CN112912136B - 用于疗法性地治疗人体和动物体的感应式施加器线圈设备 - Google Patents

Abstract

一种用于提供脉冲电磁场(PEMF)治疗的装置，其包括：外壳；一个或多个第一导电回路，其连接到一个或多个对应的信号发生器，所述信号发生器被构造为在所述一个或多个第一导电回路处生成一个或多个PEMF信号；一个或多个第二导电回路，其分别连接到相应的可调谐非有源电路，所述一个或多个第二导电回路被布置在距所述外壳内的一个或多个第一导电回路预定距离处，以形成阵列，每个可调谐非有源电路具有至少一个可变电容器，以用于将所述一个或多个第二导电回路中的每一个调谐到所述一个或多个PEMF信号。

Description

用于疗法性地治疗人体和动物体的感应式施加器线圈设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月18日提交的美国临时专利申请第No.62/747,446号的权益和优先权，其全部内容通过引用合并在本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于有效分布脉冲电磁波形的装置和方法，该脉冲电磁波形用于利用有源(active)线圈和非有源(non-active)线圈的组合来对活的人类和动物、组织和细胞进行靶向脉冲电磁场(PEMF)治疗。

背景技术

该装置和方法涉及通过改变活的人类、动物、组织、细胞和/或器官与它们的电磁环境的相互作用来更有效地治疗活的人类、动物、组织、细胞和/或器官。本发明还涉及通过应用编码的电磁信息来改变细胞和组织生长、修复、维护和一般行为的方法。更具体地说，本发明通过手术式非侵入性反应耦合，提供了通过将有源线圈感应地耦合到表面上或表面内的非有源线圈的布置来将高度特定的电磁信号模式施加于一个或多个身体部位，人或动物将躺在该表面上或者将该表面耦合到服装、绷带或其它载体内以将该感应线圈布置的输出施加到身体、区域或部位。

发明内容

本发明涉及轻质柔性有源线圈的使用，这些轻质柔性有源线圈以特定的电磁波形激励，这些轻质柔性有源线圈可以放置在床垫、垫子、有衬垫或无衬垫基板(substrate)内，以在人类或动物躺在其上时或者在将合并有线圈的垫子、衬垫、毯子等放置在人类或动物对象上时提供治疗性输出的施加。此外，感应线圈布置可以被放置在合适的服装、绷带或穿戴中，以输送最佳剂量的非侵入性脉冲电磁治疗，以用于增强人类和动物中的活体组织的修复和生长。例如，美国专利第No.7,744,524、7,740,574、7,758,490、7,896,797、8,343,027、8,415,123、8,961,385、9,320,913、9,415,233、9,433,797和10,350,428号描述了用于治疗体内组织的各种PEMF装置和对应方案，这些专利通过引用合并在本文中。设想多个有源和非有源线圈布置以提供增加的覆盖区域。可以利用相同或不同的波形同时或顺序地驱动多个线圈布置。这种有益的方法操作用来通过采用诸如PRF(pulse repetitionfrequency，脉冲重复频率)发生器的电磁装置和因此本领域已知的施加器头来选择性地改变与细胞和组织环境相关联的生物电磁环境。

本发明的方法更具体地包括通过在治疗期间动物或人类可躺在其上的表面内并入一个或多个感应线圈布置而对整个人体或动物体提供磁通路径(flux path)。可以施加一个或多个感应线圈布置，以向可选择的身体区域提供在每个脉冲串具有100个与10000个脉冲之间的脉冲的脉冲串包络中具有一系列EMF脉冲的磁通路径，该系列EMF脉冲具有至少0.01微秒的最小宽度特性，其中所述脉冲串的电压幅度包络由随机变化的参数限定，其中该随机变化的参数的瞬时最小幅度不小于其最大幅度的万分之一。此外，这种脉冲串的重复率可以从0.01赫兹到1000赫兹之间变化。在特殊情况下，可以使用数学上可定义的参数来代替脉冲串的所述随机幅度包络。

因此，本发明的目的是提供一种改进的电磁方法，该方法通过规定由有源和非有源线圈的组合所限制的区域来对活体人体和动物体、细胞、组织和器官进行有益的治疗，该线圈被布置在动物或人类可躺在上面的床垫、垫子、有衬垫或无衬垫表面内，从而允许在人类或动物躺在这种表面上时对整个身体或其部分进行治疗。

