(57)【要約】  生物、具体的にはヒト、動物、または植物に対して温熱療法を提供するための装置および方法である。装置は、信号発生器と、信号変調器と、装置が温熱療法を提供できるようにするための放射体と、を包含する。温熱療法は、信号を生成し、信号を選択的に変調し、生物の標的箇所に信号を送達することによって、生物に提供されてもよい。所定期間の後に装置のさらなる使用を中断することが可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物に温熱療法を提供するための装置であって、
搬送波信号を発生するように構成された信号発生器と、
変調信号を用いて前記搬送波信号を選択的に変調するように構成された信号変調器と、
前記変調した搬送波信号を前記生物の標的箇所に送達するように構成された放射体と、
を備える装置。
【請求項２】
前記搬送波信号は、電波を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記搬送波信号の発生は、パルス印加される、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記信号発生器は、前記パルス搬送波信号のパルス繰り返し率を選択的に変化させるようにさらに構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記信号発生器は、前記パルス搬送波信号のデューティサイクルを選択的に変化させるようにさらに構成されている、請求項３に記載の装置。
【請求項６】
前記搬送波信号の変調は、前記搬送波信号の周波数を変調することを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記変調信号は、約０．１Ｈｚから約５０ＫＨｚまでの間の周波数を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記変調信号は、音声信号を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記装置の熱状態を監視するように構成された温度モニタをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
改ざん防止機構をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記信号変調器は、前記温熱療法の提供中に前記搬送波信号を変調する前記変調信号を変化させるようにさらに構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記生物は、ヒト、動物、または植物を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記変調信号の周波数は、前記標的箇所における物質の共振周波数にしたがって選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記温熱療法の提供中に前記標的領域を照らすように構成された発光装置をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記放射体の使用パラメータを監視するように構成された使用モニタと、
前記監視される使用パラメータが所定の閾値に到達したときに前記放射体のさらなる使用を自動的に防止するように構成された遮断装置と、
をさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記使用パラメータは、前記放射体の合計使用時間を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記使用パラメータは、前記放射体のオン／オフサイクル数を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記放射体は、アプリケータアンテナを備える、請求項１に記載の装置。
【請求項１９】
前記放射体は、前記生物の表面に適用されるように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２０】
遠隔制御装置と通信するための無線通信装置をさらに備え、前記遠隔制御装置によって前記無線通信装置に送信された命令を受信し、これにしたがって動作するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項２１】
ヒトが使用しているときに前記温熱療法が該ヒトに送達されるようになっている家具である、請求項１に記載の装置。
【請求項２２】
ヒトが着用しているときに前記温熱療法が該ヒトに送達されるようになっている衣類である、請求項１に記載の装置。
【請求項２３】
生物に温熱療法を提供する方法であって、
搬送波信号を生成するステップと、
変調信号を用いて前記搬送波信号を選択的に変調するステップと、
前記変調した搬送波信号を前記生物の標的箇所に送達するステップと、
を備える方法。
【請求項２４】
生物に温熱療法を提供する装置であって、
前記生物の標的箇所に信号を送達するように構成された放射体と、
前記放射体の使用パラメータを監視するように構成された使用モニタと、
前記監視される使用パラメータが所定の閾値に到達したときに前記放射体のさらなる使用を自動的に防止するように構成された遮断装置と、
を備える装置。
【請求項２５】
前記使用パラメータは、前記放射体の合計使用時間を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記使用パラメータは、前記放射体のオン／オフサイクル数を備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項２７】
前記放射体は、前記生物の表面に適用されるように構成されている、請求項２４に記載の装置。
【請求項２８】
前記放射体は、使用を通じて劣化する、請求項２４に記載の装置。
【請求項２９】
前記放射体のさらなる使用を自動的に防止することは、電力が前記放射体に送達されるのを自動的に停止することを備える、請求項２４に記載の装置。
【請求項３０】
生物に温熱療法を提供する方法であって、
前記生物の標的箇所に信号を放射するステップと、
前記放射体の使用パラメータを監視するステップと、
前記監視される使用パラメータが所定の閾値に到達したときに前記放射体のさらなる使用を自動的に防止するステップと、
を備える方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物、具体的にはヒト、動物、または植物に対して温熱療法を提供するための装置（ａｐｐａｒａｔｕｓ）および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
温熱療法は、がん細胞を損傷および死滅させるため、あるいは放射線および特定の抗がん剤の効果をがん細胞がより受けやすくするために、生体組織がわずかに高い温度に曝される、治療法の種類である。局所温熱療法は、ヒトおよび動物の、とりわけ乳がん、頸部がん、前立腺がん、頭部および頸部がん、黒色腫、軟組織肉瘤、および直腸がんなどのがんに対して、化学療法または放射線療法と組み合わせたときに有効であることが示されている。
【０００３】
温熱療法は、標的領域上にマイクロ波または高周波（ＲＦ）エネルギーを集中させるように設計されたエネルギー放射装置によって送達される場合がある。マイクロ波またはＲＦエネルギーは、治療対象と接触または近接させてアプリケータまたはアンテナを配置することによって、送達される。このような装置の例はたとえば、米国特許出願公開第２００６／０２６５０３４号明細書および第２０１４／００６５６６４号明細書に見出すことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２６５０３４号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／００６５６６４号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これらの装置の欠点の１つは、使用を通じてアプリケータアンテナ（ａｐｐｌｉｃａｔｏｒ  ａｎｔｅｎｎａ）が徐々に劣化して、意図される目的を果たせなくなってしまうことである。劣化したアンテナは、効果がないことに加えて、患者にまたはアンテナが接続されるエネルギー放射装置に害を及ぼす可能性もある。加えて、従来技術においては、温熱療法を提供するための装置および方法を改善するという一般的な需要がある。
