CN103458962A

CN103458962A - 利用光执行医学外部治疗的设备

Info

Publication number: CN103458962A
Application number: CN2011800583866A
Authority: CN
Inventors: R·蒂伯格; P·欧劳森里多
Original assignee: Biolight Patent Holding AB
Current assignee: Biolight Patent Holding AB
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2011-11-14
Publication date: 2013-12-18
Also published as: EP2646113A1; EP2646113A4; CA2818732A1; US20130289670A1; WO2012074454A1

Abstract

本发明涉及一种利用光执行医学外部治疗以治疗不同疾病的设备。所述设备包括被安排成紧贴或者保持于靠近个人身体的发光装置(1)以及用于发光装置的驱动设备(9，10，11，12)。发光装置包括盖(2)和承载发光二极管或相应物(5，6)的表面(4)，发光二极管或相应物被安排成发射不同波长间隔的光。所述驱动设备(9，10，11，12)被安排成控制发光装置(1)，使其在一个或几个预定时间内发射一条或几条光，以及在所述时间期间，根据预定脉冲频率或者脉冲频率系列以脉冲方式发射所述光。所述电子驱动电路(9，10，11，12)适用于分别控制发光二极管，与各个发光二极管(5，6)中的一个或几个相连，并被安排成切换它们的开和关，使得跨越发光二极管板(4)的表面出现可运动的光图像。二极管表面可以具有配合待治疗人体部分(8)的弯曲形状。

Description

利用光执行医学外部治疗的设备

本发明涉及一种利用光执行外部医疗的设备，用于减轻和/或治愈不同医学情形。

例如在瑞典专利No.502784中，描述了一种利用光进行医学外部治疗的设备，其包含发光装置和用于发光装置的驱动设备，所述发光装置被安排成紧贴或者保持于靠近人的身体；发光装置包含发光二极管或者相应物，并被安排成发射红外光。根据所述专利的发明详细说明了驱动设备被安排成控制发光装置，以便在第一步骤中，在第一预定时间内发射红外光，以及之后在第二步骤中，在第二预定时间内发射可见光，并且，还详细说明了驱动设备被安排成控制发光装置，以便根据预定脉冲频率系列，以脉动方式分别发射红外光和可见光。

也知道发射其它单色光用于各种医学情形下的治疗。

此外，已经证明，仅使用一个或者几个单色光并且除红外光以外的光的治疗产生非常好的治疗结果，诸如根据某个脉冲频率发射的各种颜色的可见光。

已经证明，在光以某种方式发射的情形下，所述类型的设备能够非常成功地用于多种医学情形和创伤的治疗，所述创伤例如是运动创伤、扭伤、肌肉疼痛、关节疼痛、头疼、各种发炎情形、各种皮肤紊乱，例如痤疮、背疼等。因此，光治疗在创伤治疗过程中具有积极效果，且减轻和/或者治愈各种疾病。

所述设备也被非常成功地用于伤口的治疗，所述伤口例如是糖尿病患者的脚伤、老年护理、还有美学和马术运动内的伤口。

因此，有这样的认知：通过发射某个频率系列的某种光的光治疗导致以缩短治愈或减轻疾病的时间的形式而体现的实质改善效果。

由于假设光治疗已经在细胞水平产生效果，因此，期望使用动态光图像，且待治疗的整个人体区域随时间接收等量的光。

上述装置，例如在上述瑞典专利No.502784中所描述的那些装置的问题是：为了满足动态光图像以及随时间尽可能等量分布的光量的需求，当发光装置紧靠或者是位于靠近待治疗个体的身体区域时，治疗人员必须利用发光装置执行摆动运动。这个原因在于安排在发光装置底部的发光二极管具有一定的几何延伸且具有不同类型，这就是为什么在相同类型的两个相邻发光二极管之间存在一定距离。因此，为了让待治疗的整个区域暴露于尽可能均匀的照度，发光装置必须来回跨越所述区域。

由于治疗通常要持续约2到10分钟，对人员来说经常执行这样一种治疗是非常繁重的。

因此，已经知道在发光装置的盖和承载发光二极管的板之间安排一个偏心设备，参见瑞典专利No.515992。在这种情况下，偏心设备包含相对于盖固定的第一部件、连接至发光二极管板的第二部件、以及安排成防止板旋转的弹簧。电动马达安排成驱动所述偏心设备，从而具有发光二极管的板执行摆动运动。

