CN101869740B - 治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置 - Google Patents

Abstract

一种治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置，包括罩体、多个发光二极管元件和控制装置，所述罩体上开设有若干安装孔，所述多个发光二极管元件安装于该安装孔中，该多个发光二极管元件的安装数量及位置根据患者的病灶部位确定，所述控制装置与多个发光二极管元件进行电连接以控制该多个发光二极管元件的发光。本发明实现了一种全新的发光二极管(LED)光照射治疗法，其能够佩戴在病人头部，使LED光穿透头皮和颅骨到达受损脑细胞，达到有效地治疗脑中枢神经系统疾病的目的，具有操作简单、无毒副作用、效果显著和医疗成本低廉的优点，能够用于缺血性脑中风、老年痴呆症和帕金森等脑中枢神经系统疾病的医疗和康复。

Description

治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置

技术领域：

本发明涉及一种医疗器械，尤其涉及一种用LED治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置。

背景技术：

所谓脑中枢神经系统疾病主要指脑中风、老年痴呆症、帕金森等与脑神经病变相关的疾病。

中风是一组以脑部缺血及出血性损伤症状为主要临床表现的疾病，又称脑卒中或脑血管意外。脑中风患者存在血液流变学、神经内分泌、物质代谢(能量代谢、脂代谢)紊乱和免疫异常及脂质过氧化损伤。虽可用的医疗药物颇多，但其副作用和危险性较大，且远期疗效欠佳。患者发病后，多采取运动康复治疗，但运动治疗效果较慢，且需要长期有人陪护以实现治疗目的。因此，对于脑中风一直缺乏安全且有效的治疗措施，脑中风的治疗和康复仍是目前医学界较为棘手的问题。

阿尔茨海默病(Alzheimer′s Disease，AD)，又称老年痴呆症，是一种以不可逆进行性记忆减退和认知、语言功能障碍为主要临床表现的神经变性疾病。其特征性病理变化为大脑皮层萎缩，并伴有β-淀粉样蛋白(β-amyloid，β-AP)沉积，神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles，NFT)，大量记忆性神经元数目减少，以及老年斑(senile plaque，SP)的形成。由于AD罹患期长，给社会和家庭带来了巨大的经济负担。目前尚无特效治疗或逆转疾病进展的治疗药物。

帕金森病又称震颤麻痹，是发生于中老年人的一种慢性、进展性中枢神经系统变性疾病。解剖病理学研究证明，该病主要是因位于中脑部位“黑质”中的细胞发生病理性改变后，多巴胺的合成减少，抑制乙酰胆碱的功能降低，则乙酰胆碱的兴奋作用相对增强。两者失衡的结果便出现了“震颤麻痹”。帕金森病也是四大常见的神经退行性疾病之一(其它三种为亨廷顿氏病、卢伽雷氏症、老年痴呆症)，它是由于脑内黑质细胞的减少引起的。药物治疗虽能使某些患者的症状在一定时间内获不同程度的好转，但不能阻止其自然病理进程，而且可能具有严重的副作用。目前临床上对帕金森病尚无特效疗法，研究者们正在探索非药物疗法。

随着半导体技术的飞速发展，各种波长的发光二极管(Lighting EmittingDiode，LED)在生物医学方面的应用日益扩大。近年来，有研究者发现使用LED阵列作为光源，特别是远红外至近红外光谱(波长630～1,000nm)范围内的LED光源，对体外培养的细胞或者模型动物进行低能光子照射能够产生多种生物调节作用。其中，808nm LED光照射能通过神经元细胞线粒体上的细胞色素C氧化酶作为光受体吸收光能后，导致ATP的生成增加，起到改善神经元细胞线粒体的功能，促进细胞的能量代谢。有实验室数据表明，通过808nmLED照射，可穿透头皮和颅骨，到达受损细胞(神经元，神经胶质细胞，脑血管内皮细胞)。同时，由于808nmLED光照射能够提高细胞内细胞色素C氧化酶的活性和ATP的产生，促进细胞能量代谢及氧化还原过程，恢复脑中枢神经细胞功能，因此，通过用808nmLED光照对改善脑中枢神经细胞病变的疾病有一定治疗效果。

