CN111836664B - 创伤后加速骨愈合或再生的外部电子贴片 - Google Patents

Abstract

一种电子贴片，用于在目标部位刺激组织愈合，足够柔软到大致符合与目标部位相邻的身体表面，电子贴片包括：a)一个电池或少于5毫米厚的多个电池的组合；b)与线圈串联的电容器；c)脉冲产生电路，通过电池或多个电池供电，反复改变电容器与线圈上的电压以在线圈中产生电流的脉冲，电流在目标部位产生电磁场以用于在脉冲周期期间刺激组织愈合，大多数电磁场能量在脉冲周期开始时来自电容器，并且在脉冲周期结束时返回电容器。

Description

创伤后加速骨愈合或再生的外部电子贴片

相关申请的交叉引用

本申请要求以雅各布森等人的名义于2018年1月18日提交的美国临时专利申请第62/618,685号，标题为“创伤后加速骨愈合或再生的外部电子贴片”的35U.S.C.119(e)的权益，所述临时专利申请的内容通过引用并入本文。

技术领域

在一些实施例中，本发明有关于增强组织愈合的装置的领域。更具体地，本发明有关于从外部铺放到受伤的肢体上以促进骨愈合与再生的电子贴片。

背景技术

骨折是非常常见的身体创伤类型。在美国，每年大约发生560万例骨折。在英格兰，所有年龄层的骨折发生率每年为3.6％。此外，高于33％的人在一生中会遭受一次骨折。可以保守式地或手术式地治疗骨折。外科手术治疗包括不同固定受损骨头的方法，例如内部放置的钉子或并入外部框架(外部固定)的钉子。非手术或保守治疗通常涉及不同类型的石膏模。石膏模固定(cast immobilization)保守治疗大部分的骨折。

同时，这些骨折中5％至10％的骨折愈合显现延迟愈合或无结合(nonunion)。延迟结合或不良/无结合通常需要进一步干预，并且可能导致严重的并发症，例如疼痛和功能受限。为了促进骨愈合，通常必须进行侵入性且昂贵的再次手术。为了降低实质的残疾风险与社会经济成本，加速骨折愈合方法的开发变得越来越重要。在某些情况下，还需要进行手术干预。用生物相容性与耐用的植入物内部地固定断裂的骨头的外科手术程序已被广泛接受，同时减少受损骨头的无结合与畸形的发生率。然而，由于植入物的存在，用这种植入物内部地固定的骨头容易受到肌肉与神经损伤，并且造成延长恢复时间。

授予特珀等人的美国专利第6,261,221号描述一种PEMF(脉冲电磁场)治疗系统，该系统使用了产生PEMF刺激信号的单线圈PEMF换能器。线圈具有“双相”操作，使得电流沿两个方向流过线圈。驱动电路从换能器线圈中回收反激能量，并且将电压转储至能量回收电容电路。进而将换能器通电与断电以提供电磁场。单个线圈换能器可以制造在柔性基板上，并且布线可以用印刷电路技术形成。相同的概念可以应用于串联连接的线圈。

莫西·诺依曼、罗妮·达芬与约瑟夫·谢赫特于2018年1月18日发布的美国专利申请公布号US2018/0015295-A1，“骨头增强装置与方法”描述一种配置用于电磁骨科治疗的节能电路，所述电路包括：

一线圈，设置为产生整形骨科治疗性电磁场；

一电容器，与所述线圈串联；

一个或多个开关，与所述电容器串联；以及

一控制器，用于：

在一非脉冲阶段期间控制所述开关以将所述电容器保持在一第一电压值，其中不产生电磁场；

控制所述开关以将所述电容器充电至一第二电压值，所述第二电压值等于所述第一电压值，所述第二电压值的一电荷与所述第一电压值相反；以及

控制所述开关以将所述电容器从所述第二电压值进一步充电回到所述第一电压值，进一步的充电在一脉冲相位的一时间段内发生，其中，对所述电容器的充电与进一步充电包括使一电流通过所述线圈以产生所述电磁场，所述电流与所述线圈两端的一压降有关，约为所述第一电压的两倍。

皮拉等人的美国专利申请公开第2006/212077号在图2中描述，“通过微型控制电路201配置的波形……通过连接器202定向到如电线圈的生成装置203。生成装置203传递脉冲磁场，脉冲磁场可用于对例如组织的目标路径结构提供治疗。”

塔利细等人的美国专利第4,574,809号，便携式非侵入式电磁治疗设备，描述“一种石膏模可嵌入线圈结构，所述石膏模可嵌入线圈结构包括单个连接器配件，设计用于将完整的石膏模暴露在外部，并且可拆卸地安装及电连接到自给式轻便可充电便携式信号产生器单元。信号产生器单元仅在治疗期间安装在石膏模上，并且在治疗期间之间的间隔内可拆卸地安装在不易便携的充电装置上。”

授予格里菲斯的美国专利第4,998,532号描述“一种患者容易佩戴及携带的便携式非侵入性设备，用于组织与骨头愈合的电疗法刺激。宣称“线圈型换能器最适合用于治疗深部骨折”并且使用“亥姆霍兹(Helmholtz)配对线圈、简单线圈、倾斜于骨折或电磁线圈的简单线圈”比较所需的功率。

以下论文描述用于治疗骨折的PEMF有效性对照研究：石洪飞等，“脉冲电磁场在长骨骨折术后延迟结合的治疗早期应用:前瞻性随机对照研究”BMC肌肉骨头疾病2013，14:35；米莉卡·拉佐维奇等人，“绝经后患有柯尔斯骨折(Colles’Fracture)的女性在石膏模固定过程中的脉冲电磁场”,Srp Arh Celok Lek.2012年9月至10月:140(9-10):619-624；以及阿格勒斯阿西欧提斯等人,“用于治疗胫骨延迟结合与无结合的脉冲电磁场。前瞻性临床研究语文献综述”,《骨头外科杂志》2012年7月24日。

以下论文提供了有关骨折PEMF治疗的文献综述:杰里米·库克等人，“新千年的治疗：骨刺激剂”，Clin Podiatr Med Surg 32(2015)45-59；查利迪斯等人，“用脉冲电磁场刺激骨形成与骨折愈合:生物学反应和临床意义”，《国际免疫病理学与药理学杂志》24,第1期(S2),17-20(2011)；以及卡洛·加利等人，“使用脉冲电磁场促进体内与体外对生物材料的骨头反应。”国际生物材料杂志2018,文章ID 8935750,第15页。

其他背景技术包括克龙贝格的美国专利第5,413,596号、纳祖姆的美国专利第6,792,313号、科恩的美国专利第7,043,308号、孙泽川的中国已公开专利申请CN203898943(英文摘要)、顾正勋等人(英文摘要)的韩国已公开的专利申请KR2016/0131716。

发明内容

本发明的一些实施例的一个方面涉及一种电子贴片，所述电子贴片产生脉冲电磁场以促进组织愈合，并且可选地使用一谐振节能电路将场能量从一个脉冲再循环到另一个脉冲，从而潜在地允许使用一更小更薄的电池，使得所述贴片薄而柔软。

因此，根据本发明的示例性实施例，提供一种电子贴片，用于刺激在一目标部位的组织愈合，足够柔软到大致符合与所述目标部位相邻的一身体表面，包括:

a)一电池或一个少于5毫米厚的多个电池的组合；

b)一电容器，与一线圈串联；

c)脉冲产生电路，通过所述电池或多个电池供电，反复改变所述电容器与线圈上的所述电压，以在所述线圈中产生电流的脉冲，所述电流在所述目标部位产生一电磁场以用于在所述脉冲周期期间刺激组织愈合，大部分所述电磁场能量在所述脉冲周期开始时来自所述电容器，并且在所述脉冲周期结束时返回所述电容器。

可选地，所述脉冲产生器配置为产生一个或多个另外的脉冲周期，在此期间，所述线圈在所述目标部位产生所述电磁场，其中至少一些所述脉冲周期与非脉冲周期交替，其中在所述非脉冲周期在所述目标部位实质上不产生电磁场。

可选地，所述线圈中的所述电流在所述非脉冲周期中不大于10微安培。

可选地，所述脉冲产生器配置为以一定间隔产生脉冲，使得一占空比，定义成所述脉冲周期与所述总时间的一比率，小于10％。

可选地，所述占空比小于1％。

可选地，所述非脉冲周期介于0.02与0.5秒之间。

可选地，超过90％的所述电磁场能量在所述脉冲周期开始时来自所述电容器，并且在所述脉冲周期结束时返回所述电容器。

可选地，所述贴片的任何刚性部件在所述贴片可伸缩的一方向上不宽于25毫米，并且在所述贴片可伸缩的一方向上排列的所述贴片的任何两个刚性部件，至少分隔1.5毫米。

可选地，所述贴片包括柔性电子部件。

可选地，全部所述电池或所述多个电池的一容量小于2000毫安培-小时。

可选地，全部所述电池或所述多个电池的一容量小于250毫安培-小时。

可选地，所述贴片小于10毫米的厚度。

可选地，在稳态操作中，所述脉冲周期是介于5微秒与50微秒之间。

可选地，在所述线圈中的所述峰值电流是介于25毫安培与3安培之间。

可选替地，在所述线圈中的所述峰值电流是介于0.1毫安培与25毫安培之间。

可选地，在所述目标部位的所述磁场是介于0.05与0.5毫特斯拉之间。

可选地，所述贴片包括一生物相容性硅树脂的基板，为所述贴片提供柔软性。

可选地，所述电池或所述多个电池的组合上的所述总电压是介于1.5与6伏之间。

可选地，所述电子贴片包括一单向或双向无线通信链路。

可选地，所述电子贴片包括一计时器，所述计时器在预设时间通过断开所述电池或多个电池来自动停用所述贴片，并且通过重新连接所述电池或多个电池来重新激活所述贴片。

可选地，所述电子贴片对于24小时连续暴露于水是防水的。

可选地，所述电子贴片对于100个半小时暴露于水，或对于两者是防水的。

可选地，当所述贴片平坦时，所述线圈为椭圆形或跑道形。

可选地，所述贴片为了用于胸骨，其中所述线圈的一主要直径与一次要直径都介于8与12厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

可选替地，所述贴片为了用于头骨，其中所述线圈的一主要直径与一次要直径都介于6与10厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

可选替地，所述贴片为了用于肋骨，其中所述线圈的一主要直径介于8与12厘米之间，一次要直径都介于4与6厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

可选替地，所述贴片为了用于脊柱，其中所述线圈的一主要直径介于6与10厘米之间，一次要直径都介于4与6厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种治疗在一身体部分的一断裂的骨部位的方法，包括:

a)将权利要求1的所述电子贴片铺在所述身体部分的一外表面；

b)将所述身体部分放在覆盖所述电子贴片的一石膏模中；以及

c)当所述石膏模覆盖所述电子贴片时，在多个脉冲周期期间，使用所述控制器在所述断裂的骨部位产生适合刺激成骨的一电磁场，大部分电磁场能量在每个脉冲周期开始时来自所述电容器，并且在每个脉冲周期结束时返回所述电容器。

可选地，所述电子贴片包括一压力传感器，所述压力传感器具有到所述石膏模的外部的一通信链路，所述方法还包括在所述骨部位的治疗期间在不同时间测量所述石膏模抵靠所述身体部分的一压力，并且在所述通信链路上传递所述测量的压力。

