CN113272009B

CN113272009B - 治疗装置

Info

Publication number: CN113272009B
Application number: CN201980083990.0A
Authority: CN
Inventors: 扎里·亨里克·米蒂亚·克鲁特; 马克·安德烈·沃尔特; 克里斯托弗·马克西米利安·康斯坦丁·理查德·赫兹; 朱尔格·汉斯·弗罗伊里奇; 马丁·瓦尔蒂; 弗洛里安·埃拜尔利; 斯文恩·茨维克尔
Original assignee: Piomic Medical AG
Current assignee: Piomic Medical AG
Priority date: 2018-12-18
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2024-05-07
Anticipated expiration: 2039-11-28
Also published as: JP2022514947A; JP7342127B2; EP4169571A1; US20220096856A1; WO2020126392A1; EP3897826A1; CN113272009A; EP3897826B1

Abstract

我们描述了一种光磁刺激OMS伤口治疗装置，该装置包括：光源，该光源被配置为产生用于OMS伤口治疗的光场；电路，该电路被耦合到光源，用于驱动光源以产生光场；线圈，该线圈被配置为产生用于OMS伤口治疗的磁场；以及磁场屏蔽件，该磁场屏蔽件一方面被布置在线圈和光源之间，另一方面被布置在线圈和电路之间，并且其中，该磁场屏蔽件被配置为将电路和光源与由线圈产生的磁场屏蔽开。

Description

治疗装置

技术领域

本发明大体上涉及一种光磁结合刺激(optical and magnetic stimulation，OMS)伤口治疗装置，即COMS伤口治疗装置，通过该装置可以同时对伤口进行光刺激和磁刺激。

背景技术

磁刺激

人体使用电信号和磁信号来实现各种生理功能。胚胎发育、神经元活动、细胞极化、腺体分泌、肌肉收缩，再生和伤口愈合在所有生物体内均具有电磁成分。近年来，组织修复和伤口愈合属于医疗保健的领域，有越来越多的证据表明电磁刺激的使用是有益的。在电磁刺激转导机制的核心，通过离子电流流过组织层和细胞膜以产生电场。任何电流都会诱发磁场，反之亦然。

表皮皮层主要由极化的上皮细胞和角质细胞组成。Na+通道主要位于顶膜，并且K+通道和Na+/K+ATP酶泵主要位于基底外侧膜。离子通道的这种分布导致经表皮的离子流，从顶侧到基侧，在表皮细胞之间的细胞旁空间返回。该离子流在表皮上产生电压梯度，该电压梯度被称为经表皮电势(transepidermal potential，TEP)。通过线粒体呼吸提供的约一半的细胞能量源ATP被用于产生这样的离子浓度梯度，以建立跨细胞膜(膜电位，70mV)或跨细胞层(经上皮电位，30到100mV)的电势差。

在健康的真皮层中，TEP与表皮细胞之间通过细胞旁路的离子流的电阻成比，通常介于15mV到60mV之间。在真皮损伤中，在紧密连接的电阻降低或皮肤完整性丧失的情况下，离子流遵循低电阻路径流动，产生横向电场梯度。电场由在伤口微环境中的细胞感测，并引发生物反应，例如内皮细胞和角质细胞的增殖和迁移，从而导致再上皮化的增强，并因此维持伤口愈合的进程。该损伤电流能够被认为是在再生过程中复杂生物学机制的驱动因素。一旦表皮层恢复，表面电势就会下降，TEP被重新建立。

如果在周围组织中，由细胞感测到电流减少或没有电流，则损伤组织的愈合被阻止或将不完整。在局部缺血的情况下，血管供应的减少限制了细胞ATP的产生，并且因此限制了维持足够的TEP的能力。因此，没有电流能够在病变处建立，并且在伤口边缘处的细胞失去了重新诱导组织再生的电信号。因此，伪造损伤的自然电流，诱导和/或促进慢性伤口中的伤口愈合是有前途的理性选择。根据磁刺激的作用机理，磁刺激的目的是仅暂时的刺激生物靶并且获得持久的效果。

而静磁场仅对移动的电荷施加力，而时变场也仅对静止的电荷载流子施加力。磁场穿透组织，从而在生物体中施加各种生物反应。交变电流由神经元活动或压电机制产生，由肌肉、关节、骨骼、肌腱或振动蛋白结构的运动产生，该交变电流产生磁场的脉冲特性。与静磁场相比，这些随时间变化的磁场特征在生物体中更细微。身体组织能够感测并响应来自外源的电和磁刺激。外部刺激的频率和幅度对于确定生物学和生理学反应的结果和程度是至关重要的。通过将重要的区域暴露于随时间变化的磁场，能够通过电感耦合来实现体内电流的诱发。

光刺激

光生物调节或光刺激是描述用光照射后的生物反应的现象。光在生物系统中被发色团吸收。在光敏卟啉、血红蛋白、黑色素、黄素蛋白、NADH脱氢酶，谷氨酸脱氢酶、黄素、视黄醇、RNA和DNA、磷脂酰肌醇和腺苷三磷酸中发现了光调节特性。发色团的感光能力源自分子亚结构，当暴露于电磁波谱的特定范围时，能够进行电子激发。电子可激发的特性归因于共轭π电子系统、金属复合物和Fe-S簇，这些都能够在吸收EM波谱中的特定谱带时形成共振异构体。光吸收时，电子激发的变化是在分子层面上触发生物反应的主要机制。在蛋白质亚结构中的金属中心的氧化或还原期间发现的电子跃迁允许发生构象变化。沿着催化化学反应链触发活性中心中的这些相变的触发能够促进底物到产物的转化，并且提高酶的整体动力学转化率。考虑到酶在活细胞中的不同相关参与，创造了一个合理的集中于通过具有酶活性的感光分子结构的光吸收。

“光学窗口”被定义为与生物光受体相互作用的相对窄的波长范围。人体内的水显著地吸收大于1100nm的波长。短于600nm的波长主要被氧合血红蛋白和黑色素吸收。因此，用于光学照明的组织穿透力在600nm-1000nm之间最大。据报道，使用低能发光源在远红外到近红外光谱范围(630nm-1000nm)内的照射，在细胞培养物和动物模型中具有特别的生物调节。该光谱范围代表了用于生物刺激的光学窗口。

细胞色素C氧化酶被确定为是在电磁波谱的远红外到近红外范围内的关键光受体，该细胞色素C氧化酶可以通过近红外光谱在体内检测到。COX是线粒体内膜中的一个完整的膜蛋白，COX具有催化活性，负责在线粒体呼吸链中的氧的分裂。作为血红素蛋白，COX在其活性部位包括两个铁(HemeA和HemeB)和两个铜中心(CuA和CuB)。酶的不同氧化还原状态与613.5nm-623.5nm、667.5nm-683.7nm、750.7nm-772.3nm和812.5nm-846.0nm四个波长范围的最大吸收相关，并被认为是光刺激的主要光受体。

光磁结合刺激

这两种治疗方式都是基于对电磁波谱的特定频率范围的利用。尽管两个实体的电磁特性相似，但是当这两个实体与生物组织相互作用时，其物理特性和作用方式都有很大的不同。磁刺激能够在伤口环境中诱发电流，以重建伤口正常的电生理学特性，光刺激的目标是呼吸链中酶的活性中心中的电子转移率，以增加创面中的细胞再生能力。每次干预(OS&MS)及其相应的目标(创面或伤口环境)具有独立的相关性，以支持伤口愈合的复杂过程。这两种治疗方式和不同的潜在相互作用机制应该相互补充，以产生生理上的协同效应，因此两者都在医疗装置中实施。事实上，没有其他临床前模型能够足够合理地区分光刺激和磁刺激的单独或结合应用所产生的效果，因为这与病理性紊乱的人体组织的长期性有关。光磁结合刺激并不能代替任何标准的护理程序，而是涵盖了额外的一系列必要的干预措施，以实现针对患者的不同医疗需求的整体治疗方法。

本发明的一个目的是提供一种改进的装置，该装置提供了一种用于伤口愈合的无创、无毒的治疗方法。

发明内容

在独立权利要求中陈述了本发明。在从属权利要求中概述了本发明的优选实施例。

根据本公开的第一方面，我们描述了一种光磁刺激，OMS，伤口治疗装置(即COMS伤口治疗装置)，该装置包括：光源，该光源被配置为产生用于OMS伤口治疗的光场；电路，该电路被耦合到光源，以用于驱动光源以产生光场；线圈，该线圈被配置为产生用于OMS伤口治疗的磁场；以及磁场屏蔽件，该磁场屏蔽件一方面被布置在线圈和光源之间，另一方面被布置在线圈和电路之间，并且其中，该磁场屏蔽件被配置为将电路和光源与由线圈产生的磁场屏蔽开。

