CN115212467A - 一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽 - Google Patents

一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽。该头帽包括：罩体，所述罩体以宽松方式容纳患者的头部，使得在治疗过程中患者的头部具有可活动间隙；布设在所述罩体中的近红外照射单元的阵列，该阵列中的邻近的近红外照射单元之间具有第一预设距离，邻近的近红外照射单元以预设的发散角协同向患者的头部发射近红外光，使得在患者的头部在所述罩体内保持不动或在可活动间隙内活动的情况下，发射的近红外光覆盖全头部且平均功率密度大于40mW/cm2。该头帽能够在治疗过程中让患者头部在宽松的空间中可活动，提升患者的治疗顺应度，并且，在患者头部活动的情况下，使得AD患者的各个脑区都能被照射到，确保了对AD的治疗效果。

Description

一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽
技术领域
本申请涉及医疗设备领域，更具体地，涉及一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽。
背景技术
阿尔兹海默症(AD)多见于65岁以上老人，起病缓慢或隐匿，随着时间不断恶化，主要表现为认知功能下降、语言功能障碍、情绪不稳定、精神症状和行为障碍、日常生活能力的逐渐下降，最终丧失身体机能并导致死亡。目前，AD起因不明确，随着全球人口老龄化的发展，AD的患者不断增多，给家庭和社会带来了沉重的负担。
AD目前在临床上还没有有效的药物治疗方法。多年来，国内外进行了大量运用物理电磁刺激来治疗AD的研究，例如经颅直流电刺激、经颅磁治疗等，但这些电磁治疗只能到达大脑皮层，对深部脑区刺激不佳。近年来，国内外也进行了用近红外光来治疗AD的前沿研究，但目前虽然有一些研究成果，但多在小鼠上进行活体实验，且以人为受试者的临床结果很少。
现有技术中的治疗设备的头帽发射的近红外光的光平均功率密度较低，近红外光穿透颅骨后在脑组织上的能量沉积较少，难以达到很好的光治疗效果，并且近红外治疗模块分体设置不能照射到全脑，进而使得光治疗效果较差。
发明内容
提供了本申请以解决现有技术中存在的上述问题。需要一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽，其能够在治疗过程中让患者头部在宽松的空间中可活动，并且在患者头部活动的情况下，依然能够对AD患者的全头部全面地发射具有充足平均功率密度的近红外光，使得AD患者的各个脑区都能被照射到，从而在提升患者的治疗顺应度的同时，确保对AD的良好治疗效果。
根据本申请的第一方案，提供一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽。该头帽包括罩体，所述罩体以宽松方式容纳患者的头部，使得在治疗过程中患者的头部具有可活动间隙。布设在所述罩体中的近红外照射单元的阵列，该阵列中的邻近的近红外照射单元之间具有第一预设距离，邻近的近红外照射单元以预设的发散角协同向患者的头部发射近红外光，使得在患者的头部在所述罩体内保持不动或在可活动间隙内活动的情况下，发射的近红外光覆盖全头部且平均功率密度大于40mW/cm2。
与现有技术相比，本申请实施例的有益效果在于：
利用根据本申请各个实施例的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽，其能够在治疗过程中让患者头部在宽松的空间中可活动，适应各种病程的AD患者的诸如对封闭和拥挤空间的心理障碍等特殊心理需求，提升患者的治疗顺应度。并且，通过罩体空间内的可活动间隙、邻近的近红外照射单元的预设的发散角和之间的预设间距协同作用，使得在患者的头部在可活动间隙中活动的情况下，确保邻近的近红外照射单元以预设的发散角发散的近红外光在头皮处形成交叠，不仅可以严密地覆盖全头部而不遗漏任何一个脑区，通过交叠还可以确保足够的平均功率密度，进而确保了对AD的治疗效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
