(57)【要約】薬物、化学物質、局所薬及び化粧品の効果を高める方法であって、標的経路構造に少なくとも１つの反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）を適用するステップ（ステップ１０１）と、少なくとも１つの波形パラメータを有する少なくとも１つの波形を構成するステップ（ステップ１０２）と、前記少なくとも１つの波形の前記少なくとも１つの波形パラメータの値を選択して、シグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの比の少なくとも１つを最大化するステップ（ステップ１０３）と、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）が適用された標的経路構造でシグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの比の前記少なくとも１つを最大化する前記少なくとも１つの波形を用いて電磁シグナルを生成するステップ（ステップ１０４）と、前記電磁シグナルを前記標的経路構造に連結して前記標的経路構造を調節するステップ（ステップ１０５）と、を具える方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬学的な効果を高める方法において：
少なくとも１つの反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）を標的経路構造に適用するステップと；
少なくとも１つの波形パラメータを有する少なくとも１つの波形を構成するステップと；
前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）が適用された標的経路構造において、前記少なくとも１つの波形の前記少なくとも１つの波形パラメータの値を選択して、シグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの少なくとも１つを最大化するステップと；
標的経路構造において、シグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの前記少なくとも１つを最大化する前記少なくとも１つの波形を用いて、電磁シグナルを生成するステップと；
前記電磁シグナルを前記標的経路構造に連結して前記標的経路構造を調節するステップと；
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、少なくとも１つの反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）を適用する前記ステップが、摂取、静脈内注射、筋肉内注射及び局所塗布の少なくとも１つを含む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、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）が、薬物、化学物質、局所薬、化粧品及び遺伝子剤の少なくとも１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１つの波形パラメータが、前記少なくとも１つの波形を構成する約０．０１Ｈｚから約１００ＭＨｚの間で反復する周波数成分パラメータと、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従って各反復で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従って前記標的経路構造で約１μＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの間で変化するピーク誘導の電場パラメータと、数学的に定義された関数に従って前記標的経路構造で約１μＴから約０．１Ｔの間で変化するピーク誘導の磁性電場パラメータのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記定義された振幅関数が、１／周波数関数と、対数関数と、カオス関数と、指数関数のうちの少なくとも１つを含む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、前記標的経路構造が、幹細胞と、分子と、細胞と、組織と、器官と、イオンと、リガンドのうちの少なくとも１つを含む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、イオン及びリガンドを調節性分子に結合して前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めるステップを更に具え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、イオン及びリガンドの前記結合がカルモジュリンの結合に対してカルシウムを調節するステップを含む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、イオン及びリガンドの前記結合が標的経路構造において増殖因子の産生を調節するステップを含む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、イオン及びリガンドの前記結合が標的経路構造においてサイトカインの産生を調節するステップを含む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、イオン及びリガンドの前記結合が組織の増殖、修復及び維持に関連する増殖因子及びサイトカインを調節するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１２】
請求項７に記載の方法が、イオン及びリガンドの前記結合が、前記標的経路構造で前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めるために血管形成及び脈管新生を調節するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１に記載の方法が、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の高めたれた効力のために標準の理学療法モダリティを適用するステップを更に具え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、標準の理学療法モダリティが、熱、冷気、圧縮、マッサージ及び運動の少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項１５】
請求項１に記載の方法が、調節性分子へのイオン及びリガンドの細胞外輸送を増強して前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めるステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１に記載の方法が、調節性分子へのイオン及びリガンドの膜貫通輸送を増強して前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めるステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１に記載の方法において、前記電磁シグナルを連結するステップが付加的連結を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１に記載の方法が、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の増強された効力のために標準の医学療法を適用するステップを更に具えることを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の方法において、標準の医学療法が組織の移植及び器官の移植のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
薬学的効力を高めるための電磁治療装置において：
反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）と相互作用する標的経路構造のシグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの比の少なくとも１つを最大化することが可能な少なくとも１つの波形パラメータを有する少なくとも１つの波形を生じる波形製造手段と；
前記標的経路構造でシグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの少なくとも１つを最大化する前記少なくとも１つの波形から電磁シグナルを生成し、前記電磁シグナルを前記標的経路構造に連結し、それによって前記標的経路構造を調節するための、前記波形製造手段に接続される連結装置と；