我们还知道安排相对于发光装置的盖固定的电动马达，所述电动马达经由驱动轴连接至发光二极管板，参见瑞典专利No.515991。由此，具有发光二极管的板将执行旋转运动，由此总体上实现了更平滑的照度，并由此在待治疗区域中实现了增强的细胞响应。

用于实现期望摆动或旋转运动的上述设备的缺点在于：它们两者都建立于机械产生的运动图案，其中在设备内安装昂贵且相对笨重的组件。而这又会导致更高的生产成本、增加的磨损、以及因此而增加的用于维护的成本以及投诉的风险。对于尽可能无摩擦组件的期望导致制造期间的严格容差和组装运动部件期间的苛刻要求。

用于创立均匀照度的当今设备的另一个缺点是：机械生成的运动图案是在一个平面内进行的，并因此将发射二极管板的几何形状限制为这样一种平面。如果受照射表面也是平面，则这没有问题，因为跨越所述表面实现了均匀且充足的照明。然而，实际上，待治疗表面很少是平面。因此，需要增加有关发射二极管板的几何形状的自由度，使得它变得更适合要被治疗的身体部分。

因此，本发明涉及一种利用光进行外部医学治疗的设备，包含：被安排成紧靠或者被保持于靠近个人身体的发光装置，以及用于发光装置的驱动设备，所述发光装置包括发光二极管或相应物，所述发光二极管被安排成发射不同波长间隔的光，其中，所述驱动设备被安排成控制发光装置在一个或者多个预定时间内发射一个或者多个光，以及在所述时间内根据预定脉冲频率或者脉冲频率系列，以脉动方式发射所述光，所述发光装置包括盖和承载发光二极管的发光二极管板，发光二极管位于所述板上，使得在两个相邻发光二极管之间存在一定距离，其特征在于，电驱动电路被安排用于控制发光二极管，所述驱动电路被连接至一个或几个独立的发光二极管并被安排成切换它们的开和关，使得跨越发光二极管板的表面出现可运动的光图像。

依据本发明的优选实施例，通过赋予发射二极管表面一个弯曲形状，以及通过用电子生成的运动图案来代替机械旋转，解决了待治疗非平面表面的所述问题。电子生成的运动图案关于沿着待治疗身体部分的期望运动提供了充分更大的自由度，且不包含任何可机械运动的部件。这为设计出在形状上适合待治疗身体部分的发光二极管板提供了可能性。这同样为沿着待治疗身体部分的更多任意运动提供了可能性。

因此，发射二极管表面具有弯曲形状，以适应待治疗身体部分，以及电驱动电路被安排成顺序或任意控制发光二极管，所述驱动电路被连接至一个或几个单独的发光二极管，并被安排成切换它们的开和关，使得跨越弯曲的发光二极管表面而出现可运动的光图像。

根据一个有益实施例，发光二极管被安排成所述板上的呈行和列的矩阵形状。

以下将参照附图，进一步详细地描述本发明的实施例。

图1在侧视图中示出了根据本发明的发光装置；

图2示意性地示出了根据本发明的设备的框图；

图3是说明图，用于说明如何通过利用行和列电路顺序控制发光二极管而跨越发光二极管阵列的表面生成不同的运动图案；

图4显示了运动图案的两个例子，其中同时创建几个运动，部分为非重叠运动，部分为重叠运动；

图5示出了其中表面安装的发光二极管与光学透镜一起安排以便提供期望光图像的实施例；

图6示出了两个典型实施例，其中，发光二极管被安排成成簇位于发光装置上；

图7在侧视图中示出了根据发明实施例的发光装置；

图8示意性地示出了适当设计的二极管表面的一些不同例子；

图9示出了如何应用表面安装的发光二极管的例子。

图1一般性地示出了利用光来进行外部医学治疗的设备，所述设备包括发光装置1，所述发光装置被安排成紧贴或者被保持于靠近个人的身体，例如胳膊或者腿22。发光装置在图中以侧面示出，并且包括安排有透明窗格玻璃3的外壳2。在这块窗格玻璃3之下，在外壳内有一块板4，在板4上安排有许多排列为矩阵形的发光二极管5、6。发光二极管5、6被安排成当通过电缆7向其提供电流时，其通过窗格玻璃3发射光。在使用中，外壳2被保持，使得窗格玻璃3紧靠或者接近例如一个人的有问题的身体部分，这个人的受伤的伤口将要接受治疗。此外，所述设备包括用于发光装置的驱动设备，参见图2中的方框图，其中，发光装置1也从下方被示出。驱动设备被安排成控制发光装置1在不同预定时间内发射不同波长的不同单色光，以及在所述时间内根据预定脉冲频率或者脉冲频率系列，以脉动方式发射所述光。