根据本文所述的一些示例性实施方式，该装置可以结合磁刺激和光子发射技术局部地施加到患者的伤口区域。

磁场屏蔽件一方面设置在线圈和光源之间，另一方面设置在线圈和电路之间，以允许磁场分布的均匀化。当旨在使治疗应用中磁场均匀化时，例如对于不同的定位和/或适应症，磁场屏蔽件是特别重要的。这可以允许更精确地控制患者的伤口要暴露于的(治疗)磁场。

当结合磁刺激和光子发射技术时，可能需要提供光源(光源可以例如是一个或多个LED)和电路，电路被耦合到光源，以用于驱动光源以产生靠近线圈的光场，从而提供紧凑的OMS伤口治疗装置。因此，磁场可在电路(例如，可以是印刷电路板)上诱发出涡流，涡流可干扰整个电路。

应当注意，在贯穿本公开使用的光磁结合刺激伤口治疗装置的任何参考都涉及可以同时产生光磁刺激/治疗的领域。

然而，根据本文描述的装置的一些示例性实施方式的磁场屏蔽件，该磁场屏蔽件允许OMS伤口治疗装置的紧凑设计，同时减小磁场对电路的影响。同时，如上所述，磁场屏蔽件可以进一步允许提供均匀的磁场，例如根据本文描述的装置的一些示例性实施方式，磁场屏蔽件距离线圈40mm，或者甚至距离线圈超过40mm，这将在下文更详细地描述。与没有使用磁场屏蔽件的装置相比，通过使用磁场屏蔽件可以进一步增加在距离线圈一定距离处所产生的磁场强度。

特别地，通过增加磁场强度并且允许以更紧凑的方式制备装置，磁场屏蔽件可以同时使装置更有效，特别是由于装置的重量更轻、能耗更低并且在使用装置时产生的热量更少。装置的紧凑和便携设计可以进一步帮助确保伤口治疗时的简易应用和效率。

在一些示例性实施方式中，磁场屏蔽件可以是薄片(例如介于0.1mm到5mm之间)。附加地或替代地，磁场屏蔽件可以由金属Mu(例如镍铁软铁磁合金)制成，金属Mu特别适于将电路和光源与由线圈产生的磁场屏蔽开。

应当注意，线圈可以由用于驱动光源的相同的电路驱动。附加地或替代地，线圈(也)可以由不同的电路驱动。如果使用相同的电路来驱动光源和线圈，则在一些示例中，磁场屏蔽件可以包括开口，该开口用于引导线圈的导线通过磁场屏蔽件。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置被配置为使用线圈和磁场屏蔽件在磁场屏蔽件的一侧上产生衰减磁场，该磁场屏蔽件上布置有电路和光源，以基于衰减磁场在OMS伤口治疗装置的层中诱发涡流，在该OMS伤口治疗装置的层中或其上布置有电路。这可能是特别有利的，因为涡流可以产生另一磁场，该磁场与上述OMS伤口治疗的(治疗)磁场反向极化，从而进一步减小治疗磁场对电路(以及与在其上布置有线圈的磁场屏蔽件的一侧相对的磁场屏蔽件的另一侧上的其他电气元件)的影响。因此，被衰减的磁场意味着，与通过线圈产生的磁场相比(线圈被布置在磁场屏蔽件的一侧上)，布置有光源和电路的磁场屏蔽件的一侧上的磁场被衰减。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，磁场屏蔽件包括具有大于5000，优选地大于10000，更优选地大于20000，并且更优选地大于50000的相对磁导率(以自由空间的磁导率μ₀为单位进行测量)的材料。因此，磁场屏蔽件可以例如由金属Mu屏蔽件制成或包括金属Mu屏蔽件的材料制成。提供具有如此高的相对导磁率的材料可以允许有效地将电路和光源与由线圈产生的磁场屏蔽开。此外，通过使用具有这种高的相对导磁率的材料，可以由此在距离线圈一定距离处(例如距离40mm或超过40mm)提供均匀的磁场。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，磁场屏蔽件包括一个或多个磁场屏蔽件开口，光场能够穿透这些开口以照射患者的伤口。因此，光源的部件(例如一个或多个LED)可以布置在OMS伤口治疗装置中，使得这些光源的部件的位置基本上对应于磁场屏蔽件开口，从而使得光场能够有效地穿透磁场屏蔽件(例如，磁场屏蔽件的层)，特别地，进一步将患者的伤口均匀地暴露于光场。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，磁场屏蔽件包括一个或多个侧壁，该一个或多个侧壁被配置为防止磁场经由磁场屏蔽件的边缘或角落区域穿透到电路和光源。这可能是特别有利地，因为能够进一步限制(治疗)磁场以提供更均匀和更强的(治疗)磁场，使患者的伤口暴露于该磁场。同时，能够更好地控制在其上布置有电路和光源的磁场屏蔽件的一侧上产生的涡流，以便最小化治疗磁场对电路的影响。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置包括线圈电源，该线圈电源被耦合到桥式线圈驱动器，以用于驱动线圈以产生脉冲调制磁场。因此，可以利用例如在时间上具有梯形形状的脉冲来产生均匀磁场。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，桥式线圈驱动器包括第一晶体管，该第一晶体管被配置为防止电流在脉冲调制磁场的脉冲(例如具有梯形形状)的下降沿期间流回线圈电源。在一些示例中，桥式线圈驱动器包括线性电流调节器，该线性电流调节器包括第二晶体管，其中，第二晶体管被耦合到第一晶体管，并且其中，桥式线圈驱动器被配置为基于在脉冲的下降沿期间经由第一晶体管被阻止回流到线圈电源的电流，在脉冲的下降沿期间在第二晶体管上诱发上升电压。这可能导致存储在线圈中的能量的快速衰减，这是有利的，以便能够提供脉冲调制磁场的限定脉冲，同时，如上所述，在距离线圈一定距离处的磁场是均匀的。这可以允许更精确地控制患者的伤口要暴露于的(治疗)磁场。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，桥式线圈驱动器进一步包括稳压二极管，该稳压二极管被耦合到第一晶体管和第二晶体管，并且其中，稳压二极管被配置为防止在桥式线圈驱动器的断开期间由于过电压而损坏第一晶体管和第二晶体管。这种过电压特别可能在桥式线圈驱动器的低侧驱动器的断开期间发生。因此，稳压二极管特别地能够使用上述的晶体管，以便允许存储在线圈中的能量的快速衰减，从而提高控制患者的伤口所要暴露于的(治疗)磁场的精度。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置进一步包括线圈电源电压控制滤波器和降压转换器，该线圈电源电压控制滤波器和降压转换器被耦合到线圈电源，以用于调节线圈电源的输出电压。可以通过低通滤波器将脉宽调制信号馈送到降压转换器的反馈网络中，该反馈网络可以允许将线圈电源的输出电压从0.7V调节到3.2V。这可以允许增加线圈电源电压，这在一些示例中是必要的，以便在例如梯形信号的快速上升斜率期间达到感应线圈的高di/dt(即，时间上的电流增加)。在一些示例中，在斜率之后，可以降低电压以提高线圈驱动器的效率。

在一些示例中，线圈电源电压控制PWM滤波器将线圈电源/降压转换器的输出电压直接控制在例如介于0.7V到3.2V的范围内，从而可以为全桥线圈驱动器供电。

全桥线圈驱动器可以通过在全桥线圈驱动器的下侧实施的线性电流调节器来控制通过线圈的电流，该线性电流调节器可充当可变电阻器，该可变电阻器可以将多余的能量转换为热量。

因此，在全桥线圈驱动器上的较高的电压可能意味着在线性电流调节器中的较高的能量耗散。

线圈中较快的电流变化(较高的di/dt)可能需要向线圈施加较高的电压，以便能够实施这些电流变化。

因此，为了在缓慢或没有电流变化的期间最小化能量消耗，在一些示例中，能够通过线圈电源电压控制PWM滤波器将全桥线圈驱动器的电源电压降低到适当的电平。

以上可以允许精确地限定脉冲宽度磁场信号的上升斜率，以便提高用于控制患者的伤口所暴露于的(治疗)磁场的精度。

上述的OMS伤口治疗装置的示例性实施方式可以允许提供脉冲的快速增加和降低，以改善(治疗)磁场的控制，特别是能够更精确地控制伤口所暴露于的磁场。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，光源包括多个LED，并且其中，OMS伤口治疗装置的层上布置有LED，该层被分成多个部段，其中每个部段包括多个LED中的一个或多个。在层装置上布置有LED，该层例如可以被分成八个部段。将该层分成多个部段，一方面，可以导致散发来自LED的热量，另一方面，可以导致将该层充当为磁场的附加屏蔽件。

