(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を備える、熱および電気刺激を与えるための回路であって、前記基板が、電気刺激を与えるための少なくとも２つの電極および加熱素子を備え、前記少なくとも２つの電極および前記加熱素子が、前記基板の表面にパターニングされた導電領域を備え、前記基板が、第１の面および第２の面を備え、前記第１の面が前記第２の面と反対向きであり、前記第１の面に前記少なくとも２つの電極が設けられ、前記第２の面に前記加熱素子が設けられ、前記加熱素子は、前記少なくとも２つの電極の上及び間に位置するように前記第２の面に位置する回路。
【請求項２】
前記加熱素子の少なくとも一部分が前記電極を加熱することができるように、前記第２の面の前記加熱素子の少なくとも一部分の位置が、前記第１の面の前記電極の位置に対応する請求項１に記載の回路。
【請求項３】
前記加熱素子が１つまたは複数の抵抗を備え、前記第２の面の前記１つまたは複数の抵抗の位置が、前記第１の面の前記電極の位置に対応する請求項２に記載の回路。
【請求項４】
前記加熱素子が、前記基板の面に取り付けられた１つまたは複数の抵抗を備える請求項１から３のいずれか一項に記載の回路。
【請求項５】
前記加熱素子が複数の抵抗を備え、前記抵抗が、前記加熱素子に電流が印加されたとき所定の熱分布をもたらすように配置される請求項１から４のいずれか一項に記載の回路。
【請求項６】
前記加熱素子が、それぞれの抵抗値を有する複数の抵抗を備え、前記複数の抵抗の前記抵抗値は、前記加熱素子に電流が印加されたときに所定の熱分布をもたらすように選択される請求項１から５のいずれか一項に記載の回路。
【請求項７】
前記抵抗が、前記基板の面にパターニングされて前記加熱素子の一部分を形成する導電領域に電気的に接続される請求項３から６のいずれか一項に記載の回路。
【請求項８】
前記加熱素子の一部分を形成する前記導電領域は、該導電領域の抵抗値が、各抵抗の抵抗値に対して無視できるように形成される請求項７に記載の回路。
【請求項９】
前記電極および前記加熱素子が、どちらも前記基板の面にパターニングされた導電領域を備える請求項１から８のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１０】
温度センサが、前記基板の面に取り付けられる請求項１から９のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１１】
前記加熱素子が、前記温度センサと、前記基板の同一面に取り付けられた１つまたは複数の抵抗を備える請求項１０に記載の回路。
【請求項１２】
前記電極間に前記温度センサが配置される請求項１０または１１に記載の回路。
【請求項１３】
前記基板が可撓性である請求項１から１２のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１４】
電気刺激を与えるための少なくとも２つの電極および加熱素子を備え、可撓性基板上に形成されている、熱および電気刺激を与えるための回路であって、前記可撓性基板が、第１の面および第２の面を備え、前記第１の面が前記第２の面と反対向きであり、前記第１の面に前記少なくとも２つの電極が設けられ、前記加熱素子が、前記少なくとも２つの電極の上及び間に位置するように前記第２の面に設けられる回路。
【請求項１５】
前記加熱素子の少なくとも一部分が前記電極を加熱することができるように、前記第２の面の前記加熱素子の少なくとも一部分の位置が、前記第１の面の前記電極の位置に対応
する請求項１４に記載の回路。
【請求項１６】
前記加熱素子が１つまたは複数の抵抗を備え、前記第２の面の前記１つまたは複数の抵抗の位置が、前記第１の面の前記電極の位置に対応する請求項１５に記載の回路。
【請求項１７】
前記加熱素子が、可撓性基板の面に取り付けられた１つまたは複数の抵抗を備える請求項１３から１６のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１８】
前記加熱素子が複数の抵抗を備え、前記抵抗が、前記加熱素子に電流が印加されたとき所定の熱分布をもたらすように配置される請求項１３から１７のいずれか一項に記載の回路。
【請求項１９】
前記加熱素子が、それぞれの抵抗値を有する複数の抵抗を備え、前記複数の抵抗の前記抵抗値は、前記加熱素子に電流が印加されたときに所定の熱分布をもたらすように選択される請求項１３から１８のいずれか一項に記載の回路。
【請求項２０】
前記抵抗が、前記加熱素子の一部分を形成する導電領域に電気的に接続され、前記導電領域は、該導電領域の抵抗値が、各抵抗の抵抗値に対して無視できるように形成される請求項１６から１９のいずれか一項に記載の回路。
