TW202325227A - 具有包含導電黏性複合物之皮膚接觸層之電極組合及使用其施加腫瘤治療電場之系統與方法 - Google Patents
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Abstract
可使用一電極組合將交流電場(例如,TT電場)施加至一個體之身體,該電極組合包括至少部分地由一導電黏性複合物形成之一皮膚接觸層。一電極元件電耦接至該導電黏性複合物。視需要,該電極組合可包括該電極元件與該皮膚接觸層之間的一各向異性材料層(例如,片)。視需要,該皮膚接觸層可包含:一外部黏性層,其包含導電黏性複合物;一內部黏性層,其包含導電黏性複合物;以及一基板,其定位於該內部黏性層與該外部黏性層之間。
Description
相關申請之交叉參考
本申請案主張2022年6月30日申請之美國臨時專利申請案第63/357,441號及2021年8月31日申請之第63/239,173號之申請日的優先權及權益,該等申請案中之各者的全部內容以引用之方式併入本文中。
腫瘤治療電場(Tumor Treating Field;TT電場)療法為一種用於使用頻率在50 kHz至1 MHz(更常見地,100至500 kHz)之間的交流電場治療腫瘤的經論證方法。在當前商用系統中,交流電場由置放於個體之身體之相對側上的電極組合(例如,電容耦接式電極之陣列,亦稱作換能器陣列)誘發。當AC電壓施加於相對電極組合之間時,AC電流經由電極組合且耦接至個體之身體中。且較高電流與較高治療功效緊密相關。
圖1A為包括標記為X1至X9之九個先前技術電極元件之先前技術電極組合40的示意性表示。圖1B為沿著圖1A中之虛線截取之電極組合40的電極元件X7至X9的橫剖面示意圖。
如圖1B中所展示,電極元件X7(視為例示)包括金屬層(展示為具有對角影線)及陶瓷(介電)層。將各別導電水凝膠層設置於各陶瓷層與個體之皮膚之間,以確保電極元件與身體之良好電接觸。將來自AC電壓產生器(圖中未示)之AC電壓施加至相對電極組合中之電極元件的金屬層以在個體之身體中產生TT電場。為了在使用期間將電極組合保持在適當位置,通常在電極組合上方設置黏性覆蓋物(繃帶)。
在使用期間,電極元件下之水凝膠及皮膚變熱,且出於安全考量需要皮膚溫度保持低於安全臨限值(例如,41℃)。由於絕大部分熱量出現在電極元件X1至X9正下方(如圖1C中所展示),因此先前技術電極組合在電極元件正下方具有熱點,且具有定位於電極元件之間的較冷區。且彼等熱點限制可遞送經過先前技術電極組合之電流量。
電極組合之水凝膠層亦可存在各種問題。舉例而言,由於水凝膠具有有限的儲藏壽命,因此需要阻濕包裝,從而增加了電極組合之包裝成本。另外,經過水凝膠之信號可隨水凝膠內之特定水分含量而變化,且水凝膠可能因水過多或過少而失效。此外,在使用期間,必須頻繁地改變具有水凝膠層之電極組合,且許多患者對水凝膠具有不良反應(例如,過敏性反應)。且作為皮膚接觸層,若陣列經釋放或重新定位,則水凝膠層往往會轉移至個體之皮膚。期望經由其厚度提供足夠導電率且避免使用水凝膠之問題的皮膚接觸結構。
本發明之一個態樣係關於一種用於將交流電場施加至個體之身體之第一設備。該第一設備包含各向異性材料片、包含導電黏性複合物之皮膚接觸層、以及第一電極元件。該各向異性材料片具有正面(在本文中亦稱為「面向皮膚的表面」)及背面(在本文中亦稱為「向外表面」)。該片具有在垂直於該正面之方向上的第一熱導率,且該片在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍。該包含導電黏性複合物之皮膚接觸層安置於該片之前側上,或在一些實施方式中,安置於該片之正面上。該第一電極元件定位於該片後方(亦即,在該片之向外側上),且該第一電極元件具有經安置以與該片之背面電接觸的第一正面。
在該第一設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含(i)具有正面及背面之第一介電材料層及(ii)安置於該第一介電材料層之背面上的第一金屬層。該第一介電材料層之正面為該第一電極元件之第一正面。此等實施方式進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,其中該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。視需要,在此等實施方式中,該第一導電材料層可包含導電水凝膠。替代地,該第一導電材料層可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
本文中,對於包括第一導電材料層之各實施方式,存在其中該第一導電材料層可包含導電黏性複合物之實施方式。
在該第一設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含(i)具有正面及背面之第一介電材料層及(ii)安置於該第一介電材料層之背面上的第一金屬層。該第一介電材料層之正面為該第一電極元件之第一正面。此等實施方式進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,其中該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。此等實施方式亦進一步包含定位於該片後方(亦即,在該片之向外側上)之第二電極元件。該第二電極元件具有經安置以與該片之背面電接觸的第二正面。該第二電極元件包含(i)具有正面及背面之第二介電材料層及(ii)安置於該第二介電材料層之背面上的第二金屬層。該第二介電材料層之正面為該第二電極元件之第二正面。該第一導電材料層亦定位於該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間,且該第一導電材料層促進該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間的電接觸。亦即,該第一導電材料層跨越該第一電極元件之第一正面及該第二電極元件之第二正面延伸(參見例如圖3A)。視需要,在此等實施方式中,該第一導電材料層可包含導電水凝膠。替代地,經考慮,該第一導電材料層可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
本文中,對於包括第一導電材料層及/或第二導電材料層之各實施方式,存在其中該第一導電材料層或該第二導電材料層或兩者可包含導電黏性複合物的實施方式。
在該第一設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含(i)具有正面及背面之第一介電材料層及(ii)安置於該第一介電材料層之背面上的第一金屬層。該第一介電材料層之正面為該第一電極元件之第一正面。此等實施方式進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,其中該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。此等實施方式亦進一步包含定位於該片後方的第二電極元件。該第二電極元件具有經安置以與該片之背面電接觸的第二正面。該第二電極元件包含(i)具有正面及背面之第二介電材料層及(ii)安置於該第二介電材料層之背面上的第二金屬層。該第二介電材料層之正面為該第二電極元件之第二正面。此等實施方式另外進一步包含定位於該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間的第二導電材料層。該第二導電材料層促進該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間的電接觸。視需要,在此等實施方式中,該第一導電材料層或該第二導電材料層或兩者可包含導電水凝膠。替代地,經考慮,該第一導電材料層或該第二導電材料層或兩者可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物(參見例如圖5)。
在該第一設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含具有正面之金屬塊,且該金屬塊之正面為該第一電極元件之第一正面。視需要,此等實施方式可進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,其中該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。視需要,在此等實施方式中,該第一電極元件之第一正面可定位為與該片之背面直接接觸。視需要,在包括該第一導電材料層之實施方式中,該第一導電材料層可包含導電水凝膠。替代地,該第一導電材料層可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
在該第一設備之一些實施方式中,該各向異性材料片為合成石墨。在一些實施方式中,該各向異性材料片為熱解石墨片。在該第一設備之一些實施方式中,該各向異性材料片為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。在該第一設備之一些實施方式中,該各向異性材料片為非金屬的。
在該第一設備之一些實施方式中,該片在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或甚至高超過十倍。在該第一設備之一些實施方式中,該片具有在垂直於該正面之方向上的第一電阻,且該片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或甚至小於該第一電阻的10%。
在該第一設備之一些實施方式中,該皮膚接觸層包含如本文中所揭示之導電黏性複合物。在該第一設備之一些實施方式中,該皮膚接觸層包含厚度在40與2000 μm之間的導電黏性複合物。
該第一設備之一些實施方式進一步包含可撓性自黏著底墊,其經設置以支撐該片、該第一電極元件、及該前導電材料層,使得該前導電材料層可相對於個體之皮膚定位。
在該第一設備之一些實施方式中,該片具有質心,且該第一電極元件之第一正面的質心定位之處距片之質心小於3 cm。在該第一設備之一些實施方式中,該片具有質心以及在平行於該片之背面之方向上的尺寸,且該第一電極元件之第一正面的質心定位之處距片之質心小於該尺寸的10%。
該第一設備之一些實施方式進一步包含電連接至該第一電極元件之引線。
本發明之另一態樣係關於一種將交流電場施加至個體之身體中之目標區的第一方法。該第一方法包含將第一電極組合定位於該個體之身體上或中之第一位置處。該第一電極組合包括具有第一正面及第一背面之第一各向異性材料片。該第一電極組合經定位以使得該第一片之第一正面面向該目標區。該第一方法亦包含將第二電極組合定位於該個體之身體上或中之第二位置處。該第二電極組合包括具有第二正面及第二背面之第二各向異性材料片。該第二電極組合經定位以使得該第二片之第二正面面向該目標區。該第一方法亦包含在該第一電極組合與該第二電極組合之間施加交流電壓。在定位該第一電極組合及該第二電極組合之後執行該施加。在一些實施方式中,該第一片具有在垂直於該第一正面之方向上的第一熱導率。該第一片在平行於該第一正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,且該第二片具有在垂直於該第二正面之方向上的第二熱導率。該第二片在平行於該第二正面之方向上的熱導率比該第二熱導率高超過兩倍。
在該第一方法之一些情形下,該施加藉由在以下兩者之間施加交流電壓來實施:(i)經安置以與該第一背面電接觸之第一電極元件及(ii)經安置以與該第二背面電接觸之第二電極元件。
該第一方法之一些情形進一步包含:量測該第一電極元件之第一溫度;量測該第二電極元件之第二溫度;以及基於該第一溫度及該第二溫度控制該施加。
在該第一方法之一些情形下,該第一電極組合進一步包括第一皮膚接觸層,該第一皮膚接觸層包含安置於該第一正面上之導電黏性複合物。在此等情形下,該第二電極組合進一步包括第二皮膚接觸層,該第二皮膚接觸層包含安置於該第二正面上之導電黏性複合物。
在該第一方法之一些情形下,該第一及第二各向異性材料片中之各者為合成石墨。在一些實施方式中,該各向異性材料片為熱解石墨片。在該第一方法之一些情形下,該第一及第二各向異性材料片中之各者為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。在該第一方法之一些情形下,該第一及第二各向異性材料片中之各者為非金屬的。
在該第一方法之一些情形下,該第一片在平行於該第一正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或甚至高超過十倍,且該第二片在平行於該第二正面之方向上的熱導率比該第二熱導率高超過兩倍,或甚至高超過十倍。
在該第一方法之一些情形下,該第一片具有在垂直於該第一正面之方向上的第一電阻,且該第一片在平行於該第一正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或甚至小於該第一電阻的10%。該第二片具有在垂直於該第二正面之方向上的第二電阻,且該第二片在平行於該第二正面之方向上的電阻小於該第二電阻的一半,或甚至小於該第二電阻的10%。
