專利名稱：用于醫(yī)療和/或美容治療的發(fā)光裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于醫(yī)療和/或美容治療的裝置，具體而言，用于一種 涉及將部分身體暴露于電磁輻射下的治療。本發(fā)明也涉及此裝置和隨 其應(yīng)用的光療劑。
背景技術(shù)：
光可用于治療多種疾病。當(dāng)單獨(dú)用光治療疾病時(shí)，該治療稱作光 療法。光可以和藥物結(jié)合使用，這時(shí)該治療稱作光動(dòng)力療法(PDT)。
這些療法可用于治療大量的皮膚病和內(nèi)科疾病。在PDT中，將稱 為光藥劑的光敏治療劑從外部或內(nèi)部供應(yīng)到要治療的身體區(qū)域。該區(qū) 域隨后暴露于具有適當(dāng)頻率和強(qiáng)度的光線下，以活化光藥劑。目前可 以獲得多種光藥劑。
例如，存在局部劑，諸如5-氨基乙酰丙酸鹽酸鹽(Crawford制藥)、 甲基氨基乙酰丙酸(Metfix)、光療和高德美(Galderaia)。也有主要用 于內(nèi)部惡性腫瘤的可注射藥物，包括Photofrin(來自Axcan)禾1〕 Foscan (來自Biolitech有限公司)。 一般，該藥物以能代謝轉(zhuǎn)變?yōu)楣饷艄馑巹?的非活性形式應(yīng)用。
在光動(dòng)力療法中，用于向光藥劑提供光的主要技術(shù)是從諸如激光 器或過濾的弧光燈的孤立光源發(fā)射具有合適波長(zhǎng)的光，其中燈被定位 成離待治療區(qū)域有些距離。這些光源笨重且昂貴，并因此只適合醫(yī)院 使用。這導(dǎo)致對(duì)患者不方便且治療費(fèi)用高。需要高光輻射以便每天治 療可接受數(shù)量的患者(為了治療成本效率好)以及避免過度地使患者不 方便。PDT理想地需要待治療區(qū)域被均勻照射，這可能是設(shè)置在離患者有一定距離處的大面積光源具有的一個(gè)問題。
發(fā)光二極管(LED)潛在地作為一種替代物，這是由于它們輕便且相 對(duì)廉價(jià)，并因此能夠用于可移動(dòng)裝置中。然而，它們?cè)诒举|(zhì)上是點(diǎn)光 源，然而需要的是區(qū)域發(fā)光器。
為解決該問題而進(jìn)行的嘗試涉及大量LED的陣列。這種裝置是笨 重的，并且本質(zhì)上使用了大量的LED。
WO 98/46130和US 6096066 (Chen和Wiscombe)公開了用于光動(dòng) 力療法的LED陣列。這些陣列含有大量用于直接照射待治療區(qū)域的 LED。因而，數(shù)量眾多的器件需要適當(dāng)?shù)拇蠊╇娤到y(tǒng)并可能共同產(chǎn)生大 量的熱。
GB 2360461(Whitehurst)公開了一種柔性服裝，其使用常規(guī)光動(dòng)力 療法光源產(chǎn)生光線，然后通過光纖傳輸光線。
US 5698866 (Doiron等)公開了一種光源，該光源使用過驅(qū)動(dòng)的無 機(jī)LED陣列，以直接照射待治療區(qū)域。所述裝置需要大量LED并且得 到的光輸出不均勻。由于具有大量器件，所以需要合適的電力網(wǎng)供電 系統(tǒng)及相應(yīng)的散熱機(jī)構(gòu)，該裝置只適合醫(yī)院使用。
WO 93/21842(Bower等)公開了采用無機(jī)LED的光源。所述裝置 使用了陣列形式的大量LED以直接照射待治療區(qū)域。盡管是可運(yùn)輸?shù)模?但該裝置不適合患者在家移動(dòng)使用，且臨床治療只是設(shè)想。現(xiàn)有方法 具有的另一問題是使用這樣的光源難以獲得均勻照射，尤其是對(duì)于彎 曲的身體部分。
WO 93/21842 (Bower等)公開了用于直接照射待治療區(qū)域的無機(jī) LED陣列。LED的數(shù)量是如此巨大，使得該裝置的能量需求專門被描述為需要電力網(wǎng)供電。
US 5616140 (Prescott等)公開了一種電池驅(qū)動(dòng)的便攜式激光器繃 帶，具有應(yīng)用到特定治療區(qū)域的一個(gè)或多個(gè)激光器。這些激光直接朝 向待治療區(qū)域引導(dǎo)，增加覆蓋面積問題的唯一解決方案是提供更多的 激光器。
US2005 070976(Samuel和Ferguson)公開了利用大面積的有機(jī)LED
照射待治療區(qū)域，從而使所述裝置的整個(gè)表面發(fā)射光。然而，希望利 用其它類型的光源實(shí)現(xiàn)大面積照射，該光源具有更局部性。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于醫(yī)療和/或美容治療的可移動(dòng)裝置，所 述裝置包括局部化的光源和擴(kuò)散元件，所述擴(kuò)散元件用于在待治療區(qū) 域上散布來自光源的光以照射所述區(qū)域并對(duì)所述區(qū)域進(jìn)行治療。
該擴(kuò)散元件增加了能夠被給定光源照射的區(qū)域，從而能夠減少實(shí) 現(xiàn)給定區(qū)域的有效治療所需的光源數(shù)量，進(jìn)而也降低了所述裝置的供 電要求和/或由所述裝置產(chǎn)生的熱。
