CN114929333A - 用于光疗的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种可植入光疗装置，包括：电力接收器元件，其被配置成从外部电力发送器接收电力；光输送元件，其由电力接收器供电，并且被配置成将光疗输送至目标治疗区域；以及系绳元件，其耦接至光输送元件和电力接收器元件。系绳元件被配置成在电力接收器元件与光输送元件之间输送电力。

Description

用于光疗的方法和装置

优先权要求

本申请要求2019年10月21日提交的美国临时专利申请第62/923,738号的权益；其全部内容通过引用并入本文中。

背景技术

作为治疗手段的光输送是人类生存的组成部分。来自太阳的光帮助调节我们的昼夜节律并且全天在我们的皮肤中产生关键的维生素D。光以治疗形式用于治疗眼睛和皮肤的病症，或者用于降低胆红素水平以治疗新生儿黄疸。光输送可以用于治疗许多其他病症。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的附图标记可以在不同视图中描述相似的部件。具有不同字母后缀的相似的附图标记可以表示相似部件的不同实例。附图通常以示例的方式而非限制性的方式来示出本文档中所论述的各种实施方式。

图1示出了光照射系统。

图2示出了耦接至患者的头部的光照射系统。

图3示出了耦接至患者的头部的光照射系统。

图4示出了壳体中的电子部件的示例。

图5示出了照射元件的示例。

图6A至图6D示出了光学光导形状的示例。

图7示出了设置在可定制基板上的照射元件的示例。

图8示出了光学光导形状的另一示例。

图9A至图9D示出了可以耦接至照射元件的定制光导的示例。

图10示出了照射元件的另一示例。

图11示出了平面浸没透镜的使用。

图12示出了在照射系统中的多个光源的使用。

图13示出了光源控制装置的示例。

图14示出了还可以包括对目标治疗区域的电刺激的照射系统的示例。

图15A示出了增强基板的示例。

图15B示出了设置在肿瘤腔中的图15A的增强基板。

图16示出了增强基板的另一示例。

图17示出了在肿瘤腔中的附加的支承元件的使用。

图18示出了肿瘤腔中的附加的支承元件的另一示例。

图19示出了用于将照射元件与外部光源耦接的第二端口。

图20A至图20B示出了在照射元件中的多个光源的使用以及所得到的照射图案。

图21示出了治疗肿瘤的方法的示例。

具体实施方式

作为治疗手段的光输送是人类生存的组成部分。来自太阳的光帮助调节我们的昼夜节律并且全天在我们的皮肤中产生关键的维生素D。光以治疗形式用于治疗眼睛和皮肤的病症，或者用于降低胆红素水平以治疗新生儿黄疸。最近，光已经被视为与光活化药物配对的新治疗的潜在来源，从而得到皮肤癌以及一些内部肿瘤和其他病症的新进展。

使用光治疗内部疾病的主要挑战是光不能进入体内很远。光被皮肤和组织吸收，这将可见波长和近红外(NIR)波长的穿透深度限制为3毫米至5毫米。将光疗应用于肿瘤或刺激神经元以治疗运动障碍可能需要10cm至25cm深度、更小深度或甚至更大深度的光，并且邻近目标治疗区域的可植入光源是光到达人体中这样深度的唯一实用方式。

本公开内容描述了可植入光疗装置、系统和使用方法的新颖的供电、光输送和集成方面。还可以将植入物设计成输送单一治疗以及/或者与除光之外的其他形式的刺激和/或治疗剂结合，并且在这样做时输送创新的组合疗法。也可以修改植入物以包括传感特性，例如响应患者的生理状态调节治疗剂量。

图1示出了光照射系统100的示例，该光照射系统100可以用于在患者的体内输送光疗，例如用于治疗体内深处的肿瘤(例如脑中的胶质母细胞瘤)。尽管本文公开的示例主要涉及将装置植入脑中作为对脑癌的治疗，但这不旨在是限制性的，并且本领域技术人员将理解，可以将装置植入身体的任何其他部分以在体内输送光疗作为用于其他病症的治疗的一部分。因此，本文中描述的装置和系统可以通过外科手术被植入到通过切除肿瘤产生的肿瘤腔中，或者可以在无需外科手术改造的情况下将本文中描述的装置和系统放置在邻近患病区域的自然体腔中或者放置在自然组织中(例如，通过直接植入到组织中)。在任一情况下，光可以用于活化帮助对抗肿瘤或者提供其他治疗效果以治疗疾病的各种治疗剂，从而提供局部疗法。例如，在光动力疗法中，光可以用于活化被细胞吸收的治疗剂(也称为光敏剂)，这使得产生活性氧物质(ROS)，该活性氧物质对宿主细胞有毒并且致使例如肿瘤中的细胞死亡，这在专利和科学文献中有充分报道。ROS的产生可以通过本领域已知的滴定方法定量。光的波长必须与光敏剂的活化光谱交叠。

照射系统包括电力接收器元件，该电力接收器元件可以包括无线线圈101和壳体200。系统还可以包括系绳线300和光源(也称为光元件或照射元件或光源)400。

在该示例或任何示例中的电力接收器元件可以包括或可以不包括任何能量存储装置(例如电池、电容器或其他存储元件)。如果不存在存储装置，则仅在激活外部电源时提供治疗。如果包括能量存储装置，则可以根据需要开启装置，并且照射元件由能量存储装置供电。无线线圈101被配置成从外部电源中的外部发送器线圈接收射频能量，并且可以具有被绝缘体覆盖的一匝或更多匝导线。匝可以采用任何几何形状例如圆形或螺旋形的线圈，并且线圈可以由对电磁能具有传导性的任何材料制成。无线线圈可以可选地由具有圆形或其他线圈图案的金属或导电迹线的柔性印刷电路板或印刷电路板制成。线圈的尺寸适于通过组织进行无线电力传输，例如通过患者的头皮的任何深度，例如小于约5cm、4cm、3cm、2cm或1cm的深度，并且线圈能够容许介入组织厚度的变化。无线发送器和接收器可以可选地能够双向认证，使得只有经批准的装置可以一起工作并且向植入装置发送电力。可选地，可以使用安全的密码技术来确保装置不能被未授权的用户或发送器激活。

无线线圈101可以电耦接和机械耦接至可选的壳体200，使得由线圈101捕获的能量被输送至壳体200，壳体200包括用于管理电力和控制光源400的占空比的各种电子部件。壳体中的电子器件可以安装在印刷电路板上。

壳体可以是任何尺寸或形状，并且可以由任意数目的材料(例如钛或任何生物相容的材料)形成。来自线圈101或系绳300的线可以经由陶瓷馈通耦接至壳体。稍后在本说明书中提供关于壳体200中的电子部件的附加公开内容。

系绳线300可操作地耦接至壳体200、壳体200中的电子器件和光源400。系绳确保光源400保持耦接至壳体，并且可以由具有用于系绳的适当强度以及导电的任何材料形成。系绳线可以被焊接到气密密封的壳体(有时也称为“罐”)中的电子馈通，该壳体封装电源电子器件。系绳300可以是在壳体与照射元件之间线性延伸的几根线，或者这些线可以盘绕、螺旋缠绕、编织、扭绞在一起或采取任何构造，并且具有足够的长度以确保壳体可以被锚定在一个位置中并且光源可以被设置在期望的位置中。系绳可以包括穿过多腔管的多个电线，从而形成单个细丝，或者系绳可以具有多于一个的细丝。

光源400可以是单个光源或者可以包括多个光源。例如，多个光源可以被包括在光源中，并且被配置成被调整到各种强度，并且可以全部具有相同或不同波长的光，其可以被一起控制或者彼此独立地控制。可以选择波长以使治疗剂的光活化最大化。