本发明的另一目的是，提供一种改进的电磁方法的独特的输送方法，该输送方法采用较大的表面区域、不需要将能量施加到表面中的每个线圈而是使用一个或多个有源线圈的组合，这些有源线圈将与非有源线圈感应地耦合，该非有源线圈可被构造为利用来自有源线圈的电磁输出而被充电。有源线圈和非有源线圈的组合和布置允许通过将有源线圈置为与一个或多个非有源线圈感应地耦合来对较大的区域进行治疗，从而跨相邻非有源线圈的区域来分配来自有源线圈的能量。

本发明的另一目的是，由电子发生器对有源线圈供电，该电子发生器产生期望的EMF信号并将其施加到有源线圈。

本发明的另一目的是，非有源线圈复制(duplicate)来自有源线圈的输出信号，以同时充当接收器和发射器，而不需要以调整到有源线圈输出参数的调谐电路通过这样的非有源线圈与有源线圈感应耦合的电功率。

另一目的是提供一种柔性、轻质的有源线圈和非有源线圈的组合，这些线圈通过合并在人体工程学支持的服装中而将EMF信号集中到受影响的身体区域。

另一目的是提供一种具有宽带、高频谱密度电磁场的上述类型的电磁治疗方法。

本发明的另一目的是提供一种上述类型的方法，其中电磁信号的脉冲串包络的幅度和脉冲串持续时间调制将提供与细胞或组织中最大数量的相关EMF敏感的通路(EMF-sensitive pathway)的最佳耦合。

本发明的又一目的是利用导电纺线(conductive thread)来创建合并在日常穿着、锻炼和运动服中的有源和非有源线圈布置，其中根据期望的解剖学目标来放置集成线圈。

本发明的又一目的是利用有源和非有源轻质柔性线圈或导电纺线的组合来将EMF信号传递到受影响的组织，具体地通过将这样的线圈或导电纺线合并作为包括但不限于压缩、弹性、冷或热敷等的各种类型绷带的整体部分。

本发明的另一目的是采用有源线圈和非有源线圈的若干组合，这增大了覆盖区域。

本发明的另一目的是同时或顺序地向单个或多个感应线圈布置提供相同或不同的波形。

本发明的另一目的是构造用于通过使用钩和环

粘合剂或其它这种临时附接装置而易于附接到敷料、服装和支撑件的感应线圈装置。

本发明的另一目的是提供一种通过调节血管生成来增加至受影响组织的血流的改进方法。

本发明的另一目的是提供一种通过调节血管生成来增加心血管疾病中的血流的改进方法。

本发明的另一目的是通过改进微血管血液灌注和减少渗出来提供有益的生理效果。

本发明的另一目的是提供一种治疗骨骼和其它硬组织的疾病的改进方法。

本发明的又一目的是提供一种治疗浮肿和软组织肿胀的改进措施。

另一目的是提供一种修复受损软组织的措施。

又一目的是提供一种通过调节血管舒张和刺激新血管形成来增加到受损组织的血流的措施。

又一目的是提供一种使用所指示的特性(character)的电磁方法的装置，其中，与在电子医学中已知的那些相关方法相比，该装置的操作可以在降低的功率级下进行，具有安全、经济、可便携和减少电磁干扰的附加益处。

又一目的是提供一种使用所指示的特性的电磁方法的有源和非有源线圈装置，其中，与在电子医学中已知的那些相关方法相比，该装置的操作可以在降低的功率级下进行，具有安全、经济、可便携和减少电磁干扰的附加益处，并且具有与使用非有源线圈以进一步分散治疗区域相关的降低的成本。

描述了一种感应式施加器线圈布置装置和方法，其允许将电磁波形的宽频谱密度脉冲串施加到放置在一个或多个非有源线圈附近内的有源线圈。非有源线圈被构造为与有源线圈感应地耦合并由该有源线圈激励，从而将治疗性输出分散在由有源线圈和非有源线圈的组合所限制的较大区域上，以便出于疗法性目的而选择性地应用于活体人体或动物体(或应用于活体细胞、组织和器官)。有源线圈电磁波形输出具有在一(1)兆赫兹到一百(100)兆赫兹范围内的频率，其中每个脉冲串具有一(1)个到十万(100000)个脉冲，并且脉冲串重复率为百分之一(0.01)到一千(1000)赫兹。感应式施加器线圈布置可以放置在床垫、垫子、有衬垫或无衬垫基板内，以在人类或动物躺在其上时提供治疗性输出的施加。此外，可以通过合并在服装、绷带或利用隔室或节段制造的支撑件内以将线圈安置在合适的解剖学位置处而将一个或多个感应式施加器线圈布置放置在组织目标附近。感应式施加器线圈布置也可通过使用导电纺线或细的柔性电线来形成被设计用于日常生活、锻炼或运动用途的服装的整体部分。该服装可以用于锻炼、运动、物理康复或作为术后、非侵入性、非药理学的抗炎治疗方法。感应式施加器线圈布置可以被合并到包括但不限于压缩、弹性、冷或热敷等的各种类型的绷带中或成为该各种类型绷带的整体部分。由本发明的有源线圈和非有源线圈所施加的波形被构造为最大效率地允许完整的电磁治疗系统成为轻量的、电池运行的和可便携的。波形被设计成调节活体细胞生长和修复。本发明的特定应用包括但不限于血管生成、改进的微血管血液灌注、血管舒张、减少渗出、刺激新血管形成的骨修复、伤口修复、疼痛缓解、减轻浮肿、增加血流和提供抗炎效果。