【０００６】
注意深い記録管理がなければ、アンテナアプリケータが機能不全点まで劣化しそうになるとき、またはこれを使用し続けることが有害となるときを、様々な精度で予測することは困難である。注意深い記録管理があったとしても、劣化したアンテナアプリケータは、必ずしもその外観がその状態を示すとは限らないので、誤って使用される可能性がある
【０００７】
したがって、従来技術においては、計算された最大安全動作寿命に到達すると自動的に無効化される温熱療法装置用のアンテナアプリケータ装置の需要がある。
【０００８】
本発明は、当該技術分野において遭遇するこれらおよびその他の不都合を解消しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第一の態様において、生物に温熱療法を提供するための装置である。装置は、搬送波信号（ｃａｒｒｉｅｒ  ｓｉｇｎａｌ）を発生するように構成された信号発生器（ｓｉｇｎａｌ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）と、変調信号を用いて搬送波信号を選択的に変調するように構成された信号変調器（ｓｉｇｎａｌ  ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）と、変調した搬送波信号を生物の標的箇所に送達するように構成された放射体（エミッタ，ｅｍｉｔｔｅｒ）と、を備える。
【００１０】
装置は温熱療法を提供するのに適しているのみであってもよい一方で、いくつかの実施形態では、装置は特にこれを行うように構成されている。搬送波信号は通常、６ｍＨＺから２５０ｍＨＺの範囲の周波数を有する。装置の操作者またはユーザは、搬送波信号を変調するために使用される変調信号を選択するように、信号変調器を制御することができる。具体的には、装置の操作者またはユーザは、治療の送達に先立ってまたはその最中に、搬送波信号を変調するために１つまたはいずれかの数の周波数を選択することができる。通常、信号発生器および信号変調器は共通の筐体に含まれるが、その一方で（一般的にアプリケータ機構またはアンテナの形態を取る）放射体は、変調した搬送波を伝播することが可能なリード線、ケーブル、または類似の結合機構を介して、信号発生器および／または信号変調器に結合されてもよい。
【００１１】
搬送波信号は、電波（高周波，ｒａｄｉｏ  ｗａｖｅ）を備えてもよい。装置は、約４３４ＭＨｚ、または世界中の複数の大陸の多くの組織によって承認された許容可能な産業科学医療用（ＩＳＭ）バンドの範囲内のその他いずれかの周波数の、マイクロ高周波搬送波信号を生成することができる。
【００１２】
搬送波信号の生成はパルス印加されてもよく、信号発生器は、パルス搬送波信号のパルス繰り返し率を選択的に変化させるように、さらに構成されてもよい。装置は、マイクロプロセッサ制御システムを通じて、これに限定されるものではないが１／２秒から１秒当たり５０００オン／オフサイクルまでの範囲となり得る搬送波信号の可変パルス繰り返し率を、選択的に変化させてもよい。４０キロヘルツの先進搬送波信号もまた試作されており、これは生理的共振用途向けのスーパーパルス４３４ＭＨｚ搬送波信号にとって有用である。
【００１３】
信号発生器は、パルス搬送波信号のデューティサイクルを選択的に変化させるように、さらに構成されてもよい。装置は、マイクロプロセッサ制御システムを通じて、選択されたパルス繰り返し率の数学的な商の範囲内でターンオン時間およびターンオフ時間のデューティサイクル率を変動させることが可能であってもよい。搬送波アップ時間のデューティサイクル率は制御可能であってもよく、「搬送波オン時間」が約１％および「搬送波オフ時間」が９９％から変化してもよく、その反対であってもよい。
【００１４】
搬送波信号の変調は、搬送波信号の周波数を変調することを備えてもよい。変調信号は、約０．１Ｈｚから約５０ＫＨｚまでの間の周波数を備えてもよい。変調信号は、音声信号を備えてもよい。装置は、マイクロプロセッサ制御システムを通じて、周波数変調の形態で搬送波信号に音声を印加してもよい。音声情報の印加を通じたこの周波数変調は、約０．１ヘルツの周波数の音声情報から５０，０００ヘルツを超えるまでの範囲であってもよい。一実施形態において、変調信号は超音波を備えてもよい。
【００１５】
装置は、記憶した音声プロトコルを変調として搬送波信号に印加してもよい。これらの音声プロトコルは、これらに限定されるものではないが、単一の周波数、複数の同時に生成された周波数、および記憶された音声材料を含んでもよい。所望の音声プロトコルの選択は、装置のユーザによって行われてもよい。
【００１６】
装置は、（たとえば大容量記憶装置を通じて）装置への直接転送によって、および／または遠隔マスタ装置を用いた、あるいはインターネットまたはその他のネットワークからのダウンロードの両方によって、付加的な音声フォーマットおよびプロトコルを受け付けてもよい。
【００１７】
装置は、細胞生物学における相転移を強化するために使用されてもよい。装置は、放射場および電場が組織および細胞質内の生体水に遠くから影響を及ぼす、集合誘導理論を利用して特定の生物学的機能を刺激するために、特定の周波数を送達するように設計されてもよい。
【００１８】
装置は、治療すべき身体部分の共振周波数と一致させて治療すべき身体部分の共振エネルギーを利用するために、その身体部分の共振周波数をすべて送達してもよい。このようにして、装置は比較的低電力で標的身体部分にエネルギーを効率的に送達することができる。
【００１９】
装置は、生物の原形質／細胞質内の水分の分子／ブラウン運動を強化するために使用されてもよい。組織内の水分へのこのエネルギーの増加は、神経微小管を開放し、神経およびその他の組織における相転移を強化することができる。
【００２０】
最近の研究は、神経リハビリテーションにおける１０から５０Ｈｚ方形波の有用性、およびこれらの周波数の使用による神経成長の強化を実証している。たとえば、以下の刊行物を参照されたい。
【００２１】
Ｃｏｏｍｂｅ，Ｄ．Ｒ．（２００２）．ＣＥＬＬＳ，ＧＥＬＳ  ＡＮＤ  ＴＨＥ  ＥＮＧＩＮＥＳ  ＯＦ  ＬＩＦＥ．Ｉｍｍｕｎｏｌ  Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌ，８０（５），５０６−５０６．
【００２２】
Ｇａｂｒｉｅｌ，Ｓ．，Ｌａｕ，Ｒ．Ｗ．，＆Ｇａｂｒｉｅｌ，Ｃ．（１９％）．Ｔｈｅ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ  ｏｆ  ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｔｉｓｓｕｅｓ：ＩＩＩ．Ｐａｒａｍｅｔｒｉｃ  ｍｏｄｅｌｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｓｐｅｃｔｒｕｍ  ｏｆ  ｔｉｓｓｕｅｓ．Ｐｈｙｓｉｃｓ  ｉｎ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ  ａｎｄ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，４Ｊ（１１），２２７１．
【００２３】
Ｔｒｅｖｏｒｓ，Ｊ．，＆Ｐｏｌｌａｃｋ，Ｇ．（２０１２）．Ｏｒｉｇｉｎ  ｏｆ  ｍｉｃｒｏｂｉａｌ  ｌｉｆｅ  ｈｙｐｏｔｈｅｓｉｓ：ａ  ｇｅｌ  ｃｙｔｏｐｌａｓｍ  ｌａｃｋｉｎｇ  ａ  ｂｉｌａｙｅｒ  ｍｅｍｂｒａｎｅ，ｗｉｔｈ  ｉｎｆｒａｒｅｄ  ｒａｄｉａｔｉｏｎ  ｐｒｏｄｕｃｉｎｇ  ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ  ｚｏｎｅ（ＥＺ）ｗａｔｅｒ，ｈｙｄｒｏｇｅｎ  ａｓ  ａｎ  ｅｎｅｒｇｙ  ｓｏｕｒｃｅ  ａｎｄ  ｔｈｅｒｍｏｓｙｎｔｈｅｓｉｓ  ｆｏｒ  ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ．Ｂｉｏｃｈｉｍｉｅ，９４（１），２５８−２６２．
【００２４】