在不一定按比例绘制的附图中，相同的附图标记可以在不同的视图中描述相似的部件。附图大体上通过举例而不是限制的方式示出各种实施例，并且与说明书以及权利要求书一起用于对所公开的实施例进行说明。在适当的时候，在所有附图中使用相同的附图标记指代同一或相似的部分。这样的实施例是例证性的，而并非旨在作为本装置或方法的穷尽或排他实施例。
图1(a)示出配备有根据本申请实施例的头帽的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的构造示意图；
图1(b)示出用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽中近红外照射单元的阵列的构造示意图；
图2示出利用根据本申请实施例的光治疗设备对AD患者进行光疗后，接受光疗的AD患者与对照组AD患者的阿尔茨海默症评估量表认知量表(ADAS-cog)评分的对比图表；
图3示出根据本申请实施例的患者的全脑的各个脑区的分布示意图；
图4示出利用根据本申请实施例的光治疗设备对于5月龄的AD小鼠进行光疗后，接受光疗的AD小鼠与对照组AD小鼠的大脑皮层区域和海马CA1区域的病理切片图，其中示出了β-淀粉样蛋白(Aβ)(图4中示出为颗粒)的分布状况；
图5示出用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽中作为近红外照射单元的示例的灯板上的近红外LED的排布图示；
图6示出根据本申请实施例的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽在佩戴状态下的示意图；
图7示出根据本申请实施例的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽的立体图；以及
图8示出配备有根据本申请实施例的头帽的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的总体构造示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作详细说明。下面结合附图和具体实施例对本申请的实施例作进一步详细描述，但不作为对本申请的限定。本文中所描述的各个步骤，如果彼此之间没有前后关系的必要性，则本文中作为示例对其进行描述的次序不应视为限制，本领域技术人员应知道可以对其进行顺序调整，只要不破坏其彼此之间的逻辑性导致整个流程无法实现即可。
本申请中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。本申请中使用的术语“头部”表示人体脖子(颈椎)以上的器官，包括脑部以及颅骨、皮肤和毛发等脑外组织。本申请中使用的术语“脑部”表示去除了脑外组织等留下的器官，主要旨在表示大脑，但不限于此，也可以包含大脑、小脑和脑干等。本申请中使用的术语“全脑”旨在与分立的脑区比如额叶、颞叶区分开，但并不受限于“脑部”的穷尽的各个区域。“全脑”至少包含额叶、颞叶、顶叶和枕叶，在一些情况下也可以(但并非必须)进一步包含海马体、杏仁核等，在另一些情况下也可以(但并非必须)进一步包含小脑、脑干等。可以理解的是，本申请中使用的术语“平均功率密度”表示近红外光在单位时间辐照在单位面积上的能量大小。
本申请人的研究团队在近红外光对AD的治疗和光治疗设备方面进行了深入的研究，进行了大量的仿真实验和临床实验，不仅论证了AD光治疗设备理论上和事实上的可行性，在针对各种病程的AD患者的临床实验中，也关注并深入研究了这些患者的特殊心理需求和生理需求。本申请提出了一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽，其不仅能够确保各个脑区都具有足够的平均功率密度，确保对AD的良好治疗效果，还能够显著提升患者的治疗顺应度。