因此，磁场可以在LED散热器中诱发出相反的磁场，这可以帮助保护内层上的GND平面。散热器可以被尽可能大的保持以优化保护。附加地或替代地，GND平面可以被分成两个部分(两个部分可以在中间连接)，以进一步划分剩余磁场的影响。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，线圈被缠绕在与LED的各个位置相对应的位置处，线圈包括开口，以允许光场穿透线圈。这可使得能够有利地防止场干扰，并且避免通过线圈朝向患者的伤口的光场的穿透效率的降低。线圈被缠绕为包括开口的几何形状，以允许进一步优化(治疗)磁场的均匀化，特别是在治疗距离和/或区域内，同时允许治疗光场穿透线圈。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，线圈被缠绕为具有基本上环形的形状，并且其中，开口被布置在间隙区域处，该间隙区域被设置在包括第一回路的线圈的第一径向位置和包括第二回路的线圈的第二径向位置之间。因此，在一些示例中，不同的线圈部分(包括回路)可以仅在线圈的单个方位角位置处连接，这将在下面被进一步描述。如上所述，关于被缠绕在与LED的各个位置相对应的位置处的包括开口的线圈，间隙的几何形状允许进一步优化(治疗)磁场的均匀化，同时允许治疗光场穿透线圈。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置进一步包括距离传感器，该距离传感器被配置为确定表面是否在到OMS伤口治疗装置的预定距离内，并且其中，OMS伤口治疗装置被配置为仅当表面在OMS伤口治疗装置的预定距离内，并且特别是在光源和线圈的预定距离内时，才会产生光场和磁场中的一个或两个。如果该装置被适当地附接和/或安装，则可以允许该装置瞄准一个表面(通常是患者的皮肤)。此外，使用距离传感器有助于确保伤口暴露于均匀的磁场，特别是基于线圈到伤口的距离，这样能够非常精确地控制磁场的形状和强度，特别是使用如上和如下所述的装置的示例性实施方式。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置进一步包括光学传感器，该光学传感器被配置为检测从表面反射的光量中的一个或多个、表面的颜色(其中，OMS伤口治疗装置可以被配置为将表面的颜色与在OMS伤口治疗装置的存储器中存储的伤口的色码相关联)、表面的表面结构(其中，OMS伤口治疗装置可以被配置为将表面结构与在OMS伤口治疗装置的存储器中存储的例如伤口的表面结构相关联)、以及表面的反射和/或散射参数；并且其中，OMS伤口治疗装置被配置为基于从表面反射的光量、表面的颜色、表面的表面结构以及表面的反射和/或散射参数中的一个或多个，来确定表面是否属于伤口，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为仅当表面被确定为属于伤口时，才产生光场和磁场中的一个或两个。可以将检测从表面反射的光量和/或表面的颜色和/或表面的表面结构和/或表面的反射和/或散射参数之间的比较与存储在OMS装置本身中的数据进行比较，或者可以将其在内部或外部与存储在外部存储器中的数据进行比较。

应当注意，在贯穿本公开概述的任何一个或多个示例中，光学传感器可以被包括在距离传感器中或与距离传感器相同。因此，光学传感器的任何特性和功能可以同样地适用于距离传感器，反之亦然。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置进一步包括加速度计，并且其中，OMS伤口治疗装置被配置为：经由加速度计确定OMS伤口治疗装置是否被放置在不动的(即静态)物体(例如桌子或其他不属于待治疗患者的表面)上，并且如果确定OMS伤口治疗装置被放置在所述不动的物体上，防止产生光场和/或磁场。这可以提高装置的寿命，特别是当装置是被电池驱动时。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置进一步包括柔性耗材，该柔性耗材用于将OMS伤口治疗装置附接到患者的伤口，并且其中，所述伤口与光源和线圈之间的距离分别地通过改变柔性耗材的凹陷状态来调节。可以理解，伤口和光源之间的距离以及伤口和线圈之间的距离可以被同时改变，因为线圈和光源均与装置的非耗材部件固定在一起。

因此，装置可以在特定的凹陷状态下例如使用带子或其他固定装置被固定到患者的身体部位。提供柔性耗材以允许分别地容易地调节光源和线圈到待治疗的伤口的距离，这尤其可以允许在能够精确控制磁场的位置处(均匀的磁场、磁场强度)将伤口暴露于磁场中。同样地，伤口的光场暴露能够以非常精确的方式变化。

在一些示例中，柔性耗材被配置为符合与OMS伤口治疗装置被附接到的患者的身体部位的形状。这可以进一步改善将伤口暴露于磁场中的位置，对于该位置处的磁场可以被精确地控制(均匀的磁场、磁场强度)，特别是与患者的待治疗伤口的身体部位的特定形状无关。

在一些示例中，OMS伤口治疗装置包括非耗材部件，该非耗材部件包括光源、电路、线圈和磁场屏蔽件，并且其中，OMS伤口治疗装置被配置为当耗材被附接到非耗材部件时提供可听的反馈。由此可以确保耗材与非耗材部件的正确连接，这尤其允许精确地控制伤口所暴露处的磁场和光场。

在一些示例中，柔性耗材具有基本上环形的形状和/或其中柔性耗材对光场是半透明的。因此，耗材不仅允许改进伤口所暴露的磁场和光场的控制，而且还有助于防止耗材对伤口暴露于光场的不利的影响。

在一些示例中，柔性耗材被配置为基于减压附接机构被附接到所述伤口。因此，可以确保OMS伤口治疗装置易于固定到患者身上，以便尤其允许精确地控制伤口所暴露处的磁场。因此，为了符合患者解剖结构，减压附接件可以包括弹簧形状和/或圆柱形配合形状。

在OMS伤口治疗装置的一些示例中，光源被配置为发射具有大约660nm和/或830nm的波长的光。660nm和830nm的波长被发现有利于触发线粒体细胞色素C氧化酶的活性中心(或活性部分)中的电子相变，这促进了底物到产物的转化并且改善了酶的整体动力学转换率。

附加地或替代地，在OMS伤口治疗装置的一些示例中，光源被配置为发射具有大约介于400nm到430nm之间的波长的光。介于400nm-430nm的波长被证明有利于诱导活性氧(ROS)的增加。尽管某些浓度的自由基可能能够刺激真核生物中的细胞信号传导和基因表达，但是蓝光(特别是介于400nm-430nm的波长)被发现对细菌具有毒性作用，这是由于对ROS更敏感的抗氧化剂水平较低。

特别地，结果表明，在原核细胞中，介于400nm-430nm的波长会激发天然存在的内源光敏化发色团(无铁卟啉和黄素)，该内源光敏化发色团可以导致细胞毒性ROS的产生。在真核细胞中，内源光敏化发色团被证明会通过激发在哺乳动物细胞的过氧化物酶体和线粒体内的黄素，来诱导细胞内ROS的增加。氧化还原电位可能向氧化方向移动，这被发现对细胞信号传导和基因表达具有有利地刺激作用。

附图说明

现在将参考附图仅以示例的方式进一步描述本公开的这些方面和其他方面，其中，相同的附图标记始终表示相同的部件，并且在附图中：

图1示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的OMS伤口治疗装置的摄影图像；

图2示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的OMS伤口治疗装置的示意性方框图；

图3a和图3b示出了相对的光谱发射；

图4a、图4b和图5示出了磁刺激信号的示例和顺序的示例；

图6a和图6b示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的示意图；

图7示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的部件的示意图；

图8示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的示意性横截面侧视图；

图9示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的示意图；

图10示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的部件的示意图；

图11示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的组件的示意性方框图；

图12示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的组件的示意图；

图13a和图13b分别地示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的PCB顶部和PCB底部的示意图；

