(57)【要約】  細胞分裂の後期段階の末期または終期段階にある細胞は、特定の周波数と電界強度特性を有するＡＣ電界により、損傷されやすい。そのため、急速に分裂する細胞の選択的な破壊は、長期間、目標領域にＡＣ電界を印加することにより実行される。電界が印加されている間に分裂細胞のいくつかは損傷を受けるが、非分裂細胞は傷つけられない。これにより、腫瘍細胞のような急速に分裂する細胞は選択的に損傷を受けるが、分裂しない正常な細胞は傷つけられない。２つ以上の周波数を有する電界を用いることにより、改善された結果を達成することができる。
2007533389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための方法であって、
（ａ）第１の周波数を有する第１のＡＣ電界であって、前記第１の電界が前記急速に分裂する細胞の脆弱性に対応する周波数特性を有し、細胞分裂の後期段階の末期または終期段階に際して、その長軸が概ね前記第１の電界の力線と整列された、前記急速に分裂する細胞の重要な部分を損傷させるために、前記第１の電界が十分に強いものであり、かつ前記第１の電界が前記目標領域内に配置された非分裂細胞を実質的に変化させないものである電界を、前記患者の前記目標領域に印加するステップと;
（ｂ）前記第１の周波数とは異なる、第２の周波数を有する第２のＡＣ電界であって、前記第２の電界が急速に分裂する細胞の脆弱性に対応する周波数特性を有し、細胞分裂の後期段階の末期または終期段階に際して、その長軸が概ね前記第２の電界の力線と整列された、前記急速に分裂する細胞の重要な部分を損傷させるために、前記第２の電界が十分に強いものであり、かつ前記第２の電界が前記目標領域内に配置された非分裂細胞を実質的に変化させないものである電界を、前記患者の前記目標領域に印加するステップと; 
（ｃ）前記急速に分裂する細胞の治療上重要な部分が死ぬまで、ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップとを含む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、
ステップ（ａ）が第１の期間に実行され、ステップ（ｂ）が第２の期間に実行され、前記第１の期間と前記第２の期間が互いに排他的であることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、
ステップ（ａ）とステップ（ｂ）が同時に実行されることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記第１と第２の電界が、絶縁された電極を介して前記目標領域に印加され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、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であることを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記目標領域の少なくとも一部における前記第１と第２の電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であ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、
前記目標領域の少なくとも一部における前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項９】
請求項１に記載の方法において、
前記第１の電界の前記周波数が約１７０ｋＨｚであり、前記第２の電界の前記周波数が、約２５０ｋＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項１１】
患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための方法であって、
（ａ）第１の周波数を有する第１のａＣ電界であって、前記第１の電界よって、細胞分裂している細胞が選択的に損傷され、かつ細胞分裂しない細胞が実質的に害されないようにする周波数と強度の特性を有する電界を、前記患者の前記目標領域に印加するステップと;
（ｂ）前記第１の周波数とは異なる、第２の周波数を有する第２のＡＣ電界であって、前記第２の電界によって、細胞分裂している細胞が選択的に損傷され、かつ細胞分裂しない細胞が実質的に害されないようにする周波数と強度の特性を有する電界を、前記患者の前記目標領域に印加するステップと; 
（ｃ）前記急速に分裂する細胞の治療上重要な部分が死ぬまで、ステップ（ａ）および（ｂ）を繰り返すステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の方法において、
ステップ（ａ）が第１の期間に実行され、ステップ（ｂ）が第２の期間に実行され、かつ前記第１の期間と前記第２の期間が互いに排他的であることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載の方法において、
ステップ（ａ）とステップ（ｂ）が同時に実行されることを特徴とする方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の方法において、
前記第１と第２の電界が、絶縁された電極を介して前記目標領域に印加されることを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１１に記載の方法において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法において、
前記目標領域の少なくとも一部における前記第１と第２の電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１１に記載の方法において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であ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、
前記目標領域の少なくとも一部における前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１１に記載の方法において、
前記第１の電界の前記周波数が約１７０ｋＨｚであり、前記第２の電界の前記周波数が、約２５０ｋＨｚであることを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項２１】
患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための方法であって、
電界によって、細胞分裂している細胞が選択的に損傷され、かつ細胞分裂していない細胞が実質的に害されないようにする周波数と電界強度の特性を有する電界である、複数の異なる周波数のＡＣ電界を目標領域に印可するステップと;
前記急速に分裂している細胞の治療上重要な部分が死ぬまで、前記印可するステップを繰り返すステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法において、
前記複数の異なる周波数の前記電界が、同時に印加されることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の方法において、
前記複数の異なる周波数の前記電界が、連続して印加され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、
前記目標領域が、絶縁された電極を介して前記電界を印加されることを特徴とする方法。
【請求項２５】
請求項２１に記載の方法において、
前記電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であ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、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項２７】
請求項２１に記載の方法において、
前記電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であ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、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする方法。
【請求項２９】
ＡＣ電源と;
前記ＡＣ電源に動作可能に接続され、各々が患者の身体に配置されるように構成された表面を有する複数の絶縁された電極とを含む、患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための装置であって、
前記電極が患者の身体に配置された場合に、第１の周波数を有する第１のＡＣ電界と第２の周波数を有する第２のＡＣ電界が、前記患者の前記目標領域に印加されるように、前記ＡＣ電源と前記電極が構成され、
前記第１の周波数と前記第２の周波数が異なっており、
前記第１と第２の電界が急速に分裂する細胞の脆弱性に対応する周波数特性を有し、
細胞分裂の後期段階の末期または終期段階に際して、その長軸が概ね前記電界の力線と整列された、前記急速に分裂する細胞の重要な部分を損傷させるために、前記第１と第２の電界が十分に強いものであり、かつ
前記第１と第２の電界が前記目標領域内に配置された非分裂細胞を実質的に変化させないことを特徴とする装置。
【請求項３０】
請求項２９に記載の装置において、
非常に高い誘電率を有する誘電体薄膜により、前記電極の前記表面が前記ＡＣ電源と絶縁されていることを特徴とする装置。
【請求項３１】
請求項２９に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項３２】
請求項３１に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項３３】
請求項２９に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項３４】
請求項３３に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項３５】
請求項２９に記載の装置において、
前記第１の電界の前記周波数が約１７０ｋＨｚであり、前記第２の電界の前記周波数が、約２５０ｋＨｚであることを特徴とする装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項３７】
ＡＣ電源と; 
前記ＡＣ電源に動作可能に接続され、各々が患者の身体に配置されるように構成された表面を有する複数の絶縁された電極とを含む、患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための装置であって、
前記電極が患者の身体に配置された場合に、第１の周波数を有する第１のＡＣ電界と第２の周波数を有する第２のＡＣ電界が、前記患者の前記目標領域に印加されるように、前記ＡＣ電源と前記電極が構成され、
前記第１の周波数と前記第２の周波数が異なっており、かつ
前記第１と第２の電界によって、（ａ）細胞分裂している細胞が選択的に損傷され、かつ（ｂ）細胞分裂しない細胞が実質的に害されないようにする周波数と電界強度の特性を有することを特徴とする装置。
【請求項３８】
請求項３７に記載の装置において、
非常に高い誘電率を有する誘電体薄膜により、前記電極の前記表面が前記ＡＣ電源と絶縁されていることを特徴とする装置。
【請求項３９】
請求項３７に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項４０】
請求項３９に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項４１】
請求項３７に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項４２】
請求項４１に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項４３】
請求項３７に記載の装置において、
前記第１の電界の前記周波数が約１７０ｋＨｚであり、前記第２の電界の前記周波数が、約２５０ｋＨｚであることを特徴とする装置。
【請求項４４】
請求項４３に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２００４年４月２３日付けで出願された米国特許仮出願第６０／５６５，０６５号明細書の優先権を主張するものである。これら文献の記載内容は、引用により、本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、局所領域において急速に分裂する細胞の、選択的な破壊に関し、より詳細には、患者の身体の目標領域に、特定の特性を有する電界を印加することにより、近傍の分裂していない細胞を破壊することなく、分裂細胞を選択的に破壊することに関する。
【背景技術】
【０００３】
生きているすべての有機体は、細胞培養も含めた細胞分裂や、微生物（例えば、バクテリア、マイコプラズマ、イースト、原虫類、および、他の単細胞有機体）や、菌類や、藻類や、プラントセル、等によって増殖する。有機体の細胞分裂は、ある種の作用物質に対してのそれら有機体の細胞分裂の感度に基づいた手法によって、破壊することができる、あるいは、それらの増殖を、制御することができる。例えば、ある種の抗生物質は、バクテリアの繁殖プロセスを停止させる。
【０００４】
真核細胞の分裂プロセスは、『有糸分裂』と称される。有糸分裂は、微細な個別フェーズを備えている（非特許文献１を参照されたい）。間期フェーズにおいては、細胞は、染色体ＤＮＡを複製する。染色体ＤＮＡは、初期フェーズの初期において凝集し始める。この時点においては、中心小体（各細胞が、２つのものを備えている）は、細胞の両端の極に向けて移動し始める。初期フェーズの中期においては、各染色体が、複製の染色分体から構成される。微小管スピンドルが、中心小体に隣接している極寄りの領域から放射される。初期フェーズの後期までに、中心小体は、極に既に到達している。また、いくつかのスピンドルファイバが、細胞の中心まで延出される。その一方で、他のスピンドルファイバは、極から染色分体までにわたって延在している。その後、細胞は、細胞分裂の中期フェーズへと移行する。この中期フェーズにおいては、染色体が、細胞の赤道に向けて移動し、赤道平面内において整列する。その次は、有糸分裂の後期フェーズの初期である。この初期においては、娘染色分体どうしが、赤道上において互いと離間し、両方の極に位置した中心小体に向けて、スピンドルファイバに沿って移動する。細胞は、極の軸に沿って延び始める。極から極へのスピンドルも、また延在している。後期フェーズの後期においては、娘染色体（それらがそう称されないときには）の各々が、それぞれ対応する極に対して到達する。この時点において、細胞の赤道のところにおいて分裂溝が形成され始めるにつれて、細胞質分裂が、始まる。言い換えれば、有糸分裂の後期フェーズの後期においては、細胞膜のピンチングが始まる。終期フェーズにおいては、細胞質分裂は、ほとんど完了しており、スピンドルが消滅する。比較的狭い細胞膜連結が、２つの細胞質を連結している。最後に、細胞膜が完全に分離し、細胞質分裂が、完了し、また、細胞は、間期フェーズへと戻る。
【０００５】
減数分裂においては、細胞は、第２分裂を経験する。第２分裂においては、スピンドルファイバに沿って細胞の両極に向けて姉妹染色体どうしが分離し、その後、分裂溝が形成されて、細胞分裂が起こる。しかしながら、この分裂は、染色体の複製の後に起こるものではなく、半数体生殖細胞をもたらす。バクテリアは、また、染色体の複製によって分裂し、その後、細胞分離が起こる。しかしながら、娘染色体が、細胞膜部材に対する付着によって分離することのために、真核細胞の場合のようには、細胞分裂に関する可視装置は、存在しない。
【０００６】
腫瘍が、特に悪性腫瘍または癌性腫瘍が、正常組織と比較して、制御不可能な態様で成長することは周知である。そのような促進された成長により、腫瘍は、常に増加するスペースを占領することができ、隣接した組織を損傷させたり破壊したりすることができる。さらに、ある種の癌は、単一細胞や小さな細胞クラスタを含めた癌の『シード』（あるいは、種）』を、新しい場所へと移送することができ（転移）、転移した癌細胞が、さらなる腫瘍として成長する、ことによって特徴づけられる。
【０００７】
腫瘍の急速な成長は、一般的には、上述したような悪性腫瘍の急速な成長は、正常組織細胞と比較して、これら細胞の細胞分裂あるいは増殖が頻繁であることの結果である。癌細胞の明らかに頻繁な細胞分裂は、例えば放射線療法や様々な化学薬剤の使用といったような現存の癌治療の有効性の根拠である。そのような治療は、分裂を受けた細胞が、分裂を受けていない細胞と比較して、放射線や化学薬剤治療に対して、より敏感であるということを基礎としている。癌細胞が、正常細胞と比較して、非常に頻繁に分裂することにより、放射線治療および／または化学療法によって、ある程度までは、腫瘍細胞を選択的に損傷させたりあるいは破壊したりすることができる。放射線治療や化学薬剤等に対しての細胞の実際の感度は、また、様々なタイプの正常細胞または様々なタイプの悪性細胞の特定の特性に依存する。よって、うまくないことに、腫瘍細胞の感度は、多くのタイプの正常細胞と比較して、十分に大きなものではない。このことは、腫瘍細胞と正常細胞との間にわたっての識別能力を低減させる。したがって、既存の癌治療は、典型的には、正常組織に対して深刻な損傷をもたらす。そのため、そのような治療の治療効果が、制限されることとなる。さらに、他の組織に対しての避けられない損傷は、治療を、患者にとって非常に損傷性のものとする。多くの場合、患者は、成功したと思われる治療から回復することができない。さらに、あるタイプの腫瘍は、既存の治療方法に対して、全く感度を有していない。
