CN1826152A - 用于治疗膝关节的骨关节炎以及其他的疾病、缺陷和损伤的便携式电疗设备 - Google Patents

用于治疗膝关节的骨关节炎以及其他的疾病、缺陷和损伤的便携式电疗设备 Download PDF

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Abstract

一种用于向患者的膝盖施加治疗电信号和/或电磁场的便携式设备，用于治疗骨关节炎和其他的疾病、缺陷和损伤。该设备可操作于若干模式，以向患者的膝盖传递信号，以便于生成电场和/或电磁场，其选择性地上调聚集蛋白聚糖和Type II胶原的基因表达，同时选择性地下调金属蛋白酶的基因表达。该设备包括信号发生器，其生成复合电信号，该复合电信号包括：具有约4.6至7.6V的峰峰电压的60kHz的正弦波、和所生成的持续约30分钟的100％占空因数信号、以及100％占空因数信号之后的所生成的持续约1小时的50％占空因数信号。这些复合电信号被传送到患者膝盖附近的电极或线圈，用于产生特定的和选择性的电磁场，其治疗患病组织。

Description

用于治疗膝关节的骨关节炎 以及其他的疾病、缺陷和损伤的便携式电疗设备
相关专利申请的交叉引用
本发明要求在2003年6月25日提交的美国专利申请Serial No.10/603,226的优先权，其是在2002年10月8日提交的题为“Regulationof Genes Via Application of Specific and Selective Electrical andElectromagnetic Signal”的当前未决的美国专利申请Serial No.10/257,126的部分继续，并且涉及在2002年9月26日提交的题为“Regulation of Aggrecan Gene Expression with a Specific and SelectiveElectrical Signal”的美国专利申请Serial No.10/255,241、在2002年10月9日提交的题为“Regulation of Type II Collagen Gene Expression witha Specific and Selective Electrical Signal”的美国专利申请Serial No.10/267,708、以及在2003年6月9日提交的题为“Method and Apparatusfor Treating Osteoarthritis，Cartilage Disease，Defects and Injuries in theHuman Knee Joint”的美国专利申请Serial No.10/457,167。这些申请的内容在此处并入作为参考。
发明领域
本发明涉及一种设备和一种设计设备的方法，其将向患病的关节软骨传递特定的和选择性的电信号和电磁信号，用于治疗膝关节中的骨关节炎、软骨疾病、缺陷和损伤。
现有技术描述
本发明人在上文提及的相关申请中公开了方法和设备，用于通过向受到骨关节炎、软骨疾病、缺陷和损伤的折磨的患者的膝关节施加特定的和选择性的电信号和电磁信号，特定地和选择性地上调聚集蛋白聚糖(aggrecan)(聚集蛋白聚糖mRNA增加)和Type II胶原(TypeII胶原mRNA增加)的基因表达，并且下调金属蛋白酶(metalloproteases)的基因表达(MMP-I、MMP-3和MMP-13下降)。如这些专利申请中描述的，具有60kHz频率处的10～20mV/cm幅度和正弦波配置的特定的和选择性的容性耦合电场示出了，当施加持续1小时的具有50％占空因数的电信号时实现了聚集蛋白聚糖mRNA的最大上调，当施加持续30分钟的具有8.3％占空因数的电信号时实现了Type II胶原mRNA的最大上调，以及，当施加持续30分钟的具有100％占空因数的电信号时实现了MMP-I的最大下调。所需的是开发一种设备，其特定被设计用于选择性地生成该信号，用于在膝盖的骨关节炎、软骨疾病、缺陷和损伤的治疗中，通过特定的和选择性的信号上调多种基因(例如，聚集蛋白聚糖mRNA、Type II胶原mRNA)的表达，并且还下调其他基因(例如，MMP-I、MMP-3、MMP-4)的表达。优选地，该设备是便携的，并且可被编程用于传递广泛多种的特定信号，用于在肌骨骼系统(骨骼、软骨、腱和肌肉)、心血管系统(血管生成、血管修复、血管再生)、皮肤和伤口康复以及防止肿瘤转移中的广泛多种的所选择疾病中，调节基因表达。本发明被设计用于满足该领域中的这些需要。