所述光源可以為類點(diǎn)狀的(諸如無機(jī)LED)或者可以將光發(fā)射在較 大的區(qū)域上(例如，如同利用熒光管的情況)。在任一種情況下，由于 光源照射光的區(qū)域小于待治療區(qū)域，因而光源是局部的，并且術(shù)語"局 部的"應(yīng)當(dāng)因此相應(yīng)地進(jìn)行解釋。
優(yōu)選地，所述擴(kuò)散元件具有一個(gè)輸出表面，使用時(shí)，該輸出表面 覆蓋待治療區(qū)域，所述表面限定了一個(gè)發(fā)射區(qū)，來自光源的光被所述 裝置發(fā)射到該發(fā)射區(qū)。
在裝置的至少一個(gè)實(shí)施例中，所述擴(kuò)散元件由柔性材料制成，從而使它能夠和待治療區(qū)域一致。
優(yōu)選地，光源位于所述輸出表面后方，從而使裝置發(fā)射的基本所 有的光穿過至少部分?jǐn)U散元件，所述輸出表面的面積大于光源的面積。
由于發(fā)射的所有光通過所述擴(kuò)散元件，所以后者有助于避免照射 待治療區(qū)域的光的強(qiáng)度出現(xiàn)無法接受的變化。
所述輸出表面優(yōu)選具有至少1 cir^的面積，該面積優(yōu)選處于3-400 cn^的范圍內(nèi)。
所述光源可以和擴(kuò)散元件隔開，以便光直接或間接地照射到后者 上?？蛇x擇地，所述光源至少部分地容納在所述擴(kuò)散元件的凹部?jī)?nèi)， 在這種情況下，所述光源優(yōu)選嵌入所述擴(kuò)散元件內(nèi)。
己發(fā)現(xiàn)這種設(shè)置導(dǎo)致產(chǎn)生一種緊湊的裝置結(jié)構(gòu)，其非常有效地在 輸出表面上分散光。此外，擴(kuò)散元件可有助于為光源提供結(jié)構(gòu)支撐和/ 或保護(hù)。
所述裝置可具有單光源，優(yōu)選相對(duì)于所述輸出表面對(duì)稱地設(shè)置。
可選擇地，光源可以是多個(gè)所述光源之一，優(yōu)選設(shè)置成相對(duì)于所 述輸出表面對(duì)稱的陣列。
在裝置具有多個(gè)光源的情況下，有利的是，每一個(gè)光源可以至少 部分地容納在擴(kuò)散元件的相應(yīng)凹部?jī)?nèi)，并且更優(yōu)選嵌入后者內(nèi)。
擴(kuò)散元件優(yōu)選具有介于1至30之間并包括1和30的任何數(shù)量的 光源。更優(yōu)選地，可能的光源數(shù)處于1-12的范圍內(nèi)并包括1和12。優(yōu)選地，所述光源或至少一些光源位于所述擴(kuò)散元件的周邊處或 其周圍。例如，在存在多個(gè)光源的情況下， 一個(gè)或多個(gè)光源可位于擴(kuò) 散元件的中心區(qū)，其余的光源則位于擴(kuò)散元件的周邊，或者全部光源 都可以位于擴(kuò)散元件的周邊。
所述的或每一個(gè)光源可以有利地包括發(fā)光半導(dǎo)體器件，優(yōu)選LED。
所述擴(kuò)散元件能夠以任何適當(dāng)?shù)姆绞椒稚⒐?。例如，擴(kuò)散元件可 以是諸如通過沿所有方向散射來自光源的光而分散光，可以是諸如將 光引導(dǎo)或反射到擴(kuò)散元件上的離散區(qū)域并從那里發(fā)射光，或者可以結(jié) 合上述兩種方法。因此，擴(kuò)散元件可以包括大致同質(zhì)體的半透明材料， 全部這些材料都對(duì)光進(jìn)行散射，或者可以具有一個(gè)或多個(gè)用于向在擴(kuò) 散元件上分布的發(fā)射區(qū)提供光的光導(dǎo)件(其可以包含用于散射光的結(jié) 構(gòu))。
所述擴(kuò)散元件可以包括擴(kuò)散材料片材，優(yōu)選具有平坦的表面。平 坦表面有助于在輸出區(qū)上實(shí)現(xiàn)光的均勻分布。對(duì)于該情況，術(shù)語"平 坦的"包括這樣的表面，當(dāng)長(zhǎng)度比例尺為lmm時(shí)，該表面看起來是平 坦的，其可忽視高度上尺寸小于1 mm的小特征(例如，折鈹)。
薄片的厚度優(yōu)選隨離光源的距離增加而減小，以補(bǔ)償從光源發(fā)射 的光的強(qiáng)度與距那里的距離之間的反向關(guān)系。
厚度的這種改變也有助于實(shí)現(xiàn)足夠均勻的照射。
優(yōu)選地，所述厚度的減小為漸進(jìn)的。
在該情況下，所述裝置可以具有圍繞擴(kuò)散元件的周邊設(shè)置的多個(gè) 光源，擴(kuò)散元件具有凹表面。
10可選擇地，擴(kuò)散元件可以包括桿，在這種情況下，光源優(yōu)選位于 所述桿的一個(gè)端部處。
所述桿可有利地是撓性的。
