動のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項１に記載の方法がさらに、前記少なくとも一つの結合装置の複数への前記電磁気信号を同時に生成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２６】
請求項２５に記載の方法において、前記電磁気信号が、同じように形成された前記少なくとも一つの波形と、異なるように形成された前記少なくとも一つの波形の少なくとも一方から生成されることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項１に記載の方法がさらに、前記少なくとも一つの結合装置の複数への電磁気信号を連続して生成するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項２８】
請求項２７に記載の方法において、前記電磁気信号が、同じように形成された前記少なくとも一つの波形と、異なるように形成された前記少なくとも一つの波形の少なくとも一方から生成されることを特徴とする方法。
【請求項２９】
請求項１に記載の方法がさらに、前記少なくとも一つの結合装置の複数への電磁気信号を多重化するステップを具えることを特徴とする方法。
【請求項３０】
請求項２９に記載の方法において、前記電磁気信号が、同一の前記少なくとも一つの波形と、異なる前記少なくとも一つの波形の少なくとも一方から生成されることを特徴とする方法。
【請求項３１】
請求項１に記載の方法がさらに、電磁気式治療誘導装置とともに、標準的な医学療法および標準的でない医学療法の少なくとも一方を利用する方法。
【請求項３２】
請求項３１に記載の方法において、標準的な医学治療は、組織移植および器官移植の少なくとも一方を含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
請求項１に記載の方法がさらに、電磁気式治療誘導装置をとともに、標準的な理学療法および標準的でない理学療法の少なくとも一方を利用する方法。
【請求項３４】
請求項３３に記載の方法において、標準的な理学療法が、超音波、陰圧、陽圧、熱、冷気、マッサージ、運動、および鍼のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする方法。
【請求項３５】
請求項１に記載の方法において、前記ターゲット経路構造に前記電磁気信号を結合するステップが、細胞および組織の損失および劣化を阻止すべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項３６】
請求項１に記載の方法において、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップが、細胞および組織活性を増加させるべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項３７】
請求項１に記載の方法において、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップが、細胞集団を増加させるべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項３８】
請求項１に記載の方法において、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップが、ニューロンの劣化を阻止すべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項３９】
請求項１に記載の方法において、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップが、ニューロン集団を増加させるべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項４０】
請求項１に記載の方法において、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップが、アドレナリン作動性のニューロン劣化を阻止すべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項４１】
請求項１に記載の方法において、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合するステップが、アドレナリン作動性のニューロン集団を増加させるべく、結合することを特徴とする方法。
【請求項４２】
請求項１に記載の方法において、前記形成された少なくとも一つの波形から電磁気信号を生成するステップが、プログラム制御により前記電磁気信号を生成することを特徴とする方法。
【請求項４３】
動物および人間の電磁気式治療装置であって、
選択可能な少なくとも一つの波形パラメータを有する数学モデルにより、ターゲット経路構造に結合される少なくとも一つの波形を形成する波形形成手段であって、前記ターゲット経路構造内で前記ターゲット経路構造内の背景活動を超えて検出できるように前記少なくとも一つの波形を形成する波形形成手段と、
前記形成された少なくとも一つの波形から電磁気信号を生成し、前記電磁気信号を前記ターゲット経路構造に結合する少なくとも一つの連結手段により、前記波形形成手段に連結された少なくとも一つの結合装置と、
位置決め装置と、を具える電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの結合装置が、前記位置決め装置に一体化されることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項４４】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの波形パラメータが、数学関数により約０．０１Ｈｚから約１００ＭＨｚの間を反復する前記少なくとも一つの波形を形成する周波数成分と、数学的に定義された振幅関数に従うバースト振幅エンベロープパラメータと、数学的に定義された幅関数により反復毎に変化するバースト幅パラメータと、数学的に定義された関数により、前記ターゲット経路構造内で約１μＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの間で変化するピーク誘導電界パラメータと、数学的に定義された関数により、前記ターゲット経路構造内で約１μＴから約０．１Ｔの間で変化するピーク誘導電磁界パラメータのいずれか１以上を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項４５】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記定義された振幅関数は、１／周波数関数、対数関数、カオス関数、および指数関数のうち少なくとも一つを具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項４６】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの波形パラメータの値がさらに、信号対雑音比モデルを満たす前記少なくとも一つの波形パラメータの値を含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項４７】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの波形パラメータの値がさらに、電力信号対雑音比モデルを満たす前記少なくとも一つの波形パラメータの値を含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項４８】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記ターゲット経路構造が、分子、細胞、組織、器官、イオン、およびリガンドのうち少なくとも一つを具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項４９】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、カルモジュリンと結合するカルシウムが調整されることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５０】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、カルモジュリンと結合するカルシウムが調整されることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５１】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、前記ターゲット経路構造の成長、修復、および維持に関連する増殖因子およびサイトカインの少なくとも一方を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５２】
請求項５１に記載の電磁気式治療装置において、前記増殖因子が、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、およびインターロイキン増殖因子のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５３】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、前記ターゲット経路構造の成長、修復、および維持に関連する増殖因子およびサイトカインの少なくとも一方を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５４】