可选地，如果所述压力测量显示在压力的一升高指示在所述身体部分的肿胀的一增加，或者如果所述压力测量显示在压力的一降低指示所述石膏模过于松弛，则将所述信息传达给医务人员。

可选地，所述电子贴片包括一血氧传感器，所述血氧传感器具有到所述石膏模的外部的一通信链路，所述方法还包括在所述骨部位的所述骨治疗期间在不同时间测量所述身体部分的所述皮肤中的所述血氧水平，并且通过所述通信链路来传达所述测量的血氧水平。

可选地，如果所述血氧水平随时间显示一下降指示所述石膏模太紧，则将信息传达给医务人员。

可选地，所述贴片为了用于一圆柱形身体部分，尺寸设计成至少部分包裹所述圆柱形身体部分周围，在一侧上，具有包括所述线圈的所述贴片的一第一部分，以及在另一侧上，具有包括另一线圈的所述贴片的一第二部分，当电流流过其他线圈时，其他线圈也在所述骨头部位贡献所述电磁场，以及所述脉冲产生器配置为在所述脉冲周期开始时从相同及/或一不同的电容器转移两个线圈的大部分所述电磁场能量，并且在所述脉冲周期结束时两个线圈的大部分所述电磁场能量返回所述电容器或多个电容器。

可选地，所述贴片为了用于手上，其中所述线圈的主要直径与次要直径都介于3厘米与8厘米之间，并且厚度小于5毫米。

可选地，所述贴片为了用于腿上，其中所述线圈的主要直径介于32与50厘米之间，次要直径介于16厘米与25厘米之间，并且厚度小于5毫米。

可选地，所述贴片为了用于骨盆上，其中所述线圈的主要直径介于32与50厘米之间，次要直径介于12厘米与20厘米之间，并且厚度小于5毫米。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种电子贴片，用于刺激在一圆柱形身体部分内部的一目标部位的组织愈合，适合地设计尺寸来至少部分地包裹在所述身体部分周围，在所述身体部分的一侧上具有所述贴片的一第一部分，以及在所述身体部分的另一侧上具有所述贴片的一第二部分，所述贴片包括：

a)一电池或具有多个电池的一个组合；

b)一第一线圈，位于所述贴片的所述第一部分中，以及一第二线圈，位于所述贴片的所述第二部分中；以及

c)一控制器，通过所述电池或多个电池供电，配置为在第一操作模式下使一电流经过所述第一线圈，在所述目标部位产生一电磁场以用于刺激组织愈合，以及通过使所述电流经过所述第一线圈来测量在所述第二线圈中感应的一电动势电压。

可选地，所述电子贴片当包裹在所述身体部分周围时足够柔软到大致符合所述身体部分。

可选地，所述电子贴片具有一第二种操作模式，其中所述控制器配置为使电流经过两个线圈，所述两个线圈在所述目标部位产生一电磁场以用于刺激组织愈合。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种将一圆柱形身体部分中的一目标部位的所述电磁场的一强度调整到一指定值的方法，包括：

a)将权利要求37的所述电子贴片至少部分地包裹在所述身体部分周围；

b)在所述第一操作模式下操作所述电子贴片，测量通过在所述第一线圈中的一已知电流在所述第二线圈中所感应的所述电动势电压；

c)使用所述测量的电动势来估计所述第一线圈的所需要的电流水平，或估计所述第一线圈与第二线圈的所需要的电流水平，以在所述目标部位产生所述指定水平的电磁场；以及

d)使所述第一线圈中的所述第一线圈的所述所需要的电流水平通过，或使所述第一线圈与第二线圈中的所述第一线圈与第二线圈的所述所需要的电流水平通过，在所述目标部位产生所述指定水平的电磁场。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种以电磁场刺激组织愈合的一治疗过程中监视一圆柱形身体部分中的一目标部位的方法，所述方法包括：

a)将权利要求37的所述电子贴片至少部分地包裹在所述身体部分周围，具有所述两个线圈在所述身体部分的不同侧上；

b)使电流经过所述第一线圈，或经过所述第一线圈与第二线圈以治疗所述目标部位；

c)在所述治疗过程中在不同时间在所述第一操作模式下操作所述电子贴片，在每个所述时间测量通过在所述第一线圈中的一已知电流在所述第二线圈中所感应的所述电动势电压；以及

d)针对所述第一线圈中的一给定电流如果在所述第二线圈中的所述感应电动势电压随时间以一速率下降到一范围，所述范围指示所述身体部分的肿胀的一医学上明显增加，则通知医务人员肿胀的所述增加。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种以电磁场刺激组织愈合的一治疗过程中监视一圆柱形身体部分中的一目标部位的方法，包括：

a)将权利要求37的所述电子贴片至少部分地包裹在所述身体部分周围，所述两个线圈在所述身体部分的不同侧上；

b)在所述电子贴片上设置一石膏模；

c)使电流经过所述第一线圈，或经过所述第一线圈与第二线圈以治疗所述目标部位；

d)在所述治疗过程中在不同时间在所述第一操作模式下操作所述电子贴片，在每个所述时间测量通过在所述第一线圈中的一已知电流在所述第二线圈中所感应的所述电动势电压；以及

e)如果通过在所述第一线圈的一给定电流在所述第二线圈中所感应的所述电动势电压以一速率下降且到一范围，所述范围指示在所述身体部分的肿胀的一医学上明显增加，或以一速率增加且到一范围，所述范围指示所述石膏模变得太宽松，则通知医务人员。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种校准权利要求37的所述电子贴片的方法，其特征在于包括:

a)设置所述贴片使得所述第一线圈与所述第二线圈彼此处于一指定的相对位置与方向；

b)使一指定电流经过所述第一线圈；以及

c)测量通过所述第一线圈中的所述电流在所述第二线圈中所感应的所述电动势。

一种治疗一身体部分中一断裂的骨部位的方法，其特征在于，包括:

a)施加一电子贴片到所述身体部分的一外表面，所述电子贴片包括一电子封装件、一电池与在一柔性基板中的一线圈；

b)将所述身体部分设置在一石膏模中，所述石膏模覆盖所述整个电子贴片；以及

c)当所述石膏模覆盖所述电子贴片时，使用所述贴片以在所述断裂的骨部位产生一电磁场以适用于刺激成骨。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种电子贴片，足够柔软且具有适当的尺寸来至少部分地包裹一身体部分周围，同时大致符合所述身体部分的所述表面，其特征在于包括:两个柔性线圈，当所述贴片包裹在所述身体部分周围时所述两个柔性线圈位于所述身体部分的不同侧上，在所述身体部分的内部的一目标部位产生脉冲电磁场，以促进组织愈合。

根据本发明的示例性实施例，还提供一种具有水平与垂直轴的扁平柔性电子贴片，其特征在于包括:两个水平设置的线圈，每个线圈具有至少20毫米的一中心孔洞，所述贴片配置为至少部分地水平包裹在一圆柱形身体部分的一圆柱轴周围，并且所述线圈产生脉冲电磁场用于愈合所述圆柱形身体部分内部的一目标部位的组织，所述贴片还包括实质上对医用X射线不透明的一个或多个电子元件，所述电子元件都安装在所述贴片上，在一垂直方向上偏离所述孔洞的所述中心至少10毫米的位置。

除非另有定义，否则本文使用的所有技术及/或科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的相同含义。尽管与本文描述的那些类似或等同的方法与材料可以用于本发明的实施例的实践或测试中，但是下面描述示例性的方法及/或材料。在有冲突的情况下，以专利说明书，包括定义为准。另外，材料、方法与实施例仅是说明性的，并不意图必然是限制性的。

本发明实施例的方法及/或系统的实现可以涉及手动、自动或其组合来执行或完成所选择的任务。此外，根据本发明的方法及/或系统的实施例的实际仪器与设备，可以使用操作系统，通过硬件、软件或固件或它们的组合来实现几个选择的任务。

例如，根据本发明的实施例用于执行选择的任务的硬件可以实现为芯片或电路。作为软件，根据本发明的实施例通过计算机使用任何合适的操作系统来执行的多个软件指令可以实现所选任务。根据本文所述的方法及/或系统的示例性实施例，在本发明的示例性实施例中，一个或多个任务通过数据处理器来执行，例如用于执行多个指令的计算平台。可选地，数据处理器包括用于存储指令及/或数据的易失性存储器及/或用于存储指令及/或数据的非易失性存储器，例如磁硬盘及/或可移动介质。可选地，还提供网络连接。还可选地提供显示器及/或用户输入设备，例如键盘或鼠标。

附图说明

仅通过示例的方式，参考附图在此描述本发明的一些实施例。现在详细地具体参考附图，要强调的是，所示的细节仅是示例性的，并且是为了说明性地讨论本发明的实施例。就这一点而言，结合附图进行的描述对于本领域技术人员而言显而易见的是如何可以实践本发明的实施例。

在附图中：

图1根据本发明的示例性实施例是具有单个线圈的电子贴片的示意性上视图；

图2是图1所示的电子贴片的示意性侧视图；

图3是图1所示的电子贴片的示意性侧视图，贴片放在邻近断裂的骨部位的患者的表面上，显示通过线圈产生的电磁场的磁力线；

图4A根据本发明的示例性实施例是具有两个线圈的电子贴片的示意性上视图，电子贴片在放置在患者上之前处于平坦展开的配置；

图4B根据本发明示例性实施例是具有两个线圈的电子贴片的另一种设计的示意性上视图，电子贴片处在平坦展开的配置；

图4C根据本发明的示例性实施例是图4B的设计的几个变体的示意性上视图，电池与电子封装件被放置在不同的位置；

图5是图4A、图4B或图4C所示的电子贴片的示意性侧视图，电子贴片缠绕在具有断裂的骨部位的患者的四肢周围，显示通过线圈产生的电磁场的磁力线；

图6根据本发明示例性实施例是说明谐振节能电路的操作原理的示意性电路图，谐振节能电路可用于图1、图4A、图4B或图4C的电子贴片；

图7是表示图6的节能谐振电路的操作的流程图；

图8是在图6的谐振节能电路的操作期间，对于一些脉冲，通过线圈的电流及电容器两端的电压作为时间的函数的示意图；

图9根据本发明的示例性实施例是缠绕在圆柱形身体部分上，例如肢体的两线圈电子贴片的示意性侧视图，其中通过使用一个线圈中的电流感应电动势来检测线圈之间的距离变化；

图10根据本发明的示例性实施例是显示图9的电子贴片如何用于将目标部位处的电磁场的强度调节至指定值的流程图；

图11根据本发明的示例性实施例是类似于图1或图4A-4C的贴片的电子贴片的示意性侧视图，贴片放在模型下方断裂的骨部位的身体部份上，显示无线通信链路噢各种传感器及用于激活与停用电子贴片的装置；

图12是发生使用电子贴片，如图1与图4A-4C所示，来治疗组织的事件的流程图；

图13根据示例性实施例是节能谐振电路的电路图，通过图1、图4A、图4B或图4C的电子贴片来使用节能谐振电路以产生脉冲电磁场；

图14与图15根据本发明示例性实施例是显示电子贴片如何使用其线圈用作无线电接收器来接收通信的框图；以及

图16根据本发明示例性实施例是方波信号的曲线图，通过电子贴片方波信号用于驱动脉冲电磁场的产生，以及用于产生脉冲场的电流的曲线图。

具体实施方式

本发明的一些实施例的一个方面涉及一种电子贴片，所述电子贴片产生脉冲电磁场来促进组织愈合，并且可选地使用一共振节能电路来将场能量从一个脉冲再循环到另一个脉冲，从而潜在地允许使用一更小更薄的电池，使所述贴片薄而柔软。