发明内容
本发明通过提供一种非侵入式电磁治疗方法和装置，用于治疗人膝关节中的患病和损伤组织，满足了前文提及的需要。根据本发明的该方法包括以下步骤：生成复合电信号，其包括具有约4.6至7.6V的峰峰电压的60kHz的正弦波，和所生成的持续约30分钟的100％占空因数信号以及100％占空因数信号之后的所生成的持续约1小时的50％占空因数信号。这些信号选择性地上调聚集蛋白聚糖和Type II胶原的基因表达，同时选择性地下调金属蛋白酶。这些复合电信号被传送到患者膝盖附近的电极或线圈，用于生成特定的和选择性的电磁场，其治疗患病和/或损伤组织。
根据本发明的方法，不同的占空因数模式可被选择用于24小时时间期间中的生成。在第一模式中，生成了复合电信号和3个额外的50％占空因数信号；在第二模式中，生成了复合电信号和2个额外的50％占空因数信号；并且在第三模式中，生成了复合电信号和1个额外的50％占空因数信号。根据患者膝盖的周长选择不同的电压模式。
根据本发明的一种用于生成施加到电极的特定的和选择性的信号的设备，用于生成选择性的电场或电磁场，以治疗人膝关节中的患病组织，该设备包括：信号发生器，其生成复合电信号，该复合电信号在癌症治疗中以及在防止癌症转移中，选择性地上调聚集蛋白聚糖基因表达和/或Type II基因表达，并且选择性地下调金属蛋白酶以及其他的蛋白酶；以及电气引线或无线连接，其将复合电信号传送到电极或线圈，用于场的生成。该信号发生器可以包括开关，其可手动或自动切换，用于在不同日子将信号发生器切换到不同的模式。信号发生器中的微控制器响应于日子中的时间数据，在预定的治疗时间选择性地生成复合电信号。
附图简述：
通过参考附图，将更好地理解本发明，其中：
图1是在白细胞介素(interleukin)(IL-1B)的存在时，关节软骨的软骨细胞暴露于持续30分钟的具有100％占空因数的20mV/cm容性耦合场中时的MMP-1 mRNA基因表达的响应的图形表述。如所指出的，在在24小时结束前，MMP-1 mRNA的表达显著下降。
图2是在IL-1B的存在时，关节软骨的软骨细胞暴露于三个不同信号类型的20mV/cm容性耦合场中时的聚集蛋白聚糖mRNA基因表达的响应的图形表述。如所指出的，通过一个复合信号(30分钟的100％占空因数，紧随有持续1小时的50％占空因数)相对于一个简单信号(30分钟的100％占空因数信号)或者重复一次的相同的简单信号，聚集蛋白聚糖mRNA的表达是最优的。
图3是在IL-1B的存在时，关节软骨的软骨细胞暴露于三个不同信号类型的20mV/cm容性耦合场中时的Type II胶原mRNA基因表达的响应的图形表述。如所指出的，通过一个复合信号(30分钟的100％占空因数，紧随有持续1小时的50％占空因数)相对于一个简单信号(30分钟的100％占空因数)或者重复一次的相同的简单信号，Type II胶原mRNA基因表达是最优的。
图4是介质中存在或不存在IL-1B的情况下，关节软骨的软骨细胞暴露于复合信号(30分钟的100％占空因数持续30分钟，紧随有持续1的50％占空因数)(该复合信号在4小时后跟随有持续1小时的50％占空因数的简单信号)的20mV/cm容性耦合场中时的氨基己醣产物的图形表述。如所指出的，在IL-1B不存在时，电激励产生了氨基己糖的1.6倍的增加，并且在IL-1B存在时，产生了氨基己糖的2.5倍的增加。
图5是介质中存在或不存在IL-1B的情况下，关节软骨的软骨细胞暴露于复合信号(30分钟的100％占空因数，紧随有持续1小时的50％占空因数)(该复合信号在4小时后跟随有持续1小时的50％占空因数的简单信号)的20mV/cm容性耦合场中时的羟脯氨酸产物的图形表述。如所指出的，在IL-1B不存在时，电激励产生了羟脯氨酸的1.7倍的增加，并且在IL-1B存在时产生了羟脯氨酸的3倍的增加。
图6是关节软骨的软骨细胞暴露于多种信号类型的容性耦合场中时的氨基己糖产物的图形表述。如所指出的，由复合信号(30分钟的100％占空因数/1小时的50％占空因数)(该复合信号跟随有1至3次重复的简单信号(每个该简单信号是1小时的50％占空因数))组成的信号序列重复的复合信号)给出了氨基己糖产物的几乎5倍的增加，但是在包含较少次简单信号(1小时的50％占空因数信号)重复的信号序列的情况下，氨基己糖产物具有较少的增加。