图2示出了耦接至患者的颅骨1000的图1的光疗系统。此处，光疗系统包括电力接收器元件，该电力接收器元件具有用于从外部电源接收RF能量的线圈101和包含用于控制装置的电子部件的壳体200。系绳300可操作地将壳体与照射元件耦接，该照射元件在肿瘤切除之后设置在患者的脑部中的组织腔中。照射元件在该视图中不可见。系绳可以沿其长度的任何部分盘绕301，以吸收过多的松弛或提供应变消除。在该示例中，使用本领域中已知的技术(例如利用缝合线、卡钉、粘合剂、或者利用诸如螺钉的紧固件)将电力接收器元件附接至患者的颅骨，使得电力接收器元件设置在头皮下方。系绳也设置在头皮与颅骨之间。可以通过颅骨钻出钻孔以使系绳和照射元件能够穿过颅骨进入组织腔，在组织腔中照射元件可以附接至组织以将照射元件固定在期望的位置中，在该位置照射元件将照射目标治疗组织以提供治疗，例如对减少或消除在切除后可能遗留的或可能复发的肿瘤细胞的药物进行活化。钻孔可以与用于在肿瘤切除期间为外科医生提供通道的钻孔相同，或者钻孔可以是单独的钻孔。在该示例中，可以如图所示将电力接收器元件设置在耳后，或者可以将电力接收器设置在沿颅骨的任何地方。

可选地，诸如夹子或索环(未示出)的紧固件可以用于在系绳穿过颅骨中可能具有尖锐边缘的开口时帮助保护系绳。紧固件有助于将系绳保持在适当位置，使得系绳不能被拉出，并且提供线缆管理以防止系绳缠结。紧固件可以由诸如聚合物、硅树脂、金属等的任何生物相容材料形成。

图3示出了图1的光疗系统以及向光疗系统无线地提供射频电力的外部电源700。光疗系统包括电力接收器元件，该电力接收器元件包括用于从电源700(此处是RF无线发送器)接收射频能量(RF)能的线圈101。电力接收器元件还包括包含用于控制光疗系统的电子部件的壳体200。诸如螺钉的紧固件201可以用于将壳体固定至头皮下的颅骨1000。系绳300将壳体和壳体中的电子部件与照射元件(未示出)电耦接，该照射元件设置在肿瘤切除后形成的脑组织的腔中。骨板500可以被重新定位在钻孔中以帮助闭合颅骨，并且索环510或夹子可以用于帮助将系绳固定至颅骨并且防止对系绳的损坏。系绳可以是盘绕的或展开的。此处，电力接收器元件被定位在患者的头部的一侧，大约在眼睛高度。

图4示出了可以用于本文中公开的光疗系统的任何示例的壳体200的示例。可以设置在壳体中以帮助控制光疗系统的一些电子部件包括诸如全波桥式整流器的整流器210，整流器包括四个二极管，该四个二极管被布置成将从线圈101接收的交流电(AC)转换为直流电(DC)。DC/DC转换器220可以耦接至整流器，并且将电力或电压电平从一个电平转换到另一个电平，并且该DC/DC转换器可操作地耦接至照射驱动器240，该照射驱动器驱动可以是诸如发光二极管的一个或更多个光源的照射元件(未示出)。微控制器230也可以被包括在壳体中以控制系统。阻抗匹配网络102可以将线圈耦接至整流器，以确保最大电力传输和最小化损失。阻抗匹配网络可以包括电容器或者可以具有有源电子器件以调谐谐振。壳体还可以包括温度测量部件250，该温度测量部件帮助监测来自设置在目标治疗部位(未示出)处的传感器的温度，从而确保光源处的温度不会过大并且不会引起组织损伤。温度测量部件250还可以监测接收器电子器件的温度以确保避免过热。壳体可以由诸如钛的任何生物相容材料形成，并且为电子部件提供气密密封。壳体可以用作散热元件，或者单独的散热元件(未示出)也可以被包括在壳体中。离开壳体的电引线形成耦接至照射源的系绳300。

图5示出了可以耦接至系绳300并且可以用于照射系统的任何示例的照射元件400的示例。系绳使电力能够从电力接收器元件输送至照射元件，并且可选地还将可选的温度传感器与壳体中的电子器件电耦接。系绳还提供照射元件400与电力接收器元件之间的机械耦接，使得照射元件400和电力接收器元件二者保持耦接在一起。此处，照射元件400包括诸如柔性印刷电路板(PCB)的一个或更多个柔性基板430，柔性基板可以以任何期望的构造成形以符合目标治疗区域。聚酰亚胺是合适的PCB材料的一个示例。目标治疗区域可以是脑中切除肿瘤后产生的腔，因此基板应当可形成为三维形状。另外，柔性基板一旦形成就有助于支承腔周围的组织，以防止组织向内塌陷，这可以防止一些组织被照射。此处，多个照射元件420耦接至柔性基板，并且基板被弯曲成倒置的方形U形构造(或者具有两个竖直腿和连接腿的一个水平条的U形钉)，使得一个照射元件420在U形的每个腿上，并且一个照射元件在U形的腿之间的水平连接件上。这确保了从照射元件发射的光将在若干不同方向上径向向外且均匀地分布以照射目标治疗区域。照射元件420可以是可以彼此独立控制或一起控制的一个或更多个LED。LED可以发射单一波长的光或者若干波长的光，并且可以调整光的强度以及LED开启多长时间和LED关闭多长时间的占空比。PCB可以包括其他电子部件，这些电子部件帮助控制光源并且自动地将电力从系绳按期望的循环连续地引导至每个LED。这使得能够根据需要增加或减少光强度，以控制对肿瘤腔的不同区域的照射。当LED循环时，更强烈的光暴露之后是黑暗周期，这可以增加光敏剂的活化，同时在腔处于黑暗时在照射循环之间给予组织中的氧以恢复的时间。光源和基板可以被封装410在保护装置以及充当帮助将光输送至目标治疗区域的光导的材料中。例如，封装410可以由硅树脂或充当输送光的光导的另一种半透明材料形成，或者封装可以帮助使光漫射。密封件可以是任何形状，包括平面片、方形盒、矩形盒、圆形、圆柱形、球形、卵形等，并且被选择以适合肿瘤腔。

可选的温度传感器251(例如热敏电阻)也可以耦接至柔性基板，以使得能够在目标治疗区域处进行温度监测，因为光可以产生热并且过热是不期望的且可能损伤组织。如果产生过多的热量，则可以关闭光源。如以上提及的，照射元件420和温度传感器251可以可选地被封装在保护光源和传感器以及提供用于将光从照射元件输送至目标治疗区域的期望光学特性的材料中。例如，封装材料可以是光学透明的，或者封装材料可以包含诸如二氧化钛颗粒的漫射材料或反射材料(未示出)。然后，密封件还可以充当光导或波导，以确保传输期间的最小光损失。密封件可以具有用于保护光并且有助于散热的主要层。可以提供密封件的可选的次要层，密封件的次要层充当光导并且利于光分布到目标治疗区域。本文公开了多层封装的示例，其中的任何一个都可以用于照射元件的任何示例。

图6A至图6D示出了可以用于本文公开的任何照射元件的光学光导形状的示例。光导可以与围绕光源的密封件成一体，或者光导可以设置在密封件的顶部上。光导可以由与封装层相同的材料形成，或者可以使用不同的材料。光学光导形状有助于以最小的光损失将光分布到目标治疗区域，并且被成形为适合于在肿瘤切除之后留下的腔，以确保目标治疗区域中的所有组织被照射，从而活化治疗剂。另外，光学光导可以物理地或机械地支承组织并且帮助防止组织塌陷，这也帮助确保目标治疗区域中的所有组织被照射。

