携帯型電気治療装置
本発明は、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する電気治療装置について開示するものである。この装置は、少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、対象に印加するべく少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形をアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、を備える。メモリと通信するプロセッサが、オペレータの入力に応答して機能し、少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形をディジタル／アナログコンバータに直接出力することよってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節する。この電気治療装置は、様々な臨床上における生理的、神経的、および行動的な状態を変更する対象の電気治療に有用である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気治療に関し、特に、脊椎動物及び無脊椎動物の様々な臨床上における生理的、神経的、および行動的状態を変化させるのに使用される特別に設計された低周波数のパルス化磁場を生成する携帯型電気治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な研究から、磁気刺激によって、動物の行動的、細胞的、および生理的機能に影響を付与可能であることが明らかになっている。弱い磁場は、細胞のイオン流束における変化から、動物の順応および学習能力の改変、さらには、人間における治療行為にまで及ぶ様々な生物学的効果を有している。
【０００３】
組織に対する低周波数磁場の照射効果のメカニズムを説明する理論には、いつかのものが存在している。例えば、低周波数磁場の照射効果を電流の誘発によるものであるとする理論が存在している。また、弱い磁場が、組織内の磁鉄鉱粒子によって検出され、この検出により、生理的な効果がもたらされるとする理論も存在している。ただし、この磁鉄鉱に基づいたメカニズムは、広範に支持されてはいない（すなわち、「Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ」（１７巻、１２３〜１３０頁、１９９６年）において、Ｐｒａｔｏ，Ｆ．Ｓ．、Ｋａｖａｌｉｅｒｓ，Ｍ．、およびＣａｒｓｏｎ，Ｊ．Ｌ．Ｌ．は、「磁場がカタツムリ（Ｃｅｐａｅａ ｎｅｍｏｒａｌｉｓ：モリノオウシュウマイマイ）にもたらす行動的な特徴は、磁鉄鉱や誘発電流によるものではないであろう」と述べている）。
【０００４】
極めて低い周波数（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＥＬＦ）の磁場は、組織内において、ほとんど減衰しない物理的因子であり、このため、その検出が可能であると共に、その検出を生理的プロセスに結合可能であれば、これを使用することによって、内生的プロセスを変化させることが可能である。ターゲットである特定の生理的プロセスを磁場を使用して変化させ、これにより、磁場を使用して様々な神経的および生理的な状態および行動を治療／改変できるように、磁場を時変信号として設計可能であることが既に提示されている。すなわち、Ｔｈｏｍａｓ他に付与された米国特許第６，２３４，９５３号明細書には、このような低周波数の磁気パルスを使用して生理的、神経的、および行動的疾患を治療する方法が開示されており、この内容は、本引用によって、本明細書に包含される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁波を生成して対象を刺激する装置についても周知である。例えば、Ｋｏｒｅｎ他に付与された米国特許第６，３１２，３７６号明細書には、信号生成器とセレクタとを含む電磁波生成装置が開示されている。セレクタは、チャネルセレクト入力に応答し、選択されたチャネル上に、信号生成器のプロセッサによって生成された数学的に導出された波形を印加する。そして、この生成波形が、電磁装置に印加され、この結果、この電磁装置を装着している対象に対して、生成された電磁波形が照射される。なお、この装置は満足できるものではあるが、さらなる改善が望ましい。
【０００６】
Ｅｄｗａｒｄｓ他によるＰＣＴ特許出願公開第９６／１１７２３号（ＷＯ ９６／１１７２３）明細書には、方形波形の様々なシーケンスの実装を実現するべく、パルス幅、持続時間、デューティサイクルおよび周波数、実行順序、変更テーブル、ならびに様々なカウンタなどの波形パラメータを保存する電磁治療装置が開示されている。動作の際には、マイクロプロセッサが、これらの動作パラメータをインポートし、対応するディジタル値のシーケンスを生成する。そして、集合的に方形波形を構成するこれらのディジタル値が、波形生成器によって電流に変換された後に誘導子に印加されることにより、磁場が生成される。このＥｄｗａｒｄｓ他による装置においては、それぞれのディジタル値をリアルタイムに生成するべく、マイクロプロセッサによる複数の命令の実行を必要としている。従って、これを実行する際に、マイクロプロセッサは、生成するディジタル値ごとに、いくつかのサイクルにわたって占有されることになり、この結果、これらの値を生成し得る周波数の観点において、マイクロプロセッサは制限されることになる。従って、このＥｄｗａｒｄｓの装置は、この設計のために、本質的に、そのマイクロプロセッサのクロック速度をはるかに下回る周波数を有する波形の生成に制限されており、この制限を克服するために、格段に高速の（従って、高価な）マイクロプロセッサを必要としている。また、このＥｄｗａｒｄｓの装置の場合には、変更テーブルに反映されている特定のパラメータ値にセッションカウンタが到達した後にのみ、波形特性の変化を再計算している。従って、この装置の場合には、この間における方形波形の生成に制限されており、絶えずカウンタと変更テーブルを比較することにサイクルが消費され、結果的に生成される波形の周波数が、さらに制限されることになる。
【０００７】
従って、脊椎動物及び無脊椎動物の様々な生理的、神経的、および行動的な状態を変更するのに使用される特定の低周波数のパルス化磁場を生成する新しい携帯型電気治療装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する電気治療装置が提供され、この装置は、
少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、少なくとも１つのディジタル波形をアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
メモリと通信状態にあるプロセッサであって、オペレータの入力に応答して機能し、少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形をディジタル／アナログコンバータに直接出力することによってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節するプロセッサと、
を備える。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置が提供され、この装置は、
小型のハウジングを含むコントローラであって、ハウジングは、その上部にオペレータの制御手段とインタフェースを具備し、その内部に処理回路を収容しており、処理回路は、複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、対象に印加するべく、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、メモリと通信状態にあるプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをディジタル／アナログコンバータに直接出力することによってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節するプロセッサと、を含む、コントローラと、
このコントローラに接続されたコイルの少なくとも１つの組であって、これらのコイルは、対象に装着され、アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによってＣｎｐ波形を対象に印加する、コイルの少なくとも１つの組と、
を備える。
【００１０】
好ましくは、メモリは、インタフェースを介してコントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である。また、好ましくは、プロセッサは、ディジタル／アナログコンバータに対する選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用される動作パラメータを保存しており、プロセッサも、遠隔地からプログラム可能である。
【００１１】
好ましくは、処理回路は、コイルへの出力に先立って、アナログＣｎｐ波形を増幅するべくディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器をさらに含んでいる。一形態においては、コイルの組は、ヘッドコイル（Ｈｅａｄ Ｃｏｉｌ）の組を含んでいる。そして、この場合には、ディジタルＣｎｐ波形は、これらのヘッドコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている。別の形態においては、コイルの組は、ラップコイル（Ｗｒａｐ Ｃｏｉｌ）の組を含んでいる。そして、この場合には、ディジタルＣｎｐ波形は、これらのラップコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている。
