用于骨再生的方法和系统技术方案

提供了一种用于骨再生的方法和系统，其包括用于加速骨愈合过程的电刺激系统。电刺激系统包括线圈和电容器，使得当线圈被供电时，产生脉冲电磁场以加速愈合。还存在包括嵌件(诸如肘嵌件)的可植入医疗装置。肘嵌件包括中继器线圈和装置电容器或由中继器线圈和装置电容器形成，使得当线圈被供电时，装置线圈被供电并将中继脉冲电磁场递送到周围的骨。感应耦合提供了由线圈和中继器线圈两者进行的治疗以加速骨愈合。嵌件可以被实施为使得其可以与多个不同的可植入医疗装置结合使用。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于骨再生的方法和系统
本专利技术涉及一种用于骨再生的方法，该方法需要使用电刺激系统以加速骨愈合过程。
技术介绍
与骨伤(例如断裂的骨)有关的问题是骨组织愈合需要很长时间。无论何处骨可能需要三到六周的时间来愈合。长的愈合过程可能导致患者过早地像正常情况那样移动，这只会使骨重新折断。此外，骨愈合的时间越长，患者患上与骨损伤相关的疾病的概率就越高。因此，需要用易于使用并产生增强愈合的系统来加速骨的愈合过程。要是提供一种安全且可靠地加速愈合过程的系统(例如当患者穿戴矫正器、绷带或铸件(casting)时)这将是期望的。
技术实现思路
提供了一种骨再生系统，其包括支撑件(例如矫形装置(如矫形支架或铸件))，用于改善伤口愈合同时还将能量传递到可植入装置的电子刺激。矫形装置以感应耦合脉冲电磁场(以下称为PEMF)治疗的形式提供电刺激(以下称为ES)治疗，并且可以包括电容耦合(以下称为CC)电场治疗以加速骨愈合过程。提供了一种骨再生的方法，该方法需要使用骨再生系统。骨再生系统包括支撑件，该支撑件可以实施为支撑受伤身体部位的矫形装置、绷带状支撑件或矫形铸件。支撑件容纳或在其上安装有电刺激系统(以下称为ESS)。ESS包括产生用于电刺激治疗(以下称为ES治疗)的PEMF的一个或更多个线圈、为ESS供电的板载电源和/或无线电能传输系统、生物传感器和电子电路，所述电子电路能够实现用于定制治疗的ESS的可编程操作和用于监测治疗效果和患者进展以及治疗应用中的用药依从性的传感器数据的传输。患者信息和治疗信息可以被加密、无线发送以及存储在本地数据系统和/或云上以供临床医生查看。容纳在支撑件上的或以其它方式安装在支撑件上的ESS可以使用远程无线电能传输系统供电。骨再生系统还可包括以下子系统：(a)可植入的非金属肘嵌件、膝盖垫片、脊柱嵌件或髋部嵌件或垫片或非金属衬套，其包含被调谐到由ESS产生的频率的导电的中继器线圈或多个线圈，以在体内在待治疗的骨的部位，局部地促进骨再生。植入的肘嵌件、膝盖垫片、脊柱嵌件或髋部嵌件可以被放置在多于一个的位置中，且可以位于更靠近需要骨生长的区域中。(b)有源绷带，其提供伤口愈合以促进身体上的切口或慢性伤口的愈合。有源绷带包含ESS的更紧凑版本，该ESS的更紧凑版本具有本文所述的所有电子控制电路、感测和通信装置。如本领域普通技术人员所熟知的，尽管安装在支撑件上的ESS和有源绷带ESS具有相似的部件，但它们具有不同的操作参数(例如电压分布)以分别促进骨愈合和伤口愈合。有源绷带可以具有板载电源或从支撑件上的ESS接收有线或无线电能。有源绷带ESS还可以为上述(a)中所述的植入的ESS提供无线电能和控制。(c)便携式装置，所述便携式装置可以向安装在支撑件、支架或绷带上的ESS提供无线电能。包含在支撑件中的ESS也可以为植入的ESS和/或有源绷带中的ESS提供电能并对它们进行控制。附图说明图1是具有EES并由患者穿戴的踝矫正器的正视图。图1A是踝矫正器的俯视图。图2是具有由患者穿戴的EES的肘矫正器的正视图。图3是示出了具有肘嵌件的可植入肘嵌件的分解图，该肘嵌件具有中继器线圈，该中继器线圈被接线到装置电容器并且由图2所示的EES感应供电并且被定位在肱骨和尺骨之间。图4是具有EES并由患者穿戴的腕矫正器的俯视图。图5是具有EES并由患者穿戴的膝盖矫正器的正视图。图6是示出了具有中继器线圈和装置电容器的可植入膝盖垫片的分解图，并且膝盖垫片线圈由图5所示的EES感应供电并定位在胫骨和腓骨之间。图7是具有EES并由患者穿戴的脊柱矫正器的正视图。图8是示出了具有中继器线圈的可植入脊柱嵌件的正视图，该中继器线圈是圆柱形的并且被接线到由图7所示的EES感应供电并定位在椎骨之间的装置电容器。