图1(a)示出配备有根据本申请实施例的头帽的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的构造示意图，图1(b)示出用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽中近红外照射单元的阵列的构造示意图。如图1(a)和图1(b)所示，所述用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽包括罩体1，所述罩体1以宽松方式容纳患者的头部，使得在治疗过程中患者的头部具有可活动间隙。不同于适配于患者的头部形状，罩体1与患者的头部之间预留了可供患者头部进行活动的间隙，使得患者能够按照自己的意愿或者因为病程而不由自主地在可活动间隙内活动自己的头部，这种宽松开放式的罩体1设计对于患者的头部无束缚感，对于情绪躁动、焦虑不安、抵触甚至恐惧密闭或拥挤空间的老人来说尤其友好，从而能够显著提升AD患者的治疗顺应度。具体说来，所述光治疗设备的头帽可以用于由患有阿尔兹海默症且对密闭或拥挤空间存在心理障碍的患者在治疗过程中持续佩戴。这种对于密闭或拥挤空间的心理障碍可以是患者本身因为年龄或者除了AD以外的心理疾病所导致，也可以由于患有AD而导致的。罩体1的这种设计也能够广泛适用于处于AD的不同病程的患者的行为特点。举例来说，对于早期AD患者来说，判断能力下降且常有多疑且会被激惹，这种有充分自由度和开放度的罩体1的佩戴容易被患者所接受而不容易发生激惹，使得患者可以配合光治疗的持续进行。又例如，对于中期AD患者来说，情绪波动剧烈，急躁不安，常常走动不停，有些患者的头部会频繁无意识小幅晃动，这种开放式的罩体1允许患者的头部发生这种无意识的小幅晃动而不让罩体1本身发生随动震颤。因此无需强制停止这种小幅晃动，增加了患者的舒适性也降低了医护人员的工作负荷，与此同时，又能够避免患者头部的这种晃动传递给罩体1导致影响光治疗效果。因此，在另外一些实施例中，所述光治疗设备的头帽可以用于由情绪躁动、焦虑不安的阿尔兹海默症患者在治疗过程中持续佩戴。
该除了下方开口均封闭但又宽松的设计，使得罩体1可以让各种病程的AD患者更愿意接受治疗，单次的照射也能够坚持更长的时间，例如每次照射20分钟、30分钟，甚至更长的时间，从而进一步提升治疗效果；并且避免在照射全头的过程中，各个方向的近红外光的泄漏，从而进一步提升治疗的安全性。
所述头帽进一步包括布设在所述罩体1中的近红外照射单元2的阵列，该阵列中的邻近的近红外照射单元2之间具有第一预设距离。作为示例，如图1(b)所示，邻近的近红外照射单元2之间的第一预设距离为d。该阵列中的邻近的近红外照射单元2以预设的发散角协同向患者的头部发射近红外光，使得在患者的头部在所述罩体1内保持不动或在可活动间隙内活动的情况下，发射的近红外光覆盖全头部且平均功率密度大于40mW/cm2，对于患有AD的老人，也能够确保有足够的光能量进入到全头的脑组织中，确保良好的治疗效果。图2示出利用根据本申请实施例的光治疗设备对AD患者进行光疗后，接受光疗的AD患者与对照组AD患者的阿尔茨海默症评估量表认知量表(ADAS-cog)评分的对比图表，其中，该光治疗设备采用了根据本申请的上述实施例的宽松设计的头帽1。可以看到，治疗组接受2个月的近红外光治疗后，ADAS-cog量表总评分平均较基线减小了6.7分，有显著的统计学差异。而未接受近红外光治疗的对照组的ADAS-cog量表总评分在2个月后增加了3分，由ADAS-cog评分结果证实了根据本申请实施例的光治疗设备对于AD的良好治疗效果。
除了ADAS-cog评分外，本临床实验还对MMSE评分进行了分析，MMSE评分总分30，得分越低说明认知损坏越严重。接受光治疗的治疗组MMSE评分基线数据为11.67分，2个月后MMSE评分为14.83分，平均较基线增加3.12分，说明经受光治疗后，AD患者的认知功能有所改善。由MMSE评分也证实了根据本申请实施例的光治疗设备对于AD的良好治疗效果。
其中，所述第一预设距离、预设的发散角可以是人为设定的，也可以是系统默认的值。该实施例中，可活动间隙、发散角和邻近的近红外照射单元2之间的第一预设距离协同配置，以使得发射的近红外光在经过可活动间隙后在头皮处形成红外光的交叠，不仅可以严密地覆盖全头部而不遗漏任何一个脑区，同时通过交叠还可以确保足够的平均功率密度。