图6A示出了云状光学光导451。云状可以包括径向向外延伸的多个凸部。光源和温度传感器可以设置在云中。

图6B示出了包括具有径向向外延伸的辐条的中心球形球453的光学光导。这些辐条可以是线性辐条或采取任何其他形式，并且可以帮助将光学光导锚定在组织中以及支承组织并且将光直接引导至该目标治疗区域。光源和温度传感器可以设置在光学光导中。

图6C示出了星形多边形光学光导452。该星包括多个径向向外延伸的臂，并且每个臂可以径向向外逐渐变细并且终止于狭窄的尖端。光源和温度传感器可以设置在该星中。

图6D示出了眼形光学光导454。光学光导可以具有宽的弓形中间部分并且相对侧逐渐变细到较窄部分。光源和温度传感器可以设置在光学光导中。

图7示出了具有多个光源的照射元件的示例，此处，LED 420设置在诸如柔性PCB的基板430上。照射元件耦接至系绳300，使得照射元件可以从电力接收器元件接收电力，并且可选的温度传感器(未示出)可以可操作地与壳体中的电子部件耦接。照射元件可以耦接至平坦的平面材料片或壁纸455，平坦的平面材料片或壁纸455由可以充当光导以帮助将光分布到目标治疗区域的光学材料形成。壁纸也可以被称为共形拉伸腔纸(CTCP)胶囊。平坦的平面材料可以被弯曲和修整/切割为符合目标治疗区域的尺寸并且被固定到目标治疗区域。整个平坦的平面材料可以是可修整的，或者仅某些部分可以是可修整的。清楚地标记不应修整的区域(例如，邻近LED的区域)。然后，可以利用诸如粘合剂、缝合线、摩擦配合或本领域已知的其他技术将平坦的平面材料耦接至肿瘤切除后留下的腔中的组织。如果使用粘合剂，诸如紫外光(UV)的光可以被引入到壁纸中并且由壁纸分布到目标治疗区域以帮助固化粘合剂(例如，氰基丙烯酸酯)。光可以由外部光源提供，这将在下面讨论。

壁纸可能是期望的，因为已知脑转移瘤切除后的手术腔动力学及其影响对于多形性胶质母细胞瘤(GBM)患者的术后放射外科手术是一种挑战。有症状性脑转移瘤的患者通常通过以下操作进行治疗：手术切除程序，随后对手术腔进行术后立体定向放射手术以改善局部控制。基于许多脑转移专家小组，目前对于这些患者的放射治疗模拟的定时或开始日期没有明确的共识。作为当今面临的挑战的说明性示例，一些人认为，延迟的放射治疗(术后4周至6周)在应对手术腔塌陷方面似乎具有理论优势，这可以由此减少靶体积。

已有大量研究证实，对通过手术和术后放射治疗的患者的手术腔变化进行了回顾性评估。该队列在术后平均24天的实质腔塌陷率(>2cm^3)似乎在21％至31％之间。因此，一些护理者得出结论，在手术后延迟放射治疗超过两周不能提供较小靶体积的益处。似乎明显的是，由于包括水肿控制、愈合、纤维化等在内的一系列原因，在包括手术后3周至4周在内的时间段期间，相当一部分手术腔的的体积显著改变。这已被评估为通过延迟术后辐射来减小治疗体积的机会。

然而，治疗延迟将对这些风险患者具有深远影响。考虑到已知的腔动力学和腔塌陷，仍然需要最大化在整个治疗循环中持续的手术腔边缘光覆盖。嵌入CTCP胶囊中的光源的组合确保了腔边缘表面不会以其他方式逃脱照射。

这样的CTCP胶囊可以包括多材料基质，该多材料基质将用于利用光对切除腔的内部边缘进行铺贴。多材料基质包括各种材料，每种材料具有特定的特性以使共形铺贴效果最大化并且在一些情况下用作波导。基质的基部可以是柔性的生物相容材料，其均匀地符合腔边缘形状但不妨碍光透射或通量。该基质用作各种标准或定制元件的支架，包括较高拉伸强度材料的跨度，以使CTCP胶囊的膨胀效果最大化。这样的膨胀特性将抵消腔塌陷的趋势，从而确保光活化和光导引的均匀、一致和个性化分布。在一些情况下，基部基质的支架功能不仅限于抵消腔塌陷的元件。在一些情况下，多材料基质可以包括用支架支承或锚定光元件自身以优化各种光部件的放置和系统性能的元件。这样的胶囊可以是个性化的。在一些示例中，较高的拉伸跨度用作一个或更多个板条。每个板条可以被单独地控制以优化铺贴。多材料基质可以用优化的聚合物材料模制或浸渍。在一些情况下，较高拉伸强度的材料可以被嵌入基质的基部中或者以一个或更多个腔扩张材料的跨度从基质的基部突出。在一些情况下，腔扩张材料可以锚定或悬挂一个或更多个光元件或多个光系统，也可以不锚定或不悬挂一个或更多个光元件或多个光系统。这样的定制可能在植入时或作为模块化手术套件工作时发生。这样的实例可以包括各种形状、尺寸和构造的各种多材料基质。一些CTCP胶囊可以包括一个或更多个放射性标记，以有助于例如采用CT和/或MR扫描的可视化。这样的方法将有助于胶囊与周围组织、肿瘤组织的区分，并且将使得能够确定壁纸和/或照射元件的迁移或分离。

由于已知手术腔塌陷或收缩，一些切除腔也可能具有弯曲并且难以到达凹穴。这样的定制的CTCP胶囊可以被个性化以应对这种挑战性的腔条件和动力学。还可以采用各种粘合剂、凝胶、纤维网和波导来优化CTCP胶囊。光源可以被嵌入到CTCP中。CTCP材料可以被包覆模制到LED和印刷电路板上。胶囊可以是封闭的、部分封闭的、各种胶囊元件的模块化组合，并且/或者可以包含一个或更多个预先配置的孔。

多材料基质可以是多种不同材料以及/或者一种或更多种材料厚度的组合。多材料基质可以是被构造成可膨胀以用作可植入球囊的多种不同的材料，如将在下面更详细地描述。CTCP铺贴套件可以包括各种部件的预配置的组件，预配置的组件被设计成使得护理者能够根据患者需要优化CTCP胶囊。

图8示出了可以与照射元件集成或耦接至照射元件的光导的另一示例。此处，照射元件包括被安装到柔性或刚性PCB基板430的一个或更多个光源420(例如LED)。LED经由系绳300供电。光导456可以包括具有径向向外延伸的多个辐条的球形中心部分，或者光导456可以包括具有径向向外延伸的多个平面辐条的平坦的平面圆形中心部分。辐条由光学材料形成，该光学材料有助于以最小的光损失将光输送至目标治疗区域中，并且辐条还帮助支承在肿瘤切除之后形成的腔中的组织，从而防止腔塌陷。这有助于确保对目标治疗区域的照射。辐条可以是包括平坦的平面矩形臂、圆形的圆柱形臂或任何其他形状的任何形状。

图9A至图9D示出了可以耦接至照射元件的定制光导的示例。

在图9A中，系绳300将电力输送至封装在诸如球形或方形的标准形状401中的光源。光源被植入在从患者的颅骨1000的脑中切除肿瘤之后形成的腔1100中。在一些情况下，提供附加的光导元件可能是有益的，该附加的光导元件被定制为任何形状并且容易地耦接至封装，以帮助支承腔1100中的组织并且利于将光输送至目标治疗区域。在图9A中，被定制成适合腔的外部光导460耦接至照射元件，从而形成外部卵形光导。外部光导可以卡扣接合、粘附地结合或以其他方式耦接至内部主要光元件。

图9B至图9D示出了可以卡扣到、结合至或以其他方式耦接至光元件的光导的示例。

在图9B中，球形光导461具有被定尺寸成容纳光元件的较小的半球形凹陷区域。光元件插入到凹陷区域中，并且然后粘附地结合或卡扣就位。在该示例中，光元件偏离中心地耦接至光导461，然而光元件也可以设置在球形光导的中心。

