CN104759034B - 光疗纺织包被 - Google Patents

Abstract

本发明是一种光疗纺织包被，用于对人体投射治疗光。所述包被具有背面层，其上有一个或多个发光织物层，用于发出治疗光。单个发光织物层进一步覆盖在设置在所述背面层上的反光层的上方。所述包被是指包括设置在所述一个或单个发光织物层上方的盖面织物层。所述单个发光织物层包含一条或多条纱线和一条或多条光纤(OFs)，纱线和光纤编织在一起构成所述单个发光织物层的主体。所述单条OF位于所述主体之内的部分具有侧表面，配置为允许至少部分由所述单条OF中传输的光线从所述侧表面泄漏出。所述单条OF以光耦合的方式连接至所述光源，以接收其产生的治疗光。

Description

光疗纺织包被

技术领域

本发明涉及一种光疗纺织包被，用于对人体投射治疗光。

背景技术

新生儿高胆红素血症(黄疸)的特点是在新生儿的血液内非结合胆红素水平上升。胆红素是一种有毒分子，在红血球被破坏后，血红蛋白分解出血红素，在回收铁的过程中产生和释放胆红素。一些新生儿的肝脏不够成熟，无法结合胆红素，因此这种有毒物质不能排出身体。不断积累的胆红素导致高胆红素血症，从而造成了皮肤和其它组织的发黄。严重的黄疸可能导致脑损伤，甚至死亡。据报道，在美国每年约有60％的婴儿和80％的早产儿在出生后第一个星期内会出现临床性的黄疸症状。到目前为止，人们认为，光疗是一种有效治疗新生儿高胆红素血症且无明显副作用的方法。

光疗将非结合胆红素转化为水溶性化合物，其比非结合胆红素更容易通过肾脏排泄。胆红素的转换有三个关键反应，即：光氧化、构型异构化和结构异构化。在结构异构化中，胆红素转化为一种水溶性化合物，“光红素”，该化合物无毒，且很容易从婴儿的身体排出。

光疗的最佳波长范围是从450纳米(nm)到460纳米。这种波长在可见光谱是蓝光。除了波长，光的强度(取决于光源与婴儿之间的距离)、曝光时间的长度和婴儿身体的曝光面积也会影响光疗的治疗效果。

常见的商用光疗系统可以分为两种类型，即，灯箱类型和毯子类型。蓝光箱系统主要在医院使用，以荧光灯或发光二极管(LED)灯用作光源，发出所需波长的光线用于治疗。一个或多个这样的光源通常是悬挂在被治疗婴儿的上方，婴儿则置于灯箱或者摇篮里。这种采用高强度强光的治疗方案，在医院很常见。有时候，一块置于透明塑料袋里的光纤衬垫会放置婴儿下方以提供更全面的光线覆盖。然而，这样的光疗系统有很大的缺陷。首先，该光疗系统的治疗费用相当昂贵，而笨重的治疗设备和高昂价格亦使该疗法很难应用于家庭治疗。在治疗期间，婴儿需与父母分离，戴上眼罩被单独放置在灯箱里，这使父母和婴儿感到紧张和不安。此外，一些照灯箱的设计只提供单向光源，例如，光源只放置于婴儿的上方，这使照射到的皮肤面积减少。而荧光灯在使用过程中会产生热力，可能会导致婴儿出现脱水和过热等副作用。荧光灯亦可能会对婴儿的生理节奏有潜在影响。另外，包裹光纤衬垫的透明塑胶袋会减低透气，使婴儿感到不适。

使用毯子设备的治疗方法近年变得越来越受欢迎。每组设备一般包括一块光纤衬垫以及LED光源，该LED光源放射所需的波长的光，并达到足够的光强度。该治疗方法相对便宜，且便携式的设计方便居家治疗。毯子设计可以避免婴儿与父母分离。婴儿和光源的近距离接触可避免光能量的浪费。目前，市场上有几种商品化的光疗毯子，例如，Biliblanket光疗系统，Bilisoft光疗系统和Bilirubin毯子。

然而，目前可用的产品仍有很大的改善空间。尽管Biliblanket光疗系统和Bilisoft光疗系统提供了足够的照射面积，但他们都只能被放置于婴儿下方，使婴儿能被治疗的皮肤面积受到限制。Bilirubin毯子将蓝色LED内置于毯子中，这设计虽然能够舒适地包裹婴儿和获得高的覆盖度，但亦使清洗和消毒过程变得困难。

