(57)【要約】本発明は、電場を体に送達するための方法および装置を提供し、偏光磁場を、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の方向で送達する工程、および該所望の標的にわたって電場を誘導するように、該磁場の送達方向を、該所望の標的に向ける第２の方向に変更する工程を含む。
2010510862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電場を体に送達する方法であって、該方法が、
偏光磁場を、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の方向で送達する工程；および、
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、該磁場の送達方向を、該所望の標的に向ける第２の方向に変更する工程、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の方向の前記磁場の平面配向が、前記第２の方向の該磁場の平面配向に直角である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記磁場が、前記送達方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で少なくとも５秒間送達される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記磁場が、前記送達方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で少なくとも１０秒間送達される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記磁場が、前記送達方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で少なくとも３０秒間送達される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記磁場が、前記送達方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で３００秒間以下送達される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記磁場が、前記体に約３０分間から約６０分間送達される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記標的が、癌細胞を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記標的が、心臓組織を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記磁場が、直線偏光である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁場が、円偏光である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記磁場が、ＡＣ電流が少なくとも１つのコイル対を流れることで形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記磁場が、少なくとも２つのコイル対で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのコイル対が、少なくとも２つの異なる方向に磁場を送達するように配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＡＣ電流が前記少なくとも２つのコイル対を交互に流れる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
１つのコイル対の前記ＡＣ電流が、少なくとも１つの他のコイル対の該ＡＣ電流と約９０度の位相ずれである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
１つのコイル対の前記ＡＣ電流が、少なくとも１つの他のコイル対の該ＡＣ電流と約６０度から約１２０度までの位相ずれである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記送達された磁場が、約２０Ｈｚ以上の周波数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記送達された磁場が、約２０Ｈｚから約６０Ｈｚまでの周波数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
電場を体に送達する方法であって、該方法が、
第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達する工程；および、
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第２の磁場を、第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で送達する工程を含み、常に１つの磁場のみが該体に送達される、
方法。
【請求項２１】
第１の配向の前記第１の磁場および第２の配向の前記第２の磁場のうち少なくとも１つが、直線偏光磁場を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第１の配向の前記第１の磁場および第２の配向の前記第２の磁場のうち少なくとも１つが、円偏光磁場を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルのうち少なくとも１つが、コイル対を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の配向が、前記第２の配向に直角である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