本发明的一些实施例的一个方面涉及一种电子贴片，所述电子贴片放置在所述身体的所述外部，具有一个或多个线圈，例如放置在一肢体的不同侧上，或两个以上的线圈，在邻近所述身体内部的所述贴片的一目标部位处反复产生脉冲磁场。所述脉冲磁场在所述目标部位感应一变化的电场，所述脉冲磁场被认为可改善所述组织的愈合。所述谐振电路非常有效地将每个脉冲的所述电磁场能量转换为一电容器的静电能，所述静电能几乎没有损失地被存储，并且在下一个脉冲中再次转换为电磁场能量。例如，在每个脉冲中超过50％的所述场能被回收，或者超过95％或超过99％或超过99.9％。可选地，有效地转换与存储所述场能，使得所述主要能量损耗是来自所述线圈的所述欧姆损耗。

所述谐振电路还以这样一种方式工作:在脉冲之间的所述线圈中没有电流，或者只有非常低的电流，所以所述欧姆损耗几乎尽可能地低。例如，脉冲之间的所述电流在30纳安到3微安的范围内，而一脉冲期间的所述峰值电流在0.1毫安到25毫安或25毫安到3安培的范围内。脉冲之间可能发生低电流，因为在所述线圈与所述电容器的所述LC谐振频率下，每个脉冲仅持续约一个波周期的一半或一个波周期。

在本发明的示例性实施例中，在一脉冲开始时，所述线圈中的所述电流为零，并且所述电容器充电至其在脉冲之间保持的一工作电压。串联的所述电容器与线圈的两端的电压突然反向。电流开始在所述线圈中累积，所述电容器开始放电，并且以相反的极性充电。当所述电容器以所述相反的极性充电至其工作值时，所述脉冲结束，并且所述线圈电流返回为零。所述线圈电流保持为零或非常接近零，没有或几乎没有能量损失，直到通过再次反转所述电压来启动另一个脉冲为止。

可选地，辐射损耗可能忽略不计，因为作为所述脉冲的所述主要频率的所述谐振频率不太高，例如在10k赫兹至100k赫兹之间，而所述线圈不超过100毫米宽，相较于在10或100k赫兹的一波长非常小。可选地，与脉冲之间的所述时间相比，所述脉冲非常短，例如所述占空比，脉冲时间与总时间的所述比率可以小于10％，或者小于1％，或者小于0.2％。例如，每秒可能有2到100个脉冲。另外，所述装置每天只能运行几个小时，例如每天2到10个小时。

能量的非常有效利用使得有可能使用相对低的能量存储容量的一电池来为所述整个治疗过程，例如可能3至20周，的所述贴片供电。可选地，在此期间无需充电所述电池，并且可选地使用一不可充电的电池。无需充电所述电池可能所述潜在优点：患者无需为此预约，节省患者与医护人员的时间。此外，不可充电的电池比可充电电池更便宜，并且对于相同容量而言比可充电电池更小。

电池在1.5与20伏或1.5与6伏之间的一电压下，例如1.55伏、2伏、3伏、3.6伏或5伏，可能存储少于2000毫安小时的电荷，或在30与2000毫安小时的电荷之间，或少于250毫安小时的电荷，。如果储能要求低，则可以使用相对低压的电池。可选地，所述电池小于5毫米厚，或小于3毫米厚，或小于2毫米厚，并且安装在所述线圈内。对于这一种薄电池，所述贴片本身可以非常薄，例如在2与10毫米厚之间，可选地小于5毫米厚，或小于3毫米厚，或小于2.5毫米厚。

可选地，所述贴片由一种柔性材料制成，例如硅树脂、聚酰亚胺或液晶聚合物，并且足够柔性与足够可拉伸性，以贴合患者身体邻近所述断裂的骨头的所述部位的所述表面。例如，当贴片与所述身体的所述表面贴合时，所述贴片的所述曲率半径为2厘米或3厘米或5厘米或10厘米或20厘米，并具有类似一球体的所述表面的圆柱曲率或正曲率，或类似一鞍形的负曲率。即使所述电池是刚性的，并且所述电子器件包括在一刚性板上，所述贴片仍然可以相对柔性，因为所述电池的所述小尺寸使得可能在所述电池与所述电子器件之间提供所述贴片可以弯曲的足够空间。可选地，所述电子器件包括也是柔性的印刷电子组件。可选地，使用一柔性电池。

所述贴片的所述柔性可能使所述贴片在一石膏模下，如果有的话，直接与患者的皮肤接触，这可以允许进一步减小需要在所述骨折或其他治疗的组织处产生一给定幅度的场的所述电流与欧姆损耗。将所有组件都放在一单一薄贴片中可以使患者更加满意，患者甚至不需要注意或考虑所述贴片，尤其是在一石膏模下时，与使用笨重且非常引人注目的组件的现有技术相比，至少有一些组件在所述石膏模外。可选地，所述贴片位于所述石膏模下方，并且具有传感器以测量所述石膏模的所述压力。例如，可以使用一压力传感器来测量所述压力，或者直接贴在患者皮肤上的所述贴片中的一血氧传感器可以指示所述压力是否过高，干扰血液循环。可选地，一通信链路，例如一无线链路，可以在所述模具下向医务人员提供来自这些传感器的数据。可替代地，通过点亮一警告灯将所述低血氧水平传达给医务人员。

愈合骨折是所述贴片的重要应用，但对于愈合其他种类的组织，包括肌肉、腱、软骨与皮肤(疤痕组织)也可能有用，并且可以改善愈合质量，以及它的速度。例如，它可以改善愈合的腱的弹性。

本发明的示例性实施例的一个方面涉及一种具有两个线圈的电子贴片，至少部分地缠绕在一圆柱形身体部分周围，例如，一手臂、腿、手脚、脖子、骨盆或肋骨，所述两个线圈位于所述身体部分的不同侧，可选地在一石膏模下。所述线圈可选地以两种模式操作。在一种模式下，电流经过两个线圈，它们一起在所述身体部分的内部的所述断裂的骨部位或软组织目标部位产生一电磁场。在可选地仅偶尔运行的另一种模式下，电流仅经过所述线圈的其中一个。根据法拉第定律，通过线圈产生的所述磁通量脉冲将所述第二线圈链接起来，并且在那线圈中感应出一电动势(电动势)电压，通过所述第二线圈检测所述电压。对于所述第一线圈中的一给定电流，在所述第二线圈中的所述测得的电压提供所述两个线圈的所述互感的信息，这反过来又提供两个线圈之间的所述距离的信息或至少它们之间的所述距离的变化的信息。

在本发明的一些实施例中，即使事先没确切知道所述圆柱形身体部分多宽，以及所述目标位置离所述线圈多远，通过调节所述线圈中的所述电流来使用电动势电压的信息以在所述断裂的骨部位产生一指定幅度的电磁场。一旦已经测量所述第二个线圈中的所述感应电压，所述电子贴片就可以返回到在两个线圈中具有电流流动的模式下来运行，并且两个线圈中的所述电流都设置在一水平，计算所述水平以在所述目标部位产生所述指定水平的电磁场，可以估计其与所述线圈的距离的电动势电压。在本发明的一些实施例中，所述第二线圈仅用于测量所述第一线圈感应的所述电动势电压，并且只有所述第一线圈中有电流用以产生电磁场。

可选地，随时间重复测量所述第二线圈上的所述感应电动势电压，然后进行所述治疗。如果所述线圈越来越远，则可能指示所述身体部份的肿胀增加，这在所述石膏模下方可能看不到的，并且可能指示所述骨头不能正常愈合，并且需要一些医疗干预。如果所述线圈越来越近，则可能指示所述手臂比预期的更快速收缩，并且所述石膏模是松动的，并且不再有效地固定所述身体部分。在这种情况下，可能有必要将所述石膏模取下并更换。如果所述手臂比预期的收缩更快，则也可能指示肌肉的浪费程度超过预期，这可能需要一些医学的反应。

本发明的一些实施例的一个方面涉及一种电子贴片，所述电子贴片足够柔软并且具有适当的尺寸以至少部分地包裹在一身体部分周围，同时大体上与所述身体部份的所述表面相符，所述电子贴片包括两个柔性线圈，当所述贴片包裹在所述身体部份周围时所述电子贴片位于所述身体部分的不同侧，在所述身体部份内部的一目标部位产生脉冲电磁场，以促进组织愈合。

本发明的一些实施例的一个方面涉及一种电子贴片，所述电子贴片包括一基板，在所述基板上安装有至少一个线圈，所述线圈在所述中央具有在所有方向上直径至少为20毫米的一开口区域，所述线圈在身体内部的一目标部位产生脉冲电磁场，以促进组织愈合，以及一个或多个对医用X射线实质上不透明的电子元件，其中所述不透明的电子元件远离所述开口区域的所述中心进行安装。

在详细解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解，本发明的应用不一定限于在以下描述中阐述及/或在附图及/或实施例中阐述的结构细节与部件及/或方法的设置。本发明能够能够以各种方式其他实施例实践或执行。

柔性电子贴片

现在参考附，图1根据本发明示例性实施例示意性地说明用于以电磁场治疗身体组织的电子贴片10的上视图。所述贴片的所述多个组件可选择性地嵌入一基板3中，所述基板由柔性生物相容性材料组成，例如在一模具中形成的硅树脂(silicone)。所述组件包括一线圈5，在贴片10是圆形的的情况下，以及绕着所述贴片的所述外部，所述线圈的直径为80毫米。在本发明的其他实施例中，例如设计成用于所述身体的不同部分，所述贴片与所述线圈可以是不同尺寸或形状。

一电子组件7与一电池9可选地位于所述线圈内部。所述电池通过所述电子组件向所述线圈供电，并且所述电子组件包括控制通过所述线圈的电流的脉冲的电路，包括节能电路，所述节能电路在每个脉冲中可回收大部分磁场能量，使得所述电池大部分可能只必需提供能量来弥补欧姆损耗。所述电池与电子封装件不必位于所述线圈内部，但是这种设置具有使所述贴片更紧凑的潜在优势，因为所述线圈的所述大小可能基于要暴露到电磁场的人体组织的所述面积与深度，以及具有较小半径的线圈匝通常会产生没有深度地或宽度地延伸的电磁场。

可选地，如果所述电池足够小，位于所述线圈的所述中心的所述侧的上方，或者所述电池根本不在所述线圈内部，以避免所述电池阻挡断裂的骨部位或其他目标部位的一X射线透视。

应该理解的是，图1中以及其他附图所显示的所述线圈是用代表多个匝的几个同心圆示意性地绘制。而且，未必显示出不同匝之间的所述连接，以及不同线圈之间或所述线圈与其他部件之间的所述连接。