LED光照对于治疗脑中风、老年痴呆症和帕金森等疾病的有效性均有一定的理论基础。例如，最近研究证实808nm LED光照对栓塞缺血区脑皮层ATP含量有显著改善作用。由于线粒体广泛分布于神经元的各个部分，是神经元的能量供应中心，而神经元线粒体功能失调被认为会导致缺血性中风组织损伤，因此，使用808nm LED光照缺血性神经元细胞线粒体，能够改善神经元细胞能量代谢，激活由于中风造成损伤的细胞组织，达到治疗缺血性脑中风疾病的目的。同样的，大量的文献表明，线粒体功能异常和氧化性损伤是AD早期的主要表现，LED近红外光能够提高细胞内色素C氧化酶的活性和ATP的产生，降低细胞内氧化应激水平，改善或者纠正线粒体功能异常所导致的细胞凋亡，发挥细胞保护作用。因此，LED近红外光照能够在AD早期纠正神经元内氧化应激水平和线粒体功能异常，进而阻断AD的进一步发展。对于帕金森，有实验证明通过LED光照能够促进细胞能量代谢，纠正脑内多巴胺代谢紊乱从而改善帕金森氏病的症状。

目前尚未见有利用LED光照射治疗脑中风、老年痴呆症和帕金森等脑中枢神经细胞病变的医疗器械。

发明内容：

为了克服目前药物治疗脑中枢神经系统疾病费用高昂、效果不理想、毒副作用大等缺点，本发明提供一种治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置，其设置有发光二极管(LED)元件，能够佩戴在病人头部，LED光可穿透头皮和颅骨到达受损脑细胞，达到有效地治疗脑中枢神经系统疾病的目的，具有操作简单、无毒副作用、效果显著和医疗成本低廉的优点。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案如下：

一种治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置，其包括罩体、多个发光二极管元件和控制装置，所述罩体上开设有若干安装孔，所述多个发光二极管元件安装于该安装孔中，该多个发光二极管元件的安装数量及位置根据患者的病灶部位确定，所述控制装置与多个发光二极管元件进行电连接以控制该多个发光二极管元件的发光。

本发明所述治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置的罩体为弹性体，其左右各开设有一方便耳朵露出的耳洞，该罩体的下部设有用于固定的布带；所述若干安装孔由硬质材料制成，其分布均匀地镶嵌于罩体上面，其中沿中线位置的最高和最低的两个安装孔分别对应于人体头部的上、下发际线部位；所述控制装置设置有开关按钮和若干与所述若干安装孔数目对应的导线接口；所述发光二极管元件包括有发光体、金属导电片、导管、旋转钮、导线和金属插头，所述发光体的波长为808nm，光照射的最高强度为50mW/cm²，其设置于金属导电片的上方，该发光体的引脚与金属导电片相连接，所述导管设置于金属导电片的下方且与金属导电片相接，所述旋转钮设置于导管上且与金属导电片相隔一距离，该旋转钮和若干安装孔的形状均为长形，该旋转钮能够穿过安装孔并旋转一角度以将发光二极管元件固定于罩体上，所述导线穿过导管的内腔，一端与金属导电片相连接，通过该金属导电片向发光体供电，另一端与所述金属插头相连接，该金属插头将导线连接至控制装置。