协同配置可活动间隙、发散角和第一预设距离能够提高对AD的治疗效果。在一些实施例中，就协同配置而言，不同脑区的第一预设距离、发散角、可活动间隙可以根据罩体1的曲率、不同脑区对于平均功率密度的需求等相关因素而变化。比如，额叶和颞叶对应的罩体1的区域曲率小，此时，额叶和颞叶对应的罩体1的区域中邻近的近红外照射单元2之间的第一预设距离，可以设置为小于在罩体1的其他区域(例如顶叶)中邻近的近红外照射单元2之间的第一预设距离。可活动间隙过大，难以实现邻近的近红外照射单元2发射的近红外光经过可活动间隙后在头皮处形成红外光的适当交叠，比如即使交叠因为发散角太大也会导致平均功率密度不足。再比如，如果想要加强对额叶和颞叶的治疗效果，希望对额叶和颞叶施加更高的平均功率密度，此时，可以设置额叶和颞叶对应的罩体1与头部之间的可活动间隙小于其他脑区对应的可活动间隙，或者通过罩体1的形状来引导患者将头部靠近额叶和颞叶。又例如，还可以减小额叶和颞叶对应的罩体1的区域中邻近的近红外照射单元2之间的第一预设距离，以加强对额叶和颞叶的治疗效果。
通过协同配置可活动间隙、第一预设距离和预设发散角，当患者的头部在罩体1内进行最大限度的活动时(例如某个方向上贴近罩体)，依然严密地覆盖全头部而不遗漏任何一个脑区，同时通过交叠还可以确保平均功率密度大于40mW/cm2，从而确保对AD的治疗效果。
在一些实施例中，所述罩体1中的近红外照射单元2的阵列与所述头部之间具有第二预设距离，以使得相邻的近红外照射单元2以预设的发散角发射的近红外光在所述头部的投射区域至少部分交叠，使得所述头部的各个部位都能够被近红外光照射到。其中，所述罩体1没有采取适配的设计，而是采取头部能够在容纳空间中自由活动的宽松设计，罩体1中的近红外照射单元2的阵列与头部之间的间隙也会导致近红外光的散射。发明人通过研究发现，当近红外照射单元2的阵列与头部之间的距离过小时，一方面，患者的头部可活动空间较小，对于AD患者而言舒适度较差，不利于AD患者配合治疗。另一方面，如果近红外照射单元2的阵列与头部之间的距离较小，近红外光得不到充分的散射，导致相邻的近红外照射单元2发射的近红外光在头部的投射区域交叠部分较少，使得头部中的部分部位无法被近红外光照射到，从而降低治疗效果；或者要求近红外照射单元2的排布密度过高，会导致产热较多，影响患者的舒适度，且会大大降低近红外照射单元2的使用寿命，增加了制造成本和控制难度。反之，如果近红外照射单元2的阵列与头部之间的距离过大，会导致红外光过度发散，导致平均功率密度的分布均衡度较差，或者叠加后的平均功率密度依然不足，仍然无法获得较好的治疗效果。通过控制近红外照射单元2的阵列与所述头部之间的第二预设距离，可以使得所述头部的各个部位都能够以平均功率密度足够且分布较为均匀的近红外光照射到，所需要的近红外照射单元2的发散角范围符合常规近红外LED的发射角范围(例如100-135度)，所需要的近红外照射单元2的排布密度和间距也较为适当，使得制造难度和成本得到有益控制。优选地，通过将近红外照射单元2的阵列与所述头部之间的第二预设距离设置为2.5-4cm，将治疗过程中横向的可活动间隙控制在1-2cm，本发明人通过临床实验中对患者的心理进行调查分析，证实这对于患者来说是心理上比较舒适的范围，既可以让患者有足够的活动自由度，又不至于太空旷而引发患者对于头部位置未准确就位的忐忑和担忧。
图3示出根据本申请实施例的患者的全脑的各个脑区的分布示意图。如图3所示，大脑皮层的各个脑区主要包括额叶、颞叶、顶叶、枕叶和小脑等。发明人发现，在治疗AD时，使得近红外照射单元2的阵列对患者的头部的全脑一起发射近红外光，例如至少对额叶、颞叶、顶叶和枕叶，尤其至少对额叶、颞叶和海马体等一起发射近红外光，相较仅仅照射部分脑区能够起到更好的治疗效果。
具体说来，如图3所示，海马体位于大脑丘脑和内侧颞叶之间，属于边缘系统的一部分，担当着关于短期记忆、长期记忆以及空间定位的作用，海马体萎缩与阿尔茨海默症密切相关。随着AD的发展，病灶进一步蔓延到额叶和颞叶，大脑慢慢萎缩，导致记忆的进一步缺失和生活自理能力的丧失。颞叶的功能主要包括听觉感知、语言接收、视觉记忆、陈述性(真实的)记忆和情绪控制等。具体说来，右颞叶病变的患者常常会失去对非言语性听觉刺激(如音乐等)的理解，左颞叶病变则会影响到患者对语言的感知、记忆和组织。额叶则是人最复杂的心理活动的生理基础，负责计划、调节和控制人的心理活动，对人的高级的、目的性行为有重要作用，既与注意、记忆、问题解决等高级认知功能有密切关系，也与人格发展有密切关系。
通过将罩体1构造为罩住全脑，进而让近红外照射单元2的阵列对患者的头部的全部脑区，例如至少对额叶、颞叶、顶叶和枕叶，尤其还包括海马体，一起发射近红外光，以对病灶涉及的皮层分区进行全面周到的光疗，从而取得更好的治疗效果(上文中已经用临床实验和临床数据予以证实)。