图7是关节软骨的软骨细胞暴露于多种信号类型的容性耦合场中时的羟脯氨酸产物的图形表述。如所指出的，由复合信号(30分钟的100％占空因数/1小时的50％占空因数)(该复合信号跟随有1至3次重复的简单信号(每个该简单信号是1小时的50％占空因数))组成的信号序列，在简单信号的1次、2次或3次重复的情况下，给出了羟脯氨酸产物的约2倍的增加。
图8是多种设备信号模式的示例的图形表示。如所说明的，每个模式开始于复合信号(30分钟的100％占空因数/1小时的50％占空因数)。
图9A是人膝关节的图画表述，其具有在关节线处施加到膝盖的中间(内侧)和侧部(外侧)的自粘附挠性电极；图9B是下部躯干的图画表述，其具有覆盖电极或线圈的环绕膝盖的织物包裹物或支撑物，其具有该包裹物或支撑物中的袋(右侧)，用于保持便携式信号发生器，以及佩戴在腰带上的袋(左侧)，用于保持电源组；图9C是人膝关节的图画表述，其具有覆盖用于感性耦合的线圈的环绕膝盖的织物包裹物或支撑物。
图10是本发明的便携式信号发生器设备的电路的框图，其中指出了基本的信号和控制流。每个块略述了特定的电路及其功能。VCC＝电压控制电路或者所调节的电压源，CS＝电流感测电路，而Op-Amp＝运算放大器或者输出驱动放大器。
图11是图10电路的示意图。
说明性实施例详述
下文将通过参考图1～11描述本发明。本领域的技术人员应认识到，此处给出的关于这些附图的描述仅用于示例性目的，并非以任何方式限制本发明的范围。所有关于本发明的范围的问题应通过参考所附权利要求解决。
定义：
如此处使用的，词“信号”用于意指由设备输出的多种信号，包括：机械信号、超声信号、电磁信号和电信号。
如此处使用的，术语“场”意指目标组织中的电场，无论其是组合场或脉冲电磁场，或是通过直流容性耦合或感性耦合而生成的场。
所说明的实施例的描述：
本发明是一种便携式设备，其能够将容性或感性耦合电场施加到患者的膝盖，用于提供所需的治疗效果。该设备向系统协调员提供对于针对接收治疗的对象的激励信号的控制。该系统协调员接收下载的主程序的总控制以及针对用于设备修改的编程的后继更新，并且允许设备安装者的有限的控制能力，以设定装配和模式。多种电源或固定电源可用于为该设备供电。时间、日和日期信息被用于设定关于日或周中不同时间的不同治疗的模式参数。在用于历史评估的载明日期记录的存储和检索中，该信息也是有用的。
本发明的设备被设计用于以多种模式发射具有多种持续时间、幅度、频率、占空因数和波形的信号。信号的特征被选择为，选择性地上调和下调基因表达，如前文提及的相关申请中所详细描述的。该信号被配置为简单的或复合的。简单信号被定义为具有给定的持续时间、幅度、频率和占空因数的一个信号。复合信号被定义为按顺序施加的两个或更多个简单信号，在每个简单信号之间具有或不具有中断。复合信号的简单信号分量可以是相互相同的，或者可以在持续时间、幅度、频率和/或占空因数方面是相互有变化的。
在图中示出了该信号的若干示例，用于说明如何能够设计多种信号构造，以便于实现所选的基因表达的最大调节。例如，在将micromass中生长的关节软骨的软骨细胞暴露于白细胞介素1B(IL-1B)中时，存在MMP-1 mRNA的显著增加(如骨关节炎中发生的)。然而，如图1所示，在施加持续30分钟的具有100％占空因数的20mV/cm(正弦波，60kHz)的容性耦合电场时，MMP-1 mRNA的下调是显著的。因此，用于维持MMP-1 mRNA和诸如癌症治疗中或防止癌症转移中所使用的那些其他蛋白酶的下调，每24小时的仅一个30分钟期间的该特定信号是最优的。然而，为了上调聚集蛋白聚糖mRNA，在IL-1B存在时，紧随有持续1小时的50％占空因数的30分钟100％占空因数的复合信号产生了聚集蛋白聚糖mRNA的10倍的增加，如图2所示。当间隔4小时施加信号时，相比于每个具有30分钟持续时间和100％占空因数的两个简单信号，该复合信号是5倍有效的。如图3所示，由于聚集蛋白聚糖和Type II胶原基因表达是功能互补的，因此Type II胶原mRNA的上调遵循相同的样式。