【０００８】
また、放射線治療や化学療法だけに依存することなく細胞を破壊するための、他の方法が存在する。例えば、腫瘍細胞を破壊するために、超音波手法および電気的手法を、追加的にあるいは代替的に、使用することができる。長年にわたって、医療用途のために、電界および電流が使用されてきた。最も一般的なものは、電位差が維持される一対をなす導電性電極を使用しての電界の印加によって、人間または動物の身体内に電流を生成することである。これら電流を使用することにより、特定の結果をもたらすことができるすなわち敏感な組織を刺激することができる、あるいは、組織を電気抵抗として作用させることによって、体内に電流を流すことにより、熱を生成することができる。第１タイプの適用の例には、以下のものがある。すなわち、振動の除細動器や、末梢神経および筋肉の刺激手段や、脳シミュレータ、等がある。電流は、加熱のために使用され、例えば、腫瘍蒸発装置内や、心臓や脳の機能不全組織の蒸発装置内や、焼灼装置内や、リューマチによる筋肉の苦痛や他の苦痛を緩和するため装置内、において使用される。
【０００９】
医療目的での電界の他の使用には、例えばＲＦ波やマイクロ波といったような電磁波の放出源から放出された高周波電界を、身体の中の対象をなす一部分（すなわち、ターゲット）に向けて、使用することである。これらの例においては、放出源と身体との間に電気的なエネルギー導通は、存在しない。そうではなく、エネルギーは、放射または誘導によって、身体に対して伝達される。より詳細には、放出源によって生成された電気的エネルギーは、導体を介して身体の近傍に到達し、エアあるいは他の何らかの電気的絶縁材料を介して、人体に対して伝達される。
【００１０】
従来の電気的方法においては、電流は、患者の身体に接触して配置された電極を使用して、ターゲット組織の領域に対して搬送される。印加された電流は、ターゲット組織の近傍に位置した実質的にすべての細胞を破壊する。したがって、このタイプの電気的方法は、ターゲット組織内の様々なタイプの細胞を区別することができず、腫瘍細胞と正常細胞との双方を破壊してしまう。
【００１１】
よって、医療応用において使用し得る電界は、一般に、２つの異なるモードに分類することができる。第１のモードにおいては、電界は、導電性電極を使用することによって身体または組織に対して印加される。これら電界は、２つのタイプに分類することができる。すなわち、（１）安定した電界つまり比較的遅い速度で変化するような電界、および、身体または組織に対して、対応する電流を誘起し得るような低周波の交流電界、（２）導電性電極によって身体に対して印加された高周波交流電界（１ＭＨｚ以上）、に分類することができる。第２のモードにおいては、電界は、絶縁された電極によって身体に対して印加された高周波交流電界である。
【００１２】
第１タイプの電界は、例えば、神経や筋肉を刺激するために、また、心臓のペースメーカとして、といったようにして使用される。実際、このような自然的電界を使用することにより、神経と筋繊維とにおいて、また、中枢神経系（ＣＮＳ）において、また、心臓等において、信号を伝搬させることができる。このような自然的電界の記録は、ＥＣＧや、ＥＥＧや、ＥＭＧや、ＥＲＧなどの根拠である。これらの応用における電界の強さは、媒体の電気的特性が一様なものであると仮定すれば、単に、互いに離間して配置された刺激用／記録用電極に対して印加された電圧である。これら電流は、オームの法則によって計算することができ、心臓およびＣＮＳとに対して危険な刺激効果をもたらし得るものであり、潜在的に有害なイオン集中変化を引き起こし得る。また、電流が十分に大きい場合には、それら電流は、組織内において過度の加熱を引き起こし得る。この加熱は、組織内で消費された電力（電圧と電流との積）によって、計算することができる。
【００１３】
そのような電界および電流が交流である場合には、神経や筋肉等に対しての、これらによる刺激力は、周波数の逆関数である。１〜１０ｋＨｚを超える周波数においては、電界の刺激力は、ゼロに接近する。この制限は、電気的刺激によって引き起こされた励起が、通常は、細胞膜の電位変化によって媒介されるという事実のためである。細胞膜の電位変化の速度は、細胞膜のＲＣ特性（１ｍｓの程度の時定数）によって制限されている。
【００１４】
周波数にかかわらず、電流によって誘起されたそのような電界が印加されている場合には、電界は、電流によって引き起こされる有害な副作用に関連している。例えば、１つの負の効果は、システム内における様々な『隔壁』内へのイオン濃度の変化であり、また、電極のところにおいて起こるあるいは組織中に介在している媒体内において起こる電気分解による有害な生成物である。システムが、有機体がイオン濃度差を維持している２つ以上の隔壁を有している場合には常に、イオン濃度の変化が起こる。例えば、大部分の組織においては、細胞外液中の［Ｃａ＋＋］は、約２×１０−３Ｍである。一方、典型的な細胞の細胞質においては、その濃度は、１０−７Ｍと同じくらいに小さなものとなることができる。一対をなす電極によってそのようなシステム内に誘起された電流は、部分的には、細胞外液から細胞内へとさらに再び細胞外液内へと、流れる。細胞内へと流入する電流の約２％は、Ｃａ＋＋イオンによって担われている。これに対し、細胞内のＣａ＋＋の濃度が、はるかに小さいことにより、細胞から流出する電流に関しては、無視できる程度の量しか、これらイオンによって担われていない。したがって、Ｃａ＋＋イオンが、細胞内に集積し、細胞内におけるそれらの濃度が増大し、一方、細胞外隔壁内におけるそれらイオンの濃度は、減少することができる。このような結果は、ＤＣ電流の場合にも、および、交流（ＡＣ）電流の場合にも、観察される。イオンの蓄積速度は、電流強度や、イオンの可動度や、細胞膜のイオン導電性、などに依存する。［Ｃａ＋＋］の増大は、大部分の細胞にとって有害である。そして、十分に大きくなってしまうと、細胞の破壊につながることとなる。同様の考察は他のイオンについても、当てはまる。上記観察を考慮すれば、生きている有機体または組織に対して長期間にわたって電流を印加することにより、重大な損傷をもたらすこととなる。そのような電界に関連した他の重大な問題は、電極表面で起こる電気分解プロセスによるものである。ここで、電荷は、金属（電子）と、電解質溶液（イオン）と、の間にわたって搬送される。その際、帯電した活性ラジカルが形成される。これら活性ラジカルは、有機分子に対して、特に、巨大分子に対して、重大な損傷をもたらし、したがって、生きている細胞および組織を損傷する。
【００１５】
対照的に、通常は１ＭＨｚを超えるようなまた実用的にはＧＨｚ範囲といったような高周波電界が、絶縁された電極によって組織内に誘起される場合には、状況は、全く異なるものとなる。このようなタイプの電界は、従来型の電荷伝導電流ではなく、単なる容量的な電流すなわち変位電流を生成する。このタイプの電界の影響下においては、生きている組織は、電気伝導特性に基づいてではなく、誘電特性に基づいて、振る舞う。したがって、支配的な電界効果は、誘電損失と加熱とに基づく。したがって、実用的には広く許容され得るものであり、生きている有機体に対するそのような電界の意味のある効果は、加熱効果のみによるものとなる、すなわち、誘電損失のみによるものとなる。
【００１６】
Mangano 氏による特許文献１においては、誘電性細胞膜によって囲まれておりかつ導電性内部コアを有した個別対象物を、誘電性細胞膜の不可逆的絶縁破壊を介して電界によって選択的に不活性化し得るような、方法および装置が開示されている。これに関する潜在的な１つの応用は、懸架されたある種の生物学的細胞を選択的にパージすることである。特許文献１においては、電界は、対象をなす選択された細胞に対して印加される。これにより、これら腫瘍細胞の誘電性細胞膜の絶縁破壊を引き起こす。一方、この文献の主張によれば、他の所望の細胞サブ母集団に対しては、悪影響が及ぼされることはない。細胞は、固有の電気穿孔しきい値に関する本来的な差異または誘起された差異に基づいて、選択される。このしきい値に関する差異は、細胞サイズの差異も含めた多くのパラメータに依存するものとすることができる。
【００１７】
したがって、特許文献１による方法は、腫瘍細胞の電気穿孔しきい値が、細胞サイズの相違や細胞膜の誘電特性の相違に基づいて、正常細胞の電気穿孔しきい値と比較して十分に識別可能であるという前提条件を、ベースとするものである。この前提条件に基づいて、多くのタイプのサイズの大きな腫瘍細胞は、電気穿孔をより受けやすいものとなり、したがって、適切な電界を印加することにより、より大きなサイズの腫瘍細胞の細胞膜だけを選択的に損傷させることができる。この方法の１つの欠点は、識別能力が、細胞のタイプに大きく依存するということである。例えば、正常細胞と腫瘍細胞との間のサイズ差は、あるタイプの細胞の場合にしか、大きいものではない。この方法の他の欠点は、印加される電圧が、いくつかの正常細胞を損傷させ得るものであり、すべての腫瘍細胞を損傷させ得るものではない、ということである。それは、サイズの差および細胞膜の誘電特性の差が、かなり統計的なものであって、実際の細胞形状および誘電特性は、著しく変動するものであるからである。
【００１８】
当該技術分野において要望されておりかつ現在までのところ利用可能ではないようなものは、分裂細胞を破壊するための装置であって、その場合、単一細胞有機体も含めて分裂細胞と、非分裂細胞と、の間の識別を、より良好に行い得るとともに、非分裂性の細胞または有機体に対しては実質的に影響を及ぼさずに、分裂細胞または有機体を選択的に破壊することができるような、装置である。
【特許文献１】米国特許第６，０４３，０６６号明細書
【非特許文献１】Darnell 氏他による、Molecular Cell Biology, New York:Scientific American Books, 1986, p. 149
【非特許文献２】Rotshenker S. & Y. Palti, Changes in fraction of current penetrating an axon as a function of duration of stimulating pulse, J. Theor. Biol. 41; 401-407 (1973)
【非特許文献３】C. L. Asbury & G. van den Engh, Biophys. J. 74, 1024-1030, 1998
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１９】
分裂している間には細胞は、特定の周波数と電界強度特性を有するＡＣ電界により、損傷されやすい。そのため、急速に分裂する細胞の選択的な破壊は、長期間、目標領域にＡＣ電界を印加することにより達成することができる。電界が印加されている間に分裂細胞のいくつかは損傷を受けるが、非分裂細胞は傷つけられない。これにより、腫瘍細胞のような急速に分裂する細胞は選択的に損傷を受けるが、分裂していない正常な細胞は傷つけない。２つまたはそれ以上の周波数を有する電界を用いることにより、改善された結果を達成することができる。
【００２０】
本発明による装置の主な使用は、腫瘍の治療であり、その場合、正常な組織細胞には実質的な影響をもたらすことなく、腫瘍細胞を選択的に破壊する。したがって、例示としての装置は、腫瘍細胞の選択的な破壊に関して、後述する。しかしながら、本発明の目的からすれば、『細胞』という用語は、また、単一細胞の有機体（eubacteria、バクテリア、イースト、原虫類）や、多細胞の有機体（菌類、藻類、かび）や、通常は『細胞』して分類されないような植物やその一部、とし得ることは、理解されるであろう。例示としての装置は、従来技術による方法と比較して、より有効でありかつより正確な態様でもって（例えば、特定のターゲットを対象とすることがより好適である）、分裂細胞を選択的に破壊することができる。さらに、本発明による装置は、正常組織に対して、もし存在するとしても、最小の損傷をもたらし、これにより、例えば放射線治療や化学療法といったような既存の選択的破壊方法に関連した多くの副作用を低減または排除する。本発明による装置を使用した場合の、分裂細胞の選択的な破壊は、化学物質や放射線に対しての細胞の感度に依存するものではない。そうではなく、分裂細胞の選択的な破壊は、治療対象をなす細胞の形状にかかわらず、非分裂細胞に対しての、分裂細胞の幾何学的形状の相違に基づくものである。
【００２１】
１つの例示としての実施形態においては、形状に依存したような生体組織の選択的な破壊は、電子装置を使用して、細胞に非一様電界を引き起こすことにより、行われる。
【００２２】
本発明者は、非分裂細胞が、例えば球状や楕円状や円柱状や『パンケーキ状』などといったような様々な形状をとり得るけれども、実際のすべての細胞の分裂プロセスが、後期フェーズの後期または終期フェーズにおいては、『分裂溝』の進展によって特徴づけられることを、観察した。この分裂溝は、細胞膜（２組をなす娘染色体の間において）のゆっくりとした圧縮であって、微視的には、２つの新しい細胞へと徐々に細胞を分裂させるような裂け目（例えば、グルーブまたはノッチ）の成長として、観測される。分裂プロセス時には、移行期間（終期）が存在する。この移行期間においては、細胞構造は、基本的に、２個の小細胞が、細胞材料から形成された狭い『ブリッジ』によって相互に連結されてなる構造である。分裂プロセスは、２つの小細胞間の『ブリッジ』が壊れたときに、完了する。本発明による電子装置を使用した場合の、腫瘍細胞の選択的な破壊は、分裂細胞のこの独特の幾何形状を利用したものである。
【００２３】
１個の細胞あるいは一群をなす複数の細胞が、自然な条件下または環境下にある場合、すなわち、生体組織の一部として存在している場合、細胞は、電解的な細胞内流体と、電解的細胞内流体から大部分が構成された他の細胞と、から大部分が構成された導電性環境によって、囲まれて配置される。組織を横切って電圧を印加することによって、生体組織内に電界が引き起こされた場合、電界が、組織内に形成され、電気力線の分布および配置は、電荷の変位方向を規定する、あるいは、細胞内に実際に電流が誘起されたときには組織内の電流経路の方向を規定する。電界の分布および配置は、様々な組織構成要素の形状や電気的特性や組織構成要素の相対的導電率や電気容量や誘電率（これは周波数依存性であり得る）といったものも含めた、組織の様々なパラメータに依存する。
【００２４】
分裂最中の細胞における電流流通パターンは、非分裂細胞と比較して、非常に異なるものであり、かつ、独特なものである。そのような分裂細胞は、第１および第２の小細胞を備えており、すなわち『オリジナルの』細胞と、新たに形成された細胞と、を備えており、これらが、細胞質『ブリッジ』あるいは『ネック』によって連結されている。電流は、細胞膜の一部（『電流のソースをなす極』）を通して、第１小細胞内に侵入する。しかしながら、電流は、反対側の極（『電流のドレインをなす極』）の近傍の細胞膜部分を通して第１小細胞から導出されない。代わりに、電流の流通ラインは、ネックまたは細胞質ブリッジのところに集中する。これにより、電流流通ラインの密度が、大幅に増大する。対応する『鏡像』プロセスが、第２小細胞内において引き起こされ、これにより、電流流通ラインは、ブリッジから離れるにつれて低密度状態へと分散し、最終的には、電流ドレインの近傍の細胞膜部分から、第２小細胞を出る。
【００２５】
分極可能な対象物が、非一様な収束性または発散性の電界内に配置されたときには、電気的な力が、対象物に対して作用し、対象物を、電気力線が高密度である場所に向けて、引っ張る。分裂細胞の場合には、電気的な力が、２つの細胞間の細胞質ブリッジの方向に作用する。すべての細胞内顆粒および巨大分子が分極化可能であることにより、それらのすべては、２つの細胞の間のブリッジに向けて駆動される。電界極性は、力の方向とは無関係である。したがって、特定の特性を有した交流電界を使用することにより、実質的に同じ効果を引き起こすことができる。また、ブリッジまたはネック部分の中に存在するような、あるいは、その近傍に存在するような、集中した不均一な電界が、電荷および自然的双極子に対して、強力な力を及ぼし、これら部材に関連した構造の破壊を引き起こし得ることは、理解されるであろう。
【００２６】
ブリッジに向けての細胞内顆粒の移動は、細胞構造を分裂させ、連結しているブリッジ膜の近傍に増大した圧力をもたらす。ブリッジ膜上における細胞内顆粒のこの圧力は、ブリッジ膜を壊すことが予想され、したがって、分裂細胞が、この圧力に応答して『爆発する』ことが予想される。細胞膜を破壊し得る能力、および、他の細胞構造を崩壊させ得る能力は、約５０ＫＨｚ〜約５００ＫＨｚという周波数を有したパルス型交流電界の印加により増強することができる。このタイプの電界が組織に対して印加されたときには、細胞内顆粒に及ぼされる力は、『ハンマー』効果を有している。これにより、パルス的な力（あるいは、ビート）が、細胞内顆粒に対して、１秒あたりにつき数回にわたって、印加され、双方の小細胞からブリッジ（あるいはネック）部分に向けての様々なサイズおよび質量の細胞内顆粒の移動を増強し、これにより、ブリッジ部分における細胞膜の破壊可能性を増大させる。細胞内顆粒に及ぼされた力は、また、細胞内顆粒自体に影響し、細胞内顆粒を破壊することができる。
【００２７】