从下文阐述的附图的简要描述，本发明的上述和其它目的和优点将变得显而易见。

从本文中包含的详细描述、附图或说明中变得显而易见或明显的本发明的任何其它优点和目的旨在处于本发明的范围内。

附图说明

图1为根据本发明的示例性实施例的具有有源线圈和非有源线圈治疗装置线圈阵列的图示。

图2为根据本发明的示例性实施例的用于耦合到图1的非有源线圈的可调谐电路的示意图。

图3为根据本发明的示例性实施例的非有源线圈的图像。

图4为根据本发明的示例性实施例的与图2的可调谐电路相对应的可调谐电路的图像。

图5为根据本发明的示例性实施例的具有两(2)个有源线圈和两(2)个非有源线圈(具有APB-FX001测试夹具)的治疗装置线圈阵列的图像。

图6为示出用于根据本发明的示例性实施例的图5的治疗装置线圈阵列的测试组件的图示。

图7A、7B和7C为示出来自根据本发明的示例性实施例的图6的测试组件的测试结果的输出图。

图8A为示出用于根据本发明的示例性实施例的具有两(2)个有源线圈和六(6)个非有源线圈的治疗装置的线圈阵列的图示。

图8B为耦合到在图8A中示出的线圈阵列中的有源线圈的信号发生器的特写视图。

图8C为耦合到在图8A中示出的线圈阵列中的非有源线圈的可调谐非有源电路的特写视图。

图9A为示出用于根据本发明的示例性实施例的具有四(4)个有源线圈和八(8)个非有源线圈的治疗装置的线圈阵列的图示。

图9B为耦合到在图9A中示出的线圈阵列中的有源线圈的信号发生器的特写视图。

图9C为耦合到在图9A中示出的线圈阵列中的非有源线圈的可调谐非有源电路的特写视图。

具体实施方式

图1为根据本发明的示例性实施例的具有有源线圈和非有源线圈的治疗装置线圈阵列的图示。如图1所示，根据本发明实施例的治疗装置线圈阵列100可以包括：形成线圈的至少一个导线回路(wire loop)1；信号发生器2，其由电源供电以用于生成要经由线圈(在下文中还称为导线回路)1传送的PEMF信号，并且由此通过将线圈1放置在对象的治疗目标附近来提供朝向人类或动物对象而指向的治疗信号。信号发生器2可包括耦合到诸如电池、经由功率转换器耦合到家用A/C电源等的电源的驱动电路。

根据本发明的实施例，阵列100还可以包括一个或多个额外线圈(或导线回路)，例如耦合到调谐的被动电路4的线圈3。电路4被构造为由信号发生器2经由线圈1和3来感应，从而提供接近导线回路3的治疗信号，而无需单独的电功率连接。导线回路3和电路4共同运作，以基于从导线回路1和信号发生器2输出的信号来输出信号。根据本发明的示例性实施例，可以根据来自导线回路1和信号发生器2的信号来调谐电路3，使得从导线回路3输出的治疗信号与从导线回路1输出的治疗信号是近似复制的。因此，可以生成跨导线回路1和2的近似均匀的治疗信号场。根据本发明的实施例，每个线圈1和3的直径可以为大约3英寸至15英寸(例如，AC供电的装置)，并且直径可以优选地在3.5英寸至8.5英寸之间(例如，电池供电的装置)。例如，每个线圈1和3的直径可以为大约7英寸。线圈1和3的最佳功率输出可以在100-300mV(毫伏)、或110-250mV的范围内，并且优选地具有至少130mV的平均峰值到峰值幅度。形成阵列100的线圈1和3可以被安装到基板，诸如合并在两个衬垫层之间的衬垫套筒内，这两个衬垫层由例如泡沫橡胶等制成。可替代地，线圈可以被嵌入在软聚合物外壳内，至衬垫层的一侧。根据患者所需的治疗深度，用于这种治疗垫/床的治疗表面可以在聚合物外壳侧或衬垫层侧上。此外，线圈1和3中的每一个可以具有不同的尺寸和形状，以适应不同尺寸的阵列、垫子、床、外壳、服装、载体、患者和相应的治疗深度。作为示例，合并有阵列100的治疗垫/床可以设置在例如宠物载体内，以用于在运送治疗对象的同时对小宠物动物进行治疗。

