(57)【要約】  生体内の組織の標的体積のバイオ変調のためのシステムと方法を提供する。バイオ変調システムは、高分子励起状態及び液量内でのコヒーレント共振エネルギー伝達を生成する発光システムと、流体及び処理されるべき生体を保持するように構成された流体容器と、液量の流体管理システムとを含む多くの特徴を含んでいてもよい。バイオ変調システムは、生体内の標的体積の特性及び状態に依存してバイオ変調に影響を及ぼす為の波長、放射照度、エネルギー密度、パルス周波数、ピーク電力、照射時間その他を含む可変制御パラメータを含む治療計画を実施することができる。【選択図】図１Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内でバイオ変調効果を誘導する方法であって、
標的組織体積が概ね発光システムと適合するように、前記生体の前記標的組織体積を液量内に位置決めすることと、
前記標的組織体積が前記液量内に配置されている間に、前記発光システムで前記液量を照射して前記液量内で高分子励起状態を生成することと、
前記標的組織体積を、前記液量内の高分子励起状態にコヒーレント共振エネルギー伝達を介して曝露することにより、前記標的組織体積内のバイオ変調に影響を及ぼすことを含む方法。
【請求項２】
前記発光システムの放射状ビーム平面のアイソセンタが、前記標的組織体積と概ね整合するように構成された請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記発光システムは、内向きの発光素子のアレイを含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記発光システムは、少なくとも１つの発光ダイオードを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記発光システムは、少なくとも１つのレーザを含む請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記標的組織体積を位置決めすることは、前記生体を前記液量内に完全に浸漬することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記標的組織体積を位置決めすることは、前記生体の少なくとも一部を前記液量内に浸漬することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記標的組織体積を位置決めすることは、前記生体の四肢を前記液量内に浸漬することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記標的組織体積を位置決めすることは、前記生体の頭部を前記液量内に浸漬することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記標的組織体積を位置決めすることは、前記生体の胴体部を前記液量内に浸漬することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
バイオ変調システムであって、
生体の流体及び標的組織体積を保持するように寸法設定され且つ構成された流体容器と、
前記流体容器の前記流体を照射するように構成され、前記生体の前記標的組織体積を照射するように構成された発光システムと、
前記流体内の高分子励起状態を生成するように前記発光システムの動作パラメータを制御してコヒーレント共振エネルギー伝達を介して前記標的組織体積内のバイオ変調に影響するように構成されたコンピュータ制御装置とを含むバイオ変調システム。
【請求項１２】
前記発光システムの放射状ビーム平面のアイソセンタが、前記標的組織体積と概ね整合するように構成された請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記発光システムは、内向きの発光素子のアレイを含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記発光システムは少なくとも１つの発光ダイオードを含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記発光システムは、少なくとも１つのレーザを含む請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記流体容器は、前記生体を完全に浸漬するように寸法設定され且つ構成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記流体容器は、前記生体の少なくとも一部を浸漬するように寸法設定され且つ構成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記流体容器は、前記生体を完全に浸漬するように寸法設定され且つ構成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記流体容器は、前記生体の頭部を浸漬するように寸法設定され且つ構成される請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記流体容器は、前記生体の胴体を浸漬するよう寸法設定され且つ構成される請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本願は、参照により本明細書に組み込まれる２０１７年１月１２日に出願された米国特許仮出願第６２／４４５，６３１号明細書の優先権の利益を主張するものである。
【０００２】
本願は、２０１５年１１月２日に出願された、「核磁気共振イメージング及びＱＥＤ量子コヒーレント流体浸漬を用いてバイオ分野を検出及び可視化する為のシステム及び方法（Systems and Methods for Detecting and Visualizing Biofields with Nuclear Magnetic Resonance Imaging and QED Quantum Coherent Fluid Immersion）」と題する、米国特許出願第１４／９３０，５１６号に関連する。
【０００３】
（参照による援用）
本明細書で述べる全ての刊行物及び特許出願は、個々の刊行物又は特許出願が、参照により本明細書中に組み込まれている事が具体的且つ個別に示されているのと同程度に、本明細書中に参照により組み込まれる。
【０００４】
本開示は、概ね、生体における損傷、疾患及び障害を治療及び予防する為に使用される低レベルの光をベースとするバイオ変調療法に関する。より詳細には、本開示は、流体浸漬及び光誘起コヒーレント共振エネルギー移動を使用するバイオ変調療法の為のシステム及び方法を提供する。
【背景技術】
【０００５】
レーザが最初１９６０年代初期に初めて開発された時、医療分野を革命する光をベースとする治療モダリティの有望性は、ほとんどすぐに明らかになった。皮膚科学及び眼科学における適用が最初に開発され、その後が治療的疼痛緩和、創傷治癒及び神経学的障害の治療であった。フォトニックエネルギーの作用の２つの一般的なメカニズムが、光熱（組織の加熱、焼成、及び焼灼を引き起こす高エネルギー作用）及び光力学的（組織への化学変化を引き起こす低エネルギー作用）が新しいモダリティを創出する為に利用されてきた。
【０００６】
生体の組織内で再生、修復及び保護プロセスを調節又は活性化する目的で、特定の発色団（例えば、メラニン、コラーゲン、ヘモグロビン、及び水）を標的とする低電力レーザ又はＬＥＤデバイスを使用する低レベル用量のフォトニックエネルギーの適用が増え続けていることが、多くの一般的な用語を使用して、医療従事者及び研究者により言及されている。これらの用語には、低レベル光治療（ＬＬＬＴ）、低電力光療法（ＬＰＬＴ）、発光ダイオード療法（ＬＥＤＴ）、低エネルギー光子療法（ＬＥＰＴ）、及びその他が含まれる。実際、これらの用語は、多くの人によって一般的、曖昧すぎると考えられてきた。
【０００７】