本發明之另一態樣係關於一種用於將交流電場施加至個體之身體之第二設備。該第二設備包含各向異性材料片、包含導電黏性複合物之皮膚接觸層以、及第一電極元件。該各向異性材料片具有正面及背面。該包含導電黏性複合物之皮膚接觸層安置於該片之正面上。該第一電極元件定位於該片後方,且該第一電極元件具有經安置以與該片之背面電接觸的第一正面。在一些實施方式中,該片具有在垂直於該正面之方向上的第一電阻,且該片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半。
在該第二設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含(i)具有正面及背面之第一介電材料層及(ii)安置於該第一介電材料層之背面上的第一金屬層。該第一介電材料層之正面為該第一電極元件之第一正面。此等實施方式進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,且該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。視需要,在此等實施方式中,該第一導電材料層可包含導電水凝膠。替代地,經考慮,該第一導電材料層可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
在該第二設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含(i)具有正面及背面之第一介電材料層及(ii)安置於該第一介電材料層之背面上的第一金屬層。該第一介電材料層之正面為該第一電極元件之第一正面。此等實施方式進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,且該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。此等實施方式亦進一步包含定位於該片後方的第二電極元件。該第二電極元件具有經安置以與該片之背面電接觸的第二正面。該第二電極元件包含(i)具有正面及背面之第二介電材料層及(ii)安置於該第二介電材料層之背面上的第二金屬層。該第二介電材料層之正面為該第二電極元件之第二正面。該第一導電材料層定位於該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間,且該第一導電材料層促進該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間的電接觸(參見圖3A)。視需要,在此等實施方式中,該第一導電材料層可包含導電水凝膠。替代地,經考慮,該第一導電材料層可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
在該第二設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含(i)具有正面及背面之第一介電材料層及(ii)安置於該第一介電材料層之背面上的第一金屬層。該第一介電材料層之正面為該第一電極元件之第一正面。此等實施方式進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,且該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。此等實施方式亦進一步包含定位於該片後方的第二電極元件。該第二電極元件具有經安置以與該片之背面電接觸的第二正面。該第二電極元件包含(i)具有正面及背面之第二介電材料層及(ii)安置於該第二介電材料層之背面上的第二金屬層。該第二介電材料層之正面為該第二電極元件之第二正面。該設備另外進一步包含定位於該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間的第二導電材料層,且該第二導電材料層促進該第二電極元件之第二正面與該片之背面之間的電接觸(參見圖3A)。視需要,在此等實施方式中,該第一導電材料層或該第二導電材料層或兩者可包含導電水凝膠。替代地,該第一導電材料層或該第二導電材料層或兩者可包含導電黏性複合物。
在該第二設備之一些實施方式中,該第一電極元件包含具有正面之金屬塊,且該金屬塊之正面為該第一電極元件之第一正面。視需要,此等實施方式可進一步包含定位於該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的第一導電材料層,其中該第一導電材料層促進該第一電極元件之第一正面與該片之背面之間的電接觸。視需要,在此等實施方式中,該第一電極元件之第一正面可定位為與該片之背面直接接觸。視需要,在包括該第一導電材料層之實施方式中,該第一導電材料層可包含導電水凝膠。替代地,該第一導電材料層可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
在該第二設備之一些實施方式中,該各向異性材料片為合成石墨。在一些實施方式中,該各向異性材料片為熱解石墨片、或石墨化聚合物膜。在該第二設備之一些實施方式中,該各向異性材料片為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔。在該第二設備之一些實施方式中,該各向異性材料片為非金屬的。
在該第二設備之一些實施方式中,該片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或甚至小於該第一電阻的10%。
在該第二設備之一些實施方式中,該片具有在垂直於該正面之方向上的第一熱導率,且該片在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或甚至高超過十倍。
在該第二設備之一些實施方式中,該皮膚接觸層包含如本文中所揭示之導電黏性複合物。在該第二設備之一些實施方式中,該皮膚接觸層包含厚度在40與2000 μm之間的如本文中所揭示之導電黏性複合物。
在該第二設備之一些實施方式中,該前導電材料層包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
第二設備之一些實施方式進一步包含可撓性自黏著底墊,其經設置以支撐該片、該第一電極元件、及該前導電材料層,使得該前導電材料層可相對於個體之皮膚定位。
在該第二設備之一些實施方式中,該片具有質心,且該第一電極元件之第一正面的質心定位之處距該片之質心小於3 cm。在該第二設備之一些實施方式中,該片具有質心以及在平行於片之背面之方向上的尺寸,且該第一電極元件之第一正面的質心定位之處距該片之質心小於該尺寸的10%。
第二設備之一些實施方式進一步包含電連接至該第一電極元件之引線。
本發明之另一態樣係關於一種將交流電場施加至個體之身體中之目標區的第二方法。該第二方法包含將第一電極組合定位於該個體之身體上或中之第一位置處。該第一電極組合包括具有第一正面及第一背面之第一各向異性材料片。該第一電極組合經定位以使得該第一片之第一正面面向該目標區。該第二方法亦包含將第二電極組合定位於該個體之身體上或中之第二位置處。該第二電極組合包括具有第二正面及第二背面之第二各向異性材料片。該第二電極組合經定位以使得該第二片之第二正面面向該目標區。該第二方法亦包含在該第一電極組合與該第二電極組合之間施加交流電壓。在定位該第一電極組合及該第二電極組合之後執行該施加。在一些實施方式中,該第一片具有在垂直於該第一正面之方向上的第一電阻。該第一片在平行於該第一正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,且該第二片具有在垂直於該第二正面之方向上的第二電阻。該第二片在平行於該第二正面之方向上的電阻小於該第二電阻的一半。
在該第二方法之一些情形下,該施加藉由在以下兩者之間施加交流電壓來實施:(i)經安置以與該第一背面電接觸之第一電極元件及(ii)經安置以與該第二背面電接觸之第二電極元件。
該第二方法之一些情形進一步包含:量測該第一電極元件之第一溫度;量測該第二電極元件之第二溫度;以及基於該第一溫度及該第二溫度控制該施加。
在該第二方法之一些情形下,該第一電極組合進一步包括第一皮膚接觸層,該第一皮膚接觸層包含安置於該第一正面上之導電黏性複合物。該第二電極組合進一步包括第二皮膚接觸層,該第二皮膚接觸層包含安置於該第二正面上之導電黏性複合物。
在該第二方法之一些情形下,該第一及第二各向異性材料片中之各者為合成石墨。在一些實施方式中,該各向異性材料片為熱解石墨片。在該第二方法之一些情形下,該第一及第二各向異性材料片中之各者為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。在該第二方法之一些情形下,該第一及第二各向異性材料片中之各者為非金屬的。
在該第二方法之一些情形下,該第一片在平行於該第一正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或甚至小於該第一電阻的10%。且該第二片在平行於該第二正面之方向上的電阻小於該第二電阻的一半,或甚至小於該第二電阻的10%。
在該第二方法之一些情形下,該第一片具有在垂直於該第一正面之方向上的第一熱導率,其中該第一片在平行於該第一正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或甚至高超過十倍。且該第二片具有在垂直於該第二正面之方向上的第二熱導率,其中該第二片在平行於該第二正面之方向上的熱導率比該第二熱導率高超過兩倍,或甚至高超過十倍。
在各種實施方式中,一種設備可包括:至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面(或「正面」);各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面(或「背面」);以及皮膚接觸層,其至少部分地由導電黏性複合物形成。在此等實施方式中,該至少一個電極元件電耦接至該各向異性材料層之向外表面(視需要,與其電接觸),且該皮膚接觸層可安置於該各向異性材料層之面向皮膚的側上(視需要,安置於該各向異性材料層之面向皮膚的表面上)。
在額外實施方式中,一種方法可包括以下步驟:將至少第一及第二電極組合定位於個體之身體上;以及在該第一電極組合與該第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場(例如,TT電場)。在此等實施方式中,經考慮,該第一及第二電極組合中之各者可包括:至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;以及皮膚接觸層,其包含導電黏性複合物。該導電黏性複合物可包括介電材料及分散於該介電材料內之導電粒子。該至少一個電極元件電耦接至該皮膚接觸層。
本發明之一個態樣係關於一種用於將交流電場施加至個體之身體之設備。該設備包含具有面向皮膚的表面之至少一個電極元件。各向異性材料層具有面向皮膚的表面及相對的向外表面。皮膚接觸結構具有包含導電黏性複合物之外部黏性層、包含導電黏性複合物之內部黏性層、以及定位於該內部與外部黏性層之間的基板。該至少一個電極元件與該各向異性材料層之向外表面電接觸。該皮膚接觸結構之外部黏性層安置於該各向異性材料層之面向皮膚的側上。該皮膚接觸結構之內部黏性層經設置以接觸個體之皮膚。
本發明之一個態樣係關於一種用於將交流電場施加至個體之身體之方法。該方法包含將至少第一及第二電極組合定位於個體之身體上。該第一及第二電極組合中之各者包含:至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面;以及皮膚接觸結構。該皮膚接觸結構具有包含導電黏性複合物之外部黏性層、包含導電黏性複合物之內部黏性層、以及定位於該內部與外部黏性層之間的基板。該至少一個電極元件與該各向異性材料層之向外表面電接觸。該皮膚接觸結構之外部黏性層安置於該各向異性材料層之面向皮膚的側上。該皮膚接觸結構之內部黏性層接觸該個體之皮膚。該方法進一步包含在該第一電極組合與該第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場。
本申請案描述可例如用於向個體之身體遞送TT電場及治療位於個體之身體中之一或多種癌症或腫瘤的例示性電極組合。
當TT電場施加至個體之身體時,個體之身體之溫度可隨著感應電場的增大而成比例地升高。調節將可經由換能器陣列驅動之電流量限於使個體之身體上之部位處的所量測溫度保持低於溫度臨限值的量。如此項技術中所實踐,藉由減小由換能器陣列驅動之操作電流且減小所得TT電場之強度,個體之身體上之換能器陣列的部位處之溫度經控制為低於溫度臨限值。此繼而成為對可用於治療腫瘤之TT電場強度之最重要的限制。因此,在此項技術中需要在不超出個體之皮膚之溫度臨限值的情況下安全地接入TT電場強度。
對於包含多個電極元件之換能器陣列,換能器陣列中直接定位於電極元件之下的部分相較於換能器陣列中定位於電極元件之間的部分變得較熱。此外,對於包含多個電極元件之換能器陣列,相較於朝著陣列中間定位的電極元件,較高電流流經沿著陣列邊緣定位的電極元件。另外,位於陣列邊緣中之拐角或類似急彎曲部處的電極元件將比沿著陣列之邊緣及中心附近的其他電極元件具有更高電流。換能器陣列驅動較高電流穿過沿著陣列邊緣且尤其在拐角處定位之電極元件的趨勢在本文中稱為「邊緣效應」。