【００１２】
本発明のさらなる態様によれば、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置が提供され、この装置は、
小型のハウジングを含むコントローラであって、ハウジングは、その上部にユーザの制御手段とインタフェースを具備し、その内部に処理回路を収容しており、処理回路は、複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、対象に印加するべく、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをディジタル／アナログコンバータに直接出力することによってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節するプロセッサと、を含むコントローラと、
コントローラに接続されたコイルであって、対象によって装着され、アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによってＣｎｐ波形を対象に印加するコイルと、
を備える。従って、本発明によれば、低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を対象に供給する携帯型の電気治療装置が提供される。従来、低周波数のパルス化磁場を生成するには、コンピュータに接続され、熟練した技術者による操作を要する、高価であって、大きく、かつ、重量のある装置を使用する必要があった。本発明による装置によれば、別途のコンピュータに接続することなしに、容易に操作可能な携帯型の動作が提供され、この装置は、技術者でない人々も使用可能である。
【００１３】
また、本発明によれば、メモリ内に保存されているディジタルＣｎｐ波形が、プロセッサの制御下において、プロセッサを通じることなしに、ディジタル／アナログコンバータに直接伝達されているため、高速に、かつ、優れた分解能で、アナログＣｎｐ波形を生成することができるという利点も提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照し、さらに詳しく説明することとする。
【００１５】
まず、図１を参照すれば、本発明による特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置の図が示されており、この装置には、総体として参照符号１０が付与されている。図示のごとく、この携帯型電気治療装置１０は、マイクロプロセッサに基づいたコントローラ１２と、このコントローラに接続可能な複数のコイルと、を含んでいる。この実施例においては、これらのコイルには、ヘッドコイルのペア１４と、ラップコイルのペア１６と、が含まれている。ただし、ラップコイルについては、図示を容易にするべく、１つのみが示されている。後述するように、ヘッドコイル１４によれば、この携帯型電気治療装置によって生成されるＣｎｐ波形を対象の脳組織に対して印加することができる。一方、ラップコイル１６によれば、この携帯型電気治療装置によって生成されるＣｎｐ波形を対象のその他の領域に印加し、これにより、組織を刺激することができる。これらのラップコイル１６は、対象の組織に対するＣｎｐ波形の印加を円滑に実行するべく、対象の身体上にラップコイルを正しく配置するために対象に装着されるホルダ内に収容されている。この図には、対象の膝に隣接してラップコイル１６を配置する膝ラップコイルホルダ１８が、例示を目的として示されている。なお、以上においては、ヘッドコイルとしてコイルのペアを図示し、かつ、複数のラップコイルについて説明しているが、当業者であれば、これらの代わりに、１つのコイルを両方の態様で使用することも可能であることを理解するであろう。
【００１６】
コントローラ１２には、出力ジャック３２を具備する小型の携帯型ハウジング３０が含まれており、この出力ジャックに、ヘッドコイル１４またはラップコイル１６のプラグを挿入してコントローラ１２を有効にし、これらのコイルを駆動する。また、ハウジング３０には、ＲＳ−２３２シリアルインタフェース３４も含まれており、コントローラ１２は、このインタフェースによって、リモートコンピュータ（図示されてはいない）と接続可能である。後述するように、このハウジング３０上には、制御手段とインジケータとが提供されており、オペレータは、これらにより、所望の方式で電気治療装置１０を操作することができる。また、電源コード４０が、ハウジング３０から延長しており、これによって、従来の１１０ＶのＡＣ電源からコントローラ１２に電源を供給可能である。
【００１７】
図２および３は、ハウジング３０内の回路５０を示している。図２に示されているように、この回路は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）メモリ、フラッシュプログラムメモリ、およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する中央処理装置（ＣＰＵ）５２を含んでいる。そして、このＣＰＵ５２は、シリアルインタフェース３４、制御手段およびインジケータ、ならびにシリアルＥＥＰＲＯＭのペア５４ａおよび５４ｂと通信している。また、高分解能のディジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）５６が、ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂ、ならびに位相および利得制御手段に応答して機能するデュアルチャネル高電流増幅器５８と通信している。そして、この増幅器５８は、アナログ出力をジャック３２（従って、コイル）に供給している。また、ヒューズを有する電源６２が、ＡＣ電源から入力電力を取得し、適切なＤＣ電力を回路５０に供給している。
【００１８】
次に、図３を参照すれば、回路５０の詳細が示されている。電源６２は、従来タイプのものであり、全波整流器６２ａと、一連の電圧調整器６２ｂ、６２ｃ、および６２ｄとがそれぞれ含まれている。これらの電圧調整器は、回路５０に電力を供給するのに必要なＤＣ電圧を供給している。
【００１９】
ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂは、ＲＳ２３２コンバータ５４を介して、シリアルインタフェース３４に接続されている。それぞれのＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂは、異なるディジタルＣｎｐ波形テーブルを保存している。なお、これらのディジタルＣｎｐ波形テーブルは、リモートコンピュータから、シリアルインタフェース３４を介してＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂに事前に読み込まれている。これらのディジタルＣｎｐ波形テーブルは、高分解能のディジタル／アナログ変換を使用してアナログＣｎｐ波形にアセンブルされる正負の１０進値を、その特徴としている。なお、これらのディジタルＣｎｐ波形テーブルデータは、この携帯型電気治療装置１０が、Ｔｈｏｍａｓ他に付与された米国特許第６，２３４，９５３号明細書に記述されているものに類似したＣｎｐ波形を生成するように、選択されており、この明細書の内容は、本引用により、本明細書に包含される。具体的には、このディジタルＣｎｐ波形テーブルデータは、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形が、ヘッドコイル１４が使用された際には、浅いものから深いものまでの脳刺激を提供すると共に、ラップコイル１６が使用された際には、局所化された深い組織への照射を提供するように、選択されている。
【００２０】
増幅器５８は、チャネルのペアを含んでおり、このそれぞれのチャネルは、２つの増幅段を具備している。そして、それぞれの増幅段は、入力増幅器７２ａ、７２ｂと、出力増幅器７２ｃ、７２ｄとを含んでいる。この増幅器５８は、コイルを駆動するのに十分な電流を供給し、８ｃｍ（コイル間においては、１６ｃｍ）において、ピーク値が１００マイクロテスラの磁束密度を具備するＣｎｐ波形を供給するのに十分な磁場密度を提供している。そして、この増幅器５８のデュアルチャネルにより、複数のコイル構成の同位の（または、異相の）動作を可能にしている。
【００２１】
ハウジング３０上の制御手段は、電気カード４０に隣接するハウジング３０の一端のパネル上に、電源オン／オフスイッチ７０を含んでいる。そして、プッシュボタン３６が、インジケータ３８ａおよび３８ｂに隣接するハウジング３０の反対側の端部のパネル上に配置されている。オペレータは、このプッシュボタンスイッチ３６により、電気治療装置１０から出力する所望のＣｎｐ波形を選択したり、後述するように、ディジタルＣｎｐ波形テーブルのダウンロードを起動することができる。そして、このプッシュボタンスイッチ３６に隣接する端部パネル上には、位相スイッチ７２および利得制御スイッチ７４も提供されている。位相スイッチ７２により、増幅器５８の出力チャネルの１つの極性を反転させることができる。一方、利得制御スイッチ７４により、５〜１の範囲で増幅器５８の利得を制御する。
【００２２】