Ｊアンダー(J Anders)らによる最近の論文では、より正確な用語及び包括的な定義を、医学問題表題集（ＭｅＳＨ）制御語彙シソーラス、フォトバイオ変調（ＰＢＭ）治療法に包含させるべく提出した。この用語は次のように定義される。「可視及び赤外スペクトルにおける、レーザ、ＬＥＤ及び広帯域光を含む、非イオン化形態の光源を利用する光治療の一形態」である。それは、種々の生物学的スケールで光物理的（即ち、線形及び非線形）及び光化学的事象を誘発する内因性発色団を含む非熱的プロセスである。このプロセスは、疼痛又は炎症の緩和、免疫調節、並びに創傷治癒及び組織再生の促進を非限定的に含み、有益な治療結果をもたらす。
【０００８】
ＰＢＭをベースとする治療の特定のメカニズムはまだ十分に理解されていない、又は明瞭であるようには見えないが、分子レベル、細胞レベル及び組織レベルにおいて概ね受け入れられている一次作用経路は、ミトコンドリア電子輸送鎖における発色団シトクロムｃオキシダーゼ（ＣｃＯ）による赤外光の吸収に関連している。ＣｃＯは、ミトコンドリア内膜の４つの膜貫通タンパク質のうちの１つであり、ＣｃＯによる光子の吸収は、電子輸送鎖における活性を刺激し、それによって、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）産生が増加し、これに対応して酸素消費を増加させる。より高い生化学エネルギーを提供する、ＡＴＰ産生の増加と結合した酸化還元状態の変化は、遺伝子転写、タンパク質合成及び活性酸素種（ＲＯＳ）の産生を含む多くの二次的及び三次的事象を引き起こすと考えられる。酸化還元変化はまた、酸化窒素（ＮＯ）の置換を引き起こすと考えられ、これは、次に、血流及び電子輸送鎖活性を刺激する。光はまた、核及びミトコンドリアの両方において複数の遺伝子の上方制御及び下方制御を誘導し、細胞増殖、生存、抗酸化産生、転写及び増殖因子産生の発現をもたらすと考えられる。
【０００９】
ＰＢＭをベースとする治療の特定のメカニズムは十分には理解されていないが、分子、細胞及び組織レベルにおいて概ね認められている一次作用経路は、ミトコンドリア呼吸鎖における発色団シトクロムｃオキシダーゼ（ＣｃＯ）による光の吸収に関連している。細胞内のミトコンドリア構造は、しばしば細胞の発電所と呼ばれ、ＣｃＯは、ミトコンドリア内膜の膜貫通タンパク質である。ＣｃＯによる光子の吸収は、電子輸送鎖における活性を刺激し、これにより、アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）産生が増大し、これに対応して酸素消費を増加させる。酸化還元状態の変化は、遺伝子転写、タンパク質合成及び活性酸素種（ＲＯＳ）の産生を含む多くの二次的及び三次的事象を引き起こすと考えられる。酸化還元変化はまた、酸化窒素（ＮＯ）の置換を引き起こすと考えられ、これは、次に、血流及び電子輸送鎖活性を刺激する。光は、核及びミトコンドリアの両方において複数の遺伝子の上方制御及び下方制御を誘導し、細胞増殖、生存、抗酸化産生、転写及び増殖因子産生の発現をもたらすと考えられる。
【００１０】
米国ＦＤＡは、心皮トンネル、筋肉痙攣、関節炎などの病気から疼痛関連症状を軽減する為の光をベースとする療法の使用をクリアしているが、ＰＢＭのより広範な臨床的及び治療的到達範囲がより明らかになってきている。種々の疾患及び障害のアレイにわたるＰＢＭをベースとする治療モダリティの修復、再生及び防御効果について、過去１０年間に亘ってますます注目され、研究及び文書化されてきた。動物モデル及びヒト被験者の両方を含むこれらの研究では、種々の組織における代謝エネルギー経路を刺激する能力に基づく複雑な疾患に対するマルチ標的療法としてのＰＢＭの可能性が指摘されている。
【００１１】
その初期開発以来数年の間、皮膚における発色団の豊富さ及び表皮内層へのフォトニックエネルギーの高いアクセシビリティの為、皮膚科学はＰＢＭ用途の臨床開発の最も一般的な分野であると考えられてきた。ＰＢＭは、しわ、剃毛及び火傷に対して有益な効果を有することが示されており、同様に、ＵＶ誘発皮膚損傷を再び保護動作を誘発する能力を実証することが示されている。それは、色素沈着障害、並びにざ瘡及び乾癬などの炎症性疾患を治療する為に使用されてきた。
【００１２】
別の注目分野は、ＰＢＭをベースとする療法の適用が、種々の網膜障害の治療において有望であることが示された眼科学である。網膜は、ミトコンドリア産生ＡＴＰに依存する、エネルギー需要が高いニューロンを含むので、ミトコンドリア機能不全を中和し、そしてＡＴＰ合成を刺激する任意のメカニズムが、網膜障害に関して治療的利益をもたらす可能性が高いと思われる。実際、研究は、ＰＢＭが、年齢関連黄斑変性（ＡＭＤ）に関連する網膜損傷を停止する、更には逆転させる可能性を実証している。動物モデル及びヒトモデルの両方において、ＰＢＭは、糖尿病、早産及びメチルアルコール中毒に関連する網膜症を処置する際に肯定的な結果をもたらすことが示されている。ＰＢＭを使用して網膜色素変性症（ＲＰ）、即ち網膜変性を特徴とする遺伝性疾患を治療できることが立証されている。
【００１３】
神経学の分野では、ＰＢＭは、外傷性傷害（外傷性脳損傷、脳卒中等）、神経変性疾患（アルツハイマー病、パーキンソン病、認知症）、及び精神疾患（ＰＴＳＤ、不安及びうつ病）を含む脳障害の３つの広範なクラスの文脈内で研究されている。動物モデル（遺伝子移植マウス及び非ヒト霊長類）並びに限定されたヒト臨床研究を使用するアルツハイマー病及びパーキンソン病研究において、結果は、疾患進行を遅延及び停止させることができる神経発生、神経保護、シナプス生成、血管修復などの効果を示す。また、これらの研究により、動物において実行機能が向上することが分かり、並びにヒトにおける実行、認識及び情動機能が向上することが分かった。現在有名なＮＥＳＴ研究が、後期段階で終了する前に、急性脳卒中患者に対する一度の処置で有望な結果を示している。動物モデル及びヒトの両方を使用する多くのＴＢＩ関連研究は、ＰＢＭ処置後の実行機能、神経行動、記憶及び学習試験結果における有意な改善を実証している。ＰＴＳＤ研究の結果、睡眠パターンは改善され、症状が軽くなった。
【００１４】
ＰＢＭ療法は、脳の健康に関連する分野である記憶喪失及び気分障害において興味深い結果を示している。重度のうつ病及びＰＴＳＤは、脳の前頭領域における代謝活性の低下と関連することが実証されてきた。代謝エネルギー経路を刺激するＰＢＭの能力が、記憶力、認知障害、及び情緒障害に関連する研究で性能の改善を示した背後にある原動力となり得る。
【００１５】
光をベースとする治療モダリティは、ＣＡＴ甲状腺機能低下症、アレルギー性鼻炎、破傷風、単純ヘルペス及び乾癬を含む研究において、免疫調節効果を有することが示されている。免疫学的指標における有意な改善は、リンパ球増殖及び抗体プロフィールの増強を含む、動物モデル及びヒトの両方を含むＰＢＭ研究において報告されている。ＰＢＭ治療はまた、免疫原性薬剤と組み合わせて投与された場合、免疫応答を増強することが実証されている。ヒト単球分極に対するＰＢＭのＭ１マクロファージへの効果に関する最近の研究では、光をベースとする治療がウイルス感染、腫瘍及びアレルギー性疾患に対する免疫を促進する可能性が示唆されている。
【００１６】
筋骨格的疾患及び障害の研究においては、ＰＢＭを使用して、運動に関連する機能及び生化学マーカーの性能を増強し、回復を促進させた。この治療は、腱障害及び筋損傷への適用において肯定的な結果を示している。筋肉組織に対するＰＢＭの保護効果及び回復効果は、予防的に使用される場合、ジストロフィーの進行を遅延させるようである。動物モデルを使用して、研究者らは、ＰＢＭを、デュシェーヌ(Duchene)筋ジストロフィー（ＤＭＤ）の治療において潜在的に効果的であることを示した。治療は、ジストロフィー筋細胞における炎症性応答及び酸化ストレスを減少させながら、改善された再生能力を示し、筋肉細胞増殖を促進した。
【００１７】
東ヨーロッパで主に行われている心血管疾患の光をベースとする治療モダリティの研究において、ＰＢＭは、抗狭心症及び抗高血圧作用を有する一方で、心臓の性能及び心筋収縮性を改善することが示されている。この結果には、脂質代謝、抗酸化防御、及び微小循環における正の変化、並びに心筋、冠状動脈、及び好気性貯留の増加が伴っていた。動物モデルを含む研究において、ＰＢＭ療法は、急性心筋梗塞（ＭＩ）の症例における梗塞の大きさを有意に減少させた。術後に行われる治療は、ＰＢＭが心臓の細胞損傷を減少させ、心臓組織の修復を促進するのを助ける可能性を示した。