請求項５３に記載の電磁気式治療装置において、前記増殖因子が、繊維芽細胞増殖因子、血小板由来増殖因子、およびインターロイキン増殖因子のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５５】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、骨折を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５６】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、骨折を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５７】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、病気を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５８】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、病気を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項５９】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、血管障害を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６０】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、血管障害を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６１】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、神経変性疾患を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６２】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、睡眠障害を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６３】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、睡眠障害を治療すべく、血管形成および新血管新生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６４】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、熟睡時間を増加させることにより、人間の増殖因子産生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６５】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、熟睡時間を増加させることにより、人間の増殖因子産生を調整することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６６】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、当該電磁気式治療装置が、軽量で持ち運びできるように構成されていることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６７】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記位置決め装置が、治療面、治療構造、包帯、身体構造サポート、身体構造ラップ、パッド、シートクッション、マットレスパッド、靴、車椅子、椅子、衣類、スポーツ用品、および生体組織および生体細胞の近くに配置可能な構造のうち少なくとも一つを具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６８】
請求項６７に記載の電磁気式治療装置において、前記衣類は、衣服、ファッションアクセサリー、靴、靴下、および履き物のうち少なくとも一つが含まれることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項６９】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記連結手段が、ワイヤ、無線信号送受信手段、および直接連結手段のうち少なくとも一つを具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７０】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記波形形成手段が、プログラム可能であることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７１】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記波形形成手段が、所定時間内に少なくとも一つのパルス磁気信号を送信することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７２】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記波形形成手段が、不定期に少なくとも一つのパルス磁気信号を送信することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７３】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置がさらに、標準的な理学療法用の送達手段を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７４】
請求項７３に記載の電磁気式治療装置において、標準的な理学療法は、熱、冷気、マッサージ、および運動のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７５】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置がさらに、薬剤および薬草の送信手段を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７６】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置がさらに、標準的な医学療法用の送達手段を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７７】
請求項７６に記載の電磁気式治療装置において、標準的な医学治療は、新血管形成、血管形成、悪性疾患および良性疾患に対する免疫反応、および浸出のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７８】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記波形形成手段が、前記位置決め装置と一体化されることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項７９】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記位置決め装置が、持ち運び可能、埋め込み可能、あるいは使い捨て可能であることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８０】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置がさらに、少なくとも一つの形成された波形から少なくとも一つの電磁気信号を同時に生成するように構成された少なくとも一つの結合装置の複数を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８１】
請求項８０に記載の電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの形成された波形が、同一の前記少なくとも一つの形成された波形と、異なる前記少なくとも一つの形成された波形の少なくとも一方を含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８２】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置がさらに、少なくとも一つの形成された波形から少なくとも一つの電磁気信号を連続して生成するように構成された少なくとも一つの結合装置の複数を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８３】
請求項８２に記載の電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの形成された波形が、同一の前記少なくとも一つの形成された波形と、異なる前記少なくとも一つの形成された波形の少なくとも一方を含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８４】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置がさらに、少なくとも一つの形成された波形から少なくとも一つの電磁気信号を多重化するように構成された少なくとも一つの結合装置の複数を具えることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８５】