图9是具有EES并由患者穿戴的髋部矫正器的正视图。图10是示出了具有中继器线圈的可植入髋部嵌件的正视图，该中继器线圈是接线到装置电容器的圆锥形的，并且由图9所示的EES感应供电。图11是描述用于骨再生系统中的骨再生系统电子元件的系统图。图12是描述示出无线能量传输的谐振电路的电路图。图13示意性地描述了用于与骨再生系统结合使用的便携式装置。图14是描述对植入的医疗装置进行远程供电的框图。图15是具有电刺激系统的有源绷带的分解图。图16是在有源绷带被放置在断裂的骨所在位置的皮肤上之前的断裂的骨的剖视图。具体实施方式首先，应当理解，在几个附图中，相同的附图标记始终用于表示相同的结构元件、部分或表面，例如，可以由整个书面说明书进一步描述或解释的元件、部分或表面，该详细描述是整个书面说明书的一部分。本文描述了骨再生系统10，并且其特征和实施例的描述通常包括如下内容：1.具有结构和功能描述的骨再生系统；2.图1-10的支撑件；3.感应耦合的电/磁刺激；4.无线能量源；5.多传感器选择(图11)；6.用户接口和云；7.图13的便携式装置；和，8.可植入调谐线圈。1.具有结构和功能描述的骨再生系统在图1-10中，示出了包括电刺激系统116(下文称为ESS116)的骨再生系统10的实施例，如图11所示，在另一个实施例中，还包括支撑ESS116的支撑件20。ESS116能够利用一个或更多个脉冲电磁场50(下文有时称为PEMF50)治疗骨107，如图4所示。支撑件20可以有多种实施方式，被实施为如图1和1A所示的踝矫正器22、如图2所示的肘矫正器24、如图4所示的腕矫正器25、如图5所示的膝盖矫正器28、如图7所示的脊柱矫正器30和如图9所示的髋部矫正器40。本文所描述的EES116可以与这些矫正器和现在已知或将来开发的其他矫正器装置结合使用。踝现在转到图1和图1A，存在呈支撑ESS116的踝矫正器22形式的支撑件20，ESS116包括在图11中通常由附图标记60表示的系统电子元件，并且将在这里进行更详细的描述。踝矫正器22具有延伸到脚跟部分33和脚部分34的顶部的踝部分32。踝矫正器22还具有带35，使得踝矫正器22能够适配在患者100的脚120上和踝39周围，并固定在适当位置。在一个实施例中，带35是弹性带36。踝矫正器22还具有调整带37，所述调整带37允许踝矫正器22相对于患者100的踝39进行调整。调节带37安装在踝部分32上，调节带37具有如图1A所示的环形部分41。钩片42安装在踝部分32上，使得当踝矫正器22处于所期望的位置时，可将环形部分41固定到钩片42上，以将踝矫正器22保持在适当位置。EES116包括线圈组件31，所述线圈组件31具有线圈38、电容器44和基座49，线圈38和电容器44被安装在基座49上。如本领域普通技术人员所公知的，线圈38和电容器44形成LC电路43。线圈38可以是大约五(5)毫米厚，但是在其他实施例中线圈38可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于治愈患者的骨的骨再生系统，所述骨再生系统包括：/n支撑件，用于支撑待治愈的骨；/n电刺激系统，所述电刺激系统具有壳体，所述壳体安装在所述支撑件上，所述电刺激系统包括微控制器、线圈组件和能量源，所述微控制器可编程且位于所述壳体中，所述线圈组件由所述微控制器控制，所述能量源设置在所述壳体中，所述线圈组件安装在所述支撑件上；/n其中，所述线圈组件由电源供电，所述线圈组件能够产生脉冲电磁场，使得在所述线圈组件被激活时，所述脉冲电磁场渗透所述骨并且加速所述骨的愈合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180321 US 15/927,2401.一种用于治愈患者的骨的骨再生系统，所述骨再生系统包括：
支撑件，用于支撑待治愈的骨；
电刺激系统，所述电刺激系统具有壳体，所述壳体安装在所述支撑件上，所述电刺激系统包括微控制器、线圈组件和能量源，所述微控制器可编程且位于所述壳体中，所述线圈组件由所述微控制器控制，所述能量源设置在所述壳体中，所述线圈组件安装在所述支撑件上；
其中，所述线圈组件由电源供电，所述线圈组件能够产生脉冲电磁场，使得在所述线圈组件被激活时，所述脉冲电磁场渗透所述骨并且加速所述骨的愈合。