【００１８】
ＰＢＭは、慢性閉塞性肺疾患（気管支炎及び気腫を含むＣＯＰＤ）、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）、及び喘息のような肺疾患と戦うことにおいて有効性を実証している。ＬＰＳ誘導性肺及び肺外ＡＲＤＳを含む動物モデル研究（マウス、ラット）において、ＰＢＭは、肺への好中球及び炎症誘発性メディエーターの移動を妨げることによって、状態の主要な原因とは無関係に、急性肺炎症を減少させた。別の研究は、炎症性及び／又は免疫学的に媒介されると考えられる、ＣＯＰＤと戦う際の幹細胞活性を増強するアジュバント療法の可能性を研究した。この研究により、ＰＢＭが成長因子産生を誘導する能力は、増殖因子産生を誘引し、炎症を阻害し、そして血管発達及び幹細胞の増殖を刺激し、それを再生医療と組み合わせて潜在的に重要な新しい様式とすると結論付けられた。
【００１９】
最後に、動物モデル及びヒトの両方を含むインビトロ及びインビボ研究の結果は、ＰＢＭが、化学療法に関連する有害な副作用を減少させる能力を含む、マルチ標的抗腫瘍療法である可能性を示唆している。ＰＢＭの細胞呼吸鎖及びＡＴＰ産生を刺激する能力は、選択的細胞アポトーシス及び分化を促進し、従って腫瘍体積減少によって証明されるように、腫瘍増殖を遅延させ、そしておそらく停止させるであろうと考えられる。ＰＢＭの抗炎症及び免疫増強効果はまた、その抗腫瘍能力において主要な役割を果たすと考えられている。
【００２０】
ＰＢＭ研究の大多数は、肯定的な結果を示しているだけでなく、この治療アプローチも臨床的に安全であり、明らかな用量毒性又は副作用が現れないことを実証している。非融蝕性レーザ、フラッシュランプ、強いパルス光を用いた多くの治療後の発癌のリスク性を評価するある研究では、皮膚毒性の証拠を得ることができなかった。人間の研究で使用される主な予防策は、特にレーザ装置を使用する場合に、保護めがねを使用し出力エネルギーの変調を注意深く行うことである。しばしば一時的な結果に細胞毒性及び物理的及び心理学的副作用を伴う場合もある薬剤ベースの治療と比較して見ると、ＰＢＭは安全且つ費用効果的な代替アプローチの両方を提供するようである。
【００２１】
広範囲にわたる疾患及び障害にわたるＰＢＭをベースとする治療の潜在的な利点を指摘し続けているように、それに対応する研究及び駆け出しの市場に参入する商業的治療装置技術の拡散が始まった。これらの装置は、レーザ及び発光ダイオード（ＬＥＤ）を含む２つの一般的なカテゴリーに分類される。レーザは、一定のビーム幅を有する単色、方向性、及びコヒーレントＥＭ放射を提供し、これにより、集中エネルギーをより深くまで送出することが可能になる。一方、ＬＥＤは非コヒーレントであり、狭い範囲の波長でその光の大部分を生成し、従って、送出する集中エネルギーの量が少なく、生成する熱も少ない。こうした差にかかわらず、低レベル光をベースとする技術は共に、有意な肯定的結果を示した。革新的な装置設計は、外科用インプラント、静脈内、鼻腔内、手持ち型、着用型パッチ又はラップ、ヘルメット、ランプ及び全身光ポッドを含む、多様なアレイの使用様式を可能にする。
【００２２】
その有望性が明白であるにもかかわらず、ＰＢＭをベースとする治療には依然として課題及び幾つかの議論がある。主な課題の１つは、時々一貫性のない、及び／又は再現不可能な結果に関連する。ＰＭＢ結果は、出力、エネルギー密度、パルス周波数及び持続時間、波長、接触様式、入力光源、及び標的組織体積の生化学的特性を含む、多くの特定のパラメータの組合せに依存する。この分野の現在の段階では、パラメータの標準化はなく、研究者は、使用される関連パラメータ値の包括的な集合を常に指定するわけではない。ＰＢＭはまた、閾値を超える応答及びエネルギー用量を誘発することができない閾値未満のエネルギー用量が生物阻害応答を生成する狭い帯域内での生物学的刺激によって特徴付けられる二相性用量応答パターンを受ける。
【００２３】
おそらく、ＰＢＭに面する最も重要な未解決の問題は、まだ完全には理解されていない作用のメカニズムのものである。活性化の主要なメカニズムは、ミトコンドリア代謝エネルギー経路のそれであり、特に発色団ＣｃＯの役割であることが概ね認められている。しかしながら、このピクチャが不完全であることを示す重要な観察が存在する。例えば、幾つかの研究では、ＰＢＭの効果は、ＣｃＯの測定可能な活性化を伴うことはなかった。おそらく、観察においてより重要なのは、フォトニックエネルギーの組織浸透特性に関するものである。真皮層の構造及び光組織相互作用の動力学を考慮すると、ほとんどの外部に適用されるフォトニックエネルギーは、最初の２ｍｍの皮膚で吸収される。ＬＥＤデバイスでは、実質的に全てのフォトニックエネルギーがこのレベルで吸収されることが示されている。例えば、新皮質の深さ（２〜３ｃｍ）へのソース出力電力のわずか１〜２％のエネルギー浸透を提供するには、ほとんどのＰＢＭをベースとする用途のハイエンドを超える電力出力で動作するパルスレーザを使用しなければならない。しかし、ＬＥＤ源からの光は皮膚の外層に吸収されるが、神経研究では脳、脳組織における光化学的変化、及び肯定的臨床結果における相関ＥＥＧ応答が示されている。
【００２４】
ＬＥＤの例では、ソースからのフォトニックエネルギーがほとんど脳に到達しない場合には、結果をどのようにして説明すべきであろうか。更に尤もらしい説明としては、第２の代替及び／又は補完的な活性化経路が存在する可能性があるということである。多くの研究者らは、生物学的組織に充満する水がこの経路であり得ると説明している。実際、水は、以前に想像されたものよりも、エネルギー動力学及び媒介生体分子相互作用、並びに広範囲の協調及び生物学的機能の伝達において、より中心的な役割を果たすことができる。
【００２５】
従来の見解における生物学的系における水の役割は、生体分子相互作用が起こる水和及び熱調節媒体であることである。本質的に水は、不活性溶媒、即ち巨大分子が輸送され、廃棄物が排出される懸濁媒体であると見なされている。この見解は、多くの理由から、視点によって制限されていることは、ますます明らかになってきている。まず、水自体は、特異な相、密度、物理的、材料及び熱力学的特性の独自の範囲を有し、他のいずれの化学化合物より多い、並外れた、且つ目立つ分子である。水の複雑且つ特異な特性は、分子間水素結合の傾向に起因するものであり、超分子構造及びネットワークを形成する際の動的な形態的柔軟性を可能にする。この形態は、次に、エネルギー（電子及び陽子）及び情報（共振位相及び周波数）の効率的な伝達を可能にする。これらの特性は、生物学的機能及び生命自体に対して重大な意味を有する。実際、生命は、我々が理解するように、水なしでは地球及び宇宙では存在しない。
【００２６】
実験的研究により、界面及び限定されたナノスペースにおける水の分子及びエネルギー動力学が、遊離の「バルク」水のものとは異なることを示しており、これらの差異は古典的用語及び非古典的用語の両方で説明できることがわかっている。ヒトは、７０体積％の水及び９９モル％の濃度であり、この水の大部分は、細胞膜の生物学的界面の近傍及び高分子、微小管、チャネル及び他の構造体の中及び周囲の閉じ込められた空間内に存在する。ここで、水は、その環境に構造的及びエネルギー的に動的に反応することにより、種々の重要な生物学的機能を媒介し、推進する。例えば、タンパク質表面の周囲の水和層は、不均一領域及び構造特異的変異に選択的に反応し、タンパク質折り畳み、構造及び安定性を誘導すると共に媒介する。水はまた、核酸を含むタンパク質結合パートナーの分子内及び分子間認識を積極的に誘導すると共に媒介する。更に、実験及びＭＤをベースとするシミュレーションの結果により、水は、Ｃ型オキシダーゼなどの膜タンパク質を介する方向性プロトン輸送を促進する、いわゆる「水ワイヤ」と呼ばれる分子の過渡的な線形鎖を動的に形成することによって、細胞エネルギー輸送を促進することがわかった。ＡＴＰの合成を引き起こすプロトン輸送プロセスにおいて重要な意義は、水が、未熟な電子結合プロトンの二核中心への直接移動に起因する短絡を防止する為に、移動経路を効果的に開閉することができることである。