を具えることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記少なくとも１つの波形パラメータが、前記少なくとも１つの波形を構成して、数学的関数に従って約０．０１Ｈｚから約１００ＭＨｚの間で反復する周波数成分パラメータと、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従って各反復で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従って前記標的経路構造で約１μＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの間で変化するピーク誘導の電場パラメータと、数学的に定義された関数に従って前記標的経路構造で約１μＴから約０．１Ｔの間で変化するピーク誘導の磁性電場パラメータのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載の電磁治療装置において、前記定義された振幅関数が、１／周波数関数と、対数関数と、カオス関数と、指数関数のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２３】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記標的経路構造が、幹細胞と、分子と、細胞と、組織と、器官と、イオンと、リガンドのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２４】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）が、薬物と、化学物質と、局所薬と、化粧品と、遺伝子剤のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２５】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記連結装置が、反応型連結装置と、誘導型連結装置と、容量型連結装置と、生物医学的連結装置のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２６】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、連結装置が前記シグナルを前記標的経路構造に連結してカルモジュリンへのカルシウムの結合を調節して前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２７】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記連結装置が前記シグナルを前記標的経路構造に連結して、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めるのに関連する増殖因子の産生と、サイトカインの産生のうちの少なくとも１つを調節することを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２８】
請求項２７に記載の電磁治療装置において、前記増殖因子が、線維芽細胞増殖因子と、血小板由来増殖因子と、インターロイキン増殖因子と、骨形成タンパク質増殖因子のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項２９】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記連結装置が前記シグナルを前記標的経路構造に連結して血管形成及び脈管新生を調節して前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３０】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記連結装置が前記シグナルを前記標的経路構造に連結してヒト増殖因子の産生を調節して、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３１】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記連結装置が前記シグナルを前記標的経路構造に連結して、細胞及び組織の活性を増強して前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３２】
請求項２０の電磁治療装置において、前記連結装置が前記シグナルを前記標的経路構造に連結して細胞集団を増やして、前記反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の効力を高めることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３３】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記波形製造手段、接続手段及び連結装置が軽量で携帯可能であるように構成されることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３４】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記波形製造手段と、接続手段と、連結装置とが、マットレスと、マットレスのパッドと、ベッドと、位置決め装置のうちの少なくとも１つに組み入れられることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３５】
請求項３４に記載の電磁治療装置において、前記位置決め装置が、身体構造上の支持体と、身体構造上覆うものと、衣料のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３６】
請求項３５に記載の電磁治療装置において、前記衣料が、衣類と、装飾付属品と、履物用品のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３７】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記波形製造手段がプログラム可能であることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３８】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記波形製造手段が、所定の時間の間、少なくとも１つのパルス磁性シグナルを送達することを特徴とする電磁治療装置。
【請求項３９】
請求項２０に記載の電磁治療装置において、前記波形製造手段が、無作為の時間の間、少なくとも１つのパルス磁性シグナルを送達することを特徴とする電磁治療装置。
【請求項４０】
請求項２０に記載の電磁治療装置が、標準の理学療法モダリティのための送達手段を更に具えることを特徴とする電磁治療装置。
【請求項４１】
請求項４０に記載の電磁治療装置において、前記標準の理学療法モダリティが、熱と、冷気と、マッサージと、運動を具えることを特徴とする電磁治療装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、生きている組織、細胞及び分子の電磁環境との相互作用を変えることによって生きている組織、細胞及び分子を処理するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることに関する。本発明はまた、コードされた電磁情報を適用することによって、細胞及び組織の増殖、修復、維持及び一般的挙動を改良する方法に関する。より具体的には、本発明は、コードされた電磁情報の外科的非侵襲性の反応性連結による１又はそれ以上の身体の部分への特異性の高い電磁波（「ＥＭＦ」）のシグナルパターンの適用を提供する。ヒト、動物及び植物の標的経路構造、例えば、細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬と併せて、電磁波形をそのように適用することは、そのような物質の様々な効果を高めるように作用することができる。
【０００２】
背景技術
ほとんどの低周波ＥＭＦは、骨の修復や治癒の適用と併せて使用されている。そのようなものとして、ＥＭＦの波形及びＥＭＦ波形の現在の整形外科の臨床的使用は、相対的に低周波の成分を含み、５ＫＨｚのもとでの周波数で、センチメートル当たりミリボルト（ｍＶ／ｃｍ）の範囲での最大電場を誘導する、非常に低い出力のものである。生体効果が期待される可能性のあるＥＭＦ波形パターンの範囲を予測する細胞膜の電気化学モデルを用いた線形の物理化学的アプローチは、細胞膜、具体的には、細胞膜の中又はその上における構造でのイオン結合が、ＥＭＦの標的である可能性が高いという前提に基づく。従って、例えば、電圧依存性の動力学を用いて、誘導された電場が細胞表面で電気化学的に結合してもよい波形パラメータの範囲を決定する必要がある。この線形モデルの拡大には、ＥＭＦの磁気成分がＥＭＦ療法で重要な役割を担ってもよいことを最終的に実証したローレンツ力の考察が関与する。このことから、非常に低い周波数範囲で、ＡＣとＤＣの磁場効果の組み合わせから利益を予測するイオンサイクロトロン共鳴及び量子モデルが導かれた。