图2示意性地显示贴片10的侧视截面图。例如所述贴片为6毫米厚，并且此厚度在很大程度上取决于所述电池的薄度。贴片10中的所述电池大约3.5毫米厚。所述贴片利用能量产生电磁场的效率越高，所述电池所需的存储容量越小，并且所述电池可以越薄，则所述贴片可能越薄与越柔软。例如，所述贴片可选地仅5毫米厚，或4毫米或3毫米，或2.5毫米，或2毫米或更小，并且所述电池可选地小于3毫米或小于2.5毫米或小于2毫米厚。可选地，在所述治疗过程中，所述电池不通过所述电磁场再充电，并且可选地，所述电池甚至不能再充电的，并且在这种情况下，电池需要足够的存储容量以在整个治疗期间为所述贴片供电。例如，所述电池具有30毫安-小时至2000毫安-小时的存储容量，具有一电压在1.5伏与20伏之间。

如果所述电池是刚性的，那么如果所述电池不太宽，例如，不宽于25毫米，特别是在所述贴片可能必须弯曲才能符合患者身体的一表面的一方向上，则可能是有利的。如果所述电子封装件不是太宽，如果它是刚性的，例如不宽于25毫米，并且如果所述电池与所述电子封装件之间至少1.5毫米，如果它们沿着所述贴边必须弯曲的一个方向设置，则这也是潜在有利的。这可以帮助确保所述贴片足够柔软以至少大体上符合患者身体的一表面，所述表面与暴露于所述电磁场的所述人体组织相邻，并且确保所述贴片对于患者穿戴是舒适的。

在本发明的一些实施例中，所述电子封装件不是刚性的，而是例如包括柔性印刷电子部件，例如通过层压在液晶聚合物(LCP)膜上的薄裸片热压(thinned diethermocompression)所制造。在本发明的一些实施例中，所述电池可以是柔性的，例如可以使用一柔性聚合物电池。然而，一聚合物电池可能没有足够的存储容量来持续整个治疗过程而不充电，并且一聚合物电池可能无法充电。通常，可以使用足够小且薄且具有足够高的存储容量的任何类型的电池，包括碱性、银、锂、羟基氧化镍与锌空气电池。

有一个表格列出了电池类型，尺寸以毫米为单位，容量以毫安培-小时为单位，可从以下网址获得：www.cn.com.cn/wiki/List_of_battery_sizes>。有前景的电池是那些具有较低高度的电池，例如小于3毫米或不大于3毫米，以及相对较高容量，例如大于100毫安-小时，或不小于此。例如，CR2032的为3.2毫米高，容量为225毫安-小时，CR2016为1.6毫米高，容量为90毫安-小时，CR2025为2.5毫米厚，容量为160毫安-小时，CR2320为2.0毫米厚，容量为110毫安-小时，CR2325为2.5毫米厚，容量为165毫安-小时，以及CR2330为3.0毫米厚，容量为265毫安-小时。

瑞士伊廷根的Renata SA销售可能合适的一种名为CP042350的柔性二氧化锂/二氧化锰(Li/MnO₂)电池。它只有0.42毫米厚，但面积为50毫米乘23毫米，存储容量仅为28毫安小时。其中一些可能具有足够的存储容量，但可能会占用过多的空间。如果将它们堆叠起来，它们可能不够柔软。

在本发明的一些实施例中，可以使用一个以上的电池。应该理解的是，每当在此提及一电池时，可以使用一个以上的电池。多个电池可以串联连接以增加所述电压，及/或并联连接以增加所述电流。无论哪种情况，使用多块电池都可以增加所述总电池存储容量。使用多个电池的潜在优点是在于，可以增加所述电池存储容量，而没有一大刚性体积，因为所述各个电池可以在所述柔性基板中稍微间隔开，以符合患者的所述身体表面。

可选地，所述电子贴片是防水的。例如，它可以承受24小时暴露于水而不受到损坏，或者可以承受100次30分钟暴露于水，这将使患者在长达50天的一治疗期间每天两次淋浴。可选地，所述贴片是完全防水的，并且可以承受10天，20天，40天，50天或120天暴露于水而不被损坏。

图3示意性地显示电子贴片10，放置在患者身体的一表面上，与一骨头中的一骨折14相邻。线圈5中的电流会产生一电磁场17，所述电磁场延伸到患者体内，到达骨折14。骨折14的最远部分在贴片10下方约30毫米处，小于所述线圈5的半径，并且所述电磁场达到远处，相较于在患者的所述表面的数值没有太大衰减。应当理解的是，图3及其他附图显示的所述磁力线示意性地绘制，粗略地表示所述磁场的所述形状，但是它们不是基于精确的磁场计算。

线圈5中的所述峰值电流以及本文所示的其他贴片中的所述峰值电流可选地在0.1与0.5毫安之间，或者在0.5与2毫安之间，或者在2与5毫安之间，或者在5与25毫安之间，或者在25与100毫安之间，或100至500毫安之间，或500毫安A至1安培，或1至3安培，或小于0.1毫安或大于3安培。在目标部位产生的所述峰值磁场可选地在2与5微特斯拉之间，或5与10微特斯拉之间，或10与20微特斯拉之间，或20与50微特斯拉之间，或50与100微特斯拉之间，或小于2微特斯拉或大于100微特斯拉。

图4A示意性地显示具有两个圆形线圈402与404的电子贴片400，每个圆形线圈嵌入硅树脂中，并且以一硅树脂柔性带406连接它们。贴片400设计成至少部分地包裹在一圆柱形身体部分上，例如，一手臂、手、腿、脚、骨盆、肋骨或脖子，线圈402位于所述身体部分的一侧，以及线圈404在身体部分的另一侧，可选地位在线圈402的一相反侧，可选地面向线圈402。当它们处于此位置时，所述两个线圈在所述圆柱形身体部分内部，所述线圈之间产生磁场，磁场面向大致相同方向，然后加起来，类似于亥姆霍兹线圈(Helmholtz coils)产生的所述磁场。图5显出放置在圆柱形身体部分500的相对侧上的线圈402与404，在身体部分内部产生一磁场502。

在所述身体部份的不同侧上具有两个线圈，在所述身体部份内部的所数目标部位产生所述电磁场，具有所述磁场更均匀的潜在优势，并且产生同样磁场，只需要更少电流，以及因此需要更低功率。例如，如果所述目标位置是一断裂的骨部位，并且所述断裂延伸到一骨头的整个宽度，则位于所述骨头一侧的一线圈可以更有效地在所述骨头那侧更有效地产生磁场，以及位于所述骨头其他侧的一线圈可以更有效地在所述骨头那侧更有效地产生磁场。因此，与仅通过一个线圈产生的磁场相比，无论位于哪一侧，可能更有效地产生所述磁场。

可选地，例如线圈402与线圈404串联或并联连接在一起，使得当将所述两个线圈彼此面对来折叠贴片400时，沿一给定方向流经其中一个所述线圈的电流将总是导致电流沿相同方向流经另一线圈。可选替地，线圈402与404彼此独立地操作，用具有独立控制每个线圈中的所述电流的一控制器的一单个电子封装件或者对于每个线圈用分开的电子封装件，并且可选地对于每个线圈用一分开的电池。但是图4A显示通过一相同的电子封装件406控制两个线圈并且通过一相同的电池408供电的情况。当两个线圈彼此面对时，即使所述两个线圈中的所述电流独立地控制，它们通常也以在相同方向上环绕线圈流动的所述电流工作。

在下面图9中显示的本发明的实施例中，具有与图5中的贴片400类似的配置，在一种操作模式下，仅所述第一线圈中有电流流过，并且所述第二线圈用于测量所述第一个线圈感应的所述电动势。分开控制所述两个线圈中电流的潜在优点在于可以在图9显示的所述模式中运行所述贴片。

在本发明的一些实施例中，所述两个线圈可以在不同方向定向，而没有彼此面对。在一些实施例中，存在三个或更多个线圈，其可以用各种方式定向。图1中显示的配置的潜在优势是在于:通过两个线圈贡献的所述磁场在身体内部累积，因此对于所述线圈中一给定的欧姆损耗，所述身体内部的所述磁场可能大于其他线圈设置。

在图4A的底部显示贴片400的侧视截面图411，侧视截面图411显示所述线圈，电池与电子封装件。

一双线圈电子贴片412的替代设计在图4B中显示。所述贴片设计成用于腕部周围，以治疗远端桡骨骨折(fractures of the distal radius)，并且显示为部分地包裹在患者的一手腕414周围。所述贴片没有完全包裹在所述手腕周围并接合在一起，这给所述手腕有空间在肿胀时扩大，此外，它还由一可拉伸材料制成，可以从140毫米的一长度扩展到250毫米。所述贴片的顶视图416显示嵌入在一柔性弹性基板422中的一圆形线圈418与一圆形线圈420。如图中所见，一CR2016电池424及包括一控制器的电子封装件426，位于所述两个线圈之间，但更靠近所述贴片的所述边缘，从线圈的中心垂直移位。将所述电池与电子封装件放在所述线圈外部具有潜在的优势:如果在患者佩戴所述电子贴片时假如为了检查所述骨折拍摄一X射线图像，则它们不会阻挡一X射线图像中的所述骨折视图。如果通过所述断裂的骨部位的所述线圈的所述孔洞，即一前后方向，来拍摄一X射线图像，则只要所述电池或电子封装件不在所述孔洞的所述中心，所述电池或电子封装件就不会阻挡所述图像。另外，如果所述电池与电子封装件从所述孔洞的所述中心垂直移开，如果所述X射线图像是从一横向，与所述身体部分的所述圆柱轴垂直但平行于所述线圈的所述平面的一方向拍摄的。那么正好在所述线圈之间的所述断裂的骨部位的所述视野也将不会被阻挡。应当理解的是，“垂直”与“水平”在这里是指所述未包裹的贴片的所述平面中的方向，所述水平方向是将两个线圈分开的所述方向，以及所述贴片围绕所述身体部分包裹的所述方向。它们与所述贴片的所述方向及空间中的所述身体部分无关。

在本发明的一些实施例中，在医学成像感兴趣的波长下，所述线圈对x射线相对较低的不透明性，及/或它们与基材一样对x射线具有类似的不透明性相似，因此所述线圈不会干扰所述手腕的X射线图像很多。

两个侧视图428与430显示所述贴片的所述小厚度，仅为2.5毫米。

图4C比较图4B中所示的电子贴片412，图4B具有两种替代设计。上视图432显示与图4中显示的相同电子贴片，并且上视图434与436显示另外两种设计，电池424与电子封装件426的一不同位置。在所有三种设计中，使用相同的线圈418与420，具有外径45毫米，内径30毫米。在视图432中，所述电池与电子组件位于所述两个线圈之间，但垂直放置，更靠近所述贴片的所述边缘。将所述电池与电子封装件放在更靠近所述贴片的所述边缘，即垂直放置，可以从任何角度，侧面或前后，拍摄一X射线，都可能使它们免于干扰一骨折的所述可见性。在此设计中，所述贴片为80毫米宽(图4C中的所述垂直方向)。在视图434中，所述电池与所述电子封装件分别位于其中一个所述线圈与所述贴片的所述边缘之间，远离干扰所述骨折的一X射线图像。在此设计中，所述贴片比在视图432中稍微更宽，90毫米。在视图436中，所述电池与电子封装件分别与它们靠近的所述线圈重叠。此贴片比其他设计窄，仅70毫米，但较厚，3.5毫米，与视图432与434中所示的所述贴片为2.5毫米相反，以容纳所述重叠。