【００２７】
研究では、水和シェルダイナミクスも、水和状態（特に水構造）の変化がＤＮＡの構造及び機能を変化させることができるＤＮＡの立体配座に強く影響するであろうことが示唆されている。水和層は、ＤＮＡ表面を電場と接触させ、この結合により、エネルギーをＤＮＡと水との間で交換することが可能となり、これにより、過剰なエネルギーが再分布され、励起状態の崩壊後に熱力学的平衡を維持する役割を果たす。水は、又、細胞膜の構造及び機能において重要な役割を果たす。細胞膜のラメラ構造を形成するリン脂質二重層の表面の水は、秩序付けされ、脂質の方向性と相関する方向対称性を有することが示されている。研究者らは、細胞内水がＡＴＰ合成の重要なプロセスを支持する独特の特性を有することがあるという証拠を見出した。酵母を含む実験研究により、サイトゾル内の水の双極子弛緩が解糖と共に、ＡＴＰ濃度と共に発現することを見出し、これは、水がコア細胞代謝プロセスと双方向に結合していることを表すものである。この現象は、スケール不変であることが分かっており、このことは、振動が細胞集団全体に亘ってコヒーレントに結合されていることを示す。別の研究では、哺乳動物細胞質がヒドロゲルのように挙動し、オスモル濃度変化によって引き起こされる細胞体積の変動を検出し、調節することができることが分かった。
【００２８】
更に、何人かの研究者は、膜ナノチューブ、微小管及びミトコンドリアなど全ての真核細胞において見出される天然の生物学的構造を横切る長距離シグナリングにおいて水が重要な役割を果たし得ること、及びこの情報伝達の速度及び効率が、秩序のある水分子集団間の集団的な量子コヒーレント状態によって増強され得ることを提案した。ある理論的研究では、膜ナノチューブ内のミトコンドリアは、これらのミトコンドリア内及び膜内の秩序のある水がネットワークを横切るコヒーレント振動をもたらす動的結合を促進する、自己組織化された接続されたネットワークスーパー構造を形成することを想定した。これらのネットワークにより、セル間のエネルギー及び情報の交換が可能になると思われる。脳微小管の理論的な研究により、これらの構造内に閉じ込められた水の集合的な動力学が、場の量子論下で予測される超放射輝度のＱＥＤコヒーレント凝縮物質状態を達成することができるという仮説が出来上がった。このような量子コヒーレント状態は、エネルギー及び情報の効率的な長距離伝達をサポートすることができると考えられる。これらの考えは、ニューロン抽出微小管内の単分子水路の独特な特性を含む実験研究によって支持され、これは、構造の電子及び光学的特性を効果的に支配する共振振動を通して、微小管壁内に組み込まれたタンパク質を示す。
【００２９】
水の形態的柔軟性は、それを万能発振器とする、即ち、それ自体の種の他のものと、そして、タンパク質や近共振モードＤＮＡのような複雑な高分子と容易に相互作用する。水は、赤外スペクトル範囲において特に強い吸収係数プロファイルを有する発色団光受容体及び供与体である（Ｂｅｅｒ−Ｌａｍｂｅｒｔ法則）。赤外光の吸収は、水のエネルギー及び構造的な動力学の両方を実質的に変化させることがわかっている。水がその液相でフォトニックエネルギーを吸収すると、それは共振及び近共振振動励起エネルギーの超高速導体であることがわかっている。
【００３０】
ＰＢＭ療法では、ＩＲフォトニックエネルギーは、実際に、ミトコンドリア内膜のシトクロムｃオキシダーゼタンパク質複合体によって吸収され得るが、標的組織体積の細胞内及び細胞外空間全体に亘って豊富に存在する水発色団によって、より広範に吸収される。組織内のより高い濃度の水は、赤外放射エネルギーのより高い吸収と相関する。水分子中の吸収されたフォトニックエネルギーは、シュタルク−アインシュタインの光電気化学的同値の法則(Stark-Einstein Photoelectrochemical Equivalence Law)に従って、振動励起状態及び電子励起状態を含む他のエネルギー形態に電気化学的に変換される。吸収されたエネルギーは伝播し、そして細胞代謝からの誘導された場と同様に、相互作用する生体分子（タンパク質、ＤＮＡ、脂質など）の構造的特徴によって更に形質転換され得る。多くの研究者は、水発振器メカニズムが赤外光誘導バイオ変調活性化の為のＣｃＯ経路を補完する又は恐らくは先行する可能性を考慮し始めている。
【００３１】
人体のような生体のマルチフラクタルダイナミクスを考えると、この複雑なランドスケープ全体に亘って励起エネルギーがどのように進行して、損傷、疾患及び障害に起因する機能が劣化して組織への道を見つけるのだろうか。実験及びＭＤシミュレーション研究により、効率的な量子コヒーレントエネルギー輸送プロセスが、湿潤し、ノイズを出し、熱力学的に変動する人体の環境中に存在するような環境ノイズ及び障害によって逆説的に増強されることがわかった。サンタナ・ブランク(Santana-Blank)及びその同僚等は、２０年以上の間、プロト誘導された水発振器の問題を研究し、見かけ上のバイオ変調効果は、水吸収係数、光スペクトル帯、生物学的組織の作用スペクトル間の相関関係に関連する可能性があると仮定した。水分子の汎用性Ｈ結合特性は、赤外スペクトルにおける多くの波長間隔で高調波共振及び無調和共振の両方を確立することを可能にする。これらの共振は、生物学的作用スペクトルのピーク間隔を整合させることができ、人間のようなカオス的なシステムを、異なる振動モードを有する非線形分子間でのエネルギーの伝達中に共振させることができるようになる。急速なエネルギー輸送プロセスは、水分子のＨ結合ネットワークにおけるプロトンの超高速移動によって可能になる。
【００３２】
サンタナ・ブランク(Santana-Blank)は、伝播する励起エネルギーが、熱力学の第２法則及び相互関係のオンサンガーの理論に従って、酸化還元損傷電位を発現する組織によって選択的に吸収され得るという仮説を立てている。癌性腫瘍のような分解機能を発現する組織は、正の酸化還元電位（電子欠損）を示し、従って、余分及び細胞内空間の水内で利用可能な光誘起励起エネルギーを受容することができる。水発振器は生体内において遍在する分子種である為、このメカニズムは、全ての細胞構造及び機能に作用することができ、入力頻度、流束量、曝露及び組織タイプに基づいて変化する効果を有する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００３３】
生体内でバイオ変調効果を誘導する方法であって、標的組織体積が概ね発光システムと整合するように、生体の標的組織体積を液量内に位置決めすることと、標的組織体積が液量内に配置されている間に、発光システムで液量を照射して液量内で高分子励起状態を生成することと、標的組織体積を、液量内の高分子励起状態にコヒーレント共振エネルギー伝達を介して曝露することにより、標的組織体積内のバイオ変調に影響を及ぼすことを含む方法を提供する。
【００３４】
本明細書に記載されるように、本方法は、更に、発光システムの放射状ビーム平面のアイソセンタを、標的組織体積と概ね整合するように構成することを含んでいてもよい。
【００３５】
発光システムは、内向きの発光素子のアレイを含むことが提案される。発光システムは、例えば、少なくとも１つの発光ダイオード、又は少なくとも１つのレーザを含んでいてもよい。
【００３６】
生体は、バイオ変調療法の間に、液量内に完全に又は部分的に浸漬することができる。例えば、この方法は、生体を液量内に完全に浸漬すること、生体の少なくとも一部を液量内に浸漬すること、生体の肢を液量内に浸漬すること、生体の頭部を液量内に浸漬すること、又は生体の胴体を液量内に浸漬することを含んでいてもよい。
【００３７】
生体の流体及び標的組織体積を保持するように寸法設定され構成された流体容器と、流体容器の流体を照射するように構成され、生体の標的組織体積を照射するように構成された発光システムと、流体内の高分子励起状態を生成するように発光システムの動作パラメータを制御して、コヒーレント共振エネルギー伝達を介して標的組織体積内のバイオ変調に影響するように構成されたコンピュータ制御装置とを含む、バイオ変調システムも提供される。
【００３８】
