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韦斯卡vs维戈塞尔塔: 用于治療或支持人類關節或者人類身體的一部分的系統和方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201480013922.4

申請日:

20140314

公開號:

CN105263408A

公開日:

20160120

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A61B5/103,A61B5/117,A61B17/56,A61F5/01,A61H1/00,A61N1/36 主分類號: A61B5/103,A61B5/117,A61B17/56,A61F5/01,A61H1/00,A61N1/36
申請人: CY醫藥整形外科股份有限公司
發明人: S·科爾曼,C·多梅尼科,E·格什溫
地址: 美國亞利桑那
優先權: 61/784,927,14/021,387
專利代理機構: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 代理人: 劉鳳香
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201480013922.4

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種系統,所述系統包括一種商品,所述商品包括與患者的人類組織接觸并且被配置成獲得人類組織的功率耗散讀數的傳感器。所述商品還包括用于在其上有形地存儲供處理器執行的程序的存儲介質。所述系統還包括控制單元,其與所述商品通信從而形成電肌肉刺激(EMS)系統,所述電肌肉刺激系統通過閉環方式使用反饋來自身調諧輸出的電屬性。所述控制單元被配置成指示傳感器:(a)向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。

權利要求書

1.一種系統,包括:一種商品,包括:與患者的人類組織接觸并且被配置成獲得人類組織的功率耗散的傳感器;以及用于在其上有形地存儲供處理器執行的程序的存儲介質;以及控制單元,其與所述商品通信從而形成電肌肉刺激(EMS)系統,所述電肌肉刺激系統通過閉環方式使用反饋來自身調諧輸出的電屬性,所述控制單元被配置成指示傳感器:(a)向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。2.根據權利要求1所述的系統,其中,所述商品為患者提供支持,所述商品是從包括以下各項的一組商品當中選擇的:護具、套筒、吊腕帶、衣服、包裹以及束帶。3.根據權利要求1所述的系統,其中,所述控制單元能夠指示傳感器在患者移動時將脈沖施加到人類組織上。4.根據權利要求1所述的系統,其中,所述存儲介質還包括標識所述商品是何物的標識符。5.根據權利要求4所述的系統,其中,所述程序是基于所述標識符的。6.根據權利要求1所述的系統,其中,所述程序包括對應于商品的特定波形治療協議。7.根據權利要求1所述的系統,其中,如果對于功率耗散的測量超出預設邊界,則所述傳感器將不會施加相應的刺激脈沖。8.根據權利要求1所述的系統,其中,每一個感測脈沖通過超出人類組織的擊穿電壓而產生或保持經過人類組織的導電通道。9.根據權利要求1所述的系統,其還包括對于每個傳感器通道存在的專用的電壓控制的電力供應裝置,從而消除了時間劃分。10.根據權利要求1所述的系統,其中,光學耦合的FET被用來生成刺激脈沖,從而使得能夠在靈敏的醫學裝置附近使用所述系統。11.一種方法,包括:提供一種用于治療患者的人類關節或身體部位的系統,所述系統包括:一種商品,包括:與患者的人類組織接觸并且被配置成獲得人類組織的功率耗散的傳感器;以及用于在其上有形地存儲供處理器執行的程序的存儲介質;以及控制單元,其與所述商品通信從而形成電肌肉刺激(EMS)系統,所述電肌肉刺激系統通過閉環方式使用反饋來自身調諧輸出的電屬性,所述控制單元被配置成指示傳感器:(a)向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。12.根據權利要求11所述的方法,其中,提供商品還包括提供一種為患者提供支持的商品,所述商品是從包括以下各項的一組商品當中選擇的:護具、套筒、吊腕帶、衣服、包裹以及束帶。13.根據權利要求11所述的方法,其中,提供控制單元還包括提供能夠指示傳感器在患者移動時將脈沖施加到人類組織上的控制單元。14.根據權利要求11所述的方法,其中,提供存儲介質還包括提供包括標識所述商品是何物的標識符的存儲介質。15.根據權利要求14所述的方法,其中,所述程序是基于所述標識符的。16.根據權利要求11所述的方法,其中,提供用于在其上有形地存儲程序的存儲介質包括提供用于在其上有形地存儲包括對應于商品的特定波形治療協議的程序的存儲介質。17.根據權利要求11所述的方法,其中,如果對于功率耗散的測量超出預設邊界,則所述傳感器將不會施加相應的刺激脈沖。18.根據權利要求11所述的方法,其中,每一個感測脈沖通過超出人類組織的擊穿電壓而產生或保持經過人類組織的導電通道。19.一種用于控制用于對患者的人類關節或身體部位進行治療的護具的控制單元,包括:處理器;用于在其上有形地存儲控制程序并且用于在其上有形地存儲供處理器執行的程序邏輯的存儲介質,所述程序邏輯包括:由處理器執行的接收邏輯,用于從與患者的人類組織接觸的傳感器接收人類組織的功率耗散;由處理器執行的通信邏輯,用于與傳感器通信從而形成電肌肉刺激(EMS)系統,所述電肌肉刺激系統通過閉環方式使用反饋來自身調諧輸出的電屬性,所述通信邏輯被配置成指示傳感器:(a)向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。20.根據權利要求19所述的控制單元,其中,所述通信邏輯還包括由處理器執行以用于與護具進行通信的護具通信邏輯,所述護具為患者提供支持并且是從包括以下各項的一組商品當中選擇的:護具、套筒、吊腕帶、衣服、包裹以及束帶。21.根據權利要求19所述的控制單元,其中,所述接收邏輯還包括由處理器執行以用于從控制程序接收標識護具的標識符的標識符接收邏輯。22.一種有形地存儲能夠由計算機處理器執行的計算機程序指令的非瞬時性計算機可讀存儲介質,所述計算機程序指令定義:由計算機處理器執行的接收邏輯,用于從位于商品上并且與使用所述商品的患者的人類組織接觸的傳感器接收人類組織的功率耗散讀數;由計算機處理器執行的通信邏輯,用于與傳感器通信從而形成電肌肉刺激(EMS)系統,所述電肌肉刺激系統通過閉環方式使用反饋來自身調諧輸出的電屬性,所述通信邏輯被配置成指示傳感器:(a)經由人類組織向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。

說明書

相關申請的交叉引用

本專利申請要求2013年9月9日提交的標題為“SystemsandMethodsforTreatingHumanJoints(用于治療人類關節的系統和方法)”的美國專利申請No.14/021,387和2013年3月14日提交的標題為“SystemsandMethodsforTreatingHumanJoints(用于治療人類關節的系統和方法)”的臨時專利申請No.61/784,927的權益,通過引用的方式將所述專利申請的內容合并在此。

技術領域

本公開內容涉及用于治療或支持人類關節或者人類身體的一部分的系統和方法,更具體來說涉及用于通過支持和電肌肉刺激與閉環反饋系統的組合來治療或支持人類關節或者人類身體的某一部分的系統和方法。

背景技術

矯形護具(orthopedicbrace)作為防止由于關節的運動或指向超出關節的生物力學極限而導致關節受傷的預防性輔助是有用的。矯形護具在關節受傷或手術之后促進關節的適當康復方面也是有用的?;ぞ咦魑榷ɑ加泄亟諮椎墓亟詰姆椒ㄒ彩怯杏玫?,從而可以減輕疼痛。

在受傷、經歷手術或者當患有關節炎時(這些都是可能導致肌肉萎縮的狀況),患者通常求助于理療師來強化其(多塊)肌肉。在鍛煉和拉伸開始之前,患者可以在理療開始時接收電肌肉刺激(EMS)以放松其肌肉。EMS還被治療師使用來(按照健康護理提供者所開出的處方)強化已經萎縮的肌肉。但是針對肌肉強化的EMS遞送并不是最優的,因為這只有在患者與治療師在一起時才能夠實施。此外,當前的治療實現方式對于患者而言是痛苦的。

因此,仍然需要更適合于允許患者更加經常地對其自身進行治療的刺激,而不是只有在去理療時才能實現。

發明內容

在一個方面中,一種系統和方法包括一種商品(good),所述商品包括電極,所述電極包括傳感器,所述傳感器與患者的人類組織(例如皮膚)接觸并且被配置成獲得患者的人類組織(例如其中一塊或多塊肌肉、皮膚、組織、脂肪層等等)的功率耗散的度量。所述商品還包括用于在其上有形地存儲供處理器執行的程序的存儲介質。雖然所述商品在這里被描述成軟商品(例如柔性膝部護具),但是所述商品也可以替換地是硬商品(例如剛性敷料)。

所述系統和方法還包括控制單元,其與所述軟商品通信從而形成電肌肉刺激(EMS)系統,所述電肌肉刺激系統通過閉環方式使用反饋來自身調諧輸出的電屬性。所述控制單元被配置成指示傳感器:(a)向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。