優(yōu)選地，所述裝置用于通過光動(dòng)力療法治療人或動(dòng)物患者。 優(yōu) 選地，發(fā)光半導(dǎo)體器件發(fā)射的光的波長(zhǎng)范圍是300-900 nm并且典型地 具有650nm的波長(zhǎng)。所述裝置可以具有不同波長(zhǎng)的LED。這些LED可 以同時(shí)照射或在分開的時(shí)間照射。來自所述發(fā)光半導(dǎo)體器件的光的有 效分散能夠使所需的發(fā)光半導(dǎo)體器件的數(shù)量維持到最小，從而減小裝 置的重量以及供電要求，這意味著所述裝置易于由便攜式低壓電源如 電池供電，形成完全自足的便攜式單元。與采用更多光源照射相同大 小的面積的裝置相比，也會(huì)減少所述裝置產(chǎn)生的熱。實(shí)際上，治療裝 置可以有利地包括用于操作發(fā)光半導(dǎo)體的電源。該裝置足夠輕便，從 而能夠進(jìn)行可移動(dòng)治療，即該治療中患者能夠自由移動(dòng)。因此，患者 可以根據(jù)自己的時(shí)間將其取下，從而使治療能夠在家中或工作中進(jìn)行。 這帶來了更大的便利性和更低的成本(避免非住院患者或住院患者在醫(yī) 院的停留)。這也意味著可以使用更低的光水平，因?yàn)榭梢员┞陡L(zhǎng)時(shí) 間。這克服了由醫(yī)院中使用的傳統(tǒng)光源的高輻射引起某些患者疼痛的 問題。此外，更低的輻射對(duì)PDT更加有效，這是因?yàn)楣馑巹┑墓馄?程度降低。
在裝置的至少一個(gè)實(shí)施例中，擴(kuò)散材料在發(fā)光區(qū)上離發(fā)光半導(dǎo)體 器件光源最遠(yuǎn)的一點(diǎn)處較薄。擴(kuò)散材料變薄意味著能夠以更均勻的方 式從發(fā)光區(qū)發(fā)射光線。
優(yōu)選地，擴(kuò)散材料將來自發(fā)光半導(dǎo)體器件點(diǎn)光源的光分散到裝置 的發(fā)射區(qū)上，提供了連續(xù)的光發(fā)射。400cm2的輸出表面可以是正方形 白勺，例如lcmxlcm， 2cmx2cm， 5cmx5 cm， 10cmxlOcm，或者是圓開》 的。所述裝置可以是平面的，或者可以是預(yù)先或原位彎曲的，以便與 要暴露于來自發(fā)光半導(dǎo)體的光的區(qū)域表面相一致。
該裝置優(yōu)選是柔性的，以便能夠預(yù)先或者臨時(shí)地形成多種可能的 不同構(gòu)造中的任何一種，以適應(yīng)將要使用該裝置的治療區(qū)域的外形。 所述裝置可以是一次性的，即用于進(jìn)行一次治療后丟棄。
所述裝置可作為發(fā)光桿或發(fā)光圓柱體使用，例如(但不局限于)長(zhǎng) 10-12cm、例如(但不局限于)半徑1.25-2.25cm的擴(kuò)散桿，用在食管或 其它的體內(nèi)結(jié)構(gòu)中。
在擴(kuò)散桿為柔性的情況下，可以預(yù)先或臨時(shí)地形成多種可能的不 同構(gòu)造中的任何一種，以適應(yīng)將要使用該裝置的治療區(qū)域的外形。
所述裝置方便地包括用于將裝置附連到患者的粘性表面。所述裝 置可以裝備有光化學(xué)和/或光藥學(xué)的制劑。這可以為凝膠、藥膏或乳劑 的形式?？蛇x擇地或同時(shí)地，所述裝置可以裝備有用光藥劑浸漬的薄 膜。典型地，提供所述光藥劑制劑作為與光源接觸的層。只要光藥劑 制劑對(duì)于激發(fā)光的頻率是透明的或充分半透明的，那么所得到的裝置 就可以容易地應(yīng)用，而不需要向患者應(yīng)用光藥劑的單獨(dú)步驟。如果在 開啟光源前乳劑已經(jīng)被吸收了，那么，仍然可以使用會(huì)發(fā)散光線的乳 劑。光藥劑層可以由可剝落的釋放介質(zhì)覆蓋，諸如硅背襯片材。所述 光藥劑制劑可以包括能在體內(nèi)被代謝轉(zhuǎn)化為活性化合物的惰性化合 物。釋放光藥劑可以由離子電滲療法輔助。來自發(fā)光半導(dǎo)體的光輸出 可以為脈沖的，并且可以設(shè)置電子控制電路或微處理器來控制該脈沖 和/或裝置功能的其它方面，諸如待治療區(qū)域的暴露持續(xù)時(shí)間和發(fā)射光 的強(qiáng)度。脈沖裝置可以配備有光化學(xué)的和/或光藥學(xué)物質(zhì)的制劑，其為 可光漂白的或能在體內(nèi)能代謝轉(zhuǎn)化為可漂白的化學(xué)物質(zhì)?？蛇x類型的擴(kuò)散元件包括在WO2005101070中描述的帶圖案的擴(kuò) 散材料體，并因此包括光導(dǎo)件，該光導(dǎo)件用于將來自光源的光沿光導(dǎo) 件傳輸?shù)桨l(fā)射區(qū)。


現(xiàn)在將只以實(shí)例方式參照附圖描述本發(fā)明，附圖中
圖1為根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第一實(shí)施例的側(cè)面剖視圖2為圖1所示實(shí)施例的平面圖(未按比例繪制)。
圖3為根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第二實(shí)施例的局部平面剖視圖； 圖4為圖3所示實(shí)施例的側(cè)面剖視圖5和6顯示了將該實(shí)施例連接到電源和控制器的可選方式；
