FI71061C - ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING - Google Patents
ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING Download PDFInfo
- Publication number
- FI71061C FI71061C FI830326A FI830326A FI71061C FI 71061 C FI71061 C FI 71061C FI 830326 A FI830326 A FI 830326A FI 830326 A FI830326 A FI 830326A FI 71061 C FI71061 C FI 71061C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- pulse
- polarity
- pulse signal
- cells
- criteria
- Prior art date
Links
Landscapes
- Magnetic Treatment Devices (AREA)
Description
71061 Sähkömagneettinen kehon käsittelylaite Elektromagnetisk behandlingsanordning för kr-oppen Tämä keksintö kohdistuu sähkömagneettiseen kehon käsittelylaitteeseen elävien kudosten ja solujen kasvu-, parantumis- ja ylläpito-käyttäytymisen muuntamiseksi kirurgisesti tunkeutumattomalla tavalla, jolloin käsiteltävän alueen sähköistä ympäristöä muutetaan spesifisesti ja selektiivisesti magnetoimalla magneettista virtapiiri-laitetta perättäisillä pulsseilla. Kysymyksessä on siis elävien kudosten ja/tai solujen käsittely eli hoito muuttamalla niiden keskinäistä vaikutusta yhdessä varattujen osasten kanssa niiden ympäristössä. Keksintö kohdistuu erityisesti solujen ja/tai kudosten kasvun, parantumisen ja ylläpitokäyttäytymisen ohjattuun muunteluun käyttämällä kooditettua sähköistä informaatiota. Vielä yksityiskohtaisemmin tämän keksinnön mukaan käytetään yhtä tai useampaa hyvin spesifisen mallin mukaista sähköjännite- ja samalla virtasig-naalia kirurgisesti tunkeutumattomalla välittömällä induktiivisella kytkennällä.This invention relates to an electromagnetic body treatment device for modifying the growth, healing and maintenance behavior of living tissues and cells in a surgically non-intrusive manner by specifically and selectively magnetically altering the electrical environment of the area to be treated. . It is thus a matter of treating living tissues and / or cells, i.e. treating them by altering their interaction with the charged particles in their environment. In particular, the invention is directed to the controlled modification of the growth, healing, and maintenance behavior of cells and / or tissues using encoded electronic information. In even more detail, in accordance with the present invention, one or more electrical voltage and current signals of a very specific design are used with non-surgically invasive direct inductive coupling.
Viime aikoina on tehty useita yrityksiä elävän kudoksen saamiseksi vastaamaan sähkösignaaleihin.Recently, several attempts have been made to get living tissue to respond to electrical signals.
2 710612 71061
On suoritettu tutkimuksia, joissa on käytetty tasavirtaa, vaihtovirtaa ja yksi- tai kaksipolaarisia sykkiviä signaaleja. On toteutettu sisääntunkeutuvia käsittelyjä, joissa käytetään sisääntunke-tuvia elektrodeja, samoin kuin sisääntunkeutuma,ttomia menettelytapoja, joissa käytetään hyväksi sähköstaattisia ja sähkömagneettisia kenttiä. Useita aikaisemmin toteutettuja työskentelytapoja on selitetty julkaisussa Annals of The New York Academy of Sciences, nidos 238, joka on julkaistu 11.10.197^» otsikolla "Electrically Mediated Growth Mechanisms in Living Systems", (toimittaneet A.R. Liboff ja R.A. Rinaldi). Katso myöskin kirjoitusta "Augmentation of Bone Repair by Inductively Coupled Electromagnetic Fields", kirj. C. Andrew, L. Bassett, Robert J. Pawluk ja Arthur J. Pilla, julkaistu Sciencen nidoksessa l8i), sivut 575_577 (3.5-197*0· Tässä esitetty keksintö perustuu perussolututkimuksiin ja analyyseihin, joissa on käsitelty yksityiskohtaisesti varattujen osasten, esimerkiksi kaksiarvoisten kationien ja hormocnien keskinäistä vaikutusta solujen jakopinnoissa ja liitoskohdissa.Studies have been performed using direct current, alternating current, and unipolar or bipolar pulsating signals. Penetration treatments using penetrating electrodes, as well as penetration-free procedures utilizing electrostatic and electromagnetic fields, have been implemented. Several previously worked methods are described in the Annals of The New York Academy of Sciences, Vol. 238, published October 11, 1977, entitled "Electrically Mediated Growth Mechanisms in Living Systems" (edited by A.R. Liboff and R.A. Rinaldi). See also "Augmentation of Bone Repair by Inductively Coupled Electromagnetic Fields", by C. Andrew, L. Bassett, Robert J. Pawluk, and Arthur J. Pilla, published in Science Volume 18i), pages 575_577 (3.5-197 * 0 · The present invention is based on stem cell studies and assays that have discussed in detail the interaction of charged particles, e.g., divalent cations and hormones, at cell interfaces and junctions.
On näytetty toteen, että muuttamalla elävien solujen ja/tai kudosten sähköistä ja/tai sähkökemiallista ympäristöä voidaan aikaansaada mainittujen kudosten ja/tai solujen kasvu-, parantumis- ja ynäpit ©käyttäytymisen muuntelu, usein edullinen terapeuttinen vaikutus. Tämä muuntelu tai vaikutus aikaansaadaan saattamalla kudosten ja/tai solujen haluttu alue erityisesti kooditetun sähköjännitteen ja -virran alaiseksi, jolloin varattujen osasten keskinäisiä vaikutuksia muunnellaan solujen pinnoilla. Tällaiset muuntelut aiheuttavat muutoksen solun tai kudoksen tilassa tai toiminnassa, millä voi olla edullinen vaikutus käsiteltyyn kohtaan. Niinpä esimerkiksi luun kasvun ja parantumisen tietyssä tapauksessa on mahdollista yhdellä sähköisellä koodilla, josta tämän jälkeen käytetään nimitystä hoitomenetelmä 1, muuttaa ionin, kuten Ca^+ keskinäistä vaikutusta solun kalvojen kanssa. Toisella sähköisellä koodilla, josta tämän jälkeen käytetään nimitystä hoitomenetelmä 2, taas voidaan saada aikaan muuntelu saman solun proteiinisynteesiominaisuuksissa.It has been shown that by altering the electrical and / or electrochemical environment of living cells and / or tissues, a modification of the growth, healing and peculiar behavior of said tissues and / or cells can be achieved, often with a beneficial therapeutic effect. This modification or effect is achieved by subjecting the desired area of tissues and / or cells to a specifically encoded electrical voltage and current, with the interactions of the charged particles being modified on the cell surfaces. Such modifications cause a change in the state or function of the cell or tissue that may have a beneficial effect on the treated site. Thus, for example, in a particular case of bone growth and healing, it is possible with a single electronic code, hereinafter referred to as Therapeutic Method 1, to alter the interaction of an ion such as Ca 2+ with cell membranes. The second electronic code, hereinafter referred to as Therapy Method 2, can again provide a modification in the protein synthesis properties of the same cell.
Esimerkiksi kudosviljelyn kokeet, jotka käsittävät alkiokautisen kananpojan raajan jäänteiden tutkimuksen, osoittavat, että hoitome-. . . . 2+ netelmän 1 koodisignaalm käyttö aiheuttaa Ca :n vapautumisen jopa 50 #:sesti luusyntyisestä solusta. Tämä vaikutus en hyvin ominainen hoitomenetelmän 1 sähköisen koodin parametreille. Niinpä tämä 71061 koodi aikaansaa luunmuodostuksen yhden päävaiheen, ts. luun kasvu-kohdan mineraloitumisen. Samanlaiset kudosviIjelytutki mul·:set käyttäen hoitomenetelmän 2 koodisignaaleja ovat osoittaneet, että tämä koodi aiheuttaa proteiinin tuotannon lisääntymisen samanlaisista luusyntyisistä soluista. Tämä viimeksi mainittu vaikutus on myöskin erittäin ominainen hoitomenetelmän 2 sähköisen koodin parametreille. Toisin sanoen, tämä koodi aikaansaa tiettyjä aineenvaihdunnallisia prosesseja solujen näitä tyyppejä varten, jotka prosessit käsittävät esim. kalsiumin oton tai vapauttamisen sauvajyväsis-tä sekä kollageenin, luun perusrakenneproteiinin synteesin.For example, tissue culture experiments involving the examination of the remains of an embryonic chicken limb show that the treatment-. . . . The use of the 2+ method 1 code signal causes Ca to be released by up to 50 # from the bone-born cell. This effect is not very characteristic of the treatment code 1 electronic code parameters. Thus, this code 71061 provides for one major stage of bone formation, i.e., mineralization of the bone growth site. Similar tissue culture studies using the code signals of treatment method 2 have shown that this code causes an increase in protein production from similar bone-born cells. This latter effect is also very characteristic of the parameters of the electronic code of the treatment method 2. In other words, this code provides certain metabolic processes for these types of cells, which processes include, e.g., the uptake or release of calcium from rod grains and the synthesis of collagen, a bone structural protein.
Nämä tutkimukset osoittavat, että hoitomenetelmien 1 ja 2 sähköiset koodit kehittävät yksilöllisiä kudos- ja soluvasteita, mikä osoittaa, että kumpikin koodi sisältää hyvin spesifisen informaation. Perustuen näihin ja muihin tutkimuksiin on ollut mahdollista käyttää hyväksi hoitomenetelmän 1 ja 2 signaaleja tai hoitomenetelmän 1 ja 2 signaalien tiettyä yhdistelmää spesifisen vasteen saavuttamiseksi, joka on tarpeellinen luusairauden parantamiseksi. Näitä sähköisiä menetelmiä on käytetty menestyksellisesti ihmisille ja eläimille parantumattomissa luunmurtumissa, kuten synnynnäisissä valenivelissä ja murtumapintojen toisiinsa liittymättömyyksissä sekä vereksissä luunmurtumissa. Tulokset, jotka on saavutettu synnynnäisten valenivelten tapauksissa, ovat erittäin merkityksellisiä, koska tavallisesti amputointi on tarpeen 50 f :11a näistä kärsivistä lapsista ja koska tavalliset hoitomenetelmät, kuten luun-siirto ja sisäinen kiinnitys eivät onnistu.These studies show that the electronic codes of treatment methods 1 and 2 develop individual tissue and cellular responses, indicating that each code contains very specific information. Based on these and other studies, it has been possible to utilize the signals of Treatment Method 1 and 2 or a certain combination of signals from Treatment Method 1 and 2 to achieve a specific response necessary to ameliorate bone disease. These electronic methods have been used successfully in fractures that cannot be cured in humans and animals, such as congenital false joints and disconnections of fracture surfaces, as well as in blood fractures. The results obtained in cases of congenital false joints are very significant because usually amputation is required in 50 f of these affected children and because conventional treatment methods such as bone grafting and internal fixation fail.
