TW202222373A - 用於磁治療的施用器 - Google Patents

Abstract

一種用於磁療法之施用器（1），其包含具有一外壁（21）之一外殼，該外壁界定一施用表面（3A）且其中容納至少一個導電線圈（13）以用於產生一磁場。該外殼包含：形成該外壁（21）之一外殼層（3）；及形成用於容納該線圈（13）之一底座（30）之一內殼層（11）。該內殼層（11）包含面向由該外殼層（3）形成之該外壁（21）的一底壁（25）。

Description

用於磁治療的施用器

本發明係關於用於磁療法治療之醫學設備。更詳細言之，本發明係關於磁療法施用器之改良。

用於產生磁脈衝之裝置及方法已長期用於醫學及美學治療。為此目的，使用施用器，在該等施用器中設置導電線圈。隨著時間推移可變的電流在線圈中流動且產生可變磁場。藉由將施用器置於患者之身體上或接近患者之身體，可變磁場進入患者之身體且在其中誘發電流，其具有與電療法治療之效應類似的效應。

磁場治療可具有美學及醫學兩個目的，例如在複健中刺激肌肉或其類似者。磁場治療可有效地用於諸如減脂之醫學應用中，因此減輕了與肥胖前期及肥胖相關的風險，尤其是關於腹部區域。同樣關於醫學領域，磁場治療可有效地用於在尿失禁治療中加強盆底肌肉。磁療法亦可用於身體塑形之美學領域。

生物組織中由磁場誘發的電流尤其引起神經興奮及肌肉收縮之刺激。其強度取決於磁流密度及磁流隨著時間推移的改變規律。

治療旨在達成具有此強度、頻率及重複之肌肉刺激以引起肌肉超最大（supramaximal）收縮，亦即，收縮之程度及持續時間顯著高於生理收縮（最大自發收縮）。以此方式，肌肉應力及生理工作負荷增加，從而需要肌肉藉由經由肥大及增生過程深度地塑形其內部結構來適應此等極端情形，從而引起肌肉體積及張力增大。

因此，磁療法施用器（線圈）應能夠產生脈衝磁場，該脈衝磁場之單個脈衝應具有誘發神經肌肉刺激之持續時間。脈衝持續時間典型地包含於200 µs與300 µs之間。此外，磁療法施用器（線圈）應能夠產生具有此類強度之脈衝以深度地穿透，從而到達待治療之肌肉或組織區域，在該肌肉或組織區域上應誘發神經肌肉刺激。

因此，由於磁場強度及空間分佈亦取決於線圈幾何形狀，因此典型地根據待治療區域/組織之類型及待達成之深度製造不同線圈。除了在待治療之區域中及在所需深度處達成神經刺激閾值以外，磁療法施用器亦應能夠支援產生具有可變頻率之磁場脈衝序列，其經調適以誘發肌肉超最大收縮或特定治療所需之收縮。此等收縮及因此產生該等收縮之脈衝應遵循所定義模式，該等模式典型地亦涉及磁場強度改變，此係因為通常在同一治療期間，肌肉收縮及放鬆階段應彼此交替。典型地，所使用之最大頻率為大致150 Hz。視患者而定，意欲作為可變頻率及強度之磁場脈衝模式之序列的治療之總持續時間典型地在15分鐘至45分鐘範圍內變化。

磁療法施用器包含具有外壁之外殼，該外壁界定接觸表面，亦即待施用於患者之施用表面。至少一個導電線圈配置於該外殼中以用於產生磁場。致冷裝置應與該施用器相關聯，以便避免線圈過熱，尤其是對患者造成熱損傷。一些施用器因此配備有風扇，該風扇產生致冷氣流，該致冷風流在電流通過線圈時自施用器移除熱。

為了通過若干次治療具有快速結果，治療應有利地提供超最大收縮及高工作循環之延長步驟。此可僅藉由施用高強度及頻率之磁場脈衝序列來達成。歸因於此等延長階段，大部分治療時間線圈由高強度電流通過達，其中歸因於由相同線圈產生之磁場的焦耳效應（Joule effect）及近接效應（proximity effect）兩者而具有隨之而來的熱產生。