第３の磁場を、第３のコイルから、第３の配向で送達する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の配向、前記第２の配向および前記第３の配向が、他のコイルの配向に相互に直角である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の磁場が、前記送達配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で少なくとも５秒間送達される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の磁場が、前記送達配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で少なくとも１０秒間送達される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の磁場が、前記送達配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で少なくとも３０秒間送達される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の磁場が、前記送達配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で３００秒間以下送達される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
前記磁場が、前記体に合計約３０分間から約６０分間送達される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記標的が、癌細胞を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
前記標的が、心臓組織を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
ＡＣ電流が、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを交互に流れる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１のコイルを流れる前記ＡＣ電流が、前記第２のコイルを流れる該ＡＣ電流と約９０度の位相ずれである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１のコイルを流れる前記ＡＣ電流が、前記第２のコイルを流れる該ＡＣ電流と約６０度から約１２０度までの位相ずれである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
電場を体に送達する方法であって、該方法が、
第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達する工程；
第２の磁場を、第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で送達する工程：および、
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第３の磁場を、第３のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第３の配向で送達する工程、
を含む、方法。
【請求項３８】
第１の配向の前記第１の磁場、第２の配向の前記第２の磁場および第３の配向の前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、直線偏光磁場を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
第１の配向の前記第１の磁場、第２の配向の前記第２の磁場および第３の配向の前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、円偏光磁場を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１のコイル、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルのうち少なくとも１つが、コイル対を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の配向、前記第２の配向および前記第３の配向が、他のコイルの配向に相互に直角である、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記送達配向が異なる配向に変更される前に、少なくとも５秒間送達される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記送達配向が異なる配向に変更される前に、少なくとも１０秒間送達される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記送達配向が異なる配向に変更される前に、少なくとも３０秒間送達される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記送達配向が異なる配向に変更される前に、３００秒間以下送達される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち２つが、同時に送達される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４７】
前記磁場が、前記体に合計約３０分間から約６０分間送達される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４８】
前記標的が、癌細胞を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４９】
前記標的が、心臓組織を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項５０】