１つの例示としての実施形態によれば、電界を印加するための装置は、波形形状とされたあるいは一連をなす複数のパルスという形態とされた所望の電気信号を生成する電子装置である。電子装置は、約５０ＫＨｚ〜や５００ＫＨｚという範囲の周波数でもって交流電圧波形を生成するような電源を備えている。電源は、導電性リード線に対して動作可能に接続されている。導電性リード線は、他端において、絶縁導体／電極（また、isolectsとも称される）に対して接続されている。絶縁電極／電極に対しては、生成された交流波形が印加される。絶縁された電極は、導体と、この導体に対しておよび導電性組織に対して接触している誘電体（絶縁層）と、から構成され、これにより、キャパシタを形成している。本発明による装置によって生成される電界は、具体的な治療用途に応じて、様々なモードでもって印加することができる。
【００２８】
１つの例示としての実施形態においては、電界は、衣類製品内に組み込まれた外付け絶縁電極によって印加される。絶縁電極は、印加された電界が、特定の局所的な組織領域（例えば腫瘍）をターゲットとした局所的なタイプのものであるように、構成することができる。この実施形態は、ターゲット組織上に衣類製品を着用することによって、皮膚表面に位置したあるいは皮膚表面の直下に位置した腫瘍および傷害を治療し得るよう構成することができる。この場合、絶縁電極によって生成された電界が、腫瘍（傷害など）に向けられる。
【００２９】
他の実施形態においては、装置は、埋設タイプの用途において使用される。この場合には、絶縁電極は、プローブまたはカテーテル等の形態とされ、例えば尿道や膣腔といったような天然通路を通して体内に挿入される、あるいは、生体組織を貫通して挿入し得るように構成される。最終的には、絶縁電極は、体内のターゲット領域（例えば内部腫瘍）の近傍に配置される。
【００３０】
したがって、本発明による装置は、従来技術における高周波応用や低周波応用とは異なり、特別の中間的カテゴリーに分類されるような電界を利用する。本発明による電界は、バイオ的に有効な電界であって、何らの刺激的な効果も熱的な効果も有していない。有利には、非分裂細胞がこのような電界を受けた場合、非分裂細胞には、影響はない。しかしながら、細胞分裂が本発明による電界を受けた場合には、状況は、非常に相違したものとなる。したがって、本発明による電子装置および生成された電界は、例えば腫瘍等といったような分裂細胞をターゲットとするものであり、ターゲット領域の周囲に位置した健全組織内の非分裂細胞をターゲットとはしない。さらに、本発明による装置が、絶縁電極を使用していることにより、導電性電極が使用された場合の上記負の効果、すなわち、細胞内におけるイオン濃度変化や電気分解による有害な物質の生成といったような負の効果は、本発明による装置を使用した場合には、発生しない。これは、一般に、電極と媒体との間において電荷の実際の転送が起こらないからであり、また、電流が容量性であって、媒体内を電荷が流れないからである。
【００３１】
本発明による電子装置が、また、生体中の腫瘍の治療以外の用途においても使用可能であることは理解されるであろう。実際、本発明による装置を利用した選択的な破壊は、分裂によって増殖するようなすべての有機体に関連して使用することができる。例えば、組織培養や、バクテリアのような微生物や、マイコプラズマや、原虫類や、菌類や、藻類や、植物細胞など、といったような有機体に関連して使用することができる。このような有機体は、上述したように、グルーブまたは裂け目の形成によって分裂する。グルーブまたは裂け目が深くなるにつれて、２つの有機体の間には、動物細胞の分裂時に小細胞どうしの間に形成されるブリッジと同様の、狭いブリッジが形成される。このような有機体が、上述したような動物細胞の細胞膜の場合と同様に、比較的小さな導電率を有した細胞膜によってカバーされていることにより、分裂最中の有機体の中の電気力線は、分裂有機体の２つの部分を連結しているブリッジのところに、集中する。集中する電気力線は、分裂中の有機体の内部の分極化可能な要素および電荷を変位させるような電気的な力をもたらす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明による装置に関する上記のまたは他の目的や特徴点や利点は、添付図面を参照しつつ以下の説明を読むことにより、明瞭となるであろう。添付図面においては、同じ部材に対しては、同じ参照符号が付されている。
【００３３】
図１Ａ〜図１Ｅは、細胞分裂プロセスの様々なステージを概略的に示している。図１Ａは、正常な形状とされた状態でもって、細胞（１０）を示している。細胞（１０）は、当該技術分野においては公知なように、全体的に、球形状や、楕円形状や、円柱形状や、『パンケーキ形状』や、あるいは他の任意の様々な形状、のものとすることができる。図１Ｂ〜図１Ｄは、分裂プロセスの様々なステージにおける細胞（１０）を図示している。分裂によって、図１Ｅに示すように、２個の新たな細胞（１８，２０）が形成される。
【００３４】
図１Ｂ〜図１Ｄに示すように、細胞（１０）の分裂プロセスは、分裂溝（１２）が、ゆっくりと成長することによって特徴づけられる。分裂溝（１２）は、細胞（１０）を、２つのユニットへと、すなわち小細胞（１４，１６）へと、徐々に分離し、最終的には、新たな細胞（１８，２０）（図１Ｅ）を生成する。特に図１Ｄに示すように、分裂プロセスは、過渡時期によって特徴づけられる。この過渡時期においては、細胞（１０）の構造は、基本的に、細胞材料（細胞膜によって囲まれた細胞質）を含有した細い『ブリッジ』（２２）によって相互連結された２つの小細胞（１４，１６）とされる。
【００３５】
さて、図２Ａおよび図２Ｂには、非分裂細胞（１０）が概略的に図示されており、非分裂細胞（１０）は、交流電位の印加により形成された電界を受けている。図２Ａにおいては、交流電位は、比較的低周波とされており、図２Ｂにおいては、交流電位は、比較的高周波とされている。細胞（１０）は、例えば核（３０）といったような細胞内顆粒を備えている。交流電位は、例えば治療対象をなす腫瘍の近傍領域といったような所定領域のところにおいて、患者に対して外部から取り付け得る電極（２８，３２）の間にわたって、印加されている。細胞（１０）が、正常な状態である場合には、すなわち、生きている組織の一部である場合には、細胞（１０）は、大部分が電解的な細胞間液体からなる導電性環境（以下においては、『容積導体』と称す）の下に配置される。電位が電極（２８，３２）間にわたって印加される場合には、合成電界（あるいは、電界に応答して組織内に誘起される電流）の電気力線のうちのいくつかは、細胞（１０）内に侵入する。一方、電気力線（あるいは、誘導電流）の残りは、周囲の媒体内を流れる。この例においては、電流の流れ方向と実質的に一致しているような、電気力線の特定の分布は、システム構成要素の形状に依存し、また、システム構成要素の、例えば相対的導電性や、周波数依存的なものとすることができる例えばシステム構成要素の誘電率、といったような電気的特性に依存する。例えば１０ＫＨｚ未満の周波数といったような低周波数においては、構成要素の導電特性が、完全に、電流の流れおよび電界の分布を支配する。電界分布は、一般に、図２Ａに示すようなものとなる。としてある。例えば、１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚの間の周波数といったような、より大きな周波数においては、構成要素の誘電特性が、より重要なものとなり、最終的には、電界分布を支配する。その結果、電気力線の分布は、一般に、図２Ｂに示すようなものとなる。
【００３６】
一定の（すなわち、ＤＣの）電界の場合には、また、例えば１０ＫＨｚ未満の周波数といったような比較的低周波数の交流電界の場合には、様々な構成要素の誘電特性は、電界分布の決定および計算に際して、重要ではない。したがって、第１近似としては、電界分布に関し、システムは、様々な構成要素の相対的インピーダンスによって、適切に表現することができる。この近似を使用すれば、細胞間の（すなわち、細胞外の）流体と、細胞内流体と、の各々は、比較的小さなインピーダンスを有しており、一方、細胞膜（１１）は、比較的大きなインピーダンスを有している。よって、低周波数という条件下においては、電気力線（あるいは、電界によって誘起された電流）の一部だけしか、細胞（１０）の細胞膜（１１）内へと侵入しない。対照的に、比較的高周波数（例えば１０ＫＨｚ〜１ＭＨｚ）においては、細胞間流体および細胞内流体に対しての、細胞膜（１１）のインピーダンスが、減少し、このため、細胞内へと侵入する電流の割合が、かなり増大する。非常に大きな周波数においては、すなわち１ＭＨｚを超えるような周波数においては、細胞膜のキャパシタンスが、細胞膜の抵抗を短絡させることができ、その結果、合計での細胞膜抵抗が、無視できる程度のものとなり得ることに、注意されたい。
【００３７】
上述したいずれの実施形態においても、電気力線（あるいは誘導電流）は、細胞膜（１１）のうちの、電流生成用の電極のうちの１つに対して例えば正電極（２８）（本明細書中においては、『ソース』とも称される）に対して最も接近している部分から、細胞（１０）内へと、侵入する。細胞（１０）を横切っての電流の流通パターンは、一般に、一様である。なぜなら、上記近似のもとにおいては、細胞内に誘起された電界が、実質的に一様であるからである。電流は、細胞膜（１１）のうちの、対向電極に対して例えば負電極（３２）（本明細書中においては、『ドレイン』とも称される）に対して最も接近している部分から、細胞（１０）外へと、導出される。
【００３８】
電気力線と電流流通との間の相違は、多くの要因に依存する。例えば、印加された電位の周波数に依存したり、また、どちらの電極（２８，３２）が電気的に絶縁されているかに依存したり、する。ＤＣ電圧または低周波交流電圧を印加するための、絶縁された電極については、電気力線に沿っての、実際の電流の流れは、存在しない。より大きな周波数においては、変位電流が、電極の絶縁物質および細胞膜（これらは、ある程度までは、キャパシタとして機能する）の充電および放電により、組織内に誘起される。また、そのような電流は、電気力線に追従する。対照的に、絶縁されていない電極によって生成された電界は、常に、電流の同じ形態を生成する。特に、ＤＣ電界や低周波交流電界は、電気力線に沿った電導電流を生成し、また、高周波交流電界は、電気力線に沿って、電導電流と変位電流との双方を生成する。しかしながら、本発明においては（後述）、分極可能な細胞内顆粒の移動が、実際の電流に依存しないこと、したがって、絶縁された電極と絶縁されていない電極との双方を効果的に使用し得ることは、理解されたい。絶縁された電極の利点には、電力消費量が少ないこと、治療領域の加熱量が少ないこと、および患者の安全性が向上することが含まれる。
【００３９】
本発明の例示としての一実施形態によれば、使用される電界は、約５０ＫＨｚ〜約５００ＫＨｚという範囲の周波数を有しているような、好ましくは、約１００ＫＨｚ〜約３００ＫＨｚという範囲の周波数を有しているような、交流電界である。説明を簡略化するために、このようなタイプの電界は、また、以下においては、『ＴＣ電界』と称される。これは、『Tumor  Curing 電界』の略である。これら電界は、中程度（高周波数範囲と低周波範囲範囲との中間）のカテゴリーに分類されるものであって、生物学的に効果のある特性を有しており、さらに、実質的に刺激的効果も加熱効果も有していない。これら周波数は、システムの振舞いがシステムのオーム的（導電性）特性によって決定され得る程度に十分に小さなものであり、なおかつ、励起可能な組織に対して何らの刺激効果も有していない程度に十分に大きなものである。このようなシステムは、２つのタイプの構成要素から構成される。すなわち、細胞間流体あるいは細胞外流体あるいは媒体と、個々の細胞と、から構成される。組織間流体は、多くの場合、約４０〜約１００Ωｃｍという固有抵抗を有した電解質である。上述したように、細胞は、３つの構成要素によって特徴づけられる。すなわち、（１）細胞を被覆しているとともに、薄くかつ大きな電気抵抗値を有した細胞膜と；（２）多くの場合、多数の巨大分子と、核も含めたミクロ顆粒と、を有した電解質であるような、内部細胞質と；（３）細胞膜と同様に電気的特性を有しかつミクロ顆粒を被覆している、メンブランと；によって特徴づけられる。
【００４０】
このタイプのシステムが、本発明によるＴＣ電界（例えば、１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚという周波数範囲の交流電界）を受けた場合には、電気力線と電流との大部分は、細胞膜の抵抗値が大きいことのために、細胞から離間する傾向がある。したがって、電気力線は、細胞外導電性媒体内に維持される。上記に例示された周波数範囲においては、細胞内へと侵入する電気力線または電流の実際の割合は、周波数に大いに依存する。
【００４１】
図２Ａおよび図２Ｂは、システム内において生じる電界分布を概略的に示している。図示のように、電気力線は、細胞容積を横切って流れ得るような潜在的な電流流通ラインを示すものであって、大部分が、歪んでいない平行な電気力線である（電界の主要方向に対して平行）。言い換えれば、細胞内での電界は、ほぼ一様である。実際には、細胞内に侵入する電界または電流の割合は、細胞外流体のインピーダンス値と比較しての細胞膜のインピーダンス値によって、決定される。細胞膜の電気的等価回路が、抵抗とキャパシタとの並列回路であることにより、インピーダンスは、周波数の関数である。周波数が大きくなればなるほど、インピーダンス値は、より小さなものとなり、侵入する電流の割合は、より大きなものとなり、電界の歪みは、より小さなものとなる（非特許文献２）。
【００４２】
上述したように、細胞が、例えば５０ＫＨｚ〜５００ＫＨｚという範囲の周波数を有した本発明によるＴＣ電界といったような、高周波数の交流の比較的弱い電界および電流を受けたときには、非分裂細胞には、何らの効果も存在しない。本発明によるＴＣ電界は、そのようなシステムにおいては検出可能な効果を有していないけれども、分裂細胞の存在下においては、状況が異なってくる。
【００４３】
さて、図３Ａ〜図３Ｃは、例示としての一実施形態に基づき、約１００ＫＨｚ〜約３００ＫＨｚという周波数範囲の交流電界（ＴＣ電界）の影響下において、分裂プロセス最中の細胞（１０）に関しての、電流の流通パターンを概略的に示している。電気力線あるいは誘導電流は、電極（２８）に近い小細胞（１６）の細胞膜の一部を通して、細胞（１０）内へと侵入する。侵入した電気力線あるいは誘導電流は、新たに形成されなおも付着している小細胞（１４）と小細胞（１６）とを連結しているブリッジ（２２）を通しては、また、細胞膜のうちの、ブリッジ（２２）の近傍に位置した部分を通しては、導出されない。その代わりに、小細胞（１６）内においては比較的広く分散している電気力線または電流経路は、ブリッジ（２２）（『ネック』（２２）とも称される）に接近するにつれて収束する。これにより、ネック（２２）内においては、電流密度／電気力線密度が、劇的に増大する。『鏡像』プロセスが、小細胞（１４）内においても引き起こされる。したがって、ブリッジ（２２）内へと集中した電気力線は、小細胞（１４）に向けての出口領域に接近するにつれて、発散する。
【００４４】
当業者であれば、一様な電界が、電気的に中性の対象物に対しては、すなわち、正味の電荷が実質的にゼロであるような対象物に対しては、力を作用させないことは、理解されるであろう。ただし、そのような対象物は、分極することとなる。しかしながら、非一様であって集中する電界の下においては、図３Ａ〜図Ｃに示すように、電気的な力は、分極した対象物に対して作用し、それらを、電気力線が高密度であるところに向けて移動させる。ネックまたはブリッジの領域内に実質的に存在している集中電界は、それ自体が、電荷および天然の双極子に対して大きな力を及ぼし、それらに関連した構造を破壊し得ることは、理解されるであろう。同様の正味の力が、この場合にも電界が高密度である方向に向けて、交流電界内の電荷に対しても作用することは、理解されるであろう。
【００４５】
図３Ａおよび図３Ｂの構成においては、分極し帯電した対象物の移動方向は、電気力線が高密度である方向へと向かう。すなわち、小細胞（１４，１６）の間の細胞質ブリッジ（２２）へと向かう。例えば小細胞（１４，１６）の核（２４，２６）といったようなすべての細胞内顆粒が、分極可能であることは、当該技術分野においては公知である。したがって、そのような細胞内顆粒は、ブリッジ（２２）に向けて電気的に付勢されて移動する。その移動は、電界極性にかかわらず、常に、電流密度がより小さなところから、電流密度がより大きなところへと、向かうことにより、例えば核（２４，２６）といったような細胞内顆粒に対して交流電界によって印加された力は、常に、ブリッジ（２２）へと向かっている。そのような力や、細胞内顆粒の巨大分子に引き起こされる移動、すなわち、『誘電的電気泳動』と称される現象、に関する包括的な記述、例えば、非特許文献３に記載されている。この文献の記載内容は、引用により、その全体が本明細書に組み込まれる。
【００４６】
ブリッジ（２２）に向けての細胞内顆粒（２４，２６）の移動は、分裂細胞の構造を破壊し、様々な細胞構成要素の濃度を変化させ、最終的には、ブリッジメンブラン（２２）に対して集中する細胞内顆粒の圧力が、図３Ｃに概略的に示すように、ブリッジ（２２）の近辺で、細胞膜（１１）を破裂させる。ブリッジ（２２）のところで細胞膜（１１）を破壊する能力、あるいはそうでなければ、細胞構造および組織を崩壊させる能力は、安定したＡＣ電界ではなく、パルス的なＡＣ電界の印加により、より増強することができる。パルス型電界が印加される場合、細胞内顆粒（２４，２６）に作用する力は、『ハンマー』効果を有している。これにより、パルス的な力が、双方の小細胞（１４，１６）からネック（２２）へと向かう細胞内顆粒を衝撃し、これにより、ネック（２２）の近傍において細胞膜（１１）を破壊する可能性を増大させる。