在EMS循環期間產生的感測脈沖產生低電阻通路,從而允許其使用最低所需功率來產生有意義的結果。這意味著由設備產生的電肌肉刺激對于用戶而言沒有那么痛苦。

通過測量源功率(例如以瓦特計,通過同時測量電壓和電流來確定)與返回功率(例如以瓦特計,通過同時測量電壓和電流來確定)之間的差異來計算功率耗散。

在一個實施例中,提供一種包括剛性框架的膝部護具,其具有通過鉸鏈連接的上方部分和下方部分??梢越喔齙緙渴鷦諢ぞ叩納戲膠?或下方部分上。在另一個實施例中,提供一種包括柔性套筒的膝部護具,其被配置成穿戴在患者的膝部上。所述柔性套筒例如可以包括織物、橡膠或其他材料的薄片,其被適配成纏繞膝部并且通過緊固裝置作為套筒固定在其上,所述緊固裝置比如是拉鏈、按鈕、卡扣、Velcro(例如鉤環緊固器)等等??梢越喔齙緙渴鷦諶嶁蘊淄采?。在一些實施例中,所述電極可以被部署在硬商品(例如剛性框架)和軟商品(例如柔性套筒)全部二者上。在所有實施例中,電極可以永久性地貼附商品或者可以可移除地貼附到商品,從而可以很容易將其移除并且重新定位在商品上。在一個實施例中,所述電極將包括背襯(backing),所述背襯包括鉤環緊固器的一個組件,其中所述商品可以包括鉤環緊固器的另一個組件,從而可以將電極可逆地貼附到商品上。

在一個實施例中,軟商品為患者提供支持。軟商品例如可以是護具、套筒、吊腕帶、衣服、包裹、敷料和/或束帶??刂頻ピ梢災甘敬釁髟諢頰咭貧苯昂笠恢碌穆齔迨┘擁餃死嘧櫓?,這由于從傳感器到控制單元的關于用戶的人類組織的功率耗散的反饋而成為可能。在一個實施例中,存儲介質包括標識軟商品是何物的數字標識符。該標識符例如可以是標識軟商品的類型的數值代碼。被選擇執行的程序可以是基于所述標識符。所述程序可以包括對應于每一種類型的軟商品的特定波形治療協議。在一個實施例中,控制單元執行包含在軟商品上的存儲裝置中的程序。

軟商品可以是短護具,其包括作為所述短護具的一部分的套筒。軟商品可以替換地是長護具,其包括通過鉸鏈連接到所述長護具的可移除套筒。

在一個實施例中,所述傳感器包括潤濕劑或凝膠。所述傳感器可以向控制單元傳達患者皮膚的干燥度(dryness)。

在一個實施例中,如果對于功率耗散的測量超出預設邊界,則傳感器將不會施加相應的刺激脈沖。通過超出人類組織的擊穿電壓,每一個感測脈沖產生或保持經過人類組織的導電通道。

所述系統還可以包括對于每個刺激通道存在的專用的電壓控制的電力供應裝置,從而消除對于刺激信號的生成的功率輸出的時間劃分。在相同的時域內可能有兩個或更多具有不同電壓的同時刺激脈沖。

所述系統還可以包括光學耦合的FET以便在最小EM/RF生成下生成刺激脈沖,從而使得能夠在敏感的醫學裝置附近使用所述系統。在一個實施例中,所述單元可以被直接部署在手術環境中。所述設備的一個實施例可以包含多個EM/RF屏蔽,以便防止與其他電子設備的輻射耦合。

在一個方面中,一種用于控制對患者的人類關節或身體部位進行治療的護具的控制單元包括處理器和存儲介質,所述存儲介質用于在其上有形地存儲電刺激控制程序,并且用于在其上有形地存儲供處理器執行的程序邏輯。所述程序邏輯包括由處理器執行的接收邏輯,以便從與患者皮膚接觸的傳感器接收人類組織的功率耗散讀數,以及由處理器執行的通信邏輯,以便與傳感器通信從而形成使用反饋進行自身調諧的電肌肉刺激(EMS)系統,所述通信邏輯被配置成指示傳感器:(a)向人類組織施加感測脈沖;(b)測量感測脈沖的功率耗散;(c)基于所測量的功率耗散調節刺激脈沖;(d)基于功率耗散并且基于所述程序向人類組織施加刺激脈沖,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出;以及(e)重復步驟(a)-(d)。

在一個實施例中,所述通信邏輯包括由處理器執行來與護具進行通信的護具通信邏輯,其中所述護具為患者提供支持,并且是護具、套筒、吊腕帶、衣服、包裹和/或束帶。所述接收邏輯可以包括標識符接收邏輯,其由處理器執行來從控制程序接收標識護具的標識符。

通過參照后面的詳細描述和附圖,本領域技術人員將認識到前述和其他方面和實施例。

附圖說明

在所附權利要求書中具體闡述了本公開內容的新穎特征。通過參照后面闡述了其中利用了本公開內容的原理的說明性實施例的詳細描述以及附圖,將會更好地理解本公開內容的特征和優點:

圖1A是根據本公開內容的一個實施例的安放到患者膝部上的膝部護具的不完整透視圖;

圖1B是膝關節的透視圖;

圖2是根據本公開內容的一個實施例的安放到患者膝部上的膝部護具的更加詳細的不完整透視圖;

圖3是根據本公開內容的一個實施例的與計算設備通信的圖1的膝部護具的方框圖;

圖4是根據本公開內容的一個實施例實施的步驟的一個實例的流程圖;

圖5是根據本公開內容的一個實施例的膝部護具的透視圖;

圖6是根據本公開內容的一個實施例的膝部護具的控制電子裝置的透視圖;

圖7是根據本公開內容的一個實施例的膝部護具的傳感器的透視圖;

圖8是根據本公開內容的一個實施例的連接到控制單元的軟商品的透視圖;

圖9是根據本公開內容的一個實施例的連接到控制單元的軟商品的透視圖;

圖10A是示出了根據本公開內容的一個實施例的由電極/傳感器傳送到人類組織中的信號的信號圖;

圖10B是示出了根據本公開內容的一個實施例的由控制電子裝置實施的步驟的流程圖;

圖11是示出了根據本公開內容的一個實施例的由電極/傳感器傳送和接收的刺激脈沖與接收脈沖之間的傳播延遲的信號圖;

圖12是示出了根據本公開內容的一個實施例的由電力供應裝置產生的電力供應信號的信號圖;

圖13是根據本公開內容的一個實施例的可以測量通道中的電極的動態屬性的電路的方框圖;

圖14是根據本公開內容的一個實施例的用以測量源電壓和源電流的模擬感測電路;

圖15是根據本公開內容的一個實施例的用以生成刺激脈沖的電路的電路圖;以及

圖16是根據本公開內容的一個實施例的輸入波形、所期望的輸出波形以及目標電壓的波形圖。

具體實施方式

現在將參照本申請的附圖更加詳細地討論各個實施例。在附圖中,相同的和/或相應的單元由相同的附圖標記表示。

這里公開了各個實施例;但是應當理解的是,所公開的實施例僅僅是為了說明可以通過多種形式具體實現的本公開內容。此外,結合各個實施例給出的每一個實例意圖是說明性而非限制性的。此外,附圖不一定是按比例繪制的,某些特征可能被夸大以示出特定組件的細節(并且在附圖中示出的任何尺寸、材料和類似細節都意圖是說明性而非限制性的)。因此,這里所公開的具體結構和功能細節不應當被解釋成作出限制,而僅僅是作為教導本領域技術人員通過各種方式采用所公開的實施例的代表性基礎。

下面將參照構成本發明的一部分的附圖更加完全地描述本發明的主題內容,其中附圖作為說明示出了具體的示例性實施例。但是本發明的主題內容可以通過多種不同形式來具體實現,因此所涵蓋的或者要求?;さ鬧魈餑諶縈Φ北喚饈統剎皇芟抻謖飫鎪齙娜魏問糾允凳├?;提供示例性實施例僅僅是出于說明的目的。舉例來說,本發明的主題內容特別可以被具體實現為方法、設備、組件或系統。相應地,實施例例如可以采取硬件(例如電子硬件和/或物理機械硬件)、軟件、固件或者其任意組合(而不是軟件本身)的形式。因此,后面的詳細描述不應當被解釋成作出限制。

后面將參照方法和設備的方框圖和操作圖示來描述本公開內容。應當理解的是,方框圖或操作圖示的每一個方框以及方框圖或操作圖示中的方框組合可以通過模擬或數字硬件以及計算機程序指令來實施。這些計算機程序指令可以被提供給通用計算機、專用計算機、ASIC、FPGA或其他可編程數據處理裝置的處理器,從而使得通過所述計算機或其他可編程數據處理裝置執行的指令實施在方框圖或者一個或多個操作方框中規定的功能/動作。

在一些替換的實現方式中,在方框中提到的功能/動作可以按照不同于在操作圖示中提到的順序發生。舉例來說,相繼示出的兩個方框實際上可以被基本上同時執行,或者各個方框有時可以按照相反的順序被執行,這取決于所涉及的功能/動作。此外,在本公開內容中作為流程圖給出并描述的方法的實施例是作為舉例而給出的,以便提供關于技術的更加全面的理解。所公開的方法不限于這里所給出的操作和邏輯流程。此外還設想到替換的實施例,其中各項操作的順序被改動,并且其中被描述成更大的操作的一部分的子操作被獨立地實施。

在說明書和權利要求書中,在明確表明的含義之外,術語可能還具有在情境中所暗示或暗含的具有細微差別的含義。同樣地,這里所使用的短語“在一個實施例中”不一定指代相同的實施例,并且這里所使用的短語“在另一個實施例中”不一定指代不同的實施例。所要求?;さ鬧魈餑諶菀饌及ㄕ宓幕蠆糠值氖糾允凳├淖楹?。