ＣＰＵ５２内のＥＥＰＲＯＭは、ポイント数、潜伏期（Ｌａｔｅｎｃｙ ｐｅｒｉｏｄ）、および不応期（Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｐｅｒｉｏｄ）などのディジタルＣｎｐ波形のいくつかの動作パラメータを保存している。ポイント数とは、出力アナログＣｎｐ波形を生成するのに使用されるディジタルＣｎｐ波形テーブル内のポイントの数を指定することによって、携帯型電気治療装置１０によって生成されるＣｎｐ波形のサイズを決定するものである。潜伏期とは、連続的なポイント間における持続時間を規定するものであり、不応期とは、反復するＣｎｐ波形間における時間を規定するものである。これらのディジタルＣｎｐ波形の動作パラメータは、シリアルインタフェース３４とＲＳ２３２コンバータ５４とを介して、リモートコンピュータからＣＰＵ５２のＥＥＰＲＯＭにダウンロードされる。
【００２３】
次に、図１〜４を参照し、携帯型電気治療装置１０の動作について説明することとする。なお、ここでは、ディジタルＣｎｐ波形テーブルと動作パラメータが、既にＥＥＰＲＯＭに読み込み済みであり、対象を刺激するために使用するコイルが、対象の適切な場所に装着されているものと仮定している。まず、コントローラ１２の電源を投入すると、ＣＰＵ５２は、その変数、ポインタ、およびレジスタを初期化し（ステップ１００）、次いで、シリアルインタフェース３４とＤＡＣ５６とを初期化する（ステップ１０２）。そして、オペレータが、スイッチ３６を押下することによって、Ｃｎｐ波形を生成するべくコントローラ１２を調節すると（ステップ１０４）、ＣＰＵ５２は、Ｃｎｐ波形を生成するのに使用するＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂを選択する（ステップ１０６および１０８）。また、ＣＰＵ５２は、増幅器８０ａ、８０ｂを介して、選択されたＥＥＰＲＯＭと関連付けられているインジケータ３８ａ、３８ｂを点灯し、選択されたディジタルＣｎｐ波形テーブルに関する視覚的なフィードバックをオペレータに提供する。次いで、ＣＰＵ５２は、そのＥＥＰＲＯＭ内に保存されているディジタルＣｎｐ波形の動作パラメータを読み込む（ステップ１１０）。これに続いて、ＣＰＵ５２は、ＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂを調節して、ディジタルＣｎｐ波形テーブルデータがＣＰＵ５２を通過することのないように、ディジタルＣｎｐ波形テーブルをＤＡＣ５６に転送する。すると、ＤＡＣ５６が、このディジタルＣｎｐ波形テーブルを、増幅器５８に印加するアナログ信号（すなわち、Ｃｎｐ波形）に変換する。そして、増幅器５８が、このＤＡＣの出力を増幅し、出力ジャック３４を介して、出力アナログＣｎｐ波形をコイルに供給する（ステップ１１２）。このＣｎｐ波形生成プロセスは、不応期パラメータによって規定されているように継続される。そして、このプロセスにおいて、オペレータがスイッチ３６を再度押下すると、ＣＰＵ５２は、内部に保存されているディジタルＣｎｐ波形テーブルを出力するようにもう一方のＥＥＰＲＯＭを調節し、前述の段階が、再実行されることになる（ステップ１１４および１１６）。なお、有利なことに、このスイッチ３６は、波形の終了点まで待つのではなく、スイッチ３６が押下された際に即座に応答できるように、割り込みラインを介してＣＰＵ５２に接続されている。
【００２４】
以上のことからわかるように、Ｃｎｐ波形の生成の際に、ディジタルＣｎｐ波形テーブルが、ＣＰＵ５２のタイミング制御下において、ＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂからＤＡＣ５６に直接転送され、ＣＰＵを通過していないため、多くのＣＰＵ命令サイクルを省くことができる。これは、シリアルディジタルＣｎｐ波形テーブルデータをＣＰＵ内に読み取った後に、このシリアルディジタルＣｎｐ波形テーブルデータをＤＡＣ５６に書き込む必要性が回避されているという事実によるものである。なお、当然のことながら、ＣＰＵ５２は、Ｃｎｐ波形を生成していない期間においては、ＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂおよびＤＡＣ５６に対して読み取りおよび書き込み動作を行う能力を具備している。このデータ転送方法によれば、速度が向上し、この結果、出力Ｃｎｐ波形の時間分解能が微細なものになる。
【００２５】
ステップ１０４において、オペレータが、スイッチ３６を操作して、リモートコンピュータからディジタルＣｎｐ波形テーブルデータを受信するように、コントローラ１２を調節した場合には、ＣＰＵ５２は、ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂならびにシリアルインタフェースを初期化し、リモートコンピュータからのディジタルＣｎｐ波形テーブルの入力を待つことになる（ステップ１２０および１２２）。そして、リモートコンピュータから上書き命令を受信すると、ＣＰＵ５２は、選択されたＥＥＰＲＯＭ５４ａ、４ｂから適切なディジタルＣｎｐ波形テーブルを消去し、リモートコンピュータに対して通知する（ステップ１２４および１２６）。そして、ＣＰＵは、別のディジタルＣｎｐ波形テーブルの受信を待つことになる（ステップ１２８）。そして、ディジタルＣｎｐ波形テーブルをリモートコンピュータから受信したら、ＣＰＵは、選択されたＥＥＰＲＯＭに、そのディジタルＣｎｐ波形テーブルを書き込む（ステップ１３０）。
【００２６】
オペレータが、更新済みのディジタルＣｎｐ波形動作パラメータを受信するように、コントローラ１２を調節した場合には、ＣＰＵ５２は、ディジタルＣｎｐ波形動作パラメータの入力について、リモートコンピュータを監視する。なお、このディジタルＣｎｐ波形動作パラメータの入力は、文字ストリングの形態であって、ＣＰＵ５２内にシリアルに読み込まれ、ストリングバッファ内に保存される。そして、ディジタルＣｎｐ波形の動作パラメータデータのすべての受信が完了したら、ＣＰＵ５２は、その新しいディジタルＣｎｐ波形動作パラメータを自身のＥＥＰＲＯＭ内に保存する。
【００２７】
なお、コントローラ１２には、ＡＣ電源から電力を供給するものとして示しているが、当業者であれば、図２および３に示されている充電可能な電源、ＡＣアダプタ、またはその他の電源をコントローラに装着することも可能であることを理解するであろう。例えば、電池を採用したコントローラ１２の場合には、消耗した（または、使用不能な）電池に起因するＥＥＰＲＯＭパラメータの破壊を究極的に防止するべく、電池電力検出回路、ソフトウェア、およびユーザに対して電力の状態を通知するインジケータを内蔵することが有用であろう。また、コントローラ１２は、必ずしも遠隔地からプログラム可能である必要はない。この場合には、ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂは、関係するディジタルＣｎｐ波形テーブルによって事前にプログラムされることになり、シリアルインタフェース３４は、不要である。
【００２８】
当業者であれば、装置の動作情報を表示するべく、ＬＣＤモジュールなどの英数字ディスプレイをコントローラ１２に接続することを想起するであろう。この結果、このようなディスプレイを使用して、有効なパターンパラメータ、パターンの名称、及びその不応期のいずれかを（例えば、ブリンクする「＊」などを使用することによって）ユーザに表示することができる。また、このディスプレイによってパターンインジケータＬＥＤ３８ａおよび３８ｂを置き換えることにより、不必要な電力消費を低減したり、電池の電力状態について通知することも可能である。
【００２９】
また、必要に応じて、増幅器５８の出力をバランスさせるバランス制御手段を回路５０に提供することも可能である。このようなバランス制御手段は、中央リードが接地された２つの出力増幅器７２ｃ、７２ｄの入力に挿入された可変ポテンショメータの形態であってよく、この結果、このポテンショメータを調節することにより、一方の出力増幅器の利得が低減し、もう一方の出力増幅器の利得が増大することになる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、当業者であれば、添付の請求項によって定義されている本発明の精神と範囲を逸脱することなしに、変形や変更を加えることが可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による携帯型電気治療装置の図である。
【図２】図１の携帯型電気治療装置のブロック図である。
【図３Ａ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｂ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｃ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｄ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｅ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｆ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図４】図１の携帯型電気治療装置によって実行される段階を示すフローチャートである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気治療に関し、特に、脊椎動物及び無脊椎動物の様々な臨床上における生理的、神経的、および行動的状態を変化させるのに使用される特別に設計された低周波数のパルス化磁場を生成する携帯型電気治療装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な研究から、磁気刺激によって、動物の行動的、細胞的、および生理的機能に影響を付与可能であることが明らかになっている。弱い磁場は、細胞のイオン流束における変化から、動物の順応および学習能力の改変、さらには、人間における治療行為にまで及ぶ様々な生物学的効果を有している。