圖7和8為分別相應(yīng)于圖3和4的根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第 三實(shí)施例的視圖9為第二實(shí)施例的部分的剖視細(xì)節(jié)圖io為與圖l相應(yīng)的根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第四實(shí)施例的視
圖11為根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第五實(shí)施例的平面圖12為根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第六實(shí)施例的側(cè)面剖視圖，
該裝置用于照射諸如食管和結(jié)腸的身體內(nèi)腔；
圖13為根據(jù)本發(fā)明的可移動(dòng)裝置的第七實(shí)施例的平面剖視圖； 圖14通過示例方式顯示了選擇可用于根據(jù)本發(fā)明的裝置的不同
類型的LED。
圖15以側(cè)面剖視圖的形式顯示了對(duì)圖IO所示實(shí)施例的改進(jìn)； 圖16顯示了對(duì)圖13所示實(shí)施例的改進(jìn)。
圖17是顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的側(cè)面剖視圖，具有用于將所 述裝置附連到患者皮膚的粘性附連裝置。
具體實(shí)施例方式
圖1的可移動(dòng)裝置目的用于向患者皮膚區(qū)提供電磁輻射，作為醫(yī) 療和/或美容治療的一部分。該裝置包括采取擴(kuò)散材料圓盤形式的擴(kuò)散元件1。擴(kuò)散材料可以是 任何適當(dāng)?shù)陌胪该鞑牧?，例如適當(dāng)?shù)乃芰?。在該?shí)例中，光擴(kuò)散材料 是尼龍66、透明塑膠、醋酸酯或硅樹脂。
擴(kuò)散元件的底面限定一個(gè)平坦的圓形輸出表面2，該裝置可通過
該輸出表面而發(fā)射光，并且當(dāng)使用時(shí)，該輸出表面覆蓋待治療區(qū)。圓
盤1的上表面4可帶有用于反射光的反射涂層，否則光將從圓盤1的 頂部逸出并朝向輸出表面2向下返回。
該實(shí)施例的裝置具有單光源，其為對(duì)中安裝的發(fā)光二極管(LED)6 形式。LED6整體嵌入圓盤1中心，所述圓盤包括通道(未示出)，從而 能夠通過圓盤l的頂部電連接到LED。盡管LED6被顯示成圓形部件， 但它具有LED的常規(guī)外形，即為具有半球形的前表面和用于連接到后 面電源的觸點(diǎn)的短圓柱形桿。LED被豎直定向在圓盤1內(nèi)，從而使半 球形表面面朝下，LED的圓柱形壁為豎直的，并且其上設(shè)有觸點(diǎn)的表 面位于最上面。
使用時(shí)，LED6直接朝向表面2和側(cè)面發(fā)射光。由于LED嵌入 圓盤1內(nèi)，其全部的光都被擴(kuò)散材料作用。擴(kuò)散材料優(yōu)選能夠?qū)⒈话l(fā) 射的光散射到足以實(shí)現(xiàn)在輸出表面2上均勻分散光線的程度，但還不 足以阻擋光線在圓盤l內(nèi)的傳播。
因此，單光源發(fā)射的光能夠均勻照射在一表面上，該表面的面積 比光源面積大得多。相應(yīng)地，單光源可用于治療相當(dāng)大的區(qū)域。使用 時(shí)，所述裝置連接到獨(dú)立的電源和用于控制LED操作的控制單元上。 在圖1和2中未示出電源和控制單元，但由于它們僅為單個(gè)LED供電， 因此它們能具有相對(duì)輕便且緊湊的結(jié)構(gòu)，并能很容易附連到患者或裝 置本身。電源和控制裝置可以采取連接到控制電子元件的電池的形式，包 含控制暴露時(shí)間，包括延遲起動(dòng)的可能性，以允許光藥劑能代謝轉(zhuǎn)化 為其光活性形式。也可以包括對(duì)亮度和脈沖的控制。該裝置能產(chǎn)生處
于0-10mW/ct^范圍內(nèi)的輻照度，其大大低于由諸如激光器以及過濾的 燈的常規(guī)光源所產(chǎn)生的輻照度，后者典型地產(chǎn)生75-150mW/cn^的輻照度。
該裝置可裝備有用于將其附連到患者的部件。所述部件的一個(gè)示 例將是透明膠帶，該透明膠帶在表面2上延伸并超出以提供用于將所 述裝置附連到患者的粘性表面。在進(jìn)行連附前，這些表面由可移取的 塑料薄膜保護(hù)。
該裝置能用于一定范圍內(nèi)的惡性前疾病、惡性疾病和炎癥疾病。 惡性前的皮膚疾病的實(shí)例是博溫病、日光角化癥、砷角化癥、佩吉特 病和放射性皮膚炎。惡性疾病包括所有類型的基底細(xì)胞癌、鱗狀細(xì)胞 癌、繼發(fā)轉(zhuǎn)移和皮膚T細(xì)胞淋巴癌。炎癥皮膚疾病包括所有類型的皮 炎和牛皮癬。作為潛在目標(biāo)的其它疾病是一定范圍內(nèi)的惡性前的、惡 性的和非皮膚性的不適，諸如原發(fā)和轉(zhuǎn)移的腫瘤，以及炎癥不適，例 如結(jié)締組織疾病、所有類型的關(guān)節(jié)炎、腸炎疾病。所述裝置也能用在 美容治療中，例如治療痤瘡或抗老化和抗皺治療。