請求項８４に記載の電磁気式治療装置において、前記少なくとも一つの形成された波形が、同一の前記少なくとも一つの形成された波形と、異なる前記少なくとも一つの形成された波形の少なくとも一方を含むことを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８６】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合されることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８７】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合されることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８８】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、細胞および組織の損失および劣化を阻止することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項８９】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、細胞および組織の損失および劣化を阻止することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９０】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、細胞活性を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９１】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、細胞活性を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９２】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、細胞集団を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９３】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、細胞集団を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９４】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、ニューロンの劣化を阻止することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９５】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、ニューロンの劣化を阻止することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９６】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、ニューロン集団を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９７】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、ニューロン集団を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９８】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、アドレナリン作動性のニューロン劣化を阻止することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項９９】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、アドレナリン作動性のニューロン劣化を阻止することを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項１００】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に誘導結合され、アドレナリン作動性のニューロン集団を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項１０１】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記信号が、前記ターゲット経路構造に容量結合され、アドレナリン作動性のニューロン集団を増加させることを特徴とする電磁気式治療装置。
【請求項１０２】
請求項４３に記載の電磁気式治療装置において、前記波形形成手段がプログラム可能であることを特徴とする電磁気式治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、電磁気式治療用コイル一体型装置と、符号化された電磁気情報を与えることにより、細胞および組織の成長、修復、維持、および一般行動（general behavior）の調整を実現すべく、この装置を利用する方法に関する。具体的には、本発明は、外科的に非侵襲的な高い特定の電磁気信号パターンの様々な身体部分への結合の応用に関する。また、本発明は、電磁環境との相互作用を変更することにより、生体組織および細胞の治療に関する。さらに、本発明は、符号化された電磁気情報を与えることにより、符号化された電磁気情報を与えることにより、細胞および組織の成長、修復、維持、および一般行動を調整する方法に関する。特に、本発明の一の実施例は、パルス電磁界（「ＰＥＭＦ」）を供給するコイルなどの誘導手段の使用に関し、超音波、陰圧または陽圧、熱、冷気、マッサージなどの他の治療および健康のための物理治療とともに、台、毛布、ベッド、車椅子などのデバイスと一体化された生体組織の成長および修復を促進する。
【背景技術】
【０００２】
現在、非熱的な弱い電磁界（「ＥＭＦ」）の利用が、生体内および生体外の生物学的な効果において生理学的に重要な意味をもたらすことが知られている。
【０００３】
ＥＭＦは、骨の修復および骨の治療に応用されている。現在、低周波数成分および低電力を有する波形が、整形外科病院で利用されている。電気経路を考慮することにより始まった骨を修復する信号の利用の起源は、骨が適切にＥＭＦ信号に反応可能な手段を構成する。細胞膜の電気化学モデルを利用した物理化学的な線形アプローチが、生物科学的な効果が期待されているＥＭＦ波形パターンの分野で期待されている。細胞膜はＥＭＦの対象として適しているため、電位依存性キネティクスなどの、誘導電界が細胞表面において電気化学的に結合する特定の範囲の波形パラメータを見つけることが必要である。また、この線形モデルの拡張は、ローレンツ力分析に関連する。
【０００４】
深部組織用の２７．１２ＭＨｚの連続的なサインウェーブから生じるパルス高周波（「ＰＲＦ」）信号は、ジアテルミーの分野で知られている。ジアテルミー信号のパルスの後継は、当初は、感染症の治療において非熱的な生物学的効果を引き出すことが可能な電磁界として報告されていた。ＰＲＦの治療への応用は、軟組織の外傷後および術後の痛みおよび浮腫、創傷治癒、熱傷処置、神経再生の低減のために報告されている。外傷性浮腫を解決するＥＭＦの応用は、近年非常に利用されている。動物および臨床研究においてＰＲＦを利用したデータの結果は、このような電磁気刺激による浮腫が非常に軽減されることを示している。
【０００５】
ＥＭＦの線量測定の従来技術は、分離細部の特性とは対照的に、組織構造の誘電特性を考慮していない。
【０００６】
近年、高周波の非侵襲的なＰＲＦを臨床使用は、２７．１２ＭＨｚの正弦波のパルスバーストを利用するステップと具え、各パルスバーストは、６５マイクロ秒の幅を具え、バーストに毎に約１，７００の正弦サイクルおよび様々なバースト反復レートを有する。これは、細胞および組織内の関連する誘電経路に結合する周波数成分を制限する。
【０００７】
パルス変調電磁界などの矩形波あるいは擬似的な矩形波、または矩形波および擬似的な矩形波双方と、数ヘルツから約１５あるいは約４０ＭＨｚの範囲のパルス高周波場などの正弦波形とを具える時間と共に変化する電磁界は、様々な筋骨格の障害および状態の補助的な治療として用いられる場合に、臨床的に有益である。
【０００８】
１９６０年代の初頭、最新の治療用および予防用デバイスの開発が、偽関節および遷延治癒骨折に関連する臨床的な問題により刺激された。当初の研究では、電気経路は、骨がメカニカルインプットに適切に反応する手段であると示した。初期の治療デバイスは、直流（「ＤＣ」）を骨折した部分に送達する埋め込み式および半侵襲的な電極を使用していた。その後、電界および電磁界を利用した非侵襲的な技術が開発された。これらのモダリティは、当初は、細胞／組織レベルにおける電気／機構による波形を具える非侵襲的な「非接触」手段を提供すべく作られた。整形外科におけるこれらの技術の臨床への応用は、このような偽関節および新鮮骨折などの骨折の治療および脊椎固定のために、取締機関により全世界で承認された。現在では、いくつかのＥＭＦデバイスが、骨折を直す困難な治療用の整形外科的な臨床診療の標準的な医療設備を構成している。これらのデバイスの成功率は非常に高い。この指摘のデータベースは、安全で非外科的、非侵襲的な最初の骨移植の代替として推奨される使用を可能にするのに十分である。これらの技術に関する追加的な臨床の指摘が、虚血壊死、腱炎、骨関節症、創傷修復、血液循環、関節炎による痛み、および他の筋骨格障害の治療の二重盲検の研究で報告されている。
【０００９】