本明細書で説明するように、システムは、発光システムの放射状ビーム平面のアイソセンタが、標的組織体積と概ね整合するように構成されることを更に含んでいてもよい。
【００３９】
発光システムは、内向きの発光素子のアレイを含むことが提案される。発光システムは、例えば、少なくとも１つの発光ダイオード、又は少なくとも１つのレーザを含んでいてもよい。
【００４０】
生体は、バイオ変調療法の間に、液量内に完全に又は部分的に浸漬することができる。例えば、システムは、生体を流体内に完全に浸漬する為、生体の少なくとも一部を流体内に浸漬する為、生体の肢を流体内に浸漬する為、生体の頭部を流体内に浸漬する為、又は生体の胴体を流体内に浸漬する為の、流体容器を含んでいてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
本発明の新規な特徴は、以下の特許請求の範囲において詳細に説明される。本発明の特徴及び利点は、本発明の原理が利用される例示的な実施形態及び添付の図面を示す以下の詳細な説明を参照することによってよりよく理解できるであろう。
【００４２】
【図１Ａ】乃至
【図１Ｂ】バイオ変調システムの一実施形態を示す図である。
【図２】バイオ変調システムの流体容器の別の実施形態を示す図である。
【図３】バイオ変調システムの発光装置の一実施形態を示す図である。
【図４】貯蔵タンク及び流体管理システムを含む、バイオ変調システムの流体管理システムを示す図である。
【図５】バイオ変調システムの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４３】
本発明は、フォトニック（放射）エネルギー経路に対して潜在的により効率的且つ効果的な代替として水発振器（共振）エネルギー経路を利用することを目的とする。このアプローチは、生物内の主要な分子種として水を使用し、従って、生体組織内の表面深さを超えてフォトニックエネルギーを伝達するという課題及び限界を実質的に軽減する可能性を有する。
【００４４】
構造中の途絶された水とエネルギー動力学とが何らかの方法で疾患病理を引き起こすことができるという証拠の実態が成長していることを考慮すると、これらの動態は、赤外フォトニックエネルギーで水を「充電」することによって再確立され得るという考えと共に、水は、それ自体で、潜在的な治療経路を表すと直観で理解できる。生物のナノスペース全体に亘って存在する生物学的な活性水は、生体全体に亘って相関した生物学的活性を維持するのを助けるだけでなく、エネルギー及び生体分子構造及び安定性、生化学相互作用をサポートする情報の一種の共振トランシーバとして見ることができる。このトランシーバはまた、生物がその生態系内のその環境及び他の生物と相互作用する重要なメカニズムとして機能することができる。もしそうであれば、このメカニズムは、バイオ情報通信及びエネルギー変換のチャネルにタップする機会を提示することができる。即ち、バイオ通信経路として水にアクセスし、利用して、特定のターゲット化された位相及び周波数情報を生体システムに与えることが可能である。水発振器経路は、一次治療様式として、又は従来の治療方法に対するアジュバントとして機能することができる。
【００４５】
処理経路として、浸漬法は、光誘起励起エネルギーの為の潜在的により信頼性が高く且つ効果的な送達経路として水発振器を利用しようとするであろう。水分子のネットワークを横切る共振励起エネルギーとして伝播するエネルギーは、光組織の相互作用に関連付けられた課題及び潜在的なリスクを部分的に軽減することができる。このような共振エネルギーは、皮膚及び皮下組織の複雑な構造内に存在する多くの生物学的発色団によって散乱又は吸収されるフォトニックエネルギーよりも、より効果的に、且つより深いレベルまで伝搬することができる。浸漬法では、コヒーレント、赤外低レベル光の特定波長は、光エネルギー収集媒体として機能する水分量への入力エネルギー源として作用する。シュタルク・アインシュタイン法（Stark-EinsteinLaw、光化学等価）によれば、光エネルギーは、ビーム経路に沿って分子によって吸収され、熱及び共振エネルギーに変換される。この励起エネルギーは、共振エネルギー伝達メカニズムを介して、励起経路に沿って水分量を通って伝搬する。液体水分量内に浸漬された本体は、大部分が水で構成され、いくらかの露出間隔の後に、共振「システム浴」からこのエネルギーを取得することができる。露出間隔は、入力波長、流束量、パルス周波数及び持続時間、流体温度、並びに標的組織体積位置及び生理機能を含む多くの変数に依存する。浴から得られるエネルギーは、次に、組織内の生物学的水を、再び共振エネルギー伝達動力学を介して通過させることができる。この伝播励起エネルギーは、次いで、疾患及び障害に関連する損傷を発現する部位によって選択的に吸収され得、従って修復及び再生プロセスにおける細胞代謝エネルギー経路を活性化及び／又は補充する。
【００４６】
本開示の目的は、腫瘍学的、免疫学的、神経学的、眼科的、皮膚科的、筋骨格的、心臓学的、肺臓学的、遺伝学的及び他の状態を含む複雑な生理的疾患及び障害の治療、アジュバント、緩和及びネオアジュバント治療の為のシステム及び方法を提供することである。
【００４７】
本開示の目的は、外科手術、神経毒性、細胞毒性及び遺伝毒性物質、鈍力外傷、震盪力、穿刺、切り傷、捻挫、裂傷、火傷、凍傷、放射線、事故及び他の原因を含む損傷からの治癒を促進する為のシステム及び方法を提供することである。
【００４８】
本開示の目的は、心的外傷後ストレス、不安、行動及び他の状態の精神障害を治療する為のシステム及び方法を提供することである。
【００４９】
本開示の目的は、免疫学的、神経学的、眼科的、皮膚科的、筋骨格的、心臓学的、肺臓学的、遺伝的及び他の健康領域及び健康に関連する保護生理学的プロセスを促進する為に予防的に治療する為のシステム及び方法を提供することである。
【００５０】
本開示の目的は、概ね、そして特に生体システム及び生物系との相互作用に関して、コヒーレント共振エネルギー伝達現象を研究する為のシステム及び方法を提供することである。
【００５１】
本開示の目的は、流体媒体を横切る光誘起共振エネルギー移動を利用する生体模倣用途を開発する為のシステム及び方法を提供することである。
【００５２】
生物学的調節に対するこの新規アプローチの基礎となる概念的基礎は、光−物質相互作用、光−組織相互作用、光電気化学プロセス、コヒーレント共振エネルギー伝達（ＣＲＥＴ）、凝縮物質における量子電気力学的（ＱＥＤ）コヒーレンス、フォトバイオ変調、及び生体の細胞における電子輸送鎖の既知の現象を含む。
【００５３】
流体中の共振エネルギー移動の現象、特に液体の水は、本開示の文脈内で中心的な役割を果たす。本開示の目的は、両方とも流体媒体内に浸漬される、低レベル光源及び生体システム間のバイオ変調エネルギーの方向伝達を容易にし、向上させるシステム及び方法を提供することである。発光源によって生成された光は、流体によって吸収され、周知の光電気化学プロセスによって他の形態のエネルギーに変換される。光エネルギーの重要な部分は、共振エネルギーに変換され、生体システムへのコヒーレント共振エネルギー伝達によって、流体媒体を横切って伝搬する。共振生体分子と様々な程度に結合された水分子から主に構成される生体システムは、共振「浴」からバイオ変調エネルギーを獲得し、その後、標的体積内の組織によって移動され、選択的に「吸収」される。本開示は、バイオ変調情報を生体へ及び生体内部へ伝達する為に、流体浸漬容器及び流体管理システムと共に動作する、発光素子の特殊な幾何学的構成を組み込んでいる。幾つかの実施形態では、流体管理システムは、液量を強化又は修正して、液量のエネルギー伝達動力学を増加させることができる。
【００５４】
本明細書では、発光素子の幾何学的構成と近位関係で水性媒体を含む流体容器内に生体を配置し、放射状平面のアイソセンタが生体内の標的体積と一致するようにその媒質内に光誘起コヒーレント共振エネルギーの放射状ビーム平面を作成するシステム及び方法を提供する。コンピュータアルゴリズムを実施して、電力密度、エネルギー密度、パルス周波数、波長、照射時間及びその他を含む、特定の動作パラメータの組合せを制御することができる。治療プロトコルは、既知の条件及び治療目的に基づいて事前にプログラムすることができ、また患者の状態に関連する個々の要因に応じて、作成されたアドホックとすることができる。
