电磁热疗法的制作方法

专利名称：电磁热疗法的制作方法
电磁热疗法优先权要求本申请要求Sham等人于2010年7月7日递交的名称为“电磁热疗法”的美国专利申请序列号12/831,779的优先权，所述申请因此通过引用被全文引入到本文中。
背景技术：
骨关节炎(Osteoarthritis),又称为退化性关节疾病，以透明软骨(hyalinecartilage)的逐渐损失为特征，并且在极端的案例中，软骨下骨中形成囊肿并且软骨下骨变形。透明软骨在膝关节的关节表面内形成衬里层，并为所述关节提供缓冲和润滑。在骨关节炎期间，软骨的细胞外基质(extra-cellular matrix)损耗的速率大于其被合成的速率，导致膝关节的关节表面处的软骨的总量的净降低。随着软骨的损坏，呈现诸如疼痛、肿胀、敏感、僵硬甚至肌肉萎缩等症状。软骨细胞(Chondrocyte,负责基质合成和逆转(turnover)的透明软骨的细胞组成部分)也耗尽了，从而导致不能自所述疾病自然地康复。此外，骨关节炎关节中所呈现的细胞释放出分解代谢的细胞因子和酶，所述细胞因子和酶阻止胶原合成。迄今为止，用于骨关节炎的常规疗法针对的是降低疼痛和关节损害的发展，以便尽量减小致残并尽量提高生活质量。当前对于骨关节炎的应对方法包括诊断疾病、改变患者活动、开消炎药物处方、向膝关节中注射类固醇、以及(作为最后手段的)手术。尽管该方案的确有所助益，但它完全不是对骨关节炎患者的治愈方法。除常规疗法外，当前还有若干可用于治疗骨关节炎的替代疗法。非侵入性替代疗法领域中的三种先驱包括电刺激、静态磁刺激和电磁刺激。电刺激，例如经皮电神经刺激(transcutaneouselectrical nervestimulation, TENS), 越过皮肤向局部神经传递温和的电脉冲。在骨关节炎患者中，疼痛脉冲经由较小的皮肤纤维(cutaneous fiber)被传送给脊髓。TENS起到刺激较大的皮肤纤维的作用，较大的皮肤纤维随后经由C类纤维传送更快的脉冲，以抑制自所述较小的纤维的疼痛信号。TENS则如此屏蔽了骨关节炎患者通常所体验到的疼痛。TENS还被认为是鼓励了内源性鸦片剂(人体的天然镇痛剂)的分泌，进一步降低了骨关节炎患者所体验到的疼痛。静态磁刺激也被显示提供了医疗相关的益处。各种被设计用于在动物中诱发骨关节炎、骨折和滑膜炎(synovitis)的实验已经显示出随磁治疗之后的更快的骨修复、增加的骨密度和减小的关节炎症。磁体被认为能通过减小慢性疼痛神经元的放电速率(firingrate)、改变酶介入的反应的速率、通过影响细胞膜中的钙通道的运作来调制细胞内信令、以及提高血液流动而影响生物过程。以上所述全部可以提供关于骨关节炎的症状的一些益处。此外，电磁刺激(通过经由线圈发送电流而产生磁场的理疗法方)也可以提供对于骨关节炎的治疗的医疗益处。已经观察到骨上的物理应力引起微小电流(压电电势)的出现，其被认为是将物理应力转导为促进骨形成的信号的机制。具体地，对软骨中的电现象的研究已经显示出在软骨受到机械压迫时出现的、与骨中所述机制相似的机械-电转导机制。在软骨内产生电流被认为刺激了软骨细胞的活性，从而促进了软骨合成。新软骨合成可起到抵抗骨关节炎中所见的退化，并因此减轻骨关节炎的症状的作用。因此，需要用于治疗骨关节炎的改善的装置和方法。

发明内容
在本文公开的各种实施例中，公开了用于治疗骨关节炎的装置或方法。更具体地，某些实施例涉及用于治疗骨关节炎的便携式可抛弃型脉冲电磁场(PEMF，pulsedelectromagnetic field)刺激和热疗法装置及其使用方法。一种包括多用途护套和两个一次性使用的疗法单元的便携式非侵入性装置被设计为提供用于治疗膝关节骨关节炎的电磁热疗法(EMT2, Electro-Magnetic ThermalTherapy)。EMT2提供经皮脉冲电磁场刺激和热疗法。为本申请的目的，“热疗法”理解为指任何提供用于治疗目的的热敷或冷敷的疗法。EMT2被设计为减轻疼痛并增加移动度,而不用与罹病关节的直接皮肤接触。一次性使用疗法单元在被插入护套时提供热量或冷却以及PEMF刺激，护套提供用于线圈的控制和功率。护套可包括能传递推荐量的疗法的可充电电源和用于传递PEMF刺激的线圈。