(57)【要約】陽極プローブ（１３８）の手段により約０．２から約１ミリ秒の範囲の継続時間、及び少なくとも１０００ヘルツの周波数で皮膚にＤＣ電荷のパルスを印加することによって筋肉を形成及び強化するために電気化学を使用する方法及び装置（１００）。
2006506177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気化学の使用を通して筋肉を形成する方法であって、
処置当たり約１秒から約８秒の範囲の処置時間に対して、直流電源に接続した陽極プローブで筋肉の運動神経終板領域／神経筋接合部の上に重なる皮膚に選択的に接触する段階、
を含み、
前記プローブは、５から２５ミリアンペアの電流振幅、約５０から約１２０ボルトの範囲の電圧、約０．２から約１ミリ秒の範囲の継続時間、及び少なくとも１０００ヘルツの周波数でパルスを発生させるための手段と作動可能に接続されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記電流振幅は、１日おきの５秒を超えない処置時間に対して、約１０から約２０ミリアンペアの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記電圧は、約８０から約９０ボルトの範囲であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記陽極プローブは、約２０００から約２５００の範囲のパルスを少なくとも週２回発生することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
吸収性の布が、前記陽極プローブから皮膚を分離することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
経皮陰極が、ユーザの身体の任意の部位に配置されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記陰極は、腐食性金属から成ることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記陰極は、鉄から成ることを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記陽極プローブは、直径が少なくとも約４分の３インチに相当する皮膚の領域に接触し、
前記陰極は、前記選択的に皮膚に接触する段階中に、少なくとも約９平方インチのユーザの身体に接触する、
ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
吸収性の布が、皮膚を前記陰極から分離することを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
電気化学の使用を通して筋肉を形成する方法であって、
ユーザの身体の少なくとも９平方インチの面積を覆うユーザの身体上の任意の部位に、腐食性の金属から成る経皮的陰極を配置する段階と、
少なくとも週２回の部位当たり約１秒から約８秒の範囲の処置時間に対して、直流電源に接続した陽極プローブで、運動神経終板領域の上に重なる少なくとも約４分の３インチの直径に相当する領域の皮膚に選択的に接触する段階と、
を含み、
前記プローブは、５から２５ミリアンペアの電流振幅、約５０から約１２０ボルトの範囲の電圧、約０．２から約１ミリ秒の範囲の継続時間、及び少なくとも１０００ヘルツの周波数でパルスを発生させるための手段と作動可能に接続されている、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２】
陽極プローブは、約２０００から約２５００の範囲のパルスを少なくとも週２回発生することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
吸収性の布が、前記陽極プローブ及び前記陰極から皮膚を分離することを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記陰極は、鉄から成ることを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
電気化学の使用を通して筋肉を形成するための装置であって、
約５から約２５ミリアンペアの範囲の電流振幅と約５０から約１２０ボルトの範囲のＤＣ電圧とを有する電力信号を電力出力端子において生成する電源と、
約０．２から約１ミリ秒の範囲のパルス継続時間と約１０００から約２５００ヘルツの範囲のパルス周波数とを有するパルス信号を発生するように作動するパルス発生装置と、
前記パルス信号を受け取るように結合され、スイッチング出力端子を有し、該パルス信号に応答してシステム接地に対して該スイッチング出力端子を結合及び切断するように作動するスイッチング回路と、
前記スイッチング出力端子に取外し可能に取り付けられた第１の端部とユーザの身体に配置された第２の端部とを有する陰極と、
前記電力出力端子に取外し可能に取り付けられた第１の端部とプローブを含む第２の端部とを有する陽極プローブと、
を含み、
筋肉は、処置当たり約１秒から約８秒の範囲の処置時間に対して、該筋肉の運動神経終板領域／神経筋接合部の上に重なる皮膚に前記プローブを選択的に接触させることによって形成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１６】