【００５５】
本開示によれば、低レベル発光素子及び流体浸漬経路を使用するバイオ変調の焦点は、生体システムにおける共振生体分子への励起エネルギーのコヒーレント共振エネルギー伝達である。今日まで、発光素子、流体浸漬経路、及び生体内のバイオ変調効果を生成及び促進する為のコヒーレント共振エネルギー伝達の組み合わせ使用に関する、研究又は先行技術の引用は公表されていなかった。本開示は、大部分が水から構成される生物学的実体として、生体が高レベルのエネルギー効率を有する周囲の共振水性媒体と相互作用することができるという考えを含む、フォトバイオ変調の代替的なアプローチを提供する。生体の組織及びナノ空間を通して、ＣＲＥＴの概念及び秩序水分子の増加した証拠を描くことにより、生きている生物にバイオ変調エネルギーを与える為の通信経路として外部の水性媒体を使用することが可能であるという考え方が実行可能となる。
【００５６】
関連する米国出願第１４／９３０，５１６号に記載されているように、本明細書に記載されたシステム及び方法は、生体及び周囲の水分量を包含する媒体を生成することができ、高度に共振する環境内でエネルギーを交換することができる。この媒体は、本質的に、技術的に使用可能なバイオ通信経路であり、双方向性である。双方向通信は、多くの研究、診断、及び治療用途を追求する能力を提供する。
【００５７】
本開示は、発光素子のアレイ、防水ハウジング、システム監視及び制御配線用の防水ハーネス、及び温度制御機能を含むバイオ変調装置の使用を記載する。このバイオ変調装置は、特に、液量内に存在する分子種内の光励起を誘導するように設計されている。液量は、発光装置と共に使用するのに適した特別に設計された流体容器内に収容することができる。流体管理システムも含んでいてもよい。
【００５８】
バイオ変調装置は、液量内に存在する１つ以上の生体を伴う、及び伴わない液量の光励起を制御するように構成された、コンピュータ化された制御システムを含んでいてもよい。光励起パラメータは、照射（Ｗ／［ｃｍ］＾２）、エネルギー密度（Ｊ／［ｃｍ］＾２）、パルス周波数（Ｈｚ）、パルス幅、ピーク電力（Ｗ）、波長（ｎｍ）、照射時間、処理間隔（Ｄ／Ｗ／Ｍ）などを含む、事前にプログラムするか、又はオンザフライで構成することができる。処理セッション実行データは、捕獲して、記憶することができる。
【００５９】
この装置及び方法の研究及び実用的な使用により、種々の生体における特定の条件に関連する治療形態応答特性及びダイナミクスの理解を増大させることができる。この知識は更に、このシステム及び方法を使用して施術者を支援する、治療計画の為の統合データベースの開発を可能にすることができる。
【００６０】
図１Ａ及び図１Ｂは、それぞれ、ヒトなどの生体周辺の光励起の放射状平面を誘導するように構成されたバイオ変調システム１００の正面図及び側面図を示す。バイオ変調システム１００は、概ね、流体容器１０２、発光システム１０４、及びシステム配線ハーネス１０６のアクセスポートを含んでいてもよい。発光アレイ組立体１０４は、発光素子のアレイ、温度制御ダクト１０７の為の１つ以上のアクセスポート、及び１つ以上のアレイマウント１０５を更に含む。
【００６１】
流体容器は、概ね処理されるべき流体、発光システム及び生体を含むような寸法及び構成にすることができる。図１Ａ及び１Ｂに示される実施形態は、成人を評価する為に寸法決めされた円筒状の流体容器を含むが、他の寸法の流体容器は、四肢並びにより小型／大型の生体を処置する為に実装可能である。
【００６２】
図１Ａ−１Ｂ及び図２に示すように、流体容器１０２は、アクリルガラス（ポリメチルメタクリレート）又はガラスなどの透明材料で構成してもよい。透明な材料は、流体容器のｘ、ｙ、及びｚ軸に対応する１組のカメラを介して患者が位置決めすることを可能にする為に重要である。透明な材料はまた、患者のストレスを和らげると共にシステム操作者が治療する前、治療中、及び治療後に患者を視覚的に監視し伝達できるようになる。
【００６３】
例示的な実施形態では、ヒト被験者は、流体容器１０２内に完全に浸漬される。一実施形態では、対象は、流体中に直立又は着座するように浸漬することができる。ある特定の実施形態では、容器の形状は、高さがほぼ２〜３ｍ、幅が１〜１．５ｍ、壁厚が１〜２ｃｍの寸法を有する円筒形であってもよい。他の実施形態では、流体容器を水平に配置して、ヒト被験者が腹臥位にある間にバイオ変調を可能にすることができる。他の実施形態では、流体容器は、様々な追加の形状を含むことができる。例えば、流体容器１０２は、矩形又は三角形状であってもよい。他の種類の生体に対しては、矩形、円筒形、又は球形状の寸法変化を使用することができる。
【００６４】
流体容器は、ヒト被験者にとって快適な温度（例えば、およそ室温の水）を有するが、有意な対流運動を生成するのに十分な温度を有さない水のような流体で充填することができる。幾つかの実施形態では、精製水を使用することができる。水は、生物学的水及び他の生体分子との共振相互作用の独特な特性及び能力の為に、バイオ変調と共に使用するのに望ましいことがある。水と、化学的及び生物学的に適切な特性を有する他の分子化合物との組合せを含む他の流体混合物、例えば、微量のＮａＣｌを使用することができる。幾つかの実施形態では、流体容器は、流体管理システム（以下で説明する）からの流体を充填することができ、液量内のエネルギー伝達の増加レベルを維持するように特に調整された流体を有する。
【００６５】
一実施形態では、流体容器は、開口頂部１０８を通してアクセスすることができる。ヒト被験者は、頂部を通して流体中に下げられ、容器の底部近くに配置されたプラットフォーム１１０上に載置されるか、支持される。プラットフォーム１１０は、アクリルガラスのような流体容器と同じ材料を含むことができ、又はアルミニウム合金構造部品から構成してもよい。流体容器及びプラットフォーム高さにおける流体レベルは、放射状ビーム平面を照射される生体の面積に応じて調整することができる。プラットフォームはまた、処理中にゆっくりと上昇又は下降するように設計することにより、放射状ビーム平面の幅を超える垂直方向寸法を有する標的組織体積を横切って励起エネルギーを分配することができる。他の実施形態では、発光システムは、処理中に上昇及び下降するように設計してもよい。
【００６６】
頭部のバイオ変調処理では、被験者は、頭部より上方に十分な流体被覆を有する流体中に完全に沈められる必要がある。例えば、プラットフォームは、被験者の頭部より少なくとも３０ｃｍ上方に位置するように調節することができ、治療が頭蓋の円筒又は頭皮の頂部を略確実に扱うことができるようになる。頭部及び頸部の下に標的化された身体部位を治療する為に、被験体を完全に沈める必要はない。図２に示すように、被験者が流体中に完全に沈められると、スノーケル又は呼吸可能な空気ラインのような呼吸装置１１２を使用して、被験者が呼吸できるようにすることができる。眼保護１１４は、連続波及びパルスレーザ装置を発光アレイ内で使用するときにも使用される。
【００６７】
更に図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、発光システム１０４は、流体容器１０２内に嵌合することができ、複数の発光源、防水ハウジング、電力及び制御ハーネス及び冷却ダクトアクセスポートを含む発光アレイと、流体容器の壁に設けられたマウントポートとを備えることができる。使用される発光素子は、強いパルス光、ＬＥＤ、ダイオードレーザー、ファイバーレーザ、光パラメータ発振器（ＯＰＯ）などを含んでいてもよい。発光システム組立体は、流体容器の液量内に励起エネルギーの場を生成するように構成することができる。他の実施形態では、発光システムは、発光アレイの発光素子の開口部の為のアクセスポートを有する又は有しない状態で、流体容器の外側に適合するように設計することができる。
【００６８】