可以以将疗法对准关节中间和侧面区域的方式将护套紧固到膝关节上。此外，护套可以被设计得美观且舒适，以在日常活动期间佩戴在衣物上/下，由此增加患者的配合意愿。电磁刺激概念背后的基本原理是，使电流通过 线圈绕组结构将产生电磁场。电磁场反过来在处于该场内的任何传导性材料(例如神经或其它躯体部位)中产生电流。由适当取向的脉冲电磁刺激创建的电磁感应电场因此实现向躯体细胞传送电荷的效果。该感应电流能导致神经放电(nerve firing)、肌肉收缩、导致细胞生长的对细胞信令通道的刺激以及其它若干效果。对照于施加电刺激，脉冲电磁刺激不要求直接皮肤接触以感应神经激发。因此，能通过脉冲电磁刺激而实现显著更高级别的定向刺激，而避免其它技术的副作用。这样，本文公开的EMT2装置和方法被设计为具有用于刺激神经、肌肉和/或其它躯体组织的强大的电磁刺激装置。之前的临床研究显示了用于治疗骨关节炎的低频PEMF和新软骨生长之间的高度相关性。本创造性的装置提供易于使用的便携式系统，该系统可以应用于许多临床和家庭保健应用。本部分内容旨在提供对本申请的主题的概述。其并不意在提供对本申请的排它或穷举的解释。
具体实施方式
用于提供关于本申请的进一步的信息。


附图不一定按比例绘制。附图中，不同视图中的相似的附图标记可描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似的附图标记可代表相似的组件的不同实例。附图一般地以示例而非限制的方式示出了本申请中讨论的各种实施例。图1是显示典型的人类膝关节的模型的图示。图2是显示根据一个实施例的用于治疗膝关节中的骨关节炎的刺激装置的框图。图3是刺激装置的一个实施例的主视图，所述刺激装置可以固定于患者的膝关节，用以传递电磁和热疗法。图4A和图4B显示牢牢固定于患者的膝关节的图3的刺激装置。图5是图3的刺激装置的分解透视图。图6是图3的刺激装置的一部分的放大的分解图。图7是形为贴片的刺激装置的一个实施例的透视图，所述贴片可固定到患者的躯体上，用以传递电磁和热疗法。图8 一般地显示活动的膝关节系统的分解透视图。图9 一般地显示活动的踝关节系统的示例。图10 —般地显示活动的背部系统的示例。图11 一般地显示活动的肘关节系统的示例。图12和图13 —般地显示活动的腕关节系统的示例。
具体实施方式
`一种用于向躯体部位例如关节提供复健治疗(therapeutic treatment),以促进所述躯体部位的愈合的装置，包括:信号发生器，用于根据所选中的治疗模式产生脉冲电磁场；控制器，用于存储所述治疗模式，并将所述治疗模式传达给所述信号发生器；热量源，其被配置为向所述躯体部位提供热疗法；以及监测装置，用于监测由电磁刺激装置产生的电磁场。所述装置还可包括与所述监测装置通信的遥测装置，所述遥测装置用于远程接入所述控制器，以改变所述治疗模式。所述装置还可以是一次性的。图1是显示典型的人类膝关节的模型的图示。如图1所示，典型的人体膝关节包括由分别在股骨和胫骨的端部上的关节软骨和纤维囊界定的填充有滑液的室(compartment)。根据本文所述的装置和方法的一个实施例，膝关节中的骨关节炎可以以热敷或冷敷、以及通过紧邻膝关节被定位的线圈的特异性选择性电磁场来进行治疗。如以下将更详细论述的，信号发生器装置可以将适当的信号提供给所述线圈，用以产生所述特异性选择性电磁场。治疗膝关节中的骨关节炎所需的所述特异性选择性电磁场可以根据股骨和胫骨的尺寸和症状的严重性以及其它因素来计算和加以变化。此外，还可以使加热或致冷源定位在膝关节附近，以缓解疼痛，降低患者不适，并增加移动度。所述加热或致冷源也可称作“热交换组件”，为即时敷用目的，所述热交换组件是指任何能用于热敷(或施加任何高于患者体温或环境温度的温度)或冷敷(或施加任何低于患者体温或环境温度的温度)的组件或装置。更具体地，本文所讨论的实施方案涉及用于治疗关节(例如膝关节)中患病组织的装置和方法，所述装置和方法用于(I)致热或致冷；以及(2)产生选择性脉冲电磁场。所述装置可以被设计为多种形式，例如膝关节支具或较小的皮肤贴片；优选所述装置提供用于治疗骨关节炎的经皮刺激。所述装置可以被设计为向罹病关节直接提供刺激，以减轻疼痛并增加移动度。如接下来的段落中将更详细地讨论的，各种EMT2刺激装置的实施例可以被设计为长期附接到患者上，而基本不影响日常活动，也基本不刺激皮肤。此外，所述刺激装置可以被设计为美观且佩戴舒适。诸如此类的设计特征使得患者因不适而拒绝治疗(即患者“不愿意配合”)的情况可以被尽量减少。