示例性节能谐振电路

在图1与图2的电子贴片10中的电子封装件7，以及在图4A中的电子贴片400中的类似电子封装件406，以及在图4B与4C中的电子封装件426，可选地包括一谐振节能电路。所述节能电路包括与所述线圈串联的一电容器，以及脉冲产生电路，所述脉冲产生电路反复改变所述电容器与线圈两端的所述电压，以在所述线圈中产生电流的脉冲。所述脉冲产生电路可以包括一控制器，例如一数字控制器，其编程为在某些时间进行所述电压变化，或者可以通过具有一些非线性元件的一模拟电路来周期性地产生所述电压变化。最初，或者至少在所述脉冲产生电路已经运行几个脉冲并且达到一稳定状态之后，在启动一脉冲之前，将所述电容器充电到一定电压。当启动所述脉冲时，所述电容器的所述电能放电到所述线圈的所述磁场能量中，然后循环回到所述电容器，并保持在那里，直到下一个脉冲启动。理想下，所述电容器的几乎所有能量都可用于产生所述线圈的所述电磁场，并且所述线圈的几乎所有的所述电磁场能量在一脉冲结束时都循环回所述电容器，只有少量能源损耗。所述线圈中存在欧姆损耗，但是如果所述线圈的所述电阻R远小于(L/C)^1/2，其中L为所述线圈的所述电感，C是所述电容器的所述电容，则与所述线圈及所述电容器之间的所述能量循环相比，这些损耗将相对较小。例如，R小于(L/C)^1/2至少10倍，或者至少100倍，或者至少1000倍。与所述光速除以所述线圈直径相比，针对直径100毫米的一线圈为3G赫兹，而所述谐振频率通常在10与100k赫兹之间，如果所述谐振频率(LC)^-1/2小，则所述线圈的辐射损耗将可以忽略不计。可能有些能量损失来自于通过所述电磁场接触的任何导体中，包括患者的所述身体，所述电磁场感应的涡流。任何能量损失都必须通过电池来提供。

在已发布的PCT专利申请WO2018/0015295-A1中描述一种共振节能电路的示例，莫西·诺依曼、罗妮·达芬与约瑟夫·谢赫特于2018年1月18日发布的“骨头增强装置及方法”，并且这里将在图6、7、8、13与16中描述。可以在出版物中找到如何实现此谐振节能电路，尤其是如何实现所述脉冲产生电路的更多细节。

图6示意性地显示这种谐振节能电路的一部分600的一电路图，包括具有电感L的一线圈1402，具有电容C的一电容器1404，一零电压端子1406，及通过所述脉冲发生电路控制一电压的一端子1408，图6未显示。通过端子1410以及端子1412示意性地显示所述电压1408的所述变化，所述端子1410具有一正工作电压，例如等于所述电池电压，所述端子1412具有一负工作电压，例如幅值等于所述电池电压。最初，至少一旦已经启动了几个脉冲并且电路已经达到一稳定状态，就将端子1408设定为端子1410的所述正工作电压，如图700中的流程图700的框702所示，以及电容器1404具有等于所述工作电压的一正电压，并且线圈1402两端的电压为零，并且线圈中没有电流流动。为了启动一脉冲，在流程图700的框704，将端子1408设定为端子1412的所述负工作电压。首先，电容器1404保持充电以在之前有的相同正工作电压，并且如果在幅值所述正负工作电压相等，则其线圈1402现在具有一电压，几乎等于所述工作电压的两倍。在流程图700的框706处，首先，电流开始缓慢地在所述线圈中流动，因为所述线圈的所述反电动势几乎抵消线圈两端的所述电压。在图8中，示意性地显示所述线圈中的所述电流800作为时间的函数，在轴802上显示，以及所述电容器两端的所述电压804作为时间的函数，所述脉冲在时间806处启动。当所述线圈中的所述电流开始建立，所述电容器开始放电。在时间808，如流程图700的框708中所述，所述电容器已经完全放电，并且几乎所有能量已经进入所述线圈的所述电磁场能量中，一达到最大电流。如流程图700的框710所述，在相同方向继续流动的所述电流开始以所述相反极性对所述电容器充电。在时间810，所述电容器已充电到所述工作电压，但极性与在时间806时相反，并且所述线圈上的所述电流与电压已降至为零，如流程图700的框712所述。从时间806到时间810的间隔是所述谐振频率(LC)^-1/2到第一近似值的一波形周期的一半，忽略欧姆损耗与任何其他消耗的影响。再次忽略消耗，在时间806与810之间做为一时间函数的所述电流在谐振频率下几乎是一正弦函数。所述电容器两端的所述电压作为时间806与810之间的一时间函数也几乎是一正弦函数，但与作为一时间函数的电流成相位差90度。

在时间810，如果端子1408保持在端子1412的所述负工作电压，或者如果端子1408浮置，则在图6中以“状态3”表示，不再有电流流入线圈1402，并且所述电容器1404将保持在所述负工作电压下充满电，如流程图700的框714所示。在脉冲之间的这种状态将持续到端子1408切换回具有端子1410的所述正电压，在流程图700的框716中显示，在图8的时间812处完成。所述电容器将再次开始放电，并且所述电流再次在所述线圈中建立，如流程图700的框718所述，但是这次所述电流从在时间806与时间810之间将在所述相反方向。在时间812之后所述电流作为一时间函数，具有相同的幅值，尽管符号相反，如同在时间806与810之间所有的，因为所述电容器放电，建立所述线圈的所述电磁场，然后以其原始的正极性再次充电，如流程图700的框720与722所述，从所述线圈中恢复场能量。在时间814，如流程图700的框724所述，在时间812之后，一谐振频率波形周期的一半，所述电容器将再次以其原始正极性充电至所述工作电压，并且所述线圈电流与电压将再次为零。所述电路现在已回到时间806之前的状态，并且可以保持在脉冲间状态，直到通过变化端子1408的所述电压启动一新的电流的脉冲为止。可选地，端子1408处于浮置状态，直到启动下一个脉冲。

如上所述，与所述脉冲时间有关的谐振频率(LC)^-1/2可选地在10与100k赫兹之间。可替代地，它在1与5k赫兹之间，或在5与10k赫兹之间，或在100与200k赫兹之间，或在200与500k赫兹之间，或在500k赫兹与1M赫兹之间，或大于1M赫兹。

图13是节能电路的示例性电路图，显示出图6中的电路的原理是如何实现的。通过基于FET的多个开关，可以实现在正、负工作电压之间切换串联的所述电容器与线圈两端的所述电压，通过对FET施加一适当的电压来打开与关闭这些开关。一微处理器产生控制所述FET的所述状态的正或负方波脉冲的所述信号。这些信号在图16中显示，图16还显示作为一时间函数的所述线圈中的电流。在图16中，具有正电流的一脉冲总是紧随具有负电流的一脉冲，所以在脉冲之间的所述间隔期间，所述电容器总是具有相同的工作电压的符号，例如正工作电压。这些背靠背脉冲一起持续整个LC谐振频率的整个周期。

使用第二个线圈作为位置传感器

图9示意性地示出了具有两个线圈的一电子贴片900，其中，通过测量另一个线圈在其中感应的所述电动势，可以将其中一个所述线圈用作为一传感器。线圈902在包含一骨头908的一圆柱形身体部分906的顶部，线圈904在所述底部。一控制器910生成通过线圈902的多个电流的脉冲，所述电流的脉冲产生一电磁场以治疗骨头908中的一断裂的骨部位912。

控制器910可选地是结合在贴片900中的一电子封装件的一部分，类似于图1中的电子封装件7，或图4A中的电子封装件410，并且与图1中的电池9类似，或图4A中的电池408相似，控制器910与贴片900可选择性地由电池供电。可替代地，控制器910及/或为其供电的一电源及/或贴片900根本不是贴片900的一部分，但是可以是贴片900外部的较大单元。

通过线圈902产生的一些所述磁通线914也通过线圈904。在所示的时间，至少，线圈904没有任何电流通过，并且在所述断裂的骨部位不产生其自身的电磁场。但是，通过测量由流经线圈904的所述变化的磁通量来产生的所述电动势电压，控制器910可以获得可用于校准予调整通过贴片900产生的所述磁场的信息。

图10显示流程图1000，说明贴片900操作的示例性方式。在1002，校准所述贴片。当具有已知脉冲形状与宽度的一已知电流通过线圈902时，通过测量线圈904中的所述电动势来完成，线圈904相对于线圈902处于一已知位置与方向。例如，线圈902与904的轴对齐，隔开一已知距离。例如，对于一圆柱形的身体部份，可选地，所述贴片设计为治疗的一特定身体部份，例如在所述手腕的一前臂，具有一标准尺寸，所述已知的距离是所述线圈将被分开的一标准距离。可选地，流过线圈902的电流是为了产生一特定的电磁场强度需要的所述电流，例如，被认为有良好的治疗效果的一磁场强度，在所述身体部分中的一标准目标位置处具有那脉冲形状与宽度。一旦贴片900已经校准，就可以针对那个脉冲形状与宽度计算什么电流应该流过线圈902，以在相对于线圈902的一给定位置处产生所述指定的电磁场强度。在1004，贴片900围绕一圆柱形身体部分，例如身体部分906放置。在1006，一已知电流，具有已知脉冲形状，可选地，用在校准贴片900的同样电流与脉冲形状，通过线圈902，并且在1008，测量线圈902中的所述电流感应出的线圈904中的所述电动势。通过比较所述测量的电动势与在校准期间找到的所述测量的电动势，在1010，可以估计通过线圈902中的电流将在所述目标位置产生什么样的电磁场强度，并估计线圈902中的电流应该如何改变以在所述目标位置产生所述指定的治疗电磁场强度。在1012，将线圈902中的所述电流改变为估计值，并且使用所述电流的所述调整值来执行治疗。

可选地，在进行处理时，贴片900还具有一种操作模式，其中线圈904在身体部份906中的所述目标位置处产生其自身的治疗性电磁场，这增加通过由线圈902产生的磁场。在这种情况下，线圈904也具有电流流经，以及在计算应流经线圈902的所述电流时，考虑流经线圈904的所述电流，以在所述目标位置获得所述指定的电磁场强度。可选地，在线圈904中测量的所述电动势也用于调节流经线圈904的所述电流，以在所述目标位置产生一指定的治疗电磁场强度。

当贴片900具有线圈902与904都用于在所述身体部份的所述目标位置处产生磁场的一操作模式时，在继续治疗的情况下，大多数情况下它可以选择保持这种操作模式。但是偶尔地或以规则间隔，贴片900可以进入所述操作模式:至少在一短时间内使用线圈904来测量线圈902感应的所述电动势。例如，如果医务人员例如使用具有一控制器910的一通信链路来请求读取线圈904中的电动势，则可以这样做。可替代地或附加地，控制器910可以编程为，针对一短时间，例如1秒，以规则的时间间隔，例如一小时或一天一次将贴片900切换到测量在线圈904中的电动势的所述模式。可选地，线圈904中的电动势的所述常规测量被用在一闭合反馈回路中，以将所述目标位置处的所述电磁场强度保持在一指定值。