歸因於電極元件之分佈或邊緣效應而導致的經過換能器陣列之電流的不均勻分佈可導致例如換能器陣列之拐角或邊緣處的較高溫度區(或「熱點」)。此等熱點為首先達到臨限溫度之部位,且因此控制降低電流之需求。因而,熱點之產生限制可由換能器陣列驅動之最大操作電流,及所得TT電場之強度。
本發明人現已認識到,需要減少或最小化電流之不均勻分佈且藉此允許施加較高操作電流之換能器陣列。以增加之電流操作的換能器陣列可在個體之身體中誘發更強TT電場,最終產生較佳患者結果。與特定電極下的熱點相關的一個相關問題為彼等部位處的皮膚刺激風險增加。水凝膠皮膚接觸層加重對皮膚刺激的敏感性,該水凝膠皮膚接觸層呈酸性且具有高離子含量。因此,避免熱點且用較不刺激皮膚導電凝膠或導電黏著劑替換水凝膠將為合乎需要的。本文中所揭示之電極組合允許電流及熱量均勻地擴散於陣列內,藉此最小化或消除熱點;以及在本文所描述之一些實施方式中,使用導電黏著劑可在移除或重新定位陣列後減少皮膚刺激,而不會將黏著劑轉移個體之皮膚。
視需要,本文中所描述之實施方式將具有各向異性熱性質及/或各向異性電性質之材料片併入至電極組合中,如下文所描述。若材料片具有各向異性熱性質,則片將熱量在較大表面面積上更均勻地擴散開。若材料片具有各向異性電性質,則片將電流在較大表面面積上更均勻地擴散開。在各情況下,此在給定AC電壓施加至電極組合時降低熱點之溫度且升高較冷區之溫度(相比於上文所描述之先前技術組態)。因此,電流可增加(藉此提昇療效)而不超出個體之皮膚上之任何點處的安全溫度臨限值。
在一些實施方式中,相對於電導率性質,各向異性材料為各向異性的。在一些實施方式中,相對於熱導率性質,各向異性材料為各向異性的。在一些較佳實施方式中,相對於電導率性質及熱導率性質兩者,各向異性材料為各向異性的。
各向異性熱性質包括方向性熱性質。特定言之,該片具有在垂直於其正面(面向皮膚的表面)之方向上的第一熱導率。且該片在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍。在一些較佳實施方式中,平行方向上之熱導率比該第一熱導率高超過十倍。舉例而言,該片在平行於該正面之方向上的熱導率可比該第一熱導率高1.5倍、2倍、3倍、5倍、10倍、20倍、100倍、200倍以上或甚至1,000倍以上。
各向異性電性質包括方向性電性質。特定言之,該片具有在垂直於其正面之方向上的第一電阻。且該片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻。在一些較佳實施方式中,平行方向上之電阻小於該第一電阻的一半或小於該第一電阻的10%。舉例而言,片70在平行於該正面之方向上的電阻可小於該第一電阻之75%、50%、40%、30%、20%、10%、5%、1%、0.5%,或甚至小於0.1%。
在一些實施方式中(例如,當各向異性材料片為熱解石墨片時),該各向異性材料片具有各向異性電性質及各向異性熱性質兩者。
在一些實施方式中(例如,當各向異性材料片為熱解石墨片時),該各向異性材料片為非金屬的。此等實施方式在期望阻止離子轉移至個體之身體中之情形下尤其有利。更特定言之,使用金屬片可導致金屬離子轉移至個體之身體中。在不期望金屬離子轉移至個體之身體中之情形中,使用非金屬各向異性材料片之實施方式為較佳的。
參考以下詳細描述、實例、圖式及申請專利範圍以及其先前及以下描述可更容易地理解本發明。然而,應理解,除非另外規定,否則本發明不限於所揭示之特定設備、裝置、系統及/或方法,且當然可變化。
標題僅僅為方便起見而提供,且不應理解為以任何方式限制本發明。在任何標題下或在本發明之任何部分中所說明之實施方式可與在相同或任何其他標題或本發明之其他部分下所說明之實施方式組合。
除非本文另外指示或另外與上下文明顯矛盾,否則本發明涵蓋本文中所描述之要素呈其所有可能變化形式之任何組合。
如說明書及隨附申請專利範圍中所使用,除非上下文另外明確地規定,否則單數形式「一(a、an)」及「該(the)」包括複數個參考物。
在前述及以下描述中,當如本文中所揭示使用時,術語「正」及「面向皮膚的」可互換使用以指代所揭示電極組合(或其組件)之面或表面,該等電極組合面向個體之皮膚或朝著個體之皮膚(或通常朝著個體之身體)定向。類似地,當如本文中所揭示使用時,術語「背」及「向外」可互換地使用以指代所揭示電極組合(或其組件)之面或表面,該等電極組合背向個體之皮膚或遠離個體之皮膚(或通常遠離個體之身體)定向。
圖2為用於將TT電場施加至個體之身體之包括電極元件之實施方式的電極組合50的示意性表示。在圖2中,僅展示標記為E1及E2之兩個電極元件,但額外電極元件可包括於電極組合50中。在替代實施方式中,電極組合50僅包括單個電極元件。特別地,圖2大體上描繪電極組合50,且彼等電極組合E1及E2可具有不同組態(例如,如下文結合圖3A至圖8、圖10A至圖15及圖17至圖21所描述)。
圖3A為沿著圖2中之虛線截取之包括電極元件E1、E2之電極組合50a的第一實施方式的橫剖面表示。
在圖3A實施方式中,電極組合50a包括具有正面(在圖3A中面朝個體之皮膚)及背面(向外)的各向異性材料片70。此片70具有在垂直於該正面之方向上的第一熱導率。片70在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍。在一些較佳實施方式中,片70在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過十倍。圖3A實施方式中之片70在另一態樣中亦為各向異性的。更特定言之,片70具有在垂直於該正面之方向上的第一電阻,且該片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半。在一些實施方式中,片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的10%。
電極組合50a包括具有正面(在圖3A中面朝個體之皮膚)及背面之導電各向異性材料片70。導電各向異性材料片70可為石墨片。合適形式之石墨之實例包括:合成石墨,諸如熱解石墨(包括但不限於可購自日本大阪門真市松下企業(Panasonic Industry, Kadoma, Osaka, Japan)之熱解石墨片(Pyrolytic Graphite Sheet,PGS));其他形式之合成石墨,包括但不限於由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔(包括但不限於由可購自美國亞利桑那州圖森礦物密封公司(Mineral Seal Corp., Tucson, Arizona, USA)之MinGraph® 2010A可撓性石墨供應之石墨箔);或石墨化聚合物膜,例如石墨化聚醯亞胺膜(包括但不限於由日本栃木縣真岡市鐘淵化學工業株式會社(Kaneka Corp., Moka, Tochigi, Japan)供應之石墨化聚醯亞胺膜)。在替代實施方式中,可使用除石墨以外的導電各向異性材料替代石墨。
在一些實施方式中,各向異性材料片70為熱解石墨片。熱解石墨片在平行於彼等片之正面之方向上(亦即,在a-b平面中)的熱導率通常比彼等片在垂直於該正面之方向上(亦即,在c方向上)的熱導率高50倍以上。且熱解石墨片在平行於彼等片之正面之方向上(亦即,在a-b平面中)的電阻率通常小於彼等片在垂直於該正面之方向上(亦即,在c方向上)的電阻率的2%。
在其他實施方式中,各向異性材料片70為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。在其他實施方式中,各向異性材料可為熱解碳。其他實施方式可利用具有各向異性性質之其他導電材料片。在一些實施方式中(例如,當各向異性材料片為合成石墨片,諸如熱解石墨或壓縮高純度剝離礦物石墨或石墨化聚合物膜時),各向異性材料片70為非金屬的。
電極組合50a進一步包括安置於片70之正面上的至少一個導電材料層60,且該至少一個導電材料層60具有生物相容性前表面。應注意,在圖3A中所說明之實施方式中,僅存在單個導電材料層60,且彼單個層(前層)為生物相容的。但在替代實施方式(本文中所描述)中,可存在多於一個層,在此情況下僅前層必須為生物相容的。在圖3A實施方式中,前材料層60經設置以確保裝置與身體之間的良好電接觸。在一些實施方式中,前材料層60應覆蓋各向異性材料片70之整個正面。前材料層60的大小可與各向異性材料片70相同或大於各向異性材料片70。在一些實施方式中,且如圖3A中所展示,前導電材料層60包含水凝膠。在此等實施方式中,水凝膠可具有50與2000 μm之間的厚度。在其他實施方式中,且如圖10A中所展示,前導電材料層60包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
在一些實施方式中,至少一個導電材料層60為單個非水凝膠生物相容性導電黏性層,諸如來自美國馬塞諸塞州斯潘塞(Spencer, MA, USA)FLEXcon之研製產品FLX068983-FLEXcon® OMNI-WAVE
TMTT 200黑色H-502 150聚合H-9 44PP-8或來自FLEXcon之其他此類全向波(OMNI-WAVE)產品;或由黏著劑研究公司(Adhesives Research, Inc.)(美國賓夕法尼亞州格倫羅克(Glen Rock, PA, USA))製造及銷售之ARcare® 8006導電黏著劑組成物。非水凝膠導電黏著劑可包含具有黏著性質之無水聚合物及碳粒子、碳粉末、碳纖維、碳薄片或碳奈米管。黏著聚合物可為例如丙烯酸聚合物或矽酮聚合物或其組合,其可用作丙烯酸或矽酮類碳填充黏著帶。黏著劑可另外包括一或多種導電聚合物(諸如聚苯胺(PANI)或聚(3,4-伸乙二氧基噻吩)(PEDOT)或所屬領域中已知的其他者)。至少一個導電材料層60中的導電填充劑可為非金屬的。在此等實施方式中,生物相容性導電黏著劑之厚度可在10與2,000 μm之間,諸如,20至1000 μm,或30至400 μm。
在圖3A實施方式中,電極組合50a進一步包括定位於片70後方之第一電極元件E1。第一電極元件E1具有經安置以與片70之背(向外)面電接觸的第一正(面向皮膚的)面。在圖3A實施方式中,第一電極元件E1包括具有正(面向皮膚的)面及背(向外)面的第一介電(例如,陶瓷)材料層310以及安置於第一介電材料層310之背面上的第一金屬層320。第一介電材料層310之正面為第一電極元件E1之第一正面。如圖17至圖18中進一步說明,介電材料無需為陶瓷。在一些態樣中,舉例而言,介電材料310可包含聚合物(例如,高介電常數聚合物)。因此,應理解,在本文中所揭示之所有實施方式中,提及且在圖式中展示為陶瓷之介電材料310可為任何合適的介電材料(例如,具有至少10之介電常數的聚合物層,或具有至少10之介電常數的另一材料)。
在一些實施方式中,介電材料層310之介電常數可介於10至50,000範圍內。在一些實施方式中,介電材料層310包含高介電聚合物材料,諸如聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯)及/或聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯-1-氯氟乙烯)。彼等兩種聚合物在本文中分別縮寫為「聚(VDF-TrFE-CTFE)」及「聚(VDF-TrFE-CFE)」。由於此等材料之介電常數為約40,因此此等實施方式尤其有利。在一些實施方式中,聚合物層可為聚(偏二氟乙烯-三氟乙烯-氯三氟乙烯-氯氟乙烯)或「聚(VDF-TrFE-CTFE-CFE)」。
在一些實施方式中,介電材料層310包含三元共聚物,該三元共聚物包含呈任何合適莫耳比之單體聚合單元,諸如VDF、TrFE、CFE及/或CTFE。合適的三元共聚物包括例如具有30至80莫耳% VDF、5至60莫耳% TrFE之彼等三元共聚物,其中CFE及/或CTFE構成三元共聚物之莫耳%之餘量。
在一些實施方式中,片70具有質心,且第一電極元件E1之第一正面的質心定位之處距片70之質心小於3 cm。在一些實施方式中,片70具有質心及平行於片70之背面的尺寸(例如,長度或寬度),且第一電極元件E1之第一正面的質心定位之處距離片70之質心小於尺寸的10%。
電極組合50a進一步包括第一導電材料層80,其定位於第一電極元件E1之第一正面(亦即,第一介電材料層310之正面)與片70之背面之間。第一導電材料層80促進第一電極元件E1之第一正面與片70之背面之間的電接觸。在所說明之實施方式中,導電材料層80為水凝膠層。但在替代實施方式中,舉例而言,如圖10A中所展示,可使用不同導電材料(例如,導電脂、導電黏著劑、導電帶等)。舉例而言,在圖10A中,導電材料層80可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
電極組合50a可視需要包括一或多個額外電極元件。在所說明之實施方式中,電極組合50a包括定位於片70後方之第二電極元件E2。第二電極元件E2具有經安置以與片70之背面電接觸的第二正(面向皮膚的)面。圖3A中之兩個電極元件E1、E2具有相同結構。因此,第二電極元件E2包括具有正(面向皮膚的)面及背(向外)面的第二介電(例如,陶瓷)材料層310以及安置於第二介電材料層310之背面上的第二金屬層320。第二介電材料層310之正面為第二電極元件E2之第二正面。在一些實施方式中,所有電極元件之總面積小於片70之面積、小於片70之面積的一半、小於片70之面積的四分之一或小於片70之面積的十分之一。