細胞の研究は、信号変換経路および増殖因子合成（growth factor synthesis）双方に対する弱い低周波の電磁界の影響に取り組んでいる。ＥＭＦは、短いトリガのような期間の後、増殖因子の分泌を刺激することが証明されている。細胞膜におけるイオン／リガンド結合プロセスは通常、初めのＥＭＦの対象である経路構造として考えられている。細胞レベルの研究は、カルシウムイオン輸送、細胞増殖、インシュリン増殖因子（「ＩＧＦ−ＩＩ」）の放出、骨芽細胞内のＩＧＦ−ＩＩ受容体発現における影響が証明されている。インシュリン増殖因子−Ｉ（「ＩＧＦ−Ｉ」）およびＩＧＦ−ＩＩにおける影響は、ラットの骨折仮骨で証明されている。ラットによる骨誘導モデルのＰＥＭＦを利用したトランスフォーミング増殖因子β（「ＴＧＦ−β」）メッセンジャーＲＮＡ（「ｍＲＮＡ」）の刺激が証明されている。研究は、ＭＧ−６３と称する人辺の骨芽細胞のような細胞系におけるＰＥＭＦによるＴＧＦ−βｍＲＮＡのアップレギュレーションを明らかにしており、ＴＧＦ−β１、コラーゲン、およびオステオカルシン合成（osteocalcin synthesis）が増殖した。ＰＥＭＦは、人間の偽関節組織の肥大細胞および萎縮細胞双方のＴＧＦ−β１の増殖を刺激した。さらに、研究は、カルシウム／カルモジュリン依存性経路に対するＥＭＦの直接的な影響から生じる骨芽細胞培養においてＴＧＦ−βｍＲＮＡおよびタンパク質双方の増殖を証明した。軟骨細胞の研究は、ＥＭＦによるＴＧＦ−βｍＲＮＡの同じような増殖を証明するとともに、関節修復への治療の応用を明らかにした。様々な研究は、増殖因子産生のアップレギュレーションは、電磁気的な刺激を基礎とする組織レベルのメカニズムにおける共通の特徴であると結論づけている。特定の抑制剤を使用した場合、ＥＭＦは、カルモジュリン依存性経路を介して作用する。特定のＰＥＭＦおよびＰＲＦ信号と弱い静磁場が、無細胞の酵素製剤でカルモジュリン（ＣａＭ）に結合するＣａ２＋を変化させることが既に報告されている。さらに、骨芽細胞培養におけるＰＥＭＦを利用したＢＭＰ２およびＢＭＰ４のｍＲＮＡのアップレギュレーションと、ＰＥＭＦを利用した骨および軟骨のＴＧＦ−β１のアップレギュレーションが証明されている。
【００１０】
しかしながら、本分野の従来技術は、数学モデルによって信号を送信する誘導装置であって、プログラム可能であり、軽量で、持ち運びでき、使い捨てでき、埋め込みでき、衣服、ファッションアクセサリ、履き物、包帯、解剖学的サポート、解剖学的包み、衣類、マットレス、パッド、車椅子、治療用ベッド、治療用椅子、真空補助式創縫合デバイス、機械的および機能的電気刺激デバイス、およびエクササイズデバイスなどの治療用および健康維持用デバイスのうち少なくとも一つにより形成され、これらに組み込まれ、あるいは取り付けられた誘導装置、超音波、熱、冷気、マッサージ、および運動を利用していない。さらに、軽量で、持ち運びでき、埋め込みでき、使い捨て可能な電磁気治療誘導装置およびこの装置を利用する方法の必要性がある。さらに、電力消費を抑え、非侵襲的な特性を有し、包帯、創傷包帯、パッド、シートクッション、マットレスパッド、靴、並びに生体組織および細胞に近接する他の衣服および構造に強化された信号を組み込むことができ、強化されたＥＭＦ信号を身体部分に送達すべく衣料製品に組み込まれ、数学モデルにより信号を送達し、プログラム可能な電磁気治療誘導装置および方法の必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１１】
治療および非治療装置に組み込まれた電磁気治療誘導装置と、適切に形成された波形を誘導結合して生体組織および細胞の電磁環境との相互作用を変化させることによる生体組織および細胞の治療処置に、この装置を用いる方法である。
【００１２】
本発明の一実施例では、選択可能な身体の部位を、バースト毎に約１〜１００，０００のパルスバーストエンベロープ（pulse burst envelope）内の最小幅特性が少なくとも０．０１マイクロ秒の連続的なＥＭＦパルスを含み、前記パルスバーストの電圧振幅エンベロープが、その瞬間最低振幅がその最大振幅から１万の因数（factor）より小さくないランダムに変化するパラメータにより決定される磁束路で治療する。このパルスバーストの反復レートは約０．０１〜１０，０００Ｈｚで変化させてもよい。また、数学的に定義可能なパラメータを用いて、前記パルスバーストエンベロープの振幅を決定してもよい。
【００１３】
関連する細胞経路に伝達される周波数成分の帯域を増大すると、酵素の働きや増殖因子、サイトカイン放出（cytokine release）の改善を含む、既知の回復メカニズムに応用可能な広い範囲の生物物理学的現象へのアクセスが好適に達成される。
【００１４】
本発明の一実施例では、ピーク電界がｃｍあたり１０−６〜１０Ｖ（Ｖ／ｃｍ）の単極あるいは二極の方形あるいはシヌソイドパルスのパルスバーストエンベロープに、ランダムあるいは他の高スペクトル密度のエンベロープを適用することにより、人間、動物、および植物の柔組織と硬い組織の双方に適用可能な生物学上の回復プロセスにより、効果的で大きな効果が得られる。高スペクトル密度のパルスバーストのエンベロープは、細胞膜レセプタ、細胞酵素とのイオン結合、通常の膜電位の変化など、生理学的に適切な誘導経路に有利で効果的に結合でき、これにより血管形成や新血管新生を調整する。
【００１５】
調整およびパルスバーストを規定するパラメータとして高スペクトル密度電圧エンベロープを好適に適用することにより、このような調整したパルスバーストの必要電力は、調整しないパルスより有意に低くなる。これは、関連する細胞／分子への周波数成分のマッチングプロセスがより効果的となることによる。したがって、適切な誘電経路に増大させた線量を送り、必要電力を減少するという２つの利点が得られる。
【００１６】
本発明の好適な実施例では、生体に有効な波形を形成すべく、電力信号（Power signal）対ノイズ比（Power Signal to Noise Ratio, 「電力ＳＮＲ」）アプローチを採用し、小型化回路と、軽量かつ柔軟なコイルを用いる。これにより、電力ＳＮＲアプローチ、小型回路、軽量柔軟コイルを採用した装置は、完全に可搬型となり、必要に応じて使い捨て可能であり、さらに必要に応じて埋め込み型に構成することができる。軽量柔軟コイルは、包帯、創傷包帯、パッド、シートクッション、マットレスパッド、靴、車椅子、椅子、および生体組織および細胞に近接するその他の衣服および構造などの位置決め装置の一体化部材でもよい。コイルを位置決め装置に有利に一体化することにより、目立たずにまた容易に生体組織および細胞の治療処置が施される。
【００１７】
特に、生物学的な対象帯域内で最大の信号電力を得るよう構成された、電磁波形の広範なスペクトル密度のバーストは、生体器官、組織、細胞、および分子などのターゲット経路構造に選択的に用いられる。波形は、ターゲット経路構造の熱ノイズに対して独自の振幅／出力の比較を用いて選択される。信号は、正弦波、方形、無秩序（カオス）、ランダムな波形のいずれか１以上のバーストを含むともに、バーストが毎秒約１〜１００，０００回である約０．０１Ｈｚ〜約１００ＭＨｚの周波数成分を有し、０．０１〜１０００バースト／秒であるバースト反復レートを有する。細胞などのターゲット経路構造におけるピーク信号振幅は、約１μＶ／ｃｍ〜１００ｍＶ／ｃｍの範囲内である。各信号バーストエンベロープは、回復する組織の異なる電磁特性を実現する手段を提供するランダム機能であってもよい。本発明の好適な実施例は、バースト内で約０．１〜１００キロヘルツで反復する約１〜２００マイクロ秒の対称あるいは非対称のパルスを含む約０．１〜１００ミリ秒のパルスバーストを含む。このバーストエンベロープは修正１／ｆ関数（modified 1/f function）であり、約０．１〜１０００Ｈｚの間のランダムの反復レートで用いられる。約０．１Ｈｚ〜１０００Ｈｚの間で固定の反復レートを用いてもよい。０．００１ｍＶ／ｃｍ〜１００ｍＶ／ｃｍの誘導電界が生成される。本発明の別の実施例は、毎秒約１〜１００バーストで反復する２７．１２ＭＨｚなどの高周波数の正弦波の約０．０１ミリ秒〜１０ミリ秒のバーストを含む。約０．００１ｍＶ／ｃｍ〜１００ｍＶ／ｃｍの誘導電界が生成される。結果としての波形は、誘導結合または容量結合により送達される。
【００１８】
本発明の別の目的は、広帯域で、高スペクトル密度の電磁界を伴う、生体細胞や組織の電磁気による治療方法を提供することである。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、多くの細胞や組織の適切なＥＭＦ反応型の経路との結合を誘導する電磁気信号のパルスバーストエンベロープの振幅変調を含む、生体細胞や組織の電磁的治療方法を提供することである。
【００２０】
本発明の目的の一つは、信号対ノイズ比（「ＳＮＲ」）の分析を用いて数学的シミュレーションにより波形のパワースペクトルを形成し、血管形成と新血管新生の調整を最適化した波形を形成し、小型化した電気回路のような波形形成装置により動力を得る超軽量ワイヤコイルといった生成装置を用いて、この形成した波形を結合することである。
【００２１】
本発明の目的の一つは、衣服、ファッションアクセサリー、履き物、包帯、身体構造サポート、身体構造ラップ、衣類、クッション、マットレス、パッド、車椅子、治療用ベッド、治療用椅子、真空補助屈曲閉鎖装置（vacuum assisted wound closure devices）などの治療用および健康維持装置、機械的および機能的電気的刺激装置、運動用装置、ドレスのいずれか１以上に配置可能な軽量で柔軟なコイルを提供し、動物や人間や植物の生体組織の回復と成長を促進する上述したような非侵襲性パルスによる電磁気治療の最適な線量を供給することである。
【００２２】
本発明の別の目的は、例えば、時間−線量プログラム、一連のパルス、あるいは他のシーケンスランダムあるいはパターンによるプログラム可能な方法で、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達することである。
【００２３】
本発明の別の目的は、例えば、時間−線量プログラム、一連のパルス、あるいは他のシーケンスランダムあるいはパターンによるプログラム可能な方法で、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形から信号を生成することである。