【００４７】
分裂細胞内を通過する特別の電界に対して非常に影響されやすいような、非常に重要な構成要素は、分裂プロセスにおいて主要な役割を果たす微小管スピンドルである。図４においては、分裂細胞（１０）は、図３Ａおよび図３Ｂの場合よりも初期のステージのものとして示されており、外部ＴＣ電界（例えば、１００ＫＨｚ〜３００ＫＨｚという周波数範囲の交流電界）の影響を受けている。電気力線が、符号（１００）によって示されており、対応するスピンドル機構が、符号（１２０）によって示されている。ライン（１２０）は、微小管であって、非常に強い双極子モーメントを有していることが公知である。この強い分極は、微小管と、他の分極可能な巨大分子と、特に、細胞内においておよび細胞周囲において特定の向きを有している微小管および分極可能な巨大分子とを、電界に対して影響を受けやすいものとする。２つの正電荷が、２つの中心小体のところに位置しており、一方、二組をなす負極が、分裂細胞の中心のところに位置しており、符号（１３０）によって全体的に示されているような他の対が、細胞膜に対しての微小管の付着場所に位置している。この構造は、二重の双極子の組を形成する。したがって、それらは、互いに向きが異なる電界の影響を受けやすい。双極子に対するＴＣ電界の影響が、ブリッジ（ネック）の形成に依存しないことは理解されるであろう。したがって、双極子は、ブリッジ（ネック）の形成前において、ＴＣ電界によって影響を受ける。
【００４８】
本発明による装置においては、（詳細に後述するように）絶縁された電極を使用することにより、導電性の電極が使用されるときに発生するような上記否定的効果、すなわち、細胞内におけるイオン濃度変化という問題点、および、電気分解による有害物質の生成という問題点は、本発明による装置が使用される場合には、発生しない。これは、一般に、電極と媒体との間において電荷の実際の転送が起こらないためであり、また、電流が容量的であるような媒体内において電流が流れないこと、すなわち、電荷などの回転等としてのみ表現されるような媒体内において電流が流れないこと、のためである。
【００４９】
さて、図５においては、腫瘍細胞の破壊に有効であることが判明した上記ＴＣ電界が、電子装置（２００）によって生成されている。図５は、電子装置（２００）を単純化して概略的に示す図であって、主要な構成部材を示している。電子装置（２００）は、波形形状でもって、あるいは、一連をなす複数のパルスという形態でもって、所望の電気信号（ＴＣ信号）を生成する。装置（２００）は、電源（２１０）と、この電源（２１０）のそれぞれ対応する端子に対して接続された一対をなす導電性リード線（２２０）と、を備えている。リード線（２２０）の反対側の端部は、電気信号（例えば波形）によって活性化されるような、絶縁された導体（２３０）に対して接続される。絶縁された導体（２３０）は、また、以下においては、絶縁導体（あるいは、イソレクト、isolect ）（２３０）とも称される。付加的には、例示としての他の実施形態においては、装置（２００）は、温度センサ（２４０）および制御ボックス（２５０）を備えている。これら部材は、治療領域において過度の加熱を生成しないよう、生成された電界の振幅を制御するために設けられる。
【００５０】
電源（２１０）は、約５０ＫＨｚ〜約５００ＫＨｚ（好ましくは、約１００ＫＨｚ〜約３００ＫＨｚ）という範囲の周波数の交流電圧波形（すなわち、ＴＣ電界）を生成する。必要な電圧は、治療対象をなす組織内における電界強度が約０．１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍという範囲にあるような、ものとされる。この電界を形成するため、絶縁導体（２３０）の２つの導体間における実際の電位差は、後述するように、システム構成要素の相対的なインピーダンスによって決定される。
【００５１】
制御ボックス（２５０）が設けられている場合には、制御ボックス（２５０）が、電源（２１０）の出力を制御する。これにより、電源出力が、使用者によって予め設定された値に一定に維持される。あるいは、制御ボックス（２５０）が、過度の加熱を引き起こさないような最大出力値を設定する。あるいは、制御ボックス（２５０）は、温度（温度センサ（２４０）によって検出された）が、予め設定された限界値を超えた場合に、警告等を発する。
【００５２】
リード線（２２０）は、フレキシブルな金属製シールドを有した標準的な絶縁された導体である。好ましくは、リード線（２２０）によって生成された電界の拡散を防止し得るよう、接地される。絶縁導体（２３０）は、ターゲット容積のところにおいて所望の分布や方向や強度を有した電界を生成し得るように、および、ターゲット容積のところにおいてのみ治療を行い得るように、特定の形状および配置を有している。
【００５３】
全体に関し、また、個々の構成部材に関し、装置（２００）の仕様は、本発明によるＴＣ電界の周波数（５０ＫＨｚ〜５００ＫＨｚ）においては、生きているシステムが、誘電特性ではなく、『オーミック特性』に基づいて振る舞うという事実によって、大いに影響を受ける。様々に振る舞うような装置（２００）における唯一の構成部材は、絶縁導体（２３０）の絶縁体である（図７〜図９を参照）。絶縁導体（２３０）は、導電性組織に接触している誘電体に対して接触した導体から構成され、よって、キャパシタを形成する。
【００５４】
絶縁導体（２３０）の構成の詳細は、図６において一般的に示されるように、組織に対して接触している場合に関して単純化された電気回路から理解され得るような電気的な振舞いに基づいている。図示の構成においては、異なる構成要素間における電圧降下あるいは電界分布は、それらの相対的な電気的インピーダンスによって決定される、すなわち、各構成要素に関する電界の割合は、その構成要素のインピーダンス値を、回路インピーダンス値の合計によって割算することにより、与えられる。例えば、構成要素（Ａ）に関する電圧降下に関しては、ΔＶＡ ＝Ａ／（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）となる。したがって、ＤＣの場合や低周波ＡＣの場合には、実際のすべての電圧降下は、キャパシタ（キャパシタは、絶縁体として作用する）に関するものである。比較的大きな周波数の場合には、キャパシタは、実際には短絡的なものである。したがって、実際に、すべての電界は、組織に分布する。本発明によるＴＣ電界における周波数（例えば、５０ＫＨｚ〜５００ＫＨｚ）においては、中間的な周波数であることのために、キャパシタのキャパシタンスのインピーダンス値が、支配的となり、電界分布を決定する。したがって、組織（電界強度）を横切っての実効的な電圧降下を増大させるために、キャパシタのインピーダンス値は、減少されるべきである（すなわち、それらのキャパシタンスを増大させるべきである）。これは、キャパシタをなす『プレート』の実効面積を増大させることにより、あるいは、誘電体の厚さを減少させることにより、あるいは、大きな誘電率を有した誘電体を使用することにより、実現することができる。
【００５５】
電界分布を最適化するために、絶縁導体（２３０）は、絶縁導体（２３０）が使用されるべき用途に応じて、様々に構成される。本発明による電界（ＴＣ電界）を印加するためのモードとして、２つの主要なモードがある。第１に、ＴＣ電界を、外部の（あるいは、外付けの）絶縁導体によって印加することができる。第２に、ＴＣ電界を、内部の（あるいは、内在の）絶縁導体によって印加することができる。
【００５６】
外部の絶縁導体によって印加される電界（ＴＣ電界）は、局所的なタイプのものとすることも、また、広く分散したタイプのものとすることも、できる。第１タイプとして、例えば、皮膚腫瘍の治療や、皮膚表面に近い傷害の治療、がある。図７は、絶縁導体（２３０）が皮膚パッチ（３００）に組み込まれているような、例示としての実施形態を示している。皮膚パッチ（３００）は、自己接着性のフレキシブルなパッチとすることができ、一対以上の絶縁導体（２３０）を備えることができる。皮膚パッチ（３００）は、内側絶縁体（３１０）（誘電性材料から形成されている）と、外側絶縁体（２６０）と、を備えており、皮膚上に腫瘍（３０３）を有しているかあるいは皮膚のわずかに下方に腫瘍（３０３）を有しているような皮膚表面（３０１）に対して印加される。組織は、全体的に、符号（３０５）で示されている。システムを支配する内側絶縁体（３１０）を横切っての電圧降下を防ぐために、内側絶縁体（３１０）は、比較的大きな電気容量を有していなければならない。これは、大きな表面積によって得ることができる。しかしながら、その場合には、大面積（例えば、腫瘍を治療するために必要とされた面積よりも、大きな面積）にわたって電界を分散させることとなることのために、望ましくない。これに代えて、内側絶縁体（３１０）を、非常に薄いものとして形成することができる、および／または、内側絶縁体（３１０）を、大きな誘電率を有したものとすることができる。電極（図６において、符号（Ａ，Ｅ）として示されている）間における皮膚の抵抗が、通常は、皮膚の直下に位置した組織（図６において、符号（Ｃ）として示されている）の抵抗よりも著しく大きいことのために（１〜１０ＫΩ、対、０．１〜１ＫΩ）、絶縁導体を超えての電圧降下の大部分は、皮膚において起こる。このようなインピーダンス（Ｚ）に適合するために、内側絶縁体（３１０）（図６において、符号（Ｂ，Ｄ）として示されている）の特性は、本発明によるＴＣ電界（例えば、５０ＫＨｚ〜５００ＫＨｚ）の周波数において、好ましくは１００ＫΩ以下のインピーダンスを有しているような、ものであるべきである。例えば、１０ｍｍ２ という表面積を有した絶縁導体の場合に、２００ＫＨｚという周波数において、組織に対して印加電圧の１％以上が印加し得るよう、約１０ＫΩというインピーダンスが所望されたときには、電気容量は、約１０−１０Ｆ の程度であるべきである。このことは、２〜３という誘電率を有しかつ絶縁層（３１０）の厚さが約５０〜１００μｍというような標準的な絶縁体を使用することを意味する。１０倍強い内部電界は、約２０〜５０という誘電率を有した絶縁体を使用すれば、得られるであろう。
【００５７】
高い誘電率を有する絶縁材料の使用は、電極のキャパシタンスを増加させ、これは、発電機１（図５に示される）により印加されるＡＣ信号に対する、電極のインピーダンスの低下に帰結する。図６に示されるように、電極Ａ、Ｅは目標細胞Ｃと直列に接続されているので、インピーダンスの低下は電極での電圧降下を削減し、それにより、印加されるＡＣ電圧の大部分が細胞Ｃを通って流れるようになる。電圧の大部分が細胞を通って流れるので、細胞内の所与の電界強度のために、発電機１により印加される電圧を有利に低下させることができる。
【００５８】
治療される細胞における所望の電界強度は、好ましくは約０．１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であり、より好ましくは約２Ｖ／ｃｍ〜約３Ｖ／ｃｍの間、または約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間である。電極に用いられる誘電率が十分高い場合には、電極Ａ、Ｅのインピーダンスは、皮膚と細胞Ｂ、Ｃ、Ｄの直列の接続と同じの大きさまで低下する。極度に高い誘電率を有する、適切な材料の一例は、ＣａＣｕ３Ｔｉ４Ｏ１２であり、約１１，０００（１００ｋＨｚで測定）の誘電率を有する。誘電率がこのように高い場合には、数１０ボルトのオーダーの発電機電圧を用いて、有用な電界を得ることができる。
【００５９】
薄い絶縁層が非常に脆弱であり得ること等により、絶縁体は、二酸化チタン（例えば、rutile）といったような非常に大きな誘電率を有した絶縁材料によって置換することができる。その場合、誘電率は、約２００という値に達することができる。意図した用途において使用するのに適しており、かつ、大きな誘電率を有しているような、多くの異なる材料が存在する。例えば、このような材料には、次のようなものがある。すなわち、強誘電性結晶であり、かつ、光学デバイスや焦電デバイスや圧電デバイスにおいて多くの応用を有しているような、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）や；フェリ磁性結晶であり、かつ、例えば光学的絶縁体といったような磁気光学デバイスを形成し得るような、イットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ）や；強磁性結晶であり、かつ、大きな電気光学効果を有したチタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）や；誘電性結晶（低温では、強誘電体）であり、かつ、非常に小さなマイクロ波損失を有し、さらに、低温では調節可能な誘電率を有している、タンタル酸カリウム（ＫＴａＯ３ ）や；ニオブ酸リチウムと同様の特性を有した強誘電性結晶であり、かつ、電気光学デバイスや焦電デバイスや圧電デバイスに利用されているような、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３ ）；がある。同様に、マグネシウムニオブ酸鉛とチタン酸鉛の組合せから製作されたセラミックのような、高い誘電率を有するセラミック絶縁体を使用してもよい。大きな誘電率を有した材料を使用することが要望された場合、本発明と組み合わせて、上記例示した材料を使用し得ることは、理解されるであろう。
【００６０】
絶縁導体（２３０）の実効的電気容量に影響を与えるような他の要因を考慮しなければならない。特に、絶縁導体（２３０）と皮膚との間にエアが存在する場合に、絶縁導体（２３０）の実効的電気容量に影響を与えるような他の要因を考慮しなければならない。そのようなエアの存在は、容易には防ぐことができないものであるとともに、１．０という誘電率を絶縁層にもたらす。このことは、絶縁導体（２３０）の実効的電気容量を著しく低下させ、二酸化チタン（例えば、rutile）等の利点を帳消しにする。この問題を克服するために、絶縁導体（２３０）を、身体構造に適合し得るような形状とすることができる。および／または、大きな導電性と大きな実効誘電率を有しているような、例えばゲルといったような、介在フィラー（２７０）（図１０Ｃ’に示されている）を、構造に加えることができる。成形は、予め形成しておくことができる（図１０Ａ参照）。あるいは、絶縁導体（２３０）の成形を容易に行い得るように、システムを十分に融通性を有したものとしておくことができる。ゲルは、図１０Ｃおよび図１０Ｃ’に示されているように、高い縁を有したリムによって、所定位置に収容することができる。ゲルは、ヒドロゲルやゼラチンや天草などから形成することができ、導電性の増大化のために内部に塩類を溶かすことができる。図１０Ａ〜図１０Ｃ’は、絶縁導体（２３０）の様々な構成例を示している。治療中にゲル層が乾いてしまわないような十分な厚さである限りにおいて、ゲルの正確な厚さは、重要ではない。１つの例示としての実施形態においては、ゲルの厚さは、約０．５ｍｍ〜約２ｍｍである。好ましくは、ゲルは、長期間にわたり高い伝導性を有し、粘着性で、かつ生物学的適合性である。適切なゲルの一例はＡＧ６０３ハイドロゲルであり、アメリカ合衆国９２０２８−４１１５カリフォルニア州フォールブルック市南ミッションロード１６６７、Ａｍゲルテクノロジーズ（AmGel Technologies）社から入手可能である。
【００６１】
絶縁導体（２３０）の望ましい特徴を達成するために、各々の誘電性コーティングは、非常に薄いものとすべきである。例えば、１〜５０μｍとすべきである。コーティングが非常に薄いことにより、絶縁導体（２３０）は、容易に機械的に損傷され得る、または絶縁破壊が生じ得る。この問題点は、絶縁導体をなす構造に対して保護手段を加えることにより、克服することができる。これにより、そのような損傷に対しての所望の保護を提供することができる。例えば、絶縁導体（２３０）は、比較的疎なネット（３４０）によってコーティングすることができる。ネット（３４０）は、表面へのアクセスを防止するけれども、絶縁導体（２３０）の実効表面積にはわずかしか影響を与えない（すなわち、図１２Ｂの断面図に示されているように、絶縁導体（２３０）の電気容量には、わずかしか影響を与えない。疎なネット（３４０）は、電気容量に影響を与えることなく、皮膚等に対しての良好な接触を保証する。疎なネット（３４０）は、多くの異なる材料から形成することができる。しかしながら、１つの例示としての実施形態においては、ネット（３４０）は、ナイロンや、ポリエステルや、綿、等から形成される。これに代えて、非常に薄い導電性コーティング（３５０）を、絶縁導体（２３０）の誘電性部分（絶縁層）に対して付加することができる。例示としての導電性コーティングは、金属から形成され、特に、金から形成される。コーティング（３５０）の厚さは、特定の用途に依存するものであって、コーティング（３５０）を形成するために使用されている材料のタイプにも、依存する。しかしながら、金が使用される場合には、コーティングは、約０．１μｍ〜約０．１ｍｍという厚さを有している。さらに、図１０に示すようなリムは、ある種の機械的な保護を提供することができる。
【００６２】
しかしながら、電気容量は、考慮すべき唯一の要因ではない。次の２つの要因も、また、絶縁導体（２３０）をどのように構成するかに、影響を与える。すなわち、内側絶縁層（３１０）の絶縁耐力、および、ＴＣ電界が印加された場合にすなわち熱が生成された場合に生じる誘電損失。内側絶縁体（３１０）の絶縁耐力は、どの電界強度において絶縁が『短絡』し絶縁機能を消失するかによって、決定される。典型的には、例えばプラスチックといったような絶縁体は、１μｍあたりにおいて約１００Ｖあるいはそれ以上といったような絶縁耐力を有している。大きな誘電率が内側絶縁体（３１０）内における電界を低減するにつれて、大きな誘電率と、大きな絶縁耐力と、の組合せが、大きな利点をもたらす。これは、所望の特性を有している単一の材料の使用により得ることができる、あるい