因此，设计一种能够提供足够光强度、且大皮肤覆盖度的光疗装置是必要的。设计亦需要考虑装置的舒适度、透气性，消毒问题也需要考虑。

发明内容

本发明是一种光疗用纺织包裹设备，即光疗纺织包被，用于对人体投射治疗光。该纺织包被可分成背面层，以及一个或多个置于背面层上的发光织物层，用于发射治疗光。单个发光织物层覆盖在反光层之上，反光层实质上用于反射发光织物层旳治疗光。反光层被安排夹在单个发光织物层和背面层之间。单个发光织物层包含一条或多条纱线和一条或多条光纤(OFs)。一条或多条纱线和一条或多条光纤编织在一起，构成单个发光织物层的主体。实际上，一条或多条纱线可以包含尼龙/棉质纱线。独立的光纤延伸到主体以外。光纤位于主体之内的部分具有侧表面，配置为允许光纤中传输的光线至少部分地从侧表面泄漏出来。光纤延伸到主体以外的部分以耦合的方式连接至光源，以接收光源产生的治疗光，这设计允许光源放置在远离光疗用纺织包被的地方。因此，可以避免光源产生的热量给人体带来不适。

优选地，纺织包被进一步包括盖面织物层，覆盖在一个或多个发光织物层的上方。盖面织物层至少部分地传输由此经过的治疗光。

在一个实施例中，独立的光纤可以是聚合物光纤(POF)。聚合物光纤直径可以在50μm至2,000μm之间。

单个发光织物层的主体的预处理以热压方法为优选，以增加从侧表面泄漏的光线。热压方法包括在50℃到120℃温度下，对主体施加从2巴至8巴的压力，持续时间从5秒至60秒。通过激光烧蚀、电子束辐照、化学刻蚀、机械加压、或切削等方法在侧表面刻蚀凹痕，泄漏也会增加。

独立的光纤至少传输一束波长为450nm到460nm的光束，从而使包被适用于治疗新生儿黄疸症病人。

单个发光织物层可从背面层拆离，从而允许一个或多个发光织物层和包被的其它部分分开清洗或消毒。

背面层的设计是为阻隔治疗光。因此，在接受治疗光中，可以去除保护人眼的眼罩。此外，可以避免治疗光对医务人员造成不适。

本发明的其它方面将通过以下实施例进行说明。

附图说明

图1展示出依据本发明实施例的光疗纺织包被的结构示意图，该包被具有一个或多个发光织物层，用于对人体(如包在包被内的新生儿)投射治疗光。

图2所示为依据本发明实施例的单个发光织物层的层叠结构，单个发光织物层的主体由一条或多条纱线与一条或多条光纤编织形成，单条光纤延伸到主体外，以接收来自光源的治疗光。

图3是本发明实施例的单个发光织物层横截面的显微镜图像，显示出一条或多条纱线与一条或多条光纤编织在一起，形成单个发光织物层的主体。

图4是聚合物光纤侧表面的放大图，该侧表面经过处理以提高聚合物光纤内部传输的治疗光向外泄漏的百分比。

具体实施方式

本发明提供一种光疗纺织包被，用于对人体投射治疗光。其目的在于使该包被具有柔韧性、透气性和可灭菌性。该包被的一个典型应用是当人体被包裹在包被内时，可以使人体接收治疗光。该包被可用于针对婴儿患者的新生儿黄疸症的治疗过程。然而，这并不意味该包被只限于治疗黄疸。此外，虽然用包被包裹婴儿患者的全身来治疗新生儿黄疸是较佳选择，但此文公开的包被不限于被配置为需要包裹患者整个身体接收治疗光。实际上，当人体接收治疗光时，包被还可以配置为只包裹身体的一部分，如人的躯干或手臂。

光疗纺织包被的示例如图1所示，依据本发明的一个具体实施例，光疗纺织包被100为叠层结构。包被100包含多层，并且通过将多层整合在一起而形成。为了方便和清晰的说明，在说明和定义各层的位置时，以参考垂直方向190作为参考方向。

包被100包含背面层(back layer)110，和一个或多个位于背面层110同侧的发光织物层120a、120b，用于投射治疗光。尽管图1只显示了两个发光织物层，但本发明并不局限于只有两个这样的层。此外，单个(individual)发光织物层120a(120b)位于反光层130a(130b)上方，反光层130a(130b)基本上反射其上接收到的治疗光。反光层130a(130b)是夹在单个发光织物层120a(120b)和背面层110之间。尽管图1描述了不同的单个发光织物层120a、120b采用分开的反光层130a、130b，但反光层130a、130b也可以用一个足够长的连续的反光层替代，位于两个单个发光织物层120a、120b的下方。