图14a和图14b示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈适配器的示意图；

图15示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈的示意图；

图16示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的磁场屏蔽件的示意图；

图17示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的通过线圈产生的磁场的仿真；

图18示出了磁场相对距离的仿真；

图19示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的垫片箔的示意图；

图20示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的全桥线圈驱动器；

图21示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈电源电压控制PWM滤波器；

图22示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈控制信号时序的曲线图；和

图23a到图23d示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的耗材的示意图。

具体实施方式

图1示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的OMS伤口治疗装置100的摄影图像。

在该示例中，OMS伤口治疗装置100包括非耗材部件102和耗材104，耗材在该示例中是柔性耗材。

在该示例中，OMS伤口治疗装置100通过使用带子106被固定到患者的身体部位(例如腿)。

图2示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的OMS伤口治疗装置的示意性方框图。

在该示例中，OMS伤口治疗装置包括非耗材102(在图2中被称为“Pod”)。非耗材102指的是可以包含所有电子设备的装置的部件。

在该示例中，装置进一步包括充电器230，该充电器可以包含USB连接线和标准USB充电装置。

此外，在该示例中，装置进一步包括线圈226，该线圈被配置为产生用于光磁结合刺激(COMS)治疗的磁场。

此外，在该示例中，装置进一步包括线圈适配器228。线圈适配器228是用于线圈226的机械保持器。

如图2所示的示例性实施方式的装置进一步包括磁场屏蔽件222，该磁场屏蔽件将电子设备与由线圈226产生的磁场屏蔽开。在该示例中，磁场屏蔽件222包括金属Mu片。

在该示例中，装置进一步包括LED阵列220，该LED阵列被配置为发射用于COMS治疗的光场。

在该示例中，装置进一步包括壳体216，该壳体可以包括并保护所有的Pod(非耗材)组件。壳体可以进一步与耗材104和带子106接合。

在该示例中，装置进一步包括光电传感器212，该光电传感器被配置为感测反射光的强度，并且可以用作物体存在检测器。因此，如贯穿本说明书所述的，光电传感器212可以被包括在距离传感器和/或光学传感器中，或者与距离传感器和/或光学传感器集成。

在该示例中，装置进一步包括位置传感器214，该位置传感器被配置为测量非耗材部件102的位置。位置传感器可以是3轴加速度传感器。该位置传感器可以用于检测当用户佩戴装置时预期发生的运动，与之相反，当装置静止(例如躺在桌子上)时没有运动。在装置静止时(用户没有佩戴)，可以抑制激活治疗。

此外，在该示例中，装置进一步包括用户界面202。用户界面202包括按钮204(该按钮可以是开/关按钮)、可以用于向用户提供视觉状态反馈(例如，装置的开/关/空闲状态)的人机界面(HMI)LED 206、以及可以用于向用户提供声学状态反馈(例如，装置的开/关/空闲状态)的传呼机208。

在该示例中，装置进一步包括控制单元210、电源管理单元218和电池管理单元224，下面将对这些单元进行进一步描述。

如上所述，在该示例中，装置包括耗材104，该耗材可以是一次性使用的无菌部件，该无菌部件可以保护伤口免受装置的非耗材部件102的影响。

耗材104可以设置在耗材包装中，该耗材包装可以在耗材104已经从伤口移除之后被设置。

带子106可以用于将非耗材部件相对于患者身体上的伤口固定。

在一些示例性实施方式中，可以经由USB-C端口对装置进行充电。

壳体216可以是防水和防尘的壳体(例如但不限于IP65)。

在一些示例中，装置可以有两个电池(例如2×2100mAh/LiMnoO2)，以便允许装置进行超过10次的治疗而不需充电(这考虑到如本文规定的一些治疗顺序)。

如上所述，装置可以以相对紧凑的方式设置。在一些示例中，装置可以具有大约300克的重量，而外部尺寸可以例如是110mm×110mm×35mm(仅装置)或120mm×110mm×60mm(包括已安装的耗材)。

耗材可以涉及无菌耗材，以允许装置可以重复使用。在一些示例中，可以提供用于(供每位患者)一次性使用的带子。

使用如本文所述的装置，能够提供用于治疗伤口的具有增强光和磁场的辐射特性的简单设计。因此，该装置可以在家中或在医疗保健场所中使用。在一些示例中，装置的简单使用允许由医疗保健专业人员或者由患者自己进行的患者的伤口治疗。

在一些示例中，该装置可以用于治疗尺寸大于50cm²的伤口。因此，待治疗的伤口的直径可以大于8cm。可以理解，这些尺寸是可以变化的。

在一些示例中，壳体可以包括具有集成的人机界面部件(例如按钮204、状态灯和夹持器)的双组件塑料壳体。

在一些示例中，可以在壳体的顶部和底部的一个或两个上设置具有软密封环的密封。

光学传感器(该光学传感器可以被集成到光电传感器212)可以检测治疗光的反射，由此可以确定该装置是否被放置在患者身上，从而可以开始或重新开始治疗。

图3a和图3b示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的光源的相对辐射强度(任意单位)与波长(nm)的关系，在该示例中，该光源包括多个LED。

从图3a和图3b的相对光谱发射能够看出，在该示例中，LED分别包括大约为660nm和830nm的中心波长。在该示例中，测量在25℃的温度下进行。

在该示例中，装置在测量点处提供至少1.6mT的峰值磁通量密度。

在该示例中，装置被配置为在测量点处分三个步骤施加峰值磁通量密度：在0.4mT(+-10％)、0.8mT(+-10％)、1.2mT(+-10％)和1.6mT(+-10％)处。

在该示例中，装置被配置为每2分钟(+-1秒)切换磁场的极性。

在该示例中，装置被配置为在最亮点处的治疗区域/距离内施加超过4J/cm²一个周期的最大值。

如上所述，在该示例中，装置包含制造商典型峰值波长大约为660nm和830nm的LED。

在该示例中，装置被配置为施加1kHz(+-2％)的频率的光脉冲。

在该示例中，装置被配置为在治疗区域/距离内施加超过1J/cm²到4J/cm²一个周期的光场。

在该示例中，通过20Hz的重复频率来诱发磁场。

在该示例中，装置被配置为提供16分钟(+-5秒)的治疗持续时间。

在一些示例中，装置可以用于患者的小腿上。

在该示例中，由装置传送到伤口部位的光子分别介于650nm到670nm和820nm到840nm的波长范围内，并且在该示例中，经由两种类型的LED提供光子。在该示例中，以(大约)1kHz的频率进行光脉冲，以将热效应降低到最小。在该示例中，例如在护理标准期间每2到3天，光场的施加与磁刺激(MS)治疗同时发生，在该示例中，该装置治疗持续16分钟。

在一些示例中，提供了八个LED，然而LED的数量可以变化。在该示例中，LED以脉冲模式运行。在该示例中，脉冲模式是交替的脉冲波。脉冲波以1kHz的频率和350mA(对于660nm的LED)和650mA(对于830nm的LED)的峰值电流在两种LED类型(分别规定为大约660nm和830nm)之间切换。

在该示例中，两种LED/LED类型的占空比均介于D＝0.05和0.45(5％和45％的脉冲宽度)之间。占空比可以是可调节的，以补偿任何制造校准。

在该示例中，由装置存储在组织中的总能量大约高达4.0J/cm²。

在该示例中，开关电子设备允许LED电路串永远不会同时被激活，从而两个电路串均由相同的LED电流调节器(降压转换器)供电并且交替运行。在该示例中，出于两个原因实施NOR门：首先，NOR门可以在微控制器侧保存数字输出，并且可以避免同时激活两个串。此外，NOR门可以增加栅极电压，以驱动MOSFET T10、T11和T12(见下文)。该方法可以显著地降低这些MOSFET的RDSON，并且可以提高电路的效率。因此，即使在软件更新的情况下也不可能同时运行信号。

图4a、图4b和图5示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置中使用磁刺激信号的示例。

由装置产生的磁场可以被设计为沿着微观和宏观的生理部分诱发电流。因此，磁场的磁通量密度可以随时间变化。时变特性可以由梯形的脉冲串产生。如图4a所示，一个脉冲串的总持续时间t_on可以是恒定的(例如5ms)，并且两个脉冲串之间的时间t_off可以是恒定的(例如45ms)。该示例配置导致每秒有20个梯形脉冲串。