【請求項２１】
温度センサが、可撓性基板の面に取り付けられる請求項１３から２０のいずれか一項に記載の回路。
【請求項２２】
前記加熱素子が、前記温度センサと、前記可撓性基板の同一面に取り付けられた１つまたは複数の抵抗を備える請求項２１に記載の回路。
【請求項２３】
前記電極間に前記温度センサが配置される請求項２１または２２に記載の回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、人間または動物の体に熱および電気刺激を与えるための回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
さまざまな治療用途のために、電気刺激、熱治療および熱刺激を含むいくつかの治療法が、当技術分野で現在知られている。
【０００３】
電気刺激には、皮膚に一時的に取り付けられる1つまたは複数の刺激パッドによる、単一の筋肉または一群の筋肉に対する電流の印加が含まれる。結果として生じる筋収縮は、傷ついた筋肉を強化し、浮腫を低減することから、痛みを和らげ、治癒を促進することまで、さまざまな効果をもたらすことができる。パッドは、通常かなり小さく、一般的にはバッテリーで給電される。これによって、小量の電力が印加され、結果として生じる電界の治療深さは浅いものとなる。通常の電気刺激システムで生成される浅い電界では、性能および患者の利益に限りがある。いくつかのシステムは、しばしば電線路または主電源からより大きな電流を加えることにより、この制約に対処することを試みている。しかし、通常の電気刺激パッドのサイズが小さいことにより、より大量の電力を印加すると、すなわちより大きな電流を用いると、しばしば患者の痛みまたは不快の経験が報告される。
【０００４】
熱治療は、人体に対する熱の印加を含む。熱治療は、筋痙攣の緩和および血流の増加など複数の効果によって治癒が促進されるので、非常に有用である。しかし、併用療法、すなわちマッサージ、超音波および/または電気的刺激など、他の物理療法の相乗的な利用が、単独の熱治療より効果的であると判明している。
【０００５】
熱刺激は、熱治療と電気的刺激を同時に用いることを含む、このような併用療法の1つである。熱刺激を用いると、電気的刺激の強化、トーニング、痛み軽減の利益とともに熱の治癒利益がもたらされる。そのうえ、熱を与えると、患者がより大きな電流に耐えることが可能になる点で効果的であると判明している。これは、より大きな電界強度、より深い浸透をもたらし、したがって、熱を伴わない電気的刺激で達成され得るものより有益な結果をもたらす。熱刺激は、皮膚に一時的に取り付けられるパッドを使用して遂行することができる。
【０００６】
熱刺激用の従来型のパッドは、小さく、硬く、ダイが鋭い平坦なエッジで切断されている。このようなパッドの長方形の形状は、筋組織の自然な形状に順応しない。そのうえ、従来型の熱刺激パッドは、一般に柔軟性がなく、あまり頻繁に曲げる、または折り重ねると、加熱素子が破損する。
【０００７】
本出願人の以前の特許出願である特許文献１は、熱刺激用の従来型のパッドの課題の解決策を説明している。特許文献１は、それぞれが好ましくは炭素含有シリコン(carbon loaded silicone)から成形された、電気的刺激用の、2つの細長い実質的に平行な電極を有する熱刺激パッドを説明している。次いで、電極は、互いに対して所定の位置に電極を保持するためにオーバーモールドされ、それによって単一の成形された組立体をもたらす。成形された組立体上に加熱素子が配置され、シリコンの層で所定の位置に保持される。しかし、もたらされるパッドは柔軟性を改善しているが、本発明者は、製造するのがより簡単な熱刺激パッドに対する必要性を確認した。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開第2011/064527号
【特許文献２】英国特許出願第1101498.2号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、熱および電気的刺激を与えるための回路を提供するものであり、この回路は、電気的刺激を与えるための電極と加熱素子とを備える基板を備え、電極および加熱素子のうち少なくとも1つが、基板の表面にパターニングされた導電領域を備える。これによって、コンパクトで製造が簡単な回路がもたらされる。
【００１０】
好ましくは、基板は、第1の面および第1の面とは反対向きの第2の面を備え、第1の面に電極が設けられ、第2の面に加熱素子が設けられる。単一の基板の対向面に電極および加熱素子を設けると、コンパクトな回路がもたらされる。
【００１１】