流体容器及びバイオ変調システムの寸法は、全身対身体の四肢を評価する必要性、並びに評価される生物の種類に基づいて変化させてもよい。より小さな生物又は四肢の場合、流体容器の寸法としては、より小さな流体容器及び発光組立体を使用してもよい。より大きな生物、ひいては、より大きな流体容器は、バイオ変調システム構成を変更する必要がある場合もある。例えば、ヒト被験者用に設計された流体容器は、水平な伏臥位置に加えて、垂直立った姿勢又は座った姿勢に適応する必要がある場合もある。バイオ変調システムは、回転及び上昇されるように構成されたフレームを含むことにより、両方の位置を収容するようにしてもよい。容器内のプラットフォームを、治療手順の前又は間に患者を上昇又は下降させるように設計することにより、垂直及び水平に整列された治療シーケンスの両方を取り扱う為の最大の柔軟性を提供することができる。幾つかの実施形態では、この回転プロセス中に流体容器を空にして、この操作に伴う応力負荷を最小限にする。
【００６９】
本明細書に記載されるバイオ変調システム構成により、主に水分子を含む組織からなる生体システムとしての被験体が、その共振エネルギー伝達動力学を最適化する為に増強可能な液量内に浸漬される媒体が作り出される。本開示の文脈では、バルク液量における共振エネルギー伝達は、特定の波長、パルス周波数及びビームエネルギーパラメータで動作する発光システムに曝露されるときに誘導される。本明細書に記載されるシステム及び方法により、相及び周波数情報が交換される液量及び生体内の水分子間の共振相互作用が可能となる。バルク液量から被験体へと伝達される共振エネルギーは、その中の水分子の振動と電子状態を変化させる。生体システムにおけるこれらの共振エネルギー誘起変化は、疾患又は障害状態からの生物学的水の高度のコヒーレンス（よって構造）を表す。
【００７０】
ここで図３を参照すると、バイオ変調システム１００は、発光素子のアレイ、システム制御及び監視ハーネス１０６の為の１つ以上のアクセスポート、温度制御ダクト１０７の為の１つ以上のアクセスポート、１つ以上のアレイマウント１０５、システム状態インジケータ１０９、及び水密ハウジング１１３を含む発光アレイ組立体１０４を備えることができる。一実施形態では、発光アレイ１０４は、水及び他の発色団の吸収ピークと相関する特定の単色スペクトル波長で動作する赤外レーザから構成されてもよい。他の実施形態では、発光アレイ１０４は、強いパルス光、ＬＥＤ、光パラメトリック発振器（ＯＰＯ）などを含む他の発光素子から構成されてもよい。
【００７１】
更に図３を参照すると、発光アレイ１０４の中心点は、放射ビームアイソセンタ１１１と呼ばれることがある。この点は、アレイ組立体内の各内向き発光素子に対する焦点を表し、共振エネルギーの収束点である。一実施形態では、この点は、全てのビーム源から等距離にある放射状ビーム平面の正確な中心に位置し、収束放射状ビームによって形成される共振エネルギーのアイソセンタである。本発明の幾つかの用途では、処置目的は、従来の放射線治療で使用される手順と同様に、この時点で生体の標的組織体積を位置決めすることである。他の実施形態では、ビームアイソセンタは、液量内の他の点に焦点を合わせることができる。
【００７２】
流体容器及び発光システムの寸法は、発光アレイと被験体の外面との間に５０〜７０ｃｍの距離が維持されるように、生体の寸法に適合させることができる。この位置決めアプローチは、十分な光誘起励起エネルギー及びＣＲＥＴが、確実にバルク水分量中に存在して生体内のバイオ変調に影響を及ぼすように設計される。
【００７３】
ここで、図４（及び米国出願第１４／９３０，５１６号の図４）を参照すると、バイオ変調システム１００は、貯蔵タンク１２０、濾過システム１２２、貯蔵タンク１２０から流体を流体容器１０２に出入りするように導管１２９及びバルブ１３１を介して汲み上げるように構成された１つ以上のポンプ１２３を含む流体管理システム１１８を更に含んでいてもよい。ポンプ１２３は、任意選択で、流体を流体容器から１つ以上の排出口１２５及び／又は貯蔵タンク１２０又は流出タンク１４１内に圧送することができ、流体容器１０２内の流体レベルを維持するように構成することもできる。流体容器内の流体は、液量が汚染されるか、又は迅速に排出される必要がある場合に、バルブ１３１を介してドレイン１２５へ迅速に排出させることができる。貯蔵タンク１２０は、バイオ変調の間又は前に、流体容器１０２を充填する為に十分な大きさの流体を保持するような寸法及び構成にすることができる。幾つかの実施形態では、貯蔵タンクは、流体容器を数回に亘って充填するのに十分な流体を保持することができる。
【００７４】
流体管理システム１１８は、流体の温度を制御するように構成された温度制御システム１２７を更に備えることができ、流体は、流体を加熱又は冷却することを含む流体容器に供給される。温度制御システムは、例えば、天然ガス源１５９によって電力を供給することができる。
【００７５】
流体管理システム内には、流体容器内の温度センサ１３３、貯蔵タンク及び流出タンク内のレベルセンサ１３５、貯蔵タンク内のＰＨセンサ１５５、貯蔵タンクの目視検査の為の貯蔵タンク内のアクセスキャップ１３７、並びにタンクを通気する為の貯蔵タンク及び流出タンク内の換気口１３９のような付加的特徴を含めることができる。流体容器１０２は、任意選択で、容器が流体で過剰に充填されることを防止する為のオーバーフロー出口１６５を含んでいてもよい。
【００７６】
更に図４を参照すると、水は、水道水又は雨水捕獲槽であり得る水源１６３からシステムに導入することができる。これらの供給源は、典型的には、水分量内で共振エネルギー伝達動力学を促進することができる溶質を含有する。バルブ１３１は、システム制御コンソールから制御可能であってもよいし、或いは手動で制御可能であってもよい。
【００７７】
入力水は、水調整ユニット１６１を通して漏斗状にすることができる。この水調整ユニットは、ガラス又は水晶球で充填されたアクリルガラス円筒のような、当該技術分野で知られている任意の水調整ユニットであってよく、貯蔵入口１６７の鉛直上方に配置されていてもよい。水は、水調整ユニットの上から下へ、そして貯蔵タンク１２０へと浸透することができるようにしてもよい。幾つかの実施形態では、水調整ユニットはまた、ＮａＣｌ又はＫＣｌなどの非水性化合物の固体錠剤を含有してもよい。これにより、流体管理システムの水調整ユニットが、流体管理システムへと導入されるときに、水に微量の非水性化合物を添加することができるようになる。この水調整ユニットは、分子の秩序化を促進するように設計されているので、流体容器に送達される流体のエネルギー伝達動力学を増大させる。
【００７８】
流体管理システム内の流体は、流体容器から流出タンク１４１への液量を、バルブ１３１を介して空にすることによって、再循環させることができる。流体は、排出タンクから消磁ユニット１５７を通してポンプで汲み上げられ、水を効果的に除去することができるので、水中に含まれるいかなる残留ＥＭＦ／バイオ情報インプリントをも除去することができる。非インプリント水は、砂礫、砂、及び／又は木炭を含む種々のレベルの物質を含む濾過システム１２２を通って流れ、流体を濾過及び／又は浄化することができる。濾過された流体は、ポンプ１２３を用いて水調整ユニット１６１内にポンプで戻すことができ、そこで再調整され、貯蔵タンクに移送される。
【００７９】
図５は、流体容器１０２、発光アレイ１０４、流体管理システム１１８、貯蔵タンク１２０、及びオーバーフロータンク１４１を含む、バイオ変調システム１００の更なる詳細を示す概略図である。発光アレイ１０４は、複数の発光素子、電力、制御及びシステム状態配線、及び温度制御ダクトを含んでいてもよい。発光アレイは、発光素子の為の電力及び動作パラメータを制御するシステム制御装置１３０によって制御することができる。発光アレイ１０４の動作状態は、発光素子の機能状態、動作温度、及び他のテレメトリを監視するシステムモニタ１３２によって監視することができる。温度制御部１３４は、システムモニタ１３２によって生成されたデータと共に動作して、目標範囲内の動作温度を維持する。
【００８０】