前記第１のコイル、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルのうち少なくとも１つを流れるＡＣ電流が、該第１のコイル、該第２のコイルおよび該第３のコイルのうち他の少なくとも１つを流れる該ＡＣ電流と約９０度の位相ずれである、請求項３７に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のコイル、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルのうち少なくとも１つを流れるＡＣ電流が、該第１のコイル、該第２のコイルおよび該第３のコイルのうち他の少なくとも１つを流れる該ＡＣ電流と約６０度から約１２０度までの位相ずれである、請求項３７に記載の方法。
【請求項５２】
電場を体に送達するための装置であって、該装置が、
第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達するための手段；
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第２の磁場を、第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で送達するための手段：および、
該第１のコイルおよび該第２のコイルの間で電流を交互に流すための手段、
を含む、装置。
【請求項５３】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも１つが、コイル対を含む、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
第３の磁場を、第３のコイルから、第３の配向で送達するための手段をさらに含む、請求項５２に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、磁場の使用、より詳しくは、治療目的で一様に電場を誘導するために磁場を使用する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁場（ＥＭＦ）への曝露は、多くの病状の治療においてますます有用なツールになっている。例えば、時間的に変化する磁場への曝露は、骨および創傷の治癒を加速する認可された方法である。例えば、ＥＭＦは、心臓発作時に心臓への損傷を抑えるため、ならびに腫瘍の破壊のための化学療法およびＸ線療法中に骨髄を保護するために用いられ得る。
【０００３】
ＥＭＦが細胞に印加される場合、細胞に機能する電場は、ＥＭＦが細胞に作用するための主要なメカニズムである。主目的として、低周波の、時間的に変化する磁場の使用は、治療される組織にわたって電場を出現させる最も簡便で制御可能な方法である。時間的に変化する磁場は、体の外側に（例えば、１つのコイル対および時間的に変化する電流源で）形成され得る。この場が体に入ると、それは、時間的に変化する電場を（ファラデーの法則によって）誘導する。体の磁気特性は非常に一様であるため、体内に一様磁場を形成することは極めて容易である。しかしながら、体の電気伝導度は、器官毎に（例えば、肺から心臓）および１つの器官内（例えば、心筋から心臓血液）で非常に異なり得るため、誘導電場は非常に非一様である。
【０００４】
この一様性の欠如は、時間的に変化する磁場の治療的印加の重大な制限を意味する。この制限の良い例が、虚血事象（例えば、心臓発作）の後の心臓への損傷を抑えるための磁場の使用である。３０分間以上にわたる磁場の印加は、心筋の細胞において熱ショックタンパク質（ｈｓｐ）の活性化を誘導する。これらのｈｓｐは、血流の途絶（虚血）によって細胞ストレスが生じている間、心臓を細胞死（壊死）から保護するために機能する。この技術に存在する問題は、誘導電場が非常に大きく異なるので、心臓の多くの領域では、誘導電場の大きさは細胞がｈｓｐを産生するのに十分ではないことである。例えば、肺は、心臓に隣接する高抵抗領域である。結果として、誘導電場が肺と心臓の両方を通過する場合、磁場のほとんどは肺にわたって出現し、心臓にはごくわずかしか出現しない。誘導電場が肺を横切らない方向で印加されたとしても、血液は心筋と比較して非常に低い伝導度を有するため、心臓には大きな電場を受けない領域がある。
【０００５】
器官のどの領域が大きな電場を受けないかは、印加された磁場の方向、およびしたがって誘導されたＥＭＦの方向に、大きく依存する。提案される１つの解決方法は、単にｘ、ｙおよびｚ方向で同時に場を印加することであり得る。しかしながら、これらの場のベクトルの和は単に一方向の新しい磁場でしかないため、これはうまくいかない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、一様電場の誘導方法および装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の広い局面によれば、電場を体に送達する方法を提供し、該方法は、偏光磁場を、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の方向で送達する工程；および、該所望の標的にわたって電場を誘導するように、該磁場の送達方向を、該所望の標的に向ける第２の方向に変更する工程を含む。
【０００８】
本発明の第２の広い局面によれば、電場を体に送達する方法を提供し、該方法は、第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達する工程；および、該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第２の磁場を、第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で送達する工程を含み、常に１つの磁場のみが該体に送達される。
【０００９】
本発明の第３の広い局面によれば、電場を体に送達する方法を提供し、該方法は、第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達する工程；第２の磁場を、第２のコイルから、該体内の所望の標的に向ける第２の配向で送達する工程：および、該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第３の磁場を、第３のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第３の配向で送達する工程を含む。