【０００３】
組織に対する低周波数磁場の照射効果のメカニズムを説明する理論には、いつかのものが存在している。例えば、低周波数磁場の照射効果を電流の誘発によるものであるとする理論が存在している。また、弱い磁場が、組織内の磁鉄鉱粒子によって検出され、この検出により、生理的な効果がもたらされるとする理論も存在している。ただし、この磁鉄鉱に基づいたメカニズムは、広範に支持されてはいない（すなわち、「Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ」（１７巻、１２３〜１３０頁、１９９６年）において、Ｐｒａｔｏ，Ｆ．Ｓ．、Ｋａｖａｌｉｅｒｓ，Ｍ．、およびＣａｒｓｏｎ，Ｊ．Ｌ．Ｌ．は、「磁場がカタツムリ（Ｃｅｐａｅａ ｎｅｍｏｒａｌｉｓ：モリノオウシュウマイマイ）にもたらす行動的な特徴は、磁鉄鉱や誘発電流によるものではないであろう」と述べている）。
【０００４】
極めて低い周波数（Ｅｘｔｒｅｍｅｌｙ Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：ＥＬＦ）の磁場は、組織内において、ほとんど減衰しない物理的因子であり、このため、その検出が可能であると共に、その検出を生理的プロセスに結合可能であれば、これを使用することによって、内生的プロセスを変化させることが可能である。ターゲットである特定の生理的プロセスを磁場を使用して変化させ、これにより、磁場を使用して様々な神経的および生理的な状態および行動を治療／改変できるように、磁場を時変信号として設計可能であることが既に提示されている。すなわち、Ｔｈｏｍａｓ他に付与された米国特許第６，２３４，９５３号明細書には、このような低周波数の磁気パルスを使用して生理的、神経的、および行動的疾患を治療する方法が開示されており、この内容は、本引用によって、本明細書に包含される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電磁波を生成して対象を刺激する装置についても周知である。例えば、Ｋｏｒｅｎ他に付与された米国特許第６，３１２，３７６号明細書には、信号生成器とセレクタとを含む電磁波生成装置が開示されている。セレクタは、チャネルセレクト入力に応答し、選択されたチャネル上に、信号生成器のプロセッサによって生成された数学的に導出された波形を印加する。そして、この生成波形が、電磁装置に印加され、この結果、この電磁装置を装着している対象に対して、生成された電磁波形が照射される。なお、この装置は満足できるものではあるが、さらなる改善が望ましい。
【０００６】
Ｅｄｗａｒｄｓ他によるＰＣＴ特許出願公開第９６／１１７２３号（ＷＯ ９６／１１７２３）明細書には、方形波形の様々なシーケンスの実装を実現するべく、パルス幅、持続時間、デューティサイクルおよび周波数、実行順序、変更テーブル、ならびに様々なカウンタなどの波形パラメータを保存する電磁治療装置が開示されている。動作の際には、マイクロプロセッサが、これらの動作パラメータをインポートし、対応するディジタル値のシーケンスを生成する。そして、集合的に方形波形を構成するこれらのディジタル値が、波形生成器によって電流に変換された後に誘導子に印加されることにより、磁場が生成される。このＥｄｗａｒｄｓ他による装置においては、それぞれのディジタル値をリアルタイムに生成するべく、マイクロプロセッサによる複数の命令の実行を必要としている。従って、これを実行する際に、マイクロプロセッサは、生成するディジタル値ごとに、いくつかのサイクルにわたって占有されることになり、この結果、これらの値を生成し得る周波数の観点において、マイクロプロセッサは制限されることになる。従って、このＥｄｗａｒｄｓの装置は、この設計のために、本質的に、そのマイクロプロセッサのクロック速度をはるかに下回る周波数を有する波形の生成に制限されており、この制限を克服するために、格段に高速の（従って、高価な）マイクロプロセッサを必要としている。また、このＥｄｗａｒｄｓの装置の場合には、変更テーブルに反映されている特定のパラメータ値にセッションカウンタが到達した後にのみ、波形特性の変化を再計算している。従って、この装置の場合には、この間における方形波形の生成に制限されており、絶えずカウンタと変更テーブルを比較することにサイクルが消費され、結果的に生成される波形の周波数が、さらに制限されることになる。
【０００７】
従って、脊椎動物及び無脊椎動物の様々な生理的、神経的、および行動的な状態を変更するのに使用される特定の低周波数のパルス化磁場を生成する新しい携帯型電気治療装置を提供することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様によれば、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する電気治療装置が提供され、この装置は、
少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、少なくとも１つのディジタル波形をアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
メモリと通信状態にあるプロセッサであって、オペレータの入力に応答して機能し、少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形をディジタル／アナログコンバータに直接出力することによってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節するプロセッサと、
を備える。
【０００９】
本発明の別の態様によれば、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置が提供され、この装置は、
小型のハウジングを含むコントローラであって、ハウジングは、その上部にオペレータの制御手段とインタフェースを具備し、その内部に処理回路を収容しており、処理回路は、複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、対象に印加するべく、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、メモリと通信状態にあるプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをディジタル／アナログコンバータに直接出力することによってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節するプロセッサと、を含む、コントローラと、
このコントローラに接続されたコイルの少なくとも１つの組であって、これらのコイルは、対象に装着され、アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによってＣｎｐ波形を対象に印加する、コイルの少なくとも１つの組と、
を備える。
【００１０】
好ましくは、メモリは、インタフェースを介してコントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である。また、好ましくは、プロセッサは、ディジタル／アナログコンバータに対する選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用される動作パラメータを保存しており、プロセッサも、遠隔地からプログラム可能である。
【００１１】
好ましくは、処理回路は、コイルへの出力に先立って、アナログＣｎｐ波形を増幅するべくディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器をさらに含んでいる。一形態においては、コイルの組は、ヘッドコイル（Ｈｅａｄ Ｃｏｉｌ）の組を含んでいる。そして、この場合には、ディジタルＣｎｐ波形は、これらのヘッドコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている。別の形態においては、コイルの組は、ラップコイル（Ｗｒａｐ Ｃｏｉｌ）の組を含んでいる。そして、この場合には、ディジタルＣｎｐ波形は、これらのラップコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている。
【００１２】
本発明のさらなる態様によれば、特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置が提供され、この装置は、
小型のハウジングを含むコントローラであって、ハウジングは、その上部にユーザの制御手段とインタフェースを具備し、その内部に処理回路を収容しており、処理回路は、複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、対象に印加するべく、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをディジタル／アナログコンバータに直接出力することによってプロセッサをバイパスするようにメモリを調節するプロセッサと、を含むコントローラと、
コントローラに接続されたコイルであって、対象によって装着され、アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによってＣｎｐ波形を対象に印加するコイルと、
を備える。従って、本発明によれば、低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を対象に供給する携帯型の電気治療装置が提供される。従来、低周波数のパルス化磁場を生成するには、コンピュータに接続され、熟練した技術者による操作を要する、高価であって、大きく、かつ、重量のある装置を使用する必要があった。本発明による装置によれば、別途のコンピュータに接続することなしに、容易に操作可能な携帯型の動作が提供され、この装置は、技術者でない人々も使用可能である。