は、適切なパラメータおよび厚さを有した２重層によって得ることができる。加えて、絶縁層（３１０）が故障する可能性をさらに低減させ得るよう、従来の技術を使用して、図１０Ｄに示されているように、コーナーを丸めることによって、絶縁層（３１０）のすべての尖鋭エッジを、除去すべきである。
【００６３】
図８および図９は、絶縁導体（２３０）を使用した第２タイプの治療を示しており、特に、内在させた絶縁導体（２３０）によって電界が生成されている。絶縁導体（２３０）が埋設される身体は、全体的に符号（３１１）によって示されており、皮膚表面（３１３）と腫瘍（３１５）とを備えている。この実施形態においては、絶縁導体（２３０）は、皮下的に挿入し得るようなすなわち身体（３１１）内におけるより深い位置へと挿入し得るような、プレート形状やワイヤ形状やあるいは他の形状を有することができる。これにより、ターゲット領域（腫瘍３１５）において、適切な電界を生成することができる。
【００６４】
絶縁導体の適用モードが、上記の記述に制限されないことは、理解されるであろう。例えば肝臓や肺等といったような内臓中の腫瘍の場合には、一対をなす絶縁導体（２３０）の各部材の間の距離を、より大きなものとすることができる。対をなす電極は、図１１に示すように、胴体（４１０）の両サイドに配置することさえ、できる。図１１における絶縁導体（２３０）の配置は、肺癌または胃癌または腸癌に関連した腫瘍（４１５）を治療するに際して、特に有効である。この実施形態においては、電界（ＴＣ電界）は、身体の広範囲にわたって広がる。
【００６５】
治療対象をなす組織の過熱を回避するために、材料の選択および電界パラメータの選択が、必要である。絶縁導体の絶縁材料は、治療プロセス時に使用される周波数範囲において、誘電損失が最小であるべきである。この要因は、治療に際して特定の周波数を選択する場合に、考慮することができる。組織の直接加熱は、最もおそらく、電流の流れに基づく加熱（Ｉ×Ｒという積によって与えられる）により、支配されるであろう。加えて、絶縁導体（絶縁された電極）（２３０）およびその周囲は、熱の放散を容易とし得るような材料から形成されるべきであり、また、絶縁導体の全体的構造は、熱の放散を容易とし得るものであるべきである、すなわち、周囲環境（エア）への熱放出を阻止し得るような、かつ、大きな熱伝導率を有しているような、最小の構造であるべきである。より大きな電極の使用は、患者に伝えられるエネルギーをより大きな表面積にわたって拡散するので、加熱による局所的な刺激を最小化する。好ましくは加熱は、患者の皮膚温度が約３９℃を決して超えないようなところまで最小化される。
【００６６】
加熱を削減する他の方法は、連続した電界を用いる代わりに、約２０％〜約５０％の間のデューティサイクルを有する電界を印加することにより、治療される細胞に間欠的に電界を印加することである。例えば３３％のデューティサイクルを達成するためには、電界は１秒間オンに、次に２秒間オフに、連続して切り換えられる。３３％のデューティサイクルを有する電界を用いた治療の効率が、１００％のデューティサイクルを有する電界に対して、ほぼ同じであることを、予備実験が示している。代替の実施形態では、５０％のデューティサイクルを達成するために、電界は１時間オンに、次に１時間オフに、切り換えられることができる。勿論、１時間あたり１度の割合の切り換えは、短時間の加熱の最小化には寄与しない。他方、これは患者に、処置からの歓迎すべき解放を提供することができる。
【００６７】
治療の有効性は、所望ターゲットのところに電界を集中させ得るとともに他の敏感な領域（すなわち、保護領域）を小さな電界密度に維持し得るような絶縁導体（２３０）の配置によって、増強することができる。身体上にわたっての絶縁導体（２３０）の適切な配置は、絶縁導体を適切な位置に維持し得る適切な衣類を使用する手法も含めた任意の多様な手法を使用して、維持することができる。図１３は、符号“Ｐ”によって示された領域が保護領域とされているような、そのような配置を示している。電界力線は、この保護領域内に侵入せず、保護領域内の電界は、ターゲット領域を配置して治療し得るような絶縁導体（２３０）の近傍領域と比較して、ずっと小さい。対照的に、４つの電極の近くの電界強度は、非常に大きなものである。
【００６８】
以下の実施例は、本発明による装置の適用例、および、ＴＣ電界の適用例、を例示している。しかしながら、以下の実施例は、本発明の範囲を、何ら制限するものではない。
【００６９】
『実施例』
上記特性を有した電界（例えば、５０ＫＨｚ〜５００ＫＨｚという周波数）が、腫瘍細胞の破壊に際して、有効であることを実証するために、電界を、悪性黒色腫瘍を有したハツカネズミを治療するために印加した。２対をなす絶縁導体（２３０）を、対応する一対の悪性黒色腫上に配置した。一対の電極だけを、電源（２１０）に対して接続し、２００ＫＨｚを交流電界（ＴＣ電界）を、６日間にわたって、腫瘍に対して印加した。１つの黒色腫瘍は、治療されていない。このため、治療した腫瘍と、治療していない腫瘍と、の間にわたって比較を行うことができる。６日間にわたる治療後に、マウスのうちの、治療されていない方の腫瘍に関しては、着色された黒色腫瘍が、明瞭に視認可能に残っていた。一方、対照的に、マウスのうちの、治療された方の腫瘍に関しては、一切の腫瘍を視認することができなかった。皮膚上で認識可能に視認された唯一の領域は、絶縁導体（２３０）の挿入ポイントを示す痕跡であった。治療した方の腫瘍が除去されたという事実は、皮膚をカットし、皮膚の内面を露出し得るように皮膚をひっくり返すことによって、さらに確認した。これにより、マウスのうちの治療した方の腫瘍に関しては、腫瘍が、完全ではないかもしれないが、実質的に除去されたことが、示された。治療の成功は、また、病理学的検査によっても、確認された。
【００７０】
よって、本発明者は、格別の特性を有した電界を使用することによって、電子デバイスを使用して電界が印加されたときには、分裂細胞または腫瘍を破壊し得ることを、見出した。より詳細には、このような電界は、特別の中間的カテゴリーに分類される。すなわち、生物学的的に有効な電界に分類される。このような電界は、何らの刺激効果もまた何らの加熱効果も、有していない。したがって、従来技術によって身体に対して電界を印加する場合における欠点を、克服することができる。本発明による装置は、生きている組織に対してＴＣ電界を回転させるための装置をさらに備えることができることは、理解されるであろう。例えば、一実施形態においては、治療対象をなす組織に対して印加される交流電位は、起動時には本発明によるシステム内の様々な構成部材を回転させ得る機械的装置といったような従来技術による装置を使用して、組織に対して回転される。
【００７１】
さらに、他の実施形態においては、ＴＣ電界は、連続的な態様で、様々な対をなす絶縁電極（２３０）に対して印加される。言い換えれば、電源（２１０）およびその制御システムは、電極（２３０）対を選択するために信号を周期的な間隔で送出し得るように、構成される。これにより、複数対の絶縁電極（２３０）によって、様々な向きのＴＣ電界が形成される。電源から絶縁電極（２３０）へと、選択されたタイミングで信号が送出されることにより、向きを変更するＴＣ電界は、様々な絶縁電極（２３０）によって連続的に生成される。この構成は、多くの利点を有しているとともに、ＴＣ電界が細胞分裂の軸に対して平行である場合にＴＣ電界が最大の効果を発揮するという観点に基づいている。細胞分裂の向きがほとんどの場合ランダムであることのために、与えられた電界によっては、多数の分裂細胞の一部しか、影響を受けない。したがって、２つ以上の向きを有した複数の電界の使用は、与えられたＴＣ電界によって、より多くの分裂細胞に影響を与える機会を増大させることにより、有効性を増大させる。
【００７２】
（図３Ａ〜３Ｃに示されるように）有糸分裂の際に砂時計型の細胞の長軸に電界の電気力線が概ね平行に配列される場合に、電界が最大の殺傷効率を有することを、試験管内実験が示している。ある実験では、損傷を受けた細胞の多くの部分が、その電界に沿って配向された分裂の軸を有する:電界に対して０°またはほぼ０°に配向された細胞の５６％が損傷を受けたのに対して、電界に対して２２°以上で配向された長軸を有する細胞では、平均１５％の細胞が損傷を受けた。
【００７３】
分裂細胞を最も効率的に殺傷する電界の配向が、分裂細胞のより多くの部分に印加されるので、異なる方向に電界を連続的に印加することが、全体的な殺傷力を増加することを、発明者は見いだした。異なる方向に電界を印加するいくつかの例が、以下で議論される。
【００７４】
図２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃは、電極Ｅ１〜Ｅ６の組を示しており、また、異なる対の電極の間に発電機１（図１に示される）からＡＣ信号を印加することにより、どのように目標の細胞組織１５１０中で電界の方向を変化させることができるかを示している。例えば、電極Ｅ１とＥ４の間にＡＣ信号が印加される場合には、電界の電気力線Ｆは（図２７Ａに示されるように）垂直であり、また電極Ｅ２とＥ５または電極Ｅ３とＥ６の間に信号が印加される場合には、（それぞれ図２７Ｂおよび２７Ｃに示されるように）電界の電気力線Ｆは斜めである。付加的な電界の方向は、他の対の電極の間にＡＣ信号を印加することにより得ることができる。例えば、ほぼ水平な電界は、電極Ｅ２とＥ６の間に信号を印加することにより得ることができる。
【００７５】
ある実施形態ではＡＣ信号は、電極の種々の対の間で連続的に印加される。この構成の例は、電極Ｅ１とＥ４の間に１秒間ＡＣ信号を印加し、次に電極Ｅ２とＥ５の間に１秒間ＡＣ信号を印加し、さらに電極Ｅ３とＥ６の間に１秒間ＡＣ信号を印加する。この３部からなるシーケンスは次に、所望の治療の期間繰り返される。細胞の破壊における効率性は細胞の配向に強く依存するので、異なる方向の間で電界をサイクルすることは、その期間の少なくとも一部に細胞の破壊に好適な方向に、電界が配向する機会を増加させる。
【００７６】
勿論、図２７Ａ〜Ｃに示される６つの電極の構成は、複数の電極の多くの可能な配置のただの一例にすぎず、３つ以上の電極の多くの他の構成を同じ原理に基づいて使用してもよい。
【００７７】
異なる方向に連続的に電界を印加することは、２次元の実施形態に限定されることはなく、図２８は、異なる組の電極の間の信号の連続的な印加が、どのように３次元に拡張されることができるかを示す。最初の列の電極Ａ１〜Ａ９が身体部分１５００の周囲に配置され、最初の列から距離Ｗを隔てて、最後の列の電極Ｎ１〜Ｎ９が身体部分１５００の周囲に配置される。電極の追加の列が最初の列と最後の列の間にオプションとして追加されてもよいが、それらの追加の列は、明瞭化のために図示されていない（身体部分１５００の裏側の電極Ａ５〜Ａ９とＮ５〜Ｎ８を判りにくくしないため）。
【００７８】
図２７の実施形態におけるように、目標の細胞中の電界の方向は、電極の異なる対の間に発電機１（図１に示される）からＡＣ信号を印加することにより、変更することができる。例えば、電極Ａ２とＡ７の間にＡＣ信号を印加することは、それら２つの電極の間の前後方向の電界に帰結し、また電極Ａ５とＡ９の間にＡＣ信号を印加することは、それら２つの電極の間のほぼ垂直な電界に帰結する。同様に、電極Ａ２とＮ７の間にＡＣ信号を印加することは、身体部分１５００を通る１つの斜めの方向の電界を生成し、電極Ａ２とＮ７の間にＡＣ信号を印加することは、身体部分を通る他の斜めの方向の電界を生成する。
【００７９】
３次元の電極の列を使用することはまた、所望の方向に電界を誘起するために、複数対の電極を同時に動作させることを可能にする。例えば、電極Ａ２からＮ２までが発電機の１つの端子に全部接続され、また電極Ａ７からＮ７までが発電機の他の端子に全部接続されるように、適切な切り換えが用意されていれば、結果の電界は、全部の巾Ｗに対して前後方向に広がる１つの面になる。適宜の期間（例えば１秒間）その前後の電界が維持された後に、切り換えシステム（図示せず）が、電極Ａ３からＮ３までを発電機の１つの端子に接続し、電極Ａ８からＮ８までを発電機の他の端子に接続するように再構成する。これは、初めの電界の方向に対して約４０°Ｚ軸のまわりで回転する面状の電界に帰結する。適宜の期間（例えば１秒間）この方向に電界が維持された後に、この電界を次の位置にさらに４０°回転させるために、次の電極の組が動作される。これは電界がその初めの位置に戻るまで続き、そこから全部の処理が繰り返される。
【００８０】
オプションとしてこの回転する面状の電界が、斜めの軸に沿って配向した細胞によりよく指向するように、以上に記載された斜めの電界に（時間的に連続して）追加されてもよい。
【００８１】
電界はベクトルであるので、所望の結果のベクトルを形成するために、オプションとして信号が電極の組合せに同時に印加されてもよい。例えば、初めの位置に対して、Ｘ軸のまわりで２０°ずつ回転する電界は、電極Ａ２からＮ２までと、電極Ａ３からＮ３までを発電機の１つの端子に全部切り換え、電極Ａ７からＮ７までと、電極Ａ８からＮ８までを発電機の他の端子に全部切り換えることにより、得ることができる。電極の他の組合せに信号を印加することは、当業者には認識できるように、他の方向の電界に帰結する。電圧の適切なコンピュータ制御が備えられた場合には、以上に記述されたステップ毎の方法とは異なり、連続的な（すなわち滑らかな）方法で電界の方向が空間中をスィープされることができる。
【００８２】
図２９Ａおよび２９Ｂは、分裂細胞に対して印加される電界の殺傷力が、電界強度のどのような関数であるかを示す、試験管内の実験結果を表わす。図２９Ａの実験では、Ｂ１６Ｆ１黒色腫細胞が、各々の強度で２４時間異なる電界強度の１００ｋＨｚＡＣ電界に曝されている。図２９Ｂの実験では、Ｆ−９８神経膠腫細胞が、各々の強度で２４時間異なる電界強度の２００ｋＨｚＡＣ電界に曝されている。これらの図の双方で、電界強度（ＥＦ）はボルト／ｃｍで測定されている。殺傷力の大きさはＴＥＲで表わされ、これは、コントロール細胞の増殖率（ＧＲＣ）と比較した、処理される細胞の増殖率（ＧＲＴ）における減少率である。
【００８３】
【数１】
2007533389.tif 000003
【００８４】
増殖に対する印加された電界の抑制効果が、黒色腫と神経膠腫の細胞の双方において強度とともに増加することを、実験結果は表わしている。完全な増殖抑制（ＴＥＲ＝１）が、黒色腫と神経膠腫の細胞それぞれにおいて、１.３５と２.２５Ｖ／ｃｍで見られる。
【００８５】
図３０Ａ、３０Ｂは、印加される電界の殺傷力が、電界の周波数のどのような関数であるかを示す、試験管内の実験結果を表わす。この実験では、Ｂ１６Ｆ１黒色腫の細胞（図３０Ａ）およびＦ−９８神経膠腫の細胞（図３０Ｂ）が、各々の周波数で２４時間異なる周波数の電界に曝されている。図３０Ａおよび３０Ｂは、電界強度に正規化された増殖率（ＴＥＲ／ＥＦ）における変化を表わしている。データは、平均値プラス標準誤差（ＳＥ）として表わされている。図３０Ａでは、黒色腫細胞における１２０ｋＨｚでの最大抑制を伴う、ウィンドウ効果が見られる。図３０Ｂでは、１７０ｋＨｚと２５０ｋＨｚに２つのピークが見られる。このように、処理の全課程において唯一の周波数しか利用可能でない場合には、約１２０ｋＨｚの周波数を有する電界が、黒色腫細胞の破壊には適切であり、２００ｋＨｚのオーダーの周波数を有する電界が、神経膠腫細胞の破壊に適切である。
【００８６】
任意の所与の型の全ての細胞が、正確に同じサイズを有すことはない。その代わりに細胞は、いくつかの細胞がより小さく、いくつかの細胞がより大きい、サイズの分布を有する。特定の細胞の損傷に対する最良の周波数は、その特定の細胞の物理的な特性（例えばサイズ）に関係すると考えられる。したがって、あるサイズの分布を有する細胞の集団を最も損傷させるために、目標の細胞の期待されるサイズの分布に基づいて、周波数の選択が最適化されている、異なる周波数のある分布をその集団に適用することが有利である。例えば図３０Ｂのデータは、ある神経膠腫細胞の集団を破壊するために、１７０ｋＨｚと２５０ｋＨｚの２つの周波数を使用することが、２００ｋＨｚの単一周波数を使用するより効率的であることを表わしている。
【００８７】
ここで議論された、最適の電界強度および周波数は試験管での実験に基づいており、生体での応用についての対応するパラメータは、同様の実験を生体で行うことにより得ることができることに留意されたい。（サイズおよび／または形状のような）細胞自体の関連する特性または細胞の環境との相互作用は、生体での応用に対して、最適の周波数および／または電界強度の異なる組に帰結する可能性がある。
【００８８】
１つ以上の周波数が使用される場合には、種々の周波数が時間的に連続して適用される。例えば神経膠腫の場合には、１００、１５０、１７０、２００、２５０、３００ｋＨｚの電界周波数が、処理のそれぞれ１分目、２分目、３分目、４分目、５分目、６分目の期間に適用される。次いで周波数のこのサイクルは、連続する６分間の処理毎に繰り返される。代替案として、１００から３００ｋＨｚまで電界の周波数が、無段階でスィープされてもよい。
【００８９】