【０００３】
深部組織の治癒に使用される２７．１２ＭＨｚの連続正弦波に由来するパルス高周波（「ＰＲＦ」）シグナルは、ジアテルミー療法の従来技術で既知である。ジアテルミー療法のシグナルのパルス後継は、元々、感染の治療における非温熱生物効果を誘発することが可能である電磁場として報告された。その後、ＰＲＦの治療応用が、外傷後及び術後の疼痛並びに軟組織の浮腫の軽減、創傷治癒、火傷の治療、並びに神経再生について報告されている。外傷性浮腫を解決するためのＰＲＦの適用は近年、ますます使用されるようになっている。動物試験及び臨床試験におけるＰＲＦを用いた今までの成績は、そのような電磁刺激で浮腫が測定できるほど軽減される可能性があることを示唆している。
【０００４】
本発明は、組織構造の感受性に対する細胞間情報伝達の効力が誘導された電圧及び関連する電流によるものとする生体物理学的試験及び動物試験に基く。シグナル対ノイズの比（「ＳＮＲ」）及び出力シグナル対ノイズの比（「出力ＳＮＲ」）の少なくとも１つを用いた数学的解析によって、標的経路構造、例えば、細胞、組織、器官及び分子に適用されるＥＭＦシグナルが、イオン結合位置に存在する温熱ノイズを超えて検出可能かどうかを評価する。ＥＭＦ測定の従来技術は、組織構造の誘電特性を、むしろ、単離された細胞の従来技術が利用された特性を考慮に入れなかった。誘電特性を利用することによって、標的経路構造で評価されるＳＮＲ及び出力ＳＮＲの数学的値を最適化することにより構成される電磁波形の反応性の連結は、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の様々な効果を向上させることができる。その他の向上した生体有効性プロセスと同様に、増加した血流、及び血管形成並びに血管新生の調節によって向上する。
【０００５】
高周波での非侵襲性ＰＲＦの最近の臨床的使用は、２７．１２ＭＨｚの正弦波のパルスバーストを利用し、各パルスバーストは通常、６５マイクロ秒の幅を示し、バースト当たりおよそ１，７００の正弦サイクルを有し、様々なバースト反復率を持つ。
【０００６】
１から１００メガヘルツ（ＭＨｚ）の範囲での周波数を有し、バースト当たり１から１００，０００のパルスを持ち、０．０１から１０，０００ヘルツ（Ｈｚ）のバースト反復率を持つ電磁波形の広帯域密度のバーストがヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に選択的に適用される。各パルスバーストの電圧振幅エンベロープは、バーストエンベロープの範囲内で広帯域密度を提供するのに有効なランダム、不規則、又はほかの同様の変数の関数である。具体的な標的経路構造においてシグナル対温熱ノイズの比及び出力ＳＮＲを考慮に入れる数学的関数によって変数は定義される。波形は、生細胞の増殖、状態及び修復を調節するように設計される。これらシグナルの特定の適用には、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効果を高めること、並びに器官、筋肉、関節、皮膚及び毛髪を健康に処理すること、術後及び外傷性創傷の修復、血管形成、改善された血液再潅流、血管拡張、血管収縮、浮腫の軽減、向上した血管新生、骨の修復、腱の修復、器官の再生、及び疼痛緩和が挙げられるが、これらに限定されない。ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬と併せた本電磁波形の適用は、そのような化合物の様々な効果を高めるように作用することができる。
【０００７】
本発明の実施例によれば、更に高いスペクトル密度のパルスバーストエンベロープは、生理的に関連する誘電経路、例えば、細胞膜受容体、細胞性酵素へのイオン結合、及び一般的な膜貫通の潜在的変化に更に効率的に連結することができる。本発明に係る実施例は、関連する細胞性経路に伝達される周波数成分の数を増やし、酵素活性、増殖因子の放出及びサイトカインの放出の増強を含む、接近しやすくなる既知の治癒メカニズムに適用可能な生体物理現象の範囲が結果として更に大きくなる。バーストの持続時間を増すことによって、及びセンチメートル当たり１０−６から１０ボルト（Ｖ／ｃｍ）の間のピーク電場を誘導し、ＳＮＲ又は出力ＳＮＲに係る検出可能性の要件を満たす単極性若しくは二極性の矩形パルス若しくは正弦パルスのパルスバーストエンベロープにランダムな若しくは高スペクトル密度のエンベロープを適用することによって、ヒト、動物及び植物の軟組織及び硬組織の双方に適用可能な生物学的治癒プロセスにおいて更に効率的且つ更に大きな効果を達成することができ、その結果、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力の増強を生じる。
【０００８】
本発明は、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の既知のメカニズムに関する。具体的には、作用剤の効力は、作用剤の最適な投与量が意図される標的経路構造に到達することに依存し、そのことは、増強された血流又は関連する生化学的カスケードの間で活性のある酵素の増加によって触媒される化学的活性の増強のいずれかを介して達成される。電磁場は、血流及び作用剤の活性に影響を及ぼすイオン結合を増強することができる。本発明を使用することの有利な結果は、効力を高められた作用剤のために作用剤の量を減らすことができてもよいということである。本発明の目的は、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の意図される効果を高め、且つ促進し、効力及びその他の効果を改善するための改善された手段を提供することである。
【０００９】
本発明の別の目的は、ＳＮＲ及び出力ＳＮＲによる調節パラメータ又はパルスバーストが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ことによって、そのように増加した持続時間のパルスバーストへの出力の要件を同一周波数範囲内にパルスを有する更に短いパルスバーストよりも有意に低くすることができ；これによって、周波数成分の関連する細胞性／分子プロセスへの更に効率的な整合が生じることである。その結果、関連する誘電経路に伝達される増強された線量測定及び低下した出力要件という利点が達成される。
【００１０】
従って、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の意図される効果を更に効果的に向上させ、且つ促進し、効力並びにその他の生体有効性の効果を改善する装置及び方法に対する必要性がある。
【００１１】
本発明の概要
本発明は、動物、ヒト及び植物の生きている組織の状態、修復及び増殖を向上させる非侵襲性のパルス電磁治療のための治療的、予防的及び健康のための装置及び方法を提供することによって生きている組織、細胞及び分子を処理するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることに関する。この有益な方法は、例えば、ＥＭＦジェネレータ及びアプリケータヘッドのような電磁手段を用いることによって細胞環境及び組織環境に関係する生体電磁環境を選択的に変化させるように機能する。本発明に係る実施例は、バースト当たり１から１００，０００パルスの間を有するパルスバーストエンベロープにおける少なくとも０．０１マイクロ秒を特徴とする最小幅を有するＥＭＦパルスの連続を含む、選択可能な身体領域への磁路の導入を含み、前記パルスバーストの電圧振幅エンベロープは、１／１０，０００の因子によってその瞬時最小振幅がその最大振幅より小さくないパラメータを無作為に変えることによって定義される。更に、そのようなパルスバーストの反復率は０．０１から１０，０００ヘルツで変化してもよい。標的構造におけるＳＮＲ及び／又は出力ＳＮＲの検出可能性要件を満たす数学的に定義可能なパラメータを採用してパルスバーストの配置を定義する。
【００１２】
標的経路構造の誘電特性、及び温熱ノイズ又はその他のベースラインの細胞性の活性のよる電圧に関して誘導された電場の振幅の比を考慮することによって数学的に定義されるパラメータを選択する。
【００１３】
本発明の別の目的は、標的経路構造におけるＳＮＲ及び出力ＳＮＲの検出可能性要件を満たすように構成された波形を用いて、細胞膜及び細胞間の接合部界面で感受性の調節性プロセスを電磁的に調節することによって生きている細胞及び組織を治療する方法を提供することである。
【００１４】