第一導電材料層80定位於第二電極元件E2之第二正面(亦即,第二介電材料層310之正面)與片70之背面之間。第一導電材料層80促進第二電極元件E2之第二正面與片70之背面之間的電接觸。如針對E1所描述,且如圖3A中所展示,導電材料80可為水凝膠層,但在替代實施方式中,可使用不同導電材料(例如,導電脂、導電黏著劑、導電帶等)。舉例而言,在圖10A中,導電材料層80可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
所有電極元件(亦即,所說明實施方式中之E1及E2)之金屬層320可以有線方式(例如,使用導線、撓性電路上之跡線等)一起連接至引線90。引線90將來自AC電壓產生器(圖中未示)之AC電壓供應至電極元件,以在電極組合50a黏附至個體之身體時產生TT電場以進行治療。
視需要,電極組合50a包括可撓性自黏著底墊55,其經設置以支撐片70、第一電極元件E1(及存在於電極組合中之任何其他電極元件)以及前導電材料層60,使得前導電材料層60可相對於個體之皮膚定位。
如上文所提及,圖2為包括電極元件E1、E2之電極組合50的平面示意性表示。圖2(未按比例)之此視圖亦表明片70之面積大於電極元件E1、E2之組合面積(例如大至少2倍、大至少4倍或大至少10倍)。當將AC電壓施加至電極元件E1、E2時,熱量在整個片70上擴散開,此最小化或消除熱點。除擴散熱量及改變其方向性(使特定部位中之熱量最小化)以外,擴散對耗散熱量具有額外影響,此係因為大部分熱量在x-y平面上經導引至片之邊緣,而非在z方向上繼續升高至更高的體溫,該等邊緣終止於室溫(較冷)散熱片。因此,該區域更快地冷卻。
熱點之此減少(與先前技術相比)藉由比較圖1C與圖3B而變得顯而易見。更特定言之,圖1C展示先前技術電極元件之電流分佈及熱產生,該等先前技術電極元件中之各者定位於大小約與電極元件相同之導電水凝膠層上。如圖1C中所展示,所有電流皆穿過在電極元件正下方之水凝膠層,此在電極元件正下方產生熱點。
可能起初認為此問題可藉由增大水凝膠面積以覆蓋電極元件之間的所有區(亦即,藉由覆蓋比電極元件之面積顯著更大的x-y平面中之面積)來解決。但情況並非如此。更特定言之,圖1D展示此假想電極組合之電流分佈及熱產生。如圖1D中所展示,所有電流亦穿過在電極元件正下方之水凝膠層,此在電極元件正下方產生熱點。
相比之下,圖3B展示圖3A實施方式之電流分佈。如圖3B中所展示,電流仍僅在電極元件下方之區域中分佈於上部水凝膠層80中。然而,各向異性材料片70在其整個面積中擴散熱量,此係因為水平方向上(亦即,在平行於片之面的方向上)之熱導率比其在豎直方向上之熱導率高得多。除擴散熱量以外,片70在水平方向上之低電阻使電流向外擴散遍及片70,且此外擴電流分佈在前導電材料層60中繼續進行,且因此擴散至個體之皮膚。由於此實施方式中之電流及熱量兩者在前導電材料層60之較大區域上擴散開,所以消除(或至少最小化)熱點。此意謂對於給定施加AC電壓,圖3A/B實施方式下方之最熱點將低於圖1先前技術實例下方之最熱點。因此,電流可增加(相對於先前技術電流)而不超出圖3A實施方式中電極組合下方之任何點處的安全溫度臨限值。且此電流增加將有利地提昇TT電場治療之功效。在用如本文中所揭示之導電黏性複合物替換水凝膠時(參見圖10B),可達成類似結果。
圖3A實施方式之優良效能展現於圖4A、圖4B及圖4C中。圖4A為先前技術電極組合之熱影像,該先前技術電極組合包括兩個電極元件及安置於電極元件之正面上的水凝膠層(參見例如圖1B)。電極元件之正面與水凝膠層之背面之間不存在各向異性材料片。在使用時,水凝膠層之正面定位於個體之皮膚上。圖4A展示在對應於電極元件之區域中產生的熱點。
圖4B為對應於圖3A實施方式之電極組合的熱影像,其中熱解石墨用作各向異性材料。圖4B展示諸如先前技術電極組合中產生之彼等熱點的熱點已最小化,且亦展示最大溫度已降低。圖4C為對於同一施加電流(500 mA)比較圖3A實施方式(利用熱解石墨作為各向異性材料)與先前技術(無各向異性材料)之熱效能的曲線圖。特別地,先前技術電極組合的最熱部分為41℃。但在相同500 mA電流施加至圖3A實施方式時,電極組合之最熱部分僅為32℃。利用由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔作為各向異性材料進行類似實驗,結果類似。
在相關實驗中,最佳化習知陣列(無各向異性材料)在利用2 A施加電流運行之情況下達到最大40℃平均溫度,且因此受到限制。具有額外熱解石墨片之相同類型之陣列(以圖3A實施方式之方式)能夠以增加之功率位準(利用3 A施加電流)操作,且在低於溫度臨限限度2至3℃之38℃平均溫度下運行。此結果表明本文中所描述之本發明設備及方法應能夠藉由在較高施加電流下操作而達成更有益的治療結果。
圖5為沿著圖2中之虛線截取之包括電極元件E1、E2之電極組合50b的第二實施方式的橫剖面表示。圖5實施方式在所有態樣(包括圖式標記)中類似於圖3A實施方式,不同之處如下。圖3A及圖10A實施方式包括橫跨電極元件E1、E2兩者且定位於片70與第一電極元件E1及第二電極元件E2兩者之正面之間的大連續導電材料層80(例如,水凝膠或導電黏性複合物)。相比之下,圖5實施方式包括用於各單獨電極元件之導電材料380的個別區。因此,圖5實施方式包括定位於第一電極元件E1之第一正面與片70之背面之間的第一導電材料層380,且亦包括定位於第二電極元件E2之第二正面與片70之背面之間的第二導電材料層380。第一及第二導電材料層380促進各別電極正面與片70之背面之間的電接觸。在圖5中所說明之實施方式中,導電材料層380為水凝膠層。但在替代實施方式中,可使用不同導電材料(例如,導電脂、導電黏著劑、導電帶等)。舉例而言,在圖11中所說明之實施方式中,導電材料層380可為如本文中所揭示之導電黏性複合物層。在一些實施方式中,所有電極元件之總面積小於片70之面積、小於片70之面積的一半、小於片70之面積的四分之一或小於片70之面積的十分之一。
如同在圖3A實施方式中,圖5實施方式中之電流仍集中於僅在電極元件下方之區域中的上部導電材料層380中。如上文結合圖3A實施方式所描述,各向異性材料片70擴散熱量及電流,其消除或至少最小化熱點。此意謂對於給定施加AC電壓,圖5實施方式中之電極組合下方的最熱點的溫度將低於圖1先前技術實例中電極組合下方的最熱點。因此,電流可增加(相對於先前技術電流)而不超出圖5實施方式中電極組合下方之任何點處的安全溫度臨限值。且此電流增加將有利地提昇TT電場治療之功效。圖5建構之其他組件(例如,金屬層320、介電材料310、皮膚接觸層60、供應AC源之引線90及自黏著底墊55)類似於上文針對圖3A實施方式所描述之彼等組件。
圖6為包括單個電極元件E1之電極組合50c之第三實施方式的橫剖面表示。圖6之實施方式類似於圖3A之實施方式,不同之處在於圖6實施方式不包括介電材料層。在圖6實施方式中,電極組合50c包括具有正面(在圖6中面朝個體之皮膚)及背面的各向異性材料片70。此片70類似於上文結合圖3A所描述之片70。在一些實施方式中,各向異性材料片70為合成石墨片。在一些實施方式中,各向異性材料片70為熱解石墨片。在其他實施方式中,各向異性材料片70為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔(例如,MinGraph® 2010A可撓性石墨)。在其他實施方式中,各向異性材料片70為石墨化聚合物膜片。在其他實施方式中,各向異性材料片70為熱解碳片。在其他實施方式中,各向異性材料可為氮化硼。在其他實施方式中,各向異性材料片70為另一導電各向異性材料片。在一些實施方式中(例如,當各向異性材料片為合成石墨片,諸如熱解石墨或壓縮高純度剝離礦物石墨或石墨化聚合物膜時),各向異性材料片70為非金屬的。
電極組合50c進一步包括安置於片70之正面上的前生物相容性導電材料層60(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))。應注意,在圖6中所說明之實施方式中,僅存在單個導電材料層60,且彼單個層為生物相容的。但在本文中所描述之替代實施方式中,可存在多於一個層。視需要,在此類實施方式中,僅前層為生物相容的。前導電材料層60(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))經設置以確保裝置與身體之間的良好電接觸。在一較佳實施方式中,前導電材料層60應覆蓋各向異性材料片70之整個正面。前導電材料層60的大小可與各向異性材料片70相同或大於各向異性材料片70(亦即,覆蓋相同面積或更大面積)。在一些實施方式中,前導電材料層60(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))包含水凝膠。在此等實施方式中,水凝膠可具有50與2000 μm之間的厚度。在其他實施方式中,且如圖12中所展示,前導電材料層60(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。在此等實施方式中,生物相容性導電黏著劑之厚度可在10與2,000 μm之間,諸如,20至1000 μm,或甚至30至400 μm。
電極組合50c進一步包括定位在片70後方之第一電極元件E1。第一電極元件E1包括金屬塊500,其具有經安置以與片70之背面電接觸的正面。在圖6實施方式中,金屬塊500之正面為第一電極元件E1之第一正面。因此,藉由省略介電材料層,圖6實施方式不同於圖3A或圖5實施方式。此圖6實施方式中之第一電極元件E1與片70之間的位置關係可如上文結合圖3A所描述。
電極組合50c進一步包括第一導電材料層80,其定位於第一電極元件E1之第一正面(亦即,金屬塊500之正面)與片70之背面之間。第一導電材料層80促進第一電極元件E1之第一正面與片70之背面之間的電接觸。在所說明之實施方式中,導電材料層80為水凝膠層。但在替代實施方式中,可使用不同導電材料(例如,導電脂、導電黏著劑、導電帶等)。舉例而言,在圖12中,導電材料層80可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
電極元件E1之金屬塊500以有線方式(例如,使用導線、撓性電路上之跡線等)連接至引線90,其將來自AC電壓產生器(圖中未示)之AC電壓供應至電極元件以在電極組合50c黏附至個體之身體時產生TT電場以進行治療。
電極組合50c可視需要包括一或多個額外電極元件(圖中未示),該等額外電極元件具有與電極元件E1相同之結構且經定位以具有相同功能性。在此情況下,所有電極元件之金屬塊500可以有線方式(例如,使用導線、撓性電路上之跡線等)一起連接至引線90。
在僅包括單個電極元件E1之一些實施方式中,片70之面積比電極元件E1之面積大(例如大至少2倍、大至少4倍或大至少10倍)。在包括複數個電極元件(圖中未示)之一些實施方式中,片70之面積比所有電極元件之總面積大(例如大至少2倍、4倍或10倍)。當將AC電壓施加至電極元件時,熱量在整個片70上擴散開,此最小化或消除熱點。
類似於圖3A實施方式,圖6實施方式中之各向異性材料片70擴散熱量及電流,如上文結合圖3A實施方式所描述,其消除或至少最小化熱點。此意謂對於給定施加AC電壓,圖6實施方式中之電極組合下方的最熱點的溫度將低於圖1先前技術實例中電極組合下方的最熱點。因此,電流可增加(相對於先前技術電流)而不超出圖6實施方式中電極組合下方之任何點處的安全溫度臨限值。且此電流增加將有利地提昇TT電場治療之功效。
圖7為包括單個電極元件E1之電極組合50d之第四實施方式的橫剖面表示。圖7實施方式類似於圖6實施方式,不同之處在於第一電極元件E1之第一正面(亦即,金屬塊600之正面)定位成與片70之背面直接接觸(而非經由中間導電材料層電連接)。
類似於圖6實施方式,圖7實施方式中之各向異性材料片70擴散熱量及電流,如上文結合圖3A實施方式所描述,其消除或至少最小化熱點。此意謂對於給定施加AC電壓,圖7實施方式中之電極組合下方的最熱點將低於圖1先前技術實例中電極組合下方的最熱點。因此,電流可增加(相對於先前技術電流)而不超出圖7實施方式中電極組合下方之任何點處的安全溫度臨限值。且此電流增加將有利地提昇TT電場治療之功效。
圖8為包括單個電極元件E1之電極組合50e之第五實施方式的橫剖面表示。圖8實施方式類似於圖7,但其添加與金屬塊600串聯連接且在金屬塊600後方之電容器700。對於圖6實施方式,亦可設想類似地添加與金屬塊500串聯連接且在金屬塊500後方之電容器700。
圖9展示一對圖3A電極組合50a可如何用於將交流電場施加至個體之身體中之目標區。個體可為人類或另一哺乳動物,包括但不限於大鼠及小鼠。(應注意,可替代本文中展示之圖3A電極組合50a使用上文結合圖5至圖8所描述之電極組合中的任一者)。