好ましくは、加熱素子の少なくとも一部分が電極を加熱することができるように、第2の面の加熱素子の少なくとも一部分の位置が、第1の面の電極の位置に対応する。これによって、熱と電気刺激を同じポイントに同時に与えることが可能になり、熱刺激の治療効果を高めることができる。好ましくは、加熱素子は1つまたは複数の抵抗を備え、第2の面の抵抗の位置が、第1の面の電極の位置に対応する。
【００１２】
好ましくは、加熱素子は、基板の面に取り付けられた1つまたは複数の抵抗を備える。表面実装技術を用いて基板の面に抵抗を取り付けると、回路の大量生産が容易になる。
【００１３】
好ましくは、加熱素子は複数の抵抗を備え、抵抗は、加熱素子に電流が印加されたとき所定の熱分布をもたらすように配置される。好ましくは、加熱素子は、それぞれの抵抗値を有する複数の抵抗を備え、複数の抵抗の抵抗値は、加熱素子に電流が印加されたときに所定の熱分布をもたらすように選択される。加熱素子によってもたらされる熱分布を最適化することにより、熱刺激の治療効果を高めることができる。
【００１４】
好ましくは、抵抗は、基板の面にパターニングされて加熱素子の一部分を形成する導電領域に電気的に接続される。好ましくは、加熱素子の一部分を形成する導電領域は、その抵抗値が、各抵抗の抵抗値に対して無視できるように形成される。これによって、主に抵抗の位置および抵抗値によって熱分布を求めることが可能になることにより、特定の熱分布を有する加熱素子の設計プロセスが簡単になる。
【００１５】
好ましくは、電極および加熱素子は、どちらも基板の面にパターニングされた導電領域を備える。これによって、電極と加熱電極を互いに対する所定の位置に保持するための外部部品またはモールドが不要になる。
【００１６】
好ましくは、回路は、基板の面に取り付けられた温度センサをさらに備える。温度センサは、回路の温度を測定するように動作可能である。したがって、この回路を備える熱刺激パッドの温度は、ユーザへの害を防止するように調整することができる。好ましくは、温度センサは、基板の面に取り付けられる。表面実装技術を用いて基板の面に温度センサを取り付けると、回路の大量生産が容易になる。
【００１７】
好ましくは、加熱素子は、温度センサと、基板の同一面に取り付けられた1つまたは複数の抵抗を備える。これによって、熱が生じる面の温度を温度センサで測定することができる。
【００１８】
好ましくは、この回路は、電気刺激を与えるためのさらなる電極を備え、電極とさらなる電極の間に温度センサが配置される。これによって、電気刺激が与えられる場所の近くの温度を温度センサで測定することができる。
【００１９】
好ましくは、基板は可撓性である。これによって、回路が、人体の輪郭に順応するように可撓性になり得る。
【００２０】
本発明のさらなる態様は、熱および電気刺激を与えるための回路を提供するものであり、この回路は、電気刺激を与えるための電極および加熱素子を備え、可撓性基板上に形成される。これによって、回路が、人体の輪郭に順応するように可撓性になり得る。
【００２１】
好ましくは、可撓性基板は、第1の面および第2の面を備え、第1の面が第2の面と反対向きであり、第1の面に電極が設けられ、第2の面に加熱素子が設けられる。単一の可撓性基板の対向面に電極および加熱素子を設けると、回路がコンパクトになる。
【００２２】
好ましくは、加熱素子の少なくとも一部分が電極を加熱することができるように、第2の面の加熱素子の少なくとも一部分の位置が、第1の面の電極の位置に対応する。これによって、熱と電気刺激を同じポイントに同時に与えることが可能になり、熱刺激の治療効果を高めることができる。好ましくは、加熱素子は1つまたは複数の抵抗を備え、第2の面の抵抗の位置が、第1の面の電極の位置に対応する。
【００２３】
好ましくは、加熱素子は、可撓性基板の面に取り付けられた1つまたは複数の抵抗を備える。表面実装技術を用いて可撓性基板の面に抵抗を取り付けると、回路の大量生産が容易になる。
【００２４】
好ましくは、加熱素子は複数の抵抗を備え、抵抗は、加熱素子に電流が印加されたとき所定の熱分布をもたらすように配置される。好ましくは、加熱素子は、それぞれの抵抗値を有する複数の抵抗を備え、複数の抵抗の抵抗値は、加熱素子に電流が印加されたときに所定の熱分布をもたらすように選択される。加熱素子によってもたらされる熱分布を最適化することにより、熱刺激の治療効果を高めることができる。
【００２５】
好ましくは、抵抗は、加熱素子の一部分を形成する導電領域に電気的に接続され、導電領域は、その抵抗値が、各抵抗の抵抗値に対して無視できるように形成される。これによって、主に抵抗の位置および抵抗値によって熱分布を求めることが可能になることにより、特定の熱分布を有する加熱素子の設計プロセスが簡単になる。
【００２６】