Ｘｕｎ，Ｓ．（２０１１）．Ｉｎｃｒｅａｓｅｄ  ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｃｏｎｓｔａｎｔ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｗａｔｅｒ  ｔｒｅａｔｅｄ  ｂｙ  ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  ｌｏｗ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ  ｆｉｅｌｄ  ａｎｄ  ｉｔｓ  ｐｏｓｓｉｂｌｅ  ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎ．Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ：Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ  Ｓｅｒｉｅｓ，３２９（１），０１２０１９．
【００２５】
Ｐｏｌｌａｃｋ，Ｇ．Ｈ．，Ｃａｍｅｒｏｎ，Ｉ．，ａｎｄ  Ｗｈｅａｔｌｅｙ，Ｄ．，Ｗａｔｅｒ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｃｅｌｌ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００６．
【００２６】
Ｐｏｌｌａｃｋ，Ｇ．Ｈ．ａｎｄ  Ｃｈｉｎ，Ｗ．−Ｃ．Ｐｈａｓｅ  Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ｃｅｌｌ  Ｂｉｏｌｏｇｙ．Ｓｐｒｉｎｇｅｒ，２００８．
【００２７】
装置は、多層アプリケータを通じて４３４ＭＨｚ搬送波を用いて神経リハビリテーションを特に強化するために、ＡＭ１０Ｈｚ方形波、５０Ｈｚ方形波、５〜１３Ｈｚ方形波からのＦＭ変調掃引、１０Ｈｚおよびシューマン周波数掃引を送達してもよい。
【００２８】
装置は、骨折および術後修復における骨治癒率を強化するために、２９〜３９Ｈｚ範囲（およびより具体的には３１．２Ｈｚ）で４３４ＭＨｚ搬送波周波数の低周波数変調を送達してもよい。
【００２９】
装置は、強化された創傷治癒および皮膚調整のためのコラーゲンを刺激するために、２２〜２７Ｈｚ範囲で４３４ＭＨｚ搬送波周波数の低周波ＡＭ変調を送達してもよい。
【００３０】
装置は、一般的な腹部器官共振周波数を刺激するために、４〜１３Ｈｚの範囲で４３４ＭＨｚ搬送波周波数の低周波ＡＭ変調を送達してもよい。腎臓の４〜８Ｈｚの刺激は血管拡張を刺激して、腎血流を改善する可能性がある。
【００３１】
装置は、肝臓および膵臓を暖め、血管を拡張し、機能改善するために、７．８３〜９Ｈｚ範囲で４３４ＭＨｚ搬送波周波数の低周波ＡＭ変調を送達してもよい。
【００３２】
装置は、子宮を温め、血管を拡張し、機能改善して、子宮けいれんを緩和するために、７．８３〜９Ｈｚ範囲で４３４ＭＨｚ搬送波周波数の低周波ＡＭ変調を送達してもよい。
【００３３】
装置は、装置の熱状態を監視するように構成された温度モニタ（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍｏｎｉｔｏｒ）をさらに備えてもよい。装置は、装置の電子機器の温熱条件を常時監視するように構成されてもよい。装置が温熱条件を監視できない場合、またはプログラムされた公称範囲を温熱条件が超えた場合はいつでも、装置はユーザインターフェース上に警告を表示してもよく、安全のため停止プロトコルに入ってもよい。温度監視システムによって検出された危険な温熱事象はまた、装置が遠隔マスタ装置にイベントを通知するようにさせてもよい。
【００３４】
装置は、改ざん防止機構（ｔａｍｐｅｒ−ｐｒｏｏｆｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）をさらに備えてもよい。装置は、不正防止および盗難防止プロトコルを動作させてもよい。必要な情報が必要に応じて装置に入力されない場合、装置は警告を表示してもよく、遠隔マスタ装置がユーザの権限を再初期化するために装置と通信できるようになるまで動作しなくなってもよい。加えて、装置は、装置が収容される容器、箱、またはスーツケースの整合性が損なわれていないかどうかを判断することができてもよい。筐体の整合性が損なわれていた場合、装置は、動作可能なマイクロプロセッサが停止したこと、およびすべての動作可能なソースコードが削除されたという警告を、表示してもよい。この条件は、装置を遠隔マスタ装置と通信させることによってのみ、反転可能である。
【００３５】
信号変調器は、温熱療法の提供中に搬送波信号を変調する変調信号を変化させるように、さらに構成されてもよい。
【００３６】
変調信号の周波数は、標的箇所における物質の共振周波数にしたがって選択されてもよい。装置は、入力信号の１つまたは複数の周波数をこれらの共振周波数と正確に一致させることによって身体内の組織共振の効果を刺激および活性化させる周波数を送達するように、構成されてもよい。したがって装置は、組織を迅速に温めて、これらの生理的共振周波数によって活性化される生理学的プロセスを刺激することができる。
【００３７】
装置は、温熱療法の提供中に標的領域を照らすように構成された発光装置を、さらに備えてもよい。一実施形態において、装置には、４７０ｎｍ発光ダイオードからなる多点発光ダイオードシステムが取り付けられてもよい。４７０ｎｍ発光ダイオードと４３４ＭＨｚ搬送波との組み合わせは、感染性創傷のために、および創傷治癒を強化するために、使用されてもよい。
【００３８】
装置は、温熱療法の提供中に生物の温度を監視するように構成された温度モニタを、さらに備えてもよい。温度モニタは生物によって着用される衣服に組み込まれてもよい。一実施形態において、体表面温度を監視するために、温度プローブが着衣に編み込まれるかまたは取り付けられてもよい。
【００３９】
装置は、放射体の使用パラメータを監視するように構成された使用モニタ（ｕｓａｇｅ  ｍｏｎｉｔｏｒ）と、監視される使用パラメータが所定の閾値に到達したときに放射体のさらなる使用を自動的に防止するように構成された遮断装置（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎ  ｄｅｖｉｃｅ）と、をさらに備えてもよい。これは、さらなる使用が生物にとって危険であったり装置にとって有害であったりするところまで放射体が劣化したときに放射体の望ましくない使用を防止するための、有用な安全機構であろう。
【００４０】
使用パラメータは、放射体の合計使用時間、または放射体のオン／オフサイクル数を備えてもよい。
【００４１】
放射体は、多くの異なる形態および形状を取り得るアプリケータ機構（アンテナなど）を備えてもよい。たとえば、放射体は、パッド、スリーブ、ギプス、衣服、などの形態であってもよい。放射体の放射部分は、生物と接触または接近して配置されるように設計された、保護鞘、カバー、またはケースの中に組み込まれてもよい。放射体は、使用後に廃棄可能であってもよい。
【００４２】
装置は、遠隔制御装置（ｒｅｍｏｔｅ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と通信するための無線通信装置（ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｄｅｖｉｃｅ）をさらに備えてもよく、装置は、遠隔制御装置から無線通信装置に送信された命令を受信し、これにしたがって動作するように構成されてもよい。装置は、遠隔制御装置または遠隔マスタ装置と自律的に（たとえば定期的に）通信するように構成されてもよい。遠隔マスタ装置は、装置を制御または所有する会社の敷地に配置されてもよく、装置に使用の権限を与えるための命令を送信してもよい。好ましくは、このような通信は、ＨＩＰＰＡまたは個人データを含まない。装置は遠隔マスタ装置に対するその現在位置、移動経路、治療プロトコルの数およびタイプ、ならびに患者（ヒトであれば）または臨床専門医のいずれかによって提供された調査データフィードバックを、報告してもよい。装置がそのユーザのために認められた場所にないことがデータ共有プロトコルの間に遠隔マスタ装置によって見出された場合、装置は遠隔マスタ装置によって遠隔的に無効化されてもよい。加えて、ユーザまたは臨床専門医に対して親会社に連絡するよう促すメッセージが、ユーザインターフェース上に現れてもよい。装置は、イーサネットポートをさらに備えてもよい。
【００４３】