方法包括將第一電極組合50a定位於個體之身體上或中之第一位置處。(在圖9中所描繪之實例中,第一電極組合50a在個體頭部右側之個體之皮膚上定位成面向目標區,例如腫瘤)。可如本文中先前所描述地建構第一電極組合50a。在圖9實施方式中,第一電極組合50a包括具有第一正面及第一背面之第一各向異性材料片70。第一片70具有在垂直於第一正面之方向上的第一熱導率。第一片70在平行於片70之第一正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍。第一片70具有在垂直於該正面之方向上的第一電阻,且第一片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半。在使用期間,第一電極組合50a經定位以使得第一片70之第一正面面向目標區。
方法亦包括將第二電極組合50a定位於個體之身體上或中之第二位置處。(在圖9中所描繪之實例中,第二電極組合50a在個體頭部左側之個體之皮膚上定位成面向目標區)。可如本文中先前所描述地建構第二電極組合50a。在圖9實施方式中,第二電極組合50a包括具有第二正面及第二背面之各向異性材料70之第二片70。第二片70具有在垂直於第二正面之方向上的第二熱導率。第二片70在平行於片70之第二正面之方向上的熱導率比該第二熱導率高超過兩倍。第二片70具有在垂直於該正面之方向上的第二電阻,且第二片在平行於該正面之方向上的電阻小於第二電阻的一半。在使用期間,第二電極組合50a經定位以使得第二片70之第二正面面向目標區。
方法進一步包括在第一電極組合50a與第二電極組合50a之間施加交流電壓。在定位第一電極組合50a及第二電極組合50a之後執行該施加。施加可藉由在以下兩者之間施加交流電壓來實施:(i)經安置以與第一片70之第一背面電接觸之第一電極元件及(ii)經安置以與第二片70之第二背面電接觸之第二電極元件。
在一些實施方式中,第一電極組合50a進一步包括安置於第一片70之第一正面上的第一生物相容性導電材料層60。對應地,第二電極組合進一步包括安置於第二片70之第二正面上的第二生物相容性導電材料層60。如上文所描述,生物相容性導電材料60可為水凝膠或可為導電脂、包括上文所論述之非水凝膠導電黏著劑的導電黏著劑、導電帶、導電複合物等。
在一些實施方式中,第一電極組合50a進一步包括第一背導電材料層80(如上文所描述),其定位於第一電極組合50a之第一電極元件的第一正面(面向皮膚的表面)與第一片70之第一背面(向外表面)之間。對應地,第二電極組合進一步包括第二背導電材料層80(如上文所描述),其定位於第二電極組合之第二電極元件的第二正面與第二片70之第二背面之間。
在一些實施方式中,第一及第二各向異性材料片70中之各者為合成石墨片。在一些實施方式中,各向異性材料片70為熱解石墨片。在其他實施方式中,第一及第二各向異性材料片70中之各者為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜片。在其他實施方式中,各向異性材料可為熱解碳。在其他實施方式中,各向異性材料可為氮化硼。其他實施方式可利用具有各向異性性質之其他導電材料片。在一些實施方式中(例如,當各向異性材料片為合成石墨片,諸如熱解石墨或壓縮高純度剝離礦物石墨或石墨化聚合物膜時),各向異性材料片70為非金屬的。
第一電極組合與第二電極組合之間的交流電壓可由AC電壓產生器820施加。在一些實施方式中,交流電壓之頻率在50 kHz與1 MHz之間,或100 kHz與500 kHz之間。在所說明實例中,AC電壓產生器由控制器822控制。控制器822可使用溫度量測來控制待經由第一及第二電極組合50a遞送的電流之振幅,以便維持溫度低於安全臨限值(例如,41℃)。此可例如藉由量測第一電極元件之第一溫度、量測第二電極元件之第二溫度及基於第一溫度及第二溫度控制交流電壓的施加來實現,如下文所描述。
圖9描繪適用於此目的之硬體的一個實例。更特定言之,溫度感測器800(例如熱敏電阻器)定位成與電極組合50a中之各者內的各別電極元件(例如介電材料310/金屬層320)熱接觸。溫度感測器800(例如,分別在第一電極組合及第二電極組合中之第一及第二電極元件處)量測各別第一及第二溫度,且控制器822基於此等溫度控制AC電壓產生器820之輸出。
設想利用電極組合50a至50e中之任一者或其組合替代第一電極組合50a及第二電極組合50a中之任一者或兩者的類似實施方式及方法。
具有包含導電黏性複合物之皮膚接觸層之電極組合
如上文所論述,經考慮,導電材料層60、80、380中之一或多者(或本文中參考圖17至圖21所揭示之皮膚接觸結構61)可包含導電黏性複合物(下文進一步描述)而非水凝膠。包括此類導電黏性複合物之例示性電極組合描繪於圖10A至圖14中,該等圖描繪具有替代水凝膠用作皮膚接觸層之導電黏性複合物的圖3A至圖3B及圖5至圖8之實施方式,且描繪於圖15中,其包括包含導電黏性複合物之皮膚接觸層,但不包括各向異性材料層。在其他態樣中,且如圖16中所描繪,經考慮,包含導電黏性複合物之電極組合可用於施加TT電場。在其他態樣中,圖16實施方式可包括如上文針對圖9實施方式所描述之類似電極組合特徵及組件。
在例示性態樣中,且參考圖16,方法可包含將至少第一及第二電極組合150a定位於個體之身體上。在此等態樣中,第一及第二電極組合中之各者可包含具有面向皮膚的表面305之至少一個電極元件300。如本文中所使用,術語「面向皮膚的」係指在如本文中所揭示使用(例如,用以向TT電場施加黏著至個體之皮膚之電極組合)時將朝著患者之皮膚的方向或位向。視需要,各電極元件300可包含介電組成(例如,陶瓷),圖16中未示出。然而,在一些態樣中,可省略此類介電組成(例如,陶瓷)。一般而言,應理解,第一及第二電極組合150a可藉由本文中所描述之電極組合中之任一者體現,包括參考圖3A、圖3B、圖5至圖8、圖10A至圖15及圖17至圖21之實施方式。
第一及第二電極組合中之各者可進一步包含皮膚接觸層160,其包含導電黏性複合物。如本文中所使用,術語「皮膚接觸層」係指經設置以在如本文中所揭示使用(例如,用以向TT電場施加黏著至個體之皮膚之電極組合)時接觸個體之皮膚的層。在例示性態樣中,導電黏性複合物可包含介電材料及分散於介電材料內之導電粒子。在一些實施方式中,導電粒子的至少一部分界定穿過導電黏性複合物的厚度的導電路徑。經考慮,導電粒子可回應於施加電場而對準,使得導電粒子經歷電泳。在一些態樣中,第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物的介電材料為聚合黏著劑。視需要,在此等態樣中,聚合黏著劑可為丙烯酸黏著劑。在一些態樣中,導電粒子可包含碳。視需要,在此等態樣中,導電粒子可包含石墨粉末。另外或替代地,導電粒子可包含碳薄片。另外或替代地,導電粒子可包含碳顆粒。另外或替代地,導電粒子可包含碳纖維。另外或替代地,導電粒子可包含碳奈米管或碳奈米線。另外或替代地,導電粒子可包含碳黑粉末。在其他態樣中,導電黏性複合物進一步包含極性材料(例如,極性鹽)。極性鹽可為四級銨鹽,諸如四烷基銨鹽。例示性導電黏性複合物以及用於製得此類導電黏性複合物之方法揭示於出於所有目的以引用的方式併入本文中的美國專利第8,673,184號及美國專利第9,947,432號中。在例示性態樣中,導電黏性複合物可為無水碳/鹽黏著劑,諸如上文所描述之由FLEXCON(美國馬塞諸塞州斯潘塞)製造及銷售之全向波(OMNI-WAVE)黏著劑組成物。
在其他態樣中,至少一個電極元件300可電耦接至皮膚接觸層160(視需要,與其電接觸),且方法可進一步包含在第一電極組合與第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場(例如,TT電場)。
如上文相對於圖9所論述,圖16描繪溫度感測器800(例如,熱敏電阻器),其定位成與電極組合150a中之各者內的各別電極元件(例如,介電材料310/金屬層320)熱接觸。溫度感測器800(例如,分別在第一電極組合及第二電極組合中之第一及第二電極元件處)量測各別第一及第二溫度,且控制器822基於此等溫度控制AC電壓產生器820之輸出。
視需要,如圖16中所展示,第一電極組合之至少一個電極元件300的面向皮膚的表面305可與第一電極組合之皮膚接觸層160 (或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))電接觸。類似地,經考慮,第二電極組合之至少一個電極元件的面向皮膚的表面可與第二電極組合之皮膚接觸層電接觸。
視需要,如圖9及圖10A至圖14中所展示,經考慮,圖16實施方式之第一電極組合可進一步包含具有面向皮膚的表面及相對的向外表面(圖中未示)的各向異性材料層70。在此等態樣中,第一電極組合之至少一個電極元件300可電耦接至各向異性材料層70之向外表面(視需要,與其電接觸),且第一電極組合之皮膚接觸層160(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))可安置於各向異性材料層之面向皮膚的側上,視需要安置於各向異性材料層之面向皮膚的表面上。類似地,經考慮,第二電極組合可同樣包含如相對於第一電極組合所揭示之各向異性材料層。如圖9及圖10A至圖12中所展示,在一些態樣中,經考慮,各電極組合可視需要包含定位於電極元件與各向異性材料70之間的導電層80。在此等態樣中,經考慮,導電層80之材料可視需要為如本文中所揭示之導電黏性複合物。替代地,經考慮,導電層80可為如本文中進一步揭示之另一導電材料。
在例示性態樣中,第一及第二電極組合中之各者之皮膚接觸層160(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))不包含水凝膠。
在其他例示性態樣中,第一及第二電極組合中之各者之皮膚接觸層160(或皮膚接觸結構61(圖17至圖21))不包含膠乳橡膠聚合物。
在其他例示性態樣中,第一及第二電極組合中之各者之皮膚接觸層不包含銀或氯化銀。
在另一態樣中,第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物的厚度之範圍介於約30 µm至約2000 µm,諸如30 µm至約70 µm。視需要,導電黏性複合物可具有範圍介於約45 µm至約55 µm之厚度。
在另一態樣中,第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物不包含水。
在例示性態樣中,導電黏性複合物之導電粒子包含複數個導電粒子群。在一些實施方式中,集合的複數個導電粒子群中之導電粒子經對準以界定穿過第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物的厚度的導電路徑。
在其他例示性態樣中,且如上文所揭示,一種設備可包含:至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面;以及皮膚接觸層,其包含導電黏性複合物。在此等態樣中,至少一個電極元件可電耦接至各向異性材料層之向外表面(視需要,與其電接觸),且皮膚接觸層可安置於各向異性材料層之面向皮膚的側上,視需要安置於各向異性材料層之面向皮膚的表面上。
視需要,在例示性態樣中,該皮膚接觸層可以可釋放方式連接至各向異性材料層。在此等態樣中,經考慮,該皮膚接觸層可由各向異性材料選擇性地剝離,且由新皮膚接觸層替換(例如,在接近或滿足使用之最大/臨限持續時間時)。
在例示性態樣中,各向異性材料片為合成石墨。
在例示性態樣中,各向異性材料片為熱解石墨片,或由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。
在例示性態樣中,各向異性材料片為非金屬的。
在例示性態樣中,各向異性材料片具有在垂直於片之平面之方向上的第一熱導率,且該片在平行於片之平面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或甚至高10倍。
在例示性態樣中,各向異性材料片具有在垂直於片之平面之方向上的第一電阻,且其中片在平行於片之平面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或甚至小於該第一電阻的10%。
視需要,在例示性態樣中,設備可進一步包含覆蓋皮膚接觸層之釋放襯墊。在此等態樣中,經考慮,在使用之前,設備可具備釋放襯墊以確保皮膚接觸層並不黏著至不合需要的表面或部位。緊接在使用之前,可移除釋放襯墊,且皮膚接觸層可定位成與患者之皮膚接觸。
在例示性態樣中,藉由使用導電黏性複合物作為如本文中所揭示之皮膚接觸層,經考慮,可視需要,省略額外底墊及/或覆蓋層(諸如自黏著底墊55)。在此等態樣中,經考慮,導電黏性複合物可提供對皮膚之足夠黏著性,使得不必要提供額外層以維持電極組合在個體之身體上之所要位置,藉此改良易用性且降低總體製造及使用成本。
在其他態樣中,藉由避免在電極組合內使用水凝膠,經考慮,包含如本文中所揭示之導電黏性複合物之電極組合並不需要阻濕包裝,藉此使得更加負擔得起包裝之成本。另外,經考慮,所揭示電極組合之導電黏性複合物可避免水凝膠之信號變化問題,藉此在遞送TT電場期間提供一致的材料性質(例如,黏性)及可靠效能。此外,經考慮,所揭示導電黏性複合物可具有比水凝膠大得多的儲藏壽命,藉此降低必須替換電極組合(或電極組合之皮膚接觸層)的頻率。