該裝置的改迸形式具有自動(dòng)打開和關(guān)閉光源的設(shè)備，從而以一系 列脈沖的形式輸送預(yù)期劑量的輻射。這能限制光漂白并能使光藥劑在 仍存活的目標(biāo)細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行新鮮的吸收/代謝。
將要意識(shí)到可以在本發(fā)明的范圍內(nèi)對(duì)所述裝置作各種修改。因此， 例如，擴(kuò)散材料可以是柔性的，從而使整個(gè)圓盤1能夠和待治療區(qū)域 一致。該擴(kuò)散材料的一個(gè)實(shí)例是局部硫化的硅樹脂。此外，LED 6可 具有不同的形狀，或者替換LED6，所述裝置可以具有另一類嵌入式光 源，諸如分布元件LED、微型熒光燈或者微型白熾光燈泡。
15實(shí)施例，該裝置用在與圖1和2所示 的實(shí)施例相似的情況下，但采用了多個(gè)光源并具有一個(gè)擴(kuò)散元件，該 擴(kuò)散元件的形狀被設(shè)置成更加均勻地分散由光源發(fā)射的光。
該裝置的此實(shí)施例具有一個(gè)圓盤形的擴(kuò)散元件14，該擴(kuò)散元件 14具有作為輸出表面的平面圓形底面16。在圓盤14的周邊形成8個(gè) 徑向凹部，每一個(gè)凹部都從圓盤的邊緣朝向其中心延伸，并且每一個(gè) 凹部都容納8個(gè)LED中相應(yīng)的一個(gè)，例如LED 18和19，所述LED中 的每一個(gè)都類似于LED 18，并且等角度地圍繞圓盤14的周邊設(shè)置。 圓盤14的上表面20具有一個(gè)中央凹部，從而使圓盤的厚度從其周邊 到其中心逐漸減小。c截面的環(huán)形塑料殼體22圍繞圓盤14的周邊延 伸。如在圖9中可看到的，殼體和圓盤限定了環(huán)形腔體24，該環(huán)形腔 體24容納用于LED的電連接(諸如用于LED 18的連接26)。如圖3 所示，LED串聯(lián)連接。殼體包括將LED連接到電源的觸點(diǎn)(未示出)， 圖5和6中顯示了其中的兩個(gè)示例。在圖5中，電源采取直接安裝到 圓盤14和殼體22頂部上的圓盤形殼體28的形式。殼體28包含用 于供電的電池和控制箱，該控制箱提供與相對(duì)于第一實(shí)施例而描述的 控制器類似的控制。在圖6所示的裝置中，用于電池和控制電子元件 的殼體的附圖標(biāo)記為30，并且該殼體與圓盤14和殼體22分開。在 這種情況下，電池和控制電子元件經(jīng)電線32連接到所述裝置上。
圓盤14可以具有用在第--^實(shí)施例的圓盤1中的任何材料。圓盤 的上表面帶有用于反射光的發(fā)射層21，否則光將通過圓盤的頂部逸出 返回?cái)U(kuò)散材料內(nèi)。
LED相對(duì)于圓盤14徑向設(shè)置，并發(fā)射導(dǎo)向側(cè)面和圓盤中心的光 線，如圖3中的徑向?qū)嵕€箭頭所示。圓盤擴(kuò)散被發(fā)射的光，其中的一 些光從發(fā)射層21反射，引起光從圓盤底面發(fā)射出來，如圖4的豎直箭 頭所示。圓盤上表面20的凹部會(huì)補(bǔ)償由距LED的距離而產(chǎn)生的光強(qiáng)的下降，從而使整個(gè)輸出表面16基本上均勻地被LED照射。
圖7和8所示的實(shí)施例非常類似于圖3-6所示的實(shí)施例，并因此 采用將圖3-6的附圖標(biāo)記增加100的方式表示相應(yīng)部件。因此，在這 種情況下，均類似于LED 6的8個(gè)LED圍繞擴(kuò)散圓盤114的周邊徑 向設(shè)置，所述擴(kuò)散圓盤被環(huán)形殼體122環(huán)繞并具有上圓形反射層121。 然而，該實(shí)施例與圖5-6所示實(shí)施例的不同之處在于圓盤114為平坦 的，上下圓形表面116和121相互平行。
如果將160mA的電流在7.5伏的電壓下提供到圖7的裝置，該裝 置發(fā)射在擴(kuò)散圓盤114的中心處的光的亮度為3000cd/m2。
圖3-6、 7和8所示的實(shí)施例設(shè)計(jì)可隨著具有介于1至8之間的選 定數(shù)量的LED的裝置而改變。LED的每種構(gòu)造具有將LED串聯(lián)的相 應(yīng)電連接設(shè)置。在能量需求是重要的而照射的同源性不重要的情況下， 光源的設(shè)置可以是非對(duì)稱的(例如只有一個(gè)LED)。同樣設(shè)計(jì)的擴(kuò)散元件 可用于所有可能數(shù)量的LED，因?yàn)樵谑褂蒙儆?個(gè)LED的情況下，一 個(gè)或多個(gè)凹部可以是空閑的，LED僅被放置到選定的凹部?jī)?nèi)。
圖IO所示裝置的實(shí)施例與前述實(shí)施例的不同之處在于不是被嵌入 擴(kuò)散元件內(nèi)，而是將多個(gè)LED設(shè)置到擴(kuò)散元件上方，以照射到后者上。
所述裝置包括由尼龍66、硅樹脂或PET(聚乙烯對(duì)苯二酸酯)制成 的殼體34，該殼體具有圓形頂部36，圓柱形擋件38從該頂部垂下。 附于擋件38底部的是圓盤40形式的擴(kuò)散元件，其可以具有構(gòu)成上述 其它實(shí)施例的擴(kuò)散元件的任何材料。用附圖標(biāo)記42表示的圓盤40的 下表面形成用于被裝置照射的圓形光輸出表面。