在图4和5中说明了，在增加基因表达的产物时，例如从聚集蛋白聚糖mRNA的上调导致的氨基己糖产物的增加以及从Type II胶原mRNA的上调导致的羟脯氨酸产物的增加，简单和复合信号的多种组合的效果。本领域的技术人员应认识到，初始复合信号(由紧随有1小时的50％占空因数的30分钟的100％占空因数组成)下调MMP-1mRNA(初始的30分钟)，并且上调聚集蛋白聚糖mRNA和Type II胶原mRNA(下个1小时)。4.5小时后，施加另外的50％占空因数信号，以进一步提升关于聚集蛋白聚糖mRNA和Type II胶原mRNA的基因表达。由于对于全部的24小时，初始下调了关于MMP-1的基因表达，因此没有必要重复30分钟的100％占空因数信号。(图1)。如图4和5所示，施加上文描述的信号构造，在IL-1B不存在时，分别导致了氨基己糖和羟脯氨酸产物的1.6和1.7倍的增加，并且在IL-1B存在时导致了更大的增加(分别为2.5和3倍的增加)。
为了更大地增加氨基己糖的产物，50％占空因数的第三信号每24小时将产物提升3.4倍，并且50％占空因数的第四信号每24小时将其提升到4.8倍(图6)。因此，使用该构造，信号序列，即跟随有3个简单信号的复合信号，提供了每24小时的最大的氨基己糖的产物。如图7所示，相同的构造分别使羟脯氨酸的产物增加到1.9、2.0和1.9倍。本领域的技术人员可以容易地设计其他的构造。例如，施加持续6小时的8.3％占空因数，使羟脯氨酸增加5.1倍。这可以这样配置，施加持续1小时的50％占空因数，用于氨基己糖激励，以及持续30分钟的100％占空因数，以下调MMP-1。这些示例被给出用于示出，在相同的24小时信号构造中，如何上调和下调不同的基因表达。
本发明的设备被设计用于提供一个或多个模式，每个模式施加多种信号构造。例如，如图8所示，一个模式被设计为，在24小时周期中，施加复合信号，其在隔开的4.5小时处、5小时处以及再一个5小时处，均跟随有简单信号。模式2被设计为，在24小时周期中，施加初始复合信号，其在4.5小时处和随后9.5小时处，跟随有两个简单信号。模式3被设计为，在24小时周期中，施加复合信号并且在随后的4.5小时处施加简单信号。这样，患者可以佩戴一种设备，其被切换到模式1，用于使用一天24小时，或者切换到模式2，用于仅在日间使用，或者切换到模式3，用于仅在夜间使用。对于本领域的技术人员而言，显而易见的是，该设备可被配置为，针对多种时间期间，在不同的日子，以一种或多种模式，以多种复合和简单信号构造，施加具有多种波形、幅度、持续时间、频率和占空因数的电场。
如图9A中说明的，本发明的设备可以连接到两个挠性的自粘附的传导电极10、12，其被安置在关节线处的膝盖的中间(内侧)和侧部(外侧)的皮肤上。短的VELCROTM包裹物14或者其他的材料环绕电极10、12，包裹，以将其固定在适当的位置，或者电极10、12可以装配到织物的膝盖包裹物或支撑物22中，如图9B中所示，由此电极10、12成为包裹物或支撑物22的可更换的部分，并且以这样的方式固定在包裹物或支撑物22中，即确保在关节线的水平面上的膝盖的内侧和外侧的所需位置处的良好接触。
本发明的便携式信号发生器优选地是小的(约3×2×英寸)，轻重量的(6～8盎司)，并且通过标准电池(例如，9伏)供电。该设备是便携式的，并且可以通过VELCROTM带14佩戴或附装到膝盖包裹物或支撑物22，或者可以同其电池组一起或不同其电池组一起，装配到包裹物或支撑物22中的袋24中，或者信号发生器18可以同其电池组一起或不同其电池组一起，佩戴在腰带线(腰部)处的袋或套26中(图9B)，或者通过装配到由VELCROTM带或按扣紧固的大腿或小腿包裹物中，佩戴在膝盖上面或下面(未示出)。该便携式信号发生器通过一个或多个挠性引线16连接到每个电极10、12，尽管也可以使用无线连接(例如，蓝牙)。
根据本发明的容性耦合实施例使用的电极10、12是挠性的、非金属的、每个尺寸约为2×2英寸，并且是自粘附的。一个电极佩戴在膝盖的中间侧，并且另一个佩戴在膝盖的侧面，如图9A所示。如所示出的，两个电极10、12均安置在膝关节的近似水平面上。电极10、12优选地是一次性的，用于约每5～7天更换。膝盖包裹物或支撑物22装配在电极10、12上，或者包裹物或支撑物22包含切口，其中电极10、12可被安置在关节线的每个侧(中间侧和侧面)，具有适当的间隔。