依据图2所示，描述了单个发光织物层120a(120b)的具体实施例。单个发光织物层210包含主体215。这里所称的发光织物层的主体意指发光织物层中用于放出大量治疗光的那一部分。单个发光织物层210包含一条或多条纱线(yarns)和一条或多条光纤(opticalfibers，简称OFs)，其中，一条或多条纱线和一条或多条OFs编织在一起，形成发光织物层的主体215。这使主体215同时具有柔韧性、柔软性和透气性，相比下，现有的包裹设计采用塑料布单，本包被能够给人体提供更多舒适度，鼓励人们使用包被100，从而吸收更多的治疗光，促进治疗效果。作为选择，一条或多条纱线包括尼龙和/或棉质纱线。作为另一选择，一条或多条纱线可以由尼龙和棉纱混纺制成。

作为一个示例性的例子，图3是一个显微镜图像，描述了单个发光织物层的一种实际实现方式，并提供其中主体310的剖视图。主体310有包含第一层多个光纤330a的一层和包含第二层多个光纤330b的另一层，通过双层结构形成主体310。虽然此处以双层结构实施例进行说明，但主体310也可以只有一层或采用两层以上来实现。如图3所示，这两层中的OFs 330(包括第一层多个OFs 330a和第二层多个OFs 330b)与纱线320编织在一起。纱线320和OFs 330被布置成近似于相互垂直，以便纱线320和OFs 330编织和整合在一起形成主体310。

在图2中，如上所述的一个或多个OFs被标示为单个OFs 220a、220b、220c和220d为例用作说明。从一个或多个OFs 220a-220d选择单个OF，延伸到主体215之外。为了简单起见，在后面的描述中，单个OF引用220a作为例子。单个OF 220a位于主体215以内的部分具有侧表面225，用于允许单个OF 220a中传输的光线，至少部分地从侧表面225泄漏出。单个OF220a延伸到主体215以外的部分，用于与光源230光学连接，以接收光源230产生的治疗光，这样就允许配置光源230远离包被100。包被100的一个重要的优点是可以避免光源230产生的热量引起对人体的不适。在一实施例中，光源230通过光缆240向单个OF 220a提供治疗光。作为例子，光源230可以是LED或激光发生器。

如果包被100用于治疗新生儿黄疸症病人，单个OF 220a用于至少传输波长从450nm到460nm的光束。如果治疗其它疾病，单个OF 220a用于至少传输相对应治疗该疾病的波长范围的治疗光。作为选择，单个OF 220a可以用于传输波长从500nm到1200nm的光线，使得包被100有潜力应用于去除皮肤色素或者其它光疗。

优选地，单个OF 220a是聚合物光纤(POF)。如果需要使用波长从450nm到460nm的治疗光，用于新生儿黄疸的光疗，POF可以选择50μm至2000μm范围内的直径。

正如上面提到的，单个光纤220a位于主体215内的侧表面225配置为至少部分地泄漏单个OF 220a中传输的光线。为了增加从侧表面225泄漏的光线的照射水平，一种选择是通过热压方法预处理主体215。通过热压方法，在50℃到120℃温度下，对主体施加从2巴(bar)到8巴的压力，持续时间从5秒到60秒。图4所示是用热压方法处理的POF 410的放大图。结果表明，POF 410具有粗糙的侧表面420，从而使得更多的光线从POF 410内部泄漏出。

除了热压方法之外，所述的照射水平也可以通过在单个OF 220a位于主体215内部的侧表面225刻制凹痕，如通过激光烧蚀、电子束辐照、化学刻蚀、机械加压、或切削等方法。

再参考图1。为了使得包被100具有柔韧性和透气性，以便给人体提供舒适性，并且使包被100在包裹人体时是可折叠的，优选地，背面层110实质上由一个或多个纺织材料(如织物)构成。背面层110可以通过毯子的方式实现。此外，反光层130a(130b)可以是以具有反射表面的织物制成。

优选地，包被100进一步包括一个盖面(cover)织物层140，覆盖在单个发光织物层120a(120b)上方。盖面织物层140配置为至少部分地传输由此经过的治疗光。在一个具体的实现中，盖面织物层140包含开口145a、145b，其直接位于单个发光织物层120a、120b上方，允许由发光织物层120a、120b产生的和/或反光层130a、130b反射的治疗光，无阻碍地通过盖面织物层140。

盖面织物层140，一个或多个发光织物层120a、120b，反光层130a、130b和背面层110的位置安排，需要当人的皮肤密切接触盖面织物层140和一个或多个发光织物层120a、120b时，人体可以接受治疗光。有利地，当盖面织物层140和一个或多个发光织物层120a、120b的构成材料包括纺织面料，人体会感到舒适。