殼體34和圓盤40限定含有8個(gè)LED的腔體42，其中的兩個(gè) LED被顯示成圍繞腔體42的周邊等角度設(shè)置的44和46。如圖IO所示，來自LED的光照射到擴(kuò)散圓盤40上，該擴(kuò)散圓盤40基本均勻地將 光分散在表面42上。殼體34的內(nèi)部具有反射涂層，以最大化照射到 擴(kuò)散器上的光量。
如同前面一樣，可以改變?cè)O(shè)計(jì)，從而使裝置具有介于1至8之間 的選定數(shù)量的LED。
在圖U所示的裝置中，擴(kuò)散元件釆取擴(kuò)散材料板48的形式(具有 構(gòu)成本文所述的其它擴(kuò)散元件的任何類型的擴(kuò)散材料)。該擴(kuò)散材料板 被由一系列橫截面為c形的塑料突起形成的矩形殼體50環(huán)繞，殼體 容納4個(gè)冷陰極熒光燈52、 54、 56和58。熒光燈直接對(duì)準(zhǔn)板48的邊 緣，從而使它們發(fā)射的光直接進(jìn)入板中，并在由板的矩形表面60構(gòu)成 的輸出表面上分散光。
燈連接到電源和控制單元，它們類似于相應(yīng)于其它實(shí)施例描述的 電源和控制單元，但包括用于將來自電池的直流電轉(zhuǎn)化為用于操作燈 的交流電的換流器。
圖12所示的裝置為用在食管或其他體內(nèi)結(jié)構(gòu)中的發(fā)光桿或發(fā)光圓 柱體。在這種情況下，擴(kuò)散元件采取半徑為1.25-2.25cm且長(zhǎng)10-12cm 的圓柱形桿8的形式(將意識(shí)到可以根據(jù)裝置的預(yù)期應(yīng)用而選擇不同的 尺寸)。桿8的一個(gè)端面是帶凹部的，以容納嵌入其中的LED 10形式 的光源。該同一端面被電殼體12覆蓋，該電殼體12提供外部端子(未 示出)，LED IO通過該外部端子連接到外部電源上(未示出)。殼體采取 與桿8頂部隔開的圓柱形塑料杯的形狀，以限定容納電線的腔體，所 述電線用于將LED 10上的觸點(diǎn)連接到端子以連接到電源。桿可以由 用于構(gòu)成圖l和2所示實(shí)施例的圓盤l的任何擴(kuò)散材料形成?？蛇x擇 地，所述桿可以由柔性材料形成。
LED利用其半球形的前端最低點(diǎn)及其觸點(diǎn)而定位在裝置頂部，從而使LED向下和向側(cè)面發(fā)射光進(jìn)入桿8內(nèi)。光被擴(kuò)散以便沿桿的長(zhǎng)度 方向提供基本連續(xù)的、優(yōu)選均勻的照射?？梢蕴峁┒嘤谝粋€(gè)的LED以 確保實(shí)現(xiàn)所需的亮度。
圖13所示的裝置在許多方面都類似于圖3-6所示的裝置，并因此 用圖3-6中的附圖標(biāo)記增加200來表示相應(yīng)的部件。因此，該實(shí)施例具 有與如在圖3-6的實(shí)施例中所使用的設(shè)置相同的周邊徑向LED，以如 同圖3-6實(shí)施例所示的相同方式連接起來。該裝置也具有反射頂層(未 示出)，但其形成圓盤214的一部分，該圓盤214具有在WO2005/01070 的圖5中所示的那類光導(dǎo)材料。
該圓盤具有光導(dǎo)件網(wǎng)例如250，成對(duì)的光導(dǎo)件從每個(gè)相應(yīng)光源朝向 圓盤的中心延伸。光導(dǎo)件在圓盤214上分布的許多交叉點(diǎn)(例如252 和254)處交叉。在這些點(diǎn)處從光導(dǎo)件"泄露"的光提供圓盤的分散照 射。這些點(diǎn)的數(shù)量密度沿朝向圓盤中心方向增加，以補(bǔ)償由光導(dǎo)件傳 輸?shù)墓獾膹?qiáng)度與距光源的距離之間的反向關(guān)系。
本發(fā)明的上述各種實(shí)施例采用的光源類型僅僅是示例性的，使用 不同類型的光源也處于本發(fā)明的范圍內(nèi)。尤其是，在所述的或每一個(gè) 光源包括LED的情況下，不必具有除第五實(shí)施例之外的所有實(shí)施例所 使用的LED形狀(半球形的圓柱體)。圖14顯示了可使用的LED的其 它形狀的示例。在LED嵌入擴(kuò)散元件的情況下，其每一個(gè)都容納在擴(kuò) 散元件中具有適當(dāng)形狀的腔體內(nèi)。
盡管圖1的實(shí)施例用于產(chǎn)生0-10W/ct^的輻照度，相信有可能以 該方式驅(qū)動(dòng)所描述的任何實(shí)施例，從而使它們產(chǎn)生高達(dá)75W/cn^的輻 照度。
可以通過提供具有不同顏色的LED而修改具有多個(gè)LED的實(shí)施 例，其中LED圍繞擴(kuò)散元件以重復(fù)的順序設(shè)置(例如，供選的是LED具有兩種不同顏色的情況)。這允許進(jìn)行不同深度的治療。為此，這些
形式的LED的控制和電連接使得不同顏色的LED可以在不同時(shí)間被激 活和去激活。
圖15顯示了圖IO所示裝置的改進(jìn)形式，并采用圖IO的附圖標(biāo)記 增加100來表示相應(yīng)的部件。