一般來說,從情境中的使用可以至少部分地理解術語。舉例來說,例如這里所使用的術語“和”、“或”或者“和/或”可以包括多種含義,其至少部分地取決于在其中使用此類術語的情境。通常來說,如果“或”被用來將一個列表相關聯,比如A、B或C,則意圖表明這里在包含性意義下使用的A、B和C,以及這里在排他性意義下使用的A、B或C。此外,至少部分地取決于情境,這里所使用的術語“一個或多個”可以被用來以單數意義描述任何特征、結構或特性,或者可以被用來以復數意義描述特征、結構或特性的組合。類似地,至少部分地取決于情境,例如“一個”、“一項”或“某一”之類的術語同樣可以被理解成傳達單數使用或傳達復數使用。此外,術語“基于”可以被理解成不一定意圖傳達排他性的因素集合,而是可以允許存在不一定被明確描述的附加因素,這同樣至少部分地取決于情境。

雖然后面被描述為與患者膝部相關聯的護具,但是這里所描述的護具可以被用來?;と魏穩死喙亟?,比如臀部、肩部、腳踝、肘部、手腕、脊柱和/或背部。此外,所述護具可以被用來在手術之后、針對關節炎、在受傷之后等等治療或者被開出處方/推薦治療關節。

正如后面更加詳細地描述的那樣,人類膝部通常包括大腿和小腿肌肉之間的活動關節(articulatedjoint),其在人站立、行走或跑動時支持人類身體的重量。膝關節主要由四條韌帶固定在一起:即前十字韌帶(ACL),后十字韌帶(PCL),內側側韌帶(MCL),以及外側側韌帶(LCL)。膝關節可能會由于導致軟骨損傷和韌帶勞損(strain)的傷病而被弱化或損傷,這可能是外傷、重復性體育活動或者過度激烈的鍛煉的結果,或者可能是例如隨著關節炎而發生的生理問題的結果。具體來說,特別在跑動和跳躍移動期間,人類膝部可能會受到多種損傷性應力(stress)和勞損。特別是運動員容易作為膝部受到撞擊或者膝部扭轉的結果而招致膝傷,這在許多有身體接觸的運動或高應力運動中經??贍芊⑸?,比如足球、籃球或滑雪。

在市場上或者通過健康護理提供者可以獲得多種膝部護具。這些膝部護具的范圍包括從嘗試完全固定膝部的護具到功能性護具,所述功能性護具可以簡單地是柔性彈力繃帶,其意圖提供一定靈活性并且同時消除支持膝部的韌帶的側向移動。這些產品當中的一些意圖作為用于長期佩戴的相對永久性的設備而被佩戴,另一些則意圖對于較短時間段被佩戴以便在費力的活動期間支持弱化的膝部。這些功能性護具的主要目的是允許膝部彎曲,同時防止可能惡化膝部韌帶的任何不自然的移動。一些護具意圖在膝關節上提供恒定的或可變的“減荷(unloading)”力以減輕疼痛,比如由于骨關節炎而導致的疼痛。雖然功能性護具意圖在人行走、跑動、跳躍、滑冰等等時允許膝關節的自然移動,其還意圖防止大腿和小腿向一側或另一側的突然移動,并且防止小腿圍繞垂直軸相對于大腿的扭轉或旋轉,以及/或者向關節提供緩解疼痛的力。

圖1A是被安放到人/患者的腿部110上的膝部護具105的不完整透視圖。在一個實施例中,護具105意圖控制大腿的移動,以便?;CL免于過度的旋轉或牽伸。在一個實施例中,護具105是閉環系統,其基于接收自護具105的反饋提供電肌肉刺激(EMS)。所述反饋可以是基于所施加的EMS以及膝部對于EMS的響應。所述反饋可以是各種類型的反饋的任意組合。

護具105包括近端120和遠端125。近端120通常與人的股骨物理接觸。遠端125通常與人的脛骨物理接觸?;ぞ?05被顯示成在膝部115處具有開口。雖然被顯示成具有開口,但是護具105也可以替換地在膝部115處是封閉的。

在一個實施例中,護具105的近端120和遠端125通過樞軸接合處或鉸鏈130連接。當人彎曲他或她的膝部115時,樞軸接合處130允許護具105在接合處130處屈曲。正如后面更加詳細地描述的那樣,在一個實施例中,樞軸接合處130包括數字位置編碼器135,其確定膝部115的絕對位置。位置編碼器135可以通過數字方式將膝部115的這一位置作為反饋提供到護具105,以使得護具105基于所傳送的位置來記錄位置(或者在另一個實施例中調節位置)。雖然護具105被顯示成具有一個樞軸接合處130,但是護具105還可以在護具105的另一側包括第二樞軸接合處,其把近端120的另一側連接到遠端125的另一側?;ぞ?05可以由多種材料制成,比如由金屬、泡沫、塑料、彈性材料、復合材料和束帶的組合制成。

護具105可以通過一個或多個連接器140、150被固定到人的身體。在一個實施例中,連接器140、150是連接到護具105或者連接到對應的連接器140、150本身的束帶。雖然示出了兩個連接器140、150,但是可以使用任意數目的連接器。連接器140、150可以是螺栓、螺絲、銷釘、維可牢(velcro)、線繩、夾鉗或者任何其他適當的連接器。

圖1B示出了膝關節160的透視圖。股骨165或大腿骨165連接到髕骨167或膝蓋骨。關節軟骨170填塞骨骼,從而緩沖關節。內側側韌帶(MCL)172在膝關節內側向下延伸,并且將股骨165連接到脛骨175(shinbone)。MCL限制膝部的側向運動。后十字韌帶(PCL)177也連接股骨165和脛骨175。PCL177限制脛骨175的后向運動。外側側韌帶(LCL)180在膝部的外側延伸。LCL限制側向運動。前十字韌帶(ACL)182在膝部的中心將股骨165連接到脛骨175。ACL182限制脛骨175的旋轉和前向運動。半月板185是吸收關節160中的沖擊的軟骨。

此外還參照圖2,護具105包括附著到護具105或者嵌入在其中的控制電子裝置210。雖然被顯示成位于護具105的近端120中,但是控制電子裝置210可以被嵌入在護具105的任何位置處,比如嵌入在護具105的遠端125內,嵌入在樞軸接合處130內,以及/或者嵌入在其中一個或多個連接器140、150內。此外,控制電子裝置210可以通過一條或多條線纜或連線附著到護具105。在一個實施例中,控制電子裝置210的其中一個或多個組件可以從護具105移除。

在一個實施例中,控制電子裝置210允許與護具105接觸的一塊或多塊肌肉的EMS。具體來說,護具105包括位于整個護具105內的特定位置處的一個或多個傳感器/襯墊/電極(例如傳感器215、220、225、230)。雖然圖2中示出的護具105包括位于護具105的近端120中的兩個傳感器215、220以及位于護具105的遠端125中的兩個傳感器225、230,但是傳感器215、220、225、230可以在任何位置處具有任何配置。此外,雖然護具105被顯示成具有四個傳感器215、220、225、230,但是可以使用任意數目的傳感器(例如六個傳感器)。此外,傳感器215、220、225、230可以是任何形狀和任何尺寸,比如圓形或橢圓形。此外,傳感器215、220、225、230可以是可移動的(例如位于護具中但是可以由醫生或患者移動)。舉例來說,傳感器215、220、225、230可以在近似3英寸的圓圈/直徑內移動。在一個實施例中,傳感器215、220、225、230是可移動的,但是利用強Velcro材料固定。在一個實施例中,所述傳感器是電極或電接觸件,其可以傳送電壓、電流和/或功率以及/或者對其作出響應。在一個實施例中,所述傳感器是無源的——其不包括放大器或任何處理裝置。

在一個實施例中,圍繞膝部的傳感器將被如下定位:1)股內斜肌的運動點,2)股外側肌的運動點,以及3)遠端中心肌腱(distalcentralhamstring)的運動點。在一個實施例中,沒有放置在小腿肌肉上的傳感器或電極。

在一個實施例中,傳感器215、220、225、230位于護具105的內壁上,從而使得傳感器215、220、225、230與人的皮膚發生接觸。每一個傳感器215、220、225、230可以取得人的人類組織上的功率耗散讀數,以便確定控制電子裝置210對人的“電擊”有多少(也就是說傳感器215、220、225、230產生/施加到人的人類組織的電流或電壓或功率有多少)。在一個實施例中,可以從所述功率耗散讀數確定皮膚電阻。人類身體的大部分電阻處于皮膚中——表皮(皮膚的外層)的死去的干細胞通常是較差的導體。取決于人,干皮膚的電阻通常處在1000-100000歐姆之間。如果皮膚是濕的并且具有電解溶液(例如來自汗液或水分),則皮膚的電阻較低。傳統的傳感器基于假設人的皮膚的電阻是500歐姆而向人的皮膚施加恒定電流。不同于傳統的傳感器,護具105的傳感器215、220、225、230測量人的人類組織的功率耗散,并且基于這一測量調節輸出電流/電壓/功率。因此,由其中一個或多個傳感器215、220、225、230輸出的電力的數量是基于人的人類組織的電讀數。在一個實施例中,所述讀數在人的皮膚產生兩個傳感器(例如傳感器215、220或傳感器225、230)上的閉合電路時發生。舉例來說,當某人佩戴護具105時,此人的腿上的皮膚閉合傳感器215與傳感器220之間的電路,從而允許功率因數讀數發生。一旦這一讀數被傳送到控制電子裝置210,電子裝置210就調節由傳感器產生的電流/電壓/功率輸出,以便刺激此人腿上的肌肉。