装置は家具または衣類において実現されてもよい。装置は、家具／衣類を使用しているときにユーザに温熱療法が提供されるように、家具または衣類に組み込まれてもよい。たとえば装置は、カウチ、椅子、毛布、またはウェットスーツに組み込まれてもよい。このような場合、放射体は様々な身体部分の刺激のための治療パッドの形態で実現されてもよい。
【００４４】
本発明のさらなる形態において、生物に温熱療法を提供する方法が提供される。方法は、搬送波信号を生成するステップと、変調信号を用いて搬送波信号を変調するステップと、変調した搬送波信号を生物の標的箇所に送達するステップと、を備える。
【００４５】
本発明のさらなる形態において、生物に温熱療法を提供する装置が提供される。装置は、生物の標的箇所に信号を送達するように構成された放射体と、放射体の使用パラメータを監視するように構成された使用モニタと、監視される使用パラメータが所定の閾値に到達したときに放射体のさらなる使用を自動的に防止するように構成された遮断装置と、を備える。
【００４６】
使用パラメータは、放射体の合計使用時間、または放射体のオン／オフサイクル数を備えてもよい。
【００４７】
放射体は、生物の表面に適用されるように構成されてもよい。
【００４８】
放射体は使用を通じて劣化してもよい。
【００４９】
放射体のさらなる使用を自動的に防止することは、電力が放射体に送達されるのを自動的に停止することを備えてもよい。
【００５０】
本発明のさらなる態様において、生物に温熱療法を提供する方法が提供される。方法は、生物の標的箇所に信号を放射するステップと、放射体の使用パラメータを監視するステップと、監視される使用パラメータが所定の閾値に到達したときに放射体のさらなる使用を自動的に防止するステップと、を備える。
【００５１】
本発明のさらなる特徴は、以下に記載される。当業者によって認識されるように、これらの特徴のいずれも、上記実施形態のいずれと組み合わせられてもよい。
【００５２】
装置は、携帯利用向けに提供されてもよく、装置を収容して外部環境からこれを保護するための開放可能なケースまたは類似の筐体を組み込んでもよい。筐体は、装置を移動させるための車輪と、拡張可能なドラッグハンドルと、を含んでもよい。
【００５３】
装置は、装置によって実行される様々な機能を実行するためのデジタル制御システムを備えてもよい。装置は、装置を制御するため別のサブシステム制御マイクロプロセッサにタスクおよびスレーブを課すために使用される、マルチプラットフォームマイクロプロセッサを含んでもよい。これら様々なマイクロプロセッサへのアクセスは、タッチスクリーンなどのユーザインターフェースを通じて達成されてもよい。
【００５４】
装置は、装置を自動的に位置特定するための全地球測位システム（Ｇｌｏｂａｌ  Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ：ＧＰＳ）を備えてもよい。位置データは、さらなる使用のためにマイクロプロセッサに書き込まれてもよい。装置の自動位置特定は、装置の再配置の間に位置および移動軌跡が必要なときに確認されるように、毎日複数回行われてもよい。
【００５５】
装置は、搬送波信号に刻印される外部音声信号の受け付け、および装置のメモリ内の記憶のための、音声入力ジャックを含んでもよい。
【００５６】
装置は、生物の標的領域の温度を監視するようにも構成されてよい。たとえば、皮下組織活性からの熱応答を監視するために、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｅｐｒｏｍマイクロプロセッサおよび赤外線前方監視熱センサが採用されてもよい。最新型フレキシブルテープＰＣＢ熱感知装置は、非侵襲性粒状温度感知を可能にする温度プローブを介して、均等な場、および温度監視をもたらす場のための放射体と結合されてもよい。
【００５７】
放射体（またはアプリケータ機構）は、人間工学的に向上させるために、多くの身体輪郭の取り方で形成および拡散されてもよい。装置によって加熱および治療される特定の身体部分の周りの温度をより正確に監視するために、剥がして貼るタイプの使い捨て熱センサが作り出されてもよい。これらの非侵襲性熱センサはまた、腹腔鏡、注射、または侵襲性を最小限にした外科的アプローチを介して、身体内への導入を通じて侵襲的になっていてもよい。温度プローブは、腫瘍学、または原位置に残される長期温度監視システムなどの先進的手法のため生体内にある間に、使用されてもよい。
【００５８】
装置は、ＡＣ主電源に接続されてもよく、および／または限られたＤＣの現場使用のための搭載型再充電可能バッテリ電源を含んでもよい。装置が不正使用された場合、不正使用の検出により、セル、無線、またはイーサネットを介して遠隔マスタ装置に緊急および位置信号が送信されるようにしてもよい。緊急信号は、バッテリが切れるまで、または装置が電源に接続されている場合には保守担当者によって無効化されるまで、継続してもよい。
【００５９】
装置は、冷媒を送入するためのファンまたはポンプなど、強制冷却を提供する手段を含んでもよい。
【００６０】
装置は安全停止装置を含んでもよく、これは何らかの問題があった場合にユーザインターフェースを介してユーザによって起動されてもよい。停止装置は、患者が不快に感じたときはいつでも患者が押すことができる延長コードまたは無線スイッチとして、入手可能であってもよい。停止装置は、装置の付属品として着脱可能である。被験者はまた、治療中の快適さを保証するために、（たとえば停止装置を介して）治療の強度を調整してもよい。
【００６１】
装置は、動作中に、プロトコルパラメータを変更するように構成されてもよい。動作モダリティに対する変更はまた、装置が休止していて使用を待っている間に行われることも可能である。
【００６２】
装置は複数の放射体（アプリケータ）を含んでもよく、その各々はそれぞれの変調した搬送波信号を放射するために配置されている。放射体は、治療レベルの上昇を提供するために組み合わせられてもよい。装置が使用されてもよい臨床用途としては、これらに限定されるものではないが、神経学、筋骨格、腫瘍学、リハビリテーション、関節炎およびその他の関節痛緩和および加温、勃起障害、スポーツ医学、スポーツ強化、幹細胞活性、コラーゲン活性、創傷治癒、骨折修復、および内分泌加温を含む。
【００６３】
装置は、単独で、またはその他の薬物および薬剤と組み合わせて、使用されてもよい。装置は、以下のいずれかの状況で温熱療法を送達するために使用されてもよい：ウマおよびウシ筋骨格および再生産労働；膵臓炎／痛および膵臓がん／新生物；肝臓炎／痛および肝臓がん／新生物；腎臓炎／痛および腎臓がん／新生物；脾臓炎／痛および脾臓がん／新生物；大小腸炎／痛および大小腸がん／新生物；心臓炎／痛および心臓がん／新生物；肺炎／痛および肺がん／新生物；脳／頭蓋炎／痛および脳／頭蓋がん／新生物；肛門−直腸炎／痛および肛門−直腸がん／新生物；眼球炎／痛および眼球がん／新生物；骨および軟骨炎／痛および骨および軟骨がん／新生物；聴覚構造および器官炎／痛および聴覚構造および／または器官がん／新生物；筋肉炎／痛および筋肉がん／新生物；足底／足の炎症／疼痛および足のがん／新生物；手の炎症／疼痛および手のがん／新生物；甲状腺炎／痛および甲状腺がん／新生物；副腎炎／痛および副腎がん／新生物；下垂体炎／痛および下垂体がん／新生物；口腔炎／痛および口腔がん／新生物；乳腺炎／痛および乳腺がん／新生物；頸部および胸壁の炎症／疼痛および頸部および胸壁がん／新生物；卵巣および子宮炎／痛および卵巣および子宮がん／新生物；前立腺および睾丸炎／痛および前立腺および睾丸がん／新生物。
【００６４】
装置は、腎臓、肝臓、心臓、脾臓などの主要な器官の上で温度を上昇させることによって身体の代謝率を増加させるために、単体として、またはその他の薬物および薬剤と組み合わせて使用されてもよい。
【００６５】
装置は、好ましくは摂氏４１度で３０分間胸腺遺残および心臓／肺門リンパ節の上の温度を、および１５分間各腎臓の上の温度を局所的に上昇させることによって免疫系を刺激するために、単体として、またはその他の薬物および薬剤と組み合わせて使用されてもよい。これらの主要な免疫域の上でのこの局所的温度上昇は、このような標的箇所に温熱療法を提供するために装置が使用されるのに応じて、これらの器官上での代謝率を上昇させることができる。これらの器官上の温度の上昇および基礎代謝率の上昇は、免疫系を直接的に刺激する。
【００６６】