代替包含在空心殼體內(nèi)，LED嵌入實(shí)心擴(kuò)散元件134內(nèi)，所述實(shí) 心擴(kuò)散元件由在上述實(shí)施例中LED嵌入其中的任何擴(kuò)散物質(zhì)形成。擴(kuò) 散元件134的外形與圖10實(shí)施例的殼體外形相同，因此擴(kuò)散元件134 的底面是圓形的。擴(kuò)散圓盤140被附連到擴(kuò)散元件134的底部，但在 該情況下，具有稍小于擴(kuò)散元件134底面的直徑。
使用時(shí)，來自LED的光由第一擴(kuò)散元件134分散在圓盤140的 寬度上。圓盤140進(jìn)一步將所述光分散在擴(kuò)散元件的區(qū)域上，以便于 在由圓盤140的底面構(gòu)成的輸出表面上進(jìn)行同質(zhì)光提取。圓盤140的 外表面相對(duì)粗糙以有助于該提取過程。
圓盤140可以通過任何適當(dāng)?shù)氖侄?，如透明粘合劑，連接到擴(kuò)散 元件134的底面。
在圖16所示的實(shí)施例中采用了類似的雙擴(kuò)散和光提取結(jié)構(gòu)。
圖16顯示了圖13的實(shí)施例，其中，圓盤300形式的第二擴(kuò)散器 附于光導(dǎo)材料的圓盤214的底面(例如，借助于對(duì)被發(fā)射的光的波長(zhǎng)來 說是透明的粘合劑)，以密切接觸圓盤。圓盤300大致類似于圖15所 示的圓盤140。
為便于可移動(dòng)地利用所述裝置來治療患者的皮膚，這些裝置可以 裝備有附連裝置，圖17顯示了其中的一個(gè)示例。在圖17中，附圖標(biāo)記500總體代表具有光源和擴(kuò)散元件的裝置， 通過擴(kuò)散元件光從光源到達(dá)患者的皮膚502。當(dāng)前實(shí)施例中的裝置為 圖16所示的裝置，盡管第一至第四和第六實(shí)施例中的任何一個(gè)都能和 圖17所示的附連裝置一起使用。該附接裝置包括一條單面膠帶504， 其在擴(kuò)散元件214的背面延伸以便將膠帶粘結(jié)到擴(kuò)散元件上。而且膠 帶504延伸超出擴(kuò)散元件，以提供側(cè)部506和508，將所述側(cè)部壓到 皮膚502上以粘結(jié)膠帶，并因此使裝置處于皮膚502上的適當(dāng)位置。 可選地，圓盤300的底面(即輸出表面)帶有同樣用于將裝置粘結(jié)到皮 膚的粘性層，因而方便裝置的附連。該層具有粘性，且對(duì)于由裝置發(fā) 射的輻射的波長(zhǎng)是基本透明的，以導(dǎo)致進(jìn)行皮膚治療。
權(quán)利要求
1. 一種用于醫(yī)療和/或美容治療的可移動(dòng)裝置，所述裝置包括局部化的光源和擴(kuò)散元件，所述擴(kuò)散元件用于將來自所述光源的光分散到待治療區(qū)域上以照射并導(dǎo)致所述區(qū)域的治療。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其中，所述擴(kuò)散元件由柔性材料 制成，從而使其能夠與所述待治療區(qū)域一致。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的裝置，其中，所述擴(kuò)散元件具有輸 出表面，使用時(shí)，所述輸出表面覆蓋所述待治療區(qū)域，所述表面限定 了發(fā)射區(qū)，所述裝置將來自所述光源的光發(fā)射到所述發(fā)射區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其中，所述光源位于所述輸出表 面后方，從而使由所述裝置發(fā)射的光基本全部穿過所述擴(kuò)散元件的至 少部分，所述輸出表面的面積大于所述光源的面積。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的裝置，其中，所述輸出表面具有至 少1 cm2的面積。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中，所述面積的大小處于 3-400cn^的范圍內(nèi)。
7. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述光源至少 部分地容納在所述擴(kuò)散元件中的凹部?jī)?nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述光源優(yōu)選嵌入所述擴(kuò) 散元件內(nèi)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置具有相對(duì)于所述輸出表面對(duì)稱設(shè)置的單光源。