Vaikka viime aikoina on tehty monia tutkimuksia elävien kudosten ja/tai solujen vasteesta sähkösignaaleihin, kliiniset tulokset näihin saakka, jotka on saatu käyttäen aikaisempia menetelmiä, eivät ole olleet yhtäläisesti menestyksellisiä tai yleisesti hyväksyttyjä ammattipiireissä. Monet syyt myötävaikuttavat tähän tilaan. Ensinnäkään näihin asti ei ole huomattu, että tarvitaan informaatiosisällöltään aivan erityisiä sähkösignaaleja erityisesti halutun edullisen kliinisen vaikutuksen aikaansaamiseksi kudokseen ja/ tai soluihin. Toiseksi, useimmissa aikaisemmissa menetelmissä käytetään hyväksi istutettuja elektrodeja, jotka ei-vältettävissä olevien faradisten (elektrolyysi) vaikutusten johdosta ovat usein enemmän myrkyllisiä kuin hyödyllisiä hoitokohdassa. Lisäksi solut ja/tai kudokset joutuvat hyvin kontrolloimattoman virran ja/tai jännitteen jakelun alaiseksi, siten kompromisoiden solujen kykyä * 71061 vastata käytettyyn signaaliin. Tämä hyvin kontrolloimaton virran ja/tai jännitteen jakelu koskee myös kapasitiivisesti kytkettyjä signaaleja.Although many studies have recently been performed on the response of living tissues and / or cells to electrical signals, the clinical results to date obtained using previous methods have not been equally successful or generally accepted in the art. Many reasons contribute to this condition. First, to date, it has not been found that electrical signals with very specific information content are required, in particular to achieve the desired beneficial clinical effect on tissue and / or cells. Second, most prior methods utilize implanted electrodes, which, due to non-avoidable faradic (electrolysis) effects, are often more toxic than useful at the treatment site. In addition, the cells and / or tissues are subjected to a very uncontrolled current and / or voltage distribution, thus compromising the ability of the cells * 71061 to respond to the signal used. This very uncontrolled distribution of current and / or voltage also applies to capacitively connected signals.
Sen sijaan tässä keksinnössä käytetty erityisten sähköisten koodien sähköisen informaatiosisällön kirurgisesti tunkeutumaton välitön induktiivinen kytkentä tuottaa elävässä kudoksessa ja/tai soluissa kontrolloidun vasteen.Instead, the non-surgically invasive direct inductive coupling of the electronic information content of specific electronic codes used in this invention produces a controlled response in living tissue and / or cells.
Lyhyesti sanoen, tämä keksintö käsittää sen havainnon, että elävien kudosten ja/tai solujen kasvu-, parantumis- ja ylläpitokäyttäytyrnistä voidaan muunnella edullisesti käyttämällä siihen erityistä sähköistä informaatiota. Tämä saavutetaan kohdistamalla erityiset aikataajuus-amplitudisuhteet omaavia jännitteen ja myötäseuraavan virran pulssin aaltomuotoja kudokseen ja/tai soluihin kirurgisesti tunkeutumattomin välinein, käyttämällä vaihtelevaa sähkömagneettista kenttää, joka on induktiivisesti kytketty suoran induktion välityksellä käsittelyn tai hoidon aikana kudoksen ja/tai solujen sisään tai pinnalle. Informaatio, joka on annettu soluihin ja/tai kudoksiin näillä signaaleilla, on tarkoitettu vaikuttamaan ärtymät-tömien solujen käyttäytymiseen, kuten kasvuun, parantumiseen ja ylläpitoon. Nämä kasvu-, parantumis- ja ylläpitoiImiöt eroavat oleellisesti niistä ilmiöistä, jotka liittyvät ärtyvään soluaktii-visuuteen (esim. hermot, lihakset, jne.), erityisesti vaadittavaan häiriötyyppiin nähden. Niinpä jännitteet ja myötäseuraavat virrat, jotka vaikuttavat soluihin ja/tai kudoksiin, ovat suuruudeltaan ainakin kolme kertaa alemmat kuin mitä on tarvittu aikaansaamaan solujen aktiivisuutta, esim. mahansuun, rakon jne. toiminnan valvontaa.In short, the present invention encompasses the finding that the growth, healing, and maintenance behavior of living tissues and / or cells can be advantageously altered using specific electronic information. This is accomplished by applying voltage and consequent current pulse waveforms having specific time-frequency amplitudes to the tissue and / or cells by non-surgically invasive means, using a variable electromagnetic field inductively coupled to the tissue and / or cells via direct induction during treatment or treatment. The information given to cells and / or tissues by these signals is intended to influence the behavior of non-irritated cells, such as growth, healing, and maintenance. These growth, healing, and maintenance functions differ substantially from those associated with irritable cell activity (e.g., nerves, muscles, etc.), particularly with respect to the type of disorder required. Thus, the voltages and consequent currents that affect the cells and / or tissues are at least three times lower than what is required to effect cell activity, e.g., control of gastric, bladder, etc. function.
Keksinnön mukaiselle laitteelle on tunnusomaista se, että pulssige-neraattori on kytketty käämin tai käämien magnetoimiseksi synnyttämään kudoksissa ja/tai soluissa sähköisen energian terapeuttisia pulsseja, jotka täyttävät seuraavat kriteeriot: (a) jokaiseen pulssiin kuuluu ensimmäisen polarisuuden, suuremman suuruuden ja lyhyemmän kestoajan omaava pulssi signaali n osa vuorotellen toisen pulssisignaalin osan kanssa, jolla on vastakkainen polarisuus ja pienempi suuruus sekä pitempi kestoaika, (b) ensin mainittujen pulssisignaalinosien huippusuuruus on korkeintaan noin ^0 kertaa toiseksi mainittujen pulssisignaalinosien huippusuuruus, ^ 71061 (c) jokaisen ensiksi mainitun pulssisignaalinosan kestoaika on korkeintaan noin 1/4 toiseksi mainittujen pulssisignaalinosien yhden viereisen osan kestoajasta, (d) pulssien taajuus on noin 10 - 10 000 Hz ja (e) jokaisen ensiksi mainitun pulssisignaalinosan keskimääräinen amplitudi on noin 0,0001 - 0,01 V/cm hoidettavia kudoksia ja/tai soluja, vastaten noin 0,1 - 10 mikroampeeria/cm hoidettavia kudoksia ja/tai soluja.The device according to the invention is characterized in that the pulse generator is connected to magnetize the winding or windings to generate therapeutic pulses of electrical energy in tissues and / or cells which meet the following criteria: n portions alternately with a portion of the second pulse signal having opposite polarity and smaller magnitude and longer duration, (b) the peak magnitude of the first pulse signal portions is at most about ^ 0 times the peak magnitude of the second said pulse signal portions, ^ 71061 (c) the duration of each first pulse signal portion is about 1/4 of the duration of one adjacent portion of said second pulse signal portions, (d) the frequency of the pulses is about 10 to 10,000 Hz, and (e) the average amplitude of each of said first pulse signal portions is about 0.0001 to 0.01 V / cm of tissues to be treated, and / or cells, resp about 0.1 to 10 microamperes / cm of tissues and / or cells to be treated.
Keksinnön paremmin ymmärtämiseksi sitä selitetään yksityiskohtaisesti seuraavassa viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää yksinkertaistetulla tavalla luun käsittelyä tai hoitoa sähkömagneettisella laitteella, kuvio 2 esittää perspektiivisesti kuvion 1 mukaista hoitoyksikköä, kuvio 3 esittää takaa nähtynä kuvion 2 mukaista yksikköä, havainnollistaen siinä olevan, hoitotarkoituksiin käytetyn käämin sijoitusta, kuvio 4 esittää lohkokaaviota sähköjärjestelmästä kuviossa 3 esitetyn käämin magnetoimiseksi hoitomenetelmää 1 varten, kuvio 5 esittää lohkokaaviota sähköjärjestelmästä kuviossa 3 esitetyn käämin magnetoimiseksi hoitomenetelmää 2 varten, kuviot 5a ja 5b esittävät pulssien aallon muotoa hoitomenetelmää 1 ja 2 varten, havainnollistaen edullisimpia pulsseja, jotka on indusoitu elävissä kudoksissa ja soluissa, ja kuvio 6 esittää negatiivisten pulssiosien vaihtoehtoisia sovellu-tusmuotoja hoitomenetelmää 2 varten.For a better understanding of the invention, it will be described in detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a simplified treatment or treatment of bone with an electromagnetic device, Fig. 2 is a perspective view of the treatment unit of Fig. 1, Fig. 3 is a rear view of the unit of Fig. 2. Figure 4 shows a block diagram of an electrical system for magnetizing the coil shown in Figure 3 for treatment method 1, Figure 5 shows a block diagram of an electrical system for magnetizing the coil shown in Figure 3 for treatment method 2, Figures 5a and 5b show pulse waveforms for treatment methods 1 and 2, induced in living tissues and cells, and Figure 6 shows alternative embodiments of negative pulse portions for treatment method 2.
Viitaten kuvioihin 1-3, henkilön jalka 10, jossa on viitenumerolla 12 merkitty luunmurtuma, on esitetty esimerkkinä sähkömagneettisesta laitteesta luun kasvun edistämiseksi parantumista varten. Hoito-pää 14 on sijoitettu henkilön ihon ulkopinnalle, ja se pidetään paikallaan käyttämällä hihnaa 16 (joka on kiinnitetty päähän 14 kiin-nittimillä 16a), jonka pinnassa on tarra-ainetta 1δ, niin että hihna voidaan kääriä jalan ja hoitopään ympärille tämän pitämiseksi paikallaan jalkaa vasten. Hoitopään 14 sisäpinnalla on vaahtoai-netta 20 hoitopään pehmustamiseksi ja tuulettamiseksi jalkaa vasten. Huomataan, että hoitopään 14 sisäpinta on kaareva mukautuen jalan muodon mukaan hoidon aikana.Referring to Figures 1-3, a person's foot 10 with a fracture indicated by reference numeral 12 is shown as an example of an electromagnetic device for promoting bone growth for healing. The treatment head 14 is placed on the outer surface of a person's skin and is held in place by a strap 16 (attached to the head 14 by fasteners 16a) having an adhesive 1δ on its surface so that the strap can be wrapped around the foot and treatment head to hold it in place. against. The inner surface of the treatment head 14 has a foam 20 to cushion and ventilate the treatment head against the foot. It is noted that the inner surface of the treatment head 14 is curved to adapt to the shape of the foot during treatment.
Hoitopäähän 14 kuuluu käämi 22, joka voi olla minkä tahansa sopivan muotoinen. Kuten on esitetty kuviossa 3, käämi 22 on muodoltaan pää- 6 71061 asiallisesti suorakulmainen "ikkunan" määrittämiseksi käämin kierrosten sisäpuolelle. Käämi 22 voi olla tasomainen tai se voi olla kaareva mukautuen hoitopään 14 kaarevuuteen. Käämiin 22 kuuluvat navat 2*1, jotka ulkonevat hoitopäästä 1¾ kytkettäväksi kaapeliin 26 sopivaan magnetointipiiriin yhdistämistä varten, kuten jälempänä selitetään yksityiskohtaisemmin. Kaapelissa 26 voi olla diodi 27 käämiin 22 yhdistämiseksi, kuten myöskin jälempänä selitetään.The treatment head 14 includes a coil 22, which may be of any suitable shape. As shown in Figure 3, the coil 22 is substantially rectangular in shape to define a "window" within the turns of the coil. The coil 22 may be planar or may be curved to accommodate the curvature of the treatment head 14. The windings 22 include terminals 2 * 1 projecting from the treatment head 1¾ for connection to a cable 26 for connection to a suitable excitation circuit, as will be explained in more detail below. The cable 26 may have a diode 27 for connection to the winding 22, as will also be explained below.