在一個實施例中,傳感器215、220、225、230在經過預定時間段之后周期性地測量患者的功率耗散因數(例如每5ms)。在另一個實施例中,醫療專業人員可以指示控制電子裝置210在特定時間或者對于給定時間量取得讀數(例如從下午6點到下午7點每5ms測量功率耗散)。醫療專業人員或者護具105本身還可以被編程來在一個或多個預定時間或者按照特定時間表“電擊”患者。

此外,傳統的傳感器或襯墊通常需要使用電解凝膠以促進由所述襯墊輸出的電流/電壓/功率的傳導。與傳統的傳感器不同,一個實施例中的傳感器215、220、225、230不與凝膠一同使用。相反,傳感器215、220、225、230是導電硅材料,其與人的人類組織產生電連接(例如通過汗液、水分或皮膚本身)。在一個實施例中,傳感器215、220、225、230是硅,并且具有灌注到硅中的導電材料(例如金屬),比如硅鎳?;箍梢允褂悶淥嫉綺牧?,比如鋁和/或碳顆粒。在一個實施例中,所述電極襯墊時來自Stockwellelastomerics的填充有碳的硅酮薄片,部件編號SE65-CON。

此外,許多傳統的襯墊粘附到患者皮膚上以便與皮膚充分接觸。這樣會導致問題,比如襯墊的粘性在移除或移動襯墊時(例如隨著護具移動或彎曲)將導致移除毛發或皮膚。與這些傳統的傳感器不同,在一個實施例中,傳感器215、220、225、230不使用任何粘性物質來連接到患者的皮膚。相反,傳感器215、220、225、230可以通過傳感器215、220、225、230在護具105中的放置與人類組織(例如皮膚)發生物理接觸。在另一個實施例中,傳感器215、220、225、230與凝膠一同使用。在一個實施例中,所述系統可以運行全部兩種類型的襯墊——帶有凝膠的襯墊和不帶有凝膠的襯墊。

控制電子裝置210接收來自其中一個或多個傳感器215、220、225、230和/或位置編碼器135的反饋,從而形成閉環系統。具體來說,護具105通過其中一個或多個傳感器215、220、225、230向肌肉遞送EMS,并且基于通過傳感器215、220、225、230獲得并且被傳送到控制電子裝置210的讀數來調節由其中一個或多個傳感器215、220、225、230遞送的電流/電壓/功率的數量。

在一個實施例中,控制電子裝置210包括微處理器(例如由Ltd.(SanJose,CA)開發的CORTEXTM微處理器),其具有一塊或多塊電池以及例如Bluetooth收發器/??櫓嗟耐ㄐ拍????刂頻繾幼爸?10可以通過傳感器215、220、225、230并且通過任何類型的波形或信號來提供刺激,比如拋物線弧形(例如和緩地開始并且逐漸提高)、正弦波、余弦波、脈沖寬度調制(PWM)、脈沖密度調制(PDM)、方波、鋸齒波等等。此外,控制電子裝置210可以提供具有任何脈沖持續時間和任何脈沖寬度的波形。

在一個實施例中,傳感器和電刺激電極共享共同的接觸點。在一個實施例中,包括MOSFET以建立兩個階段之間的開關——一個階段與另一個階段完全隔離。作為該隔離與知道多少能量已進入到系統中相組合的結果,可以獲得功率耗散的準確讀數。為了確定何時輸入感測脈沖與何時輸入刺激脈沖的關系,已經知道在刺激脈沖中輸入的內容,并且隨后控制電子裝置210以更高的電壓輸入感測脈沖。但是由于在感測脈沖中輸入了更高的電壓,來自刺激階段的任何殘留電壓都不重要,這是因為電壓已被升高到新的水平以進行感測階段。因此,在取得功率耗散的讀數之前,電壓被自動升高。如果電壓沒有被升高,則將從刺激脈沖獲得/讀取殘留電壓。因此這樣就不再需要應對殘留電壓。這是控制電子裝置210繞開組織中的電容和電壓的方式??刂頻繾幼爸?10升高整個區域的電壓,并且消除殘留電壓的問題,并且隨后可以確定功率耗散。

在另一個實施例中,控制電子裝置210基于來自位置編碼器135和/或傳感器215、220、225、230的反饋調節遞送到傳感器215、220、225、230的電流/電壓/功率。在一個實施例中,其中一個或多個傳感器215、220、225、230根據膝部的位置而有不同的行為。此外,功率損耗對于每一個人有所不同并且在操作過程中會發生改變,并且控制電子裝置210可以通過傳感器215、220、225、230反復測量患者的功率耗散,并且基于這些讀數反復調節輸出電流/電壓/功率。因此,在一個實施例中,醫療專業人員可以對于A個人將護具設定到第3級刺激,這是因為A個人具有敏感的皮膚,并且可以對于B個人將護具設定到第6級刺激,這是因為B個人具有“粗厚”皮膚并且對于刺激沒有那么敏感。在另一個實施例中,基于反饋自動設定刺激水平。在另一個實施例中,患者通過護具105上的旋鈕或控制設定刺激水平。

在一個實施例中,由控制電子裝置210輸入的信號是恒定電流信號,并且提供可變電壓以便嘗試保持恒定功率輸出。在一個實施例中,改變電流和/或電壓以便嘗試遞送恒定功率。在一個實施例中,在輸入每一個刺激信號之前,控制電子裝置210首先輸入測試信號(例如200伏特)(例如前面所提到的感測脈沖)以便擊穿人類組織的電介質常數。該測試信號產生電離通道或者具有更高電導率的通道。在將測試脈沖輸入到人類組織中之后,將刺激脈沖輸入到人類組織中,從而允許刺激脈沖具有較低電壓并且從而具有較低的總功率?;誒醋圓饈月齔宓畝潦鶻詿碳ぢ齔?。因此,控制電子裝置210在每一個刺激脈沖之前測量功率耗散。如果檢測到電開路或者檢測到電短路(例如如果患者落到水中),則該測試脈沖是刺激脈沖不激發的原因。

正如后面更加詳細地描述的那樣,護具105將由控制電子裝置210生成的數據以及/或者由傳感器215、220、225、230和/或位置編碼器135提供的反饋傳送給醫療專業人員(例如醫生、外科醫生和/或理療師)。醫療專業人員可以基于該數據調節護具105。舉例來說,護具105可以基于EMS和/或(通過位置編碼器135獲得的)膝部115的運動范圍測量膝部115周圍的肌肉正變得有多強壯。正如后面更加詳細地描述的那樣,醫療專業人員可以利用該反饋和數據來調節對于患者的治療。舉例來說,醫療專業人員可以基于這些讀數調節護具105。因此,護具105提供?;す亟誆⑶彝貝碳す亟謚芪У?多塊)肌肉的組合。

此外,運動員或教練可能對于控制電子裝置210所產生的統計量感興趣,比如在受傷之后或恢復期間確定運動員的關節可以移動多少。作為一個具體實例,棒球隊的投球教練可能對于與投球手的投球手臂的移動相關聯的統計量感興趣。

在一個實施例中,控制電子裝置210包括一個或多個控制程序,醫療專業人員或患者可以從中進行選擇和/或編程。所述控制程序可以是動態的(例如是可改變或可變化的,不具有固定頻率,不具有固定定時,不具有固定波形等等),并且導致在患者身體的不同部位上執行不同類型的EMS。舉例來說,如果來自控制電子裝置210的反饋數據表明患者的股內斜肌正變得更強壯,而患者的遠端中心肌腱(或者在另一個實施例中是患者的小腿肌肉)沒有在變得更強壯,則醫療專業人員(例如醫生或理療師)可以通過這些程序當中的一個或多個程序指示護具105執行預定的控制程序。該預定控制程序可以使得傳感器215、220輸出7mA的DC電流30秒,隨后輸出5mA的電流20秒。所述預定控制程序還可以使得傳感器225、230輸出1mA的電流50秒,從而與患者的遠端中心肌腱(或者在另一個實施例中是患者的小腿肌肉)相比向患者的股內斜肌提供顯著更多的刺激。在一個實施例中,護具105包括對應于手術后第一周的特定程序,對應于手術后第一個月的特定程序,對應于關節炎的特定程序等等。

在一個實施例中,護具105包括認證按鈕250。認證按鈕250是必須由患者按下以便執行程序的按鈕。因此,認證按鈕250是護具105的安全特征——在護具的佩戴者按下認證按鈕250之前,護具105無法被破解或者被導致執行一個或多個刺激程序或動作。舉例來說,如果醫療專業人員遠程訪問控制電子裝置210并且嘗試使得護具105針對患者執行特定的肌肉刺激或者調節護具105的運動范圍,則在患者按下認證按鈕250之前,護具105將不會執行刺激或調節運動范圍。

控制電子裝置210還可以包括顯示器240。顯示器240可以顯示與護具相關聯的統計量,比如傳感器215、220、225、230正在測量到多少功率耗散,傳感器215、220、225、230正在遞送多少電流/電壓/功率,位置編碼器135的角度,正在執行的程序或過去執行的程序,日期,時間,患者的下一次預約(例如與醫生或理療師),關節在固定時間段內的平均運動范圍,或者與護具105相關聯的任何其他信息。在一個實施例中,控制電子裝置210包括鍵盤以便允許用戶向護具105提供輸入。