图9C示出了具有被定尺寸成容纳光元件的半球形凹陷区域的云状光导462。光元件插入到凹陷区域中，并且然后粘附地结合或卡扣就位。云状光导可以包括径向向外延伸的多个凸部。

图9D示出了具有线性侧面以及弓形或扇形顶部和底部的矩形光导463。光导包括被定尺寸成容纳光元件的半球形凹陷区域。光元件插入到凹陷区域中，并且然后粘附地结合或卡扣就位。

本领域技术人员将理解，图9A至图9D中的示例不旨在是限制性的，并且任何形状的光导可以耦接至照射元件，以支承肿瘤腔中的组织并且确保光被输送至目标治疗区域。

图10示出了可以用于符合切除肿瘤之后的肿瘤腔1100的照射元件的另一示例。此处，具有本文描述的任何构造的封装401的照射元件耦接至系绳300并且由来自系绳300的电力供电。封装401中的照射元件可以包括耦接至诸如柔性或刚性PCB的基板的一个或更多个光源。照射元件耦接至可膨胀构件470，例如球囊，而不是先前上述固体密封件。可膨胀构件是有可塑性的，因此当可膨胀构件径向膨胀时，它将符合肿瘤腔的壁并且提供均匀的支承，从而有助于确保用光照射目标治疗区域。另外，为了适应肿瘤腔中的变化，可以通过进一步膨胀或者通过使其收缩来调整可径向膨胀构件。可膨胀构件可以利用诸如液体或气体的流体进行膨胀。还可以使用对比材料，使得可以利用射线照相成像来使球囊可视化。

图11示出了可以设置在基板上的平面浸没透镜600的使用。平面浸没透镜600可以设置在外部电源(未示出)与照射系统中的电力接收器元件700之间，并且帮助将能量聚焦到接收器上以有效地传输能量。基板可以是脊形的或柔性的，并且可以邻近颅骨1000设置或者附接至颅骨1000并且靠近电力接收器元件。此处，照射系统可以是本文中公开的任何示例，并且包括无线接收器700，该无线接收器700设置在切除肿瘤之后的肿瘤腔中或者附接到颅骨1000。无线接收器700包括天线线圈710，天线线圈710用于接收来自外部能量源的能量并且能量通过浸没透镜聚焦到线圈上。可以包括诸如LED的一个或更多个光源的照射元件由输送至线圈的电力供电。光源可以被封装在密封件720中，该密封件720有助于使光漫射并且还有助于将植入物保持在肿瘤腔1100中的适当位置。本文公开的任何密封件和光导也可以用于照射系统的该示例。

图12示出了在照射系统中的多个光源的使用。此处，照射元件包括被定向成提供定向光输出的多个光源420。在该示例中，三个光源420(例如LED)被定向，使得径向向外并且相对于邻近光源在不同方向上发射光。此处，在3:00点钟方向、6:00点钟方向和9:00点钟方向上发射光。系绳300向光源输送电力。照射元件设置在从患者的颅骨1000的脑中切除肿瘤之后形成的肿瘤腔1100中。光源可以被独立地控制以导引光，并且还独立地调整光强度和开/关定时。一些电子器件480可以设置在保持光源420的基板430上。基板430可以是印刷电路板。照射元件可以被封装410在光学材料中，该光学材料例如通过帮助使光漫射或者有效地透射光以及为光源提供保护性覆盖物来促进光输送。本文描述的任何密封件或光导可以用作密封件。具有多个光源使得能够提供不同的光治疗。

图13示出了可以用于本文中诸如图12中描述的照射系统的任何示例的光源控制装置480的示例。当使用多个光源时，光源控制装置480控制对目标组织的照射，并且能够独立地控制光源。控制装置480包括振荡器481和多路复用器482，多路复用器482以期望的开关频率循环通过图13所示的四个LED 483中的每一个。在替选示例中，微控制器484可以控制振荡器481和多路复用器482。系绳300将控制装置与电力接收器元件连接。电气部件可以被安装在PCB 430上。控制装置480也可以在壳体中而不是照射元件中。

图14示出了还可以包括目标治疗区域的电刺激的照射系统的示例。此处，在从患者的颅骨1000的脑中切除肿瘤之后，在肿瘤腔1100中设置照射系统。照射系统可以是本文公开的任何系统，并且可以包括用于向照射元件420提供电力的系绳300，照射元件420可以具有耦接至诸如PCB430的基板的一个或更多个光源。光源和基板可以被封装410在材料中，该材料例如通过用作光导或者通过使光漫射来保护装置以及利于将光输送至目标治疗区域。封装可以是本文公开的任何封装示例或光导，并且还可以帮助将装置固定到肿瘤腔中。从PCB延伸的是附接至电极800的导体801，电极800暴露于照射元件的侧面，并且可以通过与脑组织的直接接触或者通过经由切除腔中的间质液的传导向目标治疗区域提供电刺激(深部脑刺激)。因此，可以同时提供光疗和电刺激。照射系统(例如图14的照射系统)可以用于在患有诸如帕金森病、肌萎缩性侧索硬化(ALS)、阿尔茨海默病的神经变性疾病以及其中神经刺激是有益的任何其他病症的患者中提供深部脑刺激。刺激可以被单独地提供或与光疗组合地提供，在光疗中光可以用于例如通过活化光敏剂来治疗疾病，包括但不限于脑癌。用于组织刺激的电极，无论是在大脑中还是在身体的其他地方，都可以用于本文描述的光疗系统的任何示例。另外，具有电极的光疗系统不限于植入在肿瘤切除之后形成的肿瘤腔中。可以将光疗系统放置在其中光疗和/或电刺激将被输送以治疗任何疾病或病症的任何组织中。

图15A示出了可以用于本文所公开的光和/或电刺激系统的任何示例的加强基板的示例。对于在这些示例中使用的任何基板，例如其上安装有光源的基板、或光导基板，使用在基板中具有加强的基板以提供更硬的基板或者可以弯曲、折曲或以其他方式成形以适合目标治疗区域并且保持该形状的基板可能是有利的。此处，基板类似于图7中的基板455，并且是可以被修整成期望的尺寸和形状以适合目标治疗区域的平坦的平面基板。基板可以由具有加固特征的材料形成，或者加固特征可以内置到基板中。例如，此处，肋457的二维网格可以被形成在基板中，以提供期望的加固特性。这有助于基板一旦设置在肿瘤切除之后产生的肿瘤腔中就保持其形状。照射元件430(其可以是本文所公开的任何照射元件)可以沿基板被定位在任何地方，并且系绳300耦接至照射元件430以供应电力。加固特征可以由与基部基板相比具有不同机械特性(例如杨氏模量、硬度计(durometer)等)的不同材料(例如不同聚合物)形成。

图15B示出了图15A的在植入颅骨1000中的肿瘤腔1100中的基板中具有加固特征的装置。系绳300将电力提供给照射元件(在该视图中未示出)，该照射元件耦接至具有加固构件或加强构件的基板。在二维情况下，基板形成为部分闭合的环，或者在三维情况下，基板形成为部分闭合的球状体，以支承和符合组织并且照射组织。基板用作光导以帮助照射目标治疗区域。

图16示出了在二维情况下形成为闭合的环或者在三维情况下形成为闭合的球状体的加强基板(例如图15A的示例)的另一示例。此处，电力经由系绳300输送至照射元件(未示出，并且其可以是本文公开的任何照射元件)，该照射元件设置在颅骨1000中的肿瘤腔1100中的加强基板458上。加强基板可以与图15A中所示的相同或不同，并且由于基板中保持期望形状的加强件或者由于使用粘合剂，端部可以在闭合构造中保持彼此并置。这有助于在支承肿瘤腔以确保对目标治疗区域的适当照射的期望的构造中保持基板。