好ましくは、この回路は、可撓性基板の面に取り付けられた温度センサをさらに備える。温度センサは、回路の温度を測定するように動作可能である。したがって、この回路を備える熱刺激パッドの温度は、ユーザへの被害を防止するように調整することができる。好ましくは、温度センサは、可撓性基板の面に取り付けられる。表面実装技術を用いて可撓性基板の面に温度センサを取り付けると、回路の大量生産が容易になる。
【００２７】
好ましくは、加熱素子は、温度センサと可撓性基板の同一面に取り付けられた1つまたは複数の抵抗を備える。これによって、熱が生じる面の温度を温度センサで測定することができる。
【００２８】
好ましくは、この回路は、電気刺激を与えるためのさらなる電極を備え、電極とさらなる電極の間に温度センサが配置される。これによって、電気刺激が与えられる場所の近くの温度を温度センサで測定することができる。
【００２９】
本発明のさらなる態様は、実質的に、本明細書および/または添付図面のいずれかで説明されるような装置を提供するものである。
【００３０】
次に、本発明の好ましい特徴が、添付図面を参照しながら単に実例として説明され、同じ要素は同じ参照符号を用いて示されている。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】熱刺激システムの概略図である。
【図２】図1の熱刺激システムとともに使用するパッド組立体の分解組立図である。
【図３】図2のパッド組立体とともに使用する回路の上面図である。
【図４】図3に示された回路の底面図である。
【図５】図3に示された回路用のコネクタの概略図である。
【図６】図3に示された回路用の加熱素子の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図1は、熱刺激パッド組立体30が電気的に結合されている熱刺激コンソール20を含む熱刺激システム10を示す。パッド組立体30は、ケーブル40によって、コンソールに取り外し可能に接続されている。コンソール20は、ケーブル40を介して、パッド組立体30に加熱電流および電気刺激電流を供給するように動作可能である。パッド組立体30は、人体または動物体に熱を与えるのに加熱電流を用いる。パッド組立体30は、人体または動物体に電気刺激を与えるのに電気刺激電流を用いる。熱刺激と電気刺激は、人体または動物体に対して、同時に、または互いに独立して与えることができる。コンソール20は、スペインのバルセロナのRoss Estetica社によって提供される通常の熱刺激コンソールでよい。あるいは、コンソール20は、2011年1月28日出願の、特許文献２に説明されている新規の熱刺激コンソールでもよく、この内容の全体が、参照によって本明細書に組み込まれる。他の適切なコンソールも、本明細書に説明された回路とともに使用することができる。
【００３３】
パッド組立体30は、保護ケーシングの内部に密封された回路を備える。図2は、パッド組立体30の分解組立図を示す。回路51は、ケーシング本体100の中に収まる。ケーシング本体100は、プラスチック材料から成型されてよい。ケーシング本体100は、導電材料101の領域101a、101bを備える。導電材料101の領域は、黒鉛を混合したポリマーを含んでよい。取り付けられたとき、回路51の第1の面53は、ケーシング本体100の方へ向き、各電極514a、514b(図4に示されている)が、それぞれの導電領域101a、101bと電気接触するように整列される。ケーシング本体100の頂部上に、カバー200が設けられ、それによって回路51を囲む。ケーシング本体100およびカバー200は、回路51を誤動作させる恐れがある水の進入に対して回路51を保護する。使用においては、パッド組立体30は、ユーザの身体上に配置される。導電領域101は、電極514からユーザの身体まで電流を伝える。
【００３４】
図3は、図1および図2に示されたパッド組立体30の回路51の上面図である。図4は、回路51の底面図である。図3および図4に示されるように、回路51は基板500を備える。基板500は、第1の面53(図4に示されている)および第2の面52(図3に示されている)を有し、第1の面53は、第2の面52に対して反対の配向を有する。回路51は、加熱素子502および1つまたは複数の電極514をさらに備える。回路51は、温度センサ510、視覚表示器505、およびコネクタ507を含む電子部品をさらに備えることができる。
【００３５】
導電体511、512は、基板500の各面52、53においてパターニングされ、回路51の部品間の電気的接続を形成する。導体は、図3および図4の灰色の網掛け領域によって示されている。第1の面53上の導体は図4における参照数字511によって示されており、第2の面52上の導体は図3における参照数字512によって示されている。基板500の第1の面53には、1つまたは複数の電極514もパターニングされる。電極514は、好ましくは導体511と同一の導電材料から形成されるので、電極514も図4において灰色の網掛け領域によって示されている。導体を含まない絶縁領域は、図3および図4では、参照数字513によって表された網掛けがない領域によって示されている。