Hoitopää 1*1 on sovitettu potilaaseen siten, että käämin 22 muodostama "ikkuna" on murtuman 12 kohdalla, ts. hoidettavan kudoksen kohdalla. Käämi 22 magnetoidaan, kuten lähemmin selitetään jälempänä, ja se indusoi sähköisen potentiaalin hoidon alaisena olevassa kudoksessa. On huomattu, että määrätyn tyyppisen signaalin pitäisi indusoitua kudoksessa, ja tämä aikaansaadaan magnetoimalla käämi 22 sellaisella virtapiirillä kuin on esitetty kuviossa *J tai 5 kuvioissa 5a tai 5b esitetyn pulssisignaalin kehittämiseksi.The treatment head 1 * 1 is adapted to the patient so that the "window" formed by the coil 22 is at the fracture 12, i.e. at the tissue to be treated. The coil 22 is magnetized, as described in more detail below, and induces an electrical potential in the tissue being treated. It has been found that a certain type of signal should be induced in the tissue, and this is accomplished by magnetizing the coil 22 with a circuit as shown in Figure * J or 5 to generate the pulse signal shown in Figures 5a or 5b.
Viitaten kuvioon *1, säädettävä tasavirtalähde 30 on kytketty portin eli veräjän 32 kautta hoitokäämiin 22 (tai käämeihin, tapauksesta riippuen, mitä selitetään yksityiskohtaisemmin jälempänä). Portti 32 on säätöyksiköiden 3*1 ja 36 säädön alaisena, jotka aikaansaavat pulssisignaalin, joka käsittää sähköisen potentiaalin toistuvia pulsseja, johdettavaksi hoitokäämiin 22. Jokaisen pulssin, kuten on esitetty kuviossa 5a, muodostaa "positiivinen" pulssiosa Pl, ja sitä seuraava "negatiivinen" pulssiosa P2, johtuen hoitokäämiin varastoidusta sähköenergiasta. Kuvion *l virtapiirissä voidaan käyttää luk-kodiodiyksikköä 38 negatiivisen pulssiosan huippupotentiaalin rajoittamiseksi. Lukkodiodiyksikkönä 38 voi olla yksi tai useampi diodi, joka tai jotka on kytketty käämin 22 poikki ja ne voivat olla sijoitetut edullisesti kaapelin 26 sisään.' Kuviossa 1 esitetty diodi 27 on tällaisena lukkodiodiyksikkönä 38.Referring to Figure * 1, the adjustable DC power supply 30 is connected through a gate 32 to the treatment windings 22 (or windings, as the case may be, which will be explained in more detail below). Gate 32 is controlled by control units 3 * 1 and 36, which provide a pulse signal comprising repetitive pulses of electrical potential to be applied to treatment coil 22. Each pulse, as shown in Figure 5a, is formed by a "positive" pulse portion P1, followed by a "negative" pulse portion P2, due to the electrical energy stored in the treatment coil. In the circuit of Figure * 1, a lock diode unit 38 may be used to limit the peak potential of the negative pulse section. The lock diode unit 38 may be one or more diodes connected across the coil 22 and may preferably be located within the cable 26. ' The diode 27 shown in Fig. 1 is such a lock diode unit 38.
Kuviossa 5a on esitetty signaalit hoitokäämissä 22 ja siten indusoitu signaali hoidettavassa kudoksessa. Ajan tl kohdalla edellytetään, että portti 32 on säätöyksiköstä 36 (pulssin laajuuden säätöyksikkö) tulevan sopivan signaalin sulkema, niin että sähköinen potentiaali hoitokäämin 22 poikki kohoaa noin nollajännitteestä pulssinosaa 39 pitkin potentiaaliin vl kuviossa 5a· Signaali hoitokäämin poikki vaimenee toisessa pulssinosassa kuviossa 5a viitenumerolla 40 merkittyä käyrän osaa pitkin. Tämän käyrän kaltevuuden määrää kuviossa 4 esitetyn virtapiirin aikavakio L/R, ts. hoitokäämin induktans- 7 71061 si ja virtapiirin tehollinen vastus, mukaan lukien kapasitanssin, induktanssin ja vastuksen jakautuneet kertoimet. Konien kudosten ja solujen hoitoa varten uskotaan olevan haluttua säätää virtapiiri-parametrejä siten, että käyränosa 40 on mahdollisimman tasainen, jättäen hoitokäämiin 22 johdettu signaali muodoltaan mahdollisimman suorakulmaiseksi. Ajan t2 kohdalla portti 32 on säätöyksikön 36 sulkema. Juuri ennen sulkeutumista signaali hoitokäämin poikki on potentiaalissa v2, kuten on esitetty kuviossa 5a. Potentiaali hoitokäämin poikki laskee tasolta v2 kolmannessa pulssinosassa 41 vastakkaisen polarisuuden potentiaaliin, joka on merkitty viitemerkil-lä v3 kuviossa 5a. Vastakkaisen polaarisuuden potentiaalin suuruus voi olla lukkodiodiyksikön 38 rajoittama verraten pieneen arvoon verrattuna arvoon vl. Sitten signaali hoitokäämin 22 poikki vaimenee potentiaalitasolta v3 nollaan tai vertauspotentiaalitasolle, saavuttaen lopuksi tämän tason ajan t3 kohdalla. Kestää ennalta määrätyn ajan, ennen kuin pulssin taajuuden säätöyksikkc 34 kehittää sopivan aikasignaalin säätöyksikön 36 laukaisemiseksi, kehittämään signaalin portin 32 kääntämiseksi jälleen jatkamaan juuri selitettyä jaksoa.Figure 5a shows the signals in the treatment coil 22 and thus the induced signal in the tissue to be treated. At time t1, gate 32 is required to be closed by a suitable signal from control unit 36 (pulse range control unit) so that the electrical potential across the treatment coil 22 rises from about zero voltage along the pulse section 39 to the potential vl in Fig. 5a. along the part of the curve. The slope of this curve is determined by the time constant L / R of the circuit shown in Figure 4, i.e. the inductance of the treatment coil and the effective resistance of the circuit, including the distributed coefficients of capacitance, inductance and resistance. For the treatment of machine tissues and cells, it is believed to be desirable to adjust the circuit parameters so that the curve portion 40 is as flat as possible, leaving the signal applied to the treatment windings 22 as rectangular in shape as possible. At time t2, the gate 32 is closed by the control unit 36. Just before closing, the signal across the treatment coil is at potential v2, as shown in Figure 5a. The potential across the treatment coil decreases from the level v2 in the third pulse section 41 to the potential of opposite polarity, which is indicated by the reference mark v3 in Fig. 5a. The magnitude of the opposite polarity potential may be limited by the lock diode unit 38 to a relatively small value compared to the value vl. The signal across the treatment coil 22 then attenuates from the potential level v3 to zero or the reference potential level, finally reaching this level at time t3. It takes a predetermined time before the pulse frequency control unit 34 generates a suitable time signal to trigger the control unit 36 to generate a signal to turn the port 32 again to continue the period just described.
Säätöyksikköinä voi olla monostabiilit multivibraattorit, esimerkiksi kehittämään sopivia ajastussignaaleja, jotka multivibraattorit voivat olla säädettäviä säätämään pulssin kestoa ja taajuutta halutuissa rajoissa. Edelleen säädettävän tasavirtalähteen 30 käyttö sallii haluttaessa pulssisignaalin amplitudin vaihtelun.The control units may be monostable multivibrators, for example to generate suitable timing signals, which multivibrators may be adjustable to adjust the pulse duration and frequency within the desired limits. Furthermore, the use of an adjustable DC power supply 30 allows the amplitude of the pulse signal to be varied if desired.
Kun käytetään pulssisarjaa (hoitomenetelmä 2), lisäajastuskytkentö-jä, jotka ovat samanlaisia kuin yksiköt 34 ja 36 kuviossa 4, käytetään pulssiryhmän laajuuden ja taajuuden aikaansaamiseksi. Viitaten kuvioon 5, säätöyksiköt 35 ja 37 säätävät porttia 33 kuviossa 5b esitettyä aallon muotoa olevan signaalin aikaansaamiseksi käämiin 22 (käämeihin). Virtapiiri on muuten samanlainen kuin kuviossa 4, paitsi että lukkodiodiyksikkö 38 on jätetty pois suurten negatiivisten pulssinosien sallimiseksi, kuten on esitetty kuviossa 5b. Säätöyksiköt 35 ja 37 määräävät pulssien lukumäärän pulssiryhmässä ja peräkkäisten pulssiryhmien välisen ajan.When a series of pulses (treatment method 2) is used, additional timing circuits similar to units 34 and 36 in Fig. 4 are used to provide the range and frequency of the pulse array. Referring to Fig. 5, control units 35 and 37 adjust gate 33 to provide a waveform signal as shown in Fig. 5b to coils 22 (s). The circuit is otherwise similar to Figure 4, except that the lock diode unit 38 is omitted to allow large negative pulse portions, as shown in Figure 5b. The control units 35 and 37 determine the number of pulses in the pulse group and the time between successive pulse groups.
On huomattu, että signaalin hoitokäämin 22 poikki ja siten hoidon alaisessa kudoksessa indusoidun signaalin pitäisi täyttää tietyt kriteeriot. Nämä kriteeriot eritellään hoidon alaisessa kudoksessa 8 71061 ja/tai soluissa indusoidun signaalin suhteen. Tällaista indusoitua signaalia voidaan haluttaessa tarkkailla käyttämällä lisätarkkailu-käämiä (ei esitetty), joka on sijoitettu sellaisen välin päähän hoi-tokäämistä 22, joka vastaa hoidon alaisen kudoksen välimatkaa tästä käämistä, kuten tullaan selittämään yksityiskohtaisemmin jälempänä. Joka tapauksessa, on huomattu, että seuraavat kriteeriot pitäisi olla täytetty elävien kudosten ja solujen, erityisesti kovien kudosten, kuten luun tehokasta käsittelyä tai hoitoa varten.It has been found that the signal induced across the therapeutic coil 22 and thus in the tissue being treated should meet certain criteria. These criteria are specified for the signal induced in the treated tissue 8 71061 and / or in the cells. Such an induced signal can be monitored, if desired, using additional monitoring coils (not shown) located at a distance from the treatment coil 22 corresponding to the distance of the tissue being treated from this coil, as will be explained in more detail below. In any case, it has been found that the following criteria should be met for the effective treatment or treatment of living tissues and cells, especially hard tissues such as bone.
Seuraavassa esityksessä kuvioissa 5a ja 5h esitetyt signaalit ovat sähköisen potentiaalin ja samanaikaisesti virran pulsseja, jotka on kehitetty käämillä ja jotka vaikuttavat kudoksiin ja/tai soluihin. Näillä pulsseilla on ensimmäinen polaarisuus käämiä "magnetoitaessa" (nimitetty tässä "positiiviseksi” pulssinosaksi ja esitetty aallon muodon positiivisesti kulkevana osana kuvioissa 5a ja 5b). Näillä pulsseilla on vastakkainen polarisuus käämiä "demagnetoitaessa" (nimitetty tässä "negatiiviseksi" pulssinosaksi ja esitetty aallon muodon negatiivisesti kulkevana osana kuvioissa 5a ja 5b). Termit "positiivinen" ja "negatiivinen" on tarkoitettu ainoastaan suhteellisiksi ja niitä käytetään tässä ainoastaan tarkoituksella osoittaa, että kyseessä on vastakkaisen polarisuuden pulssinosat vertauspoten-tiaalin tason suhteen.In the following presentation, the signals shown in Figures 5a and 5h are pulses of electrical potential and simultaneously current generated by the windings and affecting tissues and / or cells. These pulses have a first polarity when "magnetizing" the coil (referred to herein as the "positive" pulse portion and shown as a positively moving portion of the waveform in Figures 5a and 5b.) These pulses have opposite polarity when "demagnetizing" the coil (referred to herein as a "negative" pulse portion and shown as a negative waveform as shown in Figures 5a and 5b) The terms "positive" and "negative" are intended to be relative only and are used herein only for the purpose of indicating that they are pulse portions of opposite polarity with respect to the reference potential level.