脉冲电磁场(Pulsed Electromagnetic Field)在高度传导性的细胞外液中产生较小的感应电流(法拉第电流)，所述细胞外液从而模拟内源性电流。该内源性电流主要缘于包含电解质的流体在骨的通道中的移动，所述电解质包含具有固定的负电荷的有机成分，产生所谓“流动电势(streaming potential)”。对软骨中电现象的研究显示出在软骨受到机械压迫时出现的、与骨中所述机制相似的机械-电转导机制，导致在软骨基质中胶原和蛋白聚糖(proteoglycans)中固定的负电荷的表面上的电解质和流体的移动。这些流动电势在软骨中服务于与骨中相似的目的，并与机械应变一道导致信号转导，所述信号转导能刺激基质组成部分的软骨细胞合成。与直流电流相反，PEMF能穿透细胞膜，并刺激所述细胞膜或直接影响细胞内细胞器。因此，PEMF对细胞外基质的影响包括增加的软骨分子的合成，从而能“重塑”膝关节。图2是显示根据一个实施例的用于治疗膝关节中的骨关节炎的EMT2刺激装置10的框图。该装置实施例10具有信号发生器12、功率源14、第一刺激装置16A和第二刺激装置16B。第一刺激装置16A通过第一信号线20A连接到信号发生器12的第一输出端18A上。类似地，第二刺激装置16B通过第二信号线20B连接到信号发生器12的第二输出端18B上。在各种实施例中，第一刺激装置16A具有电磁刺激装置26A和/或热交换组件28A，并且第二刺激装置16B具有电磁刺激装置26B和/或热交换组件28B。第一信号线20A和第二信号线20B被配置为传递由信号发生器12产生的信号，以通过第一刺激装置16A和第二刺激装置16B制造适当的复健刺激。第一信号线20A和第二信号线20B可以是“有线”的，例如使用同轴电缆。替换地，也可以使用“无线”连接装置，例如蓝牙。虽然刺激装置10被示出为具有两个输出端18A和18B，输出端18A和18B用于向两个刺激装置16A和16B同时且独立地传递(相同或不同的)输出信号，但是本领域技术人员将理解，输出端和刺激装置的数目可以变化而不背离本文所公开的实施方案的预期范围。因此，构思了包括任何数目的刺激装置的装置10的实施例。例如在一个替换的实施例中，装置10可以具有一个刺激装置。功率源14可以为例如锂电池组，功率源14用于向信号发生器12传递电流输入。尽管在图2中被示出为远程单元，但是功率源14可以与信号发生器12—起被封装，或作为信号发生器12的一部分被引入。由于所述实施例可以被设计为具有较低的功率需求，则功率源14可以是能提供每时段(session)少于约300mW的平均功率输入的功率源。因此，功率源14 一般较小且重量较轻。在替换的实施例中，装置10具有两个功率源，一个向所述信号发生器供给功率，另一个供给功率以制造所述热交换。如图2中所示，信号发生器12可包括电压调节器22和微控制器24。此外，第一刺激装置16A可包括第一电磁刺激装置26A和第一热交换组件28A，而第二刺激装置16B可包括第二电磁刺激装置26B和第二热交换组件28B。在一个实施例中，所述第一电磁刺激装置26A和第二电磁刺激装置26B为第一线圈26A和第二线圈26B。电压调节器22可用于向所述第一电磁刺激装置26A和第二电磁刺激装置26B提供各种所需求的供给电压。第一电磁刺激装置26A和第二电磁刺激装 置26B可以被微控制器24触发，微控制器24可以被设计为在具体的触发和切换频率处产生精确的脉冲。输出信号自微控制器24被传递给第一刺激装置16A和第二刺激装置16B，第一刺激装置16A和第二刺激装置16B各自单独地响应于所述信号，以制造脉冲电磁场。如图2中所示，装置10的替换的实施例可进一步包括显示器30和监测装置32。显示器30可以被设计为显示包括但不限于治疗模式、功率水平和治疗时段中剩余的时间在内的许多不同的治疗参数。监测装置32可以被设计用于监测刺激装置10的一种或多种输出状况。