【００１３】
また、本発明によれば、メモリ内に保存されているディジタルＣｎｐ波形が、プロセッサの制御下において、プロセッサを通じることなしに、ディジタル／アナログコンバータに直接伝達されているため、高速に、かつ、優れた分解能で、アナログＣｎｐ波形を生成することができるという利点も提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例について、添付の図面を参照し、さらに詳しく説明することとする。
【００１５】
まず、図１を参照すれば、本発明による特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置の図が示されており、この装置には、総体として参照符号１０が付与されている。図示のごとく、この携帯型電気治療装置１０は、マイクロプロセッサに基づいたコントローラ１２と、このコントローラに接続可能な複数のコイルと、を含んでいる。この実施例においては、これらのコイルには、ヘッドコイルのペア１４と、ラップコイルのペア１６と、が含まれている。ただし、ラップコイルについては、図示を容易にするべく、１つのみが示されている。後述するように、ヘッドコイル１４によれば、この携帯型電気治療装置によって生成されるＣｎｐ波形を対象の脳組織に対して印加することができる。一方、ラップコイル１６によれば、この携帯型電気治療装置によって生成されるＣｎｐ波形を対象のその他の領域に印加し、これにより、組織を刺激することができる。これらのラップコイル１６は、対象の組織に対するＣｎｐ波形の印加を円滑に実行するべく、対象の身体上にラップコイルを正しく配置するために対象に装着されるホルダ内に収容されている。この図には、対象の膝に隣接してラップコイル１６を配置する膝ラップコイルホルダ１８が、例示を目的として示されている。なお、以上においては、ヘッドコイルとしてコイルのペアを図示し、かつ、複数のラップコイルについて説明しているが、当業者であれば、これらの代わりに、１つのコイルを両方の態様で使用することも可能であることを理解するであろう。
【００１６】
コントローラ１２には、出力ジャック３２を具備する小型の携帯型ハウジング３０が含まれており、この出力ジャックに、ヘッドコイル１４またはラップコイル１６のプラグを挿入してコントローラ１２を有効にし、これらのコイルを駆動する。また、ハウジング３０には、ＲＳ−２３２シリアルインタフェース３４も含まれており、コントローラ１２は、このインタフェースによって、リモートコンピュータ（図示されてはいない）と接続可能である。後述するように、このハウジング３０上には、制御手段とインジケータとが提供されており、オペレータは、これらにより、所望の方式で電気治療装置１０を操作することができる。また、電源コード４０が、ハウジング３０から延長しており、これによって、従来の１１０ＶのＡＣ電源からコントローラ１２に電源を供給可能である。
【００１７】
図２および３は、ハウジング３０内の回路５０を示している。図２に示されているように、この回路は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、入出力（Ｉ／Ｏ）メモリ、フラッシュプログラムメモリ、およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する中央処理装置（ＣＰＵ）５２を含んでいる。そして、このＣＰＵ５２は、シリアルインタフェース３４、制御手段およびインジケータ、ならびにシリアルＥＥＰＲＯＭのペア５４ａおよび５４ｂと通信している。また、高分解能のディジタル／アナログコンバータ（ＤＡＣ）５６が、ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂ、ならびに位相および利得制御手段に応答して機能するデュアルチャネル高電流増幅器５８と通信している。そして、この増幅器５８は、アナログ出力をジャック３２（従って、コイル）に供給している。また、ヒューズを有する電源６２が、ＡＣ電源から入力電力を取得し、適切なＤＣ電力を回路５０に供給している。
【００１８】
次に、図３を参照すれば、回路５０の詳細が示されている。電源６２は、従来タイプのものであり、全波整流器６２ａと、一連の電圧調整器６２ｂ、６２ｃ、および６２ｄとがそれぞれ含まれている。これらの電圧調整器は、回路５０に電力を供給するのに必要なＤＣ電圧を供給している。
【００１９】
ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂは、ＲＳ２３２コンバータ５４を介して、シリアルインタフェース３４に接続されている。それぞれのＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂは、異なるディジタルＣｎｐ波形テーブルを保存している。なお、これらのディジタルＣｎｐ波形テーブルは、リモートコンピュータから、シリアルインタフェース３４を介してＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂに事前に読み込まれている。これらのディジタルＣｎｐ波形テーブルは、高分解能のディジタル／アナログ変換を使用してアナログＣｎｐ波形にアセンブルされる正負の１０進値を、その特徴としている。なお、これらのディジタルＣｎｐ波形テーブルデータは、この携帯型電気治療装置１０が、Ｔｈｏｍａｓ他に付与された米国特許第６，２３４，９５３号明細書に記述されているものに類似したＣｎｐ波形を生成するように、選択されており、この明細書の内容は、本引用により、本明細書に包含される。具体的には、このディジタルＣｎｐ波形テーブルデータは、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形が、ヘッドコイル１４が使用された際には、浅いものから深いものまでの脳刺激を提供すると共に、ラップコイル１６が使用された際には、局所化された深い組織への照射を提供するように、選択されている。
【００２０】
増幅器５８は、チャネルのペアを含んでおり、このそれぞれのチャネルは、２つの増幅段を具備している。そして、それぞれの増幅段は、入力増幅器７２ａ、７２ｂと、出力増幅器７２ｃ、７２ｄとを含んでいる。この増幅器５８は、コイルを駆動するのに十分な電流を供給し、８ｃｍ（コイル間においては、１６ｃｍ）において、ピーク値が１００マイクロテスラの磁束密度を具備するＣｎｐ波形を供給するのに十分な磁場密度を提供している。そして、この増幅器５８のデュアルチャネルにより、複数のコイル構成の同位の（または、異相の）動作を可能にしている。
【００２１】
ハウジング３０上の制御手段は、電気カード４０に隣接するハウジング３０の一端のパネル上に、電源オン／オフスイッチ７０を含んでいる。そして、プッシュボタン３６が、インジケータ３８ａおよび３８ｂに隣接するハウジング３０の反対側の端部のパネル上に配置されている。オペレータは、このプッシュボタンスイッチ３６により、電気治療装置１０から出力する所望のＣｎｐ波形を選択したり、後述するように、ディジタルＣｎｐ波形テーブルのダウンロードを起動することができる。そして、このプッシュボタンスイッチ３６に隣接する端部パネル上には、位相スイッチ７２および利得制御スイッチ７４も提供されている。位相スイッチ７２により、増幅器５８の出力チャネルの１つの極性を反転させることができる。一方、利得制御スイッチ７４により、５〜１の範囲で増幅器５８の利得を制御する。
【００２２】
ＣＰＵ５２内のＥＥＰＲＯＭは、ポイント数、潜伏期（Ｌａｔｅｎｃｙ ｐｅｒｉｏｄ）、および不応期（Ｒｅｆｒａｃｔｏｒｙ ｐｅｒｉｏｄ）などのディジタルＣｎｐ波形のいくつかの動作パラメータを保存している。ポイント数とは、出力アナログＣｎｐ波形を生成するのに使用されるディジタルＣｎｐ波形テーブル内のポイントの数を指定することによって、携帯型電気治療装置１０によって生成されるＣｎｐ波形のサイズを決定するものである。潜伏期とは、連続的なポイント間における持続時間を規定するものであり、不応期とは、反復するＣｎｐ波形間における時間を規定するものである。これらのディジタルＣｎｐ波形の動作パラメータは、シリアルインタフェース３４とＲＳ２３２コンバータ５４とを介して、リモートコンピュータからＣＰＵ５２のＥＥＰＲＯＭにダウンロードされる。
【００２３】