根据本发明的另一实施例，使用图9C所示类型的感性耦合设备，可以将适当的电场传递到患病的或创伤的关节软骨。通过包含N匝的线圈20在膝盖中生成电场，该线圈20被插入到膝盖包裹物或支撑物22中，并且在膝盖上且以其为中心滑动。电池供电的电流源自便携式信号发生器附装到线圈引线，由此时变电流流过线圈。该电流产生了磁通量，其接下来产生了时变电场。应当理解，通过电源可以控制电流的幅度、频率、占空因数和(一个或多个)波形，以便于产生关于E场的治疗值。
如在前文提及的在2003年6月9日提交的相关申请中描述的，由便携式信号发生器18所输出的、用于施加到电极10、12或者感性耦合线圈20的电压取决于患者膝盖的周长，如下：
切换位置    膝盖周长                 电压输出
1           小(小于15英寸)           4.6Vp-p±10％
2           中(15～16英寸)           5.0Vp-p±10％
3           大(16.1～18英寸)         5.6Vp-p±10％
4           特大(大于18英寸)         7.6Vp-p±10％
换言之，在设备的不同切换位置，基于患者膝关节的尺寸，提供了不同的电压输出。皮肤-电极接口处的电流被设定为不超过10mAmp。
按如下方式选择信号模式：
信号模式                最大治疗时间
1                       24小时/日
2                       16小时/日
3                       8小时/日
这样，可以根据信号模式设定具有3个位置的占空因数/周期时间开关。
优选地，患者没有接触到用于设定电压(基于膝盖尺寸)和周期时间的这些开关，由此仅可由治疗医生或护士进行模式改变。
电路描述：
图10说明了本发明的便携式电疗设备18的电路图。如所说明的，患者(用户)和程序员接口105经由有线或无线连接，连接到微控制器110，其下载操作系统、源代码和应用程序接口，以经由PC、膝上电脑或PDA显示或检索信息。接口105还包括电源指示器(未示出)，其使患者了解设备18是处于操作中的。微控制器110通过执行所存储的程序过程，协调用户接口105和剩余电路。设备18操作为独立的控制器，其未受限于导线或显示面板，该导线或显示板根据如自时钟日历芯片120接收的操作程序的日期、日和时间，发布信号输出控制。微控制器110还自电路，诸如电流感测器190、电源140、150检索数据，并自时钟日历芯片120检索日、日期和时间，并且存储这些数据，用于随后由程序协调员(110、105)检索。时钟日历芯片120优选地由分立的电池供电，并且独立地维持日期、日和时间，由此允许微控制器110作为不受电源或用户中断影响的外部参考。调节切换电压转换器130自多种电池电压或者自固定电源140接受供电，并且提供所调节的5伏(VCC)输出150，用于为设备18供电，并提供由微控制器110控制的所切换的5伏电压输出，以提供给切换电压转换器160。切换电压转换器160采用正5伏输入，并且产生负5伏输出，以提供给输出驱动放大器170。驱动放大器170在微控制器110的控制下，经由负载激励器180向电极10、12或线圈20提供输出信号(如安装者所确定的，小于10mAmps的4.6～7.6伏峰峰电压)。
在反馈电路(CS)190中回馈电流，当电极10、12或线圈20被适当安置为使程序协调员(或安装者)了解设备18以及电极10、12或线圈20在评估期间中是否被适当地附装到患者时，该反馈电路190感测适当的漏电流。负载是当适当安置电极10、12或线圈20时遇到的最大电流，并且电流流过，以便于生成电场。
在图11中说明了图10的电路的电路示意图。相似的元件由相似的参考数字说明。设备18的接口105包括前文提及的开关，用于手动地或自动地选择信号模式和膝盖周长。优选地，这些开关，不论是手动的还是软件实现的，可以仅由治疗医生或护士修改，由此防止患者修改治疗方案。在微控制器110中实现实际的模式和膝盖周长切换。在一个实施例中，医疗人员或患者可以使用PC、PDA或其他设备，经由接口105和微控制器110，按照适当操作的需要，配置设备18。如果接口105的电源指示器LED是亮的，则患者将能够确定针对设备18的供电是“接通”的。