本发明实现了一种全新的应用发光二极管(LED)光照射治疗脑中枢神经系统疾病的治疗方法，即LED光照射治疗法。本发明采用能够紧密贴合在患者头部的帽子状的头罩型结构，上面安置有若干可以根据病变部位的不同而任意排列的发光二极管(LED)元件，通过LED光穿透头皮和颅骨，到达受损的脑部中枢神经细胞(神经元、神经胶质细胞、脑血管内皮细胞)的方法，达到提高细胞内细胞色素C氧化酶活性和ATP的产生，促进细胞能量代谢的目的，从而有助于改善脑中枢神经细胞的病变。与现有药物治疗方式相比较，本发明所述治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置医疗过程无毒副作用、操作简单方便、使用成本低廉，能够用于缺血性脑中风、老年痴呆症和帕金森等脑中枢神经系统疾病的医疗和康复。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明发光二极管(LED)元件的结构图。

图中，

1：罩体，2：发光二极管元件安装孔，    3：耳洞，    4：布带，

5：发光二极管元件，    6：发光体，    7：金属导电片，

8：导线，     9：旋转钮，    10：控制装置，        11：开关按钮，

12：导线接口，13：导管，     14：金属插头。

具体实施方式：

现结合附图和具体实施例对本发明作详细的说明。

首先请参阅图1本发明的结构示意图，图示治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置是一种能够佩戴在病人头部，采用发光二极管(LED)光照射治疗脑中枢神经系统疾病的医疗器械，其包括罩体1、多个发光二极管元件5和控制装置10。

所述罩体1为一类似泳帽的弹性体，能够紧密地贴附于患者的头部。该罩体1由具有一定厚度且弹性较大的布料制成，其左右各开设有一耳洞3以方便露出患者的耳朵，该罩体1的下部设有用于固定的布带4，该布带4由弹性材料制成，其将罩体1下部的两侧连接起来，该布带4具有较好的弹性，患者通过该布带4将罩体1紧密贴合在头部。由于罩体1和布带4都具有良好的弹性，因此可以适应不同形状与大小的患者头部，并且能够很好地贴合于对应脑部病变的位置。所述罩体1上开设有形状为长形的若干安装孔2用于安装发光二极管元件5，该若干安装孔2由硬质材料制成，其均匀地呈点状阵列分布和镶嵌于罩体1上面，其中，沿罩体1中线位置的最高的两个安装孔2对应于人体头部的上发际线部位，最低的两个安装孔2对应于人体头部的下发际线部位。

请参阅图2发光二极管元件的结构图。图示发光二极管元件5包括有发光体6、金属导电片7、导管13、旋转钮9、导线8和金属插头14。所述发光体6为一枚小型发光二极管(LED)，能够发射用于治疗的近红外光，其波长为808nm，光照射的最高强度为50mW/cm²，具体参数根据患者病情可以进行调整。该发光体6设置于金属导电片7的上方并且引脚与金属导电片7相连接。所述导管13设置于金属导电片7的下方，并且与金属导电片7相接。所述旋转钮9形状为长形，与罩体1上安装孔2的形状相似且大小略小于安装孔2，该旋转钮9横向地设置于导管13上，并且与金属导电片7相隔一距离以便容纳安装孔2的厚度，该相隔距离根据安装孔2的厚度而定；该旋转钮9恰好能够穿过安装孔2并且之后旋转一角度，由于该旋转钮9和安装孔2的形状均为长形，因此旋转后的旋转钮9无法直接由安装孔2中退出，从而将发光二极管元件5固定安装于于罩体1上的安装孔2中。当需要自罩体1上卸下发光二极管元件5时，只需将旋转钮9旋回一角度然后退出安装孔2即可。如上所述，由于所述发光二极管元件5在每个安装孔2上能够实现随意的安装与拆卸，因此不但便于发光二极管元件5发生损坏时进行及时更换，而且该多个发光二极管元件5在罩体1上的安装数量及位置可以根据各患者的不同病灶部位来确定和调整。该发光二极管元件5安装时，应使发光体6处于罩体1之内、导管13处于罩体1之外，即使发光体6朝向患者的头部，从而使发光体6所发出的红外光能够直射向患者的脑部。所述导线8穿过导管13的内腔，其一端与金属导电片7相连接，通过该金属导电片7向发光体6供电，另一端与所述金属插头14相连接，该金属插头14将导线8连接至控制装置10，该导线8通过金属插头14将发光二极管元件5连接至控制装置10。