經進一步考慮,包括各向異性材料片之實施方式可另外輔助避免或減少電極過熱及皮膚上之相關聯不適,此係藉由在側向(共平面)方向上耗散電流及熱量兩者而非以集中方式直接穿過層(在垂直於皮膚接觸層之平面的方向上)。
具有包含多個黏性層之皮膚接觸結構之電極組合
參考圖17至圖21,在一些態樣中,(圖3A之)前(面向皮膚的)導電材料層60可體現為皮膚接觸結構61。參考圖17,電極組合50a包括各向異性材料層70(本文中亦稱為各向異性材料片),其具有(前)面向皮膚的表面72(在圖17中面朝個體之皮膚)及相對向外(背)表面74。此片70具有在垂直於該正面之方向上的第一熱導率。片70在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍。在一些較佳實施方式中,片70在平行於該正面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過十倍。圖17實施方式中之片70在另一態樣中亦為各向異性的。更特定言之,片70具有在垂直於該正面之方向上的第一電阻,且該片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半。在一些實施方式中,片在平行於該正面之方向上的電阻小於該第一電阻的10%。各電極元件(例如,電極元件E1、E2)可與各向異性材料層70之向外表面74電接觸。
電極組合50a進一步包括安置於片70之正面上的皮膚接觸結構61。皮膚接觸結構61經設置以確保裝置與身體之間的良好電接觸。在一些實施方式中,皮膚接觸結構61可覆蓋各向異性材料片70之整個正面。皮膚接觸結構61可具有大小與各向異性材料片70相同或大於各向異性材料片70的區域佔據面積。在一些實施方式中,皮膚接觸結構61包含水凝膠。在此等實施方式中,水凝膠可具有50與2000 μm之間的厚度。在其他實施方式中,皮膚接觸結構61包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
電極組合50a進一步包括定位於片70後方之第一電極元件E1。第一電極元件E1具有經安置以與片70之背面電接觸的第一正面。在圖17實施方式中,第一電極元件E1包括具有正面及背面之第一介電(例如,陶瓷)材料層310以及安置於第一介電材料層310之背面上的第一金屬層320。第一介電材料層310之正面為第一電極元件E1之第一正面。第一介電材料層310可安置於各向異性材料層70之向外側78上。視需要,第一介電材料層310可具有至少10之介電常數。
電極組合50a可視需要包括一或多個額外電極元件。在所說明之實施方式中,電極組合50a包括定位於片70後方之第二電極元件E2。第二電極元件E2具有經安置以與片70之背面電接觸的第二正面。圖17中之兩個電極元件E1、E2具有相同結構。因此,第二電極元件E2包括具有正面及背面之第二介電(例如,陶瓷)材料層310以及安置於第二介電材料層310之背面上的第二金屬層320。第二介電材料層310之正面為第二電極元件E2之第二正面。各電極元件可具有面向皮膚的表面52。
電極組合50a進一步包括第一導電材料層80,其定位於第一電極元件E1之第一正面(亦即,第一介電材料層310之正面(面向皮膚的表面))與片70之背面之間。第一導電材料層80促進第一電極元件E1之第一正面與片70之背面之間的電接觸。在所說明之實施方式中,導電材料層80可為水凝膠層。在替代實施方式中,可使用不同導電材料(例如,導電脂、導電黏著劑、導電帶等)。舉例而言,在圖17中,導電材料層80可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
第一導電材料層80(例如,上部黏性層)亦定位於第二電極元件E2之第二正面(亦即,第二介電材料層310之正面)與片70之背面之間。第一導電材料層80促進第二電極元件E2之第二正面與片70之背面之間的電接觸。如針對E1所描述,且如圖3A中所展示,導電材料80可為水凝膠層,但在替代實施方式中,可使用不同導電材料(例如,導電脂、導電黏著劑、導電帶等)。舉例而言,在圖17中,導電材料層80可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。
如圖17中所說明,皮膚接觸結構61可具有外部黏性層62、內部黏性層64以及定位於外部黏性層62與內部黏性層64之間的基板66。儘管圖18至圖21中展示為單個組件,但經考慮,此等圖中所描繪的皮膚接觸結構61可包括如圖17中所展示之內部及外部黏性層以及基板。外部黏性層62可安置於各向異性材料層70之面向皮膚的側76上。內部黏性層64可經設置以接觸個體之皮膚。視需要,皮膚接觸結構61之外部黏性層62可安置於各向異性材料層之面向皮膚的表面72上。
參考圖17,在一些態樣中,皮膚接觸結構61之外部黏性層62及內部黏性層64並不包含水凝膠。舉例而言,皮膚接觸結構61之外部黏性層62及內部黏性層64可包含如本文中進一步揭示之導電黏性複合物。替代地,經考慮,外部黏性層62及/或內部黏性層64可包含水凝膠。
在一些視需要選用之態樣中,外部黏性層62及/或內部黏性層64可包含碳黑。舉例而言,在例示性態樣中,外部黏性層62及/或內部黏性層64可包含由ADHESIVE RESEARCH提供之黏著劑,諸如由黏著劑研究公司(美國賓夕法尼亞州格倫羅克)製造及銷售之ARcare® 8006導電性黏著劑組成物。在其他視需要選用之態樣中,外部黏性層62及/或內部黏性層64可包含碳纖維或奈米線。舉例而言,在例示性態樣中,外部黏性層62及/或內部黏性層64可包含無水碳/鹽黏著劑,諸如來自美國馬塞諸塞州斯潘塞FLEXcon之研製產品FLX068983-FLEXcon® OMNI-WAVE
TMTT 200黑色H-502 150聚合H-9 44PP-8或來自FLEXcon之其他此類全向波(OMNI-WAVE)產品。
在一些視需要選用之態樣中,外部黏性層62可具有至少40 µm(視需要,至少45 µm或至少50 µm)之厚度。舉例而言,外部黏性層62之厚度可介於以下範圍:約40 µm至約75 µm(例如,視需要,約40 µm至約70 µm,或約40 µm至約65 µm,或約45 µm至約75 µm,或約45 µm至約70 µm,或約45 µm至約65 µm,或約50 µm至約75 µm,或約50 µm至約70 µm,或約50 µm至約65 µm)。在其他視需要選用之態樣中,內部黏性層64可具有至少40 µm(視需要,至少45 µm或至少50 µm)之厚度。舉例而言,內部黏性層64之厚度可介於以下範圍:約40 µm至約75 µm(例如,視需要,約40 µm至約70 µm,或約40 µm至約65 µm,或約45 µm至約75 µm,或約45 µm至約70 µm,或約45 µm至約65 µm,或約50 µm至約75 µm,或約50 µm至約70 µm,或約50 µm至約65 µm)。已發現,在自個體或患者移除之後,過大厚度(例如,在某些實施方式中,大於75 µm或甚至大於65 µm)可留下殘餘物。進一步發現,不足厚度(例如,在某些實施方式中,小於25 µm)可導致該等層太容易斷裂。
在一些實施方式中,基板66可為導電的。在各種視需要選用之態樣中,皮膚接觸結構61之基板66可具有連續不間斷的結構。在此等態樣中,經考慮,基板可以類似於掃描電子顯微法(scanning electron microscopy;SEM)帶的方式導電以在外部黏性層62與內部黏性層64之間傳導電力。
在替代態樣中,皮膚接觸結構61之基板66可具有至少部分打開的結構,其經設置以准許黏著劑在皮膚接觸結構之內部黏性層64及外部黏性層62之間或之中流動。以此方式,黏著劑可經由基板66傳導電力。舉例而言,在一些態樣中,基板66可包含網狀物。視需要,網狀物可具有約6公克/平方公尺至約8公克/平方公尺之密度。在其他態樣中,基板66可包含薄紗(scrim)。
在各種視需要選用之態樣中,皮膚接觸結構61之基板66可包含紙或任何合適的聚合物(例如,聚酯、聚烯烴等)。
視需要,皮膚接觸結構61可為可重複使用的。
在皮膚接觸結構之內部及/或外部黏性層包含導電黏性複合物的實施方式中,皮膚接觸結構之內部及外部黏性層之導電黏性複合物可包含介電材料以及分散於介電材料內之導電粒子。視需要,導電粒子包含複數個導電粒子群。在一些視需要選用之態樣中,導電黏性複合物之介電材料可為聚合黏著劑,諸如丙烯酸聚合物。導電粒子可包括例如碳粒子,諸如石墨粉末、碳薄片、碳顆粒、碳纖維、碳奈米管、碳奈米線、或碳黑粉末。
作為皮膚接觸層,在陣列經移除或重新定位時,水凝膠及(在更小程度上)導電黏性複合物皆將黏著劑轉移至個體之皮膚。重要地,在本文中所描述之3層皮膚接觸結構中使用中心基板,且特定言之,使用薄紗或網狀物層作為中心基板,在移除或重新定位時使轉移至個體之皮膚的黏著劑減至最少或無黏著劑轉移個體之皮膚。
在一些態樣中,各向異性材料層70具有在垂直於層之平面之方向上的第一熱導率。各向異性材料層70在平行於層之平面之方向上的熱導率可比該第一熱導率高超過兩倍,或甚至10倍。
在一些態樣中,各向異性材料層70可具有在垂直於層之平面之方向上的第一電阻。層在平行於層之平面之方向上的電阻可小於該第一電阻的一半,或甚至小於該第一電阻的10%。
各向異性材料層70可為或可包含合成石墨層。在其他實施方式中,各向異性材料層70可為或可包含熱解石墨層、石墨化聚合物膜,或由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔。
參考圖9、圖16及圖17,方法可包含將至少第一及第二電極組合定位於個體之身體上。如本文中參考圖17至圖21所描述,第一及第二電極組合中之各者可包含:至少一個電極元件(例如,E1),其具有面向皮膚的表面52;各向異性材料層70,其具有面向皮膚的表面72及相對的向外表面74;以及皮膚接觸結構61。皮膚接觸結構61可包含:外部黏性層62(視需要,包含導電黏性複合物);內部黏性層64(視需要,包含導電黏性複合物);以及基板66,其定位於內部與外部黏性層之間(視需要,其可為網狀物或薄紗)。至少一個電極元件可與各向異性材料層之向外表面電接觸。皮膚接觸結構61之外部黏性層62可安置於各向異性材料層之面向皮膚的側76上,且視需要,可安置於各向異性材料層之面向皮膚的表面72上。皮膚接觸結構61之內部黏性層64可接觸個體之皮膚。可在第一電極組合與第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場。
亦參考圖18,與圖17對比,在一些視需要選用之態樣中,導電材料80可包括用於各單獨電極元件之導電材料380之個別區。因此,圖18實施方式包括定位於第一電極元件E1之第一正面與片70之背面之間的第一導電材料層380,且亦包括定位於第二電極元件E2之第二正面與片70之背面之間的第二導電材料層380。
參考圖19,視需要,可省略介電材料(例如,陶瓷或高介電常數聚合物)。參考圖20,視需要,可進一步省略金屬塊600與各向異性材料70之間的第一導電材料層80。
參考圖21,視需要,電容器700可與金屬塊600串聯連接且在金屬塊600後方。舉例而言,圖21實施方式類似於圖20實施方式,但其包括與金屬塊600串聯連接且在金屬塊600後方之電容器700。對於圖19實施方式,亦可設想類似地添加與金屬塊500串聯連接且在金屬塊500後方之電容器700。
一般而言,經考慮,本文中參考圖1至圖16所揭示之態樣亦適用於參考圖17至圖21所描述之實施方式。舉例而言,參考圖1至圖16展示及描述之各向異性材料70及導電材料(例如,導電黏性複合物)可如本文中參考圖17至圖21所揭示而體現。同樣,本文中參考圖17至圖21所揭示之態樣可適用於參考圖1至圖16所揭示之態樣。舉例而言,圖1至圖16中任一者之前導電材料層60可體現為具有內部及外部黏性層以及基板的皮膚接觸結構61,如參考圖17至圖21展示及描述。
經考慮,設備之所有實施方式,諸如本文中所描述之電極組合,可與本發明之所描述方法(諸如用以將交流電場施加至個體之身體中之目標區的方法)組合考慮。除非與描述明顯矛盾,否則針對一個實施方式所描述之元件的所有變化及組合在本文中揭示為用於本文中所描述之其他實施方式的元件之變化及組合(在對設備之描述中及用於包括於對方法之描述中的設備)。
例示性態樣
鑒於所描述產品、系統及方法及其變體,本文在下文描述本發明之某些更明確描述之態樣。然而,此等特別敍述之態樣不應解釋為對含有本文中所描述之不同或更一般教示內容的任何不同技術方案有任何限制效應,或以除其中所使用的語言之字面上固有含義以外的某一方式在某種程度上限制「特殊」態樣。
態樣1. 一種設備,其包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;
各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面;以及
皮膚接觸層,其包含導電黏性複合物,
其中至少一個電極元件與各向異性材料層之向外表面電接觸,且
其中皮膚接觸層安置於各向異性材料層之面向皮膚的側上。
態樣2. 如態樣1之設備,其中皮膚接觸層不包含水凝膠。
態樣3. 如態樣1或態樣2之設備,其中皮膚接觸層以可釋放方式連接至各向異性材料層。
態樣4. 如前述態樣中任一項之設備,其中皮膚接觸層不包含膠乳橡膠聚合物。
態樣5. 如前述態樣中任一項之設備,其中皮膚接觸層不包含銀或氯化銀。