梯形脉冲串能够被分为三个阶段。第一阶段的特征可以是通量密度的线性增加(t_rise)，第二阶段可以包括恒定的通量密度(t_hold)，并且在第三阶段期间，通量密度可以随时间线性减小(t_fall)。在该示例中，线圈每秒发射20个梯形脉冲串。如图4b所示，在该示例中，在t_hold的持续时间保持恒定时，t_rise和t_fall的持续时间在一秒内从一个脉冲串到另一个脉冲串。在该示例中，每秒钟，t_rise的持续时间从100μs开始，从一个脉冲串到另一个脉冲串上升100μs，直到最后的脉冲串上升到2000μs。互补地，如图4b所示，在该示例中，t_fall从2000μs开始，并且从一个脉冲串到另一个脉冲串下降100μs，直到最后的脉冲串达到100μs的值。该配置导致每秒有20个不对称的梯形脉冲串。

在一些示例中，需要20个不对称的脉冲来补偿可能由生物组织的异质性引起的非恒定、无源介电特性、相对介电常数和比电导率。依赖于复杂的膜表面结构的α-弥散机制，主要来自细胞表面离子的动态重排、细胞和细胞外基质的形状、方向和分布以及可定向的偶极子和相对自由的电荷的存在。这些组织特性可以以频率依赖的方式影响诱发电流的密度和路径。在一些示例中，在不同频率下的生物组织的介电特性的变化，是选择例如介于0Hz-300Hz之间占主导地位的相对均匀分布的次谐波的原因，这可以通过在t_rise和t_fall中施加具有不对称分布的梯形脉冲串来实现。

上述示例性信号配置可以以0.4mT的最大通量密度值施加4分钟，而在2分钟后切换磁场的极性。在该示例中，对于接下来的4分钟，最大通量密度上升到0.8mT，在2分钟后再次切换磁场的极性。在该示例中，以这种方式，信号以1.2mT的最大通量密度持续下一个4分钟，并且以1.6mT的最大通量密度持续另一个4分钟。同样，在该示例中，在2分钟后切换磁场的极性，以防止习惯效应。上述顺序在图5中示出。应当理解，其他顺序也是可能的。

图6a和图6b示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的可见元件的示意图；装置可以对应于如上所述的装置100。

如图6a所示，在该示例中，装置600包括状态LED系统602，以指示装置600的运行状态。此外，在该示例中，装置600包括状态LED温度指示器604，以在装置处于打开或空闲状态时指示装置的温度。此外，在该示例中，装置600包括状态LED电池606，以便指示装置600的电池状态。

如图6b所示，在该示例中，装置600包括开/关按钮LED 608，以指示装置600是打开还是关闭。此外，在该示例中，装置600包括进度条LED 610，在一些示例中，该进度条LED可以在给定的单个治疗的具体顺序的情况下，指示的伤口治疗期间的持续时间的当前时间点。此外，在该示例中，装置600包括治疗LED(未示出)。

图7示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的部件的示意图。

在该示例中，装置包括USB-C接口702，该USB-C接口可用于对装置充电和/或提供其他服务，例如软件更新或向装置提供其他数据，例如提供驱动顺序来驱动装置进行治疗。在该示例中，提供了尼龙搭扣(Velcro)带子，用于将装置固定到患者身上。

图8示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的横截面侧视图的示意图。

在该示例中，装置包括光导802、电池(或多个电池)804和在该示例中呈现为印刷电路板806形式的电路。线圈226也在图8中示出。

图9示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的处于拆卸状态的装置的示意图。

在该示例中，装置包括耗材接口，该耗材接口可以用于将耗材连接到装置的非耗材部件。

在该示例中，电子组件902被布置在壳体的底部组件901和壳体的顶部组件906之间。在该示例中，O形环904用于将电子组件902布置在壳体的顶部组件906内。

图10示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的处于拆卸状态的装置的部件的示意图。

在该示例中，在壳体的底部中设置有透气膜。这在使用负压将装置附接到患者身体部位的情况下可能特别有用。在该示例中，进度光导、按钮光导和状态光导被布置在壳体的顶部内，并且在该示例中通过螺钉固定。

图11示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的装置的组件的示意性方框图。

在该示例中，装置包括控制单元210，控制单元具有微控制器、RTC和温度传感器。

在该示例中，装置进一步包括具有用户界面LED的用户界面202、按钮开关和用于例如提供给装置的用户的可听反馈的传呼机。

在该示例中，如上所述，装置进一步包括表面检测单元1102，该表面检测单元包括加速度计1104和光电传感器212。

此外，在该示例中，装置包括治疗LED驱动器，该治疗LED驱动器包括LED电流调节器、(例如四个)660nm的LED 220和(例如四个)830nm的LED220。

此外，在该示例中，装置包括线圈驱动器1106，在该示例中，该线圈驱动器包括线圈电源1110(在该示例中，线圈电源的规格为0.8V-2.5V和7A)、全桥电流调节器1108和线圈226。

在该示例中，装置包括电池管理单元224。在该示例中，电池管理单元224包括USB连接器(在该示例中为USB-C连接器)、电池充电器、电池温度传感器、电池和安全电路。

此外，在该示例中，装置包括电源管理单元218，该电源管理单元包括RTC电源(在该示例中，RTC电源的规格为2.2V/3.3V/0.02A)、主电源(在该示例中，主电源的规格为4.5V和0.5A)、数字电源(在该示例中，数字电源的规格为3.3V和0.1A)、电池开关、级间电源(在该示例中，级间电源的规格为12V和2A)和模拟电源(在该示例中，模拟电源的规格为5V和0.1A)。

在图11(A到G)中示出了电池管理单元224与具有控制单元、用户界面、表面检测单元、治疗LED驱动器和线圈驱动器的组件的电源管理单元218的耦合。

在该示例中，安全电路位于电池和电源管理模块之间，以监测和保护电池。在该示例中，电池直接为按钮、RTC电源、主电源和电池开关供电，所以它们始终从电池接收电力，除非遭到例如安全电路的干预。在该示例中，RTC和加速度计均由RTC电源供电，并且也始终处于打开状态。在该示例中，主电源为数字电源、UI LED和传呼机供电。

在该示例中，数字电源依次为微控制器、温度传感器、UI LED的驱动电路、传呼机的驱动电路、和光电传感器供电。

在该示例中，电池开关用于打开治疗硬件(治疗LED和线圈)的电源。电池开关可以直接为级间电源供电，然后，级间电源可以为LED电流调节器和线圈电源供电。(由电池开关直接为线圈电源供电仅是一个装配选项。)此外，在该示例中，由5V模拟电源(以及由线圈电源供电，但是线圈电源在方框图中未示出)为全桥电流调节器供电。

图12示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的处于拆卸状态的装置的组件的示意图。

在该示例中，装置包括印刷电路板装配806、随后是垫片箔1202、磁场屏蔽件222、以及包括线圈226和线圈适配器228的线圈装配1204。下面更详细地概述不同的组件。

图13a和图13b分别示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的PCB顶部和PCB底部的示意图。

如图13a所示，在该示例中，PCB顶部包括MCU 1302和电池位置1304。

如图13b所示，在该示例中，PCB底部包括八个LED 1306(在该示例中是四个660nm和四个830nm的LED)和表面检测传感器1308，以及例如基于光反射测量来测量装置是否放置在身体上或放置在另一表面上。

在该示例中，底层被分成八个部段，该八个部段一方面扩散来自LED的热量，另一方面充当额外的磁场屏蔽件。如上所述，由线圈产生的磁场可以在八个部段中诱发出涡流，从而将其后面的接地层与磁场屏蔽开。

在该示例中，来自治疗线圈的磁场被磁场屏蔽件衰减10到20倍，该磁场屏蔽件可以是金属Mu屏蔽件。在该示例中，剩余磁场在底层上的部段中诱发出涡流。这些涡流产生与治疗磁场反向极化的磁场，从而进一步减小治疗磁场对部段后面的电子设备的影响。

图14a和图14b示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈适配器的示意图。

在一些示例中，线圈226可被胶粘到线圈适配器228。线圈适配器228可以隐藏线圈和用于驱动线圈的电子设备(或电子设备的一个或多个部件)。

线圈适配器228可以保持线圈(例如基于胶粘界面)。线圈适配器228可以附接到磁场屏蔽件222(在该示例中经由四个可变形的肋条)。

线圈适配器228可以在装置内部提供公差均衡(在该示例中经由弹簧脚提供公差均衡)。

此外，在该示例中，线圈适配器228包括开口，以用于治疗光源(例如LED)和光传感器。

图15示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈26的示意图。

在该示例中，线圈包括在对应于LED和光传感器的相应位置的位置处的开口1502和1504。在该示例中，线圈的导线不被引导穿过这些区域，以避免与LED和光传感器有关的场干扰。