バイオ変調システム１００の全体的な制御は、コンピューティングシステム又はコンピュータ１４０によって処理することができる。コンピュータ１４０は、発光アレイの制御及び流体容器１０２の流体管理を含む流体管理システム１１８の制御を含む、バイオ変調システム１００の全ての態様を制御するように構成されたリモートコンピュータシステムでもよい。コンピュータ１４０は、発光アレイシステムのあらゆる態様を制御するように構成されたハードウェア及びソフトウェアを含むことができ、このハードウェア及びソフトウェアは、対象の標的組織体積内でバイオ変調効果を生成する為に必要な特定の出力電力、パルスシーケンス、波長、エネルギー密度及び他のパラメータを実行することを含む。
【００８１】
コンピュータ１４０は、治療施設の制御室に配置することができ、オペレータがその場所からの制御動作を監視し、開始することができるようになる。幾つかの実施形態では、コンピュータ１４０は、発光アレイ１０４及び／又は流体管理システム１１８に対して動作可能に結合できる（例えば、直接電気接続、又はＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、セルラーなどの無線接続）。幾つかの実施形態では、コンピュータと発光アレイとの間の無線接続は望ましくないことがあり、従って、直接電気接続を行うことが好ましい場合がある。この構成は、撮像制御、流体レベル制御、及び流体容器を空にする能力を可能にし、使用間で所望の水条件を維持するか、又は代替実施形態の場合には、流体容器を水平位置に再配置して腹臥位のヒト被験者を治療する。
【００８２】
１つ以上のカメラを流体容器１０２上又はその近くに配置して、システム技術者が患者を液量内に位置決めしやすく構成することができる。コンピュータ１４０は、患者が発光領域の放射状ビーム平面に対して確実に適切に位置決めされるように構成できるカメラからなる患者位置決めカメラ制御システム１４２を作動させることができる。カメラは、患者位置決めカメラディスプレイ１４６上のライブビデオを生成し、捕獲する。また、カメラは、バイオ変調プロセスの遠隔監視又は観察を提供することができる。幾つかの実施形態では、コンピュータ１４０は、更に、処理プロセス中に収集された全ての動作データ及びビデオについてデータ記憶装置１４４を提供するように構成することができ、使用中にシステムの任意及び全ての動作パラメータに関する表示装置１４８を提供することができる。グラフィカル及び操作ディスプレイは、ユーザがコンピュータ１４０と対話して治療プロセス、流体管理、様々なセンサの状態の監視を開始及び管理できるように、マウス、キーボード、トラックパッド、及び／又はタッチスクリーンのようなグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）などの入力装置を含んでいてもよい。
【００８３】
本発明は、特定の好ましい実施形態及び実施例の文脈で開示されているが、本発明は、具体的に開示された実施形態を超えて他の代替実施形態に拡張可能であると共に、本発明の用途及び明らかな変更及び同等物を超えて拡張可能であることは当業者によって理解されるであろう。上記実施形態に対する種々の変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。従って、本明細書に開示された本発明の範囲は、上述の特定の開示された実施形態によって限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ決定されるべきであることが意図されている。
【００８４】
特に、材料及び製造技術は、関連する技術分野の当業者の範囲内で使用することができる。更に、単数形項目への言及には、同じ項目が複数存在する可能性が含まれる。より具体的には、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎｄ」、「ｓａｉｄ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のものを指示しない限り、複数の指示対象を含む。本明細書で使用される場合、特に明記しない限り、用語「又は」は、提示された全ての代替物、及び一般的に使用される句「及び／又は」と本質的に同一の手段を包含する。従って、例えば、語句「Ａ又はＢは、青色であってもよい」は、以下のいずれかを意味することができる。Ａ単独は青色であり、Ｂ単独は青色であり、ＡとＢは青色であり、ＡとＢとＣは青色である。請求項は、任意の要素を除外するように起草されてもよいことに更に留意されたい。従って、この記述は、特許請求の範囲要素の記載に関連して「単独」、「のみ」などの排他的な用語の使用、又は「否定」制限の使用に対する先行基礎として役立つよう意図したものである。特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本明細書に記載された本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
【００８５】
本発明は、特定の好ましい実施形態及び実施例の文脈で開示されているが、本発明は、具体的に開示された実施形態を超えて他の代替実施形態に拡張可能であると共に、本発明の用途及び明らかな変更及び同等物を超えて拡張可能であることは当業者によって理解されるであろう。上記実施形態に対する種々の変更は、当業者には容易に明らかであり、本明細書で定義される一般的な原理は、本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用することができる。従って、本明細書に開示された本発明の範囲は、上述の特定の開示された実施形態によって限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ決定されるべきであることが意図されている。
【００８６】
特に、材料及び製造技術は、関連する技術分野の当業者の範囲内で使用することができる。更に、単数形項目への言及には、同じ項目が複数存在する可能性が含まれる。より具体的には、本明細書及び添付の特許請求の範囲において使用される場合、単数形「ａ」、「ａｎｄ」、「ｓａｉｄ」、及び「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他のものを指示しない限り、複数の指示対象を含む。本明細書で使用される場合、特に明記しない限り、用語「又は」は、提示された全ての代替物、及び一般的に使用される句「及び／又は」と本質的に同一の手段を包含する。従って、例えば、語句「Ａ又はＢは、青色であってもよい」は、以下のいずれかを意味することができる。Ａ単独は青色であり、Ｂ単独は青色であり、ＡとＢは青色であり、ＡとＢとＣは青色である。請求項は、任意の要素を除外するように起草されてもよいことに更に留意されたい。従って、この記述は、特許請求の範囲要素の記載に関連して「単独」、「のみ」などの排他的な用語の使用、又は「否定」制限の使用に対する先行基礎として役立つよう意図したものである。特に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本明細書に記載された本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者によって一般的に理解されるものと同じ意味を有する。
【符号の説明】
【００８７】
１００  バイオ変調システム
１０２  流体容器
１０４  発光システム、発光アレイ
１０５  アレイマウント
１０６  システム配線ハーネス
１０７  温度制御ダクト
１０８  開口頂部
１１０  プラットフォーム
１１２  呼吸装置
１１８  流体管理システム
１２０  貯蔵タンク
１２３  ポンプ
１２５  ドレイン
１２７  温度制御システム
１３１  バルブ
１３３  温度センサ
１３５  レベルセンサ
１３７  アクセスキャップ
１３９  換気口
１４０  コンピュータ
１４６  カメラディスプレイ
１５５  ＰＨセンサ
１５７  消磁ユニット
１５９  天然ガス源
１６１  水調整ユニット
１６３  水源
１６５  オーバーフロー出口
１６７  貯蔵入口
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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