再请参阅图1，图示控制装置10用以控制所述多个发光二极管元件5的发光，其通过导线8与多个发光二极管元件5进行电连接。所述控制装置10设置有开关按钮11和若干导线接口12；该导线接口12用以插拔连接导线8端部的金属插头14，其数量与所述罩体1上安装孔2的数目一一对应，以保证每个发光二极管元件5均可通过导线8连接至控制装置10；所述开关按钮11用以启动和关闭控制装置10，进而控制发光体6的发光与否。

本发明所述治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置在使用前，先要根据患者的病情和病灶所在位置决定多个发光二极管元件5在罩体1上的安装数量及位置，然后将罩体1套置于患者头部，使所述头罩装置尽量紧贴于头皮以接近脑部，最后扳动开关按钮11以启动该头罩装置对患者进行LED光照射治疗。该头罩装置在初次使用时以适应为主，每次佩戴时要尽量保证固定于同一位置，一次光照射的时长为15～30分钟，佩戴时患者身体应尽量处于安静状态。

本发明是一种采用LED光治疗脑中枢神经系统疾病的新型装置，其使用808nmLED光照射病人头部，使LED光穿透头皮和颅骨，到达受损的脑部中枢神经细胞(神经元，神经胶质细胞，脑血管内皮细胞)，提高细胞内细胞色素C氧化酶活性和ATP的产生，从而促进细胞能量代谢，达到治疗的目的，适用于缺血性脑中风、老年痴呆症和帕金森等有关脑中枢神经细胞病变的疾病的治疗和康复。本发明具有医疗过程无毒副作用、操作简单方便、使用成本低廉等优点。

Claims (3)

1.一种治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置，其特征在于：所述头罩装置包括罩体(1)、多个发光二极管元件(5)和控制装置(10)，所述罩体(1)为弹性体，其左右各开设有一方便耳朵露出的耳洞(3)，该罩体(1)的下部设有用于固定的布带(4)，所述罩体(1)上开设有若干安装孔(2)，所述若干安装孔(2)由硬质材料制成，其分布均匀地镶嵌于罩体(1)上面，其中沿中线位置的最高和最低的两个安装孔(2)分别对应于人体头部的上、下发际线部位，所述多个发光二极管元件(5)安装于该安装孔(2)中，该多个发光二极管元件(5)的安装数量及位置根据患者的病灶部位确定，所述控制装置(10)设置有开关按钮(11)和若干与所述若干安装孔(2)数目对应的导线接口(12)，所述控制装置(10)与多个发光二极管元件(5)进行电连接以控制该多个发光二极管元件(5)的发光，所述发光二极管元件(5)包括有发光体(6)、金属导电片(7)、导管(13)、旋转钮(9)、导线(8)和金属插头(14)，所述发光体(6)设置于金属导电片(7)的上方，该发光体(6)的引脚与金属导电片(7)相连接，所述导管(13)设置于金属导电片(7)的下方且与金属导电片(7)相接，所述旋转钮(9)设置于导管(13)上且与金属导电片(7)相隔一距离，所述导线(8)穿过导管(13)的内腔，一端与金属导电片(7)相连接，通过该金属导电片(7)向发光体(6)供电，另一端与所述金属插头(14)相连接，该金属插头(14)将导线(8)连接至控制装置(10)。

2.根据权利要求1所述的治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置，其特征在于：所述若干安装孔(2)和旋转钮(9)的形状均为长形，该旋转钮(9)能够穿过安装孔(2)并旋转一角度以将发光二极管元件(5)固定于罩体(1)上。

3.根据权利要求2所述的治疗脑中枢神经系统疾病的头罩装置，其特征在于：所述发光体(6)的波长为808nm，其光照射的最高强度为50mW/cm²。

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