前記陰極は、腐食性であることを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記陰極は、鉄を含むことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記の陰極の前記第２の端部は、少なくとも約９平方インチの面積を有することを特徴とする請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記陽極は、少なくとも約４分の３インチの直径に相当する面積を覆う端部を有することを特徴とする請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
電気化学の使用を通して筋肉を形成するための装置であって、
約５から約２５ミリアンペアの範囲の電流振幅と約５０から１２０ボルトの範囲のＤＣ電圧とを有する電力信号に結合された陽極プローブと、
犠牲金属材料を含んで少なくとも９平方インチの面積を有する第１の端部を備え、ユーザの身体上に配置された腐食性陰極と、
前記陰極の第２の端部に結合され、該陰極の該第２の端部をシステム接地に対して結合及び切断するように作動するスイッチング回路と、
を含み、
筋肉は、２から８秒の部位当たりの処置時間に対して、該筋肉の運動神経終板領域／神経筋接合部の上に重なる皮膚に前記プローブを選択的に接触させることによって形成される、
ことを特徴とする装置。
【請求項２１】
前記スイッチング回路は、前記陰極の前記第２の端部を前記システム接地に対して約１０００から約２５００ヘルツの範囲の周波数で結合及び切断するように作動し、
前記陰極の前記第２の端部は、約０．２から約１ミリ秒の範囲の継続時間に対して前記システム接地に結合される、
ことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記陰極及び前記陽極は、吸収性の布によって覆われることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
前記陽極は、前記スイッチング回路をオンオフにするためのスイッチを有することを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
前記スイッチング回路は、ＣＭＯＳ４５３８半導体集積回路であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２５】
前記スイッチング回路は、５５５タイミング回路であることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２６】
前記電力信号は、ＤＣバッテリにより発生されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２７】
前記電力信号は、フライバック変圧器により発生されることを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２８】
電気化学の使用を通して筋肉を形成する方法であって、
少なくとも９平方インチの面積を有して犠牲金属材料を含む第１の端部を備え、かつ第２の端部を有する腐食性陰極をユーザの身体上に位置決めする段階と、
約５から約２５ミリアンペアの範囲の電流振幅、及び約５０から１２０ボルトの範囲のＤＣ電圧を有する電力信号を用いて陽極プローブを活性化する段階と、
前記陰極の前記第２の端部をシステム接地に対して結合及び切断するために該陰極の該第２の端部を切り換える段階と、
処置当たり約１秒から約８秒の範囲の処置時間に対して、筋肉の運動神経終板領域／神経筋接合部の上に重なる皮膚に前記プローブを選択的に接触させる段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筋肉を強化及び形成する方法及び装置に関する。より具体的には、本発明は、電気化学の使用により筋肉を形成するための電気インパルスの使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
筋肉を形成又は強化するために電気を使用することは、長い間、疑問の余地がある主張とされてきた。これらの主張の大部分は、説明のつかないものである。ＮＡＳＡやプロのスポーツ選手又はボディービルダーの誰もこの技術を使用せず、代わりに、従来のレジスタンス・エクササイズに依存している。
【０００３】
リハビリテーショニスト、カイロプラクター、及び物理療法の医師は、依然として患者に電気療法の苦難を受けさせる。彼らは、それが筋肉構造の改変に何らかの効果があると主張するが、そのような構造の変化に関して何の詳細も与えることができていない。筋肉形成における電気療法の是認は、患者の動作の変化に基づいている。これらの変化は非常に僅かであり、従って、電気療法は臨床の域を出ておらず、又はプラシーボ効果以上の有効性を明らかにしていない。
【０００４】
電気療法の臨床的な矛盾は、次の３つの点によるものである。
（１）交流又は誘導電流の電気療法的使用への従来的な依存。そのような電流は、いかなる種類の化学変化も導くことができず、主として電圧の伝達又は機械エネルギの変換のために使用されている。電気を流体として考える場合、交流電流は流体の圧力を伝え、一方、直流電流は、その圧力と流体自体を伝える。