发光装置1包括发光二极管5、6，其被安排成发射紫色、蓝色、黄色、橙色、红色或绿色光中的任一种实质上单色的可视光，以及红外和其它非可视波长的光。将要使用这些光中的哪一种取决于待治疗疾病或创伤类型。

发光装置1可以包括被安排成例如发射红外光的一种发光二极管5。在图2中用实心圆标记这些发光二极管。可使用其它发光二极管6来发射可见光，在图2中使用空心圆来标记这些发光二极管。分别用于红外光和可见光的发光二极管5、6最好是GaAs(砷化镓)型半导体。发光二极管也可被安排成发射其它波长的光。因此，发光装置1可以包括发光二极管5、6，所述发光二极管被安排成发射紫色、蓝色、黄色、橙色、红色或绿色中任意一种的实质上单色的可视光、以及发射红外和其它非可视波长的光。将要使用这些光中的哪一种取决于待治疗的疾病或者创伤类型。发光二极管可呈行和列地以矩阵形布置在发光装置1上。

用于发光装置的驱动设备以一种众所周知的方式包括用于控制驱动电路9、10、11、12的计算机8，所述驱动电路接收由计算机馈送的信号，进而通过导体7驱动发光二极管。键盘13连接至驱动设备或计算机，操作员可以使用所述键盘键入数据，以便由此控制驱动设备以期望方式控制发光装置。适当地，还有显示器14，用于显示通过键盘13输入的设置。另外，所述设备包括电驱动电路，被设置用于发光二极管的顺序控制或者预定控制，所述驱动电路被连接至独立的发光二极管，且被安排成例如依次打开和关闭发光二极管，使得跨越发光二极管阵列的表面出现可运动的光图像。

根据第一优选实施例，驱动电路9、10、11、12被设计用于任意控制发光二极管，使得它们被任意地开和关。

根据第二优选实施例，驱动电路9、10、11、12被安排成随机地控制发光二极管，使得它们被随机地开和关。

根据第三优选实施例，驱动电路9、10、11、12被设计用于发光二极管的预定控制，使得它们根据预定图案被开和关。

图2中，所述驱动电路被示意性地显示，并连接到二极管阵列的行和列。根据一个有益的实施例，驱动电路包括被安排成控制阵列中的一行或几行发光二极管的单独驱动电路11和用于控制阵列中的一列或几列发光二极管的单独驱动电路12。驱动电路11、12被连接至计算机8和适当的电源(未示出)。计算机的处理器能够以标准方式来控制用于二极管阵列中的行和列的驱动电路，使得跨越二极管阵列的表面出现适当的可运动光图像。通过依次打开和关闭各个发光二极管，光强度跨越所述表面移动。光脉冲/光图像由此出现，且能够独立于二极管表面是平面还是弯曲的而生成任意运动，例如圆形运动。这种运动代替了发光装置的由于机械原因而被限制到平面表面的早期的机械生成的运动。

在图3中主要示出了如何能够通过利用行和列驱动电路顺序地控制发光二极管而跨越发光二极管阵列的表面生成不同的运动图案。图中显示了阵列图案，其中，在每个交叉点具有一个发光二极管，并具有用于列的开关(A)和用于行的开关(B)。

通过关闭一个开关(A)和一个开关(B)，能够打开任意选择的发光二极管。通过将这些开关替换为晶体管或者依据本发明的驱动电路，还能够改变电流，从而改变任意选择的发光二极管中的光强度。通过使来自发光二极管的光有一个斜面，换言之通过增加一个二极管的光强度同时减小位于附近的二极管的光强度，可生成适当形状的一个或几个游走光脉冲(C)。通过使来自发充二极管的光有一个斜面，可以实现期望的动态光图像以及跨越阵列表面的更平滑的光强度分布。能够类似地或使用所谓的脉冲宽度调制(PWM)来产生斜面。