On määritetty, että "positiivisten" pulssinosien pitäisi omata ennalta määrätty suhde "negatiivisiin" pulssinosiin elävien kudosten ja solujen käyttäytymisen modifioimiseksi edullisesti yhdenmukaisten tulosten saavuttamiseksi. Tämä ennalta määrätty suhde on aikaansaatu käyttämällä hyväksi kahta erilaista signaalityyppiä sekä niiden yhdistelmiä.It has been determined that the "positive" pulse portions should have a predetermined ratio to the "negative" pulse portions to modify the behavior of living tissues and cells, preferably to achieve consistent results. This predetermined ratio is achieved by utilizing two different types of signals as well as combinations thereof.
Hoitomenetelmässä 1 (ks. kuvio 5a) epäsymmetrinen aallon muoto, joka on indusoitu kudoksessa tai soluissa vuorotellen magnetoimalla sähkömagneettinen käämi ja demagnetoimalla se, toistetaan sellaisella taajuudella, että koko toimintajakso ei ole pienempi kuin noin 2 %. Tämä taajuus hoitomenetelmässä 1 on tyypillisesti noin 10-100 Hz 20-30 %:n toimintajaksoilla. Perussuhde "positiivisen" ja "negatiivisen" pulssinosan taajuusamplitudin sisällön välillä hoitomenetelmää 1 varten on seuraava: pulssisignaalin pitäisi olla erityisen muotoinen, nimittäin jokaisen "positiivisen" pulssinosan pitäisi koostua ainakin kolmesta osasta, esim. osista 39, ^0 ja h 1 kuviossa 9 71061 5a. Kuten edellä olevasta käy selville, on huomattu, että pääasiallisesti suorakulmainen "positiivinen" pulssisignaalinosa on erittäin käyttökelpoinen kudosten ja solujen hoidossa. Kuitenkin on mahdollista, että muut pulssin muodot (muut kuin yksinkertainen kaksiosainen kärki) voivat olla käyttökelpoisia. Jokaisen "positiivisen" pulssinosan loppuosan huippuamplitudi, ts. potentiaali v2 kuviossa 5a ei saisi olla pienempi kuin 25 % "positiivisen" pulssinosan ensimmäisen osan 39 huippuamplitudista, ts. potentiaalista vl kuviossa 5a.In the treatment method 1 (see Fig. 5a), the asymmetric waveform induced in the tissue or cells by alternately magnetizing the electromagnetic coil and demagnetizing it is repeated at such a frequency that the total duty cycle is not less than about 2%. This frequency in treatment method 1 is typically about 10-100 Hz with 20-30% duty cycles. The basic relationship between the frequency amplitude content of the "positive" and "negative" pulse parts for treatment method 1 is as follows: the pulse signal should have a special shape, namely each "positive" pulse part should consist of at least three parts, e.g. parts 39, ^ 0 and h 1 in Fig. 9 71061 5a . As can be seen from the above, it has been found that a substantially rectangular "positive" pulse signal portion is very useful in the treatment of tissues and cells. However, it is possible that other pulse shapes (other than a simple two-piece tip) may be useful. The peak amplitude, i.e., potential v2, of the remainder of each "positive" pulse portion in Figure 5a should not be less than 25% of the peak amplitude, i.e., potential v1 of the first portion 39 of the "positive" pulse portion in Figure 5a.
"Negatiivisen" osan amplitudin huippu on merkitty viitemerkillä v3 kuviossa 5a. Tämä huippuamplitudi ei saisi olla enempää kuin noin 1/3 "positiivisen" pulssinosan huippuamplitudista. Jokaisen "positiivisen" pulssinosan kestoaika (ajanjakso, joka kuluu aikojen tl ja t2 välillä kuviossa 5a) ei saisi olla pitempi kuin noin 1/9 seu-raavan "negatiivisen" pulssinosan kestoajasta (aika, joka kuluu aikojen t2 ja t3 välillä kuviossa 5a). Koska hoitomenetelmä käyttää hyväksi sähkömagneettista käämiä, jokaisen "positiivisen" pulssinosan energia on yhtä suuri kuin jokaisen "negatiivisen" pulssinosan energia, ts. kuviossa 5a se ala, jonka sulkevat sisäänsä "positiiviset" pulssinosat, on yhtä suuri kuin se ala, jonka sulkevat piiriinsä "negatiiviset" pulssinosat. Täyttämällä juuri mainitut kritee-riot jokaisen "negatiivisen" pulssinosan energia käytetään verraten pitkänä ajanjaksona, ja tämän "negatiivisen" pulssinosan keskimääräinen amplitudi on rajoitettu. On huomattu, että tällainen keskimääräinen "negatiivinen" amplitudi ei saa olla suurempi kuin noin 1/6 "positiivisen" pulssinosan keskimääräisestä amplitudista.The peak of the amplitude of the "negative" part is indicated by the reference mark v3 in Fig. 5a. This peak amplitude should not be more than about 1/3 of the peak amplitude of the "positive" pulse portion. The duration of each "positive" pulse portion (the time elapsed between times t1 and t2 in Figure 5a) should not be longer than about 1/9 of the duration of the next "negative" pulse portion (time elapsed between times t2 and t3 in Figure 5a). Because the treatment method utilizes an electromagnetic coil, the energy of each "positive" pulse portion is equal to the energy of each "negative" pulse portion, i.e., in Figure 5a, the area enclosed by the "positive" pulse portions is equal to the area enclosed by the " negative "pulse components. By meeting the criteria just mentioned, the energy of each "negative" pulse portion is used over a relatively long period of time, and the average amplitude of this "negative" pulse portion is limited. It has been found that such an average "negative" amplitude must not be greater than about 1/6 of the average amplitude of the "positive" pulse portion.
Nämä suhteet takaavat myöskin sen, että "positiivisilla" ja "negatiivisilla" pulssinosilla on sopivat taajuus-amplitudiominaisuudet yksinään ja toistensa suhteen, niin että aikaansaadaan kudosten ja solujen käyttäytymisen edullinen muuntelu.These ratios also ensure that the "positive" and "negative" pulse portions have appropriate frequency-amplitude characteristics alone and with respect to each other, so as to provide a beneficial modification of tissue and cell behavior.
Juuri mainittujen suhteiden lisäksi on huomattu, että "positiivisen" pulssinosan huippupotentiaalin keskimääräisen suuruuden pitäisi olla rajoissa noin 0,0001 - 0,01 volttia kudoksen tai solujen senttimetriä kohti, vastaten noin 0,1-10 mikroampeeria hoidettavan kudoksen ja/tai solujen neliösenttimetriä kohti (perustuen tyypillisen solun ja kudoksen ominaisvastukseen). On huomattu, että korkeammista tai alemmista pulssin potentiaaleista ei ole tuloksena mitään edullista vaikutusta. Myöskin on huomattu, että jokaisen "po- 10 71061 sitiisen" pulssinosan kestoaika (aika, joka on kulunut aikojen tl ja t2 välillä kuviossa 5a) täytyy olla ainakin noin 200 mikrose-kuntia. Jos jokaisen "positiivisen” pulssinosan kestoaika on lyhyempi kuin noin 200 mikrosekuntia, kudoksia ja soluja ei kiihoteta riittävästi modifioimaan parantumista tai muita prosesseja. Käytännölliseltä näkökannalta "positiivisen" pulssinosan kestoaika ei saisi olla pitempi kuin noin 1 millisekunti. Myöskin on huomattu, että pulssien taajuuden pitää olla noin 65-75 Hz luulle ja muille koville kudoksille. Pulssikäsittelyjen näissä rajoissa on todettu olevan erittäin tehokkaita, jolloin saadaan toistettavia tuloksia tämän tyyppisille kudoksille ja soluille. Kuitenkin yleensä pulssien taajuuden pitäisi olla noin 10-100 Hz hyvien tulosten saavuttamiseksi kudoksissa ja soluissa.In addition to the ratios just mentioned, it has been found that the average peak potential of the "positive" pulse portion should be in the range of about 0.0001 to 0.01 volts per centimeter of tissue or cells, corresponding to about 0.1 to 10 microamperes per square centimeter of tissue and / or cells to be treated ( based on typical cell and tissue resistivity). It has been found that higher or lower pulse potentials do not result in any beneficial effect. It has also been found that the duration (time elapsed between times t1 and t2 in Figure 5a) of each "po 71061 silent" pulse portion must be at least about 200 microseconds. If the duration of each "positive" pulse component is less than about 200 microseconds, the tissues and cells are not sufficiently stimulated to modify healing or other processes.From a practical point of view, the duration of the "positive" pulse component should not exceed about 1 millisecond. be about 65-75 Hz for bone and other hard tissues.Pulse treatments within these limits have been found to be very effective, giving reproducible results for this type of tissues and cells.However, in general, the pulse frequency should be about 10-100 Hz to achieve good results in tissues and cells.
Luusairauksien tai -vikojen ja varsinkin valenivelien hoitamiseksi on huomattu, että hoitomenetelmässä 1 paras mahdollinen indusoitu "positiivinen" pulssisignaalinosa, jonka huippuamplitudi on noin 1-3 millivolttia käsiteltävän kudoksen senttimetriä kohti (1-3 mikroam-peeria käsiteltävän kudoksen ja/tai käsiteltävien solujen neliösent-timetriä kohti), jokaisen "positiivisen" pulssinosan kestoajan ollessa noin 300 mikrosekuntia ja jokaisen "negatiivisen" pulssinosan kestoajan noin 3300 mikrosekuntia sekä pulssin taajuuden noin 72 Hz, edustavat tällä hetkellä edullisinta ja parasta mahdollista indusoitua pulssikäsittelyä, kunhan vain edellä esitetyt pulssin muotovaatimukset on täytetty. Kokonaiskäsittelyajat voivat vaihdella. Nykyään uskotaan, että tietyn vuorokausimäärän aikana yksi tai useampi käsittely, joka kestää ainakin noin 15 minuuttia, voi olla tehokas kudosta ja soluja kiihotettaessa. Hoitomenetelmää 1 käyttävän sovellutuksen lyhimmäksi ajaksi on todettu 8 h/vuorokausi neljän kuukauden aikana vaikeissa tapauksissa ja kaksi viikkoa vähemmän vaikeissa tapauksissa.For the treatment of bone diseases or defects, and in particular false joints, it has been found that in treatment method 1, the best possible induced "positive" pulse signal component has a peak amplitude of about 1-3 millivolts per centimeter of tissue to be treated (1-3 microamperes per square centimeter of tissue and / or cells). per millimeter), with a duration of about 300 microseconds for each "positive" pulse portion and about 3300 microseconds for each "negative" pulse portion, and a pulse frequency of about 72 Hz, currently represent the most advantageous and best possible induced pulse processing, as long as the above pulse shape requirements are met. Total processing times may vary. It is now believed that in a given number of days, one or more treatments lasting at least about 15 minutes may be effective in stimulating tissue and cells. The shortest duration of application using treatment method 1 has been found to be 8 h / day in four months in severe cases and two weeks less in severe cases.