因此，長時間施用高電流的障礙為由於由線圈產生之熱而有灼傷患者的風險。

US-B-10,569,095揭示一種磁療法施用器，其包含具有外壁之外殼，該外壁界定待施用於患者之施用表面，且其中容納至少一個導電線圈以用於產生磁場。將線圈安裝於外殼中使得在面向患者之線圈面與待施用於患者之施用表面之間形成間隙，且在此間隙中藉由風扇產生用於熱移除之空氣強制循環。此致冷系統係效率低下的。

KR20030065126、KR102046924、CN109276812及US2006/004244揭示另外施用裝置。此等裝置在治療期間之熱移除方面亦係效率低下的。

因此，需要改良磁療法施用器以便允許在短時間內進行高效治療，而無對患者造成熱損傷或對施用器中所含有之裝置造成熱損壞的風險。

為此目的，根據一態樣，提供一種用於磁療法之施用器，其包含具有外壁之外殼，該外壁界定待施用於患者之施用表面，且其中容納至少一個導電線圈以用於產生磁場。為了改良該施用器之特徵，該施用器亦具備形成外壁且構成施用表面之外殼層，及形成用於容納線圈之底座之內殼層。該內殼層包含底壁，該底壁面向外殼層之內表面，且更精確而言面向界定外殼層之施用表面之外壁。

間隙有利地形成於內殼層之底壁與外殼層之外壁之間，以用於使線圈與施用表面彼此熱隔絕。

外殼層及內殼層之使用使得施用器之生產較簡單，此係因為有可能在內殼層中提供磁場產生組件、溫度控制器（例如NTC電阻或其他溫度感測器）以及（必要時）致冷裝置。此等組件可經樹脂囊封以形成待插入於外殼層中之單一塊體。樹脂囊封為線圈外殼提供了必要的機械穩定性，亦確保適當電氣絕緣及在線圈中產生之熱之良好熱導率。外殼層可由封閉殼層封閉。

此外，外殼層之形成施用表面之外壁與內殼層之底壁之間的間隙構成用於減少自線圈至施用表面及因此至患者的熱傳遞的高效熱障壁。以此方式，可產生極強磁場，因此使得治療有效且快速，從而避免了對患者造成熱損傷且使該治療更舒適。

該施用器進一步包含致冷裝置。

具體言之，該致冷裝置包含流體循環系統，該流體循環系統具有經調適以使致冷流體（例如水）循環之至少一個致冷管道。然而，該致冷流體較佳係低導電流體，以便避免在由致冷管道形成之線圈中產生寄生電流，該等寄生電流能夠產生與由該線圈產生之可變磁場相反的磁場。

典型地，使用高介電強度油（通常用於冷卻變壓器），或替代地使用去礦物質水，其中，在操作期間，導電性控制系統確保低導電性值。

致冷管道適當地配置於線圈與施用表面之間，以用於對觸摸患者之施用器區域進行更有效致冷。

特定言之，致冷管道可配置於線圈與內殼層之底壁之外表面之間，較佳配置於在底壁之面向線圈之表面中形成的底座或凹槽中。

在特別有利之具體實例中，致冷管道為螺旋形的，處於與內殼層之底部表面平行的平面上且容納於在底壁之厚度上形成的螺旋凹槽中且朝向線圈敞開。

在替代具體實例中，管道或通道例如藉由積層製造而在內殼層之底壁的厚度上設置。

在形成於外殼層之外壁與內殼層之底壁之間的熱絕緣間隙中，設置間隔元件，該等間隔元件界定間隙之高度，亦即，外壁之面向內殼層之表面與內殼層之底壁之面向外殼層之外壁的表面之間的距離。

為了減少在間隙處外殼層與內殼層之間的接觸，間隔元件可為大致圓點形，亦即，其可具有橫截面小的稜鏡、圓錐或圓柱之形狀。此允許藉由實現內殼層與外殼層之間的熱破壞來減少內殼層與外殼層之間的導電熱傳遞。

若內殼層包含用於容納致冷管道之凹槽，則間隔元件較佳配置於該凹槽處，其中溫度歸因於存在致冷流體而最低。此進一步減少熱傳遞。

施用器之其他特徵及具體實例將在下文參考所附圖式進行描述。

圖1為施用器1之外部立體正投影圖。在所說明之具體實例中，施用器1包含外殼層3及覆蓋殼層5，該外殼層界定待施用於患者之施用表面。外殼層3及覆蓋殼層5形成封閉外殼或殼體，其中設置有一或多個電磁線圈，亦即經調適以在電流在其中流動時產生磁場之線圈，以及設置有致冷裝置。待施用於患者之施用器之表面係以參考數字3A指示且在下文將簡要地稱為施用表面。