態樣6. 如前述態樣中任一項之設備,其中導電黏性複合物具有範圍介於約30 µm至約2000 µm之厚度。
態樣7. 如前述態樣中任一項之設備,其進一步包含覆蓋皮膚接觸層之釋放襯墊。
態樣8. 如前述態樣中任一項之設備,其中導電黏性複合物不包含水。
態樣9. 如前述態樣中任一項之設備,其中導電黏性複合物包含:
介電材料;以及
導電粒子,其分散於介電材料內。
態樣10. 如態樣9之設備,其中導電粒子包含複數個導電粒子群。
態樣10A. 如態樣9或態樣10之設備,其中導電粒子的至少一部分界定穿過導電黏性複合物的厚度的導電路徑。
態樣11. 如態樣9或10中任一項之設備,其中介電材料為聚合黏著劑。
態樣11A. 如態樣11之設備,其中聚合黏著劑為丙烯酸黏著劑。
態樣12A. 如前述態樣中任一項之設備,其中至少一個電極元件包含具有面向皮膚的表面及向外表面的介電層,以及安置於介電層之向外表面上的金屬層。
態樣12B. 如態樣12A之設備,其中介電層為陶瓷。
態樣12C. 如態樣12A之設備,其中介電層為聚合物膜。
態樣12D. 如態樣9至12C中任一項之設備,其中導電粒子包含碳。
態樣13. 如態樣12D之設備,其中導電粒子包含石墨粉末。
態樣14. 如態樣12D或態樣13之設備,其中導電粒子包含碳薄片。
態樣15. 如態樣12D至14中任一項之設備,其中導電粒子包含碳顆粒。
態樣16. 如態樣12D至15中任一項之設備,其中導電粒子包含碳纖維。
態樣17. 如態樣12D至16中任一項之設備,其中導電粒子包含碳奈米管或碳奈米線。
態樣18. 如態樣12D至17中任一項之設備,其中導電粒子包含碳黑粉末。
態樣19. 如態樣9至18中任一項之設備,其中導電黏性複合物進一步包含極性材料。
態樣19A:如前述態樣中任一項之設備,其中各向異性材料層為合成石墨。
態樣20. 如前述態樣中任一項之設備,其中各向異性材料層為熱解石墨片。
態樣21. 如態樣1至19中任一項之設備,其中各向異性材料層為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。
態樣22. 如態樣1至19中任一項之設備,其中各向異性材料層為非金屬的。
態樣23. 如前述態樣中任一項之設備,其中各向異性材料層具有在垂直於層之平面之方向上的第一熱導率,且其中層在平行於層之平面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或高10倍以上。
態樣24. 如態樣1至22中任一項之設備,其中各向異性材料層具有在垂直於層之平面之方向上的第一電阻,且其中層在平行於層之平面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或小於該第一電阻的10%。
態樣24A. 如前述態樣中任一項之設備,其中皮膚接觸層安置於各向異性材料層之面向皮膚的表面上。
態樣24B. 如前述態樣中任一項之設備,進一步包含上部黏性層,其包含導電黏性複合物,其中上部黏性層安置於各向異性材料層之向外側上。
態樣25. 一種方法,其包含:
將至少第一及第二電極組合定位於個體之身體上,第一及第二電極組合中之各者包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;以及
皮膚接觸層,其包含導電黏性複合物,該導電黏性複合物包含:
介電材料;以及
導電粒子,其分散於介電材料內,
其中至少一個電極元件電耦接至皮膚接觸層;以及
在第一電極組合與第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場。
態樣26. 如態樣25之方法,其中第一電極組合之至少一個電極之面向皮膚的表面與第一電極組合之皮膚接觸層電接觸。
態樣27. 如態樣26之方法,其中第二電極組合之至少一個電極之面向皮膚的表面與第二電極組合之皮膚接觸層電接觸。
態樣27A. 如態樣25至27中任一項之方法,其中導電粒子的至少一部分界定穿過導電黏性複合物的厚度的導電路徑。
態樣28. 如態樣25至27A中任一項之方法,其中第一電極組合包含:
各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面,
其中第一電極組合之至少一個電極元件與第一電極組合之各向異性材料層的向外表面電接觸,且
其中第一電極組合之皮膚接觸層安置於第一電極組合之各向異性材料層的面向皮膚的側上。
態樣29. 如態樣28之方法,其中第二電極組合包含:
各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面,
其中第二電極組合之至少一個電極元件與第二電極組合之各向異性材料層的向外表面電接觸,且
其中第二電極組合之皮膚接觸層安置於第二電極組合之各向異性材料層的面向皮膚的側上。
態樣29A:如態樣29之方法,其中第二電極組合之皮膚接觸層安置於第二電極組合之各向異性材料層的面向皮膚的表面上,且其中第一電極組合之皮膚接觸層安置於第一電極組合之各向異性材料層的面向皮膚的表面上。
態樣30. 如態樣25至29A中任一項之方法,其中第一及第二電極組合中之各者之皮膚接觸層不包含水凝膠。
態樣31. 如態樣25至29A中任一項之方法,其中第一及第二電極組合中之各者之皮膚接觸層不包含膠乳橡膠聚合物。
態樣32. 如態樣25至31中任一項之方法,其中第一及第二電極組合中之各者之皮膚接觸層不包含銀或氯化銀。
態樣33. 如態樣25至32中任一項之方法,其中第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物具有範圍介於約30 µm至約2000 µm之厚度。
態樣34. 如態樣25至33中任一項之方法,其中第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物不包含水。
態樣35A. 如態樣25至34中任一項之方法,其中導電粒子包含複數個導電粒子群。
態樣35. 如態樣25至34中任一項之方法,其中導電粒子包含複數個導電粒子群,其中集合的複數個導電粒子群中之導電粒子經對準以界定穿過第一及第二電極組合中之各者之導電黏性複合物的厚度的導電路徑。
態樣36. 如態樣25至35中任一項之方法,其中第一及第二電極組合中之各者之介電材料為聚合黏著劑。
態樣37. 如態樣36之方法,其中聚合黏著劑為丙烯酸黏著劑。
態樣37A. 如態樣25至37中任一項之設備,其中第一電極組合之至少一個電極元件及第二電極組合之至少一個電極元件包含具有面向皮膚的表面及向外表面的介電層,以及安置於介電層之向外表面上的金屬層。
態樣37B. 如態樣37A之設備,其中介電層為陶瓷。
態樣37C. 如態樣37A之設備,其中介電層為聚合物膜。
態樣38. 如態樣25至37C中任一項之方法,其中導電粒子包含碳。
態樣39. 如態樣38之方法,其中導電粒子包含石墨粉末。
態樣40. 如態樣38或態樣39之方法,其中導電粒子包含碳薄片。
態樣41. 如態樣38至40中任一項之方法,其中導電粒子包含碳顆粒。
態樣41A. 如態樣38至41中任一項之方法,其中導電粒子包含碳纖維。
態樣42. 如態樣38至41A中任一項之方法,其中導電粒子包含碳奈米管或碳奈米線。
態樣43. 如態樣38至42中任一項之方法,其中導電粒子包含碳黑粉末。
態樣44. 如態樣25至43中任一項之方法,其中導電黏性複合物進一步包含極性材料。
態樣44A. 如請求項28至44中任一項之方法,其中第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層為合成石墨。
態樣45. 如態樣28至44中任一項之方法,其中第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層為熱解石墨片。
態樣46. 如態樣28至44中任一項之方法,其中第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層為由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔、或石墨化聚合物膜。
態樣47. 如態樣28至44中任一項之方法,其中第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層為非金屬的。
態樣48. 如態樣28至47中任一項之方法,其中第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層具有在垂直於層之平面之方向上的第一熱導率,且其中層在平行於層之平面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或高超過十倍。
態樣49. 如態樣28至46或48中任一項之設備,其中第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層具有在垂直於層之平面之方向上的第一電阻,且其中層在平行於層之平面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或小於該第一電阻的10%。
態樣49A. 如態樣28至49中任一項之設備,其中第一電極組合及/或第二電極組合之皮膚接觸層安置於第一電極組合及/或第二電極組合之各向異性材料層的面向皮膚的表面上。
態樣49B. 如態樣28至49A中任一項之設備,其進一步包含第一電極組合及/或第二電極組合中之上部黏性層,該上部黏性層包含導電黏性複合物,其中上部黏性層安置於第一電極組合及/或第二電極組合中之各向異性材料層的向外側上。
態樣50. 一種設備,其包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;
各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面;以及
皮膚接觸結構,其具有:
外部黏性層,其包含導電黏性複合物;
內部黏性層,其包含導電黏性複合物;以及
基板,其定位於內部黏性層與外部黏性層之間,
其中至少一個電極元件與各向異性材料層之向外表面電接觸,
其中皮膚接觸結構之外部黏性層安置於各向異性材料層之面向皮膚的側上,且
其中皮膚接觸結構之內部黏性層經設置以接觸個體之皮膚。
態樣51. 如態樣50之設備,其中皮膚接觸結構之內部及外部黏性層並不包含水凝膠。
態樣52. 如態樣50或51中任一項之設備,其中內部黏性層具有至少40 µm之厚度。
態樣53. 如態樣50至52中任一項之設備,其中外部黏性層具有至少40 µm之厚度。
態樣54. 如態樣50至53中任一項之設備,其中內部黏性層之厚度介於約40 µm至約75 µm範圍,且外部黏性層之厚度介於約40 µm至約75 µm範圍。
態樣55. 如態樣50至54中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之基板具有連續不間斷的結構。
態樣56. 如態樣55之設備,其中皮膚接觸結構之基板為導電的。
態樣57. 如態樣50至56中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之基板具有至少部分打開的結構,該至少部分打開的結構經設置以准許黏著劑在皮膚接觸結構之內部與外部黏性層之間流動。
態樣58. 如態樣57之設備,其中皮膚接觸結構之基板包含網狀物。
態樣59. 如態樣57之設備,其中皮膚接觸結構之基板包含薄紗。
態樣60. 如態樣50至59中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之內部及外部黏性層之導電黏性複合物包含:
介電材料;以及
導電粒子,其分散於介電材料內。
態樣60A:如態樣60之設備,其中導電粒子包含石墨粉末、碳薄片、碳顆粒、碳纖維、碳奈米管、碳奈米線、或碳黑粉末,或其組合。
態樣61. 如態樣60或態樣60A之設備,其中導電粒子包含複數個導電粒子群。
態樣61A. 如態樣60至61中任一項之設備,其中導電粒子的至少一部分界定穿過導電黏性複合物的厚度的導電路徑。
態樣62. 如態樣60至61A中任一項之設備,其中介電材料為聚合黏著劑。
態樣62. 如態樣61之設備,其中聚合黏著劑為丙烯酸黏著劑。
態樣62A. 如態樣50至62中任一項之設備,其中至少一個電極元件包含具有面向皮膚的表面及向外表面的介電層,以及安置於介電層之向外表面上的金屬層。
態樣62B. 如態樣62A之設備,其中介電層為陶瓷。
態樣62C. 如態樣62A之設備,其中介電層為聚合物膜。
態樣63. 如態樣50至62C中任一項之設備,其中各向異性材料層具有在垂直於層之平面之方向上的第一熱導率,且其中層在平行於層之平面之方向上的熱導率比該第一熱導率高超過兩倍,或高10倍以上。
態樣64. 如態樣50至63中任一項之設備,其中各向異性材料層具有在垂直於層之平面之方向上的第一電阻,且其中層在平行於層之平面之方向上的電阻小於該第一電阻的一半,或小於該第一電阻的10%。
態樣65:如態樣50至64中任一項之設備,其中各向異性材料層為或包含合成石墨。
態樣65A. 如態樣50至65中任一項之設備,其中各向異性材料層為或包含熱解石墨層、石墨化聚合物膜、或由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔。