图2为根据本发明的示例性实施例的用于耦合到图1的非有源线圈3的可调谐电路4的示意图。如图2所示，电路4可以包括与一个或多个电阻器(例如如图2所示的一(1)个电阻器)并联连接的一个或多个电容器(例如如图2所示的三(3)个电容器)。为了根据从发生器2经由线圈1传送的信号提供调谐，电路4包括与一个或多个(例如，三个)电容器6、7和8以及(例如，一个)电阻器9并联连接的附加可变电容器5。作为示例，可变电容器5可以是在100V(N120)下具有6.5-30pF范围的微调/可变电容器，电阻器9可以是15K欧姆1％1/10W(0603)电阻器，并且一个或多个电容器6、7和8可以包括在100V下具有27pF的陶瓷电容器(C0G/NP0 0603)和在100V下具有10pF的另一陶瓷电容器(C0G/NP00603)。除了可变电容器5的调谐之外，可以用不同的电容来代替一个或多个电容器6、7和8，使得可以根据线圈1和3的尺寸来调整电路4的总电容。

再次地，由线圈3和电路4形成的组件可以用作接收器和发射器二者，而无需电功率和信号发生器2的所有电路。图3为根据本发明的示例性实施例的由线圈3和电路4所形成的非有源线圈组件300的图像。如上所述并且如图3所示，组件300可包括线圈3，其被形成为非严格圆形(例如，椭圆形或跑道形)的形状，以便适应各种种类的阵列、垫子、床、外壳、载体、患者和相应的治疗深度。

图4是连接到线圈3的电路4并且示出了用于方便地调谐电路4的可变电容器400的图像。根据本发明的实施例，在完成了可变电容器400的调谐之后，可以将电路4设置在外壳内。

图5为具有分别对应于在图1中示出并在上文中描述的与线圈1和3相对应的线圈1a、1b、3a和3b的阵列500的图像。如图5所示，线圈1a和1b两者均可以连接到同一个信号发生器2，该信号发生器由电源经由电线505向电源连接器510供电。根据本发明的示例性实施例，对应于线圈1a和1b的不同数量的线圈可以连接到相应的信号发生器，例如，线圈可以分别连接到单独的信号发生器，或者具有近似相同尺寸和形状的多个线圈可以一起连接到单个信号发生器。如图5进一步所示，线圈3a和3b可以分别形成具有与图3中所示和上文所述的组件300相对应的具有相应非有源电路4a和4b的非有源线圈组件300a和300b。因此，可以将形状和尺寸与线圈3a和3b相似或不同的不同数量的非有源线圈放置在线圈1a和1b附近以形成阵列500。对于所示的实施例，线圈1a和1b与非有源线圈3a和3b具有一对一的关系。根据本发明的实施例，线圈3a和3b可以是近似“D”形状，并且可以具有与线圈1a和1b相似的圆周长度，其具有大约7英寸的直径。此外，线圈1a、1b、3a和3b可以具有沿着轴线的对准中心，其中线圈1a和3a(1b和3b)在最近点处(即，从线圈1a/1b的外圆周到图5中示出的电路4a/4b)相隔大约0.5英寸。出于测试和/或调谐的目的，阵列500可以被放置在测试夹具中，诸如在图5中示出的APB-FX001测试夹具。

图6为示出用于根据本发明的示例性实施例的图5的治疗装置线圈阵列500的测试组件600的图示。如图6所示，具有附接到其上的相应RF探针(例如，连同相应的50欧姆馈通适配器一起)的示波器(例如，

TDS 2012B或等同物)可以被用于测量阵列500的相应线圈1a、1b、3a和3b的治疗信号输出。对于下文所述的测试，将探针放置在相应线圈1a、1b、3a和3b的中心，位于距线圈的平面大约1cm的高度处。对于线圈3a和3b，探针被放置到的中心分别与电路4a和4b对准，并且位于在相应中心的相对侧上的电路4a与4b以及线圈3a与3b之间的等距离处。如图6进一步所示，测试组件可以包括用于控制和调整信号发生器2的输出的迷你控制器。根据本发明的示例性实施例，信号发生器2可以与提供控制和输出功能的控制器集成，该控制器与图6所示的迷你控制器相对应，以用于例如使用板载或无线用户接口等在治疗装置中的编程阵列500。