图17示出了在患者的颅骨1000中的肿瘤腔1100中的附加的支承元件的使用。图7、图15A至图15B和图16中描述的壁纸基板概念可以用于设置在肿瘤腔中的附加支承元件以帮助支承目标治疗区域中的组织并且还帮助将光分布到目标治疗区域。此处，系绳300将电力提供到可以是本文所公开的任何照射元件的照射元件。照射元件可以被封装在材料中，并且照射元件和密封件的组合可以耦接至可成形且可修整成适合肿瘤腔中的平坦的平面基板457。平坦的平面基板457可以是本文所描述的任何平坦的平面基板，并且可以是光学透明的以确保光穿过平坦的平面基板。此处，壁纸在二维情况下形成为部分闭合的环，或者在三维情况下形成为部分球形。在一些情况下，提供附加的支承元件459可能是有益的，附加的支承元件帮助支承肿瘤腔中的组织并且防止塌陷，并且附加的支承元件也可以由光学材料形成，从而形成帮助将光分布到目标治疗区域的光导。支承元件可以是被修整和成形成适合肿瘤腔的薄的平面材料片，或者支承元件可以被预制成各种期望的形状。然后可以使用本领域已知的技术(例如利用缝合线、粘合剂或其他技术)将支承元件固定到肿瘤腔中的组织。附加的支承元件还可以充当组织与照射元件之间的间隔物，或者充当帮助将光输送至组织的光学仪器。

图18示出了在患者的颅骨1000中的肿瘤腔1100中使用附加支承元件490的另一示例。同样，系绳300向照射元件提供电力，照射元件可以是本文所公开的任何照射元件。多个附加支承元件490可以耦接在一起(如箭头所指示)以形成完全闭合的环或部分开放的环(在二维情况下)或者完全闭合的球状体或部分开放的球状体(在三维情况下)，这产生了支承肿瘤腔中的组织并且防止组织向内塌陷的刚性或半刚性结构。因此，在手术期间可以进行定制，确保由照射元件提供的光可以照射整个目标治疗区域并且支承腔。支承元件可以卡扣在一起、压配合在一起、粘附地耦接在一起，或者使用本领域已知的耦接机构以形成任何期望的形状，并且这些支承元件可以由用于帮助将光分布到目标治疗区域的光学材料形成。

图19示出了用于将照射元件与外部光源耦接的第二端口。此处，系绳300耦接设置在如上面图7所述的平坦的平面基板455中的照射元件(未示出)。系绳300将电力输送至照射元件，该照射元件经由平坦的平面基板455将光输送至目标治疗区域。如上所述，平坦的平面基板455可以被成形和修整以符合目标治疗区域，并且平坦的平面基板可以被粘附地结合到组织。在一些情况下，例如当使用氰基丙烯酸酯时，光可以用于帮助固化粘合剂。因此，外部光源1300可以经由可以与外部光源可释放地耦接的端口1210提供诸如紫外光的所需的固化光。然后，经由光纤1200将光输送至平坦的平面基板，该平坦的平面基板然后将光输送至目标治疗区域，从而利于粘合剂的固化。一旦基板455被粘附地结合到组织，可以关闭外部光源并且将外部光源从第二端口1210去耦接并移除。端口1210和光纤1200可以保持耦接至平坦的平面基板455，或者端口和光纤也可以被移除。也可以使用耦接至光输入端口1210并且经由光纤1200输送至平坦的平面基板以用于照射和固化粘合剂的外部光源来粘附地结合和固化可以粘附地结合的其他部件，例如图17至图18中的辅助支承元件、围绕(例如图5中的)照射元件的封装、图6A至图6D中的光学光导形状以及图9A至图9D中的辅助光导。在其他示例中，第二光端口可以用于使用外部光源经由基板455将光引入到目标治疗区域，以照射对光起反应的生物制剂、化学品或其他试剂。

图20A至图20B示出了在照射元件中的多个光源的使用以及所得到的提供期望的照射控制的照射图案。

均匀光源可能不是人类组织中不对称分布疾病的最佳解决方案。取决于个体患者以及解剖结构和肿瘤的细节，手术腔中可能存在更可能包含残留肿瘤的区域。为了聚焦光动力治疗(PDT)效果，将光集中到这些区域可能是有益的。术中应用PDT的临床试验显示了输入光(通量，焦耳/cm^2)与临床结果之间的直接关系。在单一应用中(作为较长系列治疗的一部分)，本文公开的装置的示例可以输送定制的光输出，其中对肿瘤风险越大的区域，强调/输出更大。

在植入装置中可用光的总量受到限制，主要是由于无线电力传送限制和组织加热限制。因此，光源的最佳使用是所期望的，并且可以在能够以诸如具有开与关配置中的光源的可变组合的方式控制多个光源的输出的装置中实现。

此外，该配置不仅可以应用于开与关配置，还可以应用于在限定范围内控制单独的LED光输出。这可以通过嵌入在植入的PCB或壳体内的固件来控制，其将引导植入物中的各个光源的功率输出。用户对此的控制可以通过被设计成控制功率传送和输出装置的用户接口来实现。针对每个患者的该“处方”的规划可以类似于放射治疗的空间和时间规划，与患者中肿瘤位置的先验成像相结合。

在图20A中，系绳300耦接至照射元件，该照射元件在该示例中包括四个独立可控的光源420，此处是LED。LED安装在诸如柔性PCB的基板430中，并且可以以任何方式封装组件，如先前所述。因为LED可以被独立地控制，所以可以根据需要打开或关闭LED，以在期望的时间量内在期望的方向上引导光。

图20B示出了当在远离PCB 430的中心的方向上发射光时由四个LED发射的在所有四个方向上的光的强度。每个方向具有叶形图案，该叶形图案示出了每个LED的照射图案和所发射光的强度。在由系绳提供的总电力固定的情况下，每次仅激活单个LED时，每个LED的强度较高。因此，可以在期望的方向上导引照射，并且还可以控制光强度。

使用方法的示例

图21示出了治疗肿瘤的方法的示例。治疗可以由内科医生和外科医生的团队确定，该团队可以包括神经外科医生、神经放射学家和神经肿瘤学家。本文公开的任何照射装置和可选特征可以根据以下使用方法来使用。该示例涉及脑癌的治疗，但这不旨在是限制性的，并且本领域技术人员将理解也可以治疗其他疾病和病症。

MRI(磁共振成像)扫描可以用于确定肿瘤的尺寸和形状，并且基于该信息，可以选择适当尺寸的装置。也可以使用本领域已知的其他成像技术，例如计算机断层摄影(CT)、正电子发射断层摄影(PET)、射线照相成像等。也可以基于输送至目标组织的光敏剂的生物利用度以及有效光通量和定时来确定照射剂量。在一些示例中，人工智能(AI)或AI分类器可以被至少用作模式识别工具，以进行检测并且指导医师进行优化的靶向治疗，从而改善患者的结果。剂量包括光敏剂药物剂量和频率，以及来自可植入光疗装置的光通量。取决于患者状况和肿瘤边缘中任何剩余肿瘤细胞的预期严重性，初始剂量可以更高或更低。

开颅手术通常从颅骨中取出5cm至10cm直径的圆形骨段，并且能够进入患者的脑。在切除肿瘤2102之后，将装置植入2104在开颅手术和肿瘤切除手术之后形成的肿瘤腔中，其中胶质母细胞瘤肿瘤或其他患病组织的大部分由神经外科医生用标准手术程序切除。装置的光源部分由神经外科医生使用本领域已知的方法(包括本文所述的这些方法中的任一种)固定在适当位置。光源可以包括粘在腔中并在适当位置固化的薄的柔性片或壁纸。外科医生可以修整薄的柔性片或壁纸以适合个体患者的肿瘤尺寸和形状2106。