【０００５】
（２）直流又はガルバニ電流が使用される時に、皮膚のイオン化を回避するという願望は、電気療法士が、電気の電子的性質と、全ての化学結合、特に有機化学のそれにおける電子の役割とを評価することを妨げる。直流電流又は化学エネルギは、陰極線又はベータ線としての電子であり、これは、交流又は誘導電流の使用からは生じない皮膚のイオン化をもたらす。
【０００６】
（３）最後に、電気を使用して筋肉の痙攣を引き起こす電気療法士は、このようにして筋肉を形成するためには、インパルスが人体が使用するものと類似しているべきであることに気づいていない。人体は交流電流を使用しない。人体は、電気化学の形態の直流電流（ＤＣ）を使用する。更に、インパルスは、神経によって神経筋接合又は運動神経終板領域の部位まで送出され、でたらめに筋肉群の表面に送出されるのではない。
【０００７】
第二次大戦中、当時の復員軍人援護局の４人の研究者〔Ｇｕｔｔｍａｎ，Ｍｅｌｖｉｌｌｅ，Ｗｅｈｒｍａｃｈｅｒ，Ｈｉｎｅｓ〕は、後に外科手術で修復される尺骨神経損傷のために手を使用しないことにより萎縮した手に対する「ガルバニ・エクササイズ」と呼ばれるものを受けた人が、物理療法だけに限定された人よりも遙かに速く筋肉の大きさと使用する強さを回復したことを発見した。臨床試験の結果は気づかれていたが、発展はなかった。ＡＣが新しい各筋肉痙攣のために繰返し電流をオンオフするための高価なスイッチング機器を必要としなかったので、電気療法士は、誘導又は交流電流（ＡＣ）の使用を維持した。ＡＣはまた、それを１０秒よりも長い時間流しても皮膚の問題を起こすことはない。生体電気の処置に関する論文がその後の１０年間に現れ、電気が電子ではなくあたかも原子か分子であるかのように、イオン移動の観点から生体電気について説明された。１９６３年と１９７８年にノーベル賞を授与されたこの業績は、現在でも神経系統と細胞機能に関する標準的な説明である。この説明は、ＡＣとＤＣを区別せず、かつ全く生体電気を電子移動を伴うものとして取り扱っていない。それは、電気化学の健康上の利益を利用することができず、又は交流電流を使用する電気療法が結果を出せない理由を認識することができていない。その結果、電気療法は、依然として専ら交流又は誘導電流の使用に頼って実施している。
【０００８】
ＤＣの使用を通して電気化学の健康上の利益を利用するためのより有効なシステムの必要性が存在する。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ＤＣの陽極の手段により、神経筋接合又は運動神経終板領域の部位に経皮的に電荷のパルスを放出することによって筋肉を形成及び強化することに関する。
本発明の方法は、電気化学を使用し、筋肉の運動神経終板領域／神経筋接合部の上に重なる陽極プローブの手段により、筋肉を僅かに痙攣させるだけの強度で皮膚に対して約０．２から１ミリ秒の範囲の継続時間（本明細書でパルス幅と呼ぶ）、及び少なくとも１０００ヘルツの周波数（本明細書でパルス速度と呼ぶ）でＤＣ電荷のパルスを印加することによって筋肉を形成及び強化する。ＤＣは、約５から約２５ミリアンペアの電流振幅、及び約５０から約１００ボルトの範囲の電圧で印加される。ＤＣ電源を使用して、好ましくは少なくとも３ワットの電荷を供給する。
【００１０】
本発明の方法を実施するための装置の一実施形態は、以下の要素、すなわち、
約５から約２５ミリアンペアの範囲の電流振幅、及び約５０から約１２０ボルトの範囲のＤＣ電圧を有する電力信号を電力出力端子で生成する電源、
約０．２から約１ミリ秒の範囲のパルス継続時間、及び約１０００から約２５００ヘルツの範囲のパルス周波数を有するパルス信号を発生するように作動するパルス発生装置、
パルス信号を受け取るように結合され、スイッチング出力端子を有し、パルス信号に応答してスイッチング出力端子をシステム接地に対して結合及び切断するように作動するスイッチング回路、
スイッチング出力端子に対して取外し可能に取り付けられた第１の端部と、ユーザの身体に配置された第２の端部とを有する陰極、及び
電力出力端子に対して取外し可能に取り付けられた第１の端部と、プローブを含む第２の端部とを有する陽極プローブ、
を含む。
【００１１】
筋肉は、このシステムを使用して、少なくとも週２回、１処理当たり約１秒から約８秒の範囲の継続時間に対して筋肉の運動神経終板領域／神経筋接合部の上に重なる皮膚上の部位にプローブを選択的に接触させることにより形成及び強化される。ユーザに供給される電流振幅のレベルは、皮膚の下の運動神経終板領域の深さに依存する。
【００１２】
更なる特徴及び利点は、添付図面に示すような本発明の好ましい実施形態の以下のより詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１〜２は、本発明により筋肉の横行管を刺激するためのパルスを発生するための装置１００を示す。装置１００は、スイッチング回路１０２、及び全体的に１０４で示される関連回路を含む。スイッチング回路は、好ましくはＣＭＯＳ４５３８半導体集積回路である。しかし、本発明の他の実施形態で使用する場合は、他のスイッチング回路が適切である。
【００１４】