態樣66. 如態樣50至65A中任一項之設備,其進一步包含上部黏性層,其包含導電黏性複合物,其中上部黏性層安置於各向異性材料層之向外側上。
態樣67. 如態樣50至66中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之外部黏性層安置於各向異性材料層之面向皮膚的表面上。
態樣68. 一種方法,其包含:
將至少第一及第二電極組合定位於個體之身體上,第一及第二電極組合中之各者包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面;
各向異性材料層,其具有面向皮膚的表面及相對的向外表面;以及
皮膚接觸結構,其具有:
外部黏性層,其包含導電黏性複合物;
內部黏性層,其包含導電黏性複合物;以及
基板,其定位於內部黏性層與外部黏性層之間,
其中至少一個電極元件與各向異性材料層之向外表面電接觸,
其中皮膚接觸結構之外部黏性層安置於各向異性材料層之面向皮膚的側上,且
其中皮膚接觸結構之內部黏性層接觸個體之皮膚;以及
在第一電極組合與第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場。
態樣B1. 一種設備,其包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面及面向皮膚的側;
皮膚接觸層,其包含導電黏性複合物,
其中至少一個電極元件電耦接至至少一個電極元件之面向皮膚的側上的皮膚接觸層。
態樣B2. 如態樣B1之設備,其中皮膚接觸層不包含水凝膠。
態樣B3. 如態樣B1至B2中任一項之設備,其中皮膚接觸層不包含膠乳橡膠聚合物。
態樣B4. 如態樣B1至B3之設備,其中導電黏性複合物具有範圍介於約30 µm至約2000 µm之厚度。
態樣B5. 如態樣B1至B4中任一項之設備,其進一步包含覆蓋皮膚接觸層之釋放襯墊。
態樣B6. 如態樣B1至B5中任一項之設備,其中導電黏性複合物包含:
介電材料;以及
導電粒子,其分散於介電材料內。
態樣B7. 如態樣B6之設備,其中導電粒子包含複數個導電粒子群。
態樣B8. 如態樣B6或態樣B7之設備,其中導電粒子的至少一部分界定穿過導電黏性複合物的厚度的導電路徑。
態樣B9. 如態樣B6至B8中任一項之設備,其中介電材料為聚合黏著劑。
態樣B10. 如態樣B9之設備,其中聚合黏著劑為丙烯酸黏著劑。
態樣B11. 如態樣B1至B10中任一項之設備,其中至少一個電極元件包含具有面向皮膚的表面及向外表面的介電層,以及安置於介電層之向外表面上的金屬層。
態樣B12. 如態樣B11之設備,其中介電層為陶瓷。
態樣B13. 如態樣B12之設備,其中介電層為聚合物膜。
態樣B14. 如態樣B9至B13中任一項之設備,其中導電粒子包含碳。
態樣B15. 如態樣B14之設備,其中導電粒子包含石墨粉末、碳薄片、碳顆粒、碳纖維、碳奈米管、碳奈米線、碳黑粉末,或其組合。
態樣B16. 如態樣B6至B15中任一項之設備,其中導電黏性複合物進一步包含極性材料。
態樣B17. 如態樣B1至B16中任一項之設備,其中設備不包含各向異性層。
態樣B18. 如態樣B1至B17中任一項之設備,其中皮膚接觸層安置於至少一個電極元件之面向皮膚的表面上。
態樣B19. 一種設備,其包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的表面及面向皮膚的側;
皮膚接觸結構,其具有:
外部黏性層,其包含導電黏性複合物;
內部黏性層,其包含導電黏性複合物;以及
基板,其定位於內部黏性層與外部黏性層之間,
其中皮膚接觸結構電耦接至至少一個電極元件之面向皮膚的側上的至少一個電極元件,
其中皮膚接觸結構之內部黏性層經設置以接觸個體之皮膚。
態樣B20. 如態樣B19之設備,其中皮膚接觸結構之內部及外部黏性層並不包含水凝膠。
態樣B21. 如態樣B19或B20中任一項之設備,其中內部黏性層具有至少40 µm之厚度。
態樣B22. 如態樣B19至B21中任一項之設備,其中外部黏性層具有至少40 µm之厚度。
態樣B23. 如態樣B19至B22中任一項之設備,其中內部黏性層之厚度介於約40 µm至約75 µm範圍,且外部黏性層之厚度介於約40 µm至約75 µm範圍。
態樣B24. 如態樣B19至B23中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之基板具有連續不間斷的結構。
態樣B25. 如態樣B24之設備,其中皮膚接觸結構之基板為導電的。
態樣B26. 如態樣B19至B25中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之基板具有至少部分打開的結構,該至少部分打開的結構經設置以准許黏著劑在皮膚接觸結構之內部與外部黏性層之間流動。
態樣B27. 如態樣B26之設備,其中皮膚接觸結構之基板包含網狀物。
態樣B28. 如態樣B26之設備,其中皮膚接觸結構之基板包含薄紗。
態樣B29. 如態樣B19至B28中任一項之設備,其中皮膚接觸結構之內部及外部黏性層之導電黏性複合物包含:
介電材料;以及
導電粒子,其分散於介電材料內。
態樣B30:如態樣B29之設備,其中導電粒子包含石墨粉末、碳薄片、碳顆粒、碳纖維、碳奈米管、碳奈米線、碳黑粉末,或其組合。
態樣B31. 如態樣B29或態樣B30之設備,其中導電粒子包含複數個導電粒子群。
態樣B32. 如態樣B29至B31中任一項之設備,其中介電材料為聚合黏著劑。
態樣B33. 如態樣B33之設備,其中聚合黏著劑為丙烯酸黏著劑。
態樣B33A. 如態樣B1至B33中任一項之設備,其中至少一個電極元件包含具有面向皮膚的表面向外表面的介電層,以及安置於介電層之向外表面上的金屬層。
態樣B34. 如態樣B33A之設備,其中介電層為陶瓷。
態樣B35. 如態樣B33A之設備,其中介電層為聚合物膜。
態樣B36. 如態樣B19至B35中任一項之設備,其中設備不包含各向異性材料層。
態樣B36A. 如態樣B1至B36中任一項之設備,其中皮膚接觸層之外部黏性層安置於至少一個電極元件之面向皮膚的表面上。
態樣B37. 一種方法,其包含:
將至少第一及第二電極組合定位於個體之身體上,第一及第二電極組合中之各者包含:
至少一個電極元件,其具有面向皮膚的側;
皮膚接觸結構,其具有:
外部黏性層,其包含導電黏性複合物;
內部黏性層,其包含導電黏性複合物;以及
基板,其定位於內部黏性層與外部黏性層之間,
其中皮膚接觸結構電耦接至至少一個電極元件之面向皮膚的側上的至少一個電極元件,
其中皮膚接觸結構之內部黏性層經設置以接觸個體之皮膚,
其中第一及第二電極組合中之各者並不包含各向異性材料層;以及
在第一電極組合與第二電極組合之間施加交流電壓,藉此產生電場。
雖然已參考某些實施方式揭示本發明,但在不脫離如隨附申請專利範圍中所定義的本發明之領域及範圍的情況下,對所描述實施方式的眾多修改、變更以及改變為可能的。因此,希望本發明不限於所描述實施方式,而是具有由以下申請專利範圍之語言及其等效物定義之完整範圍。
[圖1A]為一先前技術電極組合之示意性表示。
[圖1B]為沿著圖1A中之虛線截取之前述先前技術電極組合的電極元件的橫剖面圖。
[圖1C]為展示前述先前技術電極元件之熱產生性質的橫剖面圖。
[圖1D]為展示對圖1B電極元件之假想修改的熱產生性質的橫剖面圖。
[圖2]為用於將TT電場施加至個體之身體之包括電極元件之電極組合的平面示意性表示。
[圖3A]為沿著圖2中之虛線截取之包括電極元件E1、E2之第一實施方式的橫剖面表示。
[圖3B]為展示圖3A實施方式之熱產生性質之橫剖面圖。
[圖4A]為一先前技術電極組合之熱影像。
[圖4B]為對應於圖3A實施方式之電極組合的熱影像。
[圖4C]為比較前述先前技術電極組合與圖3A實施方式之熱性質的圖。
[圖5]為沿著圖2中之虛線截取之包括電極元件E1、E2之第二實施方式的橫剖面表示。
[圖6]為包括單個電極元件E1之第三實施方式的橫剖面表示。
[圖7]為包括單個電極元件E1之第四實施方式的橫剖面表示。
[圖8]為包括單個電極元件E1之第五實施方式的橫剖面表示。
[圖9]為用於將TT電場施加至個體之身體之併有兩個電極組合之系統的方塊圖。
[圖10A]至[圖10B]展示圖3A至圖3B之實施方式之經修改版本。如所展示,圖10A至圖10B包括包含導電黏性複合物而非水凝膠之皮膚接觸層。
[圖11]展示圖5之實施方式之經修改版本。如所展示,圖11包括包含導電黏性複合物而非水凝膠之皮膚接觸層。
[圖12]展示圖6之實施方式之經修改版本。如所展示,圖12包括包含導電黏性複合物而非水凝膠之皮膚接觸層。
[圖13]展示圖7之實施方式之經修改版本。如所展示,圖13包括包含導電黏性複合物而非水凝膠之皮膚接觸層。
[圖14]展示圖8之實施方式之經修改版本。如所展示,圖14包括包含導電黏性複合物而非水凝膠之皮膚接觸層。
[圖15]展示圖13之實施方式之經修改版本。如所展示,圖15不包括各向異性材料層。
[圖16]展示圖9之方塊圖之經修改版本。如所展示,圖16之方塊圖內之電極組合包括導電黏性複合物且並不需要各向異性材料層。
[圖17]展示圖10A之實施方式之經修改版本。如所展示,該實施方式具有替代前導電黏性複合物層之皮膚接觸結構。
[圖18]展示圖11之實施方式之經修改版本,其具有替代前導電黏性複合物層之皮膚接觸結構。
[圖19]展示圖12之實施方式之經修改版本,其具有替代前導電黏性複合物層之皮膚接觸結構。
[圖20]展示圖13之實施方式之經修改版本,其具有替代前導電黏性複合物層之皮膚接觸結構。
[圖21]展示圖14之實施方式之經修改版本,其具有替代前導電黏性複合物層之皮膚接觸結構。
下文參考隨附圖式詳細描述各種實施方式,其中相同參考標號表示相同元件,且其中對相似元件之描述可不針對每一實施方式進行重複,但若本文中先前已描述,則可被視作相同的。
50:電極組合
70:導電各向異性材料片
E1:電極元件/電極組合
E2:電極元件/電極組合
Claims (20)
- 一種設備,其包含: 至少一個電極元件,其具有一面向皮膚的表面; 一各向異性材料層,其具有一面向皮膚的表面及一相對的向外表面;以及 一皮膚接觸層,其包含一導電黏性複合物, 其中該至少一個電極元件與該各向異性材料層之向外表面電接觸,且 其中該皮膚接觸層安置於該各向異性材料層之一面向皮膚的側上。
- 如請求項1之設備,其中該導電黏性複合物包含: 一介電材料;以及 導電粒子,其分散於該介電材料內。
- 如請求項2之設備,其中該介電材料為一聚合黏著劑。
- 如請求項2之設備,其中該等導電粒子包含石墨粉末、碳薄片、碳顆粒、碳纖維、碳奈米管、碳奈米線、或碳黑粉末。
- 如請求項1之設備,其中該各向異性材料層為一合成石墨。
- 如請求項1之設備,其中該各向異性材料層為一熱解石墨片、石墨化聚合物膜、或由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔。
- 如請求項1之設備,其進一步包含一上部黏性層,其包含導電黏性複合物,其中該上部黏性層安置於該各向異性材料層之一向外側上。
- 如請求項1之設備,其中該皮膚接觸層安置於該各向異性材料層之面向皮膚的表面上。
- 一種設備,其包含: 至少一個電極元件,其具有一面向皮膚的表面; 一各向異性材料層,其具有一面向皮膚的表面及一相對的向外表面;以及 一皮膚接觸結構,其具有: 一外部黏性層,其包含導電黏性複合物; 一內部黏性層,其包含導電黏性複合物;以及 一基板,其定位於該內部黏性層與該外部黏性層之間, 其中該至少一個電極元件與該各向異性材料層之向外表面電接觸, 其中該皮膚接觸結構之外部黏性層安置於該各向異性材料層之一面向皮膚的側上,且 其中該皮膚接觸結構之內部黏性層經設置以接觸一個體之皮膚。
- 如請求項9之設備,其中該內部黏性層之厚度介於約40 µm至約75 µm範圍,且該外部黏性層之厚度介於約40 µm至約75 µm範圍。
- 如請求項9之設備,其中該皮膚接觸結構之基板具有一連續不間斷的結構,且其中該皮膚接觸結構之基板為導電的。
- 如請求項9之設備,其中該皮膚接觸結構之基板具有一至少部分打開的結構,該至少部分打開的結構經設置以准許黏著劑在該皮膚接觸結構之內部黏性層與外部黏性層之間流動。
- 如請求項9之設備,其中該皮膚接觸結構之基板包含一網狀物或一薄紗(scrim)。
- 如請求項9之設備,其中該皮膚接觸結構之內部黏性層及外部黏性層之導電黏性複合物包含: 一介電材料;以及 導電粒子,其分散於該介電材料內。
- 如請求項14之設備,其中該等導電粒子包含石墨粉末、碳薄片、碳顆粒、碳纖維、碳奈米管、碳奈米線、或碳黑粉末。
- 如請求項14之設備,其中該介電材料為一聚合黏著劑。
- 如請求項9之設備,其中該各向異性材料層為或包含一合成石墨。
- 如請求項9之設備,其中該各向異性材料層為或包含一熱解石墨層、石墨化聚合物膜、或由壓縮高純度剝離礦物石墨製成之石墨箔。
- 如請求項9之設備,其進一步包含一上部黏性層,其包含導電黏性複合物,其中該上部黏性層安置於該各向異性材料層之一向外側上。
- 如請求項9之設備,其中該皮膚接觸結構之外部黏性層安置於該各向異性材料層之面向皮膚的表面上。
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