護具105還可以具有視覺反饋。舉例來說,可以在護具105上放置一個或多個LED以用于向患者提醒特定情況。舉例來說,當護具105正在等待患者按下認證按鈕250時,某一LED可以點亮。

此外,護具105可以向例如與用戶或醫療專業人員相關聯的計算設備傳送所生成的數據(反饋數據)。由于護具105與計算設備的通信,如果檢測到電開路,可以向醫療專業人員通知或者其將發現患者沒有在佩戴護具。類似地,如果患者落到水池中,由于檢測到電短路,因此醫療專業人員也將知道這一點。

在一個實施例中,醫療專業人員或護具105可以把由護具105生成的數據傳送給保險公司。保險公司隨后可以從該數據確定患者是否正在實施他或她的鍛煉、是否整天都在佩戴護具等等。這可能會影響到由保險公司提供的保險(例如如果患者整天佩戴護具并且進行鍛煉,則降低保險費)。在一個實施例中,在開出護具的處方時,例如醫生之類的醫療專業人員可以請求或者獲得特定的保險退款。在一個實施例中,特定的險種(insurancecode)可用于由醫療專業人員開出護具的處方。

在一個實施例中,護具105是減荷器(unloader)護具。通常為患有中間室(膝部的內部部分)膝部骨關節炎的人開出減荷器護具的處方。這些膝部護具通過在大腿骨上施加壓力而從受影響的關節減荷應力。這樣就迫使膝部彎曲離開疼痛區域。因此,減荷器護具是在膝部的一個部位上更強并且更具剛性的護具。在一個實施例中,護具105在膝部的一個方向上施力。在一個實施例中,適配器工件(adapterpiece)附著到護具105上以施加這樣的力,從而形成減荷器護具。

護具105還可以被配置成提供不同肌群的共耦收縮(co-coupledcontraction)。舉例來說,四個傳感器(例如包括傳感器215和220)可以被放置在四頭肌上,并且兩個傳感器(例如傳感器225和230)可以被放置在腱肌(hamstringmuscle)上?;ぞ?05可以在不同時間或者同時刺激全部兩組肌肉,比如在相同或不同的頻率、式樣和/或波形下刺激。舉例來說,當護具105以第一速率激活或激發傳感器215和220時,護具105可以在較慢的第二速率下(或者在另一個實施例中是在相同速率下)激活或激發傳感器225和230。通過在不同于四頭肌的頻率下(或者在相同的時間)激發肌腱會導致共耦收縮。肌腱(拮抗肌群)與四頭肌的激發導致全部兩組肌肉的強化。即使當僅有其中一個肌群萎縮時,對于拮抗肌群(antagonisticmusclegroup)的刺激也會強化全部兩組肌肉。在一個實施例中,護具105可以被編程來對于第一肌肉執行第一程序,并且對于第二拮抗肌執行第二程序。在一個實施例中,醫生將傳感器215、220、225、230定位在護具105上以使得這一共耦收縮發生。在另一個實施例中,傳感器215、220、225、230被集成地定位在護具105內,以導致不同肌群的共耦收縮。

在一個實施例中,護具105包括數據收集體溫計,其可以確定患者的體溫并且基于該體溫調節其中一個或多個傳感器215、220、225、230和/或控制電子裝置210。

參照圖3,護具105(控制電子裝置210)可以被配置成與計算設備300通信(例如無線通信或者通過有線連接通信)。計算設備300的實例包括而不限于個人計算機、數字助理、個人數字助理、移動電話、智能電話、平板設備或者膝上型計算機。計算設備300可以是患者的設備,或者與醫療專業人員相關聯的設備。這樣可以允許醫療專業人員取回并且分析傳送自護具105的數據。在一個實施例中,該數據被實時傳送,從而使得醫療專業人員能夠在任何時間分析所述數據并且/或者調節護具105。

計算設備300是適于被配置成從介質和/或網絡端口讀取指令的邏輯裝置。計算設備300可以連接到因特網或內聯網。設備300包括中央處理單元(CPU)302、一個或多個存儲器(例如RAM324和/或ROM326)、可選的輸入設備(其被顯示成鍵盤318和/或鼠標320)以及可選的監視器308。在一個實施例中,計算設備300與服務器計算機通信或者就是服務器計算機。計算設備300可以包括用于傳送和/或接收數據的任何適當的裝置。舉例來說,計算設備300可以具有網絡連接、無線連接或互聯網連接。此外還設想到,可以通過這樣的網絡或連接來傳送與本公開內容有關的數據。

計算設備300能夠或者在至少某些情況下適于執行多種計算應用338,其中包括計算應用、計算小應用程序(applet)、計算程序或者用于在計算設備300上操作以便實施至少一項功能、操作和/或規程的其他指令。計算設備300可由計算機可讀存儲介質控制,所述計算機可讀存儲介質用于有形地存儲可以采取軟件形式的計算機可讀指令。能夠或者在至少某些情況下適于有形地存儲計算機可讀指令的計算機可讀存儲介質可以包含用于計算設備300的指令,以便存儲和訪問計算機可讀存儲介質從而讀取存儲在其自身上的指令。這樣的軟件可以在CPU302內執行,以使得計算系統300能夠實施所期望的功能。

本領域技術人員將認識到,計算機可讀介質存儲計算機數據,所述數據可以包括可由計算機按照機器可讀形式執行的計算機程序代碼。作為舉例而非限制,計算機可讀介質可以包括用于有形的或固定的數據存儲的計算機可讀存儲介質,或者用于包含代碼的信號的瞬態解釋的通信介質。這里所使用的計算機可讀存儲介質指的是物理或有形存儲裝置(而不是信號),并且包括而不限于按照用于有形信息存儲的任何方法或技術所實施的易失性和非易失性、可移除和不可移除存儲介質,其中所存儲的信息比如有計算機可讀指令、數據結構、程序??榛蚱淥?。計算機可讀存儲介質包括而不限于RAM、ROM、EPROM、EEPROM、閃存或其他固態存儲器技術、CD-ROM、DVD或其他光學存儲裝置、磁盒、磁帶、磁盤存儲裝置或其他磁性存儲設備、或者可以被用來有形地存儲所期望的信息或數據或指令并且可以由計算機或處理器訪問的任何其他物理或實物介質。

在操作中,CPU302獲取、解碼并且執行指令,并且通過計算機的主要數據傳輸路徑(系統總線340)向/從其他資源傳輸信息。這樣的系統總線連接計算設備300中的各個組件,并且定義用于數據交換的介質。針對RAM324和/或ROM326的訪問可以由存儲器控制器322控制。存儲器控制器322可以提供地址翻譯功能,其在指令被執行時將虛擬地址翻譯成物理地址。

此外,計算設備300可以包含外設控制器328,其負責把指令從CPU302傳送到外設,比如打印機342、鍵盤318、鼠標320和數據存儲驅動器343。顯示器308由顯示器控制器334控制,其被用來顯示由計算設備300生成的視覺輸出。這樣的視覺輸出可以包括文字、圖形、動畫圖形和視頻。顯示器控制器334包括生成被發送到顯示器308的視頻信號所需的電子組件。此外,計算設備300可以包含網絡適配器336,其可以被用來把計算設備300連接到外部通信網絡332。

作為舉例,Bluetooth產品可以被用來提供護具105與移動計算機、移動電話、便攜式手持設備、個人數字助理(PDA)、平板設備和其他移動設備之間的鏈接以及去到因特網的連接性。Bluetooth是一種計算和電信行業規范,其詳細規定移動設備如何能夠利用短距離無線連接很容易地彼此互連以及與非移動設備互連。

計算設備300可以利用特定應用338(其也被稱作“應用(app)”)來與護具105通信以及/或者對護具105進行編程。在一個實施例中,計算設備300從通信網絡332下載應用338(例如從因特網上的“應用商店”下載)。應用338可以提供向醫療專業人員提供統計量、曲線圖、規范化數據、未經處理的數據、平均值(例如平均屈曲和平均牽伸)、實時數據等等。在一個實施例中,應用338提供采取由用戶或醫療專業人員定制的格式的輸出數據。在一個實施例中,應用338與其他程序通信,比如醫院軟件、字處理軟件(例如Microsoft)、電子數據表軟件(例如Microsoft)、電子郵件軟件(例如Microsoft)、公布軟件(例如Microsoft)等等(以便例如進一步分析或顯示所述數據)。應用338可以提供圖形用戶接口(GUI)或基于文字的用戶接口。應用338與護具105和/或數據庫通信(正如后面所描述的那樣),以便顯示并且分析由護具105(和/或醫生)生成的數據。在一個實施例中,應用338可以對護具105進行編程,比如由患者或醫生編程。在一個實施例中,并且正如前面所描述的那樣,患者必須按下認證按鈕250以使得護具105實際執行被遠程設定的程序。

在另一個實施例中,計算設備300是特別與護具105相關聯的便攜式數據讀取器。舉例來說,當醫療專業人員將護具105提供給患者時,醫療專業人員可以將讀取器300與患者的護具105同步。在后來的某一時間(例如在后續的就診中),醫療專業人員可以使用所述讀取器從護具105捕獲數據。醫療專業人員隨后可以使用所述讀取器來查看所取回的數據(在患者的就診期間和/或在就診之前)。

在至少某些配置中,用戶執行瀏覽器以查看數字內容項目,并且可以通過網絡連接到服務器,所述網絡通常是因特網,但是也可以是任何網絡,其中包括而不限于LAN、MAN、WAN、移動、有線或無線網絡、私有網絡或者虛擬私有網絡。