【００１０】
本発明の第４の広い局面によれば、電場を体に送達するための装置を提供し、該装置は、第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達するための手段；該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第２の磁場を、第２のコイルから該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で送達するための手段；および、該第１のコイルおよび該第２のコイルの間で電流を交互に流すための手段を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】２つのコイル対が相互に直角に配向される、本発明の一実施態様によるコイル配置の概略図である。
【図２】２つのコイル対が相互に直角に配向される、本発明の一実施態様によるコイル配置の概略図である。
【図３】３つのコイル対を用いる、本発明の一実施態様によるコイル配置の概略図である。
【図４】ＥＭＦ誘導効果の異なるモデル（低酸素保護（円）および酵素活性の変化（四角）を含む）についての、オン／オフ間隔および最大応答の割合（％）のグラフである。
【図５】垂直および水平の直線のＥＭＦ曝露偏光を用いた、心臓発作後損傷に対するＥＭＦの効果を示す表である。
【図６】垂直円、水平円、ならびに垂直および水平交互の直線のＥＭＦ曝露偏光を用いた、心臓発作後損傷に対するＥＭＦの効果を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を、添付の図面とともに説明する。
【００１３】
（詳細な説明）
発明について記載する前に、いくつかの用語を定義することが好都合である。本明細書を通して以下の定義が用いられることが理解される。
【００１４】
（定義）
用語の定義が、その用語が一般的に用いられる意味から外れる場合には、特に示さない限り、出願人は以下に規定された定義を利用することを意図する。
【００１５】
本発明の目的のために、用語「直線偏光磁場」とは、時間的に変化するが、その方向は常に所定の固定線に沿って向けられる磁場をいう。
【００１６】
本発明の目的のために、用語「円偏光磁場」とは、場のベクトルが固定軸の周囲を回転し、円になって回るように出現する磁場をいう。
【００１７】
本発明の目的のために、用語「直線垂直場」とは、場のベクトルが垂直方向に配向される直線偏光場をいう。
【００１８】
本発明の目的のために、用語「直線水平場」とは、場のベクトルが水平方向に配向される直線偏光場をいう。
【００１９】
本発明の目的のために、用語「円垂直場」とは、場のベクトルがその垂直軸の周囲を回転する円偏光場をいう。
【００２０】
本発明の目的のために、用語「円水平場」とは、場のベクトルがその水平軸の周囲を回転する円偏光場をいう。
【００２１】
本発明の目的のために、用語「一様電場」とは、治療されるすべての組織において本質的に不変である誘導電場をいう。
【００２２】
本発明の目的のために、用語「配向」とは、磁場の配向などの特定された要素の配置、構成、方向などをいう。
【００２３】
（説明）
本発明は、電場を体に送達するための方法および装置を提供し、それらは、第１の磁場を、第１のコイルから、体に、体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達し、そして第２の磁場を、第２のコイルから、体内の所望の標的に向ける第２の配向で送達し、所望の標的にわたって電場を誘導することによるものであって、常に１つの磁場のみが体に送達されるものである。本発明は、誘導電場の一様性の増加を提供する。増加した一様性は有用である。なぜなら、誘導電場が一様でない場合、その値は（治療される組織の一部の領域において）有用な生物学的効果を誘導するのに必要な閾値以下になり得、そのため治療が部分的にしか効果的でないからである。
【００２４】
一定の条件下では、治療中に磁場方向の方向が時間的に変化する場合に、磁場治療（その持続時間は、例えば、約３０分間から約６０分間であり得る）の有効性が著しく強化され得る。
【００２５】
直線偏光磁場は、１つの方向（例えば、垂直）からその直角の方向（例えば、水平）まで往復して交互に切り替わるものが用いられ得る。本発明の他の実施態様では、場の送達方向は、場の元の方向に対して、約９０度＋／−３０度切り替えられ得る。
【００２６】
本発明のいくつかの実施態様では、曝露のタイミングは、効果的な治療の重要な要素である。本発明のいくつかの実施態様では、送達方向を新しい方向に切り替える前に、磁場を任意の一定方向に少なくとも５秒間とどめる。磁場の送達方向の変化によって、所望の標的にわたって電場を誘導し得る。本発明のいくつかの実施態様では、送達方向を切り替える前の任意の方向での曝露の最短時間は、１０秒よりも長い。本発明のいくつかの実施態様では、送達方向を切り替える前の任意の方向での曝露の最長時間は、３００秒以上である。したがって、任意の一方向での曝露の適切な持続時間は、約５秒から約３００秒以上であり得、好ましくは約１０秒から約３０秒までである。曝露の時間枠は、治療される組織または細胞、曝露の周波数に応じて、および治療間の時間の長さに応じて、改変され得る。
【００２７】
本発明の使用のための磁場は、例えば、２つのコイル対で発生し得る。２つのコイル対は、相互に直角に配向され、ＡＣ電流が１つの対に、および次いでその直角の対に、交互に流れる。そのような配置は、２つの直角方向（すなわち、一方の磁場の平面配向が他方の磁場の平面配向に対して実質的に直角である）に、場を提供する。図１および２は、２つのコイル対が相互に直角に配向されている、本発明の実施態様によるコイル配置の概略図を提供する。
【００２８】
本発明の１つの目標は、一様誘導電場を得ることである。したがって、本発明の一実施態様によれば、適度に一様な磁場で開始されることが好ましい。単一のコイルを流れる電流が本発明で用いられ得るが、そのような配置は比較的非一様な磁場を形成し、その結果、上述の問題のいくつかを導入する。相互に直角である平面に位置するコイル対は、それらの２つのコイルの場がコイル間の領域で加算されるように電流がそれらを流れる場合に、よりずっと一様な磁場を生じる。