オプションとして、この周波数のサイクルが、以上に記述した方向のサイクルと組み合わせられてもよい。図３１Ａは、３つの方向（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）と３つの周波数（Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３）を使用した、そのような組合せの例である。勿論同様のスキームが、任意の他の数の方向および／または周波数に拡張されることができる。図３１Ｂは、３つの方向（Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３）を使用して１００ｋＨｚから３００ｋＨｚまで周波数をスィープするそのような組合せの例である。t１とt２の間の時間軸の破断は、スィープする周波数が３００ｋＨｚのすぐ下に上昇するために必要な時間を表わしている。周波数をスィープすること（またはステップすること）は、図３１Ａに示されるように、方向の変化と同期していてもよい。代替案として、周波数をスィープすること（またはステップすること）は、図３１Ｂに示されるように、方向の変化とは同期していなくてもよい。
【００９０】
代替実施形態においては、同時に２つ以上の周波数成分を含む信号（例えば、１７０ｋＨｚと２５０ｋＨｚ）が、あるサイズの分布を有する細胞の集団を処理するために、電極に印加される。印加される周波数成分の全てを含む電界を生成するために、種々の信号が重ね合わせにより追加される。
【００９１】
さて、図１４には、１つの例示としての実施形態として、衣類製品（５００）が示されている。より詳細には、衣類製品（５００）は、帽子（ハット）やキャップやあるいは人の頭に装着し得るよう構成された他のタイプの衣類製品という形態とされる。例示の目的のために、頭（５０２）は、帽子（５００）を着用している。帽子（５００）は、頭に対して配置されていて、頭（５０２）の皮膚表面（５０４）に対して配置されている。頭蓋内の腫瘍（５１０）などは、皮膚表面（５０４）の直下において、頭（５０２）の内部に形成されたものとして示されている。したがって、帽子（５００）は、腫瘍（５１０）または同種のものを有している人の頭（５０２）に配置することを意図している。
【００９２】
皮膚表面上に配置されるかあるいは生体内に埋設されることのために絶縁電極（２３０）が多かれ少なかれプレーナ配置とされているような図１〜図１３に示された様々な実施形態とは異なり、この実施形態における絶縁電極（２３０）は、特別な構成とされて、特定の用途において使用される。頭蓋内の腫瘍あるいは他の傷害の治療においては、典型的には、例えば数日間から数週間といったような比較的長期にわたる治療を必要とする。したがって、患者に対して、できるだけ快適さを提供することが望ましい。帽子（５００）は、治療の有効性を妨害することなくかつ長い治療期間中に快適さを提供し得るように、特に構成されている。
【００９３】
１つの例示としての実施形態によれば、帽子（５００）は、所定数の絶縁電極（２３０）を備えている。これら絶縁電極（２３０）は、好ましくは、腫瘍（５１０）のところにおいて最適のＴＣ電界を生成し得るように、配置されている。ＴＣ電界の電気力線は、全体的に符号（５２０）によって示されている。図１４からわかるように、腫瘍（５１０）は、これら電気力線（５２０）の内部に位置している。詳細に後述するように、絶縁電極（２３０）は、帽子（５００）内において、絶縁電極（２３０）の一部または表面が、頭（５０２）の皮膚表面（５０４）と自由に接触し得るように、配置されている。言い換えれば、患者が帽子（５００）を着用した場合、絶縁電極（２３０）は、選択された位置において頭（５０２）の皮膚表面（５０４）に対して接触し得るようにして、配置されている。これにより、絶縁電極（２３０）によって生成されたＴＣ電界を腫瘍（５１０）のところに集中させ得るとともに、周辺領域においては、電界を低密度に維持することができる。典型的には、頭（５０２）の毛髪は、絶縁電極（２３０）と皮膚表面（５０４）との間のより良好な接触を可能とし得るよう、選択された領域において剃られる。しかしながら、このことは、重要ではない。
【００９４】
帽子（５００）は、好ましくは、絶縁電極（２３０）を皮膚表面（５０４）に対して押圧され得るよう、絶縁電極（２３０）に対して付勢力を印加するための機構（５３０）を、備えている。例えば、機構（５３０）は、絶縁電極（２３０）に対してバイアス力を印加するような、バイアスタイプのものとすることができる。これにより、絶縁電極（２３０）は、帽子（５００）から離間する向きに押圧される。したがって、患者が、頭（５０２）に帽子（５００）を着用した場合には、絶縁電極（２３０）は、機構（５３０）によって皮膚表面（５０４）に対して押圧される。機構（５３０）は、絶縁電極（２３０）と頭（５０２）との間の快適な適合をもたらし得るよう、わずかに縮ませたものとすることができる。１つの例示としての実施形態においては、機構（５３０）は、帽子（５００）内に配置されたスプリングベースの装置とされ、絶縁電極（２３０）に対して押圧力を印加し得るようにして連結された一部分を有している。
【００９５】
先の実施形態の場合と同様に、絶縁電極（２３０）は、導体（２２０）によって電源（２１０）に対して接続される。電源（２１０）は、コンパクトでありかつ自立的でありかつ独立型のシステムを提供し得るよう帽子（５００）内に配置することができる。あるいは、電源（２１０）は、帽子（５００）に対して外付けすることができる。この場合には、開口等を通して帽子（５００）から導出された導体（２２０）を使用することによって、電源（２１０）が接続される。電源（２１０）が、帽子（５００）の外部に配置されていることにより、電源（２１０）を、任意の位置に配置し得ることは、理解されるであろう。そのような位置としては、帽子（５００）に近い位置がある。あるいは他の位置としては、帽子（５００）から離間した位置がある。例えば、電源（２１０）は、患者が使用している携行バッグ（例えば、患者のウエストまわりに配置されるバッグ）等の内部に配置することができる。あるいは、電源（２１０）は、患者の胴体まわりに縛り付けることができる。あるいは、電源（２１０）は、患者が着用している他の衣類製品に対して取り付けられた保護ケース内に配置することができる。例えば、保護ケースは、セーターなどのポケットに挿入することができる。図１４は、電源（２１０）が、帽子（５００）の中に直接的に組み込まれているような、実施形態を示している。
【００９６】
さて、図１５および図１６に示すように、１つの例示としての実施形態においては、機構（５３０）が付設あれている複数の絶縁電極（２３０）が、好ましくは、独立したユニットとして形成されており、全体的に符号（５４０）によって示されている。このユニットは、帽子（５００）に挿入することができ、導体（図示せず）を介して電源（図示せず）に対して電気的に接続されている。これら部材を独立ユニットの形態として提供することにより、患者は、クリーニングや修理や交換が必要とされたときには、帽子（５００）からユニット（５４０）を容易に取り外したり、あるいは、帽子（５００）に対してユニット（５４０）を容易に挿入したり、することができる。
【００９７】
この実施形態においては、帽子（５００）は、ユニット（５４０）を受領して保持し得るよう、帽子（５００）内に形成された選択領域（５５０）を備えて構成されている。例えば、図１５に示すように、各領域（５５０）は、帽子（５００）内に形成された開口（ポア）の形態とされている。ユニット（５４０）は、ボディ（５４２）から構成されているとともに、機構（５３０）と、１つまたは複数の絶縁電極（２３０）と、を備えている。機構（５３０）は、ユニット（５４０）の内部において、機構の一部（例えば、機構の一端部）が各絶縁電極（２３０）の面に対して接触しておりこれにより機構（５３０）が絶縁電極（２３０）の面に対してバイアス力を印加し得るようにして、配置されている。ユニット（５４０）が開口（５５０）の内部に受領された後には、ユニット（５４０）は、接着材料の使用や機械的手段の使用といったようなものも含めた任意の多様な従来的手法を使用して、開口内において固定的に保持することができる。例えば、帽子（５００）は、回転可能なクリップ部材を備えることができる。このクリップ部材は、開口（５５０）が自由とされた開状態と、クリップ部材が絶縁電極の一部（例えば、周縁エッジ）に対して係合しこれにより絶縁電極（２３０）を所定位置に保持するような閉状態と、の間にわたって回転可能とされている。絶縁電極（２３０）を取り外す際には、回転可能なクリップ部材を、開状態へと移行させる。図１６に示す実施形態においては、絶縁電極（２３０）は、接着部材（５６０）によって開口（５５０）内に保持されている。接着部材（５６０）は、一実施形態においては、両面接着リム部材であって、絶縁電極（２３０）の周縁回りに延在している。言い換えれば、接着リム（５６０）の一方の面上に配置された保護カバーを取り外すことによって、接着リムは、絶縁電極（２３０）の露出面の周囲回りに適用される。これにより、接着リム（５６０）を帽子（５００）に対して固定的に取り付けることができる。その後、接着リム（５６０）の反対側の面上に配置された保護カバーを取り外し、ＴＣ電界を最適に印加し得るよう腫瘍に対して位置決めされた位置でもって頭（５０２）に対して絶縁電極（２３０）を固定的に配置し得るような所望位置において、皮膚表面（５０４）に対して適用する。接着リム（５６０）の一方の面が皮膚表面（５４０）に対して接触していることにより、頭（５０２）を剃ることが望ましい。これにより、接着リム（５６０）を、皮膚表面（５４０）に対して面一に配置することができる。
【００９８】
接着リム（５６０）は、必要な場合には、帽子（５００）に対してユニット（５４０）を容易に着脱可能であるようにして、開口（５５０）内にユニット（５４０）を固定的に取り付け得るように、構成される。その場合、ユニットは、他のユニット（５４０）または同じユニット（５４０）と、交換することができる。上述したように、ユニット（５４０）は、帽子（５００）を着用している場合に、皮膚表面（５０４）に対して絶縁電極（２３０）を押圧し得るよう、バイアス機構（５３０）を備えている。ユニット（５４０）は、絶縁電極（２３０）に対向した面が例えばプラスチックといったような剛直な材料から形成された支持表面をなすように、構成することができる。これにより、バイアス機構（５３０）（例えば、スプリング）は、力の印加時には圧縮することができる。また、スプリング（５３０）が緩んだ状態であるときには、スプリング（５３０）は、支持表面に対して接触したままとされ、他端において、絶縁電極（２３０）に対してバイアス力を印加する。バイアス機構（５３０）（例えば、スプリング）は、好ましくは、皮膚表面（５０４）に対応した輪郭を有しており、これにより、絶縁電極（２３０）に対して力が印加された時に絶縁電極（２３０）が皮膚表面（５０４）に対応する輪郭を有することができる。これにより、絶縁電極（２３０）と皮膚表面（５０４）とを面一な状態で互いに維持することができる。機構（５３０）は、スプリングから形成し得るけれども、スプリングに代えて使用可能であるような他の多くの実施形態が存在する。例えば、機構（５３０）は、スポンジゴムや発泡プラスチックやあるいはエア気泡含有層といったような弾性材料の形態とすることができる。
【００９９】
ユニット（５４０）は、電気コネクタ（５７０）を備えている。電気コネクタ（５７０）は、帽子（５００）内に配置されたような例えば導体（２２０）といったような対応する電気コネクタに接続することができる。導体（２２０）は、その一端が、ユニット（５４０）に対して接続され、他端が、電源（２１０）に対して接続される。電源（２１０）は、帽子（５００）の中に直接的に組み込むことができる。あるいは、電源（２１０）は、患者上にあるいはベッドそばの支持体等のところに、離間して（遠くに）置くことができる。
【０１００】
上述したように、例えば導電性ゲルといったような接続材が、好ましくは使用され、これにより、絶縁電極（２３０）と皮膚表面（５０４）との間において、有効な導電性環境を確保することができる。適切なゲル材料は、最初の方の実施形態に関して上述したようなものとすることができる。接続材は、絶縁電極（２３０）上に配置されるものであって、好ましくは、一様な層とされた結合材が、電極（２３０）の表面に沿って提供される。ユニット（５４０）を定期的に交換する必要があるという１つの理由は、接続材を、交換する必要があるおよび／または補充する必要があるからである。言い換えれば、所定期間後には、あるいは、所定回数の使用後には、患者は、ユニット（５４０）を取り外し、接続材を、電極（２３０）に対して再び適用することができる。
【０１０１】
図１７および図１８は、絶縁電極（２３０）を一部として組み込んだような衣類製品の他の例を示している。より詳細には、ブラジャー（７００）等が、示されている。ブラジャー（７００）は、従来的なブラジャー材料から形成されたボディを備えている。ボディは、全体的に符号（７０５）によって示されている。ボディ（７０５）は、着用者に対して、形状と、支持と、快適さと、を提供する。ブラジャー（７００）は、さらに、一方の面上に、織物支持層（７１０）を備えている。支持層（７１０）は、好ましくは、ブラジャー（７００）に対して必要な所望の支持性能を付与し得るよう構成された適切な織物材料から形成される。
【０１０２】
他の実施形態と同様に、ブラジャー（７００）は、ブラジャー材料（７０５）内に配置された１つ以上の絶縁電極（２３０）を備えている。１つ以上の絶縁電極は、支持層（７１０）とは反対側の面において、ブラジャー（７００）の内面に沿って配置されている。絶縁電極は、乳房内に存在する腫瘍等の近傍に、あるいは、その周辺領域に、配置することが意図されている。先の実施形態と同様に、この実施形態における絶縁電極（２３０）は、乳房あるいは近傍領域への適用のために特に構成されている。したがって、この用途において使用されている絶縁電極（２３０）は、平面的な構成を有しておらず、乳房において典型的に見られるような一般的湾曲度合いに対して相補的な円弧形状を有している。
【０１０３】
ライニング（７２０）が、絶縁電極（２３０）を横切って配置されている。これにより、乳房自体に対して配置し得るよう、絶縁電極を、内表面に沿った所望位置に保持することを補助している。ライニング（７２０）は、皮膚に対して着用するのに快適であるような任意の数の薄い材料から形成することができる。また、１つの例示としての実施形態においては、ライニング（７２０）は、織物材料から形成される。
【０１０４】
ブラジャー（７００）は、さらに、好ましくは、先のいくつかの実施形態と同様に、バイアス機構（８００）を備えている。バイアス機構（８００）は、ブラジャー材料（７０５）内に配置され、支持層（７１０）から絶縁電極（２３０）までにわたって延在している。バイアス機構（８００）は、絶縁電極（２３０）に対してバイアス力を印加する。これにより、絶縁電極（２３０）は、乳房に対して押圧される。このことは、絶縁電極（２３０）が、皮膚表面から浮き上がってしまってギャップが形成されてしまいＴＣ電界の効率を悪くしてしまって治療効果を低減させてしまうようなことなく、皮膚表面に対して接触することを保証する。バイアス機構（８００）は、スプリング構成の形態とすることができる。あるいは、バイアス機構（８００）は、絶縁電極（２３０）を乳房に向けて押圧し得るよう、絶縁電極（２３０）に対して所望のバイアス力を印加するような、弾性材料とすることができる。緩和状態においては、バイアス機構（８００）は、絶縁電極（２３０）に対して力を印加し、患者が身体にブラジャー（７００）を装着した場合には、絶縁電極（２３０）は、乳房に向けて配置され、電極は、バイアス力に抗する力を印加する。これにより、絶縁電極（２３０）は、患者の乳房に向けて押圧される。図示された例示としての実施形態においては、バイアス機構（８００）は、ブラジャー材料（７０５）内に配置されたスプリングの形態とされている。
【０１０５】
導電性ゲル（８１０）は、電極とライニング（７２０）との間において、絶縁電極（２３０）上に適用することができる。導電性ゲル層（８１０）は、上述した機能を行い得るよう、上述した材料から形成される。
【０１０６】
電気コネクタ（８２０）は、絶縁電極（２３０）の一部として設けられ、導体（２２０）の一端に対して接続される。導体（２２０）の他端は、電源（２１０）に対して電気的に接続される。この実施形態においては、導体（２２０）は、ブラジャー（７００）に形成された開口のところまで、ブラジャー材料（７０５）内にわたって延在している。導体（２２０）は、開口を通して延出されており、電源（２１０）のところにまで延出されている。この実施形態においては、電源（２１０）は、ブラジャー（７００）から離間した位置に配置されている。他の実施形態においては、電源（２１０）を、ブラジャー（７００）の内部に配置し得ることは、理解されるであろう。例えば、ブラジャー（７００）は、内部に形成された隔壁を有することができる。この隔壁は、患者がブラジャー（７００）を装着した際に、電源（２１０）を所定位置に受領して保持し得るよう構成されている。この構成においては、隔壁は、着脱可能なストラップで覆われることができる。ストラップは、開閉可能とされており、電源（２１０）を内部に収容したり、あるいは、電源（２１０）を内部から取り出したり、することを可能とする。ストラップは、ブラジャー（７００）を形成するために使用されているのと同じ材料から形成することができる。あるいは、ストラップは、いくつかの他のタイプの材料から形成することができる。ストラップは、例えばフックとループとからなる材料といったような固定手段によって、ブラジャーボディの周囲に対して、着脱可能に取り付けることができる。これにより、患者は、フックとループとからなる材料を分離することにより、隔壁を容易に開くことができる。これにより、隔壁に対してのアクセスを行うことができ、電源（２１０）の出し入れを行うことができる。
【０１０７】
電源（２１０）は、さらに、導体（２２０）に対しての電気的な接続用のコネクタ（２１１）を有している。これにより、電源（２１０）を、絶縁電極（２３０）に対して電気的に接続することができる。
【０１０８】