通过开和关各个发光二极管，能够实现任意运动，例如是图3所显示的圆形运动。光脉冲C如图中所指示的沿着圆形路径D“游走”。也能够同时生成几个运动，参见图4，如果需要，也可以生成交叠的运动，参见图4。将要使用的运动图案的类型取决于待治疗的创伤的类型，且使用计算机8内的适当软件对其进行控制。意识到，与机械生成的运动相比，电子生成的运动允许更自由地选择运动图案。

正如可以从图1中清楚了解的那样，其上安装有发光二极管5、6的发光二极管表面4主要为平面。这传承自先前的机械生成的运动图案。正如可从图中清楚看到的，于是照射仅仅在有问题的身体部分的较小部分上是最佳的，如箭头B所示。这导致装置经常不得不围绕所述身体部分移动。

通过电子地生成二极管运动，可以以弯曲方式设计光二极管表面4，如图7所示。这样，发光二极管表面能够更适合待治疗的身体部分。在使用中，外壳2被保持，使得弯曲的窗格玻璃3’紧靠或者被保持于靠近有问题的身体部分。这样，身体部分的更大部分能够被照射到，如箭头B’所指，参见图7。

图8图示了适于治疗不同身体部分的几个适当表面几何形状的例子：在一个维度上弯曲的表面显示于图8a，在两个维度上弯曲的表面显示于图8b，管型表面显示于图8c，柔性人体形状表面显示于图8d。这些表面可由预成形的刚性材料构建，但也可以方便地以柔性材料构建。在后一种情况下，照明组件可以与人体的问题部分接触，以及二极管表面的形状然后由人体部分的外部形状确定。在预成形的刚性二极管表面的情况下，在治疗期间其与人体部分保持适当的距离。

图9示出了一个例子，说明了如何能将表面安装型发光二极管5、6应用到具有适合当前人体部分的形状的柔性“光垫”20上。所述材料例如是具有一定“伸缩性”的软塑料材料。发光二极管可设有内置的光学透镜，以便为各个发光二极管提供与发光二极管本身所具有的展开角相比期望的光图像。具有光学器件的发光二极管被嵌入透明材料18内，即用作距离元件的一种软塑料材料，诸如聚乙烯或类似物，使得维持发光二极管/光学器件和当前人体部分之间的适当距离。这样，发充二极管垫20能够被简单地施加或者夹到人体上。发光二极管垫被安排成完全或者部分地围绕当前身体部分。发光二极管通过柔性PCB(印刷线路板)，即一种所谓的柔性板19，连接至驱动电路。

根据优选实施例，二极管表面4’由柔性材料制作，用于紧靠待治疗的人体部分22，由此二极管表面的形状由人体部分的外部形状确定。参见图7。

根据替换实施例，二极管表面4’在刚性材料中预成形。请参见图7。

根据优选实施例，透镜15集成在一个板中，所述板安装在发光二极管上方。请参见图5。

图5示出了一个实施例，在所述实施例中，表面安装型发光二极管5、6具有用于提供期望光图像的光学透镜15，所述期望光图像优选是各个发光二极管的与它们本身所具有的如图5中16所示的展开角相比降低的光散射。在图示的例子中，计划在每个发光二极管上方单独安装小透镜15。可替换地，可在发光二极管上方安装在同一主体内具有几个透镜的板。

作为具有呈行和列的发光二级管的矩阵的替换，发光二极管可被安排成成簇位于板4上，如图6所示的几个例子。在这种情况下，发光二极管形成单独受到控制的圆形“岛屿”簇17、21，使得这些簇例如提供旋转光图像。

由于关于二极管板的形状的增加自由度，治疗设备能够被提供几种不同的照明装置用于不同应用。例如，在治疗期间不需要与身体的物理接触的情况下，所述装置可包含许多固定的预定形状，以及在有问题的身体部分能够通过接触来确定形状的情况下，所述装置包含短袜型、腰带型、臂环型、绷带型或棉被型型号的一个或几个柔性二极管垫。

使用本发明，根据某种图案来执行发光二极管的关和开，能够实现上述旋转运动以及上述振动运动，而无需发光装置的发光二极管相对于待治疗的身体部分移动。其它运动当然也可以仅仅通过以预定方式打开和关闭发光二极管而实现。