在一些实施例中，所述近红外照射单元2的阵列被构造为向脑网络节点发射近红外光，该脑网络节点至少包括内侧前额叶皮层、内侧颞叶、扣带皮层、楔前叶以及下顶叶中的至少一个。研究表明，内侧前额叶皮层、内侧颞叶、扣带皮层、楔前叶以及下顶叶中各个脑网络节点之间的功能连接与AD的发展进程存在一定的相关性，例如，针对AD患者构建脑网络连接，发现相较于正常人，位于内侧颞叶的海马与内侧前额叶皮层、楔前叶等脑网络节点之间的功能连接强度显著减弱，甚至某些AD患者的脑网络的功能连接强度结果显示，海马失去了与某些脑网络节点之间的连接。将近红外照射单元2的阵列构造为向上述脑网络节点发射近红外光，能够增强这些脑网络节点之间的脑功能连接强度，从而改善记忆能力、认知功能等。具体地，可以基于患者的头部的脑功能成像和/或脑结构成像来构建脑网络以及确定脑网络节点，例如通过MRI图像来建立脑网络，脑网络中可以包括以脑区作为节点的多个节点，各个节点对应不同的脑区，或者，也可以一个脑区上设置有多个节点，节点对之间具有功能连接，节点对之间的功能连接强度可以用于表征脑区间的协同工作、信息传递等。
在一个具体实施例中，脑网络节点至少包括位于内侧颞叶的海马，近红外照射单元2的阵列被构造为向海马以及脑网络节点中与海马的功能连接强度弱于预定水平的脑网络节点发射近红外光。如此，针对性的向该脑网络节点中功能连接失衡(也就是功能连接弱于预定水平，例如功能连接弱于正常水平或失去功能连接)的节点进行局部重点照射，例如，采用平均平均功率密度大于70mW/cm2的近红外光来照射，不仅可以增强海马与其他脑网络节点之间的功能连接强度，甚至帮助恢复海马与其他脑网络节点之间的功能连接，实现很好地对AD的治疗效果，只针对这些脑网络节点区域发射近红外光，还能够减少产热，降低对降温机构的要求，且能够使得患者的头部处于较舒适的环境中，提供舒适度。
在一些实施例中，近红外照射单元2的阵列被构造为向包括内侧前额叶皮层、位于内侧颞叶的海马、前扣带皮层、楔前叶以及下顶叶的这些脑网络节点一起发射近红外光，如此，可以增强该脑网络中各个节点之间的功能连通性，实现对AD更好地治疗效果。
在一些实施例中，近红外照射单元2的阵列在额叶和颞叶的对应区域的近红外光的平均功率密度为50mW/cm2以上至150mW/cm2，例如90mW/cm2、100mW/cm2、120mW/cm2等。在一些实施例中，对于非重点照射区域，例如顶叶和枕叶，这些非重点区域的近红外光的平均功率密度为可以为50mW/cm2至70mW/cm2，额叶和颞叶的对应区域近红外光的平均功率密度比其他区域高，使得能够对额叶和颞叶进行重点照射，从而提升对于AD的治疗效果。相应地，所述近红外照射单元2在额叶和颞叶的对应区域的分布密度可以高于其他脑区的对应区域的分布密度，从而可以相较其他区域提升额叶和颞叶的对应区域的近红外光的平均功率密度，使之达到50mW/cm2以上至150mW/cm2，从而加强对关注重点额叶和颞叶的治疗效果。
发明人对5月龄的AD小鼠进行光疗的活体实验，所使用的单波长的近红外光的中心波长为800-820nm，脉冲频率为10Hz，照射频次为每天一次，每次持续时间10分钟，持续了5周。实验结果表明，接受光疗的AD小鼠(也称为实验组)与对照组AD小鼠(也称为对照组)在水迷宫实验上表现得到显著改善，实验组相较对照组找到平台的航行距离显著缩短，实验组相较对照组在逃避潜伏期上缩短了36％。发明人还对小鼠的脑组织取样后分析了Aβ蛋白的分布，如图4所示，实验组小鼠的脑组织，包括皮层区域和海马CA1区域两者，取样后分析出的Aβ蛋白的分布结果显示，经过光治疗的实验组小鼠在皮层区域和海马CA1区域的Aβ蛋白均显著少于对照组小鼠在皮层区域和海马CA1区域的Aβ蛋白。淀粉样前体蛋白(APP)裂解产生的淀粉样β(Aβ)肽在细胞外的积累，是AD发病机制的重要因素，而且，脑皮层中广泛的Aβ斑块沉积，与皮层中tau蛋白病变所引发的神经纤维缠结，是AD显著的病理标志。由此，实验组经过上述近红外光照射治疗后显著减少的Aβ斑块沉积，意味着AD的良好治疗效果。
在另外一些实施例中，所采用的近红外光所需的平均功率密度可以根据患者的属性来确定和调整。例如，平均功率密度根据所述患者的脑外组织的透光性来确定，使得脑外组织的透光性低的患者的平均功率密度高于脑外组织透光性高的患者的平均功率密度。