【００２９】
本発明の他の配置では、２つのコイル対が相互に直角に配置され、そして一方の対のＡＣ電流が他方のコイル対と９０度位相がずれることで、円偏光磁場が形成される。本発明の実施態様によれば、電流は、９０度以外の位相ずれ（例えば、９０度＋／−３０度）でもあり得る。電流が位相ずれであるが９０度の位相ずれではない場合、結果として得られる場は、円偏光場（９０度の位相ずれの電流の要素によって生じる）および直線偏光磁場（相互に同相である電流の要素によって生じる）で構成されると考えられ得る。これは、一般に、９０度の位相ずれ条件ほどは効果的でない。しかしながら、そのような配置は、本発明の範囲に含まれる。したがって、例えば、垂直方向から水平方向に継続的に回転する磁場が形成される。そのような配置は、２つの直角方向に場を提供する。
【００３０】
本発明の他の実施態様は円偏光磁場を提供し、この円場は、時間的にその直角の方向に切り替えられる方向を伴う平面を有する。これは、相互に直角に配向される３つのコイル対によって達成され得る。そのような配置は図３に見られ得る。これらのコイルを、それぞれ、コイル対３０２、コイル対３０４およびコイル対３０６と称し得る。本発明の典型的な実施態様では、まず、コイル対３０２および３０４にＡＣ電流が流れる。これらのコイルの電流は、９０度の位相ずれであり得る。一定期間（例えば、少なくとも約５秒であり、好ましくは約１０秒よりも長く、しかし通常は約３００秒を超えない）の後、９０度位相のずれた電流ありまたはなしで、コイル対３０２およびコイル対３０６が励起されるように、電流が切り替えられる。本発明の一実施態様では、コイル対３０４およびコイル対３０６もまた、９０度の位相ずれである。そのような配置は、３つの直角方向に場を提供する。
【００３１】
本発明の実施態様で用いられる磁場は、約１０Ｈｚから５ＧＨｚまでの周波数の範囲となるような場を含む。所定の実施態様で用いられる磁場のタイプは、設備費および印加の容易さによって決定され得る。本発明の実施態様によれば、印加磁場の周波数は、少なくとも約２０Ｈｚである。本発明の他の実施態様では、印加磁場の周波数は、約２０Ｈｚから約６０Ｈｚ、またはそれ以上であり得る。コイルの電流は、６０Ｈｚで約１０マイクロボルト／メートルを超える電場を誘導するのに十分な磁場を、治療される組織に形成するのに、十分な大きさでなければならない。６０Ｈｚを上回る周波数では、磁場は、６０Ｈｚの条件について上で計算されたものとなお同じであり得る。６０Ｈｚを下回る周波数では、磁場は、周波数の減少に反比例して増加する。したがって、例えば、２０Ｈｚでは、磁場は、６０Ｈｚで必要とされるよりも３倍大きい。
【００３２】
本発明での使用のために、ヘルムホルツコイルなどを含む任意の適切な磁場発生コイルが用いられ得る。図１、２および３に、コイル配置の概略図を示すが、本発明の適用をそのような配置に限定すると解釈すべきではない。本発明のコイルは、現在公知の、または後に開発される、種々の形状および配置であり得る。
【００３３】
本発明の実施態様は、非熱的ＥＭＦ（すなわち、組織温度の上昇を生じない場）を用い得る。非熱的ＥＭＦは、場のパラメータ（例えば、振幅、周波数、および波形）を少なくとも数秒の期間または間隔の間、不変とした場合に、ｈｓｐ濃度の改変などの所望の生物学的効果を形成し得る。約０．１秒から約１〜２秒までの範囲のオン−オフサイクルを有する非熱的ＥＭＦを組織に印加しても、生物学的効果を有さない。１つの実施態様では、１０秒よりも長いオン−オフサイクルを有する非熱的ＥＭＦを組織に印加し、所望の生物学的効果を生じる。
【００３４】
本発明は、特定の適用に応じて、単回治療、あるいは１日、１週、または数週または数ヶ月にわたる複数回の治療を含む、種々の治療プロトコルで用いられ得る。単回治療は、特定の適用に応じて、数秒間、数分間または数時間にわたって提供され得る。
【００３５】
本発明によるＥＭＦ曝露は、治療または緩和治療を標的としそして強化するために用いられ得る。治療または緩和治療としては、疾患の治療および予防のために適用される物理的、化学的、放射性または遺伝子治療が挙げられるが、これらに限定されない。本発明は、癌、関節炎、乾癬、糖尿病、自己免疫疾患、心臓発作などを含む症状に対して、体の種々の器官を治療する場合に、磁場治療の有効性を向上させる。
【００３６】
ＥＭＦの印加は、ストレスタンパク質の生産をもたらす細胞シグナリング経路を活性化する。これらのストレスタンパク質は、有害な刺激から細胞を保護する。しかしながら、長期にわたるまたは反復的な刺激は、細胞がこのストレス応答を減少させるかまたは下方制御する要因となる。これは、ＥＭＦ曝露後、細胞を高感受性のままにする。そのため、これらの細胞に損傷を与えるために適用される任意の治療剤が、より効果的となる。したがって、本発明は、ＥＭＦの使用および一時的な不変の要件をＥＭＦの生物学的効果を集中させる能力と関連付ける組み合わせ方法で用いられ得る。このような方法は、印加されたＥＭＦ曝露のパラメータに応じて、組織の体積を選択的に保護するかまたは脱保護する能力を有する。本発明の実施態様はさらに、選択されたＥＭＦ曝露の効果を集中させるために、組織の特定体積を標的化し得る。
【００３７】
癌については、本発明はまた、抗癌剤または化学療法薬剤と組み合わせて、あるいは放射線治療と組み合わせて用いられ得る。本発明の実施態様による長期のＥＭＦ曝露の腫瘍細胞への適用は、腫瘍細胞を、タキソールなどの有毒化学物質を用いるその後の治療に対してより高感受性にし得る。１つの実施態様では、細胞は、タキソールの投与の前にＥＭＦに曝露され、それが、タキソールの毒性効果の非常に著しい増加につながる。例えば、タキソールの注射前に連続４８時間、そして注射後に連続４８時間、ＥＭＦに曝露させたニワトリ胚は、タキソールの毒性効果の増加を示した。
【００３８】
癌治療以外の理由で組織または生物学的細胞の選択された体積を破壊しまたは改変することを目的とした有害な刺激を用いた他の医療措置に、実施態様が適用できることは、本明細書を読んだ当業者にとって明らかである。このいくつかの例は、良性腫瘍、ケロイド、動脈−静脈奇形、良性前立腺肥大、脾腫などである。さらに、実施態様の補助的な適用は、治癒を目的とする治療のためであるだけでなく、緩和的に助けるものでもあり得、例えば、腫瘍の塊または成長を縮小させるために用いられる電離放射線と共に、腫瘍の塊によって生じる症状を一時的に緩和する。