可选地，当将贴片900放置在身体部份906周围时，在线圈904中测得的所述电动势用于计算线圈902与线圈904之间的所述距离，并且那距离用于估计从线圈902与904到所述目标位置的所述距离，然后估计线圈902与904中需要多少电流才能在所述目标位置产生所述指定的电磁场强度，例如使用磁仿真软件。或者，从线圈902到线圈904的所述距离，以及到所述目标位置的所述距离，从不明确计算，但是当贴片900放置在身体部份906周围时线圈904的所述测得的电动势与当线圈900校准时所述测得的电动势的数值进行比较，例如找到所述电动势值中的一比率及/或差异，并且那比率及/或差异直接用于计算应在线圈902与904中使用的所述电流以在所述目标位置获得所述指定的电磁场强度。

线圈904的所述测得的电动势，及/或可以从其计算出的线圈902与线圈904之间的所述距离，也可以以其他方式使用，以获得关于身体部份906的状态的信息。例如，在身体部份906的治疗过程中定期测量线圈902感应的线圈904的所述电动势。如果所述距离显现出随着时间增加，因为线圈904中测得的所述电动势随时间减小，对于线圈902中的相同电流，则可能表明身体部份906正在经受肿胀。可选地，在控制器910中，使用一通信通道，例如一无线通信通道，将线圈904的电动势的所述测量值传达给医务人员。基于从所述电动势测量值推断出的膨胀程度与速率，医务人员可以决定一些医疗干预是适当的，以减轻所述肿胀。可替代地，医务人员可以基于所述电动势测量值来确定所述肿胀对于那类型的骨折是一预期的程度，并且不需要干预。

如果从对于线圈902中一给定电流的线圈904中的所述感应电动势的一增加推断出线圈902与904之间的所述距离随着时间减小，那么这可能表明身体部分906正在收缩，可能是当所述骨折愈合时由于膨胀减小或由于肌肉浪费。无论身体部分906的所述收缩的所述原因是什么，都可能表明所述石膏模变得太宽松，并且在所述骨折愈合时无法再将骨头908维持在到位。在这种情况下，在医疗上建议去除所述石膏模并且更换石膏模。另一方面，如果身体部分906正在收缩，但比预期的更慢，则可能表明骨头908无法正常愈合。

在石膏模下贴片的示范性使用

图11示意性地示出一石膏模1100覆盖与身体部份1104接触的一电子贴片1102，在其中存在一断裂部位1106，所述断裂部位正在通过电子贴片1102产生的电磁场治疗。电子贴片1102包括一线圈1108，一电池1110以即一垫子封装件1112。可选地，还存在一第二线圈，例如图4A或图4B中所示的所述贴片所描述的。可选地，电子贴片1102包括多个传感器，所述传感器可以在所述石膏模下直接从所述身体部份的所述皮肤获得数据。例如，传感器1114是一压力传感器，并且传感器1116是一血氧传感器。所述传感器可选地是电子封装件1112的一部分，或者至少连接到电子封装件以进行供电与数据处理。可选地，一个或多个传感器使位于所述石膏模外部的一警告灯1118在某些条件下点亮，例如低血氧水平，这可以指示所述石膏模太紧。所述压力传感器与所述血氧传感器都可以用于检测所述石膏模下方的所述压力是否正在升高，例如由于身体部份1104的膨胀，还是由于所述石膏模放置得过紧而导致所述压力过高，这可能会干扰血液循环，导致所述石膏模下的所述皮肤中的血氧水平的一下降。所述压力传感器还可以检测石膏模下面的所述压力何时下降，这可能意味着所述身体部份的肿胀正在减小，或者肌肉质量正在损失。如果所述压力降低得太多，则所述石膏模可能会太松而无法有效地将所述断裂的骨头固定到位，因此在医学上建议移除所述石膏模，并且用更合适的一个石膏模替换。

如上面图9与10所述，参照通信链路1120，可选地为一无线通信链路，可选地用于向医疗人员传输所述传感器数据以及通过贴片1102产生的其他数据，包括在一第二线圈中感应出的所述电动势的数据。通信链路1120可选地是单向的，例如，将数据从贴片1102传送到医务人员。可替代地，通信链路1120是双向的，并且当贴片1102在石膏模1100下时，医务人员使用它来控制贴片1102的所述操作，并且不容易使用的。例如，医务人员可以使用通信链路1120请求贴片1102获得某些数据，或者打开或关闭贴片1102，或者更改其操作参数，例如所述脉冲重复率或所述磁场振幅。替代地，通信链路是单向的，但是仅用于从外部控制贴片1102，而不是从它获取数据。

可选地，贴片1102具有一开/关开关1122。可选地，仅在石膏模1100覆盖贴片1102之前使用开关1122，并且一旦覆盖贴片1102，就不能使用开关1122。或者，当石膏模1100覆盖贴片1102时，可以使用开关1122。开关1122的可能设计包括：

1.一胶囊，在破裂时打开所述贴片，例如类似一荧光棒。

2.一外部激活器，使用电磁感应远程地打开所述贴片。

3.一拉线。

4.一磁性开关，通过一磁铁打开与关闭。

可选地，通过这些方法任何一种或任何其他方法操作的开关也可以用于启动一测试以查看所述贴片是否正常运行，并且可以用于更改设定，例如功率水平。

可选地，如果所述电池是可充电的，则可以使用线圈1108或图11中未示出的另一个线圈来对它进行充电。即使线圈1108在所述石膏模下方，通过使用一外部线圈以感应地将功率传递到线圈1108。

图14与图15显示电路的框图，所述电路允许所述线圈接收一外部命令以在所述贴片停用时激活所述贴片。在图14中，标记为“场传输线圈”的所述线圈用作一无线电接收器线圈，从一外部激活器接收一信号以激活所述贴片。所述线圈将信号传递到一传入的射频命令检测器，所述传入射频命令检测器解释所述信号，并告诉所述主开关控制以激活产生所述脉冲的所述节能电路。还有一个“开关控制计时器开/关计时”模块显示在图14中，根据所述计时器中设定的所述开与关闭时间，使用所述高速开关，所述模组连接或断开所述节能电路与所述电池。图15提供图14的框图如何在发明人所设计的系统中实现的更多细节。图15中的所述Rx缓冲器模块类似于图14中的传入射频命令检测器，解释通过一外部激活器发送并且通过场传输线圈接收的射频信号，并且将所述开/关命令发送给一微控制器。为了接收所述开/关命令，始终连接到所述电池的微控制器将所述电池与所述Tx驱动器连接或断开，所述电路如图6所示，并且图13更详细地显示，所述电路产生所述电流的脉冲。如图6所示，所述Tx驱动器显示为连接到串联的所述谐振电容器与所述场传输线圈。可选地，由于因为射频信号的频率比所述电流脉冲高得多，并且可以通过一适当的过滤器与所述电流脉冲分开，即使所述线圈产生电流脉冲时，所述场传输线圈仍然能够从所述激活器接收命令。

图12显示流程图1200，所述流程图针对在一电子贴片，例如本文所述的那些，使用脉冲电磁场来促进在一目标部位，例如一断裂的骨部位，的组织愈合期间发生的事件。流程图1200主要涉及位于依石膏模下方的一电子贴片，但不限于此。

在1202，所述贴片被打开。在1204，将所述贴片放置在与所述目标部位相邻的一身体部份上。在1206处，可选地包括所述贴片的所述身体部分可选地用一石膏模覆盖。在1208，在治疗的过程中，所述贴片周期性地关闭与打开。例如，可以选择每天仅在一有限的小时数内打开所述贴片。可选地，使用某种计时器，可能是所述电子封装件中的一计时器功能，例如图14所示的“开关控制计时器”模块，自动关闭与打开所述贴片。可选替地，手动执行此操作，例如如果存在覆盖所述贴片的一石膏模，则可以例如使用所述石膏模外部可存取的开关。例如，一外部激活器可选地用于在贴片“睡眠”时通过发送一无线电信号来打开贴片，所述无线电信通过所述线圈被接收，通过图14所示的所述传入RF命令解码器模块被解读，以及被并发送到所述主控开/关控制模块。当然，即使停用所述贴片，所述开关控制计时器模块，所述主开/关控制模块及所述RF命令解码器模块也都可以选择性通电并且连接到所述电池，使得些模块可以按所述方式操作来打开所述贴片。

在1210，可选地由所述身体部份制成医学图像，以监视所述组织愈合，例如X射线图像。在1212处，可选地，使用所述石膏模下方的一传感器或使用一第二线圈来测量由一第一线圈感应的电动势电压来监视所述身体部份的压力及/或肿胀。在1214，如果发现所述压力及/或肿胀太高或太低，则可选地采取某种干预。在1216，例如在所述组织愈合时，在治疗结束时去除所述石膏型与贴片。

不同骨头的参数

表1显示示例性的线圈参数，发明人认为对于几种不同类型的骨头是有用的。

表1.不同骨头的线圈的参数

对于身体中皮下脂肪含量不同的不同个体，可以选择性地使用不同的功率设置，这会影响从所述线圈到所述骨头中所述目标部位的所述距离，因此影响在所述目标部位产生一特定强度的电磁场所需的功率。例如，瘦男人、过重男人、瘦女人与过重女人可能有不同的功率设置。目标可能是在所述目标位置产生介于50与500微特斯拉之间的磁场，例如200微特斯拉。

如本文所用，术语“约”是指约10％。

术语“包含”、“包含”、“包括”、“包含”、“具有”及其变位表示“包括但不限于”。

术语“由……组成”是指“包括且限于”。

术语“实质上由...组成”是指组合物、方法或结构可以包括其他成分，步骤及/或部分，但前提是其他成分、步骤及/或部分不会实质性地改变所要求保护的组成、方法或结构的基础及新颖性特征。

如本文所使用的，单数形式“一个”，“一种”及“所述”包括复数引用，除非上下文另外明确指出。例如，术语“一种化合物”或“至少一种化合物”可以包括多种化合物，包括其混合物。

在整个申请中，本发明的各种实施例可能以范围格式呈现。应当理解，范围格式的描述仅是为了方便与简洁，而不应被解释为对本发明范围的非灵活的限制。因此，应该将范围的描述视为已明确公开所有可能的子范围以及范围内的各个数值。例如，对范围从1到6的描述应视为已明确公开了从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6的子范围等，以及范围内的单个数字，例如1、2、3、4、5与6。这与范围的广度无关。

每当在本文中指示数值范围时，其意在包括在指示范围内的任何引用数字(分数或整数)。片语“在第一指示数字与第二指示数字之间的范围/范围”及”从第一指示数字到第二指示数字的范围/范围”在本文中可互换使用，并且意在包括第一与第二指示数字以及它们之间的所有小数及整数。

如本文所用，术语“方法”是指用于完成给定任务的方式、手段、技术及程序，包括但不限于已知的方式、手段，或通过化学、药理、生物学、生化及医学领域的从业人员易于从已知的方式、手段发展的那些方式、手段、技术与程序。

如本文所用，术语“治疗”包括消除、实质上抑制、减慢或逆转病情的进展，实质上改善病情的临床或美学症状或实质上防止病情的临床或美学症状的出现。

应当理解，为清楚起见在分开的实施例的上下文中描述的本发明的某些特征也可以在单个实施例中以组合来提供。相反，为简洁起见，在单个实施例的上下文中描述的本发明的各种特征，也可以分开地或以任何合适的子组合或在本发明的任何其他所述的实施例中合适地提供。在各种实施例的上下文中描述的某些特征不应被认为是那些实施例的必要特征，除非实施例在没有那些要素的情况下是不可操作的。