本领域的技术人员应认识到，本发明的设备可用于在容性耦合实施例中向电极提供驱动信号，并且在感性耦合实施例中向线圈或螺线管提供驱动信号。相同的或额外的模式开关可用于在容性和感性耦合实施例之间进行选择，据此提供各自的驱动信号。
尽管上文详细描述了本发明的实施例，但是本领域的技术人员应认识到，在实质上不偏离本发明的新颖的教授内容和优点的前提下，许多额外的修改方案是可行的。任何该修改方案涵盖于如所附权利要求中限定的本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种用于生成施加到容性耦合和/或感性耦合设备的特定的和选择性的信号的设备，用于生成选择性的电场或电磁场，以治疗人膝关节中的缺陷或患病组织，该设备包括：
信号发生器，其生成复合电信号，该复合电信号选择性地上调聚集蛋白聚糖基因表达和/或Type II胶原基因表达中的至少一个，并且选择性地下调金属蛋白酶基因表达；以及
装置，用于将所述复合电信号传送到所述容性和/或感性耦合设备。
2.权利要求1的设备，其中所述复合电信号包括具有约4.6V至7.6V的峰峰电压的60kHz的正弦波。
3.权利要求2的设备，其中所述复合电信号包括：所生成的持续约30分钟的100％占空因数信号，以及所述100％占空因数信号之后的所生成的持续约1小时的50％占空因数信号。
4.权利要求3的设备，其中所述信号发生器在24小时时间期间中进一步生成具有约1小时持续时间的至少一个额外的50％占空因数信号。
5.权利要求4的设备，其中所述信号发生器可选择为至少三个模式：第一模式，用于在24小时时间期间中生成所述复合电信号和3个所述额外的50％占空因数信号；第二模式，用于在24小时时间期间中生成所述复合电信号和2个所述额外的50％占空因数信号；以及第三模式，用于在24小时时间期间中生成所述复合电信号和1个所述额外的50％占空因数信号。
6.权利要求5的设备，其中所述信号发生器包括开关，其可手动或自动切换，以将所述信号发生器切换到不同的模式。
7.权利要求1的设备，进一步包括：装置，用于将所述信号发生器保持在患者附近，以同所述容性和/或感性耦合设备通信。
8.权利要求7的设备，其中所述保持装置包括VelcroTM带，其将所述信号发生器保持到患者的一条腿，以及膝盖包裹物。
9.权利要求7的设备，其中所述保持装置包括膝盖包裹物和腿包裹物中的一个中的袋。
10.权利要求7的设备，其中所述保持装置包括佩戴在患者腰部的袋和套中的一个。
11.权利要求1的设备，其中所述通信装置包括电气引线和无线连接中的一个。
12.权利要求1的设备，其中所述信号发生器包括微控制器，其响应于日子中的时间数据，以在预定的治疗时间选择性地生成所述复合电信号。
13.权利要求1的设备，其中所述信号发生器在癌症治疗中以及在防止癌症转移中，生成复合电信号，该复合电信号下调金属蛋白酶及其他的蛋白酶的基因表达。
14.权利要求1的设备，其中所述信号发生器根据患者膝盖的周长可选择用于以不同的电压生成所述复合电信号。
15.一种非侵入式电磁治疗方法，用于治疗人膝关节中的缺陷或患病组织，包括以下步骤：
生成复合电信号，其包括：具有约4.6V至7.6V的峰峰电压的60kHz的正弦波、和所生成的持续约30分钟的100％占空因数信号、以及所述100％占空因数信号之后的所生成的持续约1小时的50％占空因数信号；以及
将所述复合电信号传送到患者膝盖附近的容性耦合和感性耦合设备中的一个，用于生成特定的和选择性的电磁场，其治疗所述患病组织。
16.权利要求15的方法，其中所述生成步骤包括以下步骤：在24小时时间期间中生成具有约1小时持续时间的至少一个额外的50％占空因数信号。
17.权利要求16的方法，其中所述生成步骤包括以下步骤：选择至少三个占空因数模式中的一个：第一模式，用于在24小时时间期间中生成所述复合电信号和3个所述额外的50％占空因数信号；第二模式，用于在24小时时间期间中生成所述复合电信号和2个所述额外的50％占空因数信号；以及第三模式，用于在24小时时间期间中生成所述复合电信号和1个所述额外的50％占空因数信号。
18.权利要求15的方法，其中所述生成步骤包括以下步骤：根据患者膝盖的周长，选择用于所述复合电信号的电压。
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