【００２４】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達することにより複数のコイルを提供し、治療範囲を増やすことである。
【００２５】
本発明の別の目的は、上記のように最適に形成された同一のあるいは異なる波形により、同時に駆動され、または多重送信（multiplexed）のように順番に駆動される複数のコイルを提供することである。
【００２６】
本発明のさらなる目的は、コイルを設け、対象とする経路のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を人間工学に則した支持用衣服に送達することにより、ＥＭＦ信号を罹患組織に集中させる柔軟で軽量なコイルを提供することである。
【００２７】
本発明のさらに別の目的は、対象となる経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する集積コイルを有し、身体の対象箇所に近接される日常着、運動着、スポーツ着を作成すべく、導電糸を用いることである。
【００２８】
本発明のさらに別の目的は、軽量で柔軟なコイルまたは導電糸を用いて、例えば、圧定布、伸縮素材、冷湿布、および温湿布など様々な種類の包帯の一部としてこれらのコイルまたは導電糸を組み込み、且つターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達することにより、ＥＭＦ信号を罹患組織へ送達することである。
【００２９】
本発明の別の目的は、いくつかのコイルを用いて、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達し、ＥＭＦの適用範囲を増やすことである。
【００３０】
本発明の別の目的は、導電糸を用いて、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを構成することである。
【００３１】
本発明の別の目的は、柔軟な伝導性のワイヤを用いて、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを構成することである。
【００３２】
本発明の別の目的は、単一あるいは複数のコイルに、同時にあるいは順番に、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された同一の波形あるいは異なる波形を供給することである。
【００３３】
本発明のさらなる目的は、増幅したＥＭＦ信号を非侵襲的および非手術的に供給すべく、１以上のコイルを外科用創傷包帯に組み込み、この外科用創傷包帯が、通常の創傷治療において利用されることである。
【００３４】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを提供し、ベルクロや接着剤その他の一時的合着手段を用いて、包帯、衣服、サポーターに簡単に着脱することができるようにすることである。
【００３５】
本発明の別の目的は、治療用ベッド、治療用椅子、および車椅子に組み込まれ、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを提供することである。
【００３６】
本発明の別の目的は、例えば、圧力軽減、膨張式、流体、粘弾体、および気体流動ベッドや他の支持面に組み込まれる、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを提供することである。
【００３７】
本発明の別の目的は、例えば膨張式、流体式、および泡式クッションなどの治療用シートクッションに組み込まれ、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを提供することである。
【００３８】
本発明の別の目的は、治療用マットレスのオーバーレイ、シート、毛布、枕、枕カバー、および一定の圧力あるいは一時的な圧力を提供するエアクリアランスベスト（air clearance vest）などの治療装置に組み込まれ、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイル提供することである。
【００３９】
本発明の別の目的は、様々な治療面、構造、あるいは装置に磁束路を封入し、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達することにより、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上することである。
【００４０】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達するコイルを、靴などの履き物に組み込むことである。
【００４１】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置に組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上することである。
【００４２】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、細胞および組織の損失および劣化を阻止することである。
【００４３】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、細胞および組織の活動を増進させることである。
【００４４】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、細胞集団を増加させることである。
【００４５】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、ニューロンの劣化を阻止することである。
【００４６】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、ニューロン集団を増加させることである。
【００４７】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、cerebrofacial領域のアドレナリン作動性のニューロンの劣化を阻止することである。
【００４８】
本発明の別の目的は、ターゲット経路構造のＳＮＲ／電力分析により形成された波形を送達する少なくとも１のコイルを、治療面、構造、あるいは装置のうち少なくとも一つに組み込み、これらの治療面、構造、あるいは装置の有効性を向上させ、cerebrofacial領域のアドレナリン作動性のニューロンを増加させることである。
【００４９】
本発明の上記の目的および利点およびその他の目的および利点は、本明細書に記載されている図面の簡単な説明、本発明の詳細な説明、および添付した請求項により明らかとなる。
【００５０】
本発明の好適な実施例は、添付図面を参照して以下にさらに詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
ＰＥＭＦあるいはＰＲＦ装置からの時間依存性の誘導電流が、分子、細胞、組織、器官などのターゲット経路構造に流れ、これらの電流は、細胞および組織が生理学的に重要な方法で反応する刺激である。対象となる経路構造の電気特性は、誘導電流のレベルおよび分布に影響を及ぼす。分子、細胞、組織、および器官は総て、ギャップ結合接着（gap junction contact）の細胞などの誘導電流経路に含まれる。細胞膜の表面にある高分子の結合部位におけるイオンあるいはリガンドの相互作用は、電気化学的で誘導電磁界（「Ｅ」）に反応可能な電位依存性作用である。誘導電流は、周囲のイオン媒質を介してこれらの部位に到達する。電流経路内に細胞が存在すると、誘導電流（「Ｊ」）が、時間（「Ｊ（ｔ）」）で急激に減少する。これは、膜電気容量により追加された細胞の電気インピーダンス、結合の時定数、膜輸送などのその他の電位感受性の膜の作用によるものである。
【００５２】
様々な膜および荷電界面形状（charged interface configuration）を表わす等価電気回路モデルが作られている。例えば、カルシウム（「Ｃａ２＋」）結合では、誘導Ｅによる結合部位における結合したＣａ２＋の濃度の変化は、以下のインピーダンスの式により周波数ドメインで示され、
2009528073.tif 000003
これは、一組の抵抗と容量の電気的等価回路の形態を取る。ここで、ωは２πｒで定義される角周波数であり、ｆは周波数であり、ｉ＝−１１／２であり、Ｚｂ（ω）は結合インピーダンスであり、ＲｉｏｎおよびＣｉｏｎは、イオン結合経路の対応する結合抵抗および電気容量（equivalent binding resistance and capacitance）である。対応する結合時定数（equivalent binding time constant）の値、Ｉｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎは、Ｉｉｏｎ−ＲｉｏｎＣｉｏｎ−１／ｋｂによりイオン結合率定数、ｋｂに関連する。したがって、この経路の特有の時定数は、結合キネティクスにより決まる。
【００５３】
ＰＥＭＦあるいはＰＲＦ信号からの誘導Ｅにより、電流がイオン結合経路に流れ、単位時間に結合するＣａ２＋イオンの数に影響を及ぼす。この電気的等価は、対応する結合電気容量Ｃｉｏｎにおける電圧の変化であり、Ｃｉｏｎにより蓄えられた電荷の変化の直接的な測定である。電荷の蓄積である電荷は、結合部位におけるＣａ２＋イオンの表面濃度に正比例し、細胞表面および細胞間結合のイオンあるいは他の荷電種の蓄積に等しい。電気インピーダンスの測定と、結合率定数の直接的なキネティクスの分析は、ターゲット経路構造の帯域通過に合致するＰＭＦの形成に必要な時定数の値を提供する。これにより、帯域通過などの、最適結合のための所定の誘導Ｅ波形の所望の周波数範囲が、インピーダンスを対象にすることができる。
【００５４】