具体地，监测装置32可以被配置为确保精确的治疗剂量经由第一刺激装置16A和第二刺激装置16B被传递给患者的膝关节。可以被监测装置32监测的一种状况是由第一线圈26A和第二线圈26B产生的电磁场。具体地，监测装置32可包括电路，所述电路既监测所述电磁场的强度，又在被传感到的场与希望的治疗水平不符合时调整被传递给所述线圈的信号。可以被监测装置32监测的第二种状况是由第一热交换组件28A和第二热交换组件28B产生的组织温度。如果例如监测装置32传感到可接受的范围之外的对膝关节周围的组织形成损伤威胁的组织温度，则监测装置32可通过显示器30与患者交流，以指令自患者膝关节拆除装置10。例如，在一个实施例中，监测装置32可包括信号检测器，所述信号检测器连接到第一刺激装置16A和/或第二刺激装置16B上，并用于测量来自第一线圈26A和第二线圈26B的能量发射。所述信号检测器可以被设计为向信号发生器12传送反馈信号，用以控制能量输出。自第一刺激装置16A和第二刺激装置16B被 传送的实际的电磁能场或治疗剂量可以通过将所述信号强度检测器嵌入到所述刺激装置中而被直接测量到。被所述信号检测器测量到的信号水平然后可以被发送至信号发生器12，所述信号水平在该处可以被用作反馈控制信号，以控制所述发生器的输出信号。如果，在任何时刻处，监测装置32检测到希望的治疗模式的范围以外的场强度，则显示器30可以显示可听、可视、可触知等类型的报警，以通知患者和/或医生所述治疗模式中的故障。此外，如果测量到的场强度在形成威胁风险的水平以上，则监测装置32的反馈线路可停止所述治疗，以确保患者不受到伤害。如本领域技术人员将会理解的那样，监测装置32可替换地或附加地包括温度传感器和相关的反馈控制，以传感并控制患者膝关节周围的组织温度。如图2中所示，装置10可被连接到计算机系统34上，以允许医生将治疗模式编程入微控制器24。如此，医生保持对的患者接收到的治疗的类型的控制，因为装置10可以被设计为仅医生能接入并改变所述被编程的治疗模式。通过计算机系统34，医生还可以监测所述治疗状况，以确保例如产生正确的场强度。为了使利用刺激装置10进行的治疗对医生和患者更加方便，可在所述装置中引入遥测装置36。一般而言，遥测允许远程地测量相关的信息并报告给远程系统或操作者。此外，遥测通过允许操作者远程地向所述装置发送指令或编程所述装置，而允许远程操作并控制装置。对于刺激装置10而言，遥测装置36使医生能远程地监测所述治疗，并改变被编程入微控制器24中的治疗模式。如此，则医生能控制治疗模式并开列治疗模式的处方，而无需与患者面对面地会诊，从而使骨关节炎的治疗对于医生和患者都更为方便。在一个实施例中，遥测装置36可使用无线通讯，例如通过射频(RF)系统实施所述装置和远程系统之间的数据链路，来操作。但是遥测装置36可替换地通过其它媒介(例如电话线、计算机网络)或通过光学链路传送数据。
既然已经参考图2的框图描述一般地说明了所述EMT2刺激装置的某些实施例，则将说明可以由患者佩戴用于治疗骨关节炎的刺激装置的示例性实施例。具体地，图3描述刺激装置110，所述刺激装置一般包括膝关节护套111、外罩131 (其中定位有信号发生器和功率源)、第一刺激装置116A、第二刺激装置116B以及紧固装置117。外罩131可以被定位在护套111上任何地方。装置110替换地还具有显示器130，显示器130能显示一个或多个治疗参数，例如治疗模式或疗法时段中剩余的治疗时间。在图3中描绘的实施例中，显示器130处在外罩131上。替换地，显示器130可以被定位在在使用期间对于使用者而言可见的任何位置上。刺激装置110是用于向患者躯体提供电磁场刺激和热疗法以促进愈合的装置。具体地，刺激装置110可以(通过第一刺激装置116A和第二刺激装置116B)向遭受骨关节炎影响的膝关节提供脉冲电磁场刺激和热疗法，以促进所述膝关节的愈合。但是本领域技术人员将会理解，本文所公开的各种装置的实施例可以用于向患者躯体上的各种其它位置提供电磁场刺激和热疗法(EMT2)，以促进愈合或提供复健影响。膝关节护套111包括主躯体部分113、第一组系带元件115A以及第二组系带元件115B。