图7A、7B和7C为示出根据本发明的示例性实施例的图6的测试组件600的示波器的输出图。

特别地，图7A示出了示波器的输出，该示波器具有相对于图5所示的线圈1a、1b、3a和3b放置在上文所述的中心位置处的RF探针，但没有在图6所示的组件600中的测试阵列中并入线圈3a和3b，即，示出了没有并入非有源线圈组件300a和300b的相应位置处的治疗信号电平。如图7A所示，由在图6中示出的迷你控制器所控制的信号发生器2使线圈1a和1b产生具有160mV的近似平均峰值到峰值幅度的治疗信号，其高于期望的130mV电平。然而，放置在对应于线圈3a和3b的位置处的RF探针测量到的平均治疗信号输出仅为大约38mV。

图7B示出了示波器的输出，该示波器具有相对于图5所示的线圈1a、1b、3a和3b放置在上文所述的中心位置处的RF探针，并且在图6中示出的组件600中的测试阵列中并入线圈3a和3b，但是没有将非有源线圈组件300a和300b调谐到从信号发生器2以及线圈1a和1b输出的信号。如图7B所示，由在图6中示出的迷你控制器所控制的并且对应于图7A的信号输入的信号发生器2使线圈1a和1b产生具有134mV的近似平均峰值到峰值幅度的治疗信号，其高于期望的130mV电平。然而，放置在对应于线圈3a和3b的位置处的RF探针测量到的平均治疗信号输出为大约386mV。这种跨阵列500的未调谐信号分布反映了不期望的非均匀治疗信号场(即，导致阵列的治疗场小于最佳的治疗场)，这也可能导致信号发生器2的来自电能源(诸如电池)的过度功率消耗。

图7C示出了示波器的输出，该示波器具有相对于图5所示的线圈1a、1b、3a和3b放置在上文所述的中心位置处的RF探针，并且在图6中示出的组件600中的测试阵列中并入线圈3a和3b，并且非有源线圈组件300a和300b(即它们相应的电路4)被调谐到从信号发生器2以及线圈1a和1b输出的信号。如图7C所示，由在图6中示出的迷你控制器所控制的并且对应于图7A和7B的信号输入的信号发生器2使线圈1a和1b产生具有164mV的近似平均峰值到峰值幅度的治疗信号，其高于期望的130mV电平。此外，放置在对应于线圈3a和3b的位置处的RF探针测量到的平均治疗信号输出为大约212mV。换句话说，跨阵列500的调谐的信号分布提供了更均匀的治疗信号场，其始终高于期望的130mV电平。根据本发明的示例性实施例，电路4a和4b的可变电容器可以被调谐为使得如上所述的线圈1a/1b和3a/3b的测得的输出在彼此的5％-40％范围内，或者优选地在彼此的5％-20％范围内，或者更加优选地在彼此的5％-15％范围内。

其结果是，利用合适的调谐，对应于上面示出和描述的组件300(300a和300b)的一个或多个非有源线圈组件可以被放置在对应于上面示出和描述的线圈1a和1b的一个或多个“有源”线圈附近，以便扩展均匀的治疗信号场，例如，以形成不规则形状的治疗垫、床、外壳、服装等，而无需来自电源的过度额外功率。如上所述，根据本发明的阵列可以基于阵列和相应治疗对象的尺寸、形状、治疗深度等合并任意数量的各种尺寸和形状的有源线圈和非有源线圈。

基于上述调谐，如本文所述的设备可以被构造为使得其使用预定(或可修改的)治疗方案在预定时间量内施加生物有效波形。在一种变型中，特定脉冲串包络内的信号频率以特定载波频率(例如，27.12MHz、6.78MHz等)为中心。例如，脉冲串内的波形可以使用6.78MHz的载波频率，并且可以通过产生1Hz的脉冲串来调制脉冲串之间的频率。在一种变型中，脉冲串的持续时间为7ms，其峰值幅度为0.05高斯。在另一示例中，可以使用27.12MHz的载波频率来配置设备，该载波频率可以通过产生2Hz的触发进行调制，这样的脉冲串的持续时间为2ms，其峰值幅度为0.05高斯。在一些变型中，该设备被构造为明确地限制所施加信号的峰值信号强度。例如，峰值信号强度可以被限制为大约50毫高斯(例如，0.05高斯)。如本文所述，可以确定对于给定载波频率产生在每厘米0.1-100毫伏(“mV/cm”)范围内的必要感应电场的适当信号配置。通常，在目标通路(例如，Ca/CaM通路)上看到的期望的和特定的效果可能对波形参数非常敏感。本文所述的波形参数的范围被调谐到期望的效果。