10. 根據(jù)權(quán)利要求3-5中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述光源是多 個(gè)這樣的光源中的一個(gè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的裝置，其中，所述光源被設(shè)置成相對(duì) 于所述輸出表面對(duì)稱的陣列。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的裝置，其中，每一個(gè)光源至少 部分地容納在所述擴(kuò)散元件中的對(duì)應(yīng)凹部?jī)?nèi)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其中，每一個(gè)光源都嵌入所述 擴(kuò)散元件內(nèi)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10-13中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置中 光源的可能數(shù)量處于從1到12的范圍內(nèi)，且包括1和12。
15. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述的或每 一個(gè)光源位于所述擴(kuò)散元件的周邊處。
16. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述的或每 一個(gè)光源包括發(fā)光半導(dǎo)體。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其中，所述的或每一個(gè)光源包 括無機(jī)發(fā)光二極管。
18. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述擴(kuò)散元 件包括大致同質(zhì)體的半透明材料，所述半透明材料的全部對(duì)光進(jìn)行散 射。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1-17中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述擴(kuò)散元件具有一個(gè)或多個(gè)光導(dǎo)件，所述光導(dǎo)件用于將光提供到分布在所述擴(kuò) 散元件上的發(fā)射區(qū)。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述擴(kuò)散元 件包括具有平坦表面的擴(kuò)散材料片材。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其中，所述片材的厚度隨距所 述光源的距離增加而減小，以補(bǔ)償由所述光源發(fā)射的光的強(qiáng)度與距光 源的距離之間的相反關(guān)系。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述厚度的減小為漸進(jìn)的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其中，所述裝置具有圍繞所述 擴(kuò)散元件的周邊設(shè)置的多個(gè)光源，所述擴(kuò)散元件具有凹表面。
24. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述擴(kuò)散元件包括桿， 所述光源位于所述桿的一個(gè)端部。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的裝置，其中，所述桿是撓性的。
26. 根據(jù)權(quán)利要求10-14中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述光源可 操作以發(fā)射光。
27. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述裝置包 括用于將所述裝置附連到使用者的附連裝置。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的裝置，其中，所述附連裝置包括粘性 表面和/或繃帶。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的裝置，還包括光藥劑制劑。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中，所述光藥劑制劑包括能 在體內(nèi)代謝轉(zhuǎn)化為活性化合物的惰性化合物。
全文摘要
一種用于醫(yī)療和/或美容治療的可移動(dòng)裝置具有局部化的光源，諸如LED(例如6；19；46；119；219)。來自光源的光經(jīng)輸出表面輸出，使用時(shí)，該輸出表面覆蓋待治療區(qū)域，并且借助于擴(kuò)散元件(例如14；114；214)將光分散在該輸出表面上，所述擴(kuò)散元件的輸出表面能夠形成一體的部分。
文檔編號(hào)A61N5/06GK101432043SQ200780015040
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2007年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月27日
發(fā)明者埃弗爾·戴維德·威廉·塞繆爾, 安德魯·保羅·麥克尼爾, 詹姆斯·弗格森 申請(qǐng)人:魯米克爾有限公司