Hoitomenetelmän 2 mukaisessa käsittelyssä (kuvio 5b) asymmetristä aallon muotoa, joka on indusoitu kudokseen tai soluihin sähkömagneettista käämiä vuorotellen magnetoimalla ja demagnetoimalla, käytetään pulssisarjassa, joka käsittää asymmetrisen aallon muotoisten pulssien ryhmiä. Asymmetristen pulssien jokaisen pulssiryhmän kestoaika on sellainen, että pulssirybmäosan toimintajakso on vähintään 1 %. Pulssiryhmän taajuus on tyypillisesti noin 5-50 Hz.In the treatment of treatment method 2 (Figure 5b), an asymmetric waveform induced in tissue or cells by alternately magnetizing and demagnetizing the electromagnetic coil is used in a series of pulses comprising groups of asymmetric waveform pulses. The duration of each group of pulses of asymmetric pulses is such that the operating period of the pulse block part is at least 1%. The frequency of the pulse array is typically about 5-50 Hz.
11 7106111 71061
Pulssisarjan pulssiryhnän osassa olevien "positiivisten" ja "negatiivisten" pulssien vastaavat taajuus-amplitudisisällön perussuhteet hoitomenetelmää 2 varten ovat seuraavat. Jokaisen "positiivisen" pulssinosan tulisi käsittää ainakin kolme osaa, nimittäin osat 39’> 40' ja 41' kuviossa 5b. Tätä menetelmää varten on huomattu myöskin, että pääasiallisesti suorakulmainen "positiivinen" pulssin-osa on erittäin käyttökelpoinen kudosten ja solujen käsittelyssä tai hoidossa. Kuitenkin on mahdollista käyttää muitakin kuin kaksi-kärkisiä pulssin muotoja. Jokaisen "positiivisen" pulssinosan loppuosan huippuamplitudi, ts. potentiaali v2 kuviossa 5b ei saa olla pienempi kuin noin 25 % "positiivisen" pulssinosan ensimmäisen osan 39' huippuamplitudista, nimittäin kuvion 5b mukaisesta potentiaalista vl.The corresponding fundamental frequency-amplitude contents of the "positive" and "negative" pulses in the pulse array portion of the pulse train for treatment method 2 are as follows. Each "positive" pulse portion should comprise at least three portions, namely portions 39 '> 40' and 41 'in Figure 5b. For this method, it has also been found that a substantially rectangular "positive" pulse portion is very useful in the treatment or treatment of tissues and cells. However, it is possible to use pulse shapes other than two-tip. The peak amplitude of the remainder of each "positive" pulse portion, i.e., the potential v2 in Figure 5b, must not be less than about 25% of the peak amplitude of the first portion 39 'of the "positive" pulse portion, namely the potential v1 in Figure 5b.
"Negatiivinen" huippuamplitudi on merkitty viitemerkillä v3 kuviossa 5b. Tämä "negatiivinen" huippuamplitudi ei saa olla enempää kuin noin 40 kertaa "positiivinen" huippuamplitudi (tässä tapauksessa vl). Tämä vaatimus voidaan täyttää käyttämällä "negatiivisia" puls-sinosia, joilla on useita erilaisia aallon muotoja, esim. pääasiallisesti suorakulmainen, puolisuunnikasmainen eksponentiaalisine heikkenemisineen kellomainen tai yksipiikkinen eksponentiaalisine heikkenemisineen, kuten on esitetty kuviossa 6 aallon muodot a, b, c ja d.The "negative" peak amplitude is denoted by the reference mark v3 in Fig. 5b. This "negative" peak amplitude must not be more than about 40 times the "positive" peak amplitude (in this case vl). This requirement can be met by using "negative" pulse sinuses with several different waveforms, e.g., substantially rectangular, trapezoidal with exponential attenuation clockwise or single-spike with exponential attenuation, as shown in Figure 6 by waveforms a, b, c and d.
Jokaisen "positiivisen" pulssinosan kestoajan (aika, joka kuluu aikojen tl ja t2 välillä kuviossa 5b) pitäisi olla ainakin 4 kertaa seuraavan "negatiivisen" pulssinosan kestoaika (aika, joka kuluu t2 ja t3 välillä kuviossa 5b). Kuten edellä on todettu, koska hoitojärjestelmässä käytetään sähkömagneettista käämiä, jokaisen "positiivisen" pulssinosan energia on yhtä suuri kuin jokaisen "negatiivisen" pulssinosan energia, ts. kuviossa 5b "positiivisten" pulssin-osien sisäänsä sulkema ala on yhtä suuri kuin "negatiivisten" puls-sinosien sisäänsä sulkema ala.The duration of each "positive" pulse portion (the time elapsed between times t1 and t2 in Figure 5b) should be at least 4 times the duration of the next "negative" pulse portion (the time elapsed between t2 and t3 in Figure 5b). As stated above, because an electromagnetic coil is used in the treatment system, the energy of each "positive" pulse portion is equal to the energy of each "negative" pulse portion, i.e., the area enclosed by the "positive" pulse portions in Figure 5b is equal to the "negative" pulse portion. the area enclosed by the sinos.
Hoitomenetelmän 2 pulssisarjan pulssiryhmässä olevien pulssien taajuus (aika, joka kuluu aikojen tl ja t4 välillä) voi olla välillä noin 2000 Hz ja 10 000 Hz.The frequency of the pulses in the pulse group of the pulse train of the treatment method 2 (the time elapsed between the times t1 and t4) can be between about 2000 Hz and 10,000 Hz.
Pulssisarjan pulssiryhmän laajuuden (aika, joka kuluu aikojen tl ja t5 välillä) pitäisi olla ainakin noin 1 % ajasta, joka kuluu aikojen tl ja t6 välillä.The extent of the pulse array of the pulse train (time elapsed between times t1 and t5) should be at least about 1% of the time elapsed between times t1 and t6.
12 71 061 Täyttämällä juuri mainitut kriteeriot nämä suhteet takaavat myöskin sen, että "positiivisilla" ja "negatiivisilla" pulssinosilla on oikeat taajuus-amplitudiominaisuudet yksin ja toisiinsa nähden, niin että aikaansaadaan kudosten ja solujen käyttäytymisen edullinen muuntelu.12 71 061 By meeting the criteria just mentioned, these ratios also ensure that the "positive" and "negative" pulse portions have the correct frequency-amplitude characteristics alone and relative to each other, so as to provide a beneficial modification of tissue and cell behavior.
Juuri mainittujen suhteiden lisäksi on myöskin huomattu, että "positiivisen" huippupotentiaalin keskimääräisen suuruuden pitää olla noin 0,00001 - 0,01 volttia/kudosten ja/tai solujen senttimetri (välillä noin 0,01 - 10 mikroampeeria hoidettavien kudosten ja/tai solujen neliösenttimetriä kohti).In addition to the ratios just mentioned, it has also been found that the average magnitude of the "positive" peak potential should be about 0.00001 to 0.01 volts / centimeter of tissues and / or cells (between about 0.01 to 10 microamperes per square centimeter of tissues and / or cells treated). ).
On huomattu, että korkeammat tai alemmat pulssipotentiaalit eivät aikaansaa mitään edullista vaikutusta kudoksiin ja/tai soluihin. Myöskin on huomattu, että pulssisarjan pulssiryhmäosan jokaisen "positiivisen" pulssinosan kestoajan (ts. ajan, joka kuluu aikojen tl ja t2 välillä kuviossa 5b) täytyy olla ainakin noin 1000 mikrosekun-tia. Myöskin on todettu, että pulssiryhmäosan taajuuden täytyy olla rajoissa noin 5-15 Hz luulle ja muille koville kudoksille.It has been found that higher or lower pulse potentials do not produce any beneficial effect on tissues and / or cells. It has also been found that the duration (i.e., the time elapsed between times t1 and t2 in Figure 5b) of each "positive" pulse portion of the pulse array portion of the pulse train must be at least about 1000 microseconds. It has also been found that the frequency of the pulse array portion must be in the range of about 5-15 Hz for bone and other hard tissues.
Pulssisarjan pulssiryhmäosan jokaisen "negatiivisen" pulssinosan kestoaika ei saa olla pitempi kuin noin 50 mikrosekuntia ja keskimääräinen amplitudi ei saa olla suurempi kuin noin 50 millivolttia hoidettavien kudosten ja/tai solujen senttimetriä kohti (noin 50 mikroampeeria hoidettavien kudosten ja/tai solujen neliösenttimetriä kohti).The duration of each "negative" pulse portion of the pulse array portion of the pulse train shall not exceed about 50 microseconds and the average amplitude shall not exceed about 50 millivolts per centimeter of tissues and / or cells treated (about 50 microamperes per square centimeter of tissues and / or cells treated).
Luuvikojen ja -sairauksien ja varsinkin valenivelien sekä toisiinsa liittymättömien murtumapintojen hoitamiseksi ja käsittelemiseksi on huomattu, että paras mahdollinen indusoitu "positiivinen" pulssisig-naalinosa, jonka huippuamplitudi on välillä 1 ja 3 millivolttia käsitellyn kudoksen ja/tai solujen senttimetriä kohti (ts. 1-3 mikro-ampeeria käsitellyn kudoksen ja/tai solujen neliömetriä kohti), jokaisen "positiivisen" pulssinosan kestoajan ollessa noin 200 mikro-sekuntia ja jokaisen "negatiivisen" pulssinosan kestoajan ollessa noin 30 mikrosekuntia, ja ajan, joka kuluu aikojen t3 ja t^ välillä kuviossa 5b, ollessa 10 mikrosekuntia, pulssin taajuuden noin ^000 Hz, pulssiryhmäosan laajuuden noin 5 millisekuntia ja pulssiryhmäosan taajuuden noin 10 Hz, edustaa tällä hetkellä edullista ja parasta mahdollista indusoitua pulssikäsittelyä luulle hoitomenetelmällä 2, kunhan vain täytetään edellä esitetyt pulssivaatimukset.For the treatment and treatment of bone defects and diseases, and in particular false joints and unrelated fracture surfaces, it has been found that the best possible induced "positive" pulse signal portion with a peak amplitude between 1 and 3 millivolts per centimeter of treated tissue and / or cells (i.e. 1-3 microamps per square meter of treated tissue and / or cells), each "positive" pulse portion having a duration of about 200 microseconds and each "negative" pulse portion having a duration of about 30 microseconds, and the time elapsed between times t3 and t1 in Figure 5b , being 10 microseconds, a pulse frequency of about ^ 000 Hz, a pulse array portion of about 5 milliseconds, and a pulse array portion frequency of about 10 Hz, currently represents the preferred and best possible induced pulse treatment for bone by treatment method 2, as long as the above pulse requirements are met.
13 71 06113 71 061
Myöskin uskotaan, että yksinkertaista asymmetristä pulssia, kuten on esitetty hoitomenetelmän 2 pulssiryhmäosassa, voidaan käyttää taajuudella, joka on samanlainen kuin mitä käytetään hoitomenetelmässä 1 kudoksen kasvun ja parantumisen edullista muuntelua varten.It is also believed that a simple asymmetric pulse, as set forth in the pulse group portion of Therapy Method 2, may be used at a frequency similar to that used in Therapy Method 1 for beneficial modification of tissue growth and healing.
Elävien kudosten ja solujen, varsinkin kovien kudosten, kuten luun käsittely tai hoito edellä esitetyillä menetelmillä on osoittanut lisääntyvää parantumisvastetta, ja yleensä yhdenmukaisia tuloksia on saavutettu kauttaaltaan ihmisiä ja eläimiä hoidettaessa. Erittäin edullisia tuloksia on saatu valenivelien hoitotapauksissa, joissa on saavutettu luun yhteenliittyminen muilla hoitomenetelmillä aikaisemmin epäonnistuneiden yrityksien jälkeen, jolloin amputointia on harkittu mahdollisena vaihtoehtona.Treatment or treatment of living tissues and cells, especially hard tissues such as bone, by the above methods has shown an increasing healing response, and generally consistent results have been achieved throughout human and animal treatment. Very advantageous results have been obtained in cases of treatment of false joints in which bone reunification has been achieved with other treatment methods after previously failed attempts, with amputation being considered as a possible alternative.