在一個實施例中,計算設備300與數據庫350通信。計算設備300可以把由護具105傳送的數據存儲在數據庫350中。數據庫350可以是計算設備300的內部數據庫?;蛘?,數據庫350可以是與計算設備300通信的外部數據庫。

為了?;せ頰弒C芐砸約氨;な蕕陌踩?,對(通過Bluetooth、WiFi或者通過其他手段)傳送自設備的使用數據進行加密,以便確保只有患者或者患者的醫生可以獲得對于該醫學信息的訪問。所述加密可以通過執行在處理器上的軟件來進行,或者通過在傳送數據之前對其進行處理的外部硬件來進行。在一個實施例中,每一個日志集合被唯一地關聯到創建所述日志集合的設備。這可以通過由設備利用與該設備本身相關聯的唯一標識符對傳送自該設備的數據加標簽來實現。所述唯一標識符由處理器設定或者由系統的外部組件(例如UUID芯片)設定。

數據庫350例如可以由醫生或醫療專業人員使用來取回、審視和/或分析來自護具105的數據。醫生可以在醫生的分析或針對患者的推薦中利用來自護具的數據。此外,醫生可以在針對患有類似病癥或傷病的其他患者的推薦中利用來自一位患者的護具105的數據。舉例來說,如果醫生要求正從ACL重建手術恢復的患者對于第一周執行程序1并且對于第二周執行程序2,并且如果醫生看到由于這些程序使得患者膝部中的患者力量出現顯著改進,則醫生將可能要求正從類似的手術恢復的另一位患者在相同的時間段期間執行相同的程序。醫生隨后可以從全部兩位患者獲得數據,以便查看其對于護具105以及正由護具105執行的程序的響應如何。

在一個實施例中,護具105包括求救或應急按鈕。當被按下時,所述求救/應急按鈕可以向醫療專業人員(例如醫生)或服務通知患者需要幫助(其例如已跌倒并且傷到自己)。所述醫療專業人員或服務可以隨后去到患者的位置以便幫助患者或者向患者打電話以確定出了什么問題。在一個實施例中,通過按下應急/求救按鈕導致在給定時間在數據中設定一個標志。所述標志可以表明正在執行何種EMS等等。該標志還可以向醫療專業人員表明患者在先前指定的時間沒有實施他或她的EMS治療。

圖4所示出的流程圖示出了在閉環反饋?;は低持惺凳┑牟街璧囊桓鍪凳├?。提供用于治療患者的人類關節(例如膝部、肘部、背部、脊柱、手腕等等)的護具(步驟405)。所述護具包括傳感器和控制電子裝置。一個或多個傳感器215、220、225、230獲得功率耗散讀數(步驟410)。正如前面所描述的那樣,在一個實施例中,當皮膚完成兩個傳感器之間的電路時,所述兩個傳感器獲得功率耗散讀數。所述一個或多個傳感器215、220、225、230隨后將功率耗散讀數傳送到控制電子裝置210(步驟415)??刂頻繾幼爸?10基于功率耗散讀數指示所述一個或多個傳感器215、220、225、230將電流/電壓/功率施加到人類組織上(步驟420)。這樣就得到閉環反饋系統,其中護具105的輸出取決于(例如汗液、人類組織等等的)功率耗散的輸入讀數。在一個實施例中,護具105的輸出取決于來自傳感器215、220、225、230的功率耗散的輸入讀數。

圖5是包括控制電子裝置510和樞軸接合處520的膝部護具505的一個實施例的透視圖。圖6是膝部護具505的控制電子裝置510的更加詳細的透視圖??刂頻繾幼爸?10包括連接到電路板610的電池605。電路板610包括用于護具505的編程和運作的微處理器620。圖7是膝部護具720的兩個傳感器705、710的透視圖。傳感器705、710位于護具720的內壁上,從而使得護具的佩戴者的皮膚與傳感器705、710發生物理接觸。

在一個實施例中,護具使得患者能夠在佩戴護具的同時并且在傳感器正在提供EMS并且獲得患者的人類組織的功率耗散的同時移動關節(例如膝部)?;ぞ嚦梢暈乒亟?例如膝部)并且仍然允許患者運動,這是因為對于傳感器沒有使用粘性的粘合劑。因此,在一個實施例中,所述護具允許在患者正在進行理療或鍛煉的同時提供EMS。

在一個實施例中,控制單元連接到護具,并且對護具進行控制或編程。在一個實施例中,其中一些或全部控制電子裝置位于控制單元中,而不是位于護具中或護具上。舉例來說,控制單元可以(例如通過無線方式或者通過一條或多條連線)連接到傳感器并且與傳感器通信??刂頻ピ梢遠源釁鶻斜喑桃員閽誦刑囟ǔ絳?,可以接收來自傳感器的功率耗散,并且可以基于所接收到的讀數調節EMS。在一個實施例中,護具包括存儲與特定護具相關聯的(多個)程序的存儲器芯片,比如在特定時間施加到護具的波形。當控制單元連接到護具時,控制單元可以從護具上的存儲器芯片讀取(多個)程序,并且與傳感器通信以便運行所讀取的程序。在一個實施例中,控制單元從護具讀取標識符,以便識別護具的類型(例如膝部護具、肩部吊腕帶、套筒等等)。因此,在一個實施例中,控制單元可以與許多商品一同使用并且與之通信,比如套筒、包裹、衣服(例如短褲或壓縮短褲(CAM))、護具、吊腕帶等等。所述商品可以是用于任何身體部位,比如膝部、腳踝、手腕、肩部、背部、小腿、臀部、大腿、肘部等等。所述商品可以由患者在手術期間、在鍛煉期間、針對關節炎或者任何其他時間來佩戴。所述商品可以是剛性或柔性的,并且在一個實施例中可以被圍繞關節佩戴。

在一個實施例中,控制單元可以通過位于商品上或者連接到商品的插頭或端口而與軟商品連接。一旦連接,控制單元在一個實施例中可以讀取將對于特定商品執行的(多個)程序,并且隨后可以通過與商品上的傳感器通信來執行程序。因此,單一控制單元可以被用于由患者購買或利用的(多個)任何軟商品。在一個實施例中,控制單元可以(例如通過無線方式)周期性地、在設定的時間、在(多個)程序被執行時或者在任何一個或多個其他時間與醫療專業人員(例如醫生)通信。在一個實施例中,控制單元是物理設備(例如患者可以將其夾到其腰帶上或者例如處在商品中的口袋中)。在另一個實施例中,控制單元是駐留在智能電話或計算設備上的“應用(app)”。在一個實施例中,控制單元可以將數據下載到計算設備以供審視和/或分析。在一個實施例中,控制單元具有可以向用戶(例如醫療專業人員或患者)顯示選項的顯示器,以便例如選擇將要支持的身體部位、選擇將要執行的程序(例如(多種)波形)等等。在一個實施例中,控制單元可以被用來更新存儲在軟商品上的信息,這例如是通過將新的程序下載到軟商品中以供存儲和未來執行。

圖8是連接到控制單元810的商品805的一個實施例的透視圖。在一個實施例中,商品805是“短護具”,其包括作為商品805的一部分的套筒/包裹815。在一個實施例中,套筒/包裹815無法與商品805分開。套筒/包裹815包括若干傳感器,比如第一上方傳感器對820、825和第二上方傳感器對830、835,以及第一下方傳感器對840、845和第二下方傳感器對850、855。在一個實施例中,電流在一個傳感器對的兩個連接的傳感器之間流動,比如在傳感器820與傳感器825之間流動。連接的傳感器對形成一個通道。當一個通道(例如傳感器820與傳感器825之間)正在傳導電流時,其他通道(例如傳感器830、835之間的通道)正在浮動,因此在這些其他“浮動”通道之間沒有電流流動。

在一個實施例中并且正如后面更加詳細地描述的那樣,光控場效應晶體管(photofet)被用于高頻隔離。光控場效應晶體管促進噪聲隔離是因為存在一個吸收帶,其對于例如0.01到0.1毫秒之間的轉換最小化高頻噪聲。任何高于該頻率(高于10kHz)的噪聲都被去除,并且由于晶體管(FETS)在遠超出線性轉換狀態的情況下操作,因此驅動信號清晰并且幾乎沒有擺動(slew),并且在輸出電極上沒有表現出后向散射。因此使用光隔離。

傳感器820、825、830、835、840、845、850、855通過連線860、865連接到控制單元810。在另一個實施例中,傳感器820、825、830、835、840、845、850、855與控制單元無線通信。在一個實施例中,商品805包括用于安全地放置控制單元810的托架870、875。在一個實施例中,控制單元810通過端口880插入到商品805中。商品805包括支架885、890。

圖9是連接到控制單元910的商品905的一個實施例的透視圖。在一個實施例中,商品905是包括護具915和護具915內部的套筒/包裹920的“長護具”。在一個實施例中,套筒/包裹920在鉸鏈925、930處連接到護具915。鉸鏈925、930可以是可調節鉸鏈,比如可以在0°、45°、90°和打開之間調節的鉸鏈。在一個實施例中,套筒/包裹920可以與護具915分開。套筒/包裹920包括若干傳感器,比如第一上方傳感器對935、940和第二上方傳感器對945、950,以及第一下方傳感器對955、960和第二下方傳感器對965、970。正如前面所描述的那樣,在一個實施例中,電流在一個傳感器對的兩個連接的傳感器之間流動,比如在傳感器935與傳感器940之間流動。連接的傳感器對形成一個通道。當一個通道(例如傳感器935與傳感器940之間)正在傳導電流時,其他通道(例如傳感器945、950之間的通道)正在浮動,因此在這些其他“浮動”通道之間沒有電流流動?;ぞ?15包括支架975、980。