第一组系带元件115A包括第一紧固元件117A，而第二组系带元件115B包括第二紧固元件117B。如随后的段落将讨论的那样，第一紧固元件117A被配置为与第二紧固元件117B紧密配合，以便将第一组系带元件115A可拆除地连接到第二组系带元件115B上，并由此将膝关节护套111牢牢固定到患者膝关节上。图4A和图4B显示根据一个实施例的牢牢固定于患者的膝关节的刺激装置110。具体地，图4A显示患者膝关节的正侧，而图4B显示所述膝关节的背侧。刺激装置110的膝关节护套111被包裹在膝关节周围，使得具有第一紧固元件117A的第一组系带元件115A与具有第二紧固元件117B的第二组系带元件115B部分重叠，以将所述护套牢牢固定在所述膝关节上的希望的位置处。当被适当地牢牢固定到所述膝关节上时，第一刺激装置116A被定位在侧面膝关节位置处，而第二刺激装置116B被定位在中间膝关节位置处。在一个实施例中，第一紧固元件117A和第二紧固元件117B形成钩环紧固装置，例如通常所谓的VELCRO ,其中第一紧固元件117A 是“钩”部分，并且第二紧固元件117B为“环”部分。但是也可以使用包括但不限于卡扣(buckle)、按扣(snap)和拉链在内的其它紧固装置。在膝关节护套111的替换的实施例中，未使用紧固装置。相反，形成所述包裹的织物由于所述包裹自身的弹性而能被拉伸，并能自动固定到位。图5是根据另一个实施例的刺激装置110的分解透视图。如图5所示，第一刺激装置116A包括第一线圈126A、第一刺激装置支座125A、第一刺激装置支座垫板121A、第一热交换组件128A以及第一刺激装置外罩119A。第一刺激装置116A的第一线圈126A被设计为被包含在第一刺激装置支座125A内。第一刺激装置支座垫板121A提供供第一刺激装置支座125A附接其上的基座，以便第一刺激装置支座125A通过但不限于例如不可逆扣合钩机制、超声波焊接或胶合等示例性附接机制而被连接到所述膝关节护套上。在一个实施例中，第一刺激装置支座垫板121A可以通过缝合、胶合或任何已知的附接装置而永久地被附接到膝关节护套111上。第一热交换组件128A被设计为被包含在第一热刺激装置外罩119A内。外罩119A然后可以在背侧上被薄塑料障碍物123A包围，薄塑料障碍物123A由诸如Tyvek 的材料形成。薄塑料障碍物123A可以被胶水、热封料或塑料扣合盖118A附接到外罩119A上。第一热交换组件119A可以被插入到第一刺激装置支座125A中，第一刺激装置支座125A被连接到膝关节护套111上，如图3中描绘的实施例中所示。虽然未如第一刺激装置116A那样在分解图中示出，第二刺激装置116B包括以相似方式配置的相似的组件。这样，讨论仅出于示例而集中在第一刺激装置116A上，但同样适用于第二刺激装置116B。因此，第二刺激装置116B包括具有相似的附图标记的相似的组件。图5中示意地描绘出的信号发生器112包括电压调节器122和微控制器124，微控制器124控制信号，所述信号经由线束132被传送给第一线圈126A和第二线圈126B，以向膝关节提供所述脉冲电磁场。线束132隐藏在膝关节护套111的不同织物层内。功率源114向电压调节器122提供功率，并被定位在包含有信号发生器112的同一外罩内。但是如上所述，功率源114可替换地被定位得远离信号发生器112。在另一个替换的实施例中，提供了两个功率源:用于所述信号发生器的功率源，和用于所述热交换组件的功率源。在又一个实施例中，提供了三个功率源:用于所述信号发生器的功率源，以及用于每个热交换组件的功率源。在一个实施例中，用于所述热交换组件的功率源为在被暴露于空气时提供能量的一次性加热混合物。