本発明に係る好ましい実施例は、出力シグナル対ノイズの比（「出力ＳＮＰ」）のアプローチを利用して生体有効性の波形を構成し、小型化した回路及び軽量で柔軟性のあるコイルを組み入れる。これによって、出力ＳＮＲアプローチ、小型化回路及び柔軟性のある軽量コイルを利用する装置を完全に携帯用にでき、所望であれば、使い捨てに構成することができ、更に所望であれば、埋め込み型に構成することができる。
【００１５】
具体的には、生物学的標的の帯域通過の範囲内で最大シグナル出力を達成するように構成された電磁波形の広帯域密度バーストが組織のような標的経路構造に選択的に適用されて、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める。標的経路構造における温熱ノイズと比べた独特の振幅／出力を用いて波形を選択する。シグナルは、正弦、矩形、カオス及びランダムの波形状の少なくとも１つのバーストを含み、秒当たり約１から約１００，０００のバーストで約０．１Ｈｚから約１００ＭＨｚの範囲で周波数含量を有し、約０．０１から約１０００バースト／秒でバースト反復率を有する。例えば、器官、細胞、組織及び分子のような標的経路構造でのピークシグナルの振幅は、約１μＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの範囲内である。各シグナルのバーストエンベロープは、生体有効性のプロセスを向上させる異なった電磁特性を収容する手段を提供する無作為の関数であってもよい。本発明に係る好ましい実施例は、バースト内で約０．１から約１００キロヘルツで反復する約０．１から約２００ミリ秒の対称又は非対称のパルスを含む約０．１から約１００ミリ秒のパルスバーストを含む。バーストエンベロープは、改変された１／ｆの関数であり、約０．１から約１０００Ｈｚの間の無作為反復率で適用される。固定された反復率も約０．１Ｈｚから約１０００Ｈｚの間で使用することもできる。約０．００１ｍＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの誘導電場が生成される。本発明に係る別の実施例は、秒当たり約１から約１００バーストで反復する、例えば、２７．１２ＭＨｚの高周波数正弦波の約０．０１ミリ秒から約１０ミリ秒のバーストを含む。約０．００１ｍＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍの誘導電場が生成される。誘導性又は容量性の連結を介して得られた波形を送達することができる。
【００１６】
発明の開示
本発明の目的は、細胞膜及び細胞間の接合部界面における電磁的に感受性の調節性プロセスの調節を提供することである。
【００１７】
本発明の別の目的は、シグナル対ノイズ比（「ＳＮＲ」）の解析を用いて血管形成及び脈管新生を調節するように最適化された波形を構成し、次いで、波形構成装置、例えば、小型化電子回路によって出力される超軽量ワイヤコイルのような発電装置を用いて構成された波形を連結することによって数学的刺激による波形のパワースペクトルを構成することによって薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることである。
【００１８】
本発明の別の目的は、例えば、分子、細胞、組織及び器官のような標的経路構造のいずれかで出力ＳＮＲを評価することによって血管形成及び脈管新生を調節し、電気的等価がホジキン−ハックスレーの膜モデルのように非線形であったとしても、任意の入力波形を用いることによって薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることである。
【００１９】
本発明の別の目的は、出力ＳＮＲの使用を組み入れて電磁療法の治療を調節し、且つ調整し、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める装置を提供することである。
【００２０】
本発明の別の目的は、生化学的な標的経路構造に適用されて分子、細胞、組織及び器官の範囲内で血管形成及び脈管新生の調節を可能にする波形のパワースペクトルを最適化することによって選択される電磁場を用いて薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法及び装置を提供することである。
【００２１】
本発明の別の目的は、出力ＳＮＲを介してシグナルにおける周波数範囲を、分子、細胞、組織及び器官のような標的経路構造の周波数応答及び感受性に合わせることによりピークの振幅及び更に短いパルスの持続時間を有意に低下させ、それによって、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めるために、血管形成及び脈管新生の調節を可能にすることである。
【００２２】
本発明の更なる目的は、そのような化合物の生体有効性のプロセスが高められるように、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬と併せて使用される、電磁波形の適用のための装置を提供することである。
【００２３】
本発明の更なる目的は、治療目的、予防目的及び健康目的のための薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法を提供することである。
【００２４】
本発明の更なる目的は、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬と併せてＥＭＦを用いて作用剤の効力を高めて、器官、筋肉、関節、皮膚及び毛髪を治療する方法を提供することである。
【００２５】
本発明の更なる目的は、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬と併せてＥＭＦを用いて健康を増進して、器官、筋肉、関節、皮膚及び毛髪を治療する方法を提供することである。
【００２６】
本発明の更なる目的は、標的経路構造においてＳＮＲと出力ＳＮＲの検出可能性の要件に従って電磁波形が構成される方法を提供することである。
【００２７】
本発明の別の目的は、広帯域の、高スペクトル密度の電磁場を含む電磁治療のために記載の方法を提供することである。
【００２８】
本発明の別の目的は、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬と併せてＥＭＦを用いることによって軟組織及び硬組織の修復を増進する方法を提供することである。
【００２９】
本発明の別の目的は、電磁治療を用いて血管形成を調節することによって冒された組織への血流を増やすことにより薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法を提供することである。
【００３０】
本発明の別の目的は、移植された細胞、組織及び器官の生存性、増殖及び分化を調節する薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めるために血流を増やす方法を提供することである。
【００３１】
本発明の別の目的は、血管形成を調節し、血流を増やして薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることによって循環器疾患を治療する方法を提供することである。
【００３２】
本発明の別の目的は、微細血管の血液潅流及び低減させた浸出を改善することによって薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の生理的効力を高める方法を提供することである。
【００３３】
本発明の別の目的は、血流を増やして、骨及び硬組織の疾患を治療するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法を提供することである。
【００３４】
本発明の別の目的は、血流を増やして、軟組織の浮腫及び腫れを治療するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法を提供することである。
【００３５】
本発明の別の目的は、血流を増やして、損傷した軟組織を修復するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法を提供することである。
【００３６】
本発明の別の目的は、血管拡張を調節し、脈管新生を刺激することによって損傷した組織への血流を増やし、それによって薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力の増強を達成する方法を提供することである。
【００３７】
本発明の更なる目的は、抑えられた出力レベルを用いて装置が作動する電磁治療を提供することである。
【００３８】
また、本発明の更なる目的は、装置が安価で、携帯可能であり、電磁妨害を低下させる電磁治療装置を提供することである。
【００３９】