2.根据权利要求1所述的骨再生系统，其中，所述电刺激系统还包括系统调节器、脉冲电磁场驱动电路、脉冲电磁场电压调节器、系统电压调节器和用户接口，所述系统调节器、所述脉冲电磁场驱动电路、所述脉冲电磁场电压调节器和所述系统电压调节器接线到微控制器，所述用户接口使得能够对所述微控制器进行编程，以产生期望的电输出信号来驱动所述线圈，以促进微骨愈合。


3.根据权利要求2所述的骨再生系统，其中，所述线圈组件包括基座，线圈和电容器安装在所述基座上，线圈接线到所述电容器，第一突起和第二突起从所述基座延伸，所述第一突起支撑第一公卡扣部件，所述第二突起支撑第二公卡扣部件，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件被接线到所述电容器，第一母卡扣部件和第二母卡扣部件被安装在所述壳体上，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件能够被卡扣适配到所述第一母卡扣部件和所述第二母卡扣部件，使得当卡扣适配在一起时，能够从所述能量源线圈递送电流，使得所述线圈产生所述脉冲电磁场。


4.根据权利要求3所述的骨再生系统，其中，所述支撑件选自踝矫正器、肘矫正器、腕矫正器、膝盖矫正器、脊柱矫正器和髋部矫正器。


5.根据权利要求3所述的骨再生系统，还包括可植入医疗装置，其中，所述可植入医疗装置能够被植入到患者体内，所述可植入医疗装置支撑接线到中继器线圈的装置电容器，使得当所述中继器线圈响应于由所述线圈产生的脉冲电磁场而被激活时，所述中继器线圈将脉冲电磁场直接发射到患者的骨内，使得所述骨被所述线圈发射的所述脉冲电磁场和从所述中继器线圈发射的所述脉冲电磁场刺激来愈合。


6.根据权利要求2所述的骨再生系统，还包括具有臂部件的肘矫正器，所述臂部件支撑线圈组件，所述线圈组件支撑被接线到电容器的第一线圈，第一突起和第二突起从所述基座延伸，所述第一突起支撑第一公卡扣部件，所述第二突起支撑第二公卡扣部件，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件被接线到所述电容器，第一母卡扣部件和第二母卡扣部件被安装在所述壳体上，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件能够被卡扣适配到所述第一母卡扣部件和所述第二母卡扣部件，使得当卡扣适配在一起时，能够从所述能量源线圈递送电流，使得产生所述脉冲电磁场，并且
所述骨再生系统还包括具有肘嵌件的人造肘，所述肘嵌件具有被接线到装置电容器的中继器线圈，使得当所述线圈组件的所述线圈被激活时，所述线圈组件的所述线圈产生脉冲电磁场，所述脉冲电磁场激活所述中继器线圈，使所述中继器线圈发射渗透到患者的肘的中继线圈脉冲电磁场，以加速骨愈合。


7.根据权利要求6所述的骨再生系统，其中，所述肘矫正器包括枢轴部件和前臂部件，所述枢轴部件枢转地连接到所述前臂部件和所述臂部件，第二线圈安装在所述枢轴部件上，第三线圈安装在所述前臂部件上，所述第三线圈被接线到所述第二线圈，所述第二线圈被接线到所述第一线圈，使得当所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈和所述中继器线圈被供电时，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈和所述中继器线圈产生脉冲电磁场以促进骨愈合。