在一個實施例中,長護具905是具有延伸超出關節(例如膝部)的套筒/包裹920的護具915。因此,與具有附著的套筒815的短護具805不同,長護具905具有允許從套筒920移除護具915的套筒920。

在一個實施例中,每一個傳感器與施加在其上的潤濕劑(例如通常的手霜)包裝在一起。每一個帶有潤濕劑的傳感器例如可以在傳感器上具有玻璃紙覆蓋物,并且患者或醫療專業人員將在從其包裝中取出商品時移除所述玻璃紙覆蓋物。在一個實施例中,傳感器將感測患者的皮膚有多干,并且將該信息傳達給控制單元??刂頻ピ婧罌梢韻蚧頰呋蛞攪譜ㄒ等嗽碧峁┩ㄖ?,以表明需要潤濕患者的皮膚。

在一個實施例中,所述套筒、護具或商品為患者的小腿肌肉提供支持,并且電極/傳感器按照如前所述的閉環方式向小腿肌肉施加EMS。因此,在一個實施例中,軟商品刺激(多塊)小腿肌肉以促進防止深靜脈血栓(DVT)。

在一個實施例中,所述商品可以是提供腰部支持的衣服。所述衣服可以圍繞髖關節,并且可以在髖關節的一側或全部兩側具有電極并且同時還提供背部支持。在一個實施例中,電極被放置在以下各處當中的一處或多處附近:臀部、下背部以及腿部。

小腿刺激和四頭肌刺激通常需要施加具有不同幅度的EMS。因此,所述閉環系統可以被用來監測幅度。一個套筒可以對不同的肌群進行操作,并且由于通過所描述的閉環系統監測肌肉對刺激的反應并且調節脈沖的幅度,因此在一個實施例中可以將一個商品(例如套筒)用于不同的肌群。

更詳細來說,在一個實施例中,在每一個刺激脈沖之前獲得簡短的“感測脈沖”的功率耗散?;諞幌罨蚨嘞罟β屎納⒉飭坷吹鶻諉懇桓齟碳ぢ齔?,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出。被用來提供電刺激的每一個電極包含傳感器,從而在刺激位置處確定功率耗散。

所述閉環提供了幾方面的好處。舉例來說,如果從感測脈沖測量的功率耗散超出預設邊界,則設備將在釋放刺激脈沖之前結束其刺激序列。作為另一項好處,每一個感測脈沖通過超出人類組織的擊穿電壓而產生或保持經過人類組織的導電通道。這一電介質擊穿的產生通過降低利用給定的刺激脈沖收縮所期望的肌肉所需的功率而改進了效率和安全性。通過降低刺激脈沖的功率要求并且在每一個刺激脈沖上保持恒定的功率,消除了疼痛的電擊和皮膚灼傷的風險。此外,所述單元的總體效率被大大提高,從而允許與現有單元相比減小電組件的尺寸,從而使得護具更加便攜并且更容易使用。

施加恒定功率的一個優點是避免了細胞損傷的有害效果。細胞具有其所能承受的最大瓦特數。在克服了電介質常數之后,傳統的單元可能會引發細胞損傷。一旦電介質常數被克服,只需要以毫瓦計的功率。因此,一旦電介質擊穿發生并且有電流流動,控制電子裝置210就把功率降低到固定的較低功率,其在一個實施例中可以由用戶調節。

一旦確定了功率耗散,就可以在產生導電通道之后確定將要灌輸到人類組織中的功率。所述通道得以保持,并且可以確定通道的特性(例如所接收的功率和所傳送的功率)。從而可以確定功率耗散。

設備通過修改HV電力供應裝置的驅動電壓來自身調諧其電輸出,以便保持所期望的輸出功率(例如以瓦特計)。通過以下步驟來計算所需的功率輸出:測量由電極和人類組織形成的電路的功率耗散,并且對于功率耗散測量和所需的波形數據應用一種或多種算法。

為了實現這一點,對回掃模式開關電力供應裝置的輸出進行修改,以便生成穩定的、經過調整的DC。通過采取這種方法而不是針對變壓器的推拉式驅動器的傳統方法,我們可以提供清晰的DC信號,而不是帶有潛在的高頻A/C的有噪聲的信號。這對于準確的測量以及真實的閉環操作是至關重要的。

在一個實施例中,在每一個刺激脈沖之前測量功率耗散,并且調節刺激脈沖以便對于每一個脈沖保持恒定的功率輸出。現在參照圖10A,其中示出了由電極/傳感器傳送到人類組織中的DC信號1000。信號1000包括準備階段1005、運行活躍階段1010、運行休息階段1015以及冷卻階段1020。每一個階段包括一個感測脈沖(其在后文中被稱作感測脈沖1025),其是用以克服人類組織的電介質常數的短脈沖(以便在人類組織中產生一個離子通道,從而使得電流可以流動),并且用以感測電路中的功率損耗以便確定在刺激脈沖中應當施加多少功率(并且確定傳送刺激脈沖是否安全,正如在后面更加詳細地描述的那樣)。在一個實施例中,感測脈沖1025是近似10-180V并且持續1-3μs。在傳送感測脈沖之后,傳感器通常傳送刺激脈沖(在后文中被稱作刺激脈沖1030)。在一個實施例中,刺激脈沖1030是近似18-20V并且通常處于1μs到200μs的范圍內。因此,在感測脈沖1025之后,電壓顯著下降以限制電流。隨后在引入下一個刺激脈沖1030之前測量功率耗散。在一個實施例中,所傳送的功率在信號極性改變之前被耗散,從而防止過零期間的電荷轉移,從而確保信號保持為純粹DC。

在一個實施例中,在感測脈沖1025的結束與刺激脈沖1030的開始之間存在一個時間間隙。所述脈沖隨后切換極性。因此,在每一個刺激脈沖1030之前,傳感器傳送感測脈沖1025以便確定耗散了多少功率,以及遞送刺激脈沖1030是否安全。在感測脈沖之后產生的信號引入以毫瓦計的非常小的功率因數。

圖10B是示出了由控制電子裝置實施的步驟的一個實施例的流程圖??刂頻繾幼爸彌甘灸騁淮釁鞫災械哪騁淮釁饗蚧頰叩娜死嘧櫓┘癰脅飴齔?025(步驟1050)。所述傳感器(或者所述傳感器對中的另一個傳感器)測量感測脈沖1025在人類組織中的功率耗散(步驟1055)??刂頻繾幼爸沒謁飭康墓β屎納⒌鶻詿碳ぢ齔?030(步驟1060)??刂頻繾幼爸盟婧蠡詮β屎納⒉⑶一諫唐分械某絳蛑甘敬釁饗蛉死嘧櫓┘喲碳ぢ齔?030,以便在每一個脈沖上保持恒定的功率輸出。重復步驟1050-1065(步驟1070)。

參照圖11,所述(每傳感器通道的)傳感器對中的另一個傳感器為來自刺激脈沖1030的傳送的電流提供返回路徑。在一個實施例中,感測脈沖1025測量需要花費多長時間在接收電極側接收到返回脈沖1105。如果傳感器確定所發送的脈沖(例如脈沖1025)與返回脈沖1105之間的傳播延遲,則傳感器(或控制電子裝置210)可以確定將要施加的最大刺激脈沖1030。返回脈沖1105通常是方形脈沖。

如圖11中所示,刺激脈沖1030與接收脈沖1105之間的傳播延遲1110是刺激脈沖1030的開始時間與接收脈沖1105的開始時間之間的時間差。失真1120中的改變是兩個脈沖1030、1105的脈沖寬度之間的差異。在一個實施例中,失真的改變被用來確定肌肉是否正作為電感器被充電以及肌肉是否正在存儲電力。在一個實施例中,所述失真的改變是用于校準算法和另一個反饋點。在一個實施例中,與傳感器一同施加的凝膠(例如水凝膠)正在引入(或增加)傳播延遲。

圖12示出了由電力供應裝置(后面將更加詳細地描述)產生的電力供應信號1200的一個實施例。電力供應信號1200包括通常持續5μs的斜升階段1205。在一個實施例中,電壓達到60V的峰值,并且隨后在一個時間段之后下降到40V。在一個實施例中,電壓信號隨后在第二時間段之后下降到20V。所述電力供應裝置可以是電壓控制的電力供應裝置或電流控制的電力供應裝置。當需要增大電流(或電壓)時,則提高功率。

對于護具或可穿戴組件的電刺激所使用的傳統電力供應裝置通常利用多個脈沖(電力生成和切換技術)。其常常生成24V電力供應并且隨后具有變壓器、H電橋,并且產生脈沖串(其具有波紋),其中變壓器對信號進行平均(例如1:10或1:20的比值)。不同于這些傳統的系統,這里的電力供應裝置提供具有較小斜升階段的穩定信號,從而實現了閉環系統。