装置は、強制利尿の電子的形態としての腎臓病治療のため単体として、またはその他の薬物および薬剤と組み合わせて使用されてもよい。一方または両方の腎臓の温度を上昇させることによって、装置は腎機能を向上させてより多くの血液を腎臓に流し、腎機能を向上させる。これは、急性期および慢性期の両方の腎臓病管理において有用である。
【００６７】
装置は、透析の効率を高め、透析装置上の腎臓のろ過にかかる時間を短縮するために、透析治療の前に腎臓を加熱するために使用されてもよい。したがって装置は、透析治療時間を加速するために使用されてもよい。
【００６８】
装置は、約０．１Ｈｚから約１．６１８Ｈｚの間の共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。これは、多能性幹細胞の刺激、および心臓、神経、骨、肝臓、腎臓などの組織固有の幹細胞株内へのこれら細胞の活性のために、使用されてもよい。
【００６９】
装置は、ＥＬＦの使用および温度上昇を通じて、幹細胞ドナー部位活性の非侵襲性手段として使用されてもよい。この活性により、循環を介して、レシピエント標的部位への幹細胞移動を可能にする。
【００７０】
装置は、ＥＬＦの使用および温度上昇を通じて、幹細胞レシピエント部位調製および活性の非侵襲性手段として使用されてもよい。このレシピエント部位活性により、移動幹細胞はレシピエント部位で受容されるようになる。
【００７１】
装置は、約４Ｈｚから約１３Ｈｚの間の共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。これは、一般的な器官および身体部分の刺激のため、ならびにこれらの組織の緩やかな加温のために、使用されてもよい。
【００７２】
装置は、約９Ｈｚから約１１Ｈｚの間の共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。結合組織および特に神経のリハビリテーションのために、１０Ｈｚが具体的に使用される。装置の使用は、以前に損傷した神経組織を迅速に再建および回復させると実証されている。装置は、損傷した神経組織内の神経形成を強化するために、超低周波数（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ  Ｌｏｗ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｉｅｓ：ＥＬＦ）を使用してもよい。
【００７３】
装置は、美容およびスパ用途で使用するためのコラーゲンおよび皮膚の回復のため、約２１Ｈｚから約２７Ｈｚの間の共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。
【００７４】
装置は、約３０Ｈｚから約３９Ｈｚの間の共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。具体的には、骨折治癒および骨粗しょう症の回復のため、３１．２Ｈｚが使用されてもよい。
【００７５】
装置は、約８９Ｈｚから約１２０Ｈｚの間の共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。具体的には、浮腫の軽減のために１０８Ｈｚが使用されてもよい。
【００７６】
装置は、疼痛およびその他の神経学的状態の処置のため、約３００Ｈｚから約５００Ｈｚ、そして４０，０００Ｈｚを超える共振周波数範囲で組織を刺激するように構成されてもよい。
【００７７】
骨治癒および再成長に加えて神経リハビリテーションの刺激のため、搬送波信号を変調するために、複数の可聴周波数および可聴波形が使用されてもよい。
【００７８】
装置は、バルク水Ｈ２Ｏから”ＥＺ”水Ｈ３Ｏ２、液晶へ、そして元に戻る相転移を促進するために、使用されてもよい。ＲＦ信号のエネルギーは、位置エネルギーを増加させて細胞性および非細胞性体水分の分子運動を増加させるために使用可能な身体の水分中に、エネルギーを付与する。このエネルギーの増加は、構造化された”ＥＺ”水を作り出して、水電荷を親水性表面に沿ってプラスおよびマイナスの電荷に分離するために、身体の水分によって使用される。これらの強化された相転移は、装置を使用する神経学的症例で見られる高速リハビリテーションを促進する。
【００７９】
装置は、損傷した神経組織または腺におけるＣａ閉塞を溶解する場合のようにミクロレベルで、ならびに間接、腱、および靱帯の石灰化を溶解および縮小させる方法として、身体内の石灰化の様々な形態を減少および／または溶解させるために使用されてもよい。様々な律動性および非律動性トーンおよび／またはコード（変調信号として使用される）は、時間をかけて効率的に石灰化を溶解させるために、装置によって使用されてもよい。装置は、ＥＬＦの使用および温度上昇を通じて、軟組織の石灰化した蓄積物および結晶体を溶解する非侵襲的手段として、使用されてもよい。
【００８０】
装置は、腫瘍学の温熱療法で使用する薬物（ＣｅｎｔｒｕｍのＴｈｅｒｍｏｄｏｘなど）または酸化鉄ナノ粒子の活性を促進するために、身体内の薬物を電磁的に加温するために使用されてもよい。
【００８１】
装置は、この治療に適したがんに標的免疫療法を送達するために、局所領域腫瘍学的用途の使用のため、カルボプラチンまたはシスプラチンと組み合わせて使用されてもよい。
【００８２】
装置は、カルボプラチン、アオサソリの毒、および標的免疫療法と組み合わせて、肥満細胞腫および黒色腫の局所領域治療のために使用されてもよい。
【００８３】
装置は、骨のプラズマ状態を増加させて超音波で見えやすくするため、骨を加熱するために使用されてもよい。これは、最初に超音波による走査の前に骨を加熱し、こうして超音波によって骨の内部を視認可能にすることで、骨走査における超音波の使用を電子的に拡張してもよい。
【００８４】
同様に、装置は、ＭＲＩ装置による撮像に先立って解剖学的領域の温度を上昇させるために使用されてもよい。いずれの加熱領域も、加熱領域の過度興奮および温度上昇により、ＭＲＩの電子的造影剤を呈する。
【００８５】
一実施形態において、装置は、神経路を通る連続１０Ｈｚ方形波をパルス印加するために使用されてもよい。信号は、頭蓋から足まで、または頭蓋から腕までなどの神経経路に沿って伝播する。
【００８６】
電力が適切に低下すると、装置は電気鍼刺激装置として使用されてもよい。装置は、ヒトまたは動物の身体上のいずれかのつぼを直接、または鍼灸針の上から刺激するために、使用されてもよい。剥がして貼るアプリケータ機構は、標的つぼにＲＦエネルギーを送達するための装置に接続されたときに、使用されてもよい。代替治療プロトコルとして、放射体は、変調した搬送波を集中させるためのレンズを備えてもよい。剥がして貼る印刷共振またはキラルパターン共振レンズアプリケータ機構は、‘マイクロ波レンズ’の役割を果たして所望の鍼灸領域により多くのエネルギーを集中させるために、治療すべき所望の鍼灸領域の上に配置されてもよい。
【００８７】
これらのマイクロ波レンズは、所望の周波数範囲内でタッチスクリーンユーザインターフェースによって決定された通りの異なる調節可能な共振周波数で動作するようになっていてもよい。
【００８８】
やはり電力の低下を考慮しながら、装置は、関節炎および骨折の治療、とりわけ外傷、認知症、アルツハイマー病、脳卒中、新生物、神経膠腫、鬱、松果体経頭蓋刺激、てんかんの小脳刺激、坑けいれん経頭蓋ＲＦ刺激、抗振戦治療、耳鳴り治療、および深部聴覚刺激などの様々な神経学的状態のための経頭蓋刺激およびリハビリテーションにおいて、使用されてもよい。
【００８９】
変調信号を適切な信号に合わせることにより、装置は、海洋捕食動物に対する忌避剤として使用されてもよい。この実施形態は、ウェットスーツまたは水中で使用するための類似の衣服に装置が組み込まれたときに特有の使用法である。
【００９０】
放射体は、グラフェン、炭素繊維、サファイアダストペースト、エメラルドダストペースト、ルビーダストペースト、およびカーボンナノチューブなどのメタマテリアルで被覆されてもよい。
【００９１】
装置は、小児の尿道逆流症の診断試験の一部として使用されてもよい。一実施形態において、膀胱が摂氏４１度に加温され、腎臓の温度上昇を監視するために１つ以上の温度センサが腎臓の上に配置される。腎臓温度の上昇は、尿が膀胱から逆流して温かい尿が腎臓に送られていることを表す。このプロセスは、幼児の尿道逆流症を判断するための、確実な非侵襲性試験を構成する。
【００９２】