如上文所述且如以下权利要求书所述，本发明的各种实施例及方面在以下实施例中找到计算出的支持。

示例

现在参考以下示例，示例与以上描述一起以非限制性方式说明本发明的一些实施方案。

本发明的一个目的是提供相对于现有技术的手段以显着减少的恢复时间促进骨头固定或融合的手段。

在一些实施例中，本发明提供一种用于刺激在一断裂骨部位处的成骨的电子贴片，所述电子贴片包括一个或多个连续线圈、一电源、具有一节电电路的一控制器，所述节电电路也称为一能量节省电路，其连接到所述线圈的一导体并且由所述电源供电，以控制从所述线圈传播到断裂的骨部位的一产生的电磁场的特性，其中所述线圈、电源与控制器与一柔性基底集成一起，所述柔性基底从外部铺设到与所述断裂的骨部位相关的一受伤肢体上。

一方面，所述线圈是对称配置的，并且所述线圈配置成使得从其对应部分传播的电磁场在所述断裂的骨部位处彼此叠加并且增加在该处的成骨刺激。

一方面，所述控制器包括一脉冲电流调制器。通过所述电流调制器产生的每个脉冲有足够的持续时间，以确保与电磁场相关联的能量的总累积量大于一预定量，所述电磁场在一预定时间段内被与所述断裂的骨部位相关联的一骨头区域吸收。

一方面，一计时器适于根据一期望的占空比以连续进行的方式调制一脉冲波形。应当理解，“占空比”在这里相对它在以上某些描述中的意义可能具有不同的含义，其中，它是指所述脉冲波形内的脉冲时间的所述分数。在这里，它可以指被产生的所述脉冲波形的所述时间的分数。

一方面，所述计时器适于在一预定的调制持续时间内调制一脉冲波形与传播方向，以利用一类似钟摆效应来节省电池功耗。

一方面，所产生的电磁场在所述断裂点处的一通量密度在从0.1至0.5毫特斯拉、0.5至0.8毫特斯拉、0.8至2毫特斯拉、2至5毫特斯拉或0.2至5毫特斯拉的范围内。

在一方面，所述脉冲电流的所述频率在从1到1000赫兹、从1到100k赫兹、或者从1赫兹到100k赫兹以及从100K赫兹到40M赫兹的范围内。

一方面，所述脉冲电流的一平均幅度在从10纳米安培至50微安培、15至100微安培、0.1至2毫安培、20至3000毫安培或1微安培至2000微安培的范围内。

在一方面，所述控制模块可以包括一电路，其中所述维持与所述充电之间的比率在从大约1：600到大约1：5000的范围内。

一方面，所述脉冲电流的一脉冲持续时间在从5至30微秒、30至50微秒、50至200微秒或5至200微秒的范围内。

一方面，所述脉冲电流的一脉冲持续时间在从1.3毫秒至67毫秒的范围内。

一方面，所述计时器适于调制一脉冲波形，所述一脉冲波形选自于一方波、一三角波、一锯齿形波及一正弦波组成的群组。

一方面，所述线圈的匝数在一到十的范围内。

一方面，所述线圈的匝数在一到1000的范围内。

一方面，所述线圈的匝数在300至1000的范围内。

一方面，所述线圈的匝数在15至300的范围内。

一方面，所述电源是具有一足够容量的一电池，用于在整个预期的恢复周期内为所述电流调制器供电。

一方面，所述电源选自用于由产生压电的一压电装置、电容器、发电机及电动致动器组成的群组。

所述电子贴片可以是一次性的，适于一次性使用或重复使用的，并且可以在一石膏模下方或上方铺放。

所述电子贴片可以具有一圆形配置、矩形配置，并且每对相邻匝之间的径向间隔可以不同。

所述电子贴片可包括用于控制所产生的电磁场的性质的一控制器。所述控制器可以包括以下一项或多项：

一电流调制器；

一节电电路；

一计时器；

一微型开关；

一振荡器；

一无线收发器；

一逆变器。

所述电子贴片可包括通过层压到LCP薄膜中的薄裸片热压制造的电子部件。

所述印刷电子技术可以包括一刚性PCB与电池，它们之间具有适当的一间距以提供一定程度的柔软性。

所述电子贴片可以包括一振荡器，所述振荡器适于产生矩形，三角形，锯齿形及正弦波形的多个电流脉冲。

通过周期性地停用从所述电池到所述振荡器的所述电源可以使用一计时器来调制所述波形，以实现一期望的占空比，这对于节省能源是重要的。

所述电子贴片可以进一步包括与所述振荡器电连通的一逆变器，用于周期性地改变所述磁场线的所述方向，从而额外地改善所述成骨率。

所述控制器可以适于在一睡眠模式下操作，进而当所述电子贴片存储时所述电子部件不活动。

一方面，使用以下参数组合：

a)一贴片厚度为2-10毫米；

b)一贴片直径为50-100毫米；

c)一电池容量为300-800毫安培*小时、或90-2000毫安培*小时、或30-2000毫安培*小时；

d)一额定电池电压为3-10伏特或3-20伏特；

e)一最大电池电流为2安培；

f)一最大脉冲电流为1.5安培或3安培；

g)一电磁场频率为50-500k赫兹或10-100k赫兹；

h)每秒2-50个脉冲；

i)一占空比为1:750-1:5000；

j)由生物相容性有机硅制成的一柔性基材；

k)无线激活；

l)场强度：0.1至0.5毫特斯拉

m)线圈电流：50毫安培至2安培或6安培(p-p)

n)脉冲持续时间：10微秒至100微秒

o)脉冲形状：正弦波

在本发明的一些实施例中，本发明的一方面是一电子贴片，所述电子贴片从外部铺放到一受伤的肢体，特别是与一断裂的骨头相关的肢体。在某些情况下，监控所述断裂的骨头的恢复的医生可能决定将所述电子贴片铺放在石膏模下方或上方。所述电子贴片包括一可持续工作的电流调节器，用于产生有效地刺激成骨或骨头发育的一电磁场。即使所述贴片包括电子部件，它是足够柔软以铺放在所述受伤肢体的周围。所述电子贴片可以是一次性的，适于一次性使用，或者可替代地可以重复使用。

图1中的贴片10包括一连续线圈5，其可以是一个多匝线圈或多个线圈，用于将所产生的电磁场聚焦到一断裂的骨部位上。在图1中显示的线圈5为一圆形配置，其中每对相邻匝之间的所述径向间隔是均匀的，但是也可以是任何其他对称配置，例如矩形或任何不对称配置，并且每对相邻匝之间的所述径向间隔可以是不同。当贴片10位于一平坦表面的顶部时，线圈5的所有匝都共面，并且每个匝与一相邻匝同心。

由电池9供电的一控制器，电子封装件7的一部分，连接到线圈5的所述导体，以控制所述产生的电磁场的特性，所述电磁场从所述线圈传播到所述断裂的骨部位。所述控制器包括一电流调节器及用于调节产生所述电磁场所需的所述电流的一节电电路，但是还可能包括选自但不限于一定时器、微动开关、振荡器、无线收发器及逆变器的其他电子部件。

尽管显示出相对于线圈5径向向内定位的仅有的两个说明的部件是电子封装件7及电池9，但是应当理解，只要其他电子组件可以通过相对于线圈5径向向内定位而保持贴片10的紧凑性，就可以将其定位在电子封装件7的外部。

如上所述，贴片10可以被赋予足够的柔软性以促进其在一受伤的肢体的周围的应用。为了达到所需的柔软性，可以通过低成本的印刷电子技术来制造所述电子部件，并且嵌入在一个或多个柔性基板3中或与一个或多个柔性基板3集成以产生一整体式贴片。每个柔性基板3可以是一硅树脂基板、一聚酰亚胺基板、一液晶聚合物(LCP)基板、一多层膜层压(multi-layer film laminate)基板、一箔基板或一种它们的组合。可以通过将薄裸片热压层压到LCP薄膜中，使薄膜完全封装所述裸片，来制造柔性电子部件。

可选替地，所述印刷电子技术可以包括一刚性PCB与电池，它们之间具有适当的间隔以提供一定程度的柔软性。

所述柔性基板3的所述底表面11可以设置有应用装置，例如用于粘附至一皮肤表面的一粘合元件或用于与覆盖皮肤表面的胡须或其他头发接合的夹子。

为了最小化电池消耗，所述振荡器适于产生多个电流脉冲，例如矩形脉冲，用于以一期望的频率与幅度激励所述线圈，以感应出一期望的磁通量。当然，其他波形，例如一三角形、一锯齿形及正弦波形，也可以用来激励所述线圈。所述计时器通过周期性地停用从所述电池到所述振荡器的所述电源来调制所述波形，以实现一期望的占空比，这可能对节省能源很有用。可以采用与所述振荡器电连通的一逆变器，以周期性地改变所述磁场线的所述方向，从而额外地改善所述成骨率。

而且，所述控制器可以在一睡眠模式下操作，从而当所述电子贴片存储时所述电子部件不活动。在外部将所述电子贴片铺放到所述受伤的肢体上时，所述控制器响应通过柔性基板的所述微型开关所感应到的一预定压力来激活。可选替地，所述控制器可以通过发送到所述收发器的一无线命令、一拉动触发器、一电磁触发器或通过施加外部电感应来激活。

作为最小化电池消耗的附加手段，与所述计时器结合的所述控制器可操作成在一预定的时间间隔后，例如，所述控制器的激活后一周，减小所述励磁电流的所述幅度。在此间隔内，所述产生的电磁场在所述断裂的骨部位上大量刺激成骨，以至于即使在减小所述激励电流的所述幅度后，也会继续成骨。

除了电池之外，所述电子部件还可以通过本领域技术人员公知的任何其他电源供电，包括用于产生压电性的一压电装置、通过位于患者家中的一射频装置充电的一电容器，因此，不需要门诊服务、一发电机及一电动执行器，例如采用沿一线圈可移动的一磁性元件的一种执行器。

图3是从外部铺放电子贴片10到受伤肢体15的示意性截面图，说明所述线圈将所述产生的电磁场聚焦到断裂的的骨部位14上的能力。在所述电流调节器的操作期间，电流分别流过直径相对的线圈部分5A与5B，以及电磁场17A与17B，成一直角传播到一线圈部分的一相应导体。所述磁通量的所述幅度在皮肤表面19处最大，并且根据与导体的距离而减小。在皮肤表面19下方的一预定深度处，与断裂的骨部位14的所述位置，例如30mm相吻合，电磁场17A与17B彼此重叠。即使所述磁通量的所述幅度在断裂的骨部位14处已减小，它相对于从所述直径相对的线圈部分传播的所述电磁场也是可加的。类似地，从其他相应的线圈部分传播的其他电磁场在断裂的骨部位14处彼此叠加。因此，断裂的骨部位14通过具有一相当高幅度的磁通量的一电磁场来冲击，所述磁通量加速成骨的刺激。

尽管已经结合本发明的特定实施例描述本发明，但是显然，对于本领域技术人员而言，许多替代、修改及变化将是显而易见的。因此，旨在涵盖落入所附权利要求的精神及广泛范围内的所有这样的替代、修改及变化。