【００３９】
さらに、時間的に変化する磁場が、低酸素、ＵＶ光、Ｘ線ストレスまたは他の不利なストレスに対して保護するための予防法として用いられる場合、本発明は、時間的に変化する磁場をより効果的にする。しかしながら、誘導される保護は、用いられるＥＭＦの線量に非常に依存する。短期的な場曝露（２０分から数時間の範囲にわたる）は、ストレスに対して保護的であり、また、腫れおよび炎症につながるサイトカイン発現を減少させ得る。長期的な事前曝露（１２時間よりも長い）は、細胞、組織および器官を、その後のストレスからの損傷に対してより高感受性にし得る。保護または感受性増加の程度は、曝露時間の長さおよび印加されるＥＭＦの強さに依存する。
【００４０】
以下のデータは、本発明の効果を示す。ラット心臓における誘導電場が模擬心臓発作に対して保護する能力を調査する研究を行った。この研究では、磁場を、２方向のうち１方向のみ（ラットに対して、垂直または水平の直線）で印加した。図５の表１に示したデータに見られ得るように、壊死した心臓組織において、統計的に有意な減少は観察されなかった。これは、心筋の大部分が、生物学的効果（この場合、虚血保護）を誘導し得る電場に曝露されていなかったためであった。
【００４１】
しかしながら、さらなる研究では、曝露の間、磁場の１平面より多くの印加が用いられるように、印加磁場の方向を時間的に変化させることによって、心筋組織のサルベージが３倍改善されたことが見出された。この第２の研究では、ラットを、円偏光場（垂直または水平の平面で）、または印加磁場の方向が３０秒ごとに垂直から水平に切り替わる場のいずれかに曝露させた。これらの実験では、図６の表２に示すように、壊死した組織において、図５の表１の約５％の減少と比較して約１５％の減少が観察された。
【００４２】
図５の表１および図６の表２にまとめられるように、直線の一方向ＥＭＦ（垂直または水平）はすべて、模擬心臓発作後に梗塞面積を減少させる効果がごくわずかであった。これは、これらの一方向曝露によって誘導される電場の非一様な性質によって予想されるものである。しかしながら、図６の表２にまとめられるように、試験した他のＥＭＦ曝露（垂直円、水平円または交互）は、心臓損傷減少に著しい改善をもたらした。これらの調査結果は、多方向からのＥＭＦ曝露が、より一様な電場を誘導することができ、そしてその結果、組織に著しい生物学的効果をもたらし得るという見解を支持する。
【００４３】
本発明の一実施態様によれば、多方向からの磁場曝露アプローチは、その有効性を高めるために特定のタイミングプロトコルと組み合わせられ得る。曝露の特定のタイムスケールによって、より強固な生物学的効果が誘導される。ある最小の期間（例えば、約１０秒よりも長く）磁場曝露が一時的に不変であれば、完全な生物学的効果が達成され得ることは、既に記載した。図４は、ＥＭＦ誘導効果のいくつかの異なるモデル（低酸素保護（円）および酵素活性の変化（四角）を含む）について、この現象を示す。図４に見られ得るように、本発明の一実施態様によれば、約１０秒の最小のオン／オフ時間間隔で、最大の誘導される生物学的効果が達成される。したがって、本発明の一実施態様では、場の方向は、約１０秒よりも短いタイムスケールでは切り替えられない。しかしながら、他の実施態様では、タイムスケールは、場方向の切り替えの間隔が１０秒よりも長くても短くてもよい。
【００４４】
さらに、すべての１軸曝露が組織で不均質な誘導電場を形成するのに対し、ほとんどの多軸曝露も同様にこれを行う。これは、組織が多方向場に同時に曝露される場合、実際の印加される場は、それらの異なる方向に印加される場すべての和であり、１方向の磁場曝露ベクトルとなるためである。この状況を避けるために、多方向曝露は、同時以外で印加され得る。これを達成する１つの方法は、その方向が継続的に変化する円偏光磁場（例えば、上記表２に示す垂直または水平円）を用いることである。しかしながら、この方法は、閾値下の誘導電場の領域がなお存在し得るため、定量が比較的難しい誘導電場を生じ、組織で電場を誘導するのに常に最も効果的な手段ではない。そのかわり、本発明の一実施態様によれば、その方向／配向が、第２の曝露平面に一定の時間間隔で変化する（表２に示す交互直線のデータによって証明されるように）、印加磁場（直線または円）の使用が提供される。ある最小の期間（例えば、約１０秒よりも長く）磁場曝露が一時的に不変であれば、完全な生物学的効果が達成され得る。
【００４５】
本発明は、添付の図面に言及してそのいくつかの実施態様と併せて十分に記載されているが、様々な変更および改変が当業者にとって明らかであることが理解される。そのような変更および改変は、そこから逸脱しない限りは、添付の請求の範囲に定義される、本発明の範囲内に含まれることが理解される。
【図１】
2010510862.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】平成21年11月6日(2009.11.6)
【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】
電場を体に送達するための装置の制御方法であって、該方法が、
偏光磁場を、該体内の所望の標的に向ける第１の方向で形成する工程；および、
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、該磁場の形成方向を、該所望の標的に向ける第２の方向に変更する工程、
を含む、方法。
【請求項２】