在该示例中，线圈226包括第一组回路226a和第二组回路226b。可以理解，可以提供单个回路来代替第一组回路，和/或可以提供单个回路来代替第二组回路。

在该示例中，线圈被缠绕为具有基本上环形的形状，并且其中，开口被布置在间隙区域1502处，该间隙区域被设置在包括多个第一回路的线圈的第一径向位置和包括多个第二回路的线圈的第二径向位置之间。

在该示例中，线圈是绝缘铜线(PU)，该线圈被配置为产生COMS治疗的治疗磁场。

如上所述，线圈带有分别用于治疗LED和光传感器(在该示例中位于中心处)的开口1502和1504。

在该示例中，几何形状被优化，以在治疗距离/区域内产生均匀的磁场，同时允许治疗(COMS的光学组件)/传感器的光穿透线圈。

在一些示例性实施方式中，线圈与PCB(例如通过焊接)接合。

在一些示例中，线圈附接到线圈适配器(在一些示例中经由胶合)。

图16示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的磁场屏蔽件222的示意图。

在该示例中，磁场屏蔽件包括与LED的位置相对应的开口1602，以便允许LED的光场穿透磁场屏蔽件。

此外，在该示例中，磁场屏蔽件222包括布置在磁场屏蔽件222的中心位置处的开口1606，以便允许来自光传感器的光穿透磁场屏蔽件222。

在该示例中，磁场屏蔽件包围线圈和线圈适配器。

磁场屏蔽件提供高(如上所述高达或大于50000)导磁率的材料，以便有效地将电子设备与由线圈产生的磁场屏蔽开。

在一些示例中，磁场屏蔽件与具有襟翼的PCB接合(例如经由焊接)。

在该示例中，磁场屏蔽件附接到线圈适配器(在该示例中经由可变形的肋条)。

在该示例中，磁场屏蔽件进一步与垫片箔接合。

在该示例中，磁场屏蔽件进一步包括用于线圈端部的开口1604。

可以优化厚度以获得最佳的磁信号实施，同时在两个方向上在PCB和线圈之间提供屏蔽，并且允许LED/传感器的光穿透磁场屏蔽件。通过能够提供的所需的输出，可以导致降低功耗。

图17示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的通过线圈产生的磁场的仿真。

在该示例中，磁场强度是在距离线圈的10mm处测量的。在该示例中提供了金属Mu屏蔽件。

已经示出了磁场的测量结果来验证仿真结果。使用与电流线圈和屏蔽件的设计尺寸相同的仿真模型进行新的仿真。磁场幅度在兴趣点(中心和r＝40mm)处与旧的仿真结果相匹配。

图18示出了磁场相对距离的仿真。磁场是在距离线圈的10mm处测量的，有或没有金Mu属片。

曲线1涉及获得的数据：距离具有金属Mu屏蔽件的线圈10mm处的瞬态时间t_1，Mag_B。

曲线2涉及获得的数据：距离没有金属Mu屏蔽件的线圈10mm处的瞬态时间t_1，Mag_B。

曲线3涉及获得的数据：距离具有金属Mu屏蔽件的线圈10mm处的瞬态时间t_2，Mag_B。

曲线4涉及获得的数据：距离没有金属Mu屏蔽件的线圈10mm处的瞬态时间t_2，Mag_B。

能够看出，与没有实施磁场屏蔽件的情况相比，当使用金属Mu片时，磁场的强度增加了大约1.7到2.1倍。

在该示例中，场强的下降可能源于线圈的设计方式。在一些示例中，线圈有内部部分和外部部分，从而导致在场强中的具有内部峰值和外部峰值。覆盖这些峰值可能导致场强分布。在该示例中，内部线圈和外部线圈之间的间隙的中心位于25mm处。

比较刚好高于1mT的曲线，可以看出，在该示例中，具有金属Mu的场强比没有金属Mu屏蔽件的场强下降的略小。但是，这种效果非常小，当然，当比较具有最大幅度的曲线时，具有金属Mu屏蔽件的曲线比没有金属Mu屏蔽件的曲线下降很多。

图19示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的垫片箔的示意图。

在该示例中，垫片箔提供粘合剂层。然而，由于不需要粘合，因此不需要移除衬垫。

垫片箔与PCB和磁场屏蔽件接合。垫片箔填充在PCB和磁场屏蔽件之间的空间。垫片箔进一步带有用于治疗LED、光传感器和电池座支脚(图19中未示出)的开口。因此，可以实现PCB和屏蔽件之间可能需要的电隔离。此外，可以确保机械固定(装置的掉落等)。此外，可以防止声响，由此可以确保所有部件都固定在适当的位置处。

图20示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的全桥线圈驱动器1106的布局，该全桥线圈驱动器1106可以用于本说明书通篇概述的装置中。

在该示例中，梯形的磁场脉冲由1MHz PWM信号(ucp_COILx_LEN)和低通滤波器产生。在该示例中，通过激活MOSFET T7、T8、T9(或者不是他们中的任何一个)(在图中未示出)来产生四个不同的幅度。在硬件中切换可以将PWM信号的垂直分辨率增加4倍，这意味着，进行40个步骤而不是10个步骤是可行的。可以通过降低PWM的频率(例如降低到500kHz)来实现进一步的改进。这将再次使输出信号的垂直分辨率加倍。这可能需要轻微调整低通滤波器的值。在该示例中，滤波器之后的输出是梯形信号(COILx_LEN)，该梯形型号被馈送到图20所示的全桥线圈驱动器。

在该示例中，U5、T5、R29分别是U6、T6、R30实施的由梯形信号COILx_LEN控制的线性电流调节器。磁场的极性分别由T1/T2uco_COILx_HEN选择。R27、C39将OPAMP的带宽限制在有用的电平，并且避免过冲和振荡。R21限制了从OPAMP汲取的电流，并且避免了可能降低OPAMP的性能的过载。网络R41、C72充当调谐缓冲器，以减少由电感负载引起的线圈电流中的过冲。C73通过短路高频信号的输出来减少EMC辐射。全桥的运行能够由uca_COILx_FB和网络C35、R17、R15监控。

全桥驱动器包括MOSFET T22和T23。这些MOSFET在下降沿期间避免电流流回电源。这导致(通常避免)T5/T6上的电压上升，这对于在线圈中存储的能量的快速衰减是必要的。D43避免了在低侧驱动器立即关闭的情况下，由过电压引起的MOSFET的破坏。

在该示例中，线圈驱动器位于PCB的顶层上，背离线圈，在PCB和线圈之间具有磁场屏蔽件。

衰减率可以由低侧电流调节器控制。为了确保线圈电压不受线圈驱动器电源电压的限制，高侧可以包括两个二极管朝向相反方向的晶体管(T1&T23/T2&T22)。这可以允许电路将线圈与线圈驱动器电源断开，并且因此可以允许线圈电压临时变得高于线圈电源电压(线圈电源电压可能已经被降低以降低功耗)，并且阻止线圈电流流回线圈电源。

图21示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈电源电压控制PWM滤波器2102。

在该示例中，滤波器CS_VSET的输出连接到线圈电源降压转换器的电压反馈引脚，并且允许在0.7V到3.2V的范围内改变线圈电源输出电压。

低通滤波的PWM信号由R7馈送到降压转换器的反馈网络(R6、R7、R8)，并且允许将线圈电源的输出电压从0.7V调节到3.2V。该特征提供了增加电源电压的机会，这对于在梯形信号的快速上升斜率期间达到电感线圈的高di/dt是必要的。在斜率之后，能够降低电压以提高线圈驱动器的效率。

在该示例中，线圈电源电压控制PWM滤波器控制全桥线圈驱动器的电源电压。较快的电流变化率可能需要对线圈施加较高的电压在改变了通过线圈的电流之后，可能只需要初始所需电压的一部分来保持电流流动(U_L＝I_L*R_L)。由于电流可以通过线性电流调节器来维持，所以可能在线性电流调节器处而不是在线圈处消耗大量的功率，从而更快地耗尽电池电量。为了解决这个问题，在该示例中，可以调整全桥线圈驱动器的电源电压，以同时满足高电流变化率和电池功率的有效利用。

图22示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的线圈控制信号时序的曲线图。如图22所示，使用图20和21所示的元件，能够提供具有非常好的效率的脉冲的快速增加和减小。