外科医生可以使用氰基丙烯酸酯、纤维蛋白胶或类似的生物相容性组织粘合剂将装置粘附地结合或以其他方式固定到肿瘤腔中2108。该装置能够通过发射粘合剂(胶水)所需的光波长而“自固化”。可以将LED发射器内置到装置中，或者可以将外部固化光耦接至光导，使得固化光可以到达需要它的地方。例如，在粘合剂(例如UV固化粘合剂)通过光固化的情况下，则光源本身可以是其自身的固化光的源。装置可以具有连接至光源上的一点的附件，并且可以通过光源将固化光发送至粘合剂，例如先前上面关于图19所述的示例。

如果需要修整，外科医生可以用手术剪刀或其他切割器械修整光源的光导形状以更好地适合患者的相应的肿瘤腔。光源可以包含指示不应被切割的区域的视觉标记。

照射元件的植入是由神经外科医生决定的，但是应当确保光被引导至目标治疗区域中的包含残留肿瘤或可能经历复发的区域处。对于树突状和浸润性的GBM肿瘤，距已知边缘达到约2cm的额外边缘可能是良好的边界。对于较小的肿瘤，可以附上光元件，使得所有内腔表面都被照射。

然后，可以测试装置2110，以在视觉上检查光源正在工作并且处于正确的位置。

系绳可以延伸至颅骨的外部，并且装置的无线电力部分在颅骨的外部和头皮下的任何位置(例如耳后)被固定就位。也可以将系绳固定到颅骨上，因此系绳不会被患者拉出。夹子或索环可以邻近开颅手术开口附接至颅骨，并且系绳可以用夹子或索环固定，从而用于保护线免受开颅手术周围的尖锐边缘的影响并且还用于将系绳保持在适当位置。多余的线可以卷绕在夹子或索环上。如果需要，可以使用额外的缝线、螺钉、粘合剂等来帮助固定系绳和线圈。颅骨中的凹陷区域可以被形成为有助于容纳系绳、线圈或壳体，从而防止鼓胀或使鼓胀最小化。线圈可以设置在与开颅手术相同的一侧上，或者线圈可以设置在对侧的一侧。一旦装置被植入并且固定至颅骨，可以闭合颅骨，并且也可以闭合头皮。

可选地，照射系统可以包括邻近照射元件的不透射线的标记，以允许外科医生或内科医生使用本领域已知的成像技术(例如MRI、PET、x射线等)来可视化和确认装置在患者的肿瘤腔中的放置。

在手术恢复之后，通过在诊所中经由外部发送器给植入物的无线电力部分供电来激活光动力疗法2112。植入物可以控制其接收的电力水平并且将该电力的大部分引导至光源。在操作人员的观察下，发送器将监测剂量。每个疗程将需要足够的剂量来进行有效的光动力治疗。由于疗程可能至多仅数小时，患者可以利用定期光疗疗程来控制其肿瘤在数月甚至数年内的复发。占空比的示例可以包括一分钟的照射和三十秒无照射，并且然后重复。这有助于减少热量并且还可以使组织能够在光循环之间再充氧。装置的任何示例中的电力接收元件可以包括时钟振荡器，使得其可以管理光源的循环。能量发送器能够重新编程电力接收器元件以改变光输送的定时。

剂量的分次可以在几天内发生，将该方法与一次性治疗区分开。

使用所公开的装置和方法使得能够将大量电力有效地传输至装置，同时仍然使光装置位于传统的无线电力方法不容易到达的大脑中心。

光疗可以可选地与成像和绘图结合以帮助引导照射。由于照射元件可以包含多个光源，因此可以将光导引至期望的方向，使得如果识别出具有更多肿瘤细胞的区域或预期具有更多肿瘤细胞的区域，则可以在该方向上引导光疗。此外，光疗可以与算法和肿瘤复发建模相结合以将光导引至关注区域，其中剂量也由计算机建模预测。本文描述的装置、系统和方法可以与提供期望的诊断或治疗效果的任何光敏剂一起使用。下面描述光敏剂的示例。然后使用本领域已知的脑成像技术以规律的间隔(例如每3个月至6个月)监测患者对光动力疗法或光敏剂药物的不良反应以寻找肿瘤复发。可以根据需要调整患者剂量和治疗。

个性化治疗的可能机会可以发生在患者治疗期间的不同时间，包括在切除期间、在切除后约6周的恢复期期间、在TMZ(替莫唑胺)化疗和放疗的组合约6周的期间、以及在6个月随访期期间。光疗的使用可以单独使用或与这些时间段和治疗中的任一个结合使用以提供增强的结果。

光的波长

基于激活光敏剂所需的波长和组织穿透的深度来选择由照射元件输送的光的波长。例如，在约600nm至940nm的红光至近红外波长范围内的光可以在脑组织中具有足够的组织穿透性。该波长可以用于本文所公开的装置的任何示例。

光敏剂的示例

当暴露于光时可以具有治疗效果的任何光敏剂可以用于本文所述的照射系统的任何示例。光敏剂的示例包括但不限于氨基乙酰丙酸甲酯盐酸盐；帕地泊芬钾；他拉泊芬钠；SGX-301；非马泊芬+吉西他滨；瑞达泊芬；氨基乙酰丙酸+青蒿素；CTT-1700；IVX-MES；IVX-PDT；IVXP-02；JL-103；光细菌；YC-9；ADC+非马波芬；硫酸博来霉素+非马泊芬；左美特泊芬；氨基乙酰丙酸甲酯盐酸盐；莫特沙芬镥；帕多泊芬；SL-017；Vangiolux；氘代泊芬；活化ABCB1用于移植物抗宿主疾病的小分子；用于肿瘤学的靶向EGFR的重组肽；靶向eNOS的小分子；用于肿瘤学的nNOS和NO合酶；盐酸表柔比星+非马泊芬；卟吩姆钠；替莫泊芬；钯细菌脱镁叶绿素；罗他泊芬；维替泊芬；以及5-氨基乙酰丙酸。

这些光敏剂可以在各种癌症和其他疾病的治疗中用光照射，所述癌症和其他疾病包括但不限于：基底细胞癌(例如基底细胞上皮瘤)；鳞状细胞癌；光化性(例如日光性)角化病；皮肤癌；实体瘤；前列腺癌；食管癌；移行细胞癌(尿道上皮细胞癌)；胆道癌(例如胆管癌)；支气管癌；肾癌(例如肾细胞癌)；肾细胞癌症；脉络膜新生血管；脑肿瘤；胶质瘤；神经纤维瘤；头颈癌；肝细胞癌；转移性结直肠癌；鼻咽癌；胰腺癌；良性前列腺增生；年龄相关黄斑变性；冠心病；皮肤血管畸形；外周动脉疾病(PAD)；外周血管疾病(PVD)；蕈样真菌病；牛皮癣；多形性胶质母细胞瘤(例如GBM)；炎性肠病；结直肠癌；恶性间皮瘤；卵巢癌；病毒感染；结肠癌；移植物抗宿主疾病(GVHD)；癌；肉瘤；寻常痤疮；冠状动脉疾病(CAD)(例如缺血性心脏病)；乳腺癌；非小细胞肺癌；小细胞肺癌；和膀胱癌。

实验

测试了具有用于接收RF能量的线圈、用于将所接收的电力的交流电转换成直流电的整流器和LED的样品装置。LED发射波长为约630nm的光，并且测量通量(能量密度)为约120J/cm^2。使用光功率计在约0.1mA至约20mA的驱动电流范围内测量辐射功率。根据报告的文献，估计该通量水平的外推坏死死亡深度约为10mm至20mm。