8.根据权利要求2所述的骨再生系统，还包括膝盖矫正器，所述膝盖矫正器具有支撑线圈组件的大腿部件，所述线圈组件支撑接线到电容器的第一线圈，第一突起和第二突起从所述基座延伸，所述第一突起支撑第一公卡扣部件，所述第二突起支撑第二公卡扣部件，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件被接线到所述电容器，第一母卡扣部件和第二母卡扣部件安装在所述壳体上，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件能够被卡扣适配到所述第一母卡扣部件和所述第二母卡扣部件，使得当卡扣适配在一起时，能够从所述能量源线圈递送电流，使得产生所述脉冲电磁场，并且
所述的骨再生系统还包括具有接线到装置电容器的中继器线圈的膝盖垫片，使得当所述线圈组件的线圈被激活时，所述线圈产生激活所述中继器线圈的脉冲电磁场，使得所述中继器线圈发射渗透患者的膝盖的中继线圈脉冲电磁场，以加速骨愈合。


9.根据权利要求8所述的骨再生系统，其中，所述膝盖矫正器还包括膝盖矫正器枢轴连接器和小腿部件，所述枢轴部件连接到所述大腿部件和所述小腿部件，第二线圈安装在所述枢轴部件上，第三线圈安装在所述前臂部件上，所述第三线圈被接线到所述第二线圈，所述第二线圈被接线到所述第一线圈，使得当所述第一线圈、所述第二线圈、所述第三线圈和所述中继器线圈被供电时，所述第一线圈、第二线圈、第三线圈和中继器线圈产生脉冲电磁场以促进骨愈合。


10.根据权利要求2所述的骨再生系统，还包括脊柱矫正器，所述脊柱矫形器具有脊柱支撑部件，所述脊柱支撑部件支撑线圈组件，所述线圈组件具有接线到电容器的线圈，第一突起和第二突起从所述基座延伸，所述第一突起支撑第一公卡扣部件，所述第二突起支撑第二公卡扣部件，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件被接线到所述电容器，第一母卡扣部件和所述第二母卡扣部件安装在所述壳体上，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件能够卡扣适配到所述第一母卡扣部件和所述第二母卡扣部件，使得当卡扣适配在一起时，能够从所述能量源线圈递送电流，使得产生所述脉冲电磁场，并且
所述的骨再生系统还包括脊柱嵌件，所述脊柱嵌件具有接线到装置电容器的中继器线圈，使得当所述线圈组件的线圈被激活时，所述线圈产生激活所述中继器线圈的脉冲电磁场，使得所述中继器线圈发射渗透到患者的脊柱的中继线圈脉冲电磁场，以加速骨愈合。


11.根据权利要求10所述的骨再生系统，其中，所述脊柱嵌件还具有圆柱形主体，所述圆柱形主体限定脊柱嵌件开口，所述中继器线圈由所述圆柱形主体支撑。


12.根据权利要求2所述的骨再生系统，还包括髋部矫正器，所述髋部矫正器具有腰部部分，大腿部分从腰部部分延伸，髋部部分支撑线圈组件，所述线圈组件支撑接线到电容器的第一线圈，第一突起和第二突起从所述基座延伸，所述第一突起支撑第一公卡扣部件，所述第二突起支撑第二公卡扣部件，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件被接线到所述电容器，第一母卡扣部件和第二母卡扣部件安装在所述壳体上，所述第一公卡扣部件和所述第二公卡扣部件能够卡扣适配到所述第一母卡扣部件和所述第二母卡扣部件，使得当卡扣适配在一起时，能够从所述能量源线圈递送电流，使得产生所述脉冲电磁场，并且
所述的骨再生系统还包括髋部嵌件，所述髋部嵌件具有接线到装置电容器的中继器线圈，使得当所述线圈组件的线圈被激活时，所述线圈产生激活所述中继器线圈的脉冲电磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：布莱恩·彼得森，梅莉·里姆康斯坦丁，约翰·福尼尔，艾德·弗拉尼，格雷格·格尔曼，艾米·韩仁，
申请(专利权)人：加伍德医疗设备有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US