装置は、生物の標的物質の自己共振範囲を自動的に感知するように動作することが可能である。この自動調整モードにおいて、装置は、標的箇所に応じた信号反射損失を分析してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の一実施形態による温熱療法送達システムの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による装置の構成要素の概略図である。
【図３】図２のＲＦデッキの構成要素の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構の概略図である。
【図５】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構の前部外カバーを示す図である。
【図６】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構の第一誘電体層を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構のスロットアンテナの上面図である。
【図８】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構のスロットアンテナの底面図である。
【図９】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構の第二誘電体層を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構のマイクロストリップアンテナの上面図である。
【図１１】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構のマイクロストリップアンテナの底面図である。
【図１２】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構の第三誘電体層を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構のバッキングを示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態によるアプリケータ機構の後部外カバーを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００９４】
本発明は、生物に温熱療法を提供するための改良された装置および方法を提供しようとするものである。本発明の様々な実施形態が以下に記載されるが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、これら実施形態の変形例もまた、添付請求項によってのみ限定される本発明の範囲に含まれるものとする。
【００９５】
図１は、本発明の一実施形態による温熱療法送達システムの概略図である。温熱療法送達システムは、搬送波を生成および変調するように構成された、装置１０を備える。装置１０は、図２および図３により詳細に示されており、以下により詳細に記載される。温熱療法送達システムは、適切な手段１５（同軸ケーブルなど）によって装置１０に接続されたアプリケータ機構４０を、さらに備える。アプリケータ機構４０は、装置１０によって生成されて手段１５を介してアプリケータ機構４０に伝送される、変調した搬送波の有効な送達のため、生物上に、またはこれに近接して、位置決めされるように構成されている。アプリケータ機構４０は、図４から図１４により詳細に示されており、以下により詳細に記載される。
【００９６】
図２は、本発明の一実施形態による、温熱療法のために搬送波を生成および変調するように構成された装置１０の概略図である。装置１０は、４つの一次回路カードまたは回路モジュール１、２、３、４を備える。
【００９７】
カード１は、装置１０の動作に特化された様々な個別の制御回路を包含する、相互接続カードである。カード１は、装置１０に関わるすべての周辺機器の相互接続点である。カード１との相互接続は、複数の接続接点を有する多心ケーブルコネクタを介して行われる。カード１はモジュール式であり、保守性および／またはトラブルシューティングのため容易に置き換えられる。カード１は、表面実装電子部品およびスルーホール電子部品の両方、ならびに複数の回路相互接続プラグおよびソケットアセンブリを組み込んでいる。試験点は、試験およびトラブルシューティングのためカード１全体に慎重に配置される。カード１は、装置１０に関する信頼性問題を生じる可能性のある付加的な手作業配線または接続を可能であれば排除または最低限に抑えるように設計された、多層プリント回路基板を備える。カード１はサーモスジャック接続１３に接続されてもよく、これはサーモス・センサ・パッケージ１７に接続されてもよい。
【００９８】
装置１０は、主電源カードであるカード２をさらに備える。この電源は、装置１０の動作に特化された回路を包含する。様々なＤＣ電圧電位がカード２上で作り出され、カード１との相互接続は複数の導体ケーブルを通じて行われる。命令、制御、および電力は、カード１に取り付けられた取り外し可能な接点を有する複数の導体ケーブルを通じてカード２に送られる。カード２はモジュール式であり、保守性および／またはトラブルシューティングのため容易に置き換えられる。ＡＣ電源レベル電位１２はカード２に直接接続し、安全を考慮して相互接続カード１を迂回している。ＡＣ電源電圧電位１２は、特別に選択された組み合わせ高周波干渉フィルタ、回路遮断器／電源スイッチ１４、およびユニバーサル切断可能コード接続を通じて搬送される。装置１０はまた、ユニバーサルＡＣ電圧電源で動作してもよい。
【００９９】
カード２は、装置１０を動作させるために要する必要なＤＣ電圧を作り出す。カード２上で使用される電源はモジュール形式であり、カード２自体および個々の電源のいずれも、ユーザによって、具体的には有資格または権限を有する保守技術者によって必要とされる場合には、試験および保守のため容易に置き換えられてもよい。複数のＤＣ電圧がカード２上で作り出され、装置１０の様々な回路によって使用するために必要とされるＤＣ電源電圧を操作および／または発生させるために使用される。試験点は、試験およびトラブルシューティングのためカード２上に慎重に配置される。
【０１００】
装置１０は、高周波発生および増幅モジュールである、（本明細書ではＲＦデッキと称されてもよい）カード３をさらに備える。カード３は、装置１０に４３４ＭＨｚ搬送波を発生させるために必要とされるＲＦ部品を組み込んだ、専用モジュールである。カード３は、カード１に取り付けられた複数の着脱可能な接点との複数の導体ケーブル接続を介して、マスタ相互接続カード（カード１）と相互接続している。命令、制御、および電力は、複数の導体ケーブルを通じてカード３に送られる。カード３はモジュール式であり、保守性および／またはトラブルシューティングのため容易に置き換えられる。カード３によって発生した高周波エネルギーは、同軸ケーブルおよび従来型のＴＮＣメスパネルジャック１６を介して、装置１０の出力接続に結合される。ジャック１６は、低電力損失、アプリケータ機構（図示せず）とのインピーダンス適合の整合性、機械的整合性、および異なるアプリケータ機構に取り付けるときの使いやすさのため、カスタム選択される。
【０１０１】
装置１０はデジタル制御インターフェースカードであるカード４をさらに備える。カード４は、カード１に取り付けられた複数の着脱可能な接点との複数の導体ケーブル接続を介して、マスタ相互接続カード（カード１）と接続している。命令、制御、および電力は、複数の導体ケーブルを通じてカード４に送られる。カード４はモジュール式であり、保守性および／またはトラブルシューティングのため容易に置き換えられる。カード４はまた、装置１０の外表面に実装された装置タッチスクリーン制御パネル１８とも直接接続している。この直接接続は、タッチスクリーン制御面に関する信頼性問題を排除するために行われる。カード４はまた、装置１０の外表面上の環境的に安定したユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）接続１１との直接接続も有する。ＵＳＢ接続１１は、装置１０の修理、更新、アップグレード、または一般的なトラブルシューティングのため、保守技術者とのデジタル制御カード（カード４）の局所相互接続のために設けられる。
【０１０２】
図示されないが、装置１０は、ファンまたは冷媒ポンプなどの複数のモータ駆動冷却装置によって冷却される。熱は、装置のサブシステムから取り除かれて、安定した動作環境を保証するため後に装置１０の内外の周囲空気と交換される、装置１０の内部の気流柱に付与される。