示例1

图8A为具有两(2)个有源线圈1a和1b以及六(6)个非有源线圈3a、3b、3c、3d、3e和3f的阵列800的图示，这些线圈分别对应于在图1中示出的且如上所述的线圈1和3，线圈1a、1b、和3a-3f与电路2和4a-4f一起被设置在基板805中。如图8A所示，线圈1a和1b两者均连接到同一信号发生器2，该信号发生器由电源通过导线505供电。在实施例中，对应于线圈1a和1b的不同数量的线圈可以连接到相应的信号发生器，例如，线圈可以分别连接到单独的信号发生器，或者具有近似相同的尺寸和形状的多个线圈可以一起连接到单个信号发生器。

如图8A所示，线圈1a和1b连接到并定位到信号发生器2的任一侧，其特写视图在图8B中示出。信号发生器2通过导线505耦合到诸如电池、经由功率转换器的家用A/C电源等的电源(未示出)。信号发生器2包括两(2)个驱动电路单元，每个驱动电路单元具有控制功能，并且可以单独地或共同地耦合到另一控制设备(未示出)，诸如通用计算设备。控制设备可以经由线圈1a和1b提供用于由信号发生器2中的驱动电路单元进行信号生成的指令。信号发生器2中的两(2)个驱动电路单元中的每个包括调谐元件，该调谐元件是用于在组装后调整PEMF短波射频发生器的阻抗并使其与发射体施加器(即线圈1a和1b中的对应一个)的阻抗相匹配的电路。组装后的阻抗调整对标准部件的可变性进行补偿，以在符合ISM带宽规定的同时优化射频功率输出。FDA批准的PEMF设备使用27.12MHz作为标准载波频率。为了连接到线圈1a和1b中的相应线圈，调谐元件分别包括15kΩ电阻器、6pF电容器、27pF电容器和并联连接的两(2)个可变2-10pF电容器，以用于操作调谐。

如图8A进一步所示，非有源线圈3a、3b、3c、3d、3e和3f分别形成与组件300相对应的非有源线圈组件，其具有与图3中所示和上文所述的电路4相对应的相应非有源电路4a、4b、4c、4d、4e和4f。相应地，在实施例中，可以将形状和尺寸与线圈3a-3f相似或不同的不同数量的非有源线圈放置在线圈1a和1b附近以形成阵列800。如图8A所示，线圈1a和1b的数量与非有源线圈3a-3f的数量具有一般一对三的关系。线圈3a-3d具有与有源线圈1a和1b相似尺寸的圆形形状，并且线圈3e和3f具有椭圆形状(其具有两个对称轴线(即，跑道形状))并且具有近似等于线圈1a和1b的对应端到端长度的端到端长度，这些线圈中的每个具有大约5.5英寸的直径，通过信号发生器2并排连接。圆形线圈1a-1b和3a-3d的测得的直径等于5.5英寸，并且椭圆形线圈3e和3f的测得的尺寸是2英寸宽乘以14英寸长。通过实验确定，椭圆形非有源线圈(诸如线圈3e和3f)的期望尺寸可近似为等同于具有7英寸到8.5英寸直径的圆形区域的区域覆盖。通过实验进一步确定，线圈之间的期望距离可在0.25英寸至3英寸之间，优选地在0.5英寸至2英寸之间。所得到的由柔性材料制成的基板805测得为35英寸长和17英寸宽。

图8C是非有源电路4d的特写视图，其包括与以上关于在图2中示出的电路4描述的那些相对应的部件的以下参数：2pF电容器、56pF电容器和2-10pF可变电容器，它们并联连接以用于对有源线圈1a和1b以及信号发生器2中的电路单元进行操作调谐。非有源电路4a、4b和4c具有相同的对应调谐部件。用于椭圆形导线回路3e和3f的电路4e和4f具有与图9A和9B中所示的那些电路4a-4h的参数相对应的参数，并且将在下面针对示例2进行更详细的描述。

如图8A所示，电路4a-4f分别在基板805中在非有源线圈3a-3f的朝向有源线圈1a和1b的侧上设置。信号发生器2同时或顺序地经由有源线圈1a和1b生成上述治疗信号，即，通过生成2Hz的脉冲串来调制的具有27.12MHz载波频率的信号，这样的脉冲串持续时间为2ms，峰值幅度为0.05高斯。