装置１００は、出力レジスタ１０８と１２ボルトのツェナーダイオード１１０に結合された正の出力を有する９０ボルトのＤＣ電源１０６を含む。好ましい実施形態では、壁面コンセントからのＡＣ電源は、変圧器／整流器（図示しない）によって変圧されて整流され、望ましいＤＣ電圧を達成する。電源１０６の負の出力は、回路１０２のノードでシステム接地に結合される。電源１０６は、ノードＢで１２ボルトのＤＣ信号を発生するために使用され、このノードは、コンデンサ１１２を通じてシステム接地に結合される。ノードＢはまた、２つのタイミング回路に結合される。第１のタイミング回路は、ポテンショメータ１１４、レジスタ１１６、及びコンデンサ１１８を含む。端子（ノードＣ）は、レジスタ１１６とコンデンサ１１８の間の結合で形成される。第２のタイミング回路は、レジスタ１２０、コンデンサ１２２、及びレジスタ１２０とコンデンサ１２２の間の結合で形成されたノードＤ端子を含む。コンデンサ１１８と１２２も同様にシステム接地に結合される。
【００１５】
ノードＥ端子は、レジスタ１２４に結合され、このレジスタは、次にノードＦでコンデンサ１２６に結合される。コンデンサ１２６も同様にシステム接地に結合される。ノードＧ端子は、ポテンショメータ１２８に結合され、このポテンショメータも同様にレジスタ１３０に結合される。ポテンショメータ１２８の中心ワイプは、トランジスタＴ１のベース端子に接続される。Ｔ１のエミッタ端子はレジスタ１３２に接続され、Ｔ１のコレクタ端子はヒューズＦ１に接続され、このヒューズは、０．３アンペアの急速溶断ヒューズが望ましい。トランジスタＴ１は、フィリップス製ＥＧＣ３９６トランジスタ又は同等物が好ましい。
【００１６】
ＬＥＤ（Ｌ１）は、ヒューズＦ１と交差接続１３４との間に接続される。交差接続は、陰極端子１３６とプローブ端子１３８に結合される。陰極１３６は、例えば、鉄などの腐食性金属であることが望ましい。交差接続は、陰極とプローブを選択的に回路に接続するために使用される。スイッチング回路１０２は、集積回路であり、回路１０２の各ピンで表示された端子により回路１４０に接続される。例えば、スイッチング回路のピン１、４、８、及び１５は、全て端子ノードＮに接続される。従って、スイッチング回路１０２と回路１０４は、本発明によりパルスを発生するために一緒に作動する。
【００１７】
作動中に、電源１０６からの９０ボルトのＤＣは、交差接続１３４の端子１４０に出現する。腐食性陰極１３６とプローブ１３８が回路に接続されていると想定すると、スイッチング回路１０２の作動によりノードＧにパルスが出現し、トランジスタＴ１を選択的に導通状態にする。Ｔ１が「オン」になると、陰極１３６がユーザ１５０の皮膚の任意の適切な部位に配置され、プローブ端子１３８がユーザ１５０の皮膚に接触した時に、経路Ｐ１を通って電流が流れることができる。Ｐ１を通る電流が流れている時の表示用にＬＥＤが設けられる。
【００１８】
タイミング回路を調整することにより、以下に詳細に説明するように、様々なパルス速度と電流振幅を達成することができる。特に、ポテンショメータ１１４と１２８を調整することによってこれを達成することができる。従って、交差接続１３４の手段により陰極１３６とプローブ１３８が回路中に接続され、ユーザ１５０の皮膚に接触する時に、切換制御回路１０２によって生成されたパルスは、経路Ｐ１を伝わって流れる電流を制御し、それによって本発明により筋肉細胞の横行管に通電する。各々及び全ての運動神経終板領域又は神経節に対して単に１秒の処理時間で人体の任意の及び全ての筋肉に過負荷を掛けるためには、０．２５ミリ秒のパルス幅、運動神経終板領域の深さに応じて５から２０ミリアンペアの間で変動する電流強さ、及び８５から９０ボルトによって例えば２０００Ｈｚのパルス速度でユーザ１５０の皮膚上の部位１６０のいずれか１つに対してプローブ１３８のヘッドで接触することで十分である。好ましくは、プローブ１３８はペン型であり、スイッチング回路１０２のオンオフを切り換えるためのスイッチ１７０を有する。プローブ１３８のヘッドは固定されている。しかし、プローブ１３８は、回転ヘッド又はローラヘッドを有することができるように想定されている。
【００１９】
図２は、本発明により筋肉細胞の横行管を刺激するためのパルスを発生する装置２００を含む代替的実施形態を示す。装置２００は、好ましくは５５５タイマ回路であるスイッチング回路２０２を含む。タイマ回路２０２は、レジスタ２０４及び２０６と、ポテンショメータ２０８と、コンデンサ２１０とを含むタイミング構成要素に接続される。タイミング構成要素２０２の出力信号は、ピン３で供給され、レジスタ２１２とポテンショメータ２１４を通じてベース端子トランジスタＴ２に結合された一連のパルスを含む。トランジスタＴ２は、好ましくはＳＫ３１０３Ａであり、システム接地に接続したそのエミッタ端子を有する。他の同等のトランジスタもトランジスタＴ２の代用をすることができる。
【００２０】
トランジスタＴ２のコレクタ端子は、フライバック変圧器２１８の１つの脚２１６に接続することができる。変圧器２１８は、その入力電圧を１０倍までステップアップすることができる。従って、出力脚２２０における電圧は、入力脚２１６の電圧の１０倍である。構成要素ダイオード２２２、コンデンサ２２４、及びレジスタ２２６は、出力のある程度の整流と濾過をもたらす。端子ＡとＢに接続した出力プローブに電流が流れている時の表示用にＬＥＤも同様に設けられる。上述の実施形態で説明したように、端子ＡとＢは、陰極１３６とプローブ１３８に接続することができる。