当发光二极管表面依从待治疗的身体部分的形状时，跨越整个所述身体部分进一步实现平滑的照明。

本发明并不仅限于上述实施例，可以在后续权利要求书的范围内发生改变。因此，本发明并不限于上述二极管形状，而是可被应用于任何预成形的或柔性的绷带和臂环以及类似形状用于外部医学治疗。对于表面安装型发光二极管，本发明也并不限于任何特定的布局或任何特定的运动图案。而且还可以这样实现，发光二极管可以分布于整个弯曲的二极管表面，或仅仅跨越所述表面的一部分。

Claims

1.一种利用光来执行外部医学治疗的设备，包含被布置为紧靠或者被保持靠近个人身体的发光装置(1)以及用于所述发光装置的驱动设备(9，10，11，12)，所述发光装置包括发光二极管或者相应物(5，6)，所述发光二极管被安排成发射不同波长间隔的光，其中，所述驱动设备(9，10，11，12)被安排成控制所述发光装置(1)，使其在一个或者多个预定时间内发射一个或几个光，以及在所述时间内根据预定的脉冲频率或者脉冲频率系列以脉动方式发射所述光，所述发光装置包括盖(2)和承载发光二极管的发光二极管板(4)，所述发光二极管位于所述板上，使得在两个相邻的发光二极管之间存在一定距离，其特征在于，电驱动电路(9，10，11，12)被安排用于控制发光二极管，所述驱动电路连接至各个发光二极管(5，6)中的一个或几个，并被安排成切换它们的开和关，使得跨越发光二极管板(4)的表面出现可运动的光图像。

2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述二极管表面(4’)具有用于适应待治疗的身体部分(8)的弯曲形状。

3.根据权利要求1或2的设备，其特征在于，所述驱动电路(9，10，11，12)被安排用于发光二极管的顺序控制，使得所述发光二极管被依次打开和关闭。

4.根据权利要求1或2的设备，其特征在于，所述驱动电路(9，10，11，12)被安排用于发光二极管的任意控制，使得所述发光二极管被任意地打开和关闭。

5.根据权利要求1或2的设备，其特征在于，所述驱动电路(9，10，11，12)被安排用于发光二极管的随机控制，使得所述发光二极管被随机地打开和关闭。

6.根据权利要求1或2的设备，其特征在于，所述驱动电路(9，10，11，12)被安排用于发光二极管的预定控制，使得所述发光二极管根据预定图案被打开和关闭。

7.根据权利要求1-6中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述发光二极管(5，6)以行和列的矩阵形状被安排在所述板(4)上。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，所述驱动电路包括单独的驱动电路(11)和单独的驱动电路(12)，驱动电路(11)被安排成控制矩阵中的一行或几行发光二极管，驱动电路(12)用于控制矩阵中的一列或几列发光二极管。

9.根据权利要求1、2、3、4、5、6或7的设备，其特征在于，所述发光二极管(5，6)被成簇安排在所述板(4)上，由此所述驱动电路被安排用于按簇顺序控制所述二极管。

10.根据权利要求1-9中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述驱动电路(9，10，11，12)被安排成增加一个二极管的光强度，同时降低位于附近的二极管的光强度，使得生成适当形状的一个或几个运动光脉冲(C)。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述光强度被安排成通过使有斜面(提高和降低)而被分别增大或者减小，由此实现待治疗区域的广泛均匀照度。

12.如权利要求1-11中的任意一项所述的设备，其特征在于，表面安装的发光二极管(5，6)被提供光学透镜(15)，以便为各个发光二极管给出与各个发光二极管本身所具有的展开角相比期望的光图像。

13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于，所述透镜(15)集成在安装于发光二极管上方的板中。

14.根据权利要求2-13中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述二极管表面(4’)是在刚性材料中预成形的。

15.根据权利要求2-14中的任意一项所述的设备，其特征在于，所述二极管表面(4’)由柔性材料构成，用于紧贴待治疗的身体部分(8)，由此所述二极管表面的形状由所述身体部分的外部形状确定。

16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，所述发光二极管(5，6)是表面安装的，且被安排在柔性发光二极管垫(17，20)中，所述发光二极管垫被完全或者部分地安排成围绕当前身体部分。

17.根据前述任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，具有光学器件的发光二极管被装在透明材料内(18)，所述透明材料被用作距离元件，使得在发光二极管/光学器件和当前身体部分之间保持适当的距离。

18.根据前述任意一项权利要求所述的设备，其特征在于，所述发光二极管经由柔性PCB、柔性电路板等，即所谓的柔性板(19)被连接至所述驱动电路。