Käytännössä uskotaan olevan edullista käyttää hyväksi mahdollisimman suurta käämin ''ikkunaa" ja sijoittaa käämi siten, että riittävä vuotiheys aikaansaadaan hoidettaviin kudoksiin ja/tai soluihin. Kuten tunnettua, ajan mukana vaihteleva magneettinen kenttä indusoi siihen nähden suorakulmaisen ajan mukana vaihtelevan jännitekentän. Toisin sanoen, magneettikentän voimaviivojen geometria määrää indusoidun jännitekentän geometrian. Koska halutaan verraten yhdenmuo-toisesti indusoitua jännitekenttää, magneettikentän voimaviivojen geometrian täytyy olla mahdollisimman yhdenmukainen, mikä voidaan saavuttaa tekemällä käämi kooltaan verraten suureksi käsiteltävään alaan nähden. Tällä hetkellä ei uskota, että tarvitaan erityistä suuntausta magneettikentän voimaviivojen ja käsiteltävän kudoksen ja/tai käsiteltävien solujen välillä.In practice, it is believed to be advantageous to utilize the largest possible "window" of the coil and position the coil so as to provide adequate leakage density to the tissues and / or cells being treated. As is known, a time-varying magnetic field induces a rectangular time-varying voltage field. Since a relatively induced voltage field is desired, the geometry of the magnetic field lines must be as uniform as possible, which can be achieved by making the coil a and / or between the cells to be treated.
Uskotaan, että indusoidun jännitekentän tasaisuus sähkömagneettisessa käsittelyssä on monissa suhteissa tärkeä hyvien hoito- tai käsit-telytulosten saavuttamiselle, eroituksena epätasaisille kentille, jotka voivat olla ja mahdollisesti ovat seurauksena muista käsitte-lytyypeistä, joissa esimerkiksi käytetään hyväksi sähköstaattisia kenttiä tai kehitetään potentiaaligradientti, käyttäen kudoksiin tai soluihin istutettuja elektrodeja. Erityisesti indusoitu jännite-kenttä on olemassa tyhjössä samoin kuin johtavassa väliaineessa tai eristimessä. Kentän ominaisuudet ovat yleensä samanlaiset (yhden prosentin sisällä) näissä kolmessa tapauksessa, lukuunottamatta tapausta, jota varten indusoitu virta on riittävän suuri aikaansaamaan vastasähkömotoorisen voiman magneettikentän voimaviivojen siirtämiseksi. Tämä tilanne esiintyy, kun johtavalla väliaineella, 1¾ 71061 esim. metallilla, on hyvä johtavuus ja se on tarpeeksi suuri magneettikentän voimaviivojen oleellisen lukumäärän imemiseksi. Elävät järjestelmät, kuten kudokset ja/tai solut ovat paljon vähemmän johtavia kuin tyypillinen metalli (tavallisesti ainakin 10^ kertaa vähemmän, ts. viisi suuruusluokkaa). Johtuen näistä seikoista kudoksissa ja/tai soluissa olevan magneettisen kentän geometria on häi-riintymätön ja pysyy muuttumattomana, kun kudoksen ja/tai solun kasvu jatkuu. Näin ollen tunkeutumatonta sähkömagneettista käsittelyä tai hoitoa käytettäessä uskotaan, että potentiaaligradientti, joka aikaansaadaan kudoksessa ja/tai soluissa, on muuttumaton, huolimatta hoitovaiheesta tai -tilasta.It is believed that the uniformity of the induced voltage field in electromagnetic treatment is important in many respects to achieve good treatment or treatment results, as opposed to uneven fields that may be and potentially result from other types of treatment using, for example, electrostatic fields or potential gradient. electrodes implanted in cells. In particular, the induced voltage field exists in a vacuum as well as in a conductive medium or insulator. The field characteristics are generally similar (within one percent) in these three cases, except for the case where the induced current is large enough to produce a counter-electromotive force to transmit the magnetic field lines. This situation occurs when the conductive medium, 1¾ 71061 e.g. metal, has good conductivity and is large enough to absorb a substantial number of magnetic field lines. Living systems such as tissues and / or cells are much less conductive than a typical metal (usually at least 10 times less, i.e., five orders of magnitude). Due to these factors, the geometry of the magnetic field in the tissues and / or cells is undisturbed and remains unchanged as the growth of the tissue and / or cell continues. Thus, when using non-intrusive electromagnetic treatment or therapy, it is believed that the potential gradient provided in the tissue and / or cells is unchanged, regardless of the treatment step or condition.
Indusoidun potentiaalin tällainen tasaisuus on todellisuudessa mahdotonta saavuttaa käyttämällä istutettuja elektrodeja tai sähköstaattista kytkentää tai elektrodeihin kytkettyä muuntajaa tai elektro-deihin yhdistettyjä istutettuja käämejä. Koska nämä viimeksi mainitut hoitomenetelmät ovat riippuvaisia johtavuudesta, joka vaihtelee kudoksessa ja/tai soluissa, indusoitu potentiaaligradientti ei ole vakio, kun kudoksen ja/tai solujen tila muuttuu. Lisäksi kunakin ajankohtana kudoksessa tai soluissa käsiteltävän aineksen yksittäisillä sijainneilla tulee olemaan erilaiset johtavuusominaisuudet, joista on seurauksena erilaiset potentiaaligradientit käsiteltävässä aineksessa.Such uniformity of the induced potential is in fact impossible to achieve by using implanted electrodes or electrostatic coupling or a transformer connected to the electrodes or implanted windings connected to the electrodes. Because the latter methods of treatment are dependent on conductivity that varies in tissue and / or cells, the induced potential gradient is not constant as the state of the tissue and / or cells changes. In addition, at any given time, the individual locations of the material to be treated in the tissue or cells will have different conductivity properties, resulting in different potential gradients in the material to be treated.
Näistä syistä uskotaan, että kudoksen ja/tai solujen kirugisesti tunkeutumaton sähkömagneettinen hoito tai käsittely on paljon edullisempi muihin sähköisiin käsittelyihin nähden.For these reasons, it is believed that non-surgically invasive electromagnetic treatment or treatment of tissue and / or cells is much more advantageous than other electrical treatments.
Mitä tulee tyypillisiin käämin parametreihin, on uskottavaa, että tyypillisiä luunmurtumia varten käämin "ikkunat" eli aukot suuruudeltaan noin 50 x 67 mm (aikuisille) ja noin 50 x 38 mm (lapsille) ovat sopivia. Käämeissä käytettynä lankana voi olla B&S 12 paksuinen kuparilanka, joka on lakkapäällystetty kierrosten toisistaan eristämiseksi. Käämit, joissa on noin 60 kierrosta aikuisia varten ja 70 kierrosta lapsia varten, näyttävät olevan sopivia. Suuontelon hoitoja varten käämien koot voivat olla vastaavasti pienempiä.With respect to typical coil parameters, it is plausible that for typical fractures, the "windows" of the coil, i.e., openings of about 50 x 67 mm (adults) and about 50 x 38 mm (children), are suitable. The wire used in the windings may be B&S 12 thick copper wire coated with lacquer to insulate the turns from each other. Coils with about 60 turns for adults and 70 turns for children seem to be suitable. For oral treatments, the sizes of the coils may be correspondingly smaller.
Uskotaan, että käsittelykäämin induktanssin täytyy olla noin 1-5000 mikrohenriä ja sopivimmin noin 1000-3000 mikrohenriä, vastuksen oi-lessa tarpeeksi alhaisen (esim. 10-1 ohmia) ja käämin käyttävän tulosignaalin suuren, noin 2-30 volttia, sopivan pulssipotentiaalin 15 71 061 indusoimiseksi hoidettavaan kudokseen ja/tai käsiteltäviin soluihin. Mitä pienempi on käsittelykäämin induktanssi, sitä jyrkempi on käyrien 40 ja ^0' kaltevuus kuvioissa 5a ja 5b; mitä suurempi on induktanssi, sitä tasaisempi tai suorakulmaisempi on saavutettu "positiivinen" pulssi.It is believed that the inductance of the processing coil should be about 1-5000 microns, and preferably about 1000-3000 microns, with a sufficiently low resistance (e.g., 10-1 ohms) and a high pulse potential of the input signal using the coil, about 2-30 volts. 061 in the tissue and / or cells to be treated. The lower the inductance of the processing winding, the steeper the slope of the curves 40 and ^ 0 'in Figures 5a and 5b; the higher the inductance, the smoother or more rectangular the "positive" pulse is achieved.
Indusoidun potentiaalin valvonta voi tapahtua käsiteltävien kudosten ja/tai solujen kanssa kosketuksessa olevilla elektrodeilla tai käyttämällä vastaanottokäämiä, joka on sijoitettu käsittelykäämin 22 lähelle välin päähän, joka vastaa käsiteltävän aineksen välimatkaa käämistä. Käytetty tyypillinen vastaanottokäämi on pyöreä, sen läpimitta on noin puoli senttimetriä, ja siinä on noin 67 tai 68 lan-kakierrosta. Käämin kehittämä potentiaali jaetaan langan pituudella (senttimetreissä), jolloin saadaan indusoitu jännite senttimetri-lukumäärää kohti, joka on läheisessä suhteessa hoidon alaiseen kudokseen ja/tai soluihin indusoidun jännitteen volttimäärään senttimetriä kohti.The control of the induced potential can take place by means of electrodes in contact with the tissues and / or cells to be treated or by using receiving coils placed close to the treatment coil 22 at a distance corresponding to the spacing of the material to be treated. The typical take-up coil used is circular, about half a centimeter in diameter, and has about 67 or 68 thread turns. The potential generated by the coil is divided by the length of the wire (in centimeters) to obtain an induced voltage per centimeter that is closely related to the number of volts per centimeter of voltage induced in the tissue and / or cells being treated.
Tyypillisessä käsittelyssä käytetään käämiä, jonka "ikkunan" koko on noin 50 x 67 mm ja jossa on 60 kierrosta 17 numeron lankaa, jolloin käämiin kuuluu diodi, joka on samanlainen kuin diodi 27 kuvassa 1. Tällöin saadaan vastaanottokäämissä seuraavat indusoidut jännitteet (nämä jännitearvot voidaan muuttaa millivolteiksi kudoksen senttimetriä kohti jakamalla kymmenellä) pulssiaikoja varten (mikro-sekunneissa), jolloin ajat ja jännitteiden aallon muoto on esitetty kuvioissa 5a ja 5b.Typical processing uses a coil with a "window" size of about 50 x 67 mm and 60 turns of 17-digit wire, the coil including a diode similar to diode 27 in Figure 1. This provides the following induced voltages in the receiving coil (these voltage values can be changed millivolts per centimeter of tissue divided by ten) for pulse times (in microseconds), where the times and the waveform of the voltages are shown in Figures 5a and 5b.