如上所述，装置可以包括光电/光传感器。如果装置被适当地附接和/或安装，则该装置可以瞄准一个表面(通常是患者的皮肤)。该表面可以反射由照明LED发射的光。反射光可以由光传感器测量，在一些示例中，光传感器被放置在装置的中心朝向患者。传感器被配置为检测表面，并且只有当表面存在时才可以激活光。

在给定运行和周围环境和条件的情况下，反射光的量可以是高度可变的，并且反射光的量可以取决于到表面的距离、结构、颜色和表面的反射/散射参数。

在一些示例中，光传感器可以提供五个不同的通道(红、绿、蓝、白和红外)，并且可以提供外来光补偿的机会。在一些示例中，光传感器是具有I2C接口的数字传感器。

此外，如上所述，装置可以进一步包括加速度计。加速度计可以被配置为检测装置何时被放置在类似桌子的平坦表面上。在这种情况下，可以防止装置的激活。

装置可以进一步包括线圈电流调节器，该线圈电流调节器在COMS治疗中调节线圈电流。可以在线圈上的调节电压。

当结合磁刺激和照片动画技术时，具有LED的PCB可能需要靠近线圈，然而，在这种情况下，磁场可能在PCB上诱发涡流，这可能干扰整个电子设备。

如本文所述的装置结合了磁刺激(例如在三个步骤中，具有例如20Hz和0.4mT-1.6mT的(准)梯形脉冲)和光子发射疗法(在一些示例中，具有660nm和830nm的波长)。

可以在PCB和线圈之间布置薄(例如介于0.1mm到5mm之间)片(即屏蔽件)。优选地，金属Mu(例如镍铁软铁磁合金)或具有非常高磁导率的任何其他材料可用于磁场屏蔽件。

可以在磁场屏蔽件中设置孔(例如，8个LED加上1个光传感器)，以允许来自PCB的LED通过磁场屏蔽件发光。

在一些示例中，线圈可以包括1到100个绕组(例如5到15个绕组)，并且可以由具有1.2mm的厚度的导线制成。

装置可以由小型电池和DC-DC转换器供电，以获得所需的高电流。

磁场屏蔽件可以包括侧壁，以防止磁场绕过磁场屏蔽件的角落。

如本文所述的装置的配置允许LED(或者通常是光源)相对靠近线圈布置。这允许装置的紧凑和便携设计。特别地，迄今为止，将不同的技术应用到这种小表面/装置一直是个挑战。装置的紧凑设计(轻重量)进一步帮助确保治疗时的简易应用和效率。

根据本文所述的示例性实施方式描述的装置允许具有非常一致的磁场。能够实现非常均匀的磁场分布。对于不同的适应症/部位，均匀化的治疗应用是很重要的。

根据本文所述的示例性实施方式的装置进一步允许节能设计。同时，磁场屏蔽件使得装置的效率更高。装置的重量较轻，并且能够确保装置的热量较少。

经由屏蔽件，在PCB上不会产生或者产生非常小的涡流。装置可以被配置为允许产生涡流，该涡流可以与治疗磁场相反地极化，以便最小化磁场对电路的任何影响。

图23a到图23d示出了根据本文所述的一些示例性实施方式的耗材的示意图。可以看出，在该示例中，耗材具有基本上环形的形状，并且可以由对于来自光源(例如LED)的光场是半透明的材料制成。如图23d所示，柔性耗材所应用到的患者的身体的部位可以与装置所应用到的患者的身体部位一致。

当结合磁刺激和光子发射技术来治疗患者的伤口时，装置可能需要靠近伤口，但是同时装置不应伤害伤口的两侧，并且防止交叉污染。

耗材可以是无菌一次性使用的，以允许装置与伤口接触是柔软的。

可以使用带子以便经由耗材将装置固定到患者。

在一些示例中，提供一种机构，以允许将装置容易地固定到柔软部件。

在一些示例中，耗材可以包括模制在一起的两个部件。这可以允许容易地固定，同时确保柔软以适应患者。

可以提供可听反馈，以便当耗材被拨动到装置的非耗材部件时向用户指出。

在一些示例中，耗材的较硬部分可以形成为环形。附加地或替代地，硬的部分可以是半透明的和/或生物相容的和/或由环形而不是圆形制成。

耗材可以允许将装置柔软地固定在靠近伤口的限定距离内，进一步允许精确地控制伤口所暴露的光和磁场。

耗材可以是可变形的。耗材的一些部分可以由硅制成。硅的弹簧机构和3D装配机构可以允许最佳和舒适地附接到待治疗的患者的身体部位。这可以导致压力点/水肿的减少，同时确保易于应用，并且通过在限定的距离内应用该装置来提高治疗的效率。

在一些示例中，通过滴答声提供用户友好的指示，给出用于正确放置的反馈，并且允许直接从无菌包装托盘固定，从而使耗材不会被医疗保健专业人员或患者触摸。

耗材保护装置免受伤口渗出液的影响。因此，耗材提供了一种生物相容的、柔软的层，该层保护了装置，使得装置免受渗出液的影响，但是允许治疗光穿过该层，并且还能够进行光反射测量。

耗材防止交叉污染，以实现无菌。在一些示例中，耗材可以被用作一次性使用，并且耗材作为无菌组件防止所有类型的交叉污染。

传感器测量和治疗应用可以在患者的治疗区域的上方的高度透明区域上进行。

以下条款也被本公开所涵盖，并且可以完全或部分地并入到如本文所述的其他示例性实施方式和实施例中。

1、一种光磁刺激OMS伤口治疗装置，所述光磁刺激OMS伤口治疗装置包括：

光源，所述光源被配置为产生用于OMS伤口治疗的光场；

电路，所述电路被耦合到所述光源，以用于驱动所述光源以产生所述光场；

线圈，所述线圈被配置为产生用于OMS伤口治疗的磁场；和

磁场屏蔽件，所述磁场屏蔽件一方面被布置在所述线圈和所述光源之间，另一方面被布置在所述线圈和所述电路之间，并且其中，所述磁场屏蔽件被配置为将所述电路和所述光源与由所述线圈产生的磁场屏蔽开。

2、根据条款1所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为使用所述线圈和所述磁场屏蔽件在所述磁场屏蔽件的一侧上产生衰减磁场，所述磁场屏蔽件上布置有所述电路和所述光源，以基于所述衰减磁场在所述OMS伤口治疗装置的层中诱发涡流，在所述OMS伤口治疗装置的层中或其上布置有所述电路。

3、根据条款1或2所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括具有大于5000，优选地大于10000，更优选地大于20000，并且更优选地大于50000的相对导磁率的材料。

4、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括一个或多个磁场屏蔽件开口，所述光场能够穿透所述开口以照射患者的伤口。

5、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括一个或多个侧壁，所述一个或多个侧壁被配置为防止所述磁场经由所述磁场屏蔽件的边缘或角落区域穿透到所述电路和所述光源。

6、特别是根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述OMS伤口治疗装置包括线圈电源，所述线圈电源被耦合到桥式线圈驱动器，以用于驱动所述线圈以产生脉冲调制磁场。

7、根据条款6所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述桥式线圈驱动器包括第一晶体管，所述第一晶体管被配置为防止电流在所述脉冲调制磁场的脉冲的下降沿期间流回所述线圈电源。

8、根据条款7所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述桥式线圈驱动器包括线性电流调节器，所述线性电流调节器包括第二晶体管，其中，所述第二晶体管被耦合到所述第一晶体管，并且其中，所述桥式线圈驱动器被配置为基于在脉冲的下降沿期间经由所述第一晶体管被阻止回流到所述线圈电源的电流，在脉冲的下降沿期间在所述第二晶体管上诱发上升电压。

9、根据条款7或8所规定的伤口治疗装置，其中，所述桥式线圈驱动器进一步包括稳压二极管，所述稳压二极管被耦合到所述第一晶体管和所述第二晶体管，并且其中，所述稳压二极管被配置为防止在所述桥式线圈驱动器的断开期间由于过电压而损坏所述第一晶体管和所述第二晶体管。

10、根据条款6到9中任一项所规定的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括线圈电源电压控制滤波器和降压转换器，所述线圈电源电压控制滤波器和所述降压转换器被耦合到所述线圈电源，以用于调节所述线圈电源的输出电压。

11、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述光源包括多个LED，并且其中，所述OMS伤口治疗装置的层上布置有所述LED，所述层被分成多个部段，其中每个所述部段包括所述多个LED中的一个或多个。