背面层110优选地用于充分地阻挡治疗光穿过。因此，在接受治疗光的过程中，覆盖人眼的保护罩可以除去。也可以避免治疗光导致医务人员产生不适。在包被100，盖面织物层140的存在有一个优势，不同于盖面织物层140的材料可以用于制作背面层110，因为背面层110不需要直接密切地接触人体。作为最佳选择，制作背面层110的材料能够有效阻挡治疗光。

方便和令人满意的是，单个发光织物层120a(120b)可以配置为可拆卸，以从背面层分开，从而允许一个或多个发光织物层120a、120b和包被100的其余部分分别清洗或消毒。该包被100的另一个优势是，相比现有光疗毯(具有集成在毯子中的内置LED)更加方便清洗和消毒。

本发明的光疗设备包括用于产生治疗光的光源，以及光疗纺织包被(如前面公开的实施例所描述)，其中该包被进一步配置为光耦合连接至所述光源，以接收光源产生的治疗光。如果该光疗设备是为了治疗新生儿黄疸，光源被进一步配置为产生的治疗光基本上是波长为450nm到460nm的光。

本发明可以采用其它实施方式实现，而不脱离其中的精神和基本特征。以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，并不能限制本发明的保护范围。凡跟随本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。

Claims (18)

1.一种光疗纺织包被，用于对人体投射治疗光，其特征在于，所述包被包括：

背面层；和

一个或多个发光织物层，位于所述背面层同侧、用于辐射治疗光；单个发光织物层覆盖在反光层上方，所述反光层用于反射其上接收到的治疗光，所述反光层设置在所述单个发光织物层和所述背面层之间；

其中：

所述单个发光织物层包含一条或多条纱线和一条或多条光纤(OFs)，所述一条或多条纱线和所述一条或多条OFs编织在一起，构成所述单个发光织物层的主体，单条OF延伸到所述主体之外；

所述单条OF位于所述主体之内的部分具有侧表面，用于允许所述单条OF中传输的光线至少部分地从所述侧表面泄漏；

所述单条OF延伸到所述主体之外的部分，用于光耦合连接至光源，以接收光源产生的治疗光，以允许光源远离包被，从而避免光源产生的热量给人体带来的不适；以及

所述主体具有包含第一多个光纤的第一层和包含第二多个光纤的第二层，其中第一多个光纤的数量大于第二多个光纤的数量。

2.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述单条OF是聚合物光纤(POF)。

3.根据权利要求2所述的包被，其特征在于，所述POF的直径在50μm到2,000μm之间。

4.根据权利要求2所述的包被，其特征在于，所述侧表面允许所述单个OF中传输的光线至少部分地从所述侧表面泄漏是通过采用热压方法预处理所述单个发光织物层的主体而实现，所述热压方法包括：

在50℃到120℃温度下，对主体施加从2巴到8巴的压力，持续时间从5秒到60秒。

5.根据权利要求2所述的包被，其特征在于，所述侧表面允许所述单个OF中传输的光线至少部分地从所述侧表面泄漏是通过激光烧蚀、电子束辐照、化学刻蚀、机械加压、或切削方法在所述侧表面刻制凹痕而实现。

6.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述单条OF用于至少传输波长从450nm到460nm的光束，从而使所述包被适用于治疗新生儿黄疸症病人。

7.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述一条或多条纱线包括尼龙和/或棉质纱线，或者由尼龙和棉纱混纺制成的纱线。

8.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述单个发光织物层可拆分地设置于所述背面层上，从而允许所述一个或多个发光织物层和包裹物的其余部分分开清洗或消毒。

9.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述背面层设置为阻挡治疗光穿过。

10.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述背面层是织物。

11.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述背面层是毯子。

12.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，进一步包括：

覆盖在所述一个或多个发光织物层上方的盖面织物层，所述盖面织物层用于至少部分地传输经由盖面织物层的治疗光。

13.根据权利要求12所述的包被，其特征在于，所述盖面织物层设有一个或多个开口，使得允许所述治疗光经由所述一个或多个开口穿过所述盖面织物层。

14.根据权利要求1所述的包被，其特征在于，所述单条OF延伸到所述主体之外的部分通过光缆与光源光学连接。

15.一种光疗设备，其特征在于，包括：

光源，用于产生治疗光；和

根据权利要求1-5和7-14任一项所述的包被，其中所述包被光学连接至所述光源，以接收所述光源产生的治疗光。

16.根据权利要求15所述的光疗设备，其特征在于，所述治疗光的波长在450nm和460nm之间。

17.根据权利要求15所述的光疗设备，其特征在于，所述光源是发光二极管(LED)或激光发生器。

18.一种光疗设备，其特征在于，包括：

光源，用于产生治疗光，其波长为450nm至460nm之间；和

根据权利要求6所述的包被，其中所述包被光学连接至所述光源，以接收所述光源产生的治疗光。