第一线圈126A和第二线圈126B是单极或双极电磁体，当有电流流经所述电磁体时，所述电磁体产生磁场。所述磁场是通过使电流通过第一线圈126A和第二线圈126B而被制造出来的，优选第一线圈126A和第二线圈126B由围绕芯盘绕的长钢丝索形成。所述“脉冲”电磁场可以通过对微控制器124编程以极快的速率打开和关闭所述电磁场而被制造出来。虽然第一热交换组件128A和第二热交换组件128B不是必须的组件，但是将第一热交换组件128A和第二热交换组件128B分别引入第一刺激装置116A和第二刺激装置116B可以提供有益的治疗结果。具体地，当与电磁疗法结合使用时，热疗法有助于治疗骨关节炎的影响，并改善患者的配合意愿。但是本领域技术人员将理解，仅施加热疗法、仅施加电磁疗法或施加这两种疗法的组合的刺激装置110的实施例都是可能的。因此，本文所述刺激装置可以被改造以针对不同患者的具体需要。热量是可以用于缓解疼痛并降低不适的天然治疗法。这是通过刺激患者的热感知器而实现的，所述热感知器反过来通过松弛深层肌肉而协助阻挡疼痛感到达大脑，以降低敏感度和疼痛。为了获得包括新城代谢、肌肉伸长、血液流动和组织温度的增加在内的复健传热效果，必须达到约104华氏度(40摄氏度)的肌肉内温度。根据各种实施方案，多种类型的热量源可以用于提供有益的热量疗法。例如，第一热交换组件128A和第二热交换组件128B可以为多次使用的匣子，每次使用前要求患者例如通过将所述匣子放置在微波炉中来重复加热所述匣子。替换地，第一热交换组件128A和第二热交换组件128B可以为一次性使用的匣子，其被设计为在特定的时间中提供不可逆放热反应，以提供热量源。在一个实施例中，第一热交换组件128A和第二热交换组件128B是包含有铁、碳、氯化钠、硫代硫酸钠和水的匣子。当所述CLLHW化合物被暴露于空气时，其经历产生热量的放热反应。在其它实施例中，热量可以由基于电阻的热量源、选择性绝缘或操作期间电池辐射的“温暖”来提供。本领域技术人员将理解，第一热交换组件128A和第二热交换组件128B可以是被设计为在几分钟至一整天范围内的任何指定的时段中传递热量疗法的热量源。所述指定的时段可以也可以不与所述电磁场的持续期间重合。此外，第一热交换组件128A和第二热交换组件128B可以是脉冲的，使得所述热量疗法不是恒定的。在一个实施例中，功率源114是锂聚合物电池，所述锂聚合物电池可以是一次性使用的电池或可重复充电的多次使用的电池。如果功率源114是可重复充电型电池，则刺激装置110可以被配置为附接到用于对所述装置重复充电的插接站(docking station)上。替换地，所述插接站可以被设计为仅接受功率源114，可以使功率源114可以自刺激装置110上被拆除。如本领域技术人员将理解的，无数其它类型的功率源可以被用于向刺激装置110提供必须的功率。例如刺激装置110可以被设计为从患者的躯体移动中制造功率。替换地，刺激装置110可以通过带有热量副产物的化学反应而获得功率。在这种情况下，所述热量副产物可以向膝关节提供所述热量疗法。如图5中所示，刺激装置110进一步包括显示器130，显示器130用于显示例如所述治疗模式或治疗时段中剩余的治疗时间等一个或多个治疗参数。显示器130可利用许多不同类型的指示器装置，例如光源、(作为流逝的时间的函数的)颜色改变的热敏材料、数字计时器或声音重复。此外，显示器130可以与监测装置一起工作，以便响应于传感例如在由所述治疗模式限定的电磁场强度以外的电磁场强度的监测装置来向患者传送可听、可视或可触知型的消息。在所述实例中，显示器130用于指令患者拆除所述刺激装置或呼叫其医生。图6是根据一个实施例的图5的分解透视图的放大图示。在所述实施例中，如图5所绘的刺激装置外罩119A和119B是可插入、可替换的单元，所述单元能容易而迅速地被插入到装置支座125AU25B中或自其中被拆除。在一个实施例中，刺激装置外罩119A和119B所具有的连接部一旦被插入到装置支座125A、125B中，则连接到装置支座125A、125B中的连接部上，以向外罩119A和119B供给功率。图6描绘具有可插入的刺激装置外罩119A和119B的刺激装置110的一个实施例。如图6所示，刺激装置110在刺激装置外罩119A中具有金属板140A和第一对刺激装置支座弹簧承载的金属触头142A。当刺激装置110如图3中示出那样被组装时，刺激装置外罩119A上的金属板140A用于在第一刺激装置支座125A中与一对弹簧承载的金属触头142A发生电连接。刺激装置外罩119A上的突起133A可以滑进并滑出刺激装置支座125A上的槽134A，并啮合在刻痕135A中，以制造可逆的机械扣入特征，所述特征允许外罩119A牢牢插入刺激装置支座125A并自其拆除。