示例2

图9A是具有四(4)个有源线圈1c、1d、1e和1f和八(8)个非有源线圈3g、3h、3i、3j、3k、3l、3m和3n的阵列900的图示，这些线圈分别对应于在图1示出的且如上所述的线圈1和3，线圈1c-1f和3g-3n与电路2b和4g-4n一起设置在基板905中。如图9A所示，线圈1c-1f都连接到同一信号发生器2b，该信号发生器由电源通过导线505供电。在实施例中，与线圈1c-1f对应的不同数量的线圈可以连接到相应的信号发生器，例如，线圈可以分别连接到单独的信号发生器，或者具有近似相同的尺寸和形状的多个线圈可以一起连接到单个信号发生器。

如图9A所示，具有椭圆形状(带有一个对称轴线(即蛋形))的线圈1c-1f连接到并定位在信号发生器2b的相应侧，其特写视图在图9B中示出，在信号发生器2b周围基本上形成四叶草布置。信号发生器2b通过导线505耦合到诸如电池、经由功率转换器的家用A/C电源等的电源(未示出)。信号发生器2b包括四(4)个驱动电路单元，每个驱动电路单元具有控制功能，并且可以单独地或共同地耦合到另一控制设备(未示出)，诸如通用计算设备。控制设备可以经由线圈1c-1f提供用于由信号发生器2b中的驱动电路单元进行信号生成的指令。信号发生器2b中的四(4)个驱动电路单元中的每一个包括调谐元件，该调谐元件是用于在组装后调整PEMF短波射频发生器的阻抗并使其与发射体施加器(即，线圈1c-1f中的对应一个)的阻抗相匹配的电路。组装后的阻抗调整对标准部件的可变性进行补偿，以在符合ISM带宽规定的同时优化射频功率输出。FDA批准的PEMF设备使用27.12MHz作为标准载波频率。为了连接到线圈1c-1f中的相应线圈，调谐元件分别包括并联连接的10pF电容器、27pF电容器和两(2)个可变2-10pF电容器，以用于操作调谐。

如图9A进一步所示，非有源线圈3g、3h、3i、3j、3k、3l、3m和3n分别形成与组件300相对应的非有源线圈组件，其具有与图3中所示和上文所述的电路4相对应的相应非有源电路4g、4h、4i、4j、4k、4l、4m和4n。相应地，在实施例中，可以将形状和尺寸与线圈3g-3n相似或不同的不同数量的非有源线圈放置在线圈1c-1f附近以形成阵列900。如图9A所示，线圈1c-1f的数量与非有源线圈3g-3n的数量具有一般一对二的关系。线圈3g-3n具有椭圆形状，其具有两个对称轴线(即，跑道形状)。有源线圈1c-1f具有大约7英寸的较长直径尺寸和在最宽点处大约5英寸的较短直径尺寸，并且在到信号发生器2b的相应耦合处具有2.75英寸。椭圆形非有源线圈3g-3n的测得的尺寸是2英寸宽乘以14.5英寸长。而且，通过实验确定，椭圆形非有源线圈(诸如线圈3g-3n)的期望尺寸将近似为等于具有7英寸到8.5英寸直径的圆形区域的区域覆盖。通过实验进一步确定，线圈之间的期望距离将在0.25英寸至3英寸之间，优选地在0.5英寸至2英寸之间。所得到的由柔性材料制成的基板905测得为32.5英寸长和23.5英寸宽。

图9C是非有源电路4h的特写视图，其包括与以上关于图2中示出的电路4描述的那些相对应的部件的以下参数：43pF电容器和2-10pF可变电容器，它们并联连接以用于对有源线圈1c-1f和信号发生器2b中的电路单元进行操作调谐。非有源电路4g、4i、4j、4k、4l、4m和4n具有相同的对应调谐部件。

如图9A所示，电路4g-4n分别在基板905中在非有源线圈3g-3n的朝向有源线圈1c-1f的侧上设置。信号发生器2b同时或顺序地经由有源线圈1c、1d、1e和1f生成上述治疗信号，即，通过生成2Hz的脉冲串来调制的具有27.12MHz载波频率的信号，该脉冲串的持续时间为2ms，峰值幅度为0.05高斯。

* * * * * * *

虽然已经详细示出和描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员明显的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下对其进行各种修改和改进。因此，旨在将本发明范围内的所有这种修改和改进涵盖在所附权利要求中。

Claims (20)

1.一种用于提供脉冲电磁场PEMF治疗的装置，包括：

基板；

一个或多个第一导电回路，其在所述基板上连接到一个或多个对应的信号发生器，所述信号发生器被构造为在所述一个或多个第一导电回路处生成一个或多个PEMF信号；

一个或多个第二导电回路，其分别连接到相应的可调谐非有源电路，所述一个或多个第二导电回路被布置在距所述基板上的一个或多个第一导电回路预定感应耦合距离处，以形成阵列，