【００２１】
この実施形態により、タイマ回路２０２は、トランジスタＴ２をオンオフさせるパルスを出力するように作動する。Ｔ２がオン状態の時、トランジスタ２１８の入力脚２１６に亘って自動車のバッテリによって生成される１２ボルトが印加される。これによって、変圧器の出力端子脚に亘ってその１０倍の電圧が発生する。この高電圧パルス信号は、本発明によりユーザ１５０の皮膚に接続するための出力端子ＡとＢで供給される。パルスの継続時間と振幅は、選択されたレベルを達成するためにポテンショメータ２０８及び２１４を使用して調整することができる。
【００２２】
上述の代替的実施形態を使用することにより、電流は、入力時の１０分の１になる。変圧器は、絶えず変化する電圧でのみ作動し、従って、方形波のパルス幅が増加する時に、変圧器は、それがパルス中に同じ電圧が保たれている時ではなく電圧が変動する時に限って作動するので、その有効性を失う。これは、より広いパルス幅が電流の増加をもたらさないことを意味する。しかし、１秒当たり２０００パルスを達成するのに必要なパルス幅のようなより狭いパルス幅は、その時間係数を電子の流速とすると、電流が非常に大きくなるための十分な時間を許すこともない。コンデンサではなくフライバック変圧器を使用する装置は、筋肉を強化するのに必要なパルス直流電流を供給することができるが、電流に対する制約のために、１０００Ｈｚを超すパルス速度でそれらが有効に使用される可能性はない。これは、ユーザ１５０の個々の部位に対してのみならず、１，１５２個のこのような部位があることから、人体全体のエクササイズセッションに対しても同様に処理時間が延びる。
【００２３】
プローブ１３８の手段によって皮膚上のこれらの部位１６０の１つに印加されたパルスは、同じ神経インパルスの特性の正確なシミュレーションであり、プローブからの各パルスによって筋肉を痙攣又は僅かに収縮させる。これらの神経インパルスは、機能するための分極、脱分極、及び再分極に依存する。分極と脱分極は、電子のイオン化放射によって引き起こされる。従って、スイッチング回路１０２又は２０２のいずれかの手段でパルス速度とパルス幅を変えることにより、処置中の筋肉の各々をそれがあたかもウエイトトレーニングで使用されているかのように過負荷にすることができる。このようにして、筋肉を実際に使用しないでそれを形成又は強化することができる。使用するのに弱すぎる筋肉は強化することができ、ユーザ１５０は、若さと健康の剛健さを必要とする、痛みがあって疲れる大部分は効果のない物理治療セッションを受ける必要がない。
【００２４】
人体に対するベータ線の計量された正確な放出による筋肉の形成を超えて、神経終末とそれらの普遍的な機能方法の分配を考慮することは、全てのシナプス後の構造の可能な回復を示唆する。脳と脊髄から出現して周囲の化学シナプスで終端する全ての神経繊維は、化学エネルギの伝達によって機能する。これは、神経系トロフィズムと呼ばれる。このトロフィズムは、筋肉、又は器官、又は腺を問わず、全てのシナプス後の構造に対して作用する。全ての化学シナプスは、神経筋接合部、運動神経終板、又は神経節に関わらず、クラスター内で発生する。プローブ端子１３８からこれらの部位の１つにパルスＤＣを放出することにより、ユーザ１５０は、全てのシナプス後の構造の成長と維持のために必要なタンパク質合成を活性化することができる。これは、主に栄養神経症、すなわち、神経組織からシナプス後の構造に至る神経インパルスの縮小又は停止に起因する老化による慢性的かつ消耗性疾患に対して強力な解毒剤を提供することができる。
【００２５】
神経系を有する全ての多細胞有機体は、ミトコンドリア活動によって引き起こされる単一細胞内でのバッテリ状のエネルギ生成と対比される２つの形態の化学エネルギの捕捉及び生産を組み込んでいる。神経系を有する多細胞有機体の細胞は、一次セル又はバッテリではなく電解セルと見なすことができる。電解セルは、それに対して外部ソースからエネルギが投入されるセルである。これは、特に、これらの多細胞有機体の神経物質を形成するニューロンの場合に当てはまり、これらの神経系は、有機体が生き残って増殖するために必要なエネルギを有機体がより有効に捕捉することができるように進化している。これら２つのエネルギ捕捉の形態は、呼吸と原腸形成として行われる。呼吸は、炭素の酸化と二酸化炭素の発散を可能にし、原腸形成は、消化酵素と酸の腐食作用を通して有機分子の破壊を可能にする。これらの処理は、両方とも電子の形態で化学エネルギを遊離し、このエネルギは、神経系のトロフィズムとして公知のものによって身体全体に分配される。電子化学の用語では、エネルギ捕捉のこれら２つの処理又は形態は、酸化−還元反応と呼ばれる。このエネルギ捕捉の手法と対比して光合成があり、全てではないが大部分の植物の生命を特徴付けている。
【００２６】