在替换的实施方案中，刺激装置外罩119A中的金属板140A与被插入到第一刺激装置支座125A中的第一对磁体刻痕中的第一对刺激装置支座磁体发生接触，用以使外罩119A牢牢固定到第一刺激装置支座125A上。在另一个替换方案中，取代金属板，刺激装置110可以具有刺激装置磁体对以及相应的刺激装置支座磁体对。第一对刺激装置支座弹簧承载的金属触头142A被连接到与信号发生器112通信的相应的信号线对(未示出)上。当第一刺激装置外罩119A被定位在第一刺激装置支座125A内时,金属板140A和相应的第一对刺激装置支座弹簧承载的金属触头142A之间的电连接制造出将第一刺激装置116A电 连接到信号发生器112上的闭合电路。因此，信号发生器112能与第一刺激装置116A通信，以传递由被编程入微控制器124中的治疗模式限定的处方治疗信号。图3至图6中示出的刺激装置110的实施例是两个线圈的设置，膝关节每侧各一个线圈。用以产生所述PEMF疗法。一般而言，电压调节器122用于向信号发生器112、第一刺激装置116A和第二刺激装置116B提供恒定的供给电压。微控制器124触发第一线圈116A和第二线圈116B，从而在由存放在所述微控制器中的指定的治疗模式限定的具体的触发和切换频率处产生精确的脉冲。所述触发频率被限定为固定数目的脉冲发生的速率。所述切换频率是所述单个脉冲的基本频率。另一称为切换工作循环周期的参数被限定为所述脉冲宽度与所述切换周期的比率。所述脉冲的电压等于所述PEMF疗法的振幅。由信号发生器112、第一刺激装置116A和第二刺激装置116B产生的所述脉冲电磁场所要求的穿透深度可以根据例如患者膝关节区域的尺寸而变化。但是，对于成年患者，所述穿透深度一般在约Icm至约5cm的范围内。替换地，所述穿透深度在约2cm至约4cm的范围内。在另一替换方案中，所述穿透深度在约2cm至约2.5cm的范围内。该“穿透深度”参数是必要的，以便估计提供所述疗法所需的磁场强度，以最终确定对功率源114的功率要求。一般而言，由线圈产生的磁场强度以特斯拉(T)来测量，并具有以下与流经所述线圈的电流的关系式:
权利要求
1.一种便携式非侵入性装置，用于向关节提供复健治疗，以促进所述关节的愈合，所述装置包括可围绕所述关节定位的护套，所述护套包括第一复健单元和第二复健单元； 其中，所述第一复健单元包括: 第一信号发生器，其处在所述护套上的第一位置处，所述第一信号发生器被配置为产生第一脉冲信号； 第一电磁刺激器，其紧邻所述第一信号发生器，所述第一电磁刺激器被配置为接收所述第一脉冲信号，并在所述关节内提供第一脉冲电磁场；以及 第一一次性使用的热交换组件，其紧邻所述第一电磁刺激器，所述第一一次性使用的热交换组件被配置为向所述关节提供第一基于温度的疗法；并且其中，所述第二复健单元包括: 第二信号发生器，其处在所述护套上的第二位置处，所述第二位置与所述第一位置不同，所述第二信号发生器被配置为产生第二脉冲信号； 第二电磁刺激器，其紧邻所述第二信号发生器，所述第二电磁刺激器被配置为接收所述第二脉冲信号，并在所述关节内提供第二脉冲电磁场；以及 第二一次性使用的热交换组件，其紧邻所述第二电磁刺激器，所述第二一次性使用的热交换组件被配置为向所述关节提供第二基于温度的疗法。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电磁刺激器包括第一线圈，所述第二电磁刺激器包括第二线圈，并且所述述第一线圈和所述第二线圈被配置为在所述关节内提供所述第一脉冲电磁场和所述第二脉冲电磁场。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电磁刺激器包括中间电磁刺激器，所述中间电磁刺激器被配置为在所述关节的中间区域提供所述第一脉冲电磁场，所述第二电磁刺激器包括侧面电磁刺激器，所述侧面电磁刺激器被配置为在所述关节的侧面区域提供所述第二脉冲电磁场。