光敏剂药物活化的主题在本领域中是公知的。光动力疗法的有效应用需要光在光敏剂(PS)药物活化的最佳波长、足够的强度和足够的持续时间以输送最小的光通量(每平方厘米面积的焦耳)。

当在临床前和临床测试中证明对肿瘤的功效时，已知的实验方案已经使用光通量作为控制参数(即，PS活化阈值或靶标)。因此，由于本文公开的照射系统的示例输送与本领域已知的一致的离散量的光通量，因此必须遵循PS的有效活化。在一些示例中，目标光通量为90J/cm^2至500J/cm^2。在一些示例中，目标光通量被优化为100J/cm^2至200J/cm^2。

分次或节律性PDT(mPDT)在PDT研究界中引起了相当大的关注。对于PS活化，mPDT可以达到相同的剂量，但在在低光强度下经过较长的时间段。科学文献报道了，在动物模型中经过了10天的时间段后，具有<100uW/cm^2、比典型PDT方案低1000倍的光强度的有希望的结果。通过使用长得多的时间段(1000x)，强度乘以时间的乘积保持恒定。

其他文献表明通量率(W/cm^2)确实具有影响，示出了在相同量的剂量下，强度越高，会更深入地杀死肿瘤细胞。这还可以导致更多的正常细胞死亡，但是这确实支持光敏剂活化的“阈值”的概念。

其他文献还报道了对其他光通量率的研究是可能的。使用20J/cm^2至400J/cm^2的光通量率(多数在100J/cm^2至200J/cm^2之间)，并且有一些证据表明较高的光通量率对应于较好的结果。

基于这些参考文献中包含的数据，植入光疗装置治疗靶向100J/cm^2的光通量。当被分配许多小时或甚至数天时，输送该能量所需的瞬时功率可以为mW或数十mW的量级(例如，在4小时内为7mW/cm^2)。另外的细节可以参见Brendan J.Quirk等人的“Photodynamictherapy(PDT)for malignant brain tumors——Where do we stand”Photodiagnosisand Photodynamic Therapy 12.3(2015)：530-544。以及Tudge,S.H.等人的Modulation oflight delivery in photodynamic therapy of brain tumours，Journal of ClinicalNeuroscience，1999 6(3)，227-232；以及Yamagishi的Tissue-adhesive wirelesslypowered optoelectronic device for metronomic photodynamic cancer therapy，Nature Biomedical Engineering，2019年1月；其全部内容通过引用并入本文。

注释和示例

以下非限制性示例详述了本主题的某些方面以解决挑战并且提供本文讨论的益处等。

示例1是可植入光疗装置，包括：电力接收器元件，其被配置成从外部电力发送器接收电力；光输送元件，其由所述电力接收器提供的所述电力供电，并且被配置成向目标治疗区域输送光疗；以及系绳元件，其可操作地耦接至所述光输送元件和所述电力接收器元件，所述系绳元件被配置成将来自所述电力接收器元件的所述电力输送至所述光输送元件。

示例2是示例1所述的装置，其中，所述电力接收器元件包括线圈，所述线圈被配置成从所述外部电力发送器接收所述电力，并且其中，所述电力包括射频能量。

示例3是示例1至2中任一项所述的装置，其中，所述电力接收器元件包括与所述系绳可操作地耦接的密封壳体，所述装置还包括设置在所述密封壳体中的电子部件，所述电子部件被配置成控制被输送至所述光输送元件的所述电力。

示例4是示例1至3中任一项所述的装置，其中，所述光输送元件包括封装在光学材料中的光源，所述光学材料被配置成保护所述光源，并且其中，所述光学材料利于将光从所述光输送元件传输至所述目标治疗区域。

示例5是示例1至4中任一项所述的装置，还包括耦接至所述光输送元件的光学光导，所述光学光导被成形为利于将光从所述光输送元件输送至所述目标治疗区域。

示例6是示例1至5中任一项所述的装置，其中，所述光输送元件包括设置在基板上的多个光源，并且其中，所述基板被构造成成形为匹配所述目标治疗区域。

示例7是示例1至6中任一项所述的装置，其中，所述基板是被配置成将光引导至所述目标治疗区域的光导，并且其中，所述基板被构造成被修整成期望形状以适合所述目标治疗区域。

示例8是示例1至7中任一项所述的装置，其中，所述光输送元件包括多个光源，所述多个光源被配置成相对于彼此是独立可控的。

示例9是示例1至8中任一项所述的装置，其中，所述光输送元件还包括温度传感器，所述温度传感器被配置成测量所述目标治疗区域处的温度。

示例10是示例1至9中任一项所述的装置，其中，所述光输送元件设置在径向可膨胀构件中，所述径向可膨胀构件具有膨胀构造和收缩构造，其中，在所述膨胀构造中，所述径向可膨胀构件符合所述目标治疗区域。

示例11是示例1至10中任一项所述的装置，其中，所述光输送元件还包括端口，所述端口被配置成可释放地接收光纤，所述光纤光学耦接至外部光源，并且其中，来自所述外部光源的光经由所述光纤被输送至所述光输送元件以用于照射所述目标治疗区域。

示例12是包括示例1至11中任一项所述的装置的光疗系统，并且是示例1至10中任一项所述的装置，外部电力发送器被配置成将电力无线地发送至电力接收器元件。

示例13是示例12所述的系统，还包括平面浸没透镜，所述平面浸没透镜设置在所述外部电力发送器与所述电力接收器元件之间，所述平面浸没透镜被配置成将来自所述外部电力发送器的能量朝向所述电力接收器元件聚焦。

示例14是示例12至13中任一项所述的系统，还包括电极，所述电极被配置成向所述目标治疗区域提供电刺激。

示例15是示例12至14中任一项所述的系统，还包括至少一个支承元件，所述支承元件被配置成并置和支承所述目标治疗区域中的组织。

示例16是示例12至15中任一项所述的系统，还包括光敏剂。

示例17是一种用于将光疗输送至患者的目标治疗区域的方法，所述方法包括：提供可植入光疗装置，所述可植入光疗装置包括电力接收器元件、光输送元件和系绳元件；将所述光疗装置植入患者的所述目标治疗区域处；将来自外部电力发送器的电力无线地发送至所述电力接收器元件；经由所述系绳将来自所述电力接收器元件的所述电力传送至所述光输送元件；以及利用来自所述光输送元件的光来照射所述目标治疗区域。

示例18是示例17所述的方法，其中，将来自外部电力发送器的电力无线地发送至所述电力接收器元件包括：用线圈接收射频能量。

示例19是示例17至18中任一项所述的方法，其中，所述照射包括用独立可控的多个发光元件照射所述目标治疗区域。

示例20是示例17至19中任一项所述的方法，其中，无线地发送所述电力包括：从所述外部电力发送器发送所述电力并且用平面浸没透镜将所述电力朝向所述电力接收器元件聚焦。

示例21是示例17至20中任一项所述的方法，还包括用邻近所述光输送元件的电极提供的能量电刺激所述目标治疗区域中的组织。

示例22是示例17至21中任一项所述的方法，其中，所述目标治疗区域包括所述患者的脑。

示例23是示例17至22中任一项所述的方法，将光纤可释放地耦接至所述光输送元件；经由所述光纤将来自外部光源的光输入到所述光输送元件；以及用来自所述外部光源的光照射目标组织。

示例24是示例17至23中任一项所述的方法，其中，所述光输送元件包括设置在基板上的多个光源，所述方法还包括：使所述基板成形为符合所述目标治疗区域并且在多个方向上引导光以照射所述目标治疗区域。

示例25是示例17至24中任一项所述的方法，还包括将所述基板修整成期望的尺寸或形状以适合所述目标治疗区域。

示例26是示例17至25中任一项所述的方法，还包括用温度传感器测量所述目标治疗区域处的温度。

示例27是示例17至26中任一项所述的方法，其中，所述光输送元件包括封装在光学材料中的多个光源，所述光学材料是将来自所述多个光源的光引导至所述目标治疗区域的光导。