本発明の上記目的及び更なるその他の目的は、以後に述べられる図面の簡単な説明、本発明の詳細な説明、及びこれに添付されたクレームから明らかになるであろう。
【００４０】
本発明を実施するための形態
本発明に係る実施例は、例えば、細胞膜受容体、細胞性酵素へのイオン結合及び一般的な膜貫通の潜在的変化のような関連する誘電経路への治療の効力を結果的に高める、パルスバーストエンベロープに対する更に高いスペクトル密度を提供する。本発明に係る実施例は、関連する細胞性経路に伝達される周波数成分の数を増やし、それによって、既知の治癒メカニズムに適用可能な生体物理的現象の更に大きな範囲、例えば、増殖因子やサイトカインの放出の調節、及び調節性分子でのイオン結合へのアクセスを提供する。伝達経路におけるＳＮＲ又は出力ＳＮＲによって定義される数学的モデルに従って、センチメートル当たり１０−６から１０ボルトの間のピーク電場を誘導する単極性又は二極性の矩形パルス又は正弦パルスのパルスバーストエンベロープにランダムの又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、軟組織及び硬組織の双方に適用可能な生物学的治癒プロセスに更に大きな効果が達成されてもよく、それによって薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を増強してもよい。
【００４１】
本発明の有利な成果は、伝達経路におけるＳＮＲ又は出力ＳＮＲによって定義される数学的モデルに従って、調節パラメータ又はパルスバースト規定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ことによって、そのような振幅調節されたパルスバーストに対する出力要件を、同一周波数範囲の中にパルスを含有する調節されていないパルスバーストよりも有意に低くすることができることである。その結果、関連する誘電標的経路に対する透過線量測定の増加及び出力要件の低下という利点が達成される。
【００４２】
本発明の追加の利点は、作用剤の意図する効果を増進し、有効性を改善することによって、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を増強することに関する。
【００４３】
ＰＥＭＦ装置又はＰＲＦ装置から誘導された時間で変化する電流が、例えば、分子、細胞、組織及び器官のような標的経路構造に流れ込み、それは、細胞及び組織が生理的に意味のある方法で反応することができる刺激であるこれらの電流である。標的経路構造の電気的特性は、誘導された電流のレベル及び分布に影響を及ぼす。分子、細胞、組織及び器官はすべて、例えば、ギャップ結合が接触した状態にある。膜表面に存在してもよい高分子の結合部位におけるイオン又はリガンドの相互作用は、電圧依存性のプロセスであり、例えば、電気化学的であり、誘導された電磁場（「Ｅ」）に応答することができる。誘導された電流は、周囲のイオン性媒体を介してこれらの部位に到達する。電流経路における細胞の存在は、誘導された電流（「Ｊ」）を経時的に更に迅速に減衰させる（「Ｊ（ｔ）」）。これは、膜の電気容量から追加された細胞の電気インピーダンス及び結合の時定数及び、例えば、膜輸送のようなその他の電圧感受性の膜プロセスによる。
【００４４】
様々な膜及び電荷界面の構成を表す等価電気回路モデルが導き出されている。例えば、カルシウム（「Ｃａ２＋」）結合では、誘導されたＥによる結合部位での結合したＣａ２＋の濃度における変化は：
2008538513.tif 000003
のようなインピーダンスの表現によって周波数領域で記載されてもよく、それは、一連の抵抗−電気容量の電気的に等価の回路の形態を有する。式中、ωは２πｆとして定義される角周波数であり、ｆは周波数ｉ＝−１１／２であり、Ｚｂ（ω）は結合インピーダンスであり、Ｒｉｏｎ及びＣｉｏｎは、イオン結合経路の等価の結合抵抗及び電気容量である。等価の結合時定数、τｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎは、τｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎ＝１／Ｋｂを介したイオン結合率定数、ｋｂに関連する。従って、この経路の特徴的な時定数は、イオン結合動態によって決定される。
【００４５】
ＰＥＭＦ又はＰＲＦのシグナルから誘導されたＥは、電流をイオン結合経路に流し、単位時間当たりに結合するＣａ２＋の数に影響を及ぼすことができる。この電気的等価は、等価の結合電気容量Ｃｉｏｎを横切る電圧における変化であり、Ｃｉｏｎにより保存された電荷における変化の直接的な目安である。電荷は、結合部位におけるＣａ２＋イオンの表面濃度に直接比例し、すなわち、電荷の保存は、細胞の表面及び接合部におけるイオン又はその他の荷電種の貯蔵に等しい。結合率定数の直接的な動態解析と同様に電気インピーダンスの測定は、標的経路構造の帯域通過を一致させるためのＰＭＦ波形の構成に必要な時定数のための値を提供する。これによって、帯域通過のような標的インピーダンスへの最適な連結のための任意の誘導されたＥ波形に必要とされる周波数の範囲が斟酌される。
【００４６】
調節性分子へのイオン結合は、よくあるＥＭＦの標的であり、例えば、カルモジュリン（「ＣａＭ」）へのＣａ２＋の結合である。この経路の使用は、組織の修復、例えば、骨修復、創傷修復、毛髪修復、及び修復の様々な段階で放出される増殖因子の調節が関与する分子、細胞、組織及び器官の修復の促進に基づく。増殖因子、例えば、血小板由来増殖因子（「ＰＤＧＦ」）、線維芽細胞増殖因子（「ＦＧＦ」）及び表皮増殖因子（「ＥＧＦ」）はすべて治癒の適当な段階に関与する。血管形成及び脈管新生も組織の増殖及び修復に不可欠であり、ＰＭＦによって調節することができる。これらの因子はすべてＣａ／ＣａＭ依存性である。
【００４７】
Ｃａ／ＣａＭ経路を利用して、誘導された出力が背景の温熱ノイズ出力を十分に超える波形を構成することができる。正確な生理的条件下で、この波形は、生理的に有意な生体効果を有することができる。
【００４８】
Ｃａ／ＣａＭへの出力ＳＮＲモデルの適用は、ＣａＭでＣａ２＋結合動態の電気的等価の知識を必要とする。一次結合動態の範囲内で、ＣａＭ結合部位で長期にわたって結合したＣａ２＋の濃度の変化は、等価結合時定数τｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎによって周波数領域を特徴としてもよく、その際、Ｒｉｏｎ及びＣｉｏｎは、イオン結合経路の等価の結合抵抗及び電気容量である。τｉｏｎは、τｉｏｎ＝ＲｉｏｎＣｉｏｎ＝１／Ｋｂを介したイオン結合率定数、ｋｂに関連する。次いで公開されたＫｂに関する値を細胞アレイモデルで用いて、ＰＲＦシグナルによって誘導された電圧をＣａＭ結合部位での電圧における熱変動と比較することによってＳＮＲを評価することができる。例えば、Ｖｍａｘ＝６．５ｘ１０−７秒−１、［Ｃａ２＋］＝２．５μＭ、ＫＤ＝３０μＭ、［Ｃａ２＋ＣａＭ］＝ＫＤ（［Ｃａ２＋］＋［ＣａＭ］のような数値を用いて、ＫＤ＝６６５秒−１（τｉｏｎ＝１．５ミリ秒）を得る。τｉｏｎに対するそのような値を電気的等価回路に採用する一方で、任意の波形構造について出力ＳＮＲの解析を行うことができる。
【００４９】
本発明の実施例によれば、数学的モデル、例えば、数学方程式及び／又は一連の数学方程式を構成して、温熱ノイズはあらゆる電圧依存性プロセスに存在し、適当なＳＮＲを確立するための最小の閾値要件を表すことを理解することができる。例えば、適当なＳＮＲを確立するための最小の閾値要件を表す数学モデルを構成して、温熱ノイズの出力スペクトル密度Ｓｎ（ω）を以下のように表現することができるように温熱ノイズの出力スペクトル密度を含めることができる。
2008538513.tif 000004
式中、ＺＭ（ｘ，ω）は、標的経路構造の電気インピーダンスであり、ｘは標的経路構造の寸法であり、Ｒｅは、標的経路構造のインピーダンスの真の部分を意味する。ＺＭ（ｘ，ω）は、以下のように表現することができる。
2008538513.tif 000005
【００５０】
この方程式は、標的経路構造の電気インピーダンス、並びに標的経路構造に電気的に接続する細胞外液抵抗（「Ｒｅ」）、細胞内液抵抗（「Ｒｉ」）及び膜間抵抗（「Ｒｇ」）がすべてノイズのフィルタリングに寄与することを明瞭に示している。
【００５１】
ＳＮＲの評価への典型的なアプローチは、２乗平均平方根（ＲＭＳ）ノイズ電圧の単一の値を使用する。完全な膜反応、又は標的経路構造の帯域幅のいずれかに関連する周波数すべてにわたるＳｎ（ω）＝４ｋＴＲｅ［ＺＭ（ｘ，ω）］の積分の平方根を取ることによってこれが算出される。ＳＮＲは以下の比によって表現することができる。
2008538513.tif 000006
式中、｜ＶＭ（ω）｜は、選択された波形によって標的経路構造に送達される際の各周波数における電圧の最大振幅である。
【００５２】