前記第１の方向の前記磁場の平面配向が、前記第２の方向の該磁場の平面配向に直角である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記磁場が、前記形成方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で少なくとも５秒間形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記磁場が、前記形成方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で少なくとも１０秒間形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記磁場が、前記形成方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で少なくとも３０秒間形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記磁場が、前記形成方向が前記第２の方向に変更される前に、前記第１の方向で３００秒間以下形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記磁場が、約３０分間から約６０分間形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記標的が、癌細胞を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記標的が、心臓組織を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記磁場が、直線偏光である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記磁場が、円偏光である、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記磁場が、ＡＣ電流が少なくとも１つのコイル対を流れることで形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記磁場が、少なくとも２つのコイル対で形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記少なくとも２つのコイル対が、少なくとも２つの異なる方向に磁場を形成するように配置される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ＡＣ電流が前記少なくとも２つのコイル対を交互に流れる、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
１つのコイル対の前記ＡＣ電流が、少なくとも１つの他のコイル対の該ＡＣ電流と約９０度の位相ずれである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
１つのコイル対の前記ＡＣ電流が、少なくとも１つの他のコイル対の該ＡＣ電流と約６０度から約１２０度までの位相ずれである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記形成された磁場が、約２０Ｈｚ以上の周波数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記形成された磁場が、約２０Ｈｚから約６０Ｈｚまでの周波数を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
電場を体に送達するための装置の制御方法であって、該装置が、
第１のコイル；および、
第２のコイル、
を備え、該方法が、
該第１のコイルから、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で第１の磁場を形成する工程；および、
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、該第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で第２の磁場を形成する工程、
を含み、常に１つの磁場のみが形成される、
方法。
【請求項２１】
第１の配向の前記第１の磁場および第２の配向の前記第２の磁場のうち少なくとも１つが、直線偏光磁場を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
第１の配向の前記第１の磁場および第２の配向の前記第２の磁場のうち少なくとも１つが、円偏光磁場を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルのうち少なくとも１つが、コイル対を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１の配向が、前記第２の配向に直角である、請求項２０に記載の方法。
【請求項２５】
前記装置が、第３のコイルをさらに備え、前記方法が、該第３のコイルから、第３の配向で第３の磁場を形成する工程をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の配向、前記第２の配向および前記第３の配向が、他のコイルの配向に相互に直角である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の磁場が、前記形成配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で少なくとも５秒間形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２８】
前記第１の磁場が、前記形成配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で少なくとも１０秒間形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２９】
前記第１の磁場が、前記形成配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で少なくとも３０秒間形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の磁場が、前記形成配向が前記第２の磁場の前記第２の配向に変更される前に、前記第１の配向で３００秒間以下形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３１】
前記磁場が、合計約３０分間から約６０分間形成される、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