示例28是示例17至27中任一项所述的方法，其中，所述光输送元件设置在径向可膨胀构件中，所述方法还包括使所述径向可膨胀构件径向地膨胀以与所述目标治疗区域并置并且符合所述目标治疗区域。

示例29是示例17至28中任一项所述的方法，还包括将支承元件设置在所述目标治疗区域中来帮助支承所述目标治疗区域中的组织，以确保所述组织被照射。

在示例30中，示例1至29中的任何一个或任何组合的装置、系统或方法能够可选地被配置成使得所列举的所有元件或选项可供使用或从中选择。

以上的具体实施方式包括对附图的参照，附图形成具体实施方式的一部分。附图通过说明的方式示出了可以实践本发明的具体的实施方式。这些实施方式在本文中也称为“示例”。这样的示例可以包括除了示出的或描述的元素之外的元素。然而，本发明人还考虑了其中仅提供了示出的或描述的这些元素的示例。此外，本发明人还考虑了使用关于特定示例(或其一个或更多个方面)或关于本文示出的或描述的其他示例(或其一个或更多个方面)示出的或描述的这些元素(或其一个或更多个方面)的任何组合或排列的示例。

在本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致的情况下，则以本文档中的用法为准。

在本文档中，如在专利文献中常见的那样，不管“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法，使用术语“一”或“一个”来包括一个或多于一个。在本文档中，除非以其他方式指示，否则术语“或”用于指代非排他性的或，使得“A或B”包括“A而非B”、“B而非A”以及“A和B”。在本文档中，术语“包括”和“在......中”用作相应术语“包含”和“其中”的简明英语等同物。此外，在所附权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除权利要求中的这样的术语之后列出的这些元素之外的元素的系统、装置、物品、结合物、配方或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对它们的对象施加数值要求。

以上描述旨在是说明性的，而不是限制性的。例如，上述示例(或示例的一个或更多个方面)可以彼此组合地使用。例如本领域普通技术人员在查阅以上描述后可以使用其他实施方式。提供摘要以使得读者快速确定技术公开内容的本质。所提交的摘要应当理解为不用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在上面的具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起以组织本公开内容。这不应当被解释成意为：对于任何权利要求而言，未要求保护的公开特征均是必要的。而是，发明主题可能在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求由此作为示例或实施方式并入到具体实施方式中，其中，每项权利要求独立作为单独的实施方式，并且预期这样的实施方式可以以各种组合或排列的方式相互组合。本发明的范围应该参照所附权利要求以及这样的权利要求所赋予的等同物的全部范围来确定。

Claims (29)

1.一种可植入光疗装置，包括：

电力接收器元件，其被配置成从外部电力发送器接收电力；

光输送元件，其由所述电力接收器提供的所述电力供电，并且被配置成向目标治疗区域输送光疗；以及

系绳元件，其可操作地耦接至所述光输送元件和所述电力接收器元件，所述系绳元件被配置成将来自所述电力接收器元件的所述电力输送至所述光输送元件。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电力接收器元件包括线圈，所述线圈被配置成从所述外部电力发送器接收所述电力，并且其中，所述电力包括射频能量。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电力接收器元件包括与所述系绳可操作地耦接的密封壳体，所述装置还包括设置在所述密封壳体中的电子部件，所述电子部件被配置成控制被输送至所述光输送元件的所述电力。

4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光输送元件包括封装在光学材料中的光源，所述光学材料被配置成保护所述光源，并且其中，所述光学材料利于将光从所述光输送元件传输至所述目标治疗区域。

5.根据权利要求1所述的装置，还包括耦接至所述光输送元件的光学光导，所述光学光导被成形为利于将光从所述光输送元件输送至所述目标治疗区域。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光输送元件包括设置在基板上的多个光源，并且其中，所述基板被构造成成形为匹配所述目标治疗区域。

7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述基板是被配置成将光引导至所述目标治疗区域的光导，并且其中，所述基板被构造成被修整成期望形状以适合所述目标治疗区域。

8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光输送元件包括多个光源，所述多个光源被配置成相对于彼此是独立可控的。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光输送元件还包括温度传感器，所述温度传感器被配置成测量所述目标治疗区域处的温度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光输送元件设置在径向可膨胀构件中，所述径向可膨胀构件具有膨胀构造和收缩构造，其中，在所述膨胀构造中，所述径向可膨胀构件符合所述目标治疗区域。

11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述光输送元件还包括端口，所述端口被配置成可释放地接收光纤，所述光纤光学耦接至外部光源，并且其中，来自所述外部光源的光经由所述光纤被输送至所述光输送元件以用于照射所述目标治疗区域。

12.一种光疗系统，包括：

权利要求1所述的可植入光疗装置；以及

外部电力发送器，其被配置成将电力无线地发送至电力接收器元件。

13.根据权利要求12所述的系统，还包括平面浸没透镜，所述平面浸没透镜设置在所述外部电力发送器与所述电力接收器元件之间，所述平面浸没透镜被配置成将来自所述外部电力发送器的能量朝向所述电力接收器元件聚焦。

14.根据权利要求12所述的系统，还包括电极，所述电极被配置成向所述目标治疗区域提供电刺激。

15.根据权利要求12所述的系统，还包括至少一个支承元件，所述支承元件被配置成并置和支承所述目标治疗区域中的组织。

16.根据权利要求12所述的系统，还包括光敏剂。

17.一种用于将光疗输送至患者的目标治疗区域的方法，所述方法包括：

提供可植入光疗装置，所述可植入光疗装置包括电力接收器元件、光输送元件和系绳元件；

将所述光疗装置植入患者的所述目标治疗区域处；

将来自外部电力发送器的电力无线地发送至所述电力接收器元件；

经由所述系绳将来自所述电力接收器元件的所述电力传送至所述光输送元件；以及

利用来自所述光输送元件的光来照射所述目标治疗区域。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，将来自外部电力发送器的电力无线地发送至所述电力接收器元件包括：用线圈接收射频能量。

19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述照射包括用独立可控的多个发光元件照射所述目标治疗区域。

20.根据权利要求17所述的方法，其中，无线地发送所述电力包括：从所述外部电力发送器发送所述电力并且用平面浸没透镜将所述电力朝向所述电力接收器元件聚焦。

21.根据权利要求17所述的方法，还包括用邻近所述光输送元件的电极提供的能量电刺激所述目标治疗区域中的组织。

22.根据权利要求17所述的方法，其中，所述目标治疗区域包括所述患者的脑。

23.根据权利要求17所述的方法，还包括：

将光纤可释放地耦接至所述光输送元件；

经由所述光纤将来自外部光源的光输入到所述光输送元件；以及

用来自所述外部光源的光照射目标组织。

24.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光输送元件包括设置在基板上的多个光源，所述方法还包括：使所述基板成形为符合所述目标治疗区域并且在多个方向上引导光以照射所述目标治疗区域。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括将所述基板修整成期望的尺寸或形状以适合所述目标治疗区域。

26.根据权利要求17所述的方法，还包括用温度传感器测量所述目标治疗区域处的温度。

27.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光输送元件包括封装在光学材料中的多个光源，所述光学材料是将来自所述多个光源的光引导至所述目标治疗区域的光导。

28.根据权利要求17所述的方法，其中，所述光输送元件设置在径向可膨胀构件中，所述方法还包括使所述径向可膨胀构件径向地膨胀以与所述目标治疗区域并置并且符合所述目标治疗区域。

29.根据权利要求17所述的方法，还包括将支承元件设置在所述目标治疗区域中来帮助支承所述目标治疗区域中的组织，以确保所述组织被照射。

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