調節分子とのイオン結合は、例えば、カルモジュリン（「ＣａＭ」）に結合するＣａ２＋周波数ＥＭＦの対象である。この経路の使用は、組織の修復、例えば、骨の修復、創傷修復、髪の修復、およびその他の分子、細胞、組織、および修復の様々な段階で放出される増殖因子の調整を必要とする器官の修復の促進に基づく。血小板由来増殖因子（「ＰＤＧＦ」）、線維芽細胞増殖因子（「ＦＧＦ」）、および上皮細胞増殖因子（「ＥＧＦ」）などの増殖因子は総て、回復の適切な段階で必要とされる。また、血管形成および新血管新生が、組織の増殖および修復に不可欠であり、これらはＰＭＦにより調整することができる。これらの因子は、Ｃａ／ＣａＭに依存する。 
【００５５】
Ｃａ／ＣａＭ経路を利用することにより、波形が形成でき、誘導電力は背景熱雑音電力を十分に上回る。正しい生理学的条件の下、この波形は、生理学的に重要な効果（bioeffect）を奏する。
【００５６】
電力ＳＮＲモデルをＣａ／ＣａＭに応用することは、ＣａＭにおけるＣａ２＋の結合キネティクスの電気的等価の知識を必要とする。一次結合キネティクスでは、長い期間をかけてＣａＭ結合部位で結合するＣａ２＋の濃度の変化は、対応する結合時定数、Ｉｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎによる周波数ドメインを特徴とし、ここで、ＲｉｏｎおよびＣｉｏｎは、イオン結合経路の対応する結合抵抗および電気容量である。Ｉｉｏｎは、Ｉｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎ−１／ｋｂによりイオン結合率定数、ｋｂに関連する。ｋｂの公表値が、細胞配列モデルで利用され、ＰＲＦ信号による誘導電圧と、ＣａＭ結合部位における電圧の熱変動とを比較することによりＳＮＲを評価する。Ｖｍａｘ−６．５×１０−７ｓｅｃ−１、［Ｃａ２＋］−２．５μＭ、ＫＤ−３０μＭ、［Ｃａ２＋ＣａＭ］＝ＫＤ（［Ｃａ２＋］＋［ＣａＭ］）などのＰＭＦ反応の数値を利用することにより、ｋｂ＝６６５ｓｅｃ−１が得られる（τｉｏｎ＝１．５ｍｓｅｃ）。τｉｏｎのこのような値は、イオン結合のための電気等価回路で利用できるとともに、電力ＳＮＲ分析は、いずれの波形構造に対して行うことができる。
【００５７】
本発明の一実施例によると、数学モデルが構成され、熱ノイズがすべての電位依存性作用に含まれ、適切なＳＮＲを確立するのに要する最小の閾値を表すと理解することができる。熱ノイズの電力スペクトル密度、Ｓｎ（ω）は以下のように表される：
2009528073.tif 000004
ここで、ＺＭ（ｘ，ω）はターゲット経路構造の電気インピーダンスであり、ｘはターゲット経路構造の断面積、Ｒｅはターゲット経路構造のインピーダンスの実部である。ＺＭ（ｘ，ω）は以下のように表すことができる：
2009528073.tif 000005
【００５８】
この式は、ターゲット経路構造の電気インピーダンスと、ターゲット経路構造に電気的に連結された細胞外液の抵抗（「Ｒｅ」）、細胞内液の抵抗（「Ｒｉ」）、膜間抵抗（「Ｒｇ」）からの寄与が、すべてノイズフィルタリングに寄与することを明確に示している。
【００５９】
ＳＮＲ評価の典型的なアプローチでは、ノイズ電圧の二乗平均（ＲＭＳ）を用いる。これは、完全な膜反応あるいはターゲット経路構造の帯域に関する全周波数についてＳｎ（ω）＝４ｋＴＲｅ[ＺＭ（ｘ，ω）]の積分の平方根をとることにより算出され、ＳＮＲは以下の比で表すことができる：
2009528073.tif 000006
ここで、｜ＶＭ（ω）｜は、ターゲット経路構造用に選択された波形から出る各周波数における電圧の最大振幅である。
【００６０】
本発明にかかる実施例は、高スペクトル密度のパルスバーストエンベロープを具え、これにより、誘電性の経路における例えば細胞膜レセプタ、細胞酵素へのイオン結合、通常の膜電位の変化などの治療の効果が向上する。したがって、関連する細胞経路に送られる周波数成分の数を増やすと、既知の回復メカニズムに応用可能な、例えば、増殖因子、サイトカイン放出、調節分子のイオン結合の調整といった多くの生理学的現象が得られる。ランダムあるいは他の高スペクトル密度のエンベロープを、ピーク電界が約１０−６〜１００Ｖ／ｃｍの単極または二極の方形またはシヌソイドパルスに適用する本発明の実施例によれば、軟組織と硬い組織の双方に適用可能な生物学的治療処置の大きな効果が得られる。
【００６１】
調整またはパルスバーストを規定するパラメータとして高スペクトル密度の電圧エンベロープを適用する本発明のさらに別の実施例によれば、このような振幅調整パルスバーストに必要な電力は、同じような周波数帯のパルスを含む非調整パルスバーストの電力より有意に低くなる。これは、実質的に均一のパルスバーストエンベロープに不規則で好適にはランダムな振幅をかけることにより、反復するバースト群のディーティサイクルが大幅に減少するためである。したがって、適切な誘電経路への増大された送信線量と、必要な電力の低減という２つの利点が達成される。
【００６２】
図１を参照すると、図１は本発明の一実施例にかかる、例えば、動物および人間のイオンおよびリガンドなどの対象とする組織の経路構造に、治療あるいは予防目的で、電磁気信号を送達する方法のフロー図である。少なくとも一つの波形パラメータを有する数学モデルを利用して、イオンおよびリガンドなどのターゲット経路構造に結合される少なくとも一つの波形を形成する（ステップ１０１）。形成された波形は、電力ＳＮＲモデルを満たし、所定および既知のターゲット経路構造用の少なくとも一つのパラメータを選択することができ、波形は、例えば、細胞や組織の状態に依存するターゲット経路構造の電圧および電気インピーダンスのベースラインの熱変動などの、すなわち傷病に対して休息、増殖、交換、反応のいずれか１以上の状態かといった背景活動を超えてターゲット経路構造内で検出できる（ステップ１０２）。
【００６３】
生成された電磁気信号の好適な実施例は、約０．０１Ｈｚ〜１００ＭＨｚに至る複数の周波数成分を含む１以上の波形パラメータを有する不定波形のバーストからなり、この複数の周波数成分は、電力ＳＮＲモデルを満たす（ステップ１０２）。反復的な電子信号が、例えば、前記形成された１以上の波形から誘導的に生成される（ステップ１０３）。電磁気信号は、位置決め装置を用いてターゲット経路構造に近接される電極あるいは誘電子などの結合装置の出力により、イオンおよびリガンドなどのターゲット経路構造に結合され、（ステップ１０４）、結合装置を位置決め装置に組み込む（ステップ１０５）。この結合により、イオンおよびリガンドの調節分子、組織、細胞、および器官との結合の調整が容易になる。結合装置は、位置決め装置の構造に組み込むことができる。位置決め装置は、包帯、創傷包帯、パッド、シートクッション、マットレスパッド、靴、車椅子、椅子、および生体組織および細胞に近接するその他の衣服および構造でもよい。結合装置を位置決め装置に組み込むことの利点は、治療処置が目立たずに施され、いつでもどこででも処置できることである。
【００６４】
図２は、本発明にかかる装置の好適な実施例を示す図である。この装置は、独立型であり、軽量であり、持ち運びできる。小型の制御回路２０１が、例えばワイヤなどの１以上のコネクタ２０２の端部に接続されているが、制御回路は無線でも操作できる。この１以上のコネクタの反対側の端部は、電気コイル２０３などの生成装置に接続される。この小型化された制御回路２０１は、波形を形成するのに用いられる数学モデルを利用する方法により構成されている。形成された波形は、電力ＳＮＲモデルを満足する必要があり、所定および既知のターゲット経路構造のために、電力ＳＮＲを満足する波形パラメータを選択でき、これにより、波形がターゲット経路構造においてその背景活動を超えて検出可能となる。本発明の好適な実施例は数学モデルを利用して、時間と共に変化する磁界と時間と共に変化する電界を、イオンおよびリガンドなどのターゲット経路構造に誘導し、毎秒約０．１〜１０パルスで反復する約１〜１００マイクロ秒の方形パルスの約１０〜１００ｍｓｅｃのバーストを含んでいる。この誘導電界の最大振幅は約１μＶ／ｃｍ〜１００ｍＶ／ｃｍであり、ｆ＝周波数である修正１／ｆ関数（modified 1/f function）により変化する。本発明の好適な実施例を用いて形成された波形は、毎日１分以下〜２４０分の適切な合計照射期間、イオンおよびリガンドなどのターゲット経路構造に適用される。しかしながら、他の照射期間を使用してもよい。小型制御回路２０１により形成された波形は、コネクタ２０２を介して電気コイルなどの生成装置２０３に送られる。この生成装置２０３は、皮膚組織などのターゲット経路構造の治療に利用できる数学モデルに従って構成されるパルス磁界を発生させる。この小型制御回路は、指定された時間だけパルス磁界を供給し、多くの応用例における所定時間に必要なだけ、例えば１日に１０回、パルス磁界を自動的に供給を繰り返す。小型制御回路は、任意の時刻に繰り返しパルス磁界を供給するようにプログラムできる。本発明にかかる好適な実施例は、心臓２０４を治療すべく、位置決め装置に組み込むことにより配置でき、これにより、独立型のユニットが構成される。パルス磁界をイオンやリガンドなどの血管形成や新血管新生のターゲット経路構造に結合すると、治療学的、予防学的に炎症が治まり、痛みが軽減し治癒が促進される。電気コイルが生成装置２０３として使用される場合、この電気コイルは、ファラデーの法則によりターゲット経路構造に時間で変化する電界を誘導する時間で変化する磁界により励起される。また、生成装置２０３で生成される電磁気信号は、電気化学的結合を利用して供給でき、電極は皮膚や他のターゲット経路構造の導電界面に直接接触する。さらに、本発明の別の実施例では、生成装置２０３で生成される電磁気信号は、静電結合を利用して供給でき、この場合、電極などの生成装置２０３と、イオンおよびリガンドなどのターゲット経路構造との間に隙間が存在する。本発明の好適な実施例の利点は、その超軽量なコイルと小型化された回路を、共通の身体治療処置方法とともに、痛みの軽減や治癒が必要な身体のさまざまな部位に用いることができることである。本発明にかかる好適な実施例の適用による結果として���利点は、組織の増殖、修復、および維持が、いつでもどこででも実現および促進されることである。さらに、好適な実施例の適用による結果としての別の利点は、分子、細胞、組織、および器官の増殖、修復、および維持が、いつでもどこででも実現および促進されることである。