其中，每个可调谐非有源电路包括至少一个可变电容器，以用于将所述一个或多个第二导电回路中的每一个调谐到所述一个或多个PEMF信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，第一导电回路和第二导电回路中的每一个具有在大约4英寸与8英寸之间的直径。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个第一导电回路包括连接到两个对应的信号发生器的两个第一导电回路，并且所述一个或多个第二导电回路包括连接到相应的可调谐非有源电路的多个第二导电回路。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述两个对应的信号发生器经由所述两个第一导电回路同时传送相应的射频信号。

5.根据权利要求3所述的装置，其中，所述两个对应的信号发生器经由所述两个第一导电回路连续地传送相应的射频信号。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述一个或多个第一导电回路包括连接到四个对应的信号发生器的四个第一导电回路，并且所述一个或多个第二导电回路包括连接到相应的可调谐非有源电路的四个或更多个第二导电回路。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述四个对应的信号发生器经由所述四个第一导电回路同时传送相应的射频信号。

8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述四个对应的信号发生器经由所述四个第一导电回路连续地传送相应的射频信号。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述基板包含柔性材料。

10.一种用于通过施加一个或多个脉冲电磁场PEMF信号来治疗对象的装置，包括：

一个或多个发生器电路，其分别被构造为生成射频RF信号；

多个回路天线的阵列，所述多个回路天线中的至少一个回路天线被耦合到所述一个或多个发生器电路中的一个，并且所述多个回路天线中的至少另一个回路天线被耦合到相应的可调谐非有源电路，每个回路天线包括导体线圈，其中所述至少另一个回路天线被布置在距所述至少一个回路天线预定感应耦合距离处；以及

基板，其被构造为至少安装有所述多个回路天线的阵列，所述基板和所述多个回路天线的阵列形成被构造为设置在所述对象附近的治疗表面，

其中，每个可调谐非有源电路包括至少一个可变电容器，以用于将相应的可调谐非有源电路调谐到由所述一个或多个发生器电路生成的RF信号。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，每个回路天线线圈具有在大约4英寸与8英寸之间的直径。

12.根据权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个发生器电路包括耦合到相应的两个回路天线的两个发生器电路，并且所述多个回路天线中的至少另一个回路天线包括耦合到相应的可调谐非有源电路的多个回路天线。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述两个发生器电路经由相应的两个回路天线同时传送相应的射频信号。

14.根据权利要求12所述的装置，其中，所述两个发生器电路经由相应的两个回路天线连续地传送相应的射频信号。

15.根据权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个发生器电路包括耦合到相应的四个回路天线的四个发生器电路，并且所述多个回路天线中的至少另一个回路天线包括耦合到相应的可调谐非有源电路的四个或更多个回路天线。

16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述四个发生器电路经由相应的四个回路天线同时传送相应的射频信号。

17.根据权利要求15所述的装置，其中，所述四个发生器电路经由相应的四个回路天线连续地传送相应的射频信号。

18.根据权利要求10所述的装置，其中，所述基板包含柔性材料。

19.一种用于通过施加一个或多个脉冲电磁场PEMF信号来治疗对象的方法，包括：

提供多个回路天线的阵列，所述多个回路天线中的至少一个回路天线被耦合到基板上的对应的一个或多个发生器电路，所述基板被构造为至少安装所述多个回路天线的阵列，所述基板包括被构造为放置在所述对象附近的治疗表面；以及

激活所述发生器电路中的一个或多个，以生成与所述回路天线中的一个或多个相对应的一个或多个治疗信号，

其中，所述多个回路天线的阵列包括连接到可调谐非有源电路的至少一个回路天线，所述可调谐非有源电路具有至少一个可变电容器，以用于将相应的可调谐非有源电路调谐到由所述一个或多个发生器电路生成的一个或多个治疗信号，

其中，连接到可调谐非有源电路的至少一个回路天线被布置在距耦合到发生器电路的至少一个回路天线预定感应耦合距离处。

20.一种制造用于通过施加一个或多个脉冲电磁场PEMF信号来治疗对象的装置的方法，包括：

将一个或多个第一回路天线耦合到对应的一个或多个发生器电路；

将一个或多个第二回路天线放置在距所述一个或多个第一回路天线预定感应耦合距离处以形成阵列，所述一个或多个第二回路天线中的每一个被连接到包括至少一个可变电容器的可调谐非有源电路；

通过根据从所述一个或多个发生器电路检测到的输出调整相应的至少一个可变电容器，来调谐每个可调谐非有源电路；以及

提供基板来安装所述阵列。

Images