在僅藉助於非限制性實例說明之具體實例中，施用器1包含手柄7，該手柄在此狀況下係覆蓋殼層5之一體式部分。

內殼層11設置於在外殼層3與覆蓋殼層5之間形成之體積內部；該內殼層11形成用於收納由導電材料製成之線圈13以及致冷裝置16之支撐件，該致冷裝置在所說明之具體實例中由經組態以使致冷液體循環之致冷迴路組成。在所說明之具體實例中，致冷迴路包含形成多個匝之僅一個致冷管道15，如下文所詳述。參考數字13A、13B（尤其參看圖8）指示線圈13之電力供應端子，而數字15X、15Y指示致冷管道15之入口及出口。

在所說明之具體實例中，致冷管道15由與內殼層11分開地製造之管構成，且插入於設置於內殼層11之底壁中的底座（例如，凹槽）中。然而，不同具體實例亦係可能的。底壁可例如包含兩個相互耦接之組件，在該兩個組件之間形成有致冷管道15。在其他具體實例中，致冷管道可藉由積層製造而形成於內殼層11之底壁中。

外殼層3包含外壁21，該外壁界定施用表面3A。側壁23自外壁21與施用表面3A大致正交地延伸；該側壁23包圍內殼層11且耦接至覆蓋殼層5。

內殼層11具有總體大致圓柱形形狀且包含環形底壁25，大致圓柱形第一周邊壁27自該環形底壁之外部邊緣與底壁25大致上正交地延伸。與第一周邊壁27實質上同軸之大致圓柱形第二周邊壁29自底壁25之內邊緣延伸。

壁25、27、29界定環形底座30，其中線圈13及致冷裝置16容納於該環形底座中，如下文所描述。線圈13及致冷裝置16（亦即致冷管道15）有力地經樹脂囊封於環形底座30中。為了更清楚起見，所附圖式中未展示樹脂囊封。

如上文所提及，在所說明之具體實例中，構成致冷裝置16之致冷迴路包含單個致冷管道15，其形成螺旋形物、處於與底壁25平行的平面上，且部分嵌入於底壁25之厚度中。在所說明之具體實例中，如特定地在圖6之細節中所展示，將底座設置於底壁25之內表面中以用於容納致冷管道15之部分。底座係由螺旋形凹槽25A形成，在該凹槽中容納致冷管道15之匝15A。沿著螺旋形凹槽25A的底壁25之厚度比在鄰近匝之間的區域中低。

組態僅具有一個螺旋形致冷管道之致冷迴路係特別有利的且使得生產較容易。然而，其他具體實例亦係可能的，例如具有較大數目個致冷管道或具有在底壁25之厚度上設置且連接至致冷流體之入口及出口的致冷通道矩陣。舉例而言，該等通道可藉由積層製造而產生。

在所說明之具體實例中，致冷管道15形成另外複數個螺旋狀匝，該複數個螺旋狀匝盤繞在第二周邊壁29外部。用參考數字15B指示之螺旋狀線圈被容納於在第二周邊壁29之厚度上設置的螺旋狀凹槽29A中。

在組裝情形下，底壁25與外壁21大致彼此平行且形成間隙33（尤其參看圖6）以用於使線圈13與外壁21彼此熱絕緣。更具體言之，間隙界定於底壁25之面向外壁21之表面25B與外壁21之面向內殼層11之表面21A之間。

間隙33之厚度（亦即高度）極小，例如大約0.5 mm至5 mm，較佳約0.5 mm至1 mm。設置間隔元件35以保持表面25B與表面21A之間的距離（此距離為間隙33之厚度或高度）。間隔元件35有利地以徑向列配置，如尤其在圖7中所展示。

為了減少在間隙33處外殼層3與內殼層11之間的接觸，間隔元件例如成圓點形，亦即，其形狀類似於小（例如圓柱形）本體，其與定界間隙33之表面正交地延伸且具有極小橫截面，例如最大橫向尺寸等於或低於2 mm。在間隔元件35為圓柱形之狀況下，最大橫向尺寸藉由其基底直徑給出。