在一些实施例中，所述近红外照射单元2可以实现为承载有多个近红外LED 2a的灯板2b(如图1(b)所示)。以近红外LED 2a设置灯板2b，可以充分利用近红外LED 2a的发散角以及灯板2b之间的间距来实现邻近的近红外LED 2a发射的近红外光的交叠。可选的，相邻两个近红外LED 2a之间的间距为12-13mm。而且，近红外LED 2a具有适当的发散角，能够实现与可活动间隙、第一预设距离之间的协同配置来提高治疗效果。在治疗AD时，对额叶、颞叶和海马体一起发射近红外光能够起到更好的治疗效果。对于额叶和颞叶这样的重点关注区域，要求具有较高的平均功率密度，例如达到70mW/cm2以上，甚至150mW/cm2。
在一些实施例中，在额叶和颞叶的对应区域中，如图5所示，相邻的两个灯板2b之间具有第一预设间距d1，使得其中一个灯板2b(例如图5中的右侧的灯板2b)上的每个近红外LED 2a(例如图5中的LED 2a-1)发射的近红外光在头部的投射区域均覆盖所述第一预设间距d1在头部的投射区域，从而能够进一步提高额叶和颞叶对应脑区的平均功率密度，使得由足够的光能量进入脑区，从而可以加强对关注重点额叶和颞叶的治疗效果。
比如，可以设置第一预设间距略小于其他脑区对应布置的灯板2b之间的第一预设距离，以使得近红外照射单元2在额叶和颞叶的对应区域的分布密度高于其他脑区的对应区域的分布密度。此外，所述第一预设间距也有可能等于第一预设距离，比如，即使在额叶和颞叶对应区域中，由于额叶和颞叶对应区域具有不同的曲率，也可能存在第一预设间距恰好等于第一预设距离的情况。相比于设置第一预设距离，进一步在额叶和颞叶的对应区域中限定相邻两个近红外照射单元2之间的第一预设间距，能够进一步提高施加到额叶和颞叶对应区域的平均功率密度并突出对于额叶和颞叶对应区域的关注程度。
在一些实施例中，近红外照射单元2为承载有一个或多个近红外LED 2a的灯板2b，近红外LED 2a近红外灯板2b可以以1×1、2×2、3×3、4×4、5×5等任意阵列方式分布在灯板2b上。
在一个具体实施例中，在所述近红外照射单元2中布设有多个LED 2a，近红外照射单元2的阵列和头部之间具有可活动间隙，因此，每一个灯板2b上的LED 2a发射的近红外光经过可活动间隙发生散射并投射到头部。在一些实施例中，所述第一预设间距d1为15-20mm。以第一预设间距为15mm为示例进行说明。在第一预设间距为15mm的情况下，相邻的其中一个灯板2b中距离另一个灯板2b边缘最远的LED 2a发射的近红外光在头部的投射区域也能够覆盖到该第一预设间距d1在头部的投射区域(如图5中的C区域)，此时，能够保证每一个LED 2a发射的近红外光在头部的投射区域均覆盖所述第一预设间距在头部的投影区域，进而能够提高在额叶和颞叶对应区域的平均功率密度，提升AD治疗效果。
优选地，所述第一预设间距d1为15-20mm，各个灯板2b与头部的第二预设距离d2为2.5-4cm，预设的发散角为100-135度，例如，100度、120度、130度等，使得近红外光在头部的所述第一预设间距的投射区域处的平均功率密度与头部的其他位置处的平均功率密度的偏差小于20％，优选地，偏差小于10％，从而能够保证发射的近红外光覆盖全头部且平均功率密度大于40mW/cm2的情况下，实现对额叶和颞叶对应区域的重点照射并保证在额叶和颞叶对应区域具有更高且分布足够均匀的平均功率密度。具体来说，比如，当近红外光在头部的第一预设间距的投射区域处的平均功率密度与头部其他位置处的平均功率密度偏差超过20％时，可能是近红外光在头部的第一预设间距的投射区域处的平均功率密度偏大或偏小，相应的，在其他位置处的平均功率密度偏小或偏大，导致平均功率密度分布不均匀。而且会导致头皮上平均功率密度偏大的地方过热(由此可能不得不中止治疗)，而平均功率密度偏小的地方则治疗效果不够，从而降低对患者的AD的总体治疗效果。本申请实施例中，协同配置第一预设间距为15-20mm，各个灯板2b与头部的第二预设距离为2.5-4cm，预设的发散角为100-135度，例如发散角可以为120度，通过联动的考虑第一预设间距、各个灯板与头部的第二预设距离以及预设的发散角这三者之间的相互影响，能够保证全头部被近红外光均匀覆盖且具有较高的平均功率密度。