酸化−還元反応は、組織を形成するために必要なものと類似の発熱、酸化、異化化学反応から吸熱、同化還元反応への電子の移動を伴う。同等の酸化−還元反応は、陽極、バッテリの接地でバッテリを出て行く電子を解放する陰極で起きる化学反応であり、電流が流れる時にバッテリ中で起きる。この酸化−還元力学である電子のこの移動に対して要求されるものは、（１）２つの反応の間で電圧を測定することができる点に亘る障壁の存在、及び（２）電子の移動に対する負荷又は抵抗である。オームの法則によれば、Ｉが電子の移動速度、Ｒがその移動に対する抵抗、Ｖがこれらの電子をその抵抗に対抗して駆動する電子の圧力とすれば、Ｖ＝ＩＲである。神経系を有する多細胞有機体の場合、障壁は、胃又は肺で異化反応が起きる細胞膜である。電圧は、有機体本体の任意の細胞の細胞膜を横切って胃又は肺から測定することができる。そのような測定が行われる時、接地電極は、細胞に対して内部にあり、一方、陰極電極は、胃又は肺の内部にある。電解セルの古典的な場合は、内部にガス又は溶液のイオンが存在するビーカー又はガラス管に電流を流すバッテリのそれである。電流Ｉは、セル外部のバッテリ内での異化反応から生じるが、バッテリの陽極を通って電解セルに流れる。この構成は、有機体の全ての細胞の細胞膜の障壁によって囲まれた外部に位置する空間である腸管で起きる有機体の異化消化と対応する。この異化消化は、有機体の細胞に化学エネルギを供給する。Ｒすなわちバッテリに対する負荷は、そのセルが生物学的な電解セルであるか否かに関わらず、電解セル内部でのイオンの移動である。神経系を有する多細胞有機体の場合、一般的に、カルシウム、カリウム、又はナトリウムであるそれらのイオンの移動は、成長、分裂、タンパク質合成、ＡＴＰ（アデノシン三リン酸）の分裂などの細胞化学反応のために必要な触媒の供給をもたらす。ＡＴＰは、普遍的な細胞の化学エネルギ保存及び回復機構である。エネルギを解放するためのＡＴＰの分裂は、細胞中のミトコンドリアによって行われ、その処理は、ミトコンドリア呼吸と呼ばれる。イオンの移動によって触媒作用を受けた吸熱、同化、生化学反応は、有機体の消化及び呼吸に包含される発熱、異化反応によって均衡が取られる。
【００２７】
筋肉の移動を引き起こす上部及び下部の運動ニューロンは、両方とも身体全体に亘って分布する運動神経終板領域と神経節の１，１５２クラスターの全てにおいて見出された周囲化学シナプスに対する電子の移動によってそれを行う。これらのクラスターのそれぞれのシナプスを運動ニューロンまで全て追跡することができるわけではないが、神経組織までは全てを追跡することができ、筋肉細胞であろうと器官であろうと、シナプス後のいかなる構造に対しても全て神経系トロフィズムを化学エネルギ（電子）の形態で供給することがその目的である。
【００２８】
筋肉を痙攣させるような神経インパルスを模擬するために必要なことの全ては、直流電流（ガルバニ電流又は単相電流）の陽極により、運動終板領域又は神経節の部位に化学エネルギを供給することである。これらの部位は、シナプスのクラスターである。これが生じると、筋肉の収縮に必要な実際の神経インパルスのように、このシミュレーションは、シナプス後の筋肉細胞にカルシウムイオンを引き出し、シナプスの軸索によって供給されたアセチルコリンの小疱を壊すが、そうすることでその部位でのＡＴＰのミトコンドリア分裂の触媒作用をする。この分裂によって解放されたエネルギは、次にタイプＩの筋肉繊維に「活動電位」として移動し、筋肉細胞の横行管に沿って移動する。横行管又はタイプＩＩの筋肉繊維は、筋肉細胞内で断面積が変化するタンパク質構造である。それは、大部分の筋肉を形成し、全てのタイプＩの筋肉繊維に対して、筋肉細胞の細胞質内で広範囲に亘る活動電位の導体として樹枝状分岐を開始する。タイプＩの繊維は、機械的な収縮を実際に行う繊維である。
【００２９】
広範囲に亘って樹枝状分岐した横行管によって形成された電気シナプスに活動電位が到来するのに伴って、筋肉細胞の筋細胞膜に亘ってカルシウムイオンが再度引き出され、そこで見出されたアクチン−ミオシンタンパク質により、筋肉細胞の筋節でＡＴＰの分裂に触媒作用を及ぼす。これらのタンパク質の痙攣を活性化させるのは、タイプＩの筋肉繊維を形成するＡＴＰのこの二次的な分裂である。これら痙攣の合計が筋肉の収縮である。
【００３０】
横紋筋すなわち随意筋に包含されるものは、運動神経終板又は神経節の部位にパルスを供給する直流電流の陽極以外では模擬することができない種類の本質的には電気化学処理である。そのようなシミュレーションには、誘導、交流、又は二相電流、又は電気化学を実行できない任意の形態の電気を使用できないばかりでなく、同じく特定の部位１６０にＤＣパルスを供給すべきである。ＤＣパルスは、身体中で見出された１，１５２個の運動神経終板と神経節のうちの１つに供給されるべきである。
【００３１】
これらの部位の分布は、予測することができ、体系化されており、プローブ端子１３８を使用して正確に求めることができ、この端子は、その部位をシミュレーションとして作用するのに必要な深さまで人体に電子を打ち込むことができる。これらの部位は、頭部と頸部の両側にそれぞれ６４カ所ずつあり、同じく臀部と背中の下部と大腿の外側の両側にそれぞれ６４カ所ずつある。追加される部位がそれぞれの肢に１２８カ所ずつ、すなわち、伸展筋肉に達する６４カ所ずつと屈曲筋肉に達する６４カ所ずつある。肩から骨盤の上部までの脊椎の両側にそれぞれ６４の部位があり、肩の後部から腰の腸骨稜のちょうど前まで両側に配置されたそれぞれ６４の部位がある。最終的に、肩の前から臍の下方を過ぎて大腿まで延びる身体の腹側部の両側に６４の部位がある。
【００３２】