前記標的が、癌細胞を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３３】
前記標的が、心臓組織を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項３４】
ＡＣ電流が、前記第１のコイルと前記第２のコイルとを交互に流れる、請求項２０に記載の方法。
【請求項３５】
前記第１のコイルを流れる前記ＡＣ電流が、前記第２のコイルを流れる該ＡＣ電流と約９０度の位相ずれである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記第１のコイルを流れる前記ＡＣ電流が、前記第２のコイルを流れる該ＡＣ電流と約６０度から約１２０度までの位相ずれである、請求項３４に記載の方法。
【請求項３７】
電場を体に送達するための装置の制御方法であって、該装置が、
第１のコイル；
第２のコイル；および、
第３のコイル、
を備え、該方法が、
該第１のコイルから、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で第１の磁場を形成する工程；
該第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で第２の磁場を形成する工程：および、
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、該第３のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第３の配向で第３の磁場を形成する工程、
を含む、方法。
【請求項３８】
第１の配向の前記第１の磁場、第２の配向の前記第２の磁場および第３の配向の前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、直線偏光磁場を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
第１の配向の前記第１の磁場、第２の配向の前記第２の磁場および第３の配向の前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、円偏光磁場を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４０】
前記第１のコイル、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルのうち少なくとも１つが、コイル対を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４１】
前記第１の配向、前記第２の配向および前記第３の配向が、他のコイルの配向に相互に直角である、請求項３７に記載の方法。
【請求項４２】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記形成配向が異なる配向に変更される前に、少なくとも５秒間形成される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４３】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記形成配向が異なる配向に変更される前に、少なくとも１０秒間形成される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４４】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記形成配向が異なる配向に変更される前に、少なくとも３０秒間形成される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４５】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち少なくとも１つが、前記形成配向が異なる配向に変更される前に、３００秒間以下形成される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４６】
前記第１の磁場、前記第２の磁場および前記第３の磁場のうち２つが、同時に形成される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４７】
前記磁場が、合計約３０分間から約６０分間形成される、請求項３７に記載の方法。
【請求項４８】
前記標的が、癌細胞を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項４９】
前記標的が、心臓組織を含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項５０】
前記第１のコイル、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルのうち少なくとも１つを流れるＡＣ電流が、該第１のコイル、該第２のコイルおよび該第３のコイルのうち他の少なくとも１つを流れる該ＡＣ電流と約９０度の位相ずれである、請求項３７に記載の方法。
【請求項５１】
前記第１のコイル、前記第２のコイルおよび前記第３のコイルのうち少なくとも１つを流れるＡＣ電流が、該第１のコイル、該第２のコイルおよび該第３のコイルのうち他の少なくとも１つを流れる該ＡＣ電流と約６０度から約１２０度までの位相ずれである、請求項３７に記載の方法。
【請求項５２】
電場を体に送達するための装置であって、該装置が、
第１の磁場を、第１のコイルから、体に、該体内の所望の標的に向ける第１の配向で送達するための手段；
該所望の標的にわたって電場を誘導するように、第２の磁場を、第２のコイルから、該体内の該所望の標的に向ける第２の配向で送達するための手段：および、
該第１のコイルおよび該第２のコイルの間で電流を交互に流すための手段、
を含む、装置。
【請求項５３】
前記第１のコイルおよび前記第２のコイルの少なくとも１つが、コイル対を含む、請求項５２に記載の装置。
【請求項５４】
第３の磁場を、第３のコイルから、第３の配向で送達するための手段をさらに含む、請求項５２に記載の装置。
【国際調査報告】
2010510862.tif 000009