【００３６】
本明細書に用いられる用語「パターニングされた」は、好ましくは、所定の形状を有する導電領域が基板500の面に形成されるプロセスの結果を説明するものと理解される。導体511、512および電極514は、任意の適切なパターニングプロセスを用いて、基板500上にパターニングすることができる。適切なパターニングプロセスの実例の1つには、エッチングがある。エッチングプロセスでは、最初に、銅の層などの薄い導電層が、基板500の面52、53の実質的に全領域に接着される。次いで、導電層の一部分が除去され、導電層の残りは、それぞれ所定の形状を有し、1つまたは複数の導体511、512または電極514を形成する。エッチングによって、導電層の一部分が除去されるので、減法的プロセスと表現される。その代わりに、またはそれに加えて、所定の形状を有する1つまたは複数の導体511、512または電極514が、基板500の面52、53の上に堆積される加法的プロセスを用いることができる。加法的パターニングプロセスの一例には、基板500の面52、53への導電材料のインクジェットプリントが含まれる。適切なパターニングプロセスは、プリント回路板設計の当業者に既知であり、さらに詳細に説明する必要はない。好ましくは、導体511、512は金属を含む。好ましくは、この金属は銅である。銅は、抵抗が低いので好ましく、導体512に電流が与えられたとき、銅で消費される熱は無視できるものである。
【００３７】
電子部品502、505、507、510、導体511、512および電極514が、基板500の両方の面52、53に設けられる。電極514は第1の面53に形成され、加熱素子502は第2の面52に形成される。使用においては、加熱素子502がユーザの皮膚から見て外の方へ向き、電極514が皮膚の方へ向く。好ましくは温度センサ510、視覚表示器505およびコネクタ507も、第2の面52に設けられる。電子部品502、505、507、510、導体511、512および電極514は、基板500の両面に設けられるので、基板500は、別の面の部品と導体の間の望ましくない電導を防止するために、電気的な絶縁特性を有するべきである。
【００３８】
回路を、ケーブル40(図1に示されている)に電気的に接続することにより、コンソール20(これも図1に示されている)に接続することができるように、回路51はコネクタ507を含む。コネクタ507は、好ましくは第2の面52に設けられる。コネクタ507は、好ましくは表面実装コネクタである。コネクタ507は接続ピンを備え、これが、ケーブル40の対応するコネクタに接続され得る。一例では、図5に示されるように、コネクタ507は6本の接続ピンを備える。「Heat+」および「Heat-」とラベルが付いたピンが、加熱素子502に接続される。「Temp+」および「Temp-」とラベルが付いたピンが、温度センサ510に接続される。「EM1」および「EM2」とラベルが付いたピンが、電極514に接続される。
【００３９】
加熱素子502は、好ましくは、複数の抵抗503および1つまたは複数の導体512を備える。基板500の第2の面52にわたって抵抗503が配置される。明瞭さのために、図3では3つの抵抗503だけがラベルを付けられているが、回路がさらに多くの抵抗を備え、そのそれぞれが図3の小さな黒い長方形として示されていることが理解され得る。抵抗503は、導体512によって互いに電気的に接続されている。図3に示された実例では、導体512aは、使用においてはマイナス電圧の電源レールとして動作するように、コネクタ507の「Heat-」ピンに接続される。同様に、導体512bは、使用においてはプラス電圧の電源レールとして動作するように、コネクタ507の「Heat+」ピンに接続される。
【００４０】
好ましくは、抵抗503は表面実装抵抗であり、当業者に既知の表面実装技術を用いて基板500に取り付けられている。表面実装技術により、回路51を製作するプロセスが簡単になる。さらに、基板500の面にパターニングされた導体512によって接続されている複数の表面実装抵抗503から加熱素子502を構成することにより、特定の熱分布をもたらすように、加熱素子502を容易に再設計することができる。所定の熱分布をもたらすように加熱素子502を設計するプロセスを、以下でより詳細に説明する。
【００４１】