【０１０３】
装置１０は、カード４上の装置１０を収容するスーツケース内に設置された、埋め込み式全地球測位システム４１をさらに含む。ＧＰＳシステムは、装置１０の位置／場所を特定するデジタルマイクロプロセッサ４２のメモリにメッセージを定期的に書き込むために、カード４上に収容された、デジタルマイクロプロセッサ４２と協力して動作する。
【０１０４】
装置１０は、やはりカード４上の、ケース内に設置された埋め込み型セルラーモデム４３をさらに含む。このセルラーモデム４３システムは、多くの機能を実行するために、デジタルマイクロプロセッサ４２と協力して動作する。モデム４３は、たとえば装置１０の位置／場所、ユーザによって使用される治療のタイプ、治療の数、およびデジタルマイクロプロセッサ４２によって蓄積されたその他の関連データを含んでもよい、多数の集積データビットを報告するために、親会社と定期的に接続する。
【０１０５】
本発明の具体的実施形態において、装置１０は、キャリーハンドル、ドラッグハンドル、および車輪を有する耐水性および耐久性のスーツケースの中に収容される。この耐水性スーツケースは、装置１０の容器のみならず機能的搬送外殻でもある。ケースは耐候性かつ耐汚性であり、装置１０の保護のみならず、電源電圧電力ケーブル、アプリケータ機構等の収納オプションも提供する。
【０１０６】
ここで図３に戻ると、ＲＦデッキ３０、すなわちカード３の部品、ならびにこれらの相互接続が、より詳細に示されている。
【０１０７】
ＲＦデッキ３０は、４３４ＭＨｚ  ＲＦ搬送波のために安定した周波数源を作り出すように構成された、励振器３１を備える。このスペクトル的に純粋なＲＦ搬送波は、世界中の様々な通信管理局の産業科学医療用バンド要件の要件内の周波数安定性のため、励振器３１の内部で自己参照される。
【０１０８】
励振器３１はまた、治療的処置の周波数変調（ＦＭ）部分も提供する。ＦＭ音声情報は、励振器３１から出力される複合波形を生成するために、搬送波と混合する。励振器３１の出力は、ＲＦ変調信号に関して連続的であり、デジタルコントローラカード（カード４）によって命令された通りである。音声情報は、装置１０の中の複数の音声カードから生成されてもよい。音声カードは、ある範囲の変調信号を生成するように命令されることが可能な、多声デジタル制御装置である。これらの信号は、デジタルマイクロプロセッサ４２（カード４に含まれる）によって、（とりわけ）振幅、周波数、波形、および単声モードか多声モードかを変化させるように、命令される。これらのカードからの音声の出力は、互いに合計または加算され、搬送波を変調するために励振器３１に印加される。励振器３１は、信号の出力を変更するために、減衰器３２の中にその信号を出力する。
【０１０９】
ＲＦデッキ３０は、減衰器３２を通過した後に励振器２２からの複合信号を受け付けて、ユーザによって選択された通りの意図される治療プログラムに必要とされる治療レベルまで信号を増強させるように構成された、前置増幅器３３をさらに備える。可変性の電力利得は、タッチスクリーン制御パネル１８上で選択された通りに、ユーザによって指定される。治療プロトコルは、低損失タイプのＴＮＣパネル実装接続および低損失タイプの同軸ケーブルを通じてアプリケータ機構に送達される、ゼロから数十ワットの出力電力レベルを有するように、選択されてもよい。
【０１１０】
前置増幅器３３は、終段電力増幅器３４に信号を伝送する。終段電力増幅器３４は、装置１０の所望の治療作用に関する多くの機能を実行するように、デジタルマイクロプロセッサ４１によって命令される。終段電力増幅器３３は、最大または最小出力電力で動作するか静止したままのいずれかとなるように、命令される。出力電力は、ゼロ出力から最大出力まで連続的に変動可能な範囲内でレベル変化するように命令されることが可能である。終段電力増幅器３３は、‘ターンオン’時間のデューティサイクル率を毎秒の動作の数学関数として‘ターンオフ’時間と関連して変動させるように、命令されることが可能である。デューティサイクル率のこの可変性は、１％の‘オン時間’と９９％の‘オフ時間’から逆の９９％の‘オン時間’と１％の‘オフ時間’までの範囲で、１％ずつ連続的に変動可能である。終段電力増幅器３４の付加的な機能は、デジタルマイクロプロセッサ４１によって命令された通りに毎秒のターンオン動作の回数を変化させることである。具体的実施形態において、パルス繰り返し率、つまり毎秒のパルス動作の範囲は、毎秒半分の動作（０．５Ｈｚ）から毎秒５０００回超の動作（５ＫＨｚ）まで変動可能である。可変出力電力、毎秒の可変パルス繰り返し、および可変パルス幅比デューティサイクルの、この複数の組み合わせは、ユーザによって選択された通りに、生物にとって広範な治療および緩和処置の選択肢を作り出す。
【０１１１】
ＲＦデッキ３０は、方向性カプラ３５をさらに備える。方向性カプラ３５は、終段電力増幅器３４の出力電力を感知し、この振幅関連情報をデジタルマイクロプロセッサ４１に送信する。これは、使用のために選択された治療プロトコルにしたがって終段電力増幅器３４が動作していることを保証するための、抑制と均衡による安全機構である。方向性カプラ３５はまた、アプリケータ機構からのいかなる未使用ＲＦエネルギーも感知する。いかなる未使用エネルギーも、ＶＳＷＲの用語で損失として表現される。ＶＳＷＲは、順方向エネルギーと反射または未使用の全エネルギーとの比である。整合性の式は１：１．００である。整合性から１：３．００の量に向かう逸脱は、望ましい動作条件ではない。アプリケータ機構によって使用されないかまたは装置１０に向かって‘反射’されるエネルギーは、終段電力増幅器３４に損傷を招く可能性がある。
【０１１２】
ＲＦデッキ３０は、高周波信号に出入りさせるように構成された絶縁器／循環器３６を、さらに備える。絶縁器／循環器３６は、アプリケータ機構の誤適用またはアプリケータ機構の故障による電気的損傷から終段電力増幅器３４を保護する機能を有する、一方通行の安全経路として機能する。絶縁器／循環器３６は、これに関連づけられた３つのＲＦ接続を備える。方向性カプラ３５を介して終段電力増幅器３４からのＲＦエネルギーは、ポート３０１から絶縁器／循環器３６に入力する。環状交差点と類似の動作が、時計回りのロータリーの運動として行われる。この運動は、ポート３０１からの印加されたＲＦエネルギーを最小限の損失でポート３０２を通じて絶縁器／循環器３６から出力させる。完全条件において、ポート３０２から出力するエネルギーのほぼ１００％が、搬送波出力接続３９を通じて接続されたアプリケータ機構（図示せず）によって消費され、生物に付与される。この完全条件は滅多に起こらないので、ＶＳＷＲ（電圧定在波比（Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｔｏ  Ｓｔａｎｄｉｎｇ  Ｗａｖｅ  Ｒａｔｉｏ）、下記参照）として表されるこの未使用エネルギーは、絶縁器／循環器３６に戻るように反射される。この反射エネルギーはポート３０２から絶縁器／循環器３６に再入力し、環状交差点の時計回り運動でポート３０３（したがって用語絶縁器／循環器３６）から絶縁器／循環器３６を出る。ポート３０３は、反射してポート３０２に入力したエネルギーがポート３０３を介して絶縁器／循環器３６を出られるようにすることしかできない、一方向ポータルである。ポート３０３から放出されたエネルギーは、拒絶減衰器３７として知られる抵抗装置に向かって短絡される。
【０１１３】
拒絶減衰器３７は、入力および出力を有する２ポート装置である。拒絶減衰器３７は、拒絶減衰器３７の入力ポートに誘導されたいかなるレベルの電力も低下（すなわち減衰）させ、拒絶減衰器３７の出力ポートから低値画像の電力を出力させる。ＲＦ信号は、小型電子回路によって直流（ＤＣ）方式に変換される。結果的に得られるＤＣエネルギーもまた、４３４ＭＨｚ搬送波信号と生物との結合の効率の値を測定または推定する代替手段としてのデジタルマイクロプロセッサ４２に供給される。この結果的なＤＣ値は、アプリケータ機構と生物との結合の効率の表示を駆動するために使用されてもよく、タッチスクリーンデジタルディスプレイ１８上に配置されてもよい。
【０１１４】