次に、図１〜４を参照し、携帯型電気治療装置１０の動作について説明することとする。なお、ここでは、ディジタルＣｎｐ波形テーブルと動作パラメータが、既にＥＥＰＲＯＭに読み込み済みであり、対象を刺激するために使用するコイルが、対象の適切な場所に装着されているものと仮定している。まず、コントローラ１２の電源を投入すると、ＣＰＵ５２は、その変数、ポインタ、およびレジスタを初期化し（ステップ１００）、次いで、シリアルインタフェース３４とＤＡＣ５６とを初期化する（ステップ１０２）。そして、オペレータが、スイッチ３６を押下することによって、Ｃｎｐ波形を生成するべくコントローラ１２を調節すると（ステップ１０４）、ＣＰＵ５２は、Ｃｎｐ波形を生成するのに使用するＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂを選択する（ステップ１０６および１０８）。また、ＣＰＵ５２は、増幅器８０ａ、８０ｂを介して、選択されたＥＥＰＲＯＭと関連付けられているインジケータ３８ａ、３８ｂを点灯し、選択されたディジタルＣｎｐ波形テーブルに関する視覚的なフィードバックをオペレータに提供する。次いで、ＣＰＵ５２は、そのＥＥＰＲＯＭ内に保存されているディジタルＣｎｐ波形の動作パラメータを読み込む（ステップ１１０）。これに続いて、ＣＰＵ５２は、ＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂを調節して、ディジタルＣｎｐ波形テーブルデータがＣＰＵ５２を通過することのないように、ディジタルＣｎｐ波形テーブルをＤＡＣ５６に転送する。すると、ＤＡＣ５６が、このディジタルＣｎｐ波形テーブルを、増幅器５８に印加するアナログ信号（すなわち、Ｃｎｐ波形）に変換する。そして、増幅器５８が、このＤＡＣの出力を増幅し、出力ジャック３４を介して、出力アナログＣｎｐ波形をコイルに供給する（ステップ１１２）。このＣｎｐ波形生成プロセスは、不応期パラメータによって規定されているように継続される。そして、このプロセスにおいて、オペレータがスイッチ３６を再度押下すると、ＣＰＵ５２は、内部に保存されているディジタルＣｎｐ波形テーブルを出力するようにもう一方のＥＥＰＲＯＭを調節し、前述の段階が、再実行されることになる（ステップ１１４および１１６）。なお、有利なことに、このスイッチ３６は、波形の終了点まで待つのではなく、スイッチ３６が押下された際に即座に応答できるように、割り込みラインを介してＣＰＵ５２に接続されている。
【００２４】
以上のことからわかるように、Ｃｎｐ波形の生成の際に、ディジタルＣｎｐ波形テーブルが、ＣＰＵ５２のタイミング制御下において、ＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂからＤＡＣ５６に直接転送され、ＣＰＵを通過していないため、多くのＣＰＵ命令サイクルを省くことができる。これは、シリアルディジタルＣｎｐ波形テーブルデータをＣＰＵ内に読み取った後に、このシリアルディジタルＣｎｐ波形テーブルデータをＤＡＣ５６に書き込む必要性が回避されているという事実によるものである。なお、当然のことながら、ＣＰＵ５２は、Ｃｎｐ波形を生成していない期間においては、ＥＥＰＲＯＭ５４ａ、５４ｂおよびＤＡＣ５６に対して読み取りおよび書き込み動作を行う能力を具備している。このデータ転送方法によれば、速度が向上し、この結果、出力Ｃｎｐ波形の時間分解能が微細なものになる。
【００２５】
ステップ１０４において、オペレータが、スイッチ３６を操作して、リモートコンピュータからディジタルＣｎｐ波形テーブルデータを受信するように、コントローラ１２を調節した場合には、ＣＰＵ５２は、ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂならびにシリアルインタフェースを初期化し、リモートコンピュータからのディジタルＣｎｐ波形テーブルの入力を待つことになる（ステップ１２０および１２２）。そして、リモートコンピュータから上書き命令を受信すると、ＣＰＵ５２は、選択されたＥＥＰＲＯＭ５４ａ、４ｂから適切なディジタルＣｎｐ波形テーブルを消去し、リモートコンピュータに対して通知する（ステップ１２４および１２６）。そして、ＣＰＵは、別のディジタルＣｎｐ波形テーブルの受信を待つことになる（ステップ１２８）。そして、ディジタルＣｎｐ波形テーブルをリモートコンピュータから受信したら、ＣＰＵは、選択されたＥＥＰＲＯＭに、そのディジタルＣｎｐ波形テーブルを書き込む（ステップ１３０）。
【００２６】
オペレータが、更新済みのディジタルＣｎｐ波形動作パラメータを受信するように、コントローラ１２を調節した場合には、ＣＰＵ５２は、ディジタルＣｎｐ波形動作パラメータの入力について、リモートコンピュータを監視する。なお、このディジタルＣｎｐ波形動作パラメータの入力は、文字ストリングの形態であって、ＣＰＵ５２内にシリアルに読み込まれ、ストリングバッファ内に保存される。そして、ディジタルＣｎｐ波形の動作パラメータデータのすべての受信が完了したら、ＣＰＵ５２は、その新しいディジタルＣｎｐ波形動作パラメータを自身のＥＥＰＲＯＭ内に保存する。
【００２７】
なお、コントローラ１２には、ＡＣ電源から電力を供給するものとして示しているが、当業者であれば、図２および３に示されている充電可能な電源、ＡＣアダプタ、またはその他の電源をコントローラに装着することも可能であることを理解するであろう。例えば、電池を採用したコントローラ１２の場合には、消耗した（または、使用不能な）電池に起因するＥＥＰＲＯＭパラメータの破壊を究極的に防止するべく、電池電力検出回路、ソフトウェア、およびユーザに対して電力の状態を通知するインジケータを内蔵することが有用であろう。また、コントローラ１２は、必ずしも遠隔地からプログラム可能である必要はない。この場合には、ＥＥＰＲＯＭ５４ａおよび５４ｂは、関係するディジタルＣｎｐ波形テーブルによって事前にプログラムされることになり、シリアルインタフェース３４は、不要である。
【００２８】
当業者であれば、装置の動作情報を表示するべく、ＬＣＤモジュールなどの英数字ディスプレイをコントローラ１２に接続することを想起するであろう。この結果、このようなディスプレイを使用して、有効なパターンパラメータ、パターンの名称、及びその不応期のいずれかを（例えば、ブリンクする「＊」などを使用することによって）ユーザに表示することができる。また、このディスプレイによってパターンインジケータＬＥＤ３８ａおよび３８ｂを置き換えることにより、不必要な電力消費を低減したり、電池の電力状態について通知することも可能である。
【００２９】
また、必要に応じて、増幅器５８の出力をバランスさせるバランス制御手段を回路５０に提供することも可能である。このようなバランス制御手段は、中央リードが接地された２つの出力増幅器７２ｃ、７２ｄの入力に挿入された可変ポテンショメータの形態であってよく、この結果、このポテンショメータを調節することにより、一方の出力増幅器の利得が低減し、もう一方の出力増幅器の利得が増大することになる。
【００３０】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、当業者であれば、添付の請求項によって定義されている本発明の精神と範囲を逸脱することなしに、変形や変更を加えることが可能であることを理解するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明による携帯型電気治療装置の図である。
【図２】図１の携帯型電気治療装置のブロック図である。
【図３Ａ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｂ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｃ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｄ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｅ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図３Ｆ】図１の携帯型電気治療装置の概略図である。
【図４】図１の携帯型電気治療装置によって実行される段階を示すフローチャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する電気治療装置であって、
少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、前記少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形をアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
前記メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの入力に応答して機能し、前記少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を前記ディジタル／アナログコンバータに直接出力することによって前記プロセッサをバイパスするように前記メモリを調節するプロセッサと、
を備える電気治療装置。
【請求項２】
前記メモリは、複数のディジタルＣｎｐ波形を保存し、前記プロセッサは、オペレータの入力に応答して機能し、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つを出力するように前記メモリを調節する請求項１に記載の電気治療装置。
【請求項３】
前記アナログＣｎｐ波形を増幅するべく前記ディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器と、前記アナログＣｎｐ波形を前記対象に印加するべく前記増幅器に接続されたコイルのペアと、を更に有する請求項２に記載の電気治療装置。
【請求項４】
前記コイルのペアは、ヘッドコイルの組を含み、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ヘッドコイルが対象に装着された際に、前記アナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている請求項３に記載の電気治療装置。
【請求項５】
前記コイルのペアは、ラップコイルの組を含み、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ラップコイルが対象に装着された際に、前記アナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている請求項３に記載の電気治療装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記ディジタル／アナログコンバータに対する前記選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用される動作パラメータを保存する請求項３に記載の電気治療装置。