4.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一一次性使用的热交换组件包括中间一次性使用的热交换组件，所述中间一次性使用的热交换组件被配置为向所述关节的中间区域提供基于温度的疗法，所述第二一次性使用的热交换组件包括侧面一次性使用的热交换组件，所述侧面一次性使用的热交换组件被配置为向所述关节的侧面区域提供基于温度的疗法。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一一次性使用的热交换组件和第二一次性使用的热交换组件包括热量源，所述热量源被配置为向所述关节提供热量疗法。
6.根据权利要求5所述的装置，其中所述热量源包括加热混合物，所述加热混合物被配置为当被暴露于空气时，经历产生热量的放热反应。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一一次性使用的热交换组件和第二一次性使用的热交换组件包括致冷源，所述致冷源被配置为向所述关节提供冷却疗法。
8.根据权利要求7所述的装置，其中所述致冷源包括被配置为经历吸热反应的混合物。
9.根据权利要求1所述的装置，包括: 第一容纳部，其紧邻所述第一电磁刺激器连接到所述护套上； 第二容纳部，其紧邻所述第二电磁刺激器连接到所述护套上；第一可抛弃型外罩，其包括所述第一一次性使用的热交换组件，其中所述第一可抛弃型外罩被配置为被机械地连接到所述第一容纳部上；以及 第二可抛弃型外罩，其包括所述第二一次性使用的热交换组件，其中所述第二可抛弃型外罩被配置为机械连接到所述第二容纳部上。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一可抛弃型外罩和第二可抛弃型外罩被配置为当机械连接到所述第一容纳部和所述第二容纳部上时，使所述第一电磁刺激器和第二电磁刺激器在所述关节内产生所述电磁场。
11.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一电磁刺激器和第二电磁刺激器被配置为在所述关节内产生持续期间与针对所述关节的所述基于温度的疗法重合的所述电磁场。
12.根据权利要求1所述的装置，包括被可拆除地连接到所述护套上的单个微控制器，所述单个微控制器被配置为既控制所述第一信号发生器，也控制所述第二信号发生器。
13.根据权利要求1所述的装置，其中所述护套上的所述第二位置相对于所述护套围绕所述关节的预期位置而言，基本与所述护套上的所述第一位置相对。
14.一种启动第一电磁刺激器和第二电磁刺激器的方法，包括: 将第一一次性使用的热交换组件容纳于在可围绕关节定位的护套上的第一位置上的第一容纳部中，所述第一容纳部紧邻第一电磁刺激器和第一信号发生器；并且 将第二一次性使用的热交换组件容纳于所述护套上的第二位置上的第二容纳部中，所述第二位置与所述第一位置不同，所述第二容纳部紧邻第二电磁刺激器和第二信号发生器； 其中所述容纳所述第 一一次性使用的热交换组件使所述第一信号发生器和所述第一电磁刺激器能在所述关节内提供第一电磁场；并且 其中所述容纳所述第二一次性使用的热交换组件使所述第二信号发生器和所述第二电磁刺激器能在所述关节内提供第二电磁场。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述容纳所述第一一次性使用的热交换组件包括将封装在可抛弃型外罩中的所述第一一次性使用的热交换组件可拆除地机械地容纳于所述护套上的所述第一容纳部中；并且 其中所述容纳所述第二一次性使用的热交换组件包括将封装在可抛弃型外罩中的所述第二一次性使用的热交换组件可拆除地机械地容纳于所述护套上的所述第二容纳部中。
全文摘要
一种便携式非侵入性装置，用于向关节提供复健治疗，以促进所述关节的愈合。所述装置包括可围绕所述关节定位的护套，所述护套包括第一和第二复健单元，第一和第二复健单元各包括信号发生器；电磁刺激器，其被配置为在所述关节内提供电磁场；以及一次性使用的热交换组件，其被配置为向所述关节提供基于温度的疗法。
文档编号A61N2/02GK103079640SQ201180038759
公开日2013年5月1日 申请日期2011年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者岑健祖, 杰瑞德·乔恩·萨维拉 申请人:呵护可医疗器械有限公司