此外，在所說明之具體實例中，間隔元件35與凹槽25A之匝對應地配置，如圖6A中清楚地展示，以達成將在下文解釋之目的。在致冷管道15例如藉由積層製造在內殼層11之底壁25之厚度上直接形成的狀況下，可再次與構成致冷管道之凹槽對應地設置間隔元件35。

間隔元件35可與外殼層3或內殼層11製成為單件。間隔元件35較佳與內殼層11成為一體。以此方式，藉由例如藉由模製或藉由積層製造來生產內殼層11，有可能將間隔元件35定位成與底壁25較不厚之區域精確地對應，亦即與凹槽25A對應。

在所說明之具體實例中，在第二周邊壁29內部設置與壁29及27同軸的軸環41。軸環41構成內殼層11與外殼層3之間的定心構件。軸環41與同外殼層3成為一體的柄部43共同作用。在組裝情形下（圖5），柄部43插入於軸環41內部。

藉由以上所描述之配置，在容納產生熱之線圈13之內殼層11與施用表面3A之間提供熱絕緣。熱絕緣係由填充有空氣之間隙33提供，該間隙為有效絕熱器。歸功於使用小間隔元件35，顯著減少了自線圈13至施用表面3A之傳導的熱傳遞。典型地，外殼層與內殼層之間的接觸表面之與間隙33對應的總面積等於或低於間隙33之橫截面（根據圖5之平面VII-VII）之面積的1%、且較佳等於或低於0.8%。

歸功於如下事實進一步減小了內殼層11與外殼層3之間的熱傳遞：與凹槽25A對應地設置間隔元件35，亦即，在管道15中循環之致冷流體在其中流動，且因此形成底壁25之材料之溫度為最小的。

以上描述說明根據本發明之施用器的一項具體實例。對於所屬技術領域中具有通常知識者將清楚地顯而易見，在不脫離如所附申請專利範圍中所定義的本發明之保護性範圍的情況下，許多變化形式係可能的。舉例而言，施用器可包含產生磁場之多於一個線圈及/或除所附圖式中所說明之環形形狀之外的形狀之線圈。致冷裝置亦可以不同方式實現，例如，具有較大數目個相異致冷管道，或以流體方式彼此連接且甚至相對於所說明位置配置於不同位置中的管道。

無

將藉由以下描述及所附圖式較佳理解本發明，該圖式展示本發明之非限制性具體實例。更特定言之，在圖式中：

[圖1]為施用器之立體正投影圖；

[圖2]為圖1之施用器之分解側視圖；

[圖3]為分解立體正投影圖；

[圖4]為分解剖視圖；

[圖5]為根據與待施用於患者之施用表面正交的平面之組裝之施用器的橫截面；

[圖6]為圖5之細節VI之放大圖；

[圖7]為根據圖5之VII-VII之橫截面；及

[圖8]為無頂部覆蓋物之施用器的立體正投影圖。

Claims (21)