神経インパルス又は神経繊維の微小管の下方に移動する運動ニューロンからの活動電位は、運動終板領域の化学的シナプスに到達する。そこにおいて、それは、元来は運動ニューロンから神経繊維を降りてきたものを超えて増幅された電力により、事後接合的に神経伝達物質のアセチルコリンとカルシウムイオンを通じて、その活動電位の継続を電気化学的に開始する。この増幅は、電気の方程式の観点から容易に理解することができる。方程式Ｐ＝ＶＩの神経インパルスの電力を増幅するために、身体は、Ｖではなく電子の流速Ｉを増加させる。この速度は、筋肉細胞の事後の横行管上の電子の流れに対する抵抗の減退によって増加する。Ｖが一定の時には、Ｉを増すためにＲを低減しなければならず、すなわち、Ｖ＝ＩＲである。Ｉが増加してＶが一定の場合は、Ｒは増加する。Ｒの減退は、移動するイオンの数を増加させるか（電解セル内のイオンの移動はＩではなくＲであるため）、又は半導体の断面積を増加させることによって達成される。しかし、筋肉細胞は、イオン濃度の特定の範囲内でのみ良好に機能する。故に、半導体の断面積すなわち横行管を増加させることは、細胞がＲを低減する方法である。ここでは、適切な式はＲ＝１／ｘ２であり、ｘは、導体又は半導体の断面積である。横行管の断面積が神経繊維の微小管の断面積の２倍の時は、通過する電力は４倍に増幅される。
【００３３】
不使用による筋肉萎縮は、運動の弱さをもたらすことが長い間知られている。これは、神経情報の電力の増幅の損失のためである。この神経情報の増幅は、筋肉細胞の健康に依存する。増幅の損失は、横行管の断面積の損失の結果として起き、長い間の筋肉の不使用による萎縮に関連する。この増幅とそれによる筋肉の強さを復旧させるために、横行管の断面積が復旧されるべきである。
【００３４】
従来的な筋肉の形成は、レジスタンス・エクササイズやウエイトトレーニングによりそれに過負荷を掛けることに依存してきた。そのような過負荷は、全体として筋肉の収縮として見られる痙攣を引き起こすインパルスの急速な供給と大差がない。横行管の断面積が減少して筋肉が極端に弱いか又は全く使用できない時は、筋肉形成の従来的な方法はほとんど役に立たない。筋肉形成の従来的な方法は、筋肉が健全で神経系が健全な時だけ満足に機能する。模擬する能力を使用すると、神経インパルスは、高度な萎縮と横行管の断面積の損失により、筋肉の形成を引き起こす機能の使用を電気化学的に不能にする。筋肉を過負荷にするために電気化学が使用されれば、筋肉を形成するために筋肉を使用する必要はない。依然として存在する運動神経終板領域又は神経節に対して神経系のトロフィズムのシミュレーションが提供される限りは、健康又は神経系が機能することさえも必要がない。筋肉に対する神経の切断に対して運動神経終板領域又は神経節がもはや存在しない時、筋肉は、筋電計オシロスコープ上で「除神経の反応」と呼ばれるものを示すと見ることができる。これが見出される場合、電気化学刺激のいかなる量も筋肉を復元しないことになる。筋肉の横行管に通電して、強度がＩ、及び健康な身体でももたらすことができる速度を超える供給速度でインパルスを供給することにより、運動神経終板領域の断面積を成長させることができる。このようにして、筋肉は、あたかもウエイトトレーニングを受けているかのように過負荷をかけられる。
【００３５】
本発明による作動は、各々及び全ての運動神経終板領域と神経節に対して、好ましくは１日当たり１から２秒の処置の時間に身体の任意の及び全ての筋肉に適切な過負荷をもたらす。そのような過負荷は、ちょうど自然なレジスタンス・エクササイズのウエイトトレーニングと同じように、それに応じて筋肉細胞の横行管の断面積の増加を引き起こす。化学シナプスに亘る神経インパルスの電力の増幅の増加により、筋肉の収縮は強化される。
【００３６】
必要なものが電気化学なので、同化筋肉形成の全ての部分は、異化腐食性化学反応によって均衡が取られるべきである。好ましくは、パルスは、陰極１３６での腐食によって均衡が取られる筋肉組織の形成を伴う約８５〜９０ボルトの範囲を送出するバッテリ１０６によって供給される。
【００３７】
電子はベータ線としてのイオン放射なので、皮膚に対する損傷を防ぐために、処理時間は限られるべきである。この損傷は、最初にいずれの極でも同様に皮膚が赤くなる現象を呈し、それが早期に見出されて電極を普通に移動させればすぐに消える。顔面の筋肉の収縮のために必要な約１０ミリアンペアの電流の振幅及び２０００Ｈｚのパルス速度では、運動神経終板の部位あたりの処置時間は、８秒を超えるべきではない。好ましくは、処置時間は、隔日又は週３回の筋肉形成で１又は２秒を超える必要があるべきではない。臀部、背中、腹部、又は大腿などのより大きな筋肉の運動神経終板領域を貫通するために必要な１０から２０ミリアンペアのより大きな電流強さでは、処置時間は５秒を超えるべきではなく、やはり１又は２秒を超える必要はない。これらの正確な部位に正確に配置するために数秒掛かる場合があるが、配置されると、それらは、１又は２秒を超えて刺激する必要はない。パルス速度が１５００Ｈｚ以下に減少した場合、処置時間は、それに応じて長くすることができる。
【００３８】