本発明に係る実施例は、関連する誘電経路、例えば、細胞膜受容体、細胞性酵素へのイオン結合、及び一般的な膜貫通の潜在的変化に対する治療効果が高められるように高スペクトル密度を有するパルスバーストエンベロープを含む。その結果、関連する細胞性経路に伝達される周波数成分の数を増やすことによって、既知の組織増殖メカニズムに適用可能な、例えば、増殖因子及びサイトカインの放出を調節すること及び調節性分子でのイオン結合のような大きな範囲の生物物理的な現象にアクセス可能である。本発明の実施例によれば、約１０−８から１００Ｖ／ｃｍの間のピーク電場を誘導する単極性又は二極性の矩形又は正弦のパルスのパルスバーストエンベロープに、ランダムの、又はその他の高スペクトル密度のエンベロープを適用することは、軟組織及び硬組織の双方に適用可能な生物治癒プロセスに更に大きな効果を生じる。
【００５３】
本発明の更なる別の実施例によれば、高スペクトル密度の電圧エンベロープを調節パラメータ又はパルスバースト規定パラメータとして適用することによって、そのような振幅が調節するパルスバーストのための出力要件を、類似の周波数範囲の中でパルスを含有する調節されていないパルスバーストに比べて有意に低くすることができる。このことは、さもなければ実質的に均一なパルスバーストエンベロープであるものへの不規則な、及び特にランダムの振幅の負担によってもたらされた反復バースト列の範囲内での負荷サイクルにおける実質的な低減による。その結果、関連する誘電経路に伝達される線量測定の向上と出力要件の低下という二重の利点が達成される。
【００５４】
図１を参照するが、図１は、治療目的及び予防目的で動物及びヒトのイオン及びリガンドのような標的経路構造に、パルスすることができる電磁シグナルを送達することによって幹細胞、組織、細胞、器官及び分子を処理するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めるための、本発明の実施例にかかる方法のフローチャートである。標的経路構造には、幹細胞、組織、細胞、器官及び分子を挙げることもできるが、これらに限定されない。薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることには、吸収率を高めること、有効投与量を減らすこと、最適レベルで更に速い送達速度；並びに分子レベル及び細胞レベルでの高い結合動態及び輸送動態が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５５】
少なくとも１種の反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）を標的経路構造に適用する（ステップ１０１）。反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）には、薬物、化学物質、化粧品、局所薬及び遺伝子剤が挙げられるが、これらに限定されない。反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）は、摂取することができ、局所に塗布することができ、静脈内、筋肉内に適用することができ、又は、イオントフォレーゼ、Ｘ線及び光の照射、並びに加熱のような、標的経路構造と物質の相互作用を起こす医学界で既知のその他の方法によって適用することができる。薬物には、抗生剤、増殖因子、化学療法剤、抗ヒスタミン剤、アンギオテンシン阻害剤、ベータ遮断剤、スタチン類、及び抗炎症剤が挙げられるが、これらに限定されない。化学物質には、過酸化水素、ベータダイン及びアルコールが挙げられるが、これらに限定されない。局所薬には、抗生剤、クリーム、レチノール、過酸化ベンゾイル、トルナフタート、メントール、皮膚軟化剤、オイル類、ラノリン、スクアレン、アロエベラ、抗酸化剤、脂肪酸、脂肪酸エステル、タラ肝油、α−トコフェロール、石油、水素添加ポリブテン、ビタミンＡ、ビタミンＥ、局所用タンパク質及びコラーゲンが挙げられるが、これらに限定されない。化粧品には、メイクアップ、アイライナー及びブラシが挙げられるが、これらに限定されない。遺伝子剤には、遺伝子、ＤＮＡ及び染色体が挙げられるが、これらに限定されない。
【００５６】
イオン及びリガンドのような標的経路構造に連結されるべき少なくとも１つの波形パラメータを有する少なくとも１つの波形を構成すること（ステップ１０２）。
【００５７】
細胞及び組織の状態に依存し、該状態が、休息して、増殖して、置き換えて及び傷害に反応してのいずれか１つで生理的に有益な結果を生じるかどうかである標的経路構造での電圧及び電気インピーダンスにおけるベースラインの熱変動のような背景の活性よりも上で（ステップ１０２）、波形を標的経路構造で検出できるように、少なくとも１つの波形パラメータを選択して標的経路構造におけるシグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの比の少なくとも１つを最大化する。標的経路構造で検出可能であるには、前記標的経路構造の定数を用いて、シグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの比の少なくとも１つを評価し、前記標的経路構造における前記少なくとも１つの波形によって誘導される電圧を前記標的経路構造における電圧及び電気インピーダンスのベースラインの熱変動と比較することにより前記少なくとも１つの波形パラメータの値を選択し、それによって、前記標的経路構造の帯域通過の範囲内で前記シグナル対ノイズの比及び出力シグナル対ノイズの比の少なくとも１つを最大化することによる前記少なくとも１つの波形によって、前記標的経路構造において生体有効性の調節が生じる。
【００５８】
生成された電磁シグナルの好ましい実施例は、約０．０１Ｈｚから約１００ＭＨｚの範囲にある複数の周波数成分を含み、複数の周波数成分がＳＮＲモデルを満たす（ステップ１０３）少なくとも１つの波形パラメータを有する任意の波形のバーストから構成される。反復性の電磁シグナルは、前記構成された少なくとも１つの波形から、例えば、誘導的に又は容量性に生成されることができる（ステップ１０４）。電磁シグナルはまた、非反復性であることができる。標的経路構造の近傍に近く構成された電極又は誘導因子のような連結装置の出力によって、電磁シグナルはイオンやリガンドのような標的経路構造に連結される（ステップ１０５）。標的経路構造への電磁シグナルの連結は例えば、反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）を適用する前の任意のとき、反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）が適用されると同時に、又は反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）が適用された後、付加的に生じる。連結は、血流を増やし、分子、組織、細胞及び器官における調節性分子へのイオン及びリガンドの結合の調節を増強し、それによって反応型作用剤（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）の生体有効性を高める。
【００５９】
図２は、本発明に係る装置の好ましい実施例を説明する。装置は、内蔵式で、軽量の携帯型である。小型の制御回路２０１は、例えば、ワイヤのような少なくとも１つの連結子２０２の末端に連結されるが、制御回路はワイヤなしで作動することもできる。少なくとも１つの連結子の反対側は、電気コイル２０３のような発電装置に連結される。小型の制御回路２０１は、波形を構成するのに使用される数学モデルを適用する方式で構築される。任意且つ既知の標的経路構造について、波形が生理的に有益な結果、例えば、生体有効性の調節を生じ、背景の活性より上で標的経路構造で検出可能であるように出力ＳＮＲを満たす波形パラメータを選択できるように、構成された波形は出力ＳＮＲを満たさなければならない。本発明に係る好ましい実施例は、秒当たり約０．１から約１００パルスで反復する約１から約１００ミリ秒の矩形パルスの約０．１から約１００ミリ秒のバーストを含む、イオンやリガンドのような標的経路構造で時間で変化する磁場及び時間で変化する電場を誘導する数学モデルを適用する。誘導された電場のピーク振幅は、約１μＶ／ｃｍから約１００ｍＶ／ｃｍであり、ｆ＝周波数である１／ｆの関数に従って変化する。本発明に係る好ましい実施例を用いて構成された波形を、１日あたり１分から２４０分のもとで好ましい合計暴露時間で、イオンやリガンドのような標的経路構造に適用してもよい。しかしながら、ほかの暴露時間を使用することができる。小型の制御回路２０１によって構成された波形は、連結子２０２を介して電気コイルのような発電装置２０３に向けられる。発電装置２０３は、組織のような標的経路構造に治療を提供するのに使用することができるパルス磁場を送達する。小型の制御回路は、処方された時間、パルス磁場を適用し、任意の時間、例えば、１日１０回、必要に応じた適用回数でパルス磁場を適用することを自動的に繰り返すことができる。