抵抗503の両端に電圧を与えると、電力が熱として消費される。加熱電流用のプラスおよびマイナスの供給電圧が、それぞれ、コネクタ507の「Heat+」および「Heat-」とラベルが付いたピンによって供給される。抵抗503は、導体512にはんだ付けされることより、コネクタ507に電気的に接続される。各抵抗503が消費する電力は次式で定義され、
P=I2R (1)
ここで、Pは消費される電力(ワットで測定)であり、Iは抵抗を通る電流(アンペアで測定)であり、Rは抵抗の抵抗値(オームで測定)である。
【００４２】
一例では、第2の面52の領域にわたって30個の抵抗503が配置される。図6は、実例の回路の回路図である。図6に示された抵抗503は並列接続されているが、直列接続または直列接続と並列接続の組合せでもよいことが理解されよう。一例では、24ボルトの直流入力電圧が、抵抗503の両端に与えられる。周囲の領域より多くの熱を発生する局所的な領域が生じるのを防止するために、抵抗503の抵抗値は、3.3キロオームから6.8キロオームの範囲である。本発明が、いかなる特定の入力電圧または抵抗値にも限定されないことも理解されよう。
【００４３】
抵抗503によって生成される空間的熱分布を基板500の面52にわたってマッピングするのに、熱画像法またはコンピュータモデル化ソフトウェアを用いることができる。所望の熱分布を実現するために、熱画像法またはコンピュータモデル化の結果に基づいて個々の抵抗の値および/または位置を調節することができる。このように、所望の治療効果を実現するために、基板500の面52の各ポイントの温度を最適化することができ、したがってパッド組立体30の面の各ポイントの温度を最適化することができる。例えば、パッド組立体30の導電領域101の温度が、パッド組立体の周囲の領域の温度より高くなるように、抵抗503を、電極514の近傍に集中させることができ、これによって、本体に供給される熱エネルギーの合計量を最小限にしながら、熱治療と電気刺激の相乗効果を高めることができる。他の熱分布も可能である。図3に示された回路51は、基板500の面52に、熱を実質的に均等に分布させるように設計されたものである。
【００４４】
図3における灰色の網掛けされた領域によって示されるように、導体512a、512bは、幅が可変であり、導電材料の比較的広い領域を含むように(パターニングプロセスによって)成形される。このことは、導体512が、各抵抗503の抵抗値と比較して低い抵抗値を有することを保証し、これによって、加熱電流によって生成される熱のほとんどが抵抗503で消費され、導体512で消費される熱を無視できることが保証される。比較的広い領域に導電材料を用いると、基板500の表面にわたって熱分布を最適化するとき、導体512における熱損失を無視することが可能になり、熱分布は、各抵抗503の抵抗値および位置のみによって求められるものとして扱うことができる。これによって、特定の熱分布をもたらすための回路51の設計プロセスが簡単になる。
【００４５】
温度センサ510は、表面実装技術を用いて、基板500の第2の面52に取り付けられる。温度センサ510は、好ましくは電極514aと514bの間の等距離のポイントに取り付けられる。これは、電気刺激が与えられる領域の近くの温度を示すためであるが、第2の面52のその他の適切なポイントに温度センサ510を設置することもできる。温度センサ510用のプラスおよびマイナスの供給電圧が、それぞれ、コネクタ507の「Temp+」および「Temp-」とラベルが付いたピンによって供給される。温度センサ510は、基板500の第1の面53にパターニングされた導体511によってコネクタ507に結合される。基板500を通るバイアにより、第1の面53の導体511と、第2の面52に取り付けられている温度センサ510およびコネクタ507とが接続される。温度センサ510は、抵抗温度計または熱電対であり得る。温度センサは、好ましくは白金抵抗温度計(PRT)であり、より好ましくはPt1000素子である。Pt1000素子は、高精度であるため好ましい。抵抗温度計は、当業者に既知であり、さらに詳細に説明する必要はない。
【００４６】
前述のように、電極514a、514bは、基板500の第1の面53にパターニングされている。電極514は導電材料を含む。好ましくは、電極514は銅である。銅は導電率が高いので好ましい。第1の面53は、導体511を覆うように、絶縁性プラスチックでほとんどコーティングされているが、電極514は露出したままである。当業者なら、本発明は目下の実例の材料に限定されないことを理解するであろう。電気刺激電流は、コンソール20から、「EM1」および「EM2」とラベルが付いたコネクタ507のピンによって、それぞれ電極514a、514bに配送される。電極514は、第1の面53にパターニングされた導体511によってコネクタ507に結合される。基板500を通るバイアにより、第1の面53の導体511と、第2の面52に取り付けられているコネクタ507とが接続される。