本说明书中提及的所有出版物、专利及专利申请都通过引用整体并入本文，相同程度就好像每个单独的出版物、专利或专利申请具体地与单独地指示通过引用并入本文。另外，在本申请中对任何参考文献的引用或标识均不应解释为承认这类参考文献可用作本发明的现有技术。就使用章节标题而言，不应将其解释为必然的限制。

Claims (43)

1.一种用于刺激在一目标部位的组织愈合的电子贴片，柔软到足以符合与所述目标部位相邻的一身体表面，其特征在于，包括:

a)一电池或一个少于5毫米厚的多个电池的组合；

b)一电容器，直接串联连接到一线圈；

c)脉冲产生电路，通过所述电池或多个电池供电，在串联的所述电容器与线圈上施加一电压，并且反复改变串联的所述电容器与线圈上的所述电压，以在线圈中产生在一脉冲周期延伸的一个或多个电流的脉冲，所述电流在所述目标部位产生一电磁场以用于在所述脉冲周期期间刺激组织愈合，大部分所述电磁场能量在所述脉冲周期开始时来自所述电容器，并且在所述脉冲周期结束时返回所述电容器。

2.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中所述脉冲产生电路通过在一脉冲的一持续时间内在串联的所述电容器与线圈上施加一电压，以及在一随后的脉冲的一持续时间内在串联的所述电容器与线圈上施加一不同电压之间进行交替来反复改变所述电压，产生实质上相同持续时间且电流方向相反的多个连续脉冲。

3.如权利要求2所述的电子贴片，其特征在于：其中所述脉冲的所述持续时间实质上等于所述线圈与电容器的一(LC)^-1/2谐振频率的一半波周期，等于在每个脉冲期间耗散的所述电磁场能量的一分数中的最低阶。

4.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中所述脉冲产生电路配置为产生一个或多个另外的脉冲周期，在此期间，所述线圈在所述目标部位产生所述电磁场，其中至少一些所述脉冲周期与非脉冲周期交替，其中在非脉冲周期在所述目标部位实质上不产生电磁场。

5.如权利要求4所述的电子贴片，其特征在于：其中在所述非脉冲周期期间所述线圈中的所述电流不大于10微安培。

6.如权利要求4所述的电子贴片，其特征在于：其中所述脉冲产生电路配置为以一定间隔产生脉冲，使得一占空比，定义成所述脉冲周期与一总时间的一比率，小于10％。

7.如权利要求6所述的电子贴片，其特征在于：其中所述占空比小于1％。

8.如权利要求4所述的电子贴片，其特征在于：其中所述非脉冲周期介于0.02与0.5秒之间。

9.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中超过90％的所述电磁场能量在所述脉冲周期开始时来自所述电容器，并且在所述脉冲周期结束时返回所述电容器。

10.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中所述贴片的任何刚性部件在所述贴片可伸缩的一方向上不大于25毫米，并且在所述贴片可伸缩的一方向上排列的所述贴片的任何两个刚性部件，至少分隔1.5毫米。

11.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中所述贴片包括柔性电子部件。

12.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：配置为如果运行50天产生消耗少于2000毫安培-小时电池电流的电流的脉冲。

13.如权利要求12所述的电子贴片，其特征在于：配置为如果运行50天产生消耗少于250毫安培-小时电池电流的电流的脉冲。

14.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：小于10毫米的厚度，厚度包括所述电池或多个电池、所述电容器、所述线圈及所述脉冲产生电路。

15.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中在稳态操作中所述脉冲周期是介于5微秒与100微秒之间。

16.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中在所述线圈中的一峰值电流是介于25毫安培与3安培之间。

17.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中在所述线圈中的一峰值电流是介于0.1毫安培与25毫安培之间。

18.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中在所述目标部位的所述磁场是介于0.05与0.5毫特斯拉之间。

19.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中所述贴片包括一柔性的生物相容性材料的基板，为所述贴片提供柔软性。

20.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中所述电池或所述电池组上的一总电压是介于1.5与6伏之间。

21.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：包括一单向或双向无线通信链路。

22.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：包括一计时器，所述计时器在预设时间通过断开所述电池或多个电池来自动停用所述贴片，并且通过重新连接所述电池或多个电池来重新激活所述贴片。

23.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：对于24小时连续暴露于水是防水的。

24.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：对于持续50天每天暴露于水两次半小时是防水的。

25.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：其中当所述贴片平坦时，所述线圈为椭圆形或跑道形。

26.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：用于胸骨，其中所述线圈的一主要直径与一次要直径都介于8与12厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

27.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：用于头骨，其中所述线圈的一主要直径与一次要直径都介于6与10厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

28.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：用于肋骨，其中所述线圈的一主要直径介于8与12厘米之间，并且一次要直径介于4与6厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

29.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：用于脊柱，其中所述线圈的一主要直径介于6与10厘米之间，并且一次要直径介于4与6厘米之间，以及小于10毫米的厚度。

30.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：还包括:

a)一压力传感器，配置为测量患者在所述电子贴片上所佩戴的一石膏模的一压力；以及

b)一通信链路，配置为传送所述压力传感器测量的结果。

31.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：还包括:

a)一血氧传感器配置为测量与所述电子贴片相邻的患者皮肤中的一血氧水平；以及

b)一通信链路，配置为传达所述血氧传感器测量的结果。

32.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：为了用于一圆柱形身体部分，尺寸设计成至少部分包裹所述圆柱形身体部分周围，在一侧上，具有包括所述线圈的所述贴片的一第一部分，以及在另一侧上，具有包括另一线圈的所述贴片的一第二部分，当电流流过其他线圈时，其他线圈也在所述目标部位贡献所述电磁场，以及所述脉冲产生电路配置为在所述脉冲周期开始时从相同及/或一不同的电容器转移两个线圈的大部分所述电磁场能量，并且在所述脉冲周期结束时两个线圈的大部分所述电磁场能量返回所述电容器或多个电容器。

33.如权利要求32所述的电子贴片，其特征在于：为了用于手上，其中所述线圈的主要直径与次要直径都介于3厘米与8厘米之间，并且厚度小于5毫米。

34.如权利要求32所述的电子贴片，其特征在于：为了用于腿上，其中所述线圈的主要直径介于32与50厘米之间，次要直径介于16厘米与25厘米之间，并且厚度小于5毫米。

35.如权利要求32所述的电子贴片，其特征在于：为了用于骨盆上，其中所述线圈的主要直径介于32与50厘米之间，次要直径介于12厘米与20厘米之间，并且厚度小于5毫米。

36.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：用于在圆柱形身体部分的一目标部位产生一指定水平的所述电磁场，所述电子贴片包括一第一部分与一第二部分，并且配置为将所述第一部分放置在所述圆柱形身体部分的一侧上且将所述第二部分放置在所述圆柱形身体部分的一不同侧上，所述第一部分包括所述线圈，所述第二部分包括一第二线圈，所述第二线圈还配置为当电流的脉冲经过所述第二线圈时在所述目标部位贡献所述电磁场，所述电子贴片还包括一控制器，所述控制器配置为：

a)当所述脉冲产生电路在所述第一部分的所述线圈中产生电流的脉冲时，测量在所述第二线圈中所感应的一电动势电压；

b)使用所述测量的电动势来估计所述第一部分中的所述线圈所需要的电流水平，或估计所述第一部分中的所述线圈及第二线圈所需要的电流水平，以在所述目标部位产生所述指定水平的所述电磁场；以及

c)使所述第一部分中的所述线圈的所述所需要的电流水平经过那线圈，或者使所述第一部分中的所述线圈及第二线圈的所述所需要的电流水平分别经过所述第一部分中的所述线圈与经过所述第二线圈，在所述目标部位产生所述指定水平的所述电磁场。

37.如权利要求1所述的电子贴片，所述电子贴片足够柔软且具有适当的尺寸来至少部分地包裹所述目标部位在其内部的一身体部分周围，同时符合所述身体部分的一表面，其特征在于包括:两个柔性线圈，当所述贴片包裹在所述身体部分周围时所述两个柔性线圈位于所述身体部分的不同侧上，在所述身体部分的内部的所述目标部位产生脉冲电磁场，以促进组织愈合。

38.如权利要求1所述的电子贴片，所述电子贴片是扁平柔性的且具有水平与垂直轴，其特征在于包括:两个水平设置的线圈，每个线圈具有至少20毫米的一中心孔洞，所述贴片配置为至少部分地水平包裹在所述目标部位在其内部的一圆柱形身体部分的一圆柱轴周围，并且所述线圈产生脉冲电磁场用于愈合所述圆柱形身体部分内部的所述目标部位的组织，所述贴片还包括实质上对医用X射线不透明的一个或多个电子元件，所述电子元件都安装在所述贴片上，在一垂直方向上偏离所述孔洞的所述中心至少10毫米的位置。

39.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于包括：具有所述电池或一电池组的一第一部分，直接与线圈串联连接的所述电容器，以及所述脉冲产生电路，以及具有一第二电池或电池组的一第二部分，直接与一第二线圈串联连接的一第二电容器，以及一第二脉冲产生电路，通过所述第二电池或多个电池供电，在串联的所述第二电容器与第二线圈上施加一电压，并且反复改变串联的所述第二电容器与第二线圈上的所述电压，以在所述第二线圈中产生在所述脉冲周期延伸的一个或多个电流的脉冲，所述电流在所述目标部位也贡献所述电磁场以用于在所述脉冲周期期间刺激组织愈合，大部分所述电磁场能量在所述脉冲周期开始时来自所述第二电容器，并且在所述脉冲周期结束时返回所述第二电容器。

40.如权利要求1所述的电子贴片，其特征在于：用于在圆柱形身体部分的一目标部位产生一指定水平的所述电磁场，所述电子贴片包括一第一部分与一第二部分，并且配置为将所述第一部分放置在所述圆柱形身体部分的一侧上且将所述第二部分放置在所述圆柱形身体部分的一不同侧上，所述第一部分包括所述线圈，所述第二部分包括一第二线圈，所述第二线圈还配置为当电流的脉冲经过所述第二线圈时在所述目标部位贡献所述电磁场，所述电子贴片还包括一控制器，配置为：

a)当所述脉冲产生电路在所述第一部分的所述线圈中产生电流的脉冲时，测量在所述第二线圈中所感应的一电动势电压；

b)在组织愈合过程的期间内，在一个或多个不同时间重复(a)；

c)如果通过所述电流脉冲在所述第二线圈中所感应的所述电动势电压随时间以一速率增加或减少，所述速率表明所述圆柱形身体部分的一医学上明显的肿胀或收缩，则通知医务人员。

41.如权利要求40所述的电子贴片，其特征在于：当包裹在所述身体部分周围时足够柔软到符合所述身体部分。

42.如权利要求40所述的电子贴片，其特征在于：在第二种操作模式下，其中所述控制器配置为使电流经过两个线圈，所述两个线圈在所述目标部位产生一电磁场以用于刺激组织愈合。

43.一种校准电子贴片的方法，所述电子贴片是如权利要求40所述的电子贴片，其特征在于包括:

a)设置所述电子贴片使得包括在所述第一部分的所述线圈与所述第二线圈彼此处于一指定的相对位置与方向；

b)使一指定电流经过包括在所述第一部分的所述线圈；以及

c)测量通过包括在所述第一部分的所述线圈中的所述电流在所述第二线圈中所感应的所述电动势。