优选地，如图1(b)所示，近红外照射单元2为承载有多个近红外LED2a的灯板2b，其中，所述近红外LED 2a以3×3的阵列方式分布在所述灯板2b上。发明人发现，如果近红外LED 2a以2×2的阵列方式分布在所述灯板2b上，按照常规近红外LED 2a的性能参数以及安全性要求，在要求达到颞叶和额叶对应区域的高平均功率密度的要求时，不仅光电转换效率会急剧下降，而且灯板2b会产生过高的热量，对于降温设备提出了更高的要求，难以实现使患者在治疗过程中具有较高的安全性和舒适度。如果近红外LED 2a以4×4的阵列方式分布在所述灯板2b上，一方面会降低近红外LED 2a发射的近红外光在头部上的覆盖面积，难以达到均匀且高平均功率密度的要求，另一方面也会增加灯板2b在具有曲率的透明隔板18上排布常规尺寸的近红外LED 2a的制造难度。本申请的优选实施例，将近红外LED 2a以3×3的阵列方式分布在所述灯板2b上，不仅能够保证近红外LED 2a发射的近红外光覆盖全头部并满足额叶和颞叶区域对于高平均功率密度的要求，能够使得各个脑区的平均功率密度在一定程度上呈均匀分布，而且，不会产生过高的热量，能够通过适当的降温方式(下文中将具体描述)达到全头部均匀降温的效果。
在一些实施例中，在所述灯板2b上各个近红外LED 2a均匀分布，且至少部分LED2a布设在各个灯板2b上靠近外缘处，以充分利用灯板2b的空间且能够获得较大的近红外光投射区域。如图1(b)所示，以3×3的阵列方式在灯板2b上靠近外缘处布设了8个近红外LED2a。进一步地，所述灯板2b的尺寸为25-35mm×25-35mm，相邻两个近红外LED 2a之间的间距为12-15mm，这种结构也有利于灯板2b的每个近红外LED 2a发射的近红外光在头部的投射区域均覆盖第一预设间距在头部的投影区域，并且有利于头部的各个部位都能够被近红外光照射到。
图6示出根据本申请实施例的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽在佩戴状态下的示意图。如图6所示，所述罩体1具有固设的结构和尺寸，使得在治疗过程中患者头部的横向的可活动间隙为1-2cm，这个范围的可活动间隙在患者心理上的有益效果在前文中已经具体说明，在此不赘述，固设的结构和尺寸意味着罩体1可以批量化地制造，并且适用于头部尺寸有个体差异的广泛群体的用户。
在一些实施例中，罩体1被构造为至少罩住全脑。具体说来，罩体1和头部之间具有可活动间隙，以使得在患者在可活动间隙内上下移动时，罩体1依然能够罩住全脑，使得如果需要可以利用近红外照射单元2的阵列(参见图1(a)和图1(b))照射到全脑的各个脑区。进一步地，罩体1的宽松和开放式设计，可以对于一定程度上头部形状和尺寸存在个体差异的患者采用固定不变的结构和尺寸，而未必要为患者个体定制与其头部形状和尺寸严格适配的罩体1，从而使得罩体1可以标准化制造，制造成本更低，光治疗设备的适应患者群体更广泛，降低了光治疗设备的使用医疗场所例如医院和诊断的设施采购和维修成本。具体说来，所谓固定的结构和尺寸，意味着罩体1可以不设置活动组件，甚至可以模制一体成型，从而增加了罩体1的使用寿命且简化了罩体1的结构。
图7示出根据本申请实施例的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽的立体图。如图7所示，罩体1可以具有左侧凸耳部和右侧凸耳部8，左侧凸耳部在图7中被遮住而没有示出，本文中对左侧凸耳部和右侧凸耳部统一用附图标记8来表示。左侧凸耳部和右侧凸耳部8可以分别罩住所述患者的左侧和右侧的颞叶，如图1(b)所示，在头帽被患者标准佩戴的情况下，A示出的近红外照射单元2的分布大致对应于额叶的区域，B示出的近红外照射单元2的分布大致对应于颞叶的区域。左侧凸耳部和右侧凸耳部各自均布设有近红外照射单元2(如图1(b)所示)以对罩住的颞叶区域发射近红外光。参见图3所示的脑区分布，颞叶会向着耳部延伸，这一延伸部能够被左右侧凸耳部8罩住并得到充分的近红外光照射。
在一些实施例中，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部8被构造为在治疗过程中所述头部在预设角度范围内转动且在第三预设距离范围内上下移动的情况下，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部8上布设的近红外照射单元2(如图1(b)所示)依然能够照射到所述患者的颞叶。具体说来，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部8可以设计为延伸到颞叶对应头部的周围区域，相对于颞叶保留与预设角度范围和第三预设距离范围相关联的裕量。如此，即便患者因为活动意愿或者不可控的震颤导致要转动或移动时，其颞叶总是能够被充分照射到，从而确保治疗效果。