【００６５】
図３は、本発明の好適な実施例の小型制御回路３００のブロック図である。この小型制御回路３００は、図２において説明したワイヤコイルなどの生成装置を駆動する波形を生成する。この小型制御回路は、ｏｎ／ｏｆｆスイッチなどの様々なアクティベーション手段により活性化してもよい。この小型制御回路３００は、リチウム電池３０１などの電源を有する。この電源の好適な実施例の出力電圧は３．３Ｖであるが、他の電圧であってもよい。本発明の別の実施例では、この電源は、例えば、プラグとワイヤにより本発明に接続されたＡＣ／ＤＣコンセントなどの電流コンセントといった外部電源であってもよい。スイッチング電源３０２が、マイクロコントローラ３０３への電圧を制御する。マイクロコントローラ３０３の好適な実施例は、８ビット４ＭＨｚマイクロコントローラ３０３であるが、他のビット・ＭＨｚの組合せのマイクロコントローラを用いてもよい。また、スイッチング電源３０２は、電流を蓄積キャパシタに供給する。本発明の好適な実施例は、出力が２２０μＦの蓄積キャパシタを用いるが、他の出力のものであってもよい。この蓄積キャパシタ３０４は、インダクタなどの結合装置（coupling device）（図示せず）に高周波パルスを供給できる。また、マイクロコントローラ３０３は、パルス整形器３０５とパルス位相タイミング制御部３０６を制御する。このパルス整形器３０５とパルス位相タイミング制御部３０６はパルス波形、バースト幅、バーストエンベロープ形状、バースト反復レートを決定する。正弦波あるいは任意数の生成器などの一体型の波形生成器を用いて特定の波形を生成してもよい。電圧レベル変換サブ回路３０８が、ターゲット経路構造に送達される誘導場を制御する。スイッチングＨｅｘｆｅｔ３０８により、ランダム振幅のパルスが、インダクタなどの１以上の結合装置に波形を導くアウトプット３０９に送達される。また、マイクロコントローラ３０３は、分子、細胞、組織、および器官などのターゲット経路構造の１回の治療の合計照射時間を制御する。小型制御回路３００は、プログラム可能であり、パルス磁界を指示された時間だけ供給し、所定の期間内でパルス磁界を必要なだけ、例えば１日に１０回、繰り返し供給するよう構成される。本発明の好適な実施例では、治療時間は約１０分〜３０分である。また、小型制御回路３００は、位置決め装置に組み込むことができる。この位置決め装置は、治療面、治療構造、およびジアテルミー、超音波、ＴＥＮＳ、マッサージ、温湿布、冷湿布、身体構造サポート面（anatomival support suface）、構造、および装置などの治療装置のうち少なくとも１つを具える。
【００６６】
図４を参照すると、波形４００の本発明に係る実施例が記載されている。パルス４０１は、有限の期間４０３を有するバースト４０２内で繰り返されている。この期間４０３は、バースト期間の信号ピリオドに対する比として規定することができるデューティサイクルが約１乃至１０−５になるような期間である。本発明の好適な実施例では、約１０乃至約５０ｍ秒間、バースト４０２に適用される変調した１／ｆ振幅エンベロープ４０４を有し、約０．１乃至約１０秒の間のバースト期間に対応する有限期間４０３で、パルス４０１に対して、擬似矩形１０マイクロ秒のパルスを使用している。
【００６７】
例１
ＰＭＦ信号形成についての電力ＳＮＲのアプローチが、通常の酵素アッセイ中のミオシンホスファターゼに依存するカルシウムについて実験的にテストされた。無細胞反応混合物が、数分間、ホスファターゼの割合が時間に対して線形的になるように、且つＣａ２＋がほぼ飽和濃度になるように選択された。これは、ＥＭＦに反応するＣａ２＋／ＣａＭの生物学的窓を開くものである。このシステムは、この研究で使用されているレベルでは、Ｃａ２＋がＣａＭに対して飽和レベルにある場合は、ＰＭＦに反応せず、反応は一分の時間レンジまで遅くならない。ミオシン光鎖（ＭＬＣ：myosin light chain）と、七面鳥の砂嚢から遊離したミオシン光鎖キナーゼ（ＭＬＣＫ：myosin light chain kinase）を用いて実験が行われた。反応混合物は、ｐＨ７．０、４０ｍＭのＨｅｐｅｓ緩衝液を含むベーシック溶液と、０．５ｍＭの酢酸マグネシウムと、１ｍｇ／ｍｌのウシ血清アルブミンと、０．１％（ｗ／ｖ）のＴｗｅｅｎ８０と；１ｍＭのＥＧＴＡ１２とからなる。フリーなＣａ２＋は、１から７μＭの範囲で変化する。Ｃａ２＋緩衝液が一旦設定されると、新たに準備された７０ｎＭのＣａＭと、１６０ｎＭのＭＬＣと、２ｎＭのＭＬＣＫをベーシック溶液に加えて、最終的な反応混合物を形成した。ＭＬＣ／ＭＬＣＫ比が低いため、前記１分の時間レンジにおける、線形的な時間行動が可能となる。これが、再生可能な酵素活性を提供し、ピペット時間エラーを最小にした。
【００６８】
反応混合物は、各一連の実験用に毎日新しく準備され、１．５ｍｌのエッペンドルフチューブに１００μＬ部分に分けられた。反応混合物を有しているすべてのエッペンドルフチューブは０℃に保持され、次いで、Fisher Scientific model９００の熱交換器を通過させることによって予め暖めた水で常時灌水することによって、３７±０．１℃に維持されている特別に設計された水槽に移された。全実験の間、エッペンドルフチューブの一つに浸けたCole-Parmer model８１１０−２０などのサーミスタプローブを用いて温度をモニタした。２．５μＭ ３２Ｐ ＡＴＰで反応が開始し、３０μＭ ＥＤＴＡを含有するLaemmli サンプル緩衝液を用いて停止させた。最低５つのブランクサンプルが各実験で計数された。ブランクは、全アッセイ混合物から、活性成分であるＣａ２＋、ＣａＭ、ＭＬＣ、あるいはＭＬＣＫの一つを引いたものを具えていた。ブランクの計数が３００ｃｐｍより高かった実験は排除した。リン酸化反応によって、５分間で処理が行われ、ＴＭ分析モデル５３０３Ｍａｒｋ Ｖの液状シンチレーション係数器を用いて、ＭＬＣに組み込まれた３２Ｐを計数することによって評価した。
【００６９】
信号は、高周波波形の繰り返しバーストを具えていた。振幅は０．２Ｇで一定に維持され、繰り返し数は、全ての露出について１バースト／秒であった。バースト期間は、電力ＳＮＲ分析の計画に基づいて６５μ秒乃至１０００μ秒の間で変化し、この分析は、バースト期間が５００μ秒に達したときに最適電力ＳＮＲが達成されることを示している。この結果が図７に示されており、μ秒におけるバースト幅７０１がｘ軸に、および、治療／ダミーとしてミオシンリン酸化反応７０２がｙ軸にプロットされている。電力ＳＮＲモデルに示されているとおり、ＣａＭに結合したＣａ２＋についてのＰＭＦ効果が、約５００μ秒で最大値に達する。
【００７０】
これらの結果は、本発明の実施例によって形成したＰＭＦ信号は、バースト期間中のミオシンのリン酸化反応を最大にして、所定の磁場振幅に最適な電力ＳＮＲを十分に達成することを裏付けている。
【００７１】
例２
本発明の実施例によって、生体内の傷回復モデルにおける電力ＳＮＲモデルの使用が更に確認された。ラット傷モデルが、生物機械的および生化学的によく特徴付けられ、この研究に使用された。体重３００ｇ以上の、健康で、若い、成体、雄のSprague Dawleyラットを使用した。
【００７２】
ケタミン（Ketamine）７５ｍｇ／ｋｇと、メデトミジン（Medetomidine）０．５ｍｇ／ｋｇを腹膜内に投与して動物を麻酔した。適当な麻酔を行った後、背部の毛をそって、希釈したベタジン／アルコール溶液で下準備を行い、滅菌技術を用いて布で覆った。＃１０のメスを用いて、各ラットの背部において皮膚を筋膜まで、直線状に８ｃｍ切開した。傷口は丸く切り裂かれて、残りの真皮繊維を切って、直径約４ｃｍの開放傷を作った。圧力を掛けて止血して、皮膚端部へのダメージを防いだ。皮膚端部を４−０Ethilon縫合糸で縫合した。術後に、ブプレノルフィン０．１−０．５ｍｇ／ｋｇを動物の腹腔内部に投与した。 動物は、個別ケージに入れて、餌と水を自由に摂取させた。
【００７３】
ＰＭＦの露出は、二つのパルス無線周波数波形で行った。第１の波形は、１ガウス振幅で、２７．１２ＭＨｚ正弦波の６５μ秒バーストを具える標準診療用ＰＲＦ信号であり、６００バースト／秒で繰り返した。第２の波形は、本発明の実施例によって再形成されたＰＲＦ信号であった。この信号バースト期間は、２０００μ秒に増えて、振幅と繰り返し数は、０．２Ｇと５バースト／秒にそれぞれ低減した。ＰＲＦは、一日２回、３０分間適用された。
【００７４】
引っ張り強さ試験は、傷の切除後すぐに行われた。各サンプルから１ｃｍ幅の皮膚ストリップ２本を、傷跡に垂直に切り取って、引っ張り強度ｋｇ／ｍｍ２の測定に使用した。このストリップは、各ラットについて同じ領域から切り取られ、測定のコンシステンシィを確実にした。ストリップを、次いで張力計の上に装着した。ストリップは、１０ｍｍ／分の負荷がかけられ、傷が引っ張られて切れる前に生成した最大力が記録された。比較用の最終引っ張り強度は、同じ傷から取った二本のストリップについての最大負荷ｋｇ／ｍｍ２の平均を取って決定された。
【００７５】
６５μ秒、１ガウスＰＲＦ信号についての平均引っ張り強度が、露出を行ったグループについて１９．３±４．３ｋｇ／ｍｍ２であったのに対して、コントロール群（ｐ＜．０１）に対しては、１３．０±３．５ｋｇ／ｍｍ２であり、４８％増加しているとの結果が示された。これに対して、電力ＳＮＲモデルを用いた本発明の実施例によって形成した２０００μ秒、０．２ガウスＰＲＦ信号の平均引っ張り強度は、治療群について２１．２±５．６ｋｇ／ｍｍ２であるのに対して、コントロール群について１３．７±４．１ｋｇ／ｍｍ２（ｐ＜．０１）であり、５４％の増加を示した。二つの信号に関する結果は、互いに大きく異なるものではなかった。