我們的輸出是其電流被箝位的模擬電壓。該電力供應裝置允許精確的、準確的并且幾乎沒有噪聲的測量。傳統的電力供應裝置基于脈沖寬度調制(PWM)引發電流。由于從PWM引入的噪聲并且由于其(多個)變壓器的場飽和,PWM系統不允許精確的、準確的測量。此外,該系統中的電力供應裝置允許基于存儲在軟商品上的信息運行多種波形和協議。此外,如果確定某種協議是有害的并且不能被運行(例如由FDA確定),則該電力供應裝置允許所述系統比其他系統快得多地可操作,這是因為只需要改變軟商品。

在一個實施例中,0-3.3V輸入電壓控制電力供應裝置的完全目標范圍的輸出。因此,為了生成60V輸出最大范圍,提供3.3V以作為針對電力供應裝置的參考輸入。在一個實施例中,對于每個通道存在專用的電壓控制的電力供應裝置,這意味著不存在時間劃分。傳統的電力供應裝置使用時間劃分來向多個電極供應電力。這里則不存在時間劃分。

圖13是可以測量通道中的電極的動態屬性的電路1300的一個實施例的方框圖,所述動態屬性比如是電流、電壓、電阻、電容和/或電感。電池1305連接到低電壓電力供應裝置1310(例如5V,其供應前面提到的3.3V),其連接到高電壓(HV)電力供應裝置1315。HV電力供應裝置1315連接到接地1320。HV電力供應裝置1315提供感測脈沖1025。在一個實施例中,HV電力供應裝置1315還提供刺激脈沖1030。現場可編程門陣列(FPGA)1325連接到數字到模擬轉換器(DAC),所述數字到模擬轉換器連接到HV電力供應裝置1315。FPGA1325是大規模并行微控制器計算機——程序被燒錄到其上的可編程模擬芯片。FPGA1325是基于時鐘,并且是完全模擬的。因此,不存在時間劃分或多路復用。雖然被描述成FPGA,但是可以使用任何可編程邏輯設備(PLD)。FPGA1325還連接到數字電力供應裝置D3V3。

HV電力供應裝置1315可以獲得源測量(例如電壓或電流),正如方框1330中所示出的那樣。在一個實施例中,源測量方框1330是源測量電路。脈沖生成器1335連接到電極A1340(在該例中是傳送電極/傳感器)。脈沖生成器1335連接到FPGA1325。

電極B1345是代表輸出的返回電極/傳感器,其連接到返回測量方框(或電路)1350,所述返回測量方框1350也連接到FPGA1325和HV接地1320。在一個實施例中,返回測量方框/電路1350與源測量方框/電路1330完全相同。在一個實施例中,FPGA1325還連接到用于控制電路1300的LCD觸摸控制器。

參照圖14,其中示出了用以測量源電壓和源電流的模擬感測電路。HV源1405被施加到連接到旁路1415的電阻器網絡1410。在一個實施例中,第一電阻器1420是10Ω0.1%電阻器。電阻器網絡1410連接到電極A1340。旁路1415連接到具有上拉抽頭(pull-uptap)的用于電力的寬跡線輸入(widetracein)和寬跡線輸出(widetraceout)。電阻器1425、1430連接到第一運算放大器(op-amd)1440以便測量源電流。電阻器1430連接到第二op-amp1445以便測量源電壓。電路(電路1440)的另一側連接到電極B1345,并且是與電阻器網絡1410、旁路1415以及op-amp1440和1445相同的電路。因此,這些電路允許測量輸入功率和輸出功率。雖然電阻器1420、1425、1430被顯示成具有特定數值,但是這些數值是任意的,并且可以使用任何相應的電阻器數值。

圖15是用以生成刺激脈沖1030的電路1500的一個實施例。因為由電路1500生成的電磁干擾(EMI)波形較低,因此電路1500使用光學耦合FET(其也被稱作固態中繼器(SSR)或光學FET(optoFET))來生成刺激脈沖1030。這樣就防止了與精密儀器和醫學裝備發生干擾,從而使得該電路(因此還有利用該電路的護具)可以被使用在手術室中或者敏感的醫學裝備附近。

如前所述,在一個實施例中,電路1500包括控制器,其可以是FPGA1325??刂破?325包括A輸出1505、B輸出1510、C輸出1515、D輸出1520、負載輸出1525、箝位輸出1530以及脈沖輸出1535。這些輸出可選地被提供到LED驅動器1540。LED驅動器的每一個輸出被連接到LED電阻器(在后文中被稱作LED電阻器1545)和LED(在后文中被稱作LED1550)。LED1550光學耦合到SSR(在后文中被稱作SSR1555)。如電路1500中所示,不同的SSR1555連接到(多個)電極1340、1345。電路1500還包括兩個負載電路器1560、1565。

LED1550在電路1500中開啟和關閉,并且在一個實施例中LED1550和SSR1555處于受屏蔽方框箱中(或者封裝在集成電路中)以便電隔離電路1500的這些組件。SSR1555在電壓差分上工作,并且不存在從柵極電壓到源極或漏極的參考。在一個實施例中,一個SSR芯片包括兩個SSR以及相應的LED。

箝位1530是要對電力供應裝置進行箝位,從而使得當來自電力供應裝置的電壓需要快速下降時,所述箝位激活。箝位必須被釋放,以便驅動電路1500。因此,當箝位1530和負載電阻器1560、1565接合時,負載被施加在電極1340、1345上,并且如果系統經歷故障或者處于范圍之外的數值,則電路1500將受到故障防護(failsafe),并且不會對患者構成傷害。這一安全特征使得護具能夠被一直佩戴,而不用擔心患者所處的地方(例如汽車的駕駛員或乘客、處在游泳池中等等)。在沒有充分和適當的激活的情況下,電路1500將不會簡單地開啟或者發送刺激脈沖。如果存在短路,則電路1500在電極1340、1345上施加負載。如果患者在佩戴利用電路1500的設備時掉落到水池中,則設備將受到故障防護?;瘓浠八?,如果發生這種情況(或者如果任何處于范圍之外的輸入被提供到其中一個或全部兩個電極1340、1345),患者將不會受到傷害。因此,不同于常常需要用戶在特定時間量之后提高輸入到肌肉或人類組織的功率的傳統系統,本系統辨識出處于界限之外的信號,并且常常由于初始感測脈沖之后的功率耗散而導致電阻(隨著你激活肌肉,經過肌肉的離子通道增加)和功率減小。因此,由于所述系統的閉環性質以及在每一個脈沖之后發生的決策制定處理,所述系統使得患者所經歷的疼痛最小化。

當信號被施加時,SSR1555閉合并且完成電路。負載電阻器通常被閉合,并且只有當系統通電時打開。LED電阻器1545通常是打開。電路1500不允許高電壓供應達到高電壓,這是因為負載電路器1560、1565被保持在其上,并且強制高電壓供應關閉。這樣就去除了許多單一故障點。高電壓電力供應裝置還可以感測過電流。

當箝位1530為高(活躍)時,這樣就把負載電阻器1565從電路中移除。當負載1525為高(活躍)時,其把負載電阻器1560從電路中移除。因此,負載1525將負載電阻器1560施加在電極1340、1345上。箝位1530將其箝位到高電壓電力供應裝置。這種設置可以幫助校準。在一個實施例中,負載電阻器1560、1565是10Ω電力電阻器。

可選的LED驅動器1540是數字緩沖器,其是用以驅動LED1550的電流I的源。脈沖1535活躍地為低。LED驅動器1540對脈沖信號1535進行輪詢,并且隨后設定方向比特。為了生成刺激脈沖1030,一種方式是使得A1505為高(去到電極A1340的高電壓)并且D1520為高。這樣將導致電流在一個方向上流動(例如從電極A1340流向電極B1345)。如果C1515為高并且B1510為高,則電流在另一個方向上流動(例如從電極B1345流向電極A1340)。

圖16是輸入波形1605、所期望的輸出波形1610和目標電壓1615的一個實施例。虛線是參考線。輸入波形1605是與圖10A中所示的相同波形(具有感測脈沖1025和刺激脈沖1030)。所期望的輸出波形1610包括對應于每一個感測和刺激脈沖1025、1030的脈沖。目標電壓1615是對應于如前面所提到的0-3.3V/5V參考電壓的電壓。這與典型PWM信號的不同之處在于,其是純模擬信號。

本領域技術人員將認識到,本公開內容的方法和系統可以通過許多方式來實施,因此并不受限于前面的示例性實施例和實例?;瘓浠八?,由單個或多個組件實施、在硬件和軟件或固件的各種組合中實施的功能單元以及各項單獨的功能,可以被分布在用戶計算設備或服務器或全部二者處的軟件應用之間。在這方面,這里所描述的不同實施例的許多特征可以被組合到單個或多個實施例中,并且具有少于或多于這里所描述的所有特征的替換實施例是可能的。功能還可以整體上或部分地分布在多個組件之間,其方式現在是已知的或者將會變成是已知的。因此,在實現這里所描述的功能、特征、接口和優選項方面,許多軟件/硬件/固件組合是可能的。此外,本公開內容的范圍涵蓋了用于實施所描述的特征和功能和結構的傳統上已知的方式,以及可以對這里所描述的硬件或軟件或固件組件作出的那些變化和修改,正如本領域技術人員現在和后來將會理解的那樣。

雖然前面通過一個或多個實施例描述了所述系統和方法,但是應當理解的是,本公開內容不需要被限制到所公開的實施例。其意圖涵蓋包括在權利要求書的精神和范圍內的各種修改和類似安排,其范圍應當符合最寬泛的解釋,以便涵蓋所有此類修改和類似結構。本公開內容包括所附權利要求書的任何和所有實施例。

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