コンセントからの電流の整流によって荷電されたコンデンサによって電気化学インパルスが提供されると、例えば、筋肉の同化形成は、コンデンサ内の異化腐食によって均衡が取られない。異化、腐食性反応は、別の形態で起きなければならない。陽極１３６の部位６０における体内のこの腐食の発生を防ぐために、電極を刺激することによって身体に供給されたのと同数の電子を引き出す分散性の電極は、鉄などのような容易に腐食する金属で作られるべきである。電気化学では、酸化又は腐食が筋肉の同化作用を引き起こすために使用されるが、そうでなければユーザの身体から引き寄せなければならない電極を刺激することによって供給される電子を供給するために、そのような陰極は「犠牲金属」と呼ばれる。腐食性陰極を使用する正味の効果は、身体に対する補足的な化学エネルギの投入である。腐食性陰極なしで行われることは、身体内に既存の化学エネルギが１つの場所から他の場所にシフトされることであり、補足はされない。これは、陰極のすぐ下の皮膚に対してより過酷であり、この極において皮膚のイオン化のレベルを増加させる原因になりやすい。身体ではなく金属から引き出される電子を有することによってこのイオン化は減少する。
【００３９】
分散性の電極１３６は、陽極プローブよりも遙かに大きな表面積を有するように設計される。従って、電極１３６は所定の部位に残され、刺激用電極１３８は、部位１６０で６４カ所までの運動神経終板又は神経節を刺激するために選択的に配置される。分散性の電極１３６は、サイズを少なくとも約９平方インチにすべきであるのに対して、刺激用電極１３８のヘッドは、直径が４分の３インチとほぼ同じ程度の大きさで良く、好ましくは、約１平方インチの大きさにすることができる。両方の電極は、好ましくは、電極と皮膚の間の境界面として、例えば綿又は同等の繊維の布製の吸水体で覆われる。広範囲に亘る身体内の陰極によって残された電荷を分散させることにより、イオン化効果の強さは、単位面積当たりにつき減少する。電極が過度に長い時間１つの場所に残留することが可能な場合、この過度の時間が両方の極で非常に暗い赤みを現し、それが消えるまでに２０分よりも長い時間が掛かる。陽極の刺激用電極１３８による電子又はベータ線の投入は、この赤くなった領域に火膨れを引き起こす。陰極の分散性電極１３６での過度の皮膚のイオン化は、一方で数日後に皮膚の剥離につながり、極端な場合は、火膨れではなく皮膚の点腐食をもたらすことになる。処置時間を制限するか又は分散性電極１３６を頻繁に移動することは、このイオン化を防ぐ最善の方法である。身体内での電気化学の使用が引き起こす全ての損傷は、電流が最も強いところに最初に現れる。皮膚に対する損傷が避けられる場合には、内部の損傷も起きない。
【００４０】
２日又は３日おきに運動神経終板又は神経節を１から２秒間刺激することにより、ウエイトトレーニングのように筋肉を使用する必要がなく筋肉に過負荷を掛けることにより、筋肉を形成することができる。電気療法の従来的なモードでは、それが電気化学を伴わず、電界供給の不可欠な部位としての運動神経終板領域と神経節の重要性を考慮しないために、そのような筋肉組織の形成が達成されたことはなかった。
【００４１】
様々な波形と幅の陽極プローブ１３８からのパルスは、重要な部位にベータ線、電子、又は化学エネルギを供給することにより、筋肉の電気化学的刺激を達成することができる。しかし、最も効率が良くて時間を節約することができる方法は、パルス幅が０．２５ミリ秒続く方形波の使用である。Ｖ＝ＩＲにおける電流の流れの速度Ｉは、時間係数を伴う。０．２５ミリ秒よりも短いパルス幅では、通過する電流の量が制限されて発生する筋肉の痙攣を非常に弱くする。鋸歯状波形、傾斜状波形、及び０．２５ミリ秒よりも長いパルス幅を使用することもでき、望ましい痙攣を引き起こすことができる。しかし、パルス幅がより長くなると、２０００Ｈｚの好ましい周波数を達成することができない。これによって処置時間は、減少した周波数に応じて、部位当たり２又は３秒ほど延びる。必要なものの全ては痙攣の誘発であり、ほぼ０．２５秒の間にこれを行うことができるので、パルス幅の増加は、皮膚に対してより厳しくなる傾向にある。筋肉が痙攣した状態で、次に筋肉は弛緩し、電流スイッチがオンのまま放置されたとしても電流の効果は皮膚に対してだけ局所化される。従って、筋肉の形成が依然として誘発されていても、パルス幅が０．２５ミリ秒を超えると、皮膚のイオン化はより顕著になる。
【００４２】
本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者は、様々な使用法と条件に適合させるように、本発明の方法に対して様々な変更と修正を行うことができる。従って、これらの変更と修正は、適正、公平、かつ意図されるように特許請求の範囲の均等物の全体範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明のブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態の概略ブロック図である。
【図３】本発明の代替的実施形態の概略ブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１００  装置
１３６  陰極端子
１３８  陽極プローブ
１５０  ユーザ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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