他の実施形態の場合と同様に、所望のターゲット（例えば腫瘍）に対して電界（ＴＣ電界）を集中させ得るよう、絶縁電極（２３０）が、ブラジャー（７００）内に配置されている。ブラジャー（７００）内における絶縁電極（２３０）の位置を、腫瘍の位置に依存して変更し得ることは、理解されるであろう。言い換えれば、腫瘍が位置決めされた後に、外科医は、絶縁電極（２３０）の配置を決定し、ブラジャー（７００）が、この決定に基づいて構成される。これにより、ターゲット領域（腫瘍）に対するＴＣ電界の影響を最適化することができる。したがって、絶縁電極（２３０）の数および位置は、治療対象をなす腫瘍または他のターゲット領域の正確な位置に、依存する。ブラジャー（７００）上における絶縁電極（２３０）の位置が、特定の用途に応じて変更し得るものであることにより、絶縁電極（２３０）の正確なサイズおよび形状も、同様に変更し得るものである。例えば、絶縁電極（２３０）が、より中央の位置とは異なり、ブラジャー（７００）の底部に配置される場合には、絶縁電極（２３０）は、対象領域に応じて乳房（および、ブラジャー）の形状が相違することにより、異なる形状のものとなる。
【０１０９】
図１９は、さらに他の実施形態を示している。この実施形態においては、絶縁電極（２３０）は、例えば尿道や膣腔などといったような天然通路を通して体内に進入させ得るよう構成されたプローブまたはカテーテル（６００）という形態でもって組み込まれた内部電極という態様とされている。この実施形態においては、絶縁電極（２３０）は、プローブ（６００）の長手方向に沿って、プローブ（６００）の外表面上に配置されている。導体（２２０）は、電極（２３０）に対して電気的に接続されており、電源（２１０）のところにまで、プローブ（６００）のボディの内部に延在している。電源（２１０）は、プローブボディの内部に配置することができる。あるいは、電源（２１０）は、プローブ（６００）とは個別的に、遠隔位置に、配置することができる。例えば、患者上に配置したり、あるいは、患者の近くの他の位置に配置したり、することができる。
【０１１０】
これに代えて、プローブ（６００）は、体内に位置する内部ターゲットへと到達し得るよう、皮膚表面あるいは他の組織を貫通し得るように構成することができる。例えば、プローブ（６００）は、皮膚表面に侵入することができ、その後、体内に配置された腫瘍に隣接したあるいはその近傍に位置したところに、配置することができる。
【０１１１】
このような実施形態においては、プローブ（６００）は、天然通路を通して挿入され、その後、絶縁電極（２３０）をターゲット領域（すなわち腫瘍）の近傍に位置させたような、所望位置に配置することができる。その後、電源（２１０）を起動することにより、絶縁電極（２３０）によって、所定時間長さにわたって腫瘍に対して印加されるＴＣ電界を生成することができる。図示のプローブ（６００）は、特性を単に例示するためのものであること、および、意図した機能を果たし得る限りにおいては、プローブ（６００）を、他の形状や配置とし得ることは、理解されるであろう。好ましくは、絶縁電極（２３０）から電源（２１０）へと延在している導体（例えばワイヤ）は、軸方向に沿った電界を生成しないように、捻ったりあるいはシールドしたりされる。
【０１１２】
また、プローブが、ただ１つの絶縁電極を備えることができ、なおかつ、他方の電極を、生体表面上に配置し得ることは、理解されるであろう。この外部電極は、より大きいものであるべきである、あるいは、多数の電極から構成されているべきである。これにより、治療対象ではない領域における電気力線の密度や電流密度を小さなものとして、それら非治療領域に対して影響を与えないものとすることができる。実際、電極の配置は、潜在的に敏感な領域における電界を最小化し得るように、構成すべきである。オプションとして、外部電極が真空の力（例えば吸引）により皮膚表面に対して保持されてもよい。
【０１１３】
図２０は、甲状腺や上皮小体や喉頭などの傷害を治療するために、延ばされた状態での大きなカラー部材（９００）（あるいは、ネックレスタイプ構造）を使用するような、さらに他の実施形態を示している。図２０においては、カラー部材（９００）を、開いた、実質的にフラットな状態で示している。この実施形態においては、絶縁電極（２３０）は、カラー部材（９００）のボディ（９１０）内に組み込まれており、着用者の首の領域に対して配置され得るよう構成されている。絶縁電極（２３０）は、上述したいずれかの方法によって、電源（２１０）に対して接続される。また、電源（２１０）を、ボディ（９１０）の内部に配置し得ること、あるいは、電源（２１０）を、ボディ（９１０）の外部の位置に配置し得ることは、理解されるであろう。カラーボディ（９１０）は、人の首のまわりに配置されるカラー（９００）を形成するために従来から使用されている任意の材料から形成することができる。そのため、カラー（９００）は、好ましくは、首に対してカラー（９００）を調節するための手段（９２０）を備えている。例えば、相補的なファスナー（フックとループとからなるファスナー、ボタン、等）を、カラーの直径を調節可能とし得るよう、カラー（９００）の端部に配置することができる。
【０１１４】
したがって、本発明による装置の構成は、装置を衣類製品内に組み込むことによって患者が従来の衣類製品を容易に着用し得るとともに同時に患者が治療を受け得るような用途に対して、特に好適なものである。言い換えれば、患者に対して大いなる快適さを提供し得るとともに、装置の構成部材のうちのいくつかをあるいはすべてを、衣類製品内に組み込むことにより、治療の有効性を増大させることができる。構成部材が組み込まれることとなる衣類製品の種類が、生体組織のうちの、腫瘍や傷害等が存在しているターゲット領域に依存して変わり得ることは、明らかである。例えば、ターゲット領域が、男性の患者の精巣領域内にある場合には、ソックス状の構造またはラップ状構造という形態とされた衣類製品を、提供することができ、患者の精巣領域回りに着用し得るように構成することができる。その場合、絶縁電極は、ＴＣ電界がターゲット組織に向けられるようにして、腫瘍に対して位置決めされる。衣類製品の厳密な性質や形態は、大部分のタイプの衣類製品内に装置の構成部材を組み込み得ることのために、大いに変わり得るものであり、したがって、条件が存在し得るような患者の身体の多様な領域を治療するために使用することができる。
【０１１５】
さて、図２１〜図２２には、本発明による装置における他の見地が示されている。図２１においては、ヒトの身体や動物の身体の任意の一部分といったような身体（１０００）が、図示されている。先の実施形態と同様に、上記において詳細に説明したように、２つ以上の絶縁電極（２３０）が、ＴＣ電界を使用した腫瘍（図示せず）等の治療のために、身体（１０００）の近傍に配置されている。絶縁電極（２３０）は、導電性の構成部材と、この導電性の構成部材を囲む外側絶縁体（２６０）と、を備えている。各絶縁電極（２３０）は、好ましくは、リード線（２２０）によって電源（図示せず）に対して接続される。各絶縁電極（２３０）と身体（１０００）との間には、導電性フィラー材料（例えば、導電性ゲル部材２７０）が、配置されている。絶縁電極（２３０）は、互いに離間して配置されており、電源を起動したときには、絶縁電極（２３０）は、詳細に上述したようなＴＣ電界を生成する。電界（ＴＣ電界）の電気力線は、全体的に符号（１０１０）によって示されている。図示のように、電気力線（１０１０）は、絶縁電極（２３０）どうしの間にわたって導電性ゲル部材（２７０）を通して延在している。
【０１１６】
経時的にあるいはある種の事象の結果として、絶縁電極（２３０）の外側絶縁体（２６０）は、任意の場所において、絶縁破壊を引き起こし得る。例示するならば、図２２は、一方の絶縁電極（２３０）の外側絶縁体（２６０）が、導電性ゲル部材（２７０）に隣接したところにおいて、絶縁破壊（１０２０）を起こしている。外側絶縁体（２６０）の絶縁破壊（１０２０）が、この場所（すなわち、絶縁破壊（１０２０）を起こした場所）において、大きな電流密度をもたらすことは、理解されるであろう。電流密度が増大したことは、電気力線（１０１０）の数が増えていることと、電気力線（１０１０）の分布と隣接する電気力線（１０１０）どうしの間の間隔と、によって図示されている。絶縁破壊（１０２０）の発生の副作用の１つは、電流の存在によって絶縁破壊場所において加熱が引き起こされることである。このため、抵抗値を有している組織／皮膚が燃焼することがあり得る。図２２においては、過熱領域（１０３０）が、示されている。この過熱領域（１０３０）は、外側絶縁体（２６０）内の絶縁破壊（１０２０）に基づいて増大した電流が存在しているような、組織／皮膚領域である。患者は、この領域内に存在する大きな電流のために、また、過熱のために、また、領域（１０３０）における燃焼的感覚のために、この領域（１０３０）において、不快さと苦痛とを感じる。
【０１１７】
図２３は、さらなる絶縁電極（２３０）が適用されたさらに他の実施形態を示している。この実施形態においては、絶縁電極（２３０）と身体（１０００）との間に配置された導電性ゲル部材（２７０）は、導体（１１００）を備えている。導体（１１００）は、部材（２７０）を形成するゲル材料の中において浮遊している。ゲル材料は、導体（１１００）を完全に囲んでいる。１つの例示としての実施形態においては、導体（１１００）は、導体（１１００）内に配置された薄い金属シートプレートである。理解されるように、例えばプレート（１１００）といったような導体が、電気力線に対して垂直な態様で、一様な電界内に配置された場合には、導体（１１００）は、実際には、電界に対して何らの影響はない（ただし、導体（１１００）の２つの対向している面が等電位である場合には、対応する等電位は、わずかにシフトする）。反対に、導体（１１００）が、電界に対して平行に配置された場合には、電界に、かなりの歪みが存在する。導体（１１００）の近傍領域は、等電位ではない。この状況は、導体（１１００）が存在しない状況とは対照的である。導体（１１００）が、ゲル部材（２７０）内に配置されたときには、導体（１１００）は、典型的には、上述した理由のためにすなわち導体（１１００）が電気力線に対して垂直であるという理由のために、電界（ＴＣ電界）に対して影響を与えることがない。
【０１１８】
絶縁電極（２３０）の外側絶縁体（２６０）が絶縁破壊を起こした場合、上述したように、絶縁破壊ポイントのところにおいて、大きな電流密度が発生する。しかしながら、導体（１１００）の存在は、導体（１１００）の全体にわたって電流を分散させ、その後、導体（１１００）の表面全体から、電流を導出する。これにより、電流は、大きくも小さくもない電流密度でもって身体（１０００）へと到達する。したがって、皮膚へと到達する電流は、絶縁電極（２３０）の外側絶縁体（２６０）に絶縁破壊が起こった場合であってさえ、患者に不快さをもたらさない。導体（１１００）が接地されていないことは重要である。なぜなら、接地されたならば、導体（１１００）を超えて電界が延出され得ないからである。したがって、導体（１１００）は、ゲル部材（２７０）の内部において、『浮遊状態』とされている。
【０１１９】
導体（１１００）が、身体組織（１０００）の中へと導入され、電界に対して平行に配置されたならば、導体（１１００）は、電界の歪みを引き起こす。歪みは、導入状況やその周囲状況に応じて、電界の電気力線を分散させたり（電界密度の低減化）、あるいは、電界の電気力線を集中させたり（電界密度の増大化）、することができる。したがって、導体（１１００）は、例えば、スクリーニング効果を示すことができる。つまり、例えば、導体（１１００）が、完全に器官（１１０１）を包囲すれば、器官自体の中の電界は、このタイプの配置がファラデーケージとなることから、ゼロとなるであろう。しかしながら、器官の周囲に完全に導体を配置されることが非実用的であることから、導電性ネットあるいは同様の構造を使用することによって、完全にまたは部分的に、器官をカバーすることができる。これにより、器官自体の中の電界が、ゼロとなる、あるいは、ほぼゼロとなる。例えば、ネットは、ネットを形成し得るように互いに編まれた様々な導電性ワイヤから形成することができる。あるいは、一組をなすワイヤを、実質的に器官（１１０１）を包囲するようにあるいは器官（１１０１）をカバーするように、配置することができる。反対に、治療対象をなす器官（１１０３）（ターゲット器官）は、ファラデーケージ効果を有する部材で覆われていないけれども、電界（１０１０）（ＴＣ電界）内に配置されている。
【０１２０】
図２４は、導体（１１００）が身体内に配置され（すなわち、皮膚の下に配置され）、導体（１１００）が、ターゲット（例えば、ターゲット器官）の近傍に位置しているような、実施形態を示している。ターゲットの近くに導体（１１００）を配置することによって、（ＴＣ電界の）大きな電界密度が、ターゲットのところにおいて実現されている。同時に、付近の他の器官に関しては、周囲が、上述した保護用導電性ネット等を配置することによって、保護することができる。これにより、付近の他の器官を、電界から保護することができる。ターゲットの近くに導体（１１００）を配置することによって、大きな電界密度条件を、ターゲットの近くに、形成することができる。言い換えれば、導体（１１００）は、ＴＣ電界を、特定の領域（すなわち、ターゲット）のところに集中させることができる。
【０１２１】
図２４の実施形態においては、ゲル部材（２７０）の各々は、図２３に関して説明したような導体を備えることができることは、理解されるであろう。このような構成においては、ゲル部材（２７０）内の導体は、絶縁電極（２３０）の絶縁体中に絶縁破壊が生じたとしても、起こり得るすべての副作用から皮膚表面（組織）を保護する。同時に、導体（１１００）は、ターゲットの近くに大きな電界密度を形成する。
【０１２２】
電界の電界密度を調整するに際しては、電極を様々に構成することにより、および／または、電極を互いに対して意図的に配置することにより、多くの異なる方法がある。例えば、図２５においては、第１の絶縁電極（１２００）と、第２の絶縁電極（１２１０）と、が設けられており、身体（１３００）の周囲に配置されている。各絶縁電極は、好ましくは絶縁材料によって囲まれているような導体を備えている。このような意味合いにおいて、『絶縁電極』という用語が使用されている。第１および第２電極（１２００，１２１０）の各々と身体（１３００）との間には、導電性ゲル部材（２７０）が設けられている。電気力線は、このタイプの構成において、全体的に符号（１２２０）によって示されている。この実施形態においては、第１絶縁電極（１２００）は、第２絶縁電極（１２１０）と比較して、著しく大きな寸法を有している（第２絶縁電極（１２１０）用の導電性ゲル部材も、同様に小さなものとされている）。
【０１２３】
絶縁電極の寸法を変えることにより、電気力線（１２２０）のパターンを変更することができる。より詳細には、電界は、第２絶縁電極（１２１０）の寸法が小さいことのために、第２絶縁電極（１２１０）に向けて、内向きにテーパー形状となっている。全体的に符号（１２３０）によって示されているような、電界密度の大きな領域が、第２絶縁電極（１２１０）に関連したゲル部材（２７０）と皮膚表面との間の境界の近傍に形成されている。システムの様々な構成部材は、皮膚内のあるいは皮膚上の腫瘍が、この大きな電界密度内にあるように、操作される。これにより、治療対象をなす領域（ターゲット）を、より大きな電界密度の電気力線に対して曝すことができる。
【０１２４】
図２６は、導体（１４００）（例えば導電性プレート）が導電性ゲル部材（２７０）の各々の内部に配置されている場合の、テーパー形状のＴＣ電界を示している。この実施形態においては、ゲル部材（２７０）のサイズと導体（１４００）のサイズとは、絶縁電極（１２００，１２１０）間において差があるにもかかわらず、同じであるかあるいはほぼ同じとされている。この場合にも、導体（１４００）は、『浮遊プレート』であることを特徴とするものとすることができる。それは、各導体（１４００）が、ゲル部材（２７０）を形成する材料によって囲まれているからである。図２６に示すように、他方の絶縁電極（１２００）よりも小さいものとされたなおかつ導体（１４００）自体よりも小さいものとされた絶縁電極（１２１０）の近くに、１つの導体（１４００）が配置されている。他方の絶縁電極（１２００）は、導体から離間して配置されている。１つの導体（１４００）は、１つの導体（１４００）と他方の電極（１２００）との間に配置された組織内における電界密度の減少を引き起こす。電界密度の減少は、全体的に符号（１４１０）によって示されている。同時に、全体的に符号（１４２０）によって示されているような非常に不均一なテーパー形状電界は、非常に低密度から非常に高密度へと変化するものであって、１つの導体（１４００）と絶縁電極（１２１０）との間に形成されている。この例示としての構成の１つの利点は、絶縁電極のサイズを、近傍の電界密度の増大化を引き起こすことなく、低減し得ることである。これは、非常に大きな誘電率を有した絶縁体を備えた電極が非常に高価であることにより、重要なことである。例えば、ある絶縁電極は、５００．００ドル以上のコストとなり得る。また、価格は、特定の治療領域に敏感である。したがって、絶縁電極のサイズの低減は、直接的にコストの削減に結びつく。
【０１２５】