Indusoitu jännite ' vl v2 v3 tl-t2 t2-t3Induced voltage 'vl v2 v3 tl-t2 t2-t3
Maksimi (käsittelykäämin pinnalla) 22 17 3-7 300 14200 noin 17 mm käsittelykäämin pinnasta 15 11-5 2.5 300 4200 noin 38 mm käsittelykäämin pinnasta 6.0 4.2 1.0 300 4200Maximum (on the surface of the treatment coil) 22 17 3-7 300 14200 approx. 17 mm from the surface of the treatment coil 15 11-5 2.5 300 4200 approx. 38 mm from the surface of the treatment coil 6.0 4.2 1.0 300 4200
Sykkivien sähkömagneettisten kenttien käyttö luun muodostuksen kontrolloimiseksi eri tilanteissa on nyt varmalla kokeellisella ja kliinisellä perustalla. Siten sovellutuksilla on ollut käyttöä hoidettaessa menestyksellisesti synnynnäisiä ja saatuja valeniveliä sekä tuoreita murtumia ihmisissä, lisättäessä murtuman ja reaktiivisen 16 71061 luukalvontulehduksen paranemisnopeutta eläimissä ja pienennettäessä luun häviötä pitkien luiden huokoistumisessa. Menetelmällä saavutettu menestys liittyy edellä esitettyjen pulssikuvioiden keksimiseen, joilla on erityiset aika-taajuus-amplitudisuhteet.The use of pulsating electromagnetic fields to control bone formation in different situations is now on a solid experimental and clinical basis. Thus, applications have had utility in successfully treating congenital and acquired false joints as well as fresh fractures in humans, increasing the rate of healing of fracture and reactive meningitis in animals, and reducing bone loss in porosity of long bones. The success of the method is related to the invention of the above pulse patterns with specific time-frequency amplitude relationships.
EsimerkiteXAMPLES
Tehokkuuden toteamiseksi käytettiin hoitomenetelmiä 1 ja 2 sekä niiden yhdistelmien mukaisen sähkömagneettisesti indusoitujen pulssi-jännitteiden ja virtojen suoraa induktiivista kytkentää kovan kudoksen kasvua ja parantamista varten aluksi synnynnäisten ja hankittujen valenivelien tapauksissa. Potilaiden ryhmään hyväksyttiin ainoastaan yksilöitä, joita oli hoidettu aikaisemmin yhdellä tai useammalla epäonnistuneella kirurgisella menetelmällä (kudoksen siirto, sisäinen kiinnittyminen). Useimmille näille potilaille ainakin yksi pätevä ortopedi suositteli amputointia. Koko tämän tutkimuksen ajan pulssin erikoisominaisuuksien tärkeys tuli lakkaamatta esille. Esimerkiksi kun luutumisen puute oli pääasiallisin ongelma (tavallisesti synnynnäisen valenivelen tapaus), hoitomenetelmää 1 käytettiin ja lopullinen toiminnallinen luiden yhdistyminen tapahtui vain silloin, kun pulssin parametrit vastasivat edellä mainittuja parametreja. Toisaalta, kun luumatriisin puute oli pääasiallisena ongelmana, käytettiin hoitomenetelmää 2 kollageenin muodostuksen aikaansaamiseksi. Kollageeni on luun rakenteen tärkein tukiproteiini. Koska proteiinin muodostuminen ja luutuminen ovat kaksi täysin erilaista vaihetta luunmuodostuksessa, hoitomenetelmässä 1 ja 2 käytetyn jokaisen signaalin hyvin selektiivinen laatu voitiin synergisesti yhdistää, kun ei matriisin muodostusta eikä luutumista ollut mukana tietyn potilaan hoitokertomuksessa. Tällä tavalla hoitomenetelmien 1 ja 2 yhdistelmää käytettiin hyväksi edullisesti tämän tyyppisissä olosuhteissa.To determine efficacy, treatment methods 1 and 2 and the direct inductive coupling of electromagnetically induced pulse voltages and currents according to their combinations were used for hard tissue growth and healing in cases of initially congenital and acquired false joints. Only individuals who had previously been treated with one or more failed surgical procedures (tissue transplantation, internal fixation) were accepted into the group of patients. For most of these patients, at least one qualified orthopedist recommended amputation. Throughout this study, the importance of the special properties of the pulse became incessant. For example, when lack of ossification was the main problem (usually the case of congenital false joint), treatment method 1 was used and final functional bone fusion occurred only when the pulse parameters corresponded to the above parameters. On the other hand, when lack of bone matrix was the main problem, treatment method 2 was used to induce collagen formation. Collagen is the most important supporting protein in bone structure. Because protein formation and ossification are two completely different steps in bone formation, the highly selective quality of each signal used in treatment methods 1 and 2 could be synergistically combined when neither matrix formation nor ossification was included in the treatment report of a particular patient. In this way, the combination of treatment methods 1 and 2 was advantageously utilized under this type of conditions.
Synnynnäisten valenivelien tapauksessa tyypillisen potilaan ikä on yhden ja kymmenen vuoden välillä. Viallisena osana on tavallisesti toisen raajan sääriluu. Potilaille oli tehty keskimäärin kolme epäonnistunutta leikkausta keskimäärin 5 vuoden aikana, ja kaikille potilaille suositeltiin amputointia.In the case of congenital false joints, the age of a typical patient is between one and ten years. The defective part is usually the tibia of the other limb. Patients had undergone an average of three failed surgeries over an average of 5 years, and amputation was recommended for all patients.
Tällaisen potilaan hoito suoritettiin tavallisesti käyttäen hoitomenetelmää 1, koska pääasiallisin ongelma johtui viallisen alueen luutumisen puutteesta.The treatment of such a patient was usually performed using the treatment method 1, because the main problem was due to the lack of ossification of the defective area.
17 71 06117 71 061
Hoitava ortopedikirurgi määrää potilaalle tarkoituksenmukaiset varusteet ja suorittaa hoitonsa avohoitona. Hoitoaika on tyypillisesti 12-16 tuntia vuorokaudessa keskimäärin noin *1 kuukauden aikana.The attending orthopedic surgeon prescribes the appropriate equipment for the patient and performs his or her treatment as an outpatient. The treatment time is typically 12-16 hours a day for an average of about * 1 month.
Noin 20 tämän tyyppistä sairautta on hoidettu tähän mennessä, jolloin on saavutettu menestyksellinen luutuminen noin 90 5?:ssa hoidettavista yksilöistä.About 20 of these types of diseases have been treated to date, resulting in successful ossification in about 90 of the individuals treated.
Potilaat, joilla oli joko traumaattinen tai operatiivinen hankittu valenivel, olivat enimmäkseen aikuisia ja heille oli tehty keskimäärin kolme epäonnistunutta leikkausta keskimäärin 2,5 vuoden aikana pintojen toisiinsa liittymättömyyden alkamisesta. Amputointia oli harkittu 70 prosentille yksilöistä. Koska eräissä tapauksissa pää-asiallisimpana ongelmana oli luumatriisin puute, joka tyypillisesti on nähtävissä radiograafisesti yli 2 mm:n väleinä luun murtumakohdassa, tällaisia potilaita hoidettiin alkaen hoitomenetelmällä 2.Patients with either traumatic or operatively acquired false joints were mostly adults and had undergone an average of three failed surgeries within an average of 2.5 years from the onset of surface disconnection. Amputation was considered for 70 percent of individuals. Because in some cases the main problem was the lack of a bone matrix, which is typically seen radiographically at intervals greater than 2 mm at the site of a bone fracture, such patients were treated starting with treatment method 2.
Kun arveltiin, että riittävästi luutumatonta luumatriisia oli läsnä, käytettiin hoitomenetelmää 1 murtumakohdan nopean liikkumattomuuden saavuttamiseksi.When it was judged that sufficient non-ossified bone matrix was present, a treatment method was used to achieve rapid immobility of 1 fracture site.
Johtuen tämän ryhmän useiden potilaiden tietystä patologiasta käytettiin hoitomenetelmän 1 ja 2 yhdistelmää, jolloin hoitomenetelmää 2 seurasi hoitomenetelmä 1. Kuten synnynnäisen valenivelen tapauksessa, hoitava ortopedikirurgi määräsi oikeat varusteet ja hoito suoritettiin avohoitona. Hoitoaika on tyypillisesti 10-1*1 tuntia/ vuorokausi 3-9 kuukauden aikana.Due to the specific pathology of several patients in this group, a combination of Treatment Methods 1 and 2 was used, with Treatment Method 2 followed by Treatment Method 1. As in the case of a congenital false joint, the treating orthopedic surgeon prescribed the correct equipment and the treatment was performed as an outpatient. The treatment period is typically 10-1 * 1 hours / day for 3-9 months.
Noin 30 tämän tyyppistä sairautta on hoidettu tähän mennessä, jolloin on havaittu onnistunut luun yhteenliittyminen 75 %:ssa hoidetuista yksilöistä.About 30 of these types of diseases have been treated to date, with successful bone fusion observed in 75% of treated individuals.
Nämä kliiniset tulokset todistavat selvästi, että heti kun luusairauden tietty patologia on määritetty, sairautta voidaan selektiivisesti hoitaa edullisesti käyttämällä sopivasti kooditettuja muutoksia sähköisessä ympäristössä.These clinical results clearly demonstrate that as soon as a particular pathology of a bone disease has been determined, the disease can be selectively treated advantageously using appropriately coded changes in the electronic environment.
Samanlaisia tuloksia on saatu bilateraalisten fermoraalisten ja ra-diaalisten luunkatkaisujen tutkimuksista 160 rotalla. Nämä eläimet jaettiin kahteen pääryhmään ja kontrolli suoritettiin 1*1 päivän välein käsittelyn jälkeen. Vaurioitumisen jälkeen murtuman parantumisen määrä arvosteltiin röntgensäteiden ja kudosopi1lisen arvioinnin 18 71 061 pohjalta, yhdessä särkemättömän mekaanisen koestuksen karissa. Näitä eläintyyppejä käytettiin hoitomenetelmien 1 ja 2 sekä niiden yhdistelmien tehokkuuden arvostelemiseksi. Yleensä kun luunkatkaisuväli oli pienempi kuin 1,0 mm, hoitomenetelmä 1 oli tehokas, koska tarvittiin hyvin vähän luumatriisia kiinnittymistä varten. Toisaalta laajemmilla luunkatkaisuilla havaittiin olennaisesti lisääntynyt matriisin muodostus kontrollieläimiin verrattuna, kun käytettiin hoitomenetelmää 2. Hoitomenetelmien 1 ja 2 yhdistelmää käytettiin viimeksi mainitussa tapauksessa jäykemmän korjauskohdan saamiseksi samanlaisena hoitoaikana.Similar results have been obtained from studies of bilateral fermoral and radial bone resection in 160 rats. These animals were divided into two main groups and the control was performed every 1 * 1 day after treatment. The amount of fracture healing after injury was assessed on the basis of X-rays and histological evaluation 18 71 061, in one shattered mechanical test shed. These animal types were used to evaluate the efficacy of treatment methods 1 and 2 and their combinations. In general, when the bone splitting interval was less than 1.0 mm, treatment method 1 was effective because very little bone matrix was required for attachment. On the other hand, wider bone cleavage showed a substantially increased matrix formation compared to control animals when treatment method 2 was used. A combination of treatment methods 1 and 2 was used in the latter case to obtain a stiffer repair site during a similar treatment period.
Tämä arvosteltiin lisäksi näiden luiden mekaaniseen koestukseen nähden. Tämä suoritettiin saattamalla rottien luu vaurioitumisen jälkeen ulokekuorman alaiseksi erilaisilla muodon muutoksilla koestus-menetelmien mukaan, jotka on esitetty kirjoituksessa "Acceleration of Fracture Repair by Electromagnetic Fields. A Surgically Non-invasive Method", jonka ovat kirjoittaneet C.A.L. Basset, R.J.This was further criticized for mechanical testing of these bones. This was accomplished by subjecting the bone of the rats, after injury, to a cantilever load with various deformations according to the test methods described in "Acceleration of Fracture Repair by Electromagnetic Fields. A Surgically Non-Invasive Method" by C.A.L. Basset, R.J.