【００４７】
したがって、本明細書で説明された回路51は、基板500の別々の面52、53に設けられた加熱素子502および1つまたは複数の電極514を備える。加熱素子502と電極514を基板500の別の面に設けると、加熱素子502を、電極514およびそれらの関連する導体511のレイアウトと無関係にレイアウトすることができるので、有利である。すなわち、電極514の設計に対するいかなる変更も必要とすることなく、(上記でより詳細に説明されたように)特定の熱分布をもたらすように加熱素子502の設計を変更することができる。これによって、回路51の設計プロセスが簡単になる。
【００４８】
電極514および加熱素子502を形成するのにパターニングプロセスを用いると、コンパクトで製造が簡単なパッド組立体30がもたらされる。具体的には、パターニングにより、加熱素子502および電極514を固定するための外部部品が不要になる。
【００４９】
上記で説明したように、回路51の好ましい実例は、基板500の第2の面52にすべてが取り付けられた複数の表面実装部品を備える。基板500の第1の面53には部品を取り付けないのが好ましい。第1の面53に部品がなければ、電極514aと514bを隣接させて、回路51を(図2に示されたように)パッド組立体30に設置するとき、それぞれの導電領域101a、101bに対する優れた電気接触が可能になるので有利である。さらに、基板500の一方の面にしか実装部品がなければ、回路51の製造が簡単になる。
【００５０】
他の電子部品を、基板500に、好ましくは基板の第2の面52に取り付けることができる。例えば、プログラム可能な論理回路、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラなどの論理部品を基板500に取り付けることができる。このような論理部品は、ユーザに与えられる熱および/または電気刺激を制御するのに使用することができる。別の実例として、温度センサ510に加えて、1つまたは複数のセンサを基板500に取り付けることができる。図3に示されたように、基板500の第2の面52に視覚表示器505を取り付けることができる。視覚表示器505は、好ましくは発光ダイオードである。
【００５１】
前述のように、使用においては、加熱素子502がユーザの皮膚から見て外の方へ向き、電極514が皮膚の方へ向く。したがって、第2の面52の加熱素子502が発生した熱は、基板500を通って第1の面53に伝導され、次にパッド組立体30のケーシング本体100を通ってユーザの身体に伝導される。これは、基板500が、第2の面52と第1の面53の間の方向に比較的高い熱伝導率を有することを意味する。これは、材料の比較的薄い層から基板500を形成すること、および/または比較的高い熱伝導率を有する材料から基板500を形成することによって実現することができる。
【００５２】
好ましくは、基板500は可撓性であって、パッド組立体30が身体に設置されるとき身体の輪郭に順応する。好ましくは、基板500はプラスチック材料を含み、このプラスチック材料は、好ましくは基板500が可撓性であり得るように選択される。適切な材料の実例は、ポリイミドおよびポリエーテルエーテルケトン(PEEK)を含む。当業者なら、基板500が任意のその他の適切な材料を含み得ることを認識するであろう。したがって、基板500、電子部品502、505、507、510、導体511、512および電極514が、総体としてフレキシブル回路を形成する。フレキシブル回路技術は、IPC規格のIPC-T-50、IPC-2223AおよびIPC-4202などの業界標準によって定義されている。基板500は、その柔軟性にもかかわらず、好ましくは、付与力がない状態では実質的に平面である。
【００５３】
本発明が、単に実例として上記で説明されており、本発明の範囲内で細部の変更がなされ得ることが理解されよう。
【符号の説明】
【００５４】
10  熱刺激システム
20  熱刺激コンソール
30  熱刺激パッド組立体
40  ケーブル
51  回路
52  第2の面
53  第1の面
100  ケーシング本体
101a  導電材料の領域
101b  導電材料の領域
200  カバー
500  基板
502  加熱素子
503  抵抗
505  視覚表示器
507  コネクタ
510  温度センサ
511  導電体
512a  導電体
512b  導電体
513  絶縁領域
514a  電極
514b  電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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