デジタルマイクロプロセッサ４２の安全特性として、ＶＳＷＲが１：１．３０に近づくと、アプリケータ機構に送達される増幅器出力電力は、生物にとって安全であり、前置増幅器３３および終段電力増幅器３４の電気的整合性にとっても安全なレベルまで、低下する。ユーザへの支援として、タッチスクリーン制御パネル１８上に効率表示がある。アプリケータ機構が不適切に生物に印加された場合、効率表示はたとえば緑色から黄色に変わってもよく、結合の効率が悪化し続けた場合、効率表示は黄色から赤色に変わってもよい。
【０１１５】
ＲＦデッキ３０は、拒絶負荷減衰器３８をさらに備える。拒絶負荷減衰器３８は、ＡＣまたはＤＣ信号あるいは両方の組み合わせを受け付けて、一般的にデシベル（ｄＢ）で表される対数率のエネルギー量を低下させる、２ポート装置である。拒絶負荷減衰器３８は、搬送波と生物との結合におけるアプリケータ機構の効率の表示を展開するために、ＤＣ電圧レベルをデジタルマイクロプロセッサ４２に供給するための安全機構として、使用される。その減衰機能を実行するために、熱を発生し、これを放散させなければならない。この熱放散は、拒絶負荷減衰器３８をヒートシンクに取り付けることによって実現される。
【０１１６】
ここで図４に戻ると、本発明の一実施形態によるアプリケータ機構５０が示されている。アプリケータ機構５０は、適切な手段を介して（たとえば、切断可能な同軸ケーブルを介して）装置１０に接続されてもよく、温熱療法を提供するように、変調した搬送波を生物に送達するように構成されている。
【０１１７】
アプリケータ機構５０は：前部外カバー５１、第一誘電体層５２、スロットアンテナ５３、第二誘電体層５４、マイクロストリップアンテナ５５、第三誘電体層６６、バッキング５７、および後部外カバー５８をこの順で含む、多層構造を備える。各層の詳細は、図５から図１４に示されている。異なる相は、いくつかの方法で相互作用する。
【０１１８】
図５は、前部外カバー５１の図である。前部外カバーは、温熱療法を受けている生物の標的領域に、またはその近傍に適用されるように、設計されている。前部外カバーは、ポリウレタン繊維またはその他いずれかの可撓性材料で作られることが可能である。この実施形態において、これは２つのポート、すなわち同軸ケーブルポート５１１および温度センサケーブルポート５１２を含む。
【０１１９】
図６は、内蔵型マイクロチップを有する温度センサをその中に受容するための開口５２１を備える、第一誘電体層５２の図である。温度計は、治療の送達中に生物の体温測定ができるようにする。第一誘電体層５２は、シリコーンまたはその他いずれかの絶縁材料から作られることが可能であり、約１．５ｍｍの厚さを有することができる。一実施形態において、誘電体層５２の誘電率はおよそ２．９である。
【０１２０】
図７は、第一誘電体層５２の下にあるスロットアンテナ５３の図である。アプリケータ機構５０が装置１０に接続されたとき、装置１０によって発生した変調搬送波は、生物に変調搬送波を送達するためにスロットアンテナ５３に伝送される。スロットアンテナ５３は、スロットアンテナ５３から放射された変調搬送波を集中させるための２つのマイクロ波レンズ５３１、５３２を備える。２つのマイクロ波レンズ５３１、５３２は、互いにもスロットアンテナ５３とも接触しない。スロットアンテナ５３は、およそ０．５ｍｍの厚さを有する平坦な可撓性回路材料から作られることが可能である。スロットアンテナ５３は、温度ＩＣ５３３、温度ＩＣとマイクロコントローラ５８１との間の第一コネクタ５３４、温度ＩＣ５３３と外部電力およびデータ源（図示せず）との間の第二コネクタ５３５、金属支持板５３６、および接地溶接部を通すためのスロット５３７を、さらに備える。図８は、第二誘電体層５４と接するスロットアンテナ５３の反対側の図である。
【０１２１】
図９は、第二誘電体層５４を示す。第一誘電体層５２とともに、これはマイクロストリップアンテナ５５からスロットアンテナ５３を電気的に絶縁するのに役立つ。第二誘電体層５４は、シリコーンまたは２．９の誘電率を有するその他いずれかの絶縁材料から作られることが可能である。これは約１．５ｍｍの厚さを有することができる。
【０１２２】
図１０は、マイクロストリップアンテナ５５の、第二誘電体層５４に対向する側を示す。マイクロストリップアンテナは、接地線を通してマイクロコントローラ５８１に接続させるためのスロット５５１を含む。スロット５５１は接地リム５５１ａによって包囲されている。これはまた、Ｚ字型の切り抜き５５２も有している。マイクロストリップアンテナ５５の角はエポキシを用いて他の層に接合されている。図１１は、第三誘電体層５６と接する、マイクロストリップアンテナ５５の反対側を示しており、これはマイクロストリップアンテナ５５の溶接側である。接地のための銅製延長クリップはスロットアンテナ５３までずっと、スロット５５１に接続されている。マイクロストリップアンテナ５５は、銅製延長クリップ５５３および銅製接続クリップ５５４をさらに備える。
【０１２３】
図１２は、第三誘電体層５６を示す。第三誘電体層５４は、シリコーンまたは２．９の誘電率を有するその他いずれかの絶縁材料から作られることが可能である。これは約１．５ｍｍの厚さを有することができる。マイクロストリップアンテナ５５をマイクロコントローラ５８１に接続するための同軸リード線および接地用のスロット５６１がある。リード専用の第一スロット５６１の上に位置するさらに小さいスロット５６２がある。
【０１２４】
図１３は、バッキング５７を示す。バッキング５７は、ネオプレンなど、ウェットスーツと類似の材料から作られることが可能である。材料は、２０．１の好適な誘電率を有する。バッキング５７は、左下のおよそ４０％が、右下よりもおよそ９％長いという点において、長方形ではない。これは、ケーブル接地のためにさらなる遮蔽を提供するためである。
【０１２５】
図１４は、外部ケーシング５８の後部を示す。外部ケーシングには、マイクロプロセッサ５８１が取り付けられている。マイクロプロセッサ５８１には、電力入力５８２、温度ＩＣへの電力出力５３４、および接地５８３の３つのケーブルが取り付けられている。すべての層はアンテナアセンブリの上に密接に縫い付けられている。
【０１２６】
アプリケータ機構５０は、一旦その使用寿命に到達したらスロットアンテナ５３を自動的に無効化する回路を含む。アプリケータ機構５０は、スロットアンテナ５３に引き込まれその中を通る通電電流の流れを制御する、エネルギー遮断回路（図示せず）を組み込んでいる。エネルギー遮断回路は、スロットアンテナ５３の使用度合いを計算するマイクロチップを通じて起動され、一旦最大使用に到達したらスロットアンテナ５３への電力を永久に遮断する。
【０１２７】
マイクロチップは、使用されるたびにスロットアンテナ５３の実使用時間を測定し、マイクロチップ回路に内蔵またはプログラムされた永久カウンタにその時間を加算することによって、スロットアンテナ５３の合計使用時間を測定することができる。永久カウンタによって測定された累積使用時間が予め設定された制限に到達すると、エネルギー遮断回路が起動され、スロットアンテナ５３は永久に無効化される。あるいは、マイクロチップはスロットアンテナ５３のオン／オフサイクル数を単純に測定することができ、事前に設定されたサイクル制限の閾値に一旦到達したら、エネルギー遮断回路が起動されてスロットアンテナ５３は永久に無効化される。アンテナの使用寿命を測定するその他の方法は、当業者によって容易に想起可能であり、言及されたマイクロチップの論理に組み込まれることが可能である。
【０１２８】
スロットアンテナ５３が一旦無効化されると、マイクロチップ回路は、スロットアンテナ５３がその使用寿命を超過しており交換されるべきであることを示すために、操作者への聴覚または視覚信号を選択的に生成することができる。やはり選択的に、マイクロチップは、寿命が近づくにつれて操作者に視覚的な合図を提供することもできる。たとえば、操作者は、残り寿命のカウントダウンまたは表示、あるいは装置の動作サイクル数を見せられてもよい。あるいは、操作者は単純に、どのくらいの時間または何回のサイクル数がスロットアンテナ５３に残されているかを示すために、異なる色の光、または特定数の光を見せられてもよい。
【０１２９】
本発明は特定の実施形態に関連して記載されてきたものの、本発明はこれらの実施形態に限定されないこと、ならびに本発明の範囲から逸脱することなくこれら実施形態の代替例、修正例、および変形例が当業者によって実行されてもよいことは、理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
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