Pawluk ja A.A. Pilla, julkaistu Annals of The New York Academy of Sciencesin sivuilla 2^2-262. Näytteet saatettiin deformaation alaiseksi etu-taka-, sivu-keski-, taka-etu-, keski-sivu- ja jälleen etu-taka-asennoissa.Pawluk and A.A. Pilla, published in the Annals of The New York Academy of Sciences on pages 2 ^ 2-262. The specimens were subjected to deformation in the front-rear, side-center, rear-front, center-side, and again front-rear positions.
Reisiluun keskimääräinen reagointi tässä koestuksessa muodon muutoksella noin 1,3 mm on esitetty seuraavassa taulukossa I.The mean response of the femur in this test with a deformation of about 1.3 mm is shown in Table I below.
Taulukko ITable I
Mekaaniset kuormitusarvot aikuisen naarasrotan reisiluun keinotekoisen luunkatkaisun sähköisessä ärsytyksessä Ärsytys Kuormitus noin 1,3 mm:n muodonmuutoksellaMechanical stress values in electrical stimulation of artificial bone fracture of adult female rat femur Irritation Load with deformation of about 1.3 mm
Kontrolli (käsittelemätön) U2 g ± 5,2 gControl (untreated) U2 g ± 5.2 g
Hoitomenetelmä 1 (kuvio 5a) 580 g ± 65 g Käytetyn menetelmän tehokkuuden radiograafisen ja mekaanisen toteennäyttämisen lisäksi histologinen näyttö todistaa vielä tätä tehokkuutta.Treatment Method 1 (Figure 5a) 580 g ± 65 g In addition to radiographic and mechanical demonstration of the efficacy of the method used, histological evidence further demonstrates this efficacy.
Pitkittäisiin näytteisiin saatettu hemotoksyliini ja eosiini osoit tavat hoitomenetelmässä 1 paljon suurempaa kypsyysastetta kuin kontrollitapauksessa.Hemotoxylin and eosin added to longitudinal samples show a much higher degree of maturity in treatment method 1 than in the control case.
19 7106119 71061
Laajemmilla luunkatkaisuväleillä 14 päivän hoitokäsitt.el yajat ovat osoittaneet, että aktiivisilla e]äimillä oli huomattavasti suurempi kovettunut luu tai uudisluu kuin kontrollieläimi 1lä. Histologinen näyttö osoittaa, että lisäys on ainakin 150 % kontrolleihin nähden.At wider bone resection intervals, the 14-day treatment times have shown that active animals had significantly greater hardened bone or neoplasm than control animals. Histological evidence indicates that the increase is at least 150% relative to controls.
On suoritettu rajoitettuja hampaanpoistotutkimuksia, ja ne osoittavat, että hoitomenetelmän 1 pulsseilla voi olla erittäin edullinen vaikutus parantumisnopeuteen ja luun hukkaan suuontelossa. Viimeksi mainittu vaikutus suuontelossa on erittäin tärkeä alaleuan luun ja yläleuan luun hoidossa, mikä on erittäin tärkeä tekijä istutteen kiinnitystä varten.Limited tooth extraction studies have been performed and show that the pulses of treatment method 1 can have a very beneficial effect on the rate of healing and bone loss in the oral cavity. The latter effect in the oral cavity is very important in the treatment of mandibular bone and maxillary bone, which is a very important factor for implant attachment.
Kaikki nämä havainnot osoittavat, että sähkömagneettiset kentät, joilla on hyvin spesifiset pulssiominaisuudet, voidaan kytkeä tun-keutumattomasti induktiivisesti biologisiin järjestelmiin solujen käyttäytymisen ohjaamiseksi. Näitä periaatteita aluksi sovellettaessa on tutkittu vaikutuksia luun soluihin. Kuitenkin voidaan mahdollisesti osoittaa, että muita biologisia prosesseja voidaan ohjata samanlaisilla menetelmillä, esim. muun muassa pahanlaatuisuutta, hermojen parantumista, tulehduksia ja immuunireaktioita.All of these findings indicate that electromagnetic fields with very specific pulse characteristics can be seamlessly inductively coupled to biological systems to control cell behavior. Applying these principles initially, the effects on bone cells have been studied. However, it can be shown that other biological processes can be controlled by similar methods, e.g., malignancy, nerve healing, inflammation, and immune responses, among others.
Lyhyesti sanottuna uskotaan, että on keksitty ainutlaatuinen sähkömagneettinen ja kirurgisesti tunkeutumaton hoitomenetelmä. Indusoitujen pulssien ominaisuudet näyttävät olevan hyvin tärkeitä, erityisesti sellaiset ominaisuudet, jotka ovat yhteydessä koko pulssin tai pulssisarjan aika-taajuus-amplitudisuhteisiin. Uskotaan, että tiettyjen aika-taajuus-amplitudisuhteiden valinta voi olla avain erilaisten kudosten vaihtelevan solujen käyttäytymisen menestyksellisiin käsittelyihin.In short, it is believed that a unique electromagnetic and non-surgically invasive method of treatment has been invented. The properties of the induced pulses seem to be very important, especially those related to the time-frequency amplitudes of the whole pulse or series of pulses. It is believed that the selection of certain time-frequency amplitude ratios may be key to successful treatments of the variable cell behavior of different tissues.
Kauttaaltaan hoitomenetelmän 1 selityksessä on esitetty sopivaksi taajuudeksi noin 65— 75 Hz luulle ja muulle kovalle kudokselle. Puls-sitaajuuden tarkkoja rajoja ei tunneta kaiken tyyppisiä kudoksia ja soluja varten. On luultavaa, että edulliset toimintarajat vaihtele-vat riippuen kudoksen ja solun tyypistä. Positiivisia tuloksia on saatu esimerkiksi pehmeiden kudosten hoidossa arvolla 20 Hz.Throughout the description of the treatment method 1, a suitable frequency of about 65-75 Hz for bone and other hard tissue is indicated. The exact limits of pulse binding are not known for all types of tissues and cells. It is likely that the preferred ranges of action will vary depending on the type of tissue and cell. Positive results have been obtained, for example, in the treatment of soft tissues at 20 Hz.
On huomattava, että edellä esitettyjä menetelmiä ja laitteita voidaan muunnella. Niinpä esimerkiksi, vaikka kuviot 1 ja 2 esittävät käsittely- tai hoitoyksikköä, joka voidaan kiinnittää hihnalla jalkaan, voidaan käyttää hoitoyksiköltä, jotka on yhdistetty esimerkit- 20 71061 si valoksiin eli lieriöihin. Lisäksi käsittely voidaan suorittaa käyttämällä yhtä tai useampaa muodoltaan erilaista käämiä, joka tai jotka on sijoitettu hoidettavan kudoksen ja/tai solujen lähelle. Käytettäessä kahta käämiä eräissä ihmisten käsittelyissä käämit on sijoitettu luunmurtuman vastakkaisille puolille. Myöskin voidaan käyttää käämejä, joissa on metallisydämet. Suoritettaessa hoito suuontelossa, on uskottavaa, että kaksoiskäämit ovat edullisia sijoitettuna esimerkiksi hampaan kolon tai ontelon vastakkaisille sivuille tämän kolon parantumisen edistämiseksi.It should be noted that the methods and equipment described above can be modified. Thus, for example, although Figures 1 and 2 show a treatment or treatment unit that can be strapped to the leg, it can be used from a treatment unit connected to the lights, i.e. cylinders, of Example 71061. In addition, the treatment may be performed using one or more coils of different shapes located close to the tissue and / or cells to be treated. When two coils are used in some human treatments, the coils are placed on opposite sides of the fracture. Coils with metal cores can also be used. When performing treatment in the oral cavity, it is believed that double windings are preferred located, for example, on opposite sides of the tooth cavity or cavity to promote healing of this cavity.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI830326A FI71061C (en) | 1980-06-23 | 1983-01-31 | ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING |
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI802013A FI66754C (en) | 1980-06-23 | 1980-06-23 | ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING |
| FI802013 | 1980-06-23 | ||
| FI830326A FI71061C (en) | 1980-06-23 | 1983-01-31 | ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING |
| FI830326 | 1983-01-31 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI830326A0 FI830326A0 (en) | 1983-01-31 |
| FI830326L FI830326L (en) | 1983-01-31 |
| FI71061B FI71061B (en) | 1986-08-14 |
| FI71061C true FI71061C (en) | 1986-11-24 |
Family
ID=26157133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI830326A FI71061C (en) | 1980-06-23 | 1983-01-31 | ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI71061C (en) |
-
1983
- 1983-01-31 FI FI830326A patent/FI71061C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI830326A0 (en) | 1983-01-31 |
| FI71061B (en) | 1986-08-14 |
| FI830326L (en) | 1983-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4105017A (en) | Modification of the growth repair and maintenance behavior of living tissue and cells by a specific and selective change in electrical environment | |
| US4315503A (en) | Modification of the growth, repair and maintenance behavior of living tissues and cells by a specific and selective change in electrical environment | |
| US6443883B1 (en) | PEMF biophysical stimulation field generator device and method | |
| EP0338681B1 (en) | Apparatus for applying a magnetic field to a tissue | |
| US5123898A (en) | Method and apparatus for controlling tissue growth with an applied fluctuating magnetic field | |
| Bassett et al. | A Non-Operative Salvage of Surgically-Resistant Pseudarthroses and Non-Unions by Pulsing Electromagnetic Fields: A Preliminary Report. | |
| US3890953A (en) | Electrical apparatus generating a low frequency, alternating magnetic field for promoting the growth of bone and other body tissues | |
| US20060212077A1 (en) | Electromagnetic treatment apparatus for augmenting wound repair and method for using same | |
| DE2116869C2 (en) | Bone and biological tissue growth promotion appts. - uses flat coil for application of LF current from generator | |
| Cochran | Experimental methods for stimulation of bone healing by means of electrical energy. | |
| Watson et al. | Clinical aspects of the stimulation of bone healing using electrical phenomena | |
| WO1985000293A1 (en) | Modification of the growth, repair and maintenance behavior of living tissues and cells by a specific and selective change in electrical environment | |
| FI71061B (en) | ELECTROMAGNETIC BEHANDLING BEARING FOR CROPPING | |
| US20060030896A1 (en) | Pulsed electromagnetic field method of treatment of degenerative disc disease | |
| GB1596513A (en) | Modification of the growth repair and maintenance behaviour of living tissues and cells by a specific and selective change in electrical environment | |
| Downes et al. | Development of the iron-cored electromagnet for the treatment of non-union and delayed union | |
| KR820001427B1 (en) | Medical treatment device | |
| CN101432041B (en) | Electromagnetic treatment apparatus for augmenting wound repair and method for using same | |
| WO2007115362A1 (en) | In vivo stimulation of cellular material | |
| IE46079B1 (en) | Modification of the growth, repair and maintenance behavior of living tissues and cells by a specific and selective change in electrical environment | |
| Herbst | Electric stimulation of bone growth and repair: A review of different stimulation methods | |
| AU646597B2 (en) | Method and apparatus for controlling tissue growth with an applied fluctuating magnetic field | |
| Glade | Stimulation of electromagnetic osteogenesis in healthy growing yearlings | |
| Cohen | Electricity in the Treatment of Orthopedic Diseases | |
| Satter | Electrical Stimulation And Fracture Healing Satter SA, Islam MS, Rabbani KS, and Talukder MS (1999) Pulsed electromagnetic fields for the treatment of bone fractures. Bangladesh Med. Res. Counc. Bull. 25, 6-10. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: ELECTRO-BIOLOGY, INC. |