小型の制御回路は、任意の時間反復順について、適用するパルス磁場をプログラム可能にするように構成することができる。本発明に係る好ましい実施例は、位置決め装置２０４、例えば、ベッドに組み入れられることによって薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高めることができる。パルス磁場を、例えば、イオンやリガンドのような標的経路構造に連結することは、治療上及び予防上、炎症を軽減し、それによって、疼痛を有利に軽減し、標的領域における治癒を促進し、薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の標的経路構造との相互作用を高める。電気コイルが発電装置２０３として使用される場合、ファラデーの法則に従って標的経路構造に時間で変化する電場を誘導する時間で変化する磁場によって、電気コイルに動力を供給することができる。発電装置２０３によって生成される電磁シグナルは、電極が皮膚又は標的経路構造のその他の外部の電気的に導電性の境界との直接的接触にある電磁連結を用いて適用することもできる。更に、本発明に係る別の実施例では、発電装置２０３によって生成される電磁シグナルは、電極のような発電装置２０３とイオンやリガンドのような標的経路構造との間に空隙が存在する静電連結を用いて適用することもできる。本発明に係る好ましい実施例の利点は、その���軽量コイル及び小型化された回路によって、一般の理学療法治療モダリティと共に且つ、増殖、疼痛の緩和、並びに組織及び器官の修復が所望されるところで使用することが可能である。本発明に係る好ましい実施例の適用の有利な成果は、組織の増殖、修復及び維持が、どこでも且ついつでも、例えば、クルマを運転している間、又はテレビを見ている間に達成され、増強されることができるということである。更に、好ましい実施例の適用の別の有利な成果は、分子、細胞、組織及び器官の増殖、修復及び維持が、どこでも且ついつでも、例えば、クルマを運転している間、又はテレビを見ている間に達成され、増強されることができるということである。
【００６０】
図３は、小型制御回路３００の本発明に係る好ましい実施例のブロック図を説明する。小型制御回路３００は、図２で上述されたワイヤコイルのような発電装置を駆動する波形を生じる。オン／オフのスイッチのような活性化手段によって小型制御回路を活性化することができる。小型制御回路３００は、リチウム電池３０１のような電源を有する。電源の好ましい実施例は、３．３Ｖの出力電圧を有するが、他の電圧を使用することができる。本発明に係る別の実施例では、電源は、例えば、プラグ及びワイヤによって本発明に連結される、例えば、ＡＣ／ＤＣコンセントのような電気コンセントのような外部電源であることができる。スイッチ電源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の好ましい実施例は、８ビット４ＭＨｚのマイクロコントローラ３０３を使用するが、他のビットＭＨｚのマイクロコントローラを使用してもよい。スイッチ電源３０２も、蓄積キャパシタ３０４に電流を送達する。本発明の好ましい実施例は、２２０μＦの出力を有する蓄積キャパシタを使用するが、ほかの出力を使用することができる。蓄積キャパシタ３０４によって高周波数のパルスを、例えば、誘導子（示さず）のような連結装置に送達することができる。マイクロコントローラ３０３はまた、パルス整形器３０５及びパルス位相タイミング制御３０６も制御する。パルス整形器３０５及びパルス位相タイミング制御３０６は、パルスの形状、バースト幅、バーストエンベロープの形状及びバースト反復率を決定する。正弦波のような完全な波形の発生器又は任意の数の発生器を組み入れて、具体的な波形を提供することもできる。電圧レベル変換副回路３０７は、標的経路構造に送達される誘導された場を制御する。スイッチのＨｅｘｆｅｔ３０８によって、無作為化された振幅のパルスを、誘導子のような少なくとも１つの連結装置に対して波形の道順を決める出力３０９に送達することができる。マイクロコントローラ３０３はまた、例えば、分子、細胞、組織及び器官のような標的経路構造の単一治療の合計暴露時間を制御することもできる。小型制御回路３００は、プログラム可能であり、処方された時間、パルスを作る磁場を適用し、任意の時間、例えば、１日の１０回、必要に応じた多数の適用についてパルスを作る磁場を適用することを自動的に反復するように構築することができる。本発明に係る好ましい実施例は、約１０分から約３０分の治療時間を使用する。
【００６１】
図４Ａ及び４Ｂを参照して、例えば、誘導子のような連結装置４００の本発明に係る好ましい実施例を示す。連結装置４００は、単鎖又は複数鎖の柔軟なワイヤ４０２を巻きつけた電気コイル４０１であることができるが、硬いワイヤを使用することもできる。本発明に係る好ましい実施例では、ワイヤは銅から作られるが、他の材料を使用することができる。複数鎖の柔軟な磁性ワイヤ４０２は、電気コイル４０１を、ヒトや動物の四肢又は関節のような特定の解剖学的構成に従わせることが可能である。電気コイル４０１の好ましい実施例は、約２．５ｃｍから約５．０ｃｍの間の外径を有する当初円形形状で巻きつけられた、約０．０１ｍｍから約０．１ｍの直径の単磁性ワイヤ及び複数鎖磁性ワイヤの約１から約１０００の回転を含むが、他の数の回転及びワイヤ直径を使用することができる。電気コイル４０１の好ましい実施例は、非毒性のＰＶＣ金型４０３と共にケースに入れることができるが、他の非毒性の金型も使用することができる。包帯、帯具、衣類、及び通常、創傷治療に使用されるその他の構造に電気コイルを組み入れることもできる。
【００６２】
図５を参照して、波形５００の本発明に係る実施例を説明する。パルス５０１は、有限の持続時間５０３を有するバースト５０２の範囲内で反復される。持続時間５０３は、バースト持続時間対シグナル期間の比として定義される負荷サイクルが約１から約１０−５の間であるようにする。本発明に係る好ましい実施例は、約１０から約５０ミリ秒間のバースト５０２に適用され、修正された１／ｆの振幅エンベロープ５０４を有し、約０．１から約１０秒の間のバースト期間に相当する有限持続時間５０３を持つパルス５０１に対して偽矩形１０ミリ秒のパルスを利用するが、ＳＮＲや出力ＳＮＲのような数学モデルに従うその他の波形、エンベロープ及びバースト期間を使用してもよい。
【００６３】
図６は、手首支持体のような位置決め装置の本発明に係る好ましい実施例を説明する。手首支持体６０１のような位置決め装置６００はヒトの手首６０２に装着する。位置決め装置は、携帯可能であるように構築することができ、使い捨てであるように構築することができ、埋め込み可能であるように構築することができる。位置決め装置は、複数の方法で、例えば、縫い合わせることによって本発明を位置決め装置に組み入れること、例えば、ベルクロ（登録商標）によって本発明を位置決め装置に加えること、及び弾性である位置決め装置を構築することにより定位置に本発明を保持することにおいて、本発明と組み合わせて使用することができる。
【００６４】
本発明に係る別の実施例では、どこでも、例えば、家庭で、医院で、治療センターで及び戸外で使用されるように、位置決め装置があってもなくても任意の大きさの独立型装置として本発明を構築することができる。手首支持体６０１は、例えば、ネオプレンのような任意の解剖及び支持体材料で作ることができる。本発明に従って構成されるシグナル、例えば、図５に描かれた波形が、手首の上面である背部から手首の底面である底側に適用されるように、コイル６０３を手首支持体６０１に取り入れる。ベルクロ（登録商標）のような締結装置を用いて、マイクロ回路６０４を手首支持体６０１の外側に取り付ける（示さず）。マイクロ回路を、例えば、柔軟ワイヤ６０５のような少なくとも１つの接続装置の一端に連結する。少なくとも１つの接続装置の他端は、コイル６０３に連結する。位置決め装置の本発明に係るその他の実施例には、膝、肘、腰、肩、その他の解剖学的な布、衣類のような衣料、服飾付属品、及び履物用品が含まれる。
【００６５】
図７を参照して、マットレスパッド７００に一体化された電磁治療装置の本発明に係る実施例を説明する。マットレスも使用することができる。数本の軽量柔軟なコイル７０１をマットレスパッドに一体化する。軽量柔軟なコイルは、微細な柔軟性の導電性ワイヤ、導電性の糸及びその他の柔軟性の導電性材料から構築することができる。柔軟性コイルを、少なくとも１つのワイヤ７０２の少なくとも一端に接続する。しかしながら、回路７０３に直接接続されるように、又はワイヤレスであるように、柔軟なコイルを構成することもできる。本発明の実施例に従って波形を構成する軽量の小型化回路７０３を、前記少なくとも１つのワイヤの少なくとも１つの他端に取り付ける。活性化されると、軽量の小型化回路７０３は、柔軟性コイル（７０１）に向けられる波形を構成し、標的経路構造に連結されるＰＥＭＦシグナルを創製する。