ここで使用されるように、用語「腫瘍」は制御不可能に成長する、変容した細胞を含む悪性の組織を意味している。腫瘍には、白血病、リンパ腫、骨髄腫、形質細胞腫等および固形癌が含まれる。本発明に従って処理されることができる固形癌の例には、繊維腫、粘液肉腫、脂肪肉腫、軟骨肉腫、骨肉腫、脊索腫、血管肉腫、内皮腫、リンパ管肉腫、リンパ管内皮腫、滑膜腫、中皮腫、ユーイング肉腫、平滑筋肉腫、横紋筋肉腫、結腸癌、膵臓癌、乳癌、卵巣癌、前立腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、腺癌、汗腺癌、脂腺癌、乳頭状癌、乳頭状腺癌、嚢胞腺癌、髄様癌、気管支癌、腎細胞癌、肝臓癌、胆道癌、絨毛癌、精上皮腫、胎児性癌、ウィルムス腫瘍、子宮頸癌、睾丸腫瘍、肺癌、小細胞肺癌、膀胱癌、上皮癌、神経膠腫、星状細胞癌、髄芽細胞腫、頭蓋咽頭腫、上皮細胞腫、松果体腫、血管芽細胞腫、聴神経腫、乏突起膠腫、髄膜腫、黒色腫、神経芽細胞腫、網膜芽細胞腫のような肉腫および悪性腫瘍が含まれるが、これらに限定されない。これらの腫瘍の各々が急速な成長を行うので、そのどれでもが本発明に従って処理されることができる。手術や放射線による治療が困難であり、化学療法や遺伝子療法が利用できないことが多い、脳腫瘍の治療に本発明は特に有利である。さらに本発明により提供される局所的な治療の容易性により、本発明は皮膚癌および乳癌の治療での使用に適している。
【０１２６】
さらに、不適切な成長を行う組織に本発明に従う電界を印加することにより、本発明は悪性でない状態または悪性化する前の状態に関わる制御されない成長や、細胞または組織の不適切な成長に関わる他の不調を制御することができる。例えば、特に頭蓋内の場所にある動静脈（ＡV）の機能不全の治療に対して、本発明が有用であることが、予期されている。本発明はまた、乾癬、すなわち炎症と血管の拡張により特徴づけられる外皮症状、および良性の前立腺肥大、すなわち炎症と可能な血管の拡張に関わる症状の治療に使用されてもよい。その他の高増殖性の不調の治療も予期されている。
【０１２７】
さらに、創傷治癒に関わり、手術後または負傷後の傷跡およびケロイドの形成につながる、望ましくない繊維芽細胞および内皮細胞の増殖、ならびに血管形成後または冠動脈ステント留置後の再狭窄が、本発明に従う電界の印加により抑制されることができる。本発明の浸食性でない性質は、特に内部の傷跡と癒着を防止するため、または冠動脈、頸動脈およびその他の重要な動脈の再狭窄を抑制するために、これらの型の症状に対して本発明を特に望ましいものにしている。
【０１２８】
既に検知された腫瘍の治療に加えて、以上に記述された実施形態は、腫瘍が最初の場所において検知可能なサイズになるのを予防的に防止するためにも使用される。例えば、図１７、１８に関して上で述べたブラジャーの実施形態は、癌性になり増殖を開始した任意の細胞を殺すために、数ヶ月毎に繰り返される１週間の治療で、１週間毎日８時間のセッションで、女性が装着してもよい。この使用のモードは、特定のタイプの癌に対してリスクが高い人（例えば、その家系に乳癌の病歴の多い女性、または癌との闘病で生き残った人および再発の危険のある人）に対して、特に適切である。予防治療の課程は、目標とされる癌のタイプに基づいて、および／または患者の便宜に適するように調整される。例えば、治療の週の際に行われる４回の１６時間のセッションは、ある患者には７回の８時間のセッションよりも好都合で、かつ同様に効果的である。
【０１２９】
このように、分裂するものと分裂しないものの双方の細胞と有機体を含む、生体組織にこの方法を適用することにより、非分裂細胞または有機体には影響せず、例えば腫瘍細胞および寄生有機体である、分裂細胞を選択的に破壊する効果的で簡潔な方法を、本発明は提供する。このように従来の方法の多くとは異なり、本発明は正常な細胞または有機体を損傷しない。さらに本発明は、細胞のタイプ（例えば、異なるサイズを有する細胞）に基づいた区別をせず、そのために、異なる大きさを含む広い特性の範囲を有する、任意の数のサイズのタイプを治療するために使用されてもよい。
【０１３０】
本発明につきその好ましい実施形態に関して特に説明し例示したけれども、当業者であれば、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、形態や細部において様々な変更を加え得ることは、理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１Ａ】細胞分裂プロセスの各段階を示す概略的な断面図である。
【図１Ｂ】細胞分裂プロセスの各段階を示す概略的な断面図である。
【図１Ｃ】細胞分裂プロセスの各段階を示す概略的な断面図である。
【図１Ｄ】細胞分裂プロセスの各段階を示す概略的な断面図である。
【図１Ｅ】細胞分裂プロセスの各段階を示す概略的な断面図である。
【図２Ａ】電界が印加された非分裂細胞を示す概略的な図である。
【図２Ｂ】電界が印加された非分裂細胞を示す概略的な図である。
【図３Ａ】例示としての一実施形態において、電界が印加された分裂細胞を示す概略的な図である。
【図３Ｂ】例示としての一実施形態において、電界が印加された分裂細胞を示す概略的な図である。
【図３Ｃ】例示としての一実施形態において、電界が印加されることによって、破壊された細胞を示す概略的な図である。
【図４】電界印加の一ステージにおいて分裂細胞を示す概略的な図である。
【図５】細胞を選択的に破壊し得るような、例示としての一実施形態に基づいた電界を印加するための装置を示す概略的なブロック図である。
【図６】図５の装置における絶縁された電極に関し、電気的な等価回路を示す概略的な図である。
【図７】図５の装置を備えた皮膚パッチを示す断面図であって、腫瘍等の治療のために皮膚表面上に配置された様子を示している。
【図８】腫瘍等の治療のために、体内に埋設された、絶縁された電極を示す断面図である。
【図９】腫瘍等の治療のために、体内に埋設された、絶縁された電極を示す断面図である。
【図１０】図５の装置における絶縁された電極に関する様々な構成例を示す断面図である。
【図１１】腫瘍罹患サイトの治療のために、例えば肺癌に関連した腫瘍の治療のために、人の胴体回りに配置された２つの絶縁された電極を示す、一部断面を含む正面図である。
【図１２】構成上の一部材として形成された保護部材を備えたようなあるいは備えていないような、様々な絶縁された電極を示す断面図である。
【図１３】所望のターゲット領域に電界を集中させ得るとともに他の領域（すなわち、保護領域）に関しては電界密度を小さなものとし得るよう構成された、絶縁された電極を示す概略的な図である。
【図１４】頭蓋内腫瘍等の治療のために、第１実施形態に基づいて、頭に対して配置し得る帽子内に組み込まれたような、絶縁された電極を示す断面図である。
【図１５】例示としての一実施形態による帽子の一部を示す断面図であって、１つまたは複数の絶縁された電極を受領するための凹所を備えている。
【図１６】頭に対して配置された図１５の帽子を示す断面図であって、絶縁された電極に対して力を印加するための付勢機構を示しており、絶縁された電極は、付勢機構によって、頭に対して確実に接触し得るものとされている。
【図１７】腫瘍等の治療のために、絶縁された電極が内部に組み込まれた衣類製品を示す、一部断面を含む平面図である。
【図１８】図１７の衣類製品を示す断面図であって、治療が要望された皮膚表面の近傍位置に、絶縁された電極を確実に配置し得るような向きでもって、絶縁された電極を付勢するための付勢機構を示している。
【図１９】腫瘍等の治療のために、身体の内部に配置可能とされた、一実施形態によるプローブを示す断面図である。
【図２０】首の領域内における腫瘍等の治療のために、首の回りに巻き付けることによって首回りに配置可能とされた、一実施形態によるカラーを非巻付状態で示す図である。
【図２１】２つの絶縁された電極を示す断面図であって、身体に対して導電性ゲル部材が配置されているとともに、電気力線が図示されている。
【図２２】図２１の構成を示す断面図であって、１つの絶縁された電極に関して、絶縁破壊ポイントが図示されている。
【図２３】腫瘍等の治療のために、導電性ゲル部材を使用して、身体に対して配置された少なくとも２つの絶縁された電極からなる構成を示す断面図であって、各導電性ゲル部材は、絶縁された電極における絶縁破壊の影響を最小化し得るような特性を有している。
【図２４】腫瘍等の治療のために、導電性ゲル部材を使用して、身体に対して配置された少なくとも２つの絶縁された電極からなる他の構成を示す断面図であって、１つの導電性部材が、腫瘍の近傍において体内に配置されており、これにより、電界密度が増大した領域が形成されている。
【図２５】身体に対して配置された互いにサイズが異なる２つの絶縁された電極からなる構成を示す断面図である。
【図２６】腫瘍等の治療のために、導電性ゲル部材を使用して、身体に対して配置された少なくとも２つの絶縁された電極からなる構成を示す断面図であって、各導電性ゲル部材は、絶縁された電極における絶縁破壊の影響を最小化し得るような特性を有している。
【図２７Ａ】異なる方向への電界の印加を容易にする、電極の構成を示す図である。
【図２７Ｂ】異なる方向への電界の印加を容易にする、電極の構成を示す図である。
【図２７Ｃ】異なる方向への電界の印加を容易にする、電極の構成を示す図である。
【図２８】身体部分に関して、異なる方向への電界の印加を容易にする、電極の３次元構成を示す図である。
【図２９Ａ】黒色腫細胞に対する電界強度の関数としての細胞破壊処理の効率のグラフである。
【図２９Ｂ】神経膠腫細胞に対する電界強度の関数としての細胞破壊処理の効率のグラフである。
【図３０Ａ】細胞破壊効率が、どのように黒色腫細胞に対して印加される電界の周波数に依存するかを示すグラフである。
【図３０Ｂ】細胞破壊効率が、どのように神経膠腫細胞に対して印加される電界の周波数に依存するかを示すグラフである。
【図３１Ａ】複数の方向における複数の周波数の連続的な印加のグラフ表現である。
【図３１Ｂ】複数の方向におけるスィープする周波数の連続的な印加のグラフ表現である。
【符号の説明】
【０１３２】
１０  細胞
１２  分裂溝
１８  細胞
２０  細胞
２２  ブリッジ
２８  電極
３２  電極
２００  電子装置
２１０  電源
２２０  導電性リード線
２３０  絶縁導体
２７０  介在フィラー、導電性ゲル部材
３００  皮膚パッチ
３４０  疎なネット
３５０  薄い導電性コーティング
５００  衣類製品、帽子
５３０  バイアス機構
５４０  ユニット
５５０  開口
５６０  接着部材
６００  プローブ
７００  ブラジャー
８００  バイアス機構
９００  カラー部材
１１００  導体
１２００  第１絶縁電極
１２１０  第２絶縁電極
１４００  導体
１５００  本体部分
１５１０  細胞組織
Ａ１〜Ａ９  電極
Ｅ１〜Ｅ６  電極
Ｎ１〜Ｎ９  電極
Ｗ  距離
【図１Ａ】
2007533389.tif 000004
【図１Ｂ】
2007533389.tif 000005
【図１Ｃ】
2007533389.tif 000006
【図１Ｄ】
2007533389.tif 000007
【図１Ｅ】
2007533389.tif 000008
【図２Ａ】
2007533389.tif 000009
【図２Ｂ】
2007533389.tif 000010
【図３Ａ】
2007533389.tif 000011
【図３Ｂ】
2007533389.tif 000012
【図３Ｃ】
2007533389.tif 000013
【図４】
2007533389.tif 000014
【図５】
2007533389.tif 000015
【図６】
2007533389.tif 000016
【図７】
2007533389.tif 000017
【図８】
2007533389.tif 000018
【図９】
2007533389.tif 000019
【図１０】
2007533389.tif 000020
【図１１】
2007533389.tif 000021
【図１２】
2007533389.tif 000022
【図１３】
2007533389.tif 000023
【図１４】
2007533389.tif 000024
【図１５】
2007533389.tif 000025
【図１６】
2007533389.tif 000026
【図１７】
2007533389.tif 000027
【図１８】
2007533389.tif 000028
【図１９】
2007533389.tif 000029
【図２０】
2007533389.tif 000030
【図２１】
2007533389.tif 000031
【図２２】
2007533389.tif 000032
【図２３】
2007533389.tif 000033
【図２４】
2007533389.tif 000034
【図２５】
2007533389.tif 000035
【図２６】
2007533389.tif 000036
【図２７Ａ】
2007533389.tif 000037
【図２７Ｂ】
2007533389.tif 000038
【図２７Ｃ】
2007533389.tif 000039
【図２８】
2007533389.tif 000040
【図２９Ａ】
2007533389.tif 000041
【図２９Ｂ】
2007533389.tif 000042
【図３０Ａ】
2007533389.tif 000043
【図３０Ｂ】
2007533389.tif 000044
【図３１Ａ】
2007533389.tif 000045
【図３１Ｂ】
2007533389.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成18年12月22日(2006.12.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＡＣ電源と;
前記ＡＣ電源に動作可能に接続され、各々が患者の身体に配置されるように構成された表面を有する複数の絶縁された電極とを含む、患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための装置であって、
前記電極が患者の身体に配置された場合に、第１の周波数を有する第１のＡＣ電界と第２の周波数を有する第２のＡＣ電界が、前記患者の前記目標領域に交互に印加されるように、前記ＡＣ電源と前記電極が構成され、
前記第１の周波数と前記第２の周波数が異なっており、
前記第１と第２の電界が急速に分裂する細胞の脆弱性に対応する周波数特性を有し、
細胞分裂の後期段階の末期または終期段階に際して、その長軸が概ね前記電界の力線と整列された、前記急速に分裂する細胞の重要な部分を損傷させるために、前記第１と第２の電界が十分に強いものであり、かつ
前記第１と第２の電界が前記目標領域内に配置された非分裂細胞を実質的に変化させないことを特徴とする装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
非常に高い誘電率を有する誘電体薄膜により、前記電極の前記表面が前記ＡＣ電源と絶縁されていることを特徴とする装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項４】
請求項３に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項６】
請求項５に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項７】
請求項１に記載の装置において、
前記第１の電界の前記周波数が約１７０ｋＨｚであり、前記第２の電界の前記周波数が、約２５０ｋＨｚであることを特徴とする装置。
【請求項８】
請求項７に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項９】
ＡＣ電源と; 
前記ＡＣ電源に動作可能に接続され、各々が患者の身体に配置されるように構成された表面を有する複数の絶縁された電極とを含む、患者の目標領域内に配置された急速に分裂する細胞を、選択的に破壊する、またはその成長を抑制するための装置であって、
前記電極が患者の身体に配置された場合に、第１の周波数を有する第１のＡＣ電界と第２の周波数を有する第２のＡＣ電界が、前記患者の前記目標領域に交互に印加されるように、前記ＡＣ電源と前記電極が構成され、
前記第１の周波数と前記第２の周波数が異なっており、かつ
前記第１と第２の電界によって、（ａ）細胞分裂している細胞が選択的に損傷され、かつ（ｂ）細胞分裂しない細胞が実質的に害されないようにする周波数と電界強度の特性を有することを特徴とする装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、
非常に高い誘電率を有する誘電体薄膜により、前記電極の前記表面が前記ＡＣ電源と絶縁されていることを特徴とする装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約５０ｋＨｚ〜約５００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約０.１Ｖ／ｃｍ〜約１０Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の装置において、
前記第１と第２の電界の前記周波数が、約１００ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚの間であることを特徴とする装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【請求項１５】
請求項９に記載の装置において、
前記第１の電界の前記周波数が約１７０ｋＨｚであり、前記第２の電界の前記周波数が、約２５０ｋＨｚであることを特徴とする装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の装置において、
前記目標領域の少なくとも一部における、前記第１と第２の電界の前記強度が、約１Ｖ／ｃｍ〜約５Ｖ／ｃｍの間であることを特徴とする装置。
【国際調査報告】
2007533389.tif 000047
2007533389.tif 000048
2007533389.tif 000049