12、根据条款11所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述线圈被缠绕为在与所述LED的各个位置相对应的位置处包括开口，以允许所述光场穿透所述线圈。

13、根据条款12所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述线圈被缠绕为具有基本上环形的形状，并且其中，所述开口被布置在间隙区域处，所述间隙区域被设置在包括第一回路的所述线圈的第一径向位置和包括第二回路的所述线圈的第二径向位置之间。

14、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括距离传感器，所述距离传感器被配置为确定表面是否在到所述OMS伤口治疗装置的预定距离内，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为仅当表面在所述OMS伤口治疗装置的预定距离内时，才会产生所述光场和所述磁场中的一个或两个。

15、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括光学传感器，所述光学传感器被配置为检测以下各项中的一项或多项：

从表面反射的光量；

表面的颜色，其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为将所述表面的颜色与在所述OMS伤口治疗装置的存储器中存储的伤口的色码相关联；

表面的表面结构，其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为将所述表面结构与在所述OMS伤口治疗装置的存储器中存储的表面结构相关联；和

表面的反射和/或散射参数；和

其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为基于所述从表面反射的光量、所述表面的颜色、所述表面的表面结构以及所述表面的反射和/或散射参数中的一个或多个，来确定表面是否属于伤口，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为仅当表面被确定为属于伤口时，才产生所述光场和所述磁场中的一个或两个。

16、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括加速度计，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为：

经由所述加速度计确定所述OMS伤口治疗装置是否被放置在不动的物体上，和

如果确定所述OMS伤口治疗装置被放置在所述不动的物体上，则防止产生所述光场和/或所述磁场。

17、特别是根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括柔性耗材，所述柔性耗材用于将所述OMS伤口治疗装置附接到患者的伤口，并且其中，所述伤口与所述光源和所述线圈之间的距离分别地通过改变所述柔性耗材的凹陷状态来调节。

18、特别是根据条款17所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述柔性耗材被配置为符合与所述OMS伤口治疗装置所附接到的患者的身体部位的形状。

19、根据条款17或18所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述OMS伤口治疗装置包括非耗材部件，所述非耗材部件包括所述光源、所述电路、所述线圈和所述磁场屏蔽件，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为当所述耗材被附接到所述非耗材部件时提供可听的反馈。

20、根据条款17到19中任一项所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述柔性耗材具有基本上环形的形状和/或其中所述柔性耗材对所述光场是半透明的。

21、根据条款17到20中任一项所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述柔性耗材被配置为能基于减压附接机构被附接到所述伤口。

22、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述光源被配置为发射具有大约660nm的(第一)波长和/或大约830nm的(第二)波长的光。

23、根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置，其中，所述光源被配置为发射具有大约介于400nm到430nm之间的(第三)波长的光。

24、一种使用根据前述任一项条款所规定的OMS伤口治疗装置治疗患者伤口的方法。

25、根据条款24所规定的方法，所述方法进一步包括通过使用大约660nm和/或大约830nm的波长的光照射伤口，来触发伤口中线粒体细胞色素C氧化酶的电子相变。

26、根据条款24或25所规定的方法，所述方法进一步包括通过使用大约介于400nm到430nm之间的波长的光照射伤口，来引发伤口中的活性氧的增加。

27、根据条款1到23中任一项所规定的OMS伤口治疗装置的使用，所述OMS伤口治疗装置用于进行伤口治疗，特别是使用大约660nm和/或大约830nm和/或大约介于400nm到430nm之间的波长的光进行伤口治疗。

毫无疑问，本领域技术人员会想到许多其他有效的替代方案。应当理解，本发明不限于所述的实施例，并且包含对于本领域技术人员来说显而易见的并且在所附权利要求的范围内的修改。

Claims

1.一种光磁刺激OMS伤口治疗装置，所述光磁刺激OMS伤口治疗装置包括：

光源，所述光源被配置为产生用于OMS伤口治疗的光场；

线圈，所述线圈被配置为产生用于OMS伤口治疗的磁场；和

2.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为使用所述线圈和所述磁场屏蔽件在所述磁场屏蔽件的一侧上产生衰减磁场，所述磁场屏蔽件上布置有所述电路和所述光源，以基于所述衰减磁场在所述OMS伤口治疗装置的层中诱发涡流，在所述OMS伤口治疗装置的层中或其上布置有所述电路。

3.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括具有大于5000的相对导磁率的材料。

4.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括具有大于10000的相对导磁率的材料。

5.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括具有大于20000的相对导磁率的材料。

6.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括具有大于50000的相对导磁率的材料。

7.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括一个或多个磁场屏蔽件开口，所述光场能够穿透所述开口以照射患者的伤口。

8.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述磁场屏蔽件包括一个或多个侧壁，所述一个或多个侧壁被配置为防止所述磁场经由所述磁场屏蔽件的边缘或角落区域穿透到所述电路和所述光源。

9.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述OMS伤口治疗装置包括线圈电源，所述线圈电源被耦合到桥式线圈驱动器，以用于驱动所述线圈以产生脉冲调制磁场。

10.根据权利要求9所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述桥式线圈驱动器包括第一晶体管，所述第一晶体管被配置为防止电流在所述脉冲调制磁场的脉冲的下降沿期间流回所述线圈电源。

11.根据权利要求10所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述桥式线圈驱动器包括线性电流调节器，所述线性电流调节器包括第二晶体管，其中，所述第二晶体管被耦合所述第一晶体管，并且其中，所述桥式线圈驱动器被配置为基于在脉冲的下降沿期间经由所述第一晶体管被阻止回流到所述线圈电源的电流，在脉冲的下降沿期间在所述第二晶体管上诱发上升电压。

12.根据权利要求11所述的伤口治疗装置，其中，所述桥式线圈驱动器进一步包括稳压二极管，所述稳压二极管被耦合到所述第一晶体管和所述第二晶体管，并且其中，所述稳压二极管被配置为防止在所述桥式线圈驱动器的断开期间由于过电压而损坏所述第一晶体管和所述第二晶体管。

13.根据权利要求9所述的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括线圈电源电压控制滤波器和降压转换器，所述线圈电源电压控制滤波器和所述降压转换器被耦合到所述线圈电源，以用于调节所述线圈电源的输出电压。

14.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述光源包括多个LED，并且其中，所述OMS伤口治疗装置的层上布置有所述LED，所述层被分成多个部段，其中每个所述部段包括所述多个LED中的一个或多个。

15.根据权利要求14所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述线圈被缠绕为在与所述LED的各个位置相对应的位置处包括开口，以允许所述光场穿透所述线圈。

16.根据权利要求15所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述线圈被缠绕为具有环形的形状，并且其中，所述开口被布置在间隙区域处，所述间隙区域被设置在包括第一回路的所述线圈的第一径向位置和包括第二回路的所述线圈的第二径向位置之间。

17.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括距离传感器，所述距离传感器被配置为确定表面是否在到所述OMS伤口治疗装置的预定距离内，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为仅当表面在所述OMS伤口治疗装置的预定距离内时，才会产生所述光场和所述磁场中的一个或两个。

18.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括光学传感器，所述光学传感器被配置为检测以下各项中的一项或多项：

从表面反射的光量；

表面的反射和/或散射参数；和

19.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括加速度计，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为：

20.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，所述OMS伤口治疗装置进一步包括柔性耗材，所述柔性耗材用于将所述OMS伤口治疗装置附接到患者的伤口，并且其中，所述伤口与所述光源和所述线圈之间的距离分别地通过改变所述柔性耗材的凹陷状态来调节。

21.根据权利要求20所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述柔性耗材被配置为符合与所述OMS伤口治疗装置所附接到的患者的身体部位的形状。

22.根据权利要求20所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述OMS伤口治疗装置包括非耗材部件，所述非耗材部件包括所述光源、所述电路、所述线圈和所述磁场屏蔽件，并且其中，所述OMS伤口治疗装置被配置为当所述耗材被附接到所述非耗材部件时提供可听的反馈。

23.根据权利要求20所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述柔性耗材具有环形的形状和/或其中所述柔性耗材对所述光场是半透明的。

24.根据权利要求20所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述柔性耗材被配置为能基于减压附接机构被附接到所述伤口。

25.根据权利要求1所述的OMS伤口治疗装置，其中，所述光源被配置为发射具有660nm的第一波长和/或830nm的第二波长的光。

26.根据权利要求1所述OMS伤口治疗装置，其中，所述光源被配置为发射具有介于400nm到430nm之间的第三波长的光。