【請求項７】
前記動作パラメータは、潜伏期と不応期の中の少なくとも１つを含んでいる請求項６に記載の電気治療装置。
【請求項８】
前記メモリは、遠隔地からプログラム可能である請求項６に記載の電気治療装置。
【請求項９】
前記動作パラメータは、遠隔地からプログラム可能である請求項８に記載の電気治療装置。
【請求項１０】
特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置であって、
小型のハウジングを含むコントローラであって、前記ハウジングは、その上部にユーザの制御手段とインタフェースとを具備し、その内部に処理回路を収容しており、前記処理回路は、
複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
前記メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つを前記ディジタル／アナログコンバータに直接出力することによって前記プロセッサをバイパスするように前記メモリを調節するプロセッサと、
を含む、コントローラと、
前記コントローラに接続されたコイルの少なくとも１つの組であって、前記対象に装着され、前記アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによって前記対象に前記Ｃｎｐ波形を印加するコイルの少なくとも１つの組と、
を備える携帯型電気治療装置。
【請求項１１】
前記メモリは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項１０に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記ディジタル／アナログコンバータに対する前記選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用される動作パラメータを保存する請求項１１に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されているコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項１２に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１４】
前記コイルへの出力に先立って、前記アナログＣｎｐ波形を増幅するべく前記ディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器をさらに備える請求項１３に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１５】
前記コイルの組は、ヘッドコイルの組を含み、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ヘッドコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている請求項１４に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１６】
前記コイルの組は、ラップコイルの組を含んでおり、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ラップコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている請求項１４に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１７】
前記動作パラメータは、潜伏期および不応期のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項１３に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１８】
特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置であって、
小型のハウジングを含むコントローラであって、前記ハウジングは、その上部にユーザの制御手段とインタフェースとを具備し、その内部に処理回路を収容しており、前記処理回路は、
複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
前記メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つを前記ディジタル／アナログコンバータに直接出力することによって前記プロセッサをバイパスするように前記メモリを調節するプロセッサと、
を含む、コントローラと、
前記コントローラに接続されたコイルであって、対象に装着され、前記アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによって前記Ｃｎｐ波形を前記対象に印加するコイルと、
を備える携帯型電気治療装置。
【請求項１９】
前記メモリは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項１８に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記ディジタル／アナログコンバータに対する前記選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用する動作パラメータを保存する請求項１９に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項２０に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２２】
前記コイルへの出力に先立って、前記アナログＣｎｐ波形を増幅するべく前記ディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器をさらに備える請求項２１に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２３】
第２のコイルをさらに備え、該第２のコイルは、ヘッドコイルであり、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ヘッドコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている請求項２２に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２４】
第２のコイルをさらに備え、該第２のコイルは、ラップコイルであり、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ラップコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている請求項２２に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２５】
前記動作パラメータは、潜伏期および不応期のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項２１に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１】
特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する電気治療装置であって、
少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、前記少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形をアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
前記メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの入力に応答して機能し、前記少なくとも１つのディジタルＣｎｐ波形を前記ディジタル／アナログコンバータに直接出力することによって前記プロセッサをバイパスするように前記メモリを調節するプロセッサと、
を備える電気治療装置。
【請求項２】
前記メモリは、複数のディジタルＣｎｐ波形を保存し、前記プロセッサは、オペレータの入力に応答して機能し、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つを出力するように前記メモリを調節する請求項１に記載の電気治療装置。
【請求項３】
前記アナログＣｎｐ波形を増幅するべく前記ディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器と、前記アナログＣｎｐ波形を前記対象に印加するべく前記増幅器に接続されたコイルのペアと、を更に有する請求項２に記載の電気治療装置。
【請求項４】
前記コイルのペアは、ヘッドコイルの組を含み、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ヘッドコイルが対象に装着された際に、前記アナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている請求項３に記載の電気治療装置。
【請求項５】
前記コイルのペアは、ラップコイルの組を含み、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ラップコイルが対象に装着された際に、前記アナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている請求項３に記載の電気治療装置。