1. 一種用於磁療法之施用器（1），其包含一外殼，該外殼具有界定待施用於一患者之一施用表面（3A）之一外壁（21），且其中容納至少一個導電線圈（13）以用於產生一磁場；其中： 該外殼包含：形成該外壁（21）之一外殼層（3）；及形成用於容納該線圈（13）之一底座（30）之一內殼層（11），其中該內殼層（11）包含面向由該外殼層（3）形成之該外壁（21）的一底壁（25）； 在該外殼中，設置一致冷裝置（16），其包含經調適以使一致冷流體循環且配置於該線圈（13）與該施用表面（3A）之間的至少一個致冷管道（15）； 一間隙（33）形成於該內殼層（11）之該底壁（25）與該外殼層（3）之該外壁（21）之間，以用於使該線圈（13）與該施用表面（3A）彼此熱絕緣；且 間隔元件（35）配置於該外殼層（3）之該外壁（21）與該內殼層（11）之該底壁（25）之間的該熱絕緣間隙（33）中。
2. 如請求項1之施用器，其中該至少一個致冷管道（15）配置於該內殼層（11）中在該線圈與該內殼層（11）之該底壁（25）之一內表面之間。
3. 如請求項1之施用器（1），其中該至少一個致冷管道（15）配置於該線圈（13）與該內殼層（11）之該底壁（25）之面向該外殼層（3）之該外壁（21）的一表面（25B）之間。
4. 如請求項1之施用器（1），其中該至少一個致冷管道（15）配置於該線圈（13）與該內殼層（11）之該底壁（25）之面向該外殼層（3）之該外壁（21）的一表面（25B）之間。
5. 如請求項1之施用器（1），其中該內殼層（11）之該底壁（25）具有至少一個凹槽（25A），該至少一個凹槽形成致冷管道（15）或在該至少一個凹槽中插入該致冷管道（15）；其中該底壁（25）具有與該至少一個凹槽（25A）對應之減小之厚度；且其中該凹槽（25A）較佳在該底壁（25）之面向該線圈（13）之面上敞開。
6. 如請求項2至4中任一項之施用器（1），其中該內殼層（11）之該底壁（25）具有至少一個凹槽（25A），該至少一個凹槽形成致冷管道（15）或在該至少一個凹槽中插入該致冷管道（15）；其中該底壁（25）具有與該至少一個凹槽（25A）對應之減小之厚度；且其中該凹槽（25A）較佳在該底壁（25）之面向該線圈（13）之面上敞開。
7. 如請求項5之施用器（1），其中該凹槽（25A）為螺旋形。
8. 如請求項6之施用器（1），其中該凹槽（25A）為螺旋形。
9. 如請求項1之施用器（1），其中該等間隔元件（35）與該外殼層（3）之該外壁（21）或與該內殼層（11）之該底壁（25）成為一體且界定該底壁（25）與該外壁（21）之間的一相互接觸表面，該相互接觸表面低於該熱絕緣間隙（33）之橫截面之面積的1%。
10. 如請求項2至5及7中任一項之施用器（1），其中該等間隔元件（35）與該外殼層（3）之該外壁（21）或與該內殼層（11）之該底壁（25）成為一體且界定該底壁（25）與該外壁（21）之間的一相互接觸表面，該相互接觸表面低於該熱絕緣間隙（33）之橫截面之面積的1%。
11. 如請求項1至5、7及9中任一項之施用器（1），其中該等間隔元件（35）包含圓點形元件。
12. 如請求項1至5、7及9中任一項之施用器（1），其中該等間隔元件（35）根據相對於該線圈（13）之軸線徑向的對準來配置。
13. 如3之施用器（1），其中該等間隔元件（35）與該至少一個凹槽（25A）對應地配置。
14. 如請求項1至5、7、9及13中任一項之施用器（1），其中該內殼層（11）具有：一第一周邊壁（27），其沿著該底壁（25）之一外部周邊邊緣與該底壁（25）大致正交地延伸；一第二周邊壁（29），其與該第一周邊壁（27）大致同軸且沿著該底壁（25）之一內部周邊邊緣與該底壁（25）大致正交地延伸；該第一周邊壁（27）、該第二周邊壁（29）及該底壁（25）界定用於該線圈（13）之一環形底座（30）。
15. 如請求項14之施用器（1），其中該第二周邊壁（29）具有至少一另外凹槽（29A），該另外凹槽形成該致冷管道（15）或在該另外凹槽中插入該致冷管道（15）。
16. 如請求項15之施用器（1），其中該另外凹槽（29A）沿著該第二周邊壁（29）螺旋地延伸。
17. 如請求項14之施用器（1），其中該外殼層（3）包含一柄部（43），該柄部與該外壁（21）大致正交且相對於該第二周邊壁（29）同軸地插入，該柄部與該第二周邊壁（29）所相關聯的一定心構件（41）共同作用。
18. 如請求項1至5、7、9及13中任一項之施用器（1），其中該外殼層（3）包含一側壁（23），該側壁與該外壁（21）大致正交且周邊地包圍該內殼層（11）。
19. 如請求項1至5、7、9及13中任一項之施用器（1），其中該線圈（13）經樹脂囊封於該內殼層（11）中。
20. 如請求項19之施用器（1），其中該至少一個致冷管道（15）經樹脂囊封於該內殼層（11）中。
21. 如請求項1至5、7、9及13中任一項之施用器（1），其包含一覆蓋殼層（5），該覆蓋殼層經調適以與該外殼層（3）一起形成一封閉殼體，在該封閉殼體中配置有該內殼層（11）、該致冷裝置（16）及該線圈（13）。

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