【００６６】
実施例１
ＥＭＦシグナル構成に関する本発明に係る実施例は、標準的な酵素アッセイにおけるカルシウム依存性のミオシンのリン酸化に使用されている。この酵素経路は、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効果を高めることが知られている。数分間の時間で、ほぼ飽和のＣａ２＋濃度で線形であるリン酸化率について反応混合物を選択した。外傷で生じるように、又はヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の適用によって生じるように、これは、ＥＭＦ感受性であるＣａ２＋／ＣａＭについて生物学的窓（ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｗｉｎｄｏｗ）を開く。七面鳥の砂嚢から単離されたミオシン軽鎖（「ＭＬＣ」）及びミオシン軽鎖キナーゼ（「ＭＬＣＫ」）を用いて実験を行った。反応混合物は、４０ｍＭのＨＥＰＥＳ緩衝液、ｐＨ７．０；０．５ｍＭの酢酸マグネシウム；１ｍｇ／ｍＬのウシ血清アルブミン、０．１％（ｗ／ｖ）ツイーン８０；及び１ｍＭのＥＧＴＡを含有する塩基性溶液から成った。遊離のＣａ２＋は１から７μＭの範囲で変化させた。Ｃａ２＋による緩衝化がいったん確立すると、新しく調製した７０ｎＭのＣａＭ、１６０ｎＭのＭＬＣ及び２ｎＭのＭＬＣＫを塩基性溶液に加えて最終反応混合物を形成した。
【００６７】
各一連の実験について反応混合物を毎日新しく調製し、１００μＬ分を１．５ｍＬのエッペンドルフチューブに分注した。反応混合物を含有するエッペンドルフチューブをすべて０℃に保ち、次いで、フィッシャーサイエンティフィックモデル９００熱交換機の通過によって事前に温められた水の一定の潅流によって３７±０．１℃に維持された特別に設計された水槽に移した。例えば、コール・パーマーモデル８１１０−２０のような、実験中ずっと１本のエッペンドルフチューブに浸されたサーミスタプローブによって温度をモニターした。反応は、２．５μＭの３２Ｐ−ＡＴＰによって開始し、３０μＭのＥＤＴＡを含有するレムリの試料緩衝液によって停止した。５つのブランク試料の最小値を各実験でカウントした。ブランクは、全アッセイ混合物から活性成分、Ｃａ２＋、ＣａＭ、ＭＬＣ又はＭＬＣＫの１つを除いたものだった。ブランクのカウントが３００ｃｐｍより高い実験は、受け入れなかった。リン酸化を５分間進行させ、ＴＭ解析モデル５３０３マークＶ液体シンチレーションカウンタを用いてＭＬＣに取り込まれた３２Ｐをカウントすることによって評価した。
【００６８】
シグナルは、高周波数の波形の反復バーストを含んだ。振幅は０．２Ｇで一定に維持され、反復率は、暴露すべてについて１バースト／秒だった。バースト持続時間が５００マイクロ秒に近づくにつれて最適な出力ＳＮＲが達成されることを示した本発明の数学的解析の予測に基づいて、バースト持続時間は、６５マイクロ秒から１０００マイクロ秒で変化した。結果を図８に示すが、そこでは、マイクロ秒でのバースト幅８０１をｘ軸にプロットし、処理されたもの／見せかけとしてのミオシンのリン酸化８０２をｙ軸にプロットする。まさに出力ＳＮＲモデルによって説明されたように、ＣａＭへのＣａ２＋の結合に対するＰＭＦの効果はおよそ５００マイクロ秒でその最大値に近づくことを知ることができる。
【００６９】
これらの結果は、本発明の実施例に従って構成されたＥＭＦシグナルが、任意の磁場振幅について最適の出力ＳＮＲを達成するのに十分なバースト持続時間の間、ヒト、動物及び植物の細胞、器官、組織及び分子に適用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効果を最大限高めることを裏付けている。
【００７０】
実施例２
この検討は、パルスされた電磁周波数（「ＰＥＭＦ」）の波形によるどの程度の治療が治療された領域における血液潅流に影響を及ぼすのかを割り出した。試験はすべて、被験者を心地よい安楽イスに座らせて温度が制御された部屋（２３から２４℃）で行った。各腕で、肘前部から約５ｃｍ離れた内側前腕に、両面テープで非金属のレーザードップラープローブを貼り付けた。表面温度を測定するための温度を感知するサーミスタをプローブの外縁から約１ｃｍ離して置き、テープで固定した。各前腕にタオルをかけて、循環する空気の流れの直接的影響を減らした。心地よく休息する被験者と共に、各腕の皮膚の処理をモニターした。このモニター区間の間に、本発明に従ってＰＥＭＦの波形を生じるための励起コイルを、皮膚表面から約２ｃｍ垂直に離して右の前腕のレーザードップラープローブの上に直接置いた。モニターした皮膚の温度が定常状態値に達したら、データ収集段階を開始した。これは、２０分間のベースライン区間、それに続く、ＰＥＭＦ波形が適用される４５分間の区間から成る。
【００７１】
全プロトコールの間、５分間隔で皮膚の温度を記録した。レーザードップラー流量計（「ＬＤＦ」）によって測定される血液潅流シグナルをチャート記録計に連続的に表示させ、同時にアナログからデジタルへの変換後、コンピュータにより確保した。測定の各隣接する５分間隔の間で、コンピュータによってＬＤＦシグナルを時間平均し、各間隔について単一の平均された潅流値を生じた。手順の終了時、皮膚側での相対的な磁場強度を、特別に設計され、較正された測定システムに連結された１ｃｍ径のループによって測定した。
【００７２】
各被験者について、試験の腕と対照の腕でのベースラインの潅流を２０分間のベースライン区間の間の平均として割り出した。ＰＥＭＦ処理の開始に続くその後の潅流値は、このベースラインの比率として表現した。反復測定としてのグループ分け変数として及び経時的な、腕（試験対対照）の分散分析を用いて、試験の腕と対照の腕との間の比較を行った。
【００７３】
図９は、時間をｘ軸９０１にプロットし、潅流をｙ軸９０２にプロットして検討した９人の被験者について処理中に見い出された潅流の変化の時間的経過を要約する。分析は、処理と時間の有意な相互作用を示し（ｐ＝０．０３）、ＰＥＭＦ処理の４０分後、処理した腕で血液潅流は有意に上昇した（ｐ＜０．０１）。ベースラインの潅流（ｍｖ）の絶対値は、対照の腕と試験の腕との間で異ならなかった。共変量としての絶対単位（ｍｖ）におけるベースラインの潅流との共分散の分析もまた、処理した腕と対照の腕との間の全体的な差異を示している（ｐ＜０．０１）。
【００７４】
本調査研究の主な知見は、記載した方法で適用すると、ＰＥＭＦ処理は、休息している前腕の皮膚の微細血管の潅流における有意な増強に関連するということである。休息している処理前のレベルに比べて平均すると約３０％になるこの増強は、処理の約４０分後に生じるが、反対側の処理しない腕ではそのような増強は明らかではない。これによって、薬物、化学物質、局所薬、化粧品及び遺伝子剤の意図される組織標的への流量を高めることができる。
【００７５】
薬学的な効果を高める装置及び方法に関する実施例を記載してきたが、上記教示の観点から、修正例及び変更例が、当業者によって行われうることに言及する。従って、添付の特許請求の範囲によって定義されるような本発明の範囲及び精神の範囲内である開示された本発明の特定の実施例において変更が行われてもよいことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施例が更に詳細に記載されるであろう。
【００７７】
【図１】図１は、本発明の実施例に従って、生きている組織、細胞及び分子を処理するのに使用される薬物、化学物質、化粧品及び局所薬の効力を高める方法のフローチャートである。
【図２】図２は、本発明の好ましい実施例に従って膝関節に適用される制御回路及び電気コイルの図である。
【図３】図３は、本発明の好ましい実施例に係る小型化された回路のブロック図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の好ましい実施例に係る誘導子のようなワイヤコイルの線画である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の好ましい実施例に係る柔軟性の磁性ワイヤの線画である。
【図５】図５は、本発明の好ましい実施例に従って、例えば、分子、細胞、組織又は器官のような標的経路構造に送達される波形の図である。
【図６】図６は、本発明の好ましい実施例に係る、例えば、手首支持体のような位置決め装置の図である。
【図７】図７は、本発明の好ましい実施例に係るマットレスのパッドのような位置決め装置の図である。
【図８】図８は、本発明の好ましい実施例に従って増加したバースト持続時間の効果を説明するグラフである。
【図９】図９は、本発明の好ましい実施例に従って達成された皮膚血液潅流の増加を説明するグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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