【請求項６】
前記プロセッサは、前記ディジタル／アナログコンバータに対する前記選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用される動作パラメータを保存する請求項３に記載の電気治療装置。
【請求項７】
前記動作パラメータは、潜伏期と不応期の中の少なくとも１つを含んでいる請求項６に記載の電気治療装置。
【請求項８】
前記メモリは、遠隔地からプログラム可能である請求項６に記載の電気治療装置。
【請求項９】
前記動作パラメータは、遠隔地からプログラム可能である請求項８に記載の電気治療装置。
【請求項１０】
特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置であって、
小型のハウジングを含むコントローラであって、前記ハウジングは、その上部にユーザの制御手段とインタフェースとを具備し、その内部に処理回路を収容しており、前記処理回路は、
複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
前記メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つを前記ディジタル／アナログコンバータに直接出力することによって前記プロセッサをバイパスするように前記メモリを調節するプロセッサと、
を含む、コントローラと、
前記コントローラに接続されたコイルの少なくとも１つの組であって、前記対象に装着され、前記アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによって前記対象に前記Ｃｎｐ波形を印加するコイルの少なくとも１つの組と、
を備える携帯型電気治療装置。
【請求項１１】
前記メモリは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項１０に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１２】
前記プロセッサは、前記ディジタル／アナログコンバータに対する前記選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用される動作パラメータを保存する請求項１１に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１３】
前記プロセッサは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されているコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項１２に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１４】
前記コイルへの出力に先立って、前記アナログＣｎｐ波形を増幅するべく前記ディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器をさらに備える請求項１３に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１５】
前記コイルの組は、ヘッドコイルの組を含み、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ヘッドコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている請求項１４に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１６】
前記コイルの組は、ラップコイルの組を含んでおり、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ラップコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている請求項１４に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１７】
前記動作パラメータは、潜伏期および不応期のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項１３に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項１８】
特別に設計された低周波数のパルス化磁場（Ｃｎｐ波形）を生成する携帯型電気治療装置であって、
小型のハウジングを含むコントローラであって、前記ハウジングは、その上部にユーザの制御手段とインタフェースとを具備し、その内部に処理回路を収容しており、前記処理回路は、
複数のディジタルＣｎｐ波形を保存するメモリと、
対象に印加するべく、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つをアナログＣｎｐ波形に変換するディジタル／アナログコンバータと、
前記メモリと通信するプロセッサであって、オペレータの制御手段を介して入力された命令に応答して機能し、前記ディジタルＣｎｐ波形の中の選択された１つを前記ディジタル／アナログコンバータに直接出力することによって前記プロセッサをバイパスするように前記メモリを調節するプロセッサと、
を含む、コントローラと、
前記コントローラに接続されたコイルであって、対象に装着され、前記アナログＣｎｐ波形に応答して機能することによって前記Ｃｎｐ波形を前記対象に印加するコイルと、
を備える携帯型電気治療装置。
【請求項１９】
前記メモリは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項１８に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２０】
前記プロセッサは、前記ディジタル／アナログコンバータに対する前記選択されたディジタルＣｎｐ波形の出力を制御するのに使用する動作パラメータを保存する請求項１９に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２１】
前記プロセッサは、前記インタフェースを介して前記コントローラに接続されたコンピュータによって遠隔地からプログラム可能である請求項２０に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２２】
前記コイルへの出力に先立って、前記アナログＣｎｐ波形を増幅するべく前記ディジタル／アナログコンバータに接続された増幅器をさらに備える請求項２１に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２３】
第２のコイルをさらに備え、該第２のコイルは、ヘッドコイルであり、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ヘッドコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、浅いものから深いものまでの脳刺激が提供されるように、構成されている請求項２２に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２４】
第２のコイルをさらに備え、該第２のコイルは、ラップコイルであり、前記ディジタルＣｎｐ波形は、前記ラップコイルが対象に装着された際に、結果的に生成されるアナログＣｎｐ波形によって、局所化された深い組織への照射が提供されるように、構成されている請求項２２に記載の携帯型電気治療装置。
【請求項２５】
前記動作パラメータは、潜伏期および不応期のうちの少なくとも１つを含んでいる請求項２１に記載の携帯型電気治療装置。
【図１】
【図２】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４】
【図２】
【図３Ｃ】
【図３Ｄ】
【図３Ｅ】
【図４】
【公表番号】特表２００６−５０７０５８（Ｐ２００６−５０７０５８Ａ）
【公表日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５５４１０８（Ｐ２００４−５５４１０８）
【出願日】平成１５年１１月２５日（２００３．１１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００３／００１８１９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７９２０
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【出願人】（５０５１９４２８４）フラレックス セラピューティクス インコーポレイティド (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１８年３月２日（２００６．３．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１１月２５日（２００３．１１．２５）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＣＡ２００３／００１８１９
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０４７９２０
【国際公開日】平成１６年６月１０日（２００４．６．１０）
【出願人】（５０５１９４２８４）フラレックス セラピューティクス インコーポレイティド (1)
【Ｆターム（参考）】
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