【００７６】
これらの結果は、本発明の実施例で、非常に低い電力で生成することができた新しいＰＲＦ信号を形成できることを示している。本発明の実施例によって形成したＰＲＦ信号は、低電力でラットモデルの傷の回復を促進するのに対して、診療用ＰＲＦ信号では、傷の修復を促進はするが、信号の生成に２桁以上も大きい、より大きな電力が必要である。
【００７７】
例３
この例は、培養内のニューロンに対する電力ＳＮＲ方法により選択されたＰＲＦ電磁界の影響を示している。
【００７８】
最初の培養は、生後１５から１６日のネズミの中脳から作られた。この領域は切開され、機械的に粉砕することにより単一の細胞に分離され、細胞は、合成培地あるいは血清を有する培地で培養される。通常、細胞は培地で６日間処理され、ニューロンが、生物的に関連した毒の影響を受け易い状態にするメカニズムを成長および発生させる。処理の後、馴化培地が集められる。
【００７９】
線維芽細胞増殖因子β（「ＦＧＦｂ」）などの増殖因子用の酵素免疫測定法（「ＥＬＩＳＡ」）が用いられ、それらの培地への放出が量子化される。ドーパミン作動性のニューロンは、アミノ酸チロシンをＬ−ドーパ、即ちドーパミンの前駆物質に変換する酵素である、チロシン水酸化酵素（「ＴＨ」）に対する抗体により特定され、これは、ドーパミン作動性のニューロンがこの系でこの酵素を生成するためである。細胞は、１００×倍率下の培養皿の垂直なストリップ内のＴＨ＋細胞を計数することにより量子化される。
【００８０】
血清は、ニューロンの生存をサポートする栄養素および増殖因子を含んでいる。血清を除去は、ニューロン細胞の死を引き起こす。培養培地が交換され、細胞にＰＭＦを浴びせた（電力レベル６、バースト幅３０００μ秒、および周波数１Ｈｚ）。４つのグループが使用された。グループ１は、ＰＭＦを浴びせなかった（ｎｕｌｌグループ）。グループ２は、事前治療を用いた（培地を交換する２時間前のＰＭＦ治療）。グループ３は、事後治療を用いた（培地を交換した２時間後のＰＭＦ治療）。グループ４は、即座に治療した（培地の交換と同時のＰＭＦ治療）。
【００８１】
この結果は、血清が抜き取られる前に培地がさらされた場合、生存しているドーパミン作動性ニューロンの数が、２日後に４６％増加することを示している。他の治療レジメは、生存しているニューロンの数に重要な影響を与えなかった。この結果は図６に示されており、治療の種類がｘ軸に示されており、ニューロンの数がｙ軸に示されている。
【００８２】
図７は、治療がｘ軸に、ニューロンの数がｙ軸に示されており、本図は、ＰＭＦ信号ＤおよびＥが、血清の濃度が低減された後のドーパミン作動性ニューロンの数を、それぞれ４６％および４８％増加させることを示している。双方の信号は、３０００μ秒のバースト幅により形成され、反復レートは、それぞれ５／秒および１／秒である。特に、信号Ｄは、本実験の長期のパラダイムで実施されたが、信号Ｅは、実験１と同様に（上記を参照）、血清が取り出される前に２時間実施され、同じ程度の効果を奏した（４６％対４８％）。培地内の血清の減少は、栄養素および増殖因子の可用性を減らすため、ＰＭＦは、培地自身によるこれらの因子の統合および放出を誘発する。
【００８３】
実験のこの部分は、６−ＯＨＤＡにより誘発されるＰＭＦの毒性の影響を示すために実施され、非常に特徴のあるドーパミン作動性細胞の死のメカニズムを提供している。この分子は、高親和性ドーパミン輸送体を介して細胞に入り、ミトコンドリア内酵素複合体Ｉを抑制し、したがって、酸化的ストレスによりこれらのニューロンを死滅させる。培地は、長い時間あるいは短いＰＭＦ露出パラダイムの後、２５μＭの６−ＯＨＤＡにより処理された。図８は、これらの結果を示しており、治療がｘ軸に示され、ニューロンの数がｙ軸に示されている。毒により、ＰＭＦ治療を施さなかったドーパミン作動性ニューロンの約８０％が死滅させた。ＰＭＦの１回の線量（電力−６、バースト幅＝３０００μ秒、周波数＝１／秒）は、６−ＯＨＤＡを超えて生存するニューロンを有意に増加させた。６−ＯＨＤＡは、パーキンソン病の標準的なネズミモデルにおけるドーパミン作動性ニューロンを損傷させ、且つこの毒性のメカニズムは、パーキンソン病の神経変性のメカニズムと同様であるため、この結果は、特にパーキンソン病の神経防護作用戦略の開発に関連する。
【００８４】
例４
この例では、生体内モデル中の新血管新生を刺激するのに電磁界エネルギィを用いた。二つの異なる信号が使用され、一つは、従来技術によって構成し、第２の信号は、本発明の実施例によって構成した。
【００８５】
体重約３００グラムのSprague-Dawley雄ラット１０８匹をそれぞれ９つのグループに均等に分けた。全ての動物に、ケタミン／アセプロマジン／スタドールの混合物、０．１ｃｃ／ｇを用いて麻酔をかけた。殺菌した外科的技術で、各動物はマイクロ外科技術を用いて取り出した尾動脈の１２ｃｍ乃至１４ｃｍセグメントを有していた。この動脈を、６０Ｕ／ｍｌのヘパリン添加食塩水で洗い流し、血液や塞栓を除去した。
【００８６】
これらの尾血管は、平均径０．４ｍｍ乃至０．５ｍｍであり、二つの端端吻合（end-to-end anastomoses）を用いて右の大腿部動脈を切断し近位セグメントおよび遠位セグメントに吻合して、大腿部動脈ループを形成した。この結果できたループを、動物の腹部壁／鼠頚部の筋肉組織の上に形成された皮下ポケット内に入れて、鼠頚部の切開部分を４−０Ethilonで閉じた。各動物は、９群のうちの一つにランダムに配置された：グループ１乃至３（コントロール）、これらのラットは電磁界治療を受けておらず、４週、８週、１２週で殺した；グループ４乃至６、０．１ガウスの電磁界を用いて、４週、８週、１２週の間に３０分の治療を１日２回施した（動物は、４週、８週、１２週で、それぞれ殺した）；グループ７乃至９、０．２ガウスの電磁界を用いて、４週、８週、１２週の間に、３０分の治療を１日２回施した（動物は、４週、８週、１２週で、それぞれ殺した）。
【００８７】
本発明の実施例によって構成したデバイスを用いて治療群にパルス電磁エネルギィを適用した。実験群の動物は、短パルス（２ｍ秒から２０ｍ秒）を２７．１２ＭＨｚ、０．１ガウスまたは２．０ガウスで、１日２回、３０分間治療を受けた。動物をアプリケータヘッドの上に置いて、治療を正しく確実に適用するために閉じ込めた。ラットに、ケタミン／アセプロマジン／スタドールで腹膜内に、及び、ヘパリン１００Ｕ／ｋｇで皮下に再度麻酔をかけた。上述の鼠頚部の切開を用いて、大腿部動脈を同定して、開存性をチェックした。大腿部／尾動脈ループを、吻合部位から近位におよび遠位に分離して、血管のクランプをはずした。次いで、動物を殺した。ループに食塩水を注入して、次いで、２５ゲージのカニューラを介して０．５ｃｃ乃至１．０ｃｃの着色したラテックスを注入し、クランプした。腹部の皮膚を注意深く切除して、動脈ループを露出させた。腔内のラテックスによって境界が明示された新しい血管形成によって覆われた表面積を測定することによって、新血管新生を計量した。ＳＰＳＳ統計分析パッケージを用いて全ての結果を分析した。
【００８８】
治療を受けたラットと、治療を受けていないラットとの間での、新血管新生における最も顕著な差異は、４週間で生じた。その時点で、コントロールには新しい血管形成が発見されなかったが、治療を受けた各群では、０ｃｍ２に対して１．４２±０．８０ｃｍ２（ｐ＜０．００１）という、新血管新生の同様の統計的に有意な証拠を有していた。これらの領域は動脈ループの側部に沿って分節分布したラテックスブラッシュとして現れる。８週では、コントロールは、０．７±０．８２ｃｍ２に測定された新血管新生を示し始めた。治療を受けた両グループは、８週で、０．１ガウス群については、３．５７±１．８２ｃｍ２、２．０ガウス群については、３．７７±１．８２ｃｍ２の、統計的にほぼ同等の有意な（ｐ＜０．００１）の血管が再び現れた。１２週では、コントロール群の動物が新血管新生の１．７５±０．９５ｃｍ２を示し、一方で、０．１ガウス群は、５．９５±３．２５ｃｍ２を、２．０ガウス群は、６．２０±３．９５ｃｍ２の枝条分枝血管を示した。再び、両法の治療群は、コントロールに対して、比較可能な統計的に有意な成果（ｐ＜０．００１）を示した。
【００８９】
これらの実験的成果は、本発明の実施例による分離した動脈ループ電磁界刺激が、生体内ラットモデルにおいて定量可能な新血管新生の量を増加させることを示している。増加した脈管形成は、ラットが犠牲になったそれぞれの日付で、各治療群に示されていた。本発明の教示によってテストを行った二つのガウスレベルの結果の間には、予測どおり差異が認められなかった。
【００９０】
電磁界を利用して人間および動物の細胞、組織、および器官を治療するコイルが組み込まれた装置と、これを使用する方法についての実施例を記載したが、上述の教示に照らして当業者は変形及び変更を行うことができる。従って、変更は、請求項に規定された本発明の範囲と目的の範囲内でここに開示した本発明の特別な実施例において行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】図１は、本発明の好適な実施例による位置決め装置に組み込まれたコイルを利用した電磁気治療の処置方法のフロー図である。
【図２】図２は、本発明の好適な実施例による電磁気処置装置の図である。
【図３】図３は、本発明の好適な実施例による小型化された回路のブロック図である。
【図４】図４は、本発明の好適な実施例による対象である経路構造に送達される波形を示している。
【図５】図５は、ＰＭＦの事前の処理結果を示す棒グラフである。
【図６】図６は、特定のＰＭＦ信号の結果を示す棒グラフである。
【図７】図７は、長期にわたるＰＭＦの結果を示す棒グラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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