在一些实施例中，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部8被构造为向下延伸到所述患者的耳部以下，以及与所述患者的耳部以下对应的罩体1中布设有至少一个近红外照射单元2(如图1(b)所示)，以使得所述近红外照射单元2发射的近红外光经由耳道照射到海马体。请注意，从耳部沿着耳道延伸到深处可以到达海马体，经由耳道到海马体的光传输距离相较从额叶照射进去到海马体的光传输距离要小得多，且耳道对于近红外光的衰减要远远小于颅骨对近红外光的衰减，如此，可以让位于脑部深处的海马体也得到近红外光的充分照射。海马体与AD的发展密切相关，通过让足够的近红外光能量在达到额叶和颞叶的同时，也能到达海马体，能够显著改善脑部线粒体的功能和ATP的水平、促进β-淀粉样蛋白(Aβ)分解、减少Aβ的沉积、降低对神经细胞的损伤、提高神经组织的修复和再生能力、改善认知能力，使得对AD的光治疗效果更加显著。
在一些实施例中，所述罩体1包含前额部9，且在所述前额部9与所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部8之间具有曲线衔接部10，以便所述左侧凸耳部8、前额部9和所述右侧凸耳部8的下缘以曲线连接成一体，从而完全罩住所述患者的左右侧颞叶。如图3所示的脑区分布，颞叶的一部分在太阳穴附近，通过曲线衔接部10能够罩住这一部分并提供充分的近红外光照射。发明人发现，随着AD的发展，病灶会蔓延到颞叶的各个部分，对各部分提供周到且充分的近红外光照射，能够起到更有效的治疗效果。有时候，不经过脑功能成像是无法确定病灶所及的颞叶的具体部位，而对于患者而言，获取脑功能成像的花费较高，此外，各个患者的头型、尺寸等有所不同，且在实际佩戴光治疗设备时，由于光治疗设备是佩戴在患者的头部，医护人员、患者或者其他陪护人员是很难从位于外部的头部表面准确的判断各个脑区的位置的，那么通过左右侧凸耳部8连同曲线衔接部10的联合设计，能够完整地盖住病灶所波及的各个部位，从而起到更有效的治疗效果，并且无需分散陪护人员或者患者自身的过多的注意力，能够减轻工作负担。
进一步地，所述罩体1前部的下缘呈平缓的曲线状，且所述下缘的中间部分相对于两侧部分向下延伸，以用于引导用户将所述下缘佩戴到眉骨。这种中间低两侧略高的曲线状与眉骨的构型相匹配，根据日常习惯(例如佩戴眼镜的习惯)，用户会自然将这种曲线状的下缘拉近到眉骨，如此，就能够照射到完整的前额，并且可以使得医生或者患者可以直观确认佩戴位置适当。
在一些实施例中，所述近红外照射单元2的阵列被构造为向患者的头部发射中心波长为800-820nm(例如810nm)的单波长的近红外光，以提高利用该近红外光穿透颅骨后在脑组织上的能量沉积，达到很好的光治疗效果。同时，使用800-820nm的单波长近红外光来照射，氧合血红蛋白和脱氧血红蛋白的吸收效果更好，治疗效果也更好。
近红外光可以包括脉冲光。使用在适当频率范围内的单频率的脉冲光具有良好的照射效果，该单频率的频率范围可以为α波的频段(例如10Hz)，或者γ波的频段(例如40Hz)。在一些实施例中，可以使用包含至少两种在一定频率范围内的频率分量的脉冲光来执行照射，在某些情况下照射效果优于使用常规单频率的脉冲光的照射效果。在一些实施例中，所述脉冲光包括第一脉冲频率的脉冲波分量和/或第二脉冲频率的脉冲波分量，所述第一脉冲频率为7Hz-13Hz，所述第二脉冲频率为30Hz-100Hz。优选地，所述第一脉冲频率为10Hz，所述第二脉冲频率为40Hz。本发明发现，采用适当的频率，例如但不限于α波频段和γ波频段，相较其他频率照射效果更好。所述脉冲光包括α波和γ波分别作为第一脉冲频率的脉冲波分量和第二脉冲频率的脉冲波分量，且通过如下任何一种方式来形成。例如，可以将α波和γ波同步混叠，来形成各个近红外LED 2a发射的脉冲光的波形。也就是说，让各个近红外LED 2a直接发射由α波和γ波两者同步混叠而成的波形，从而实现时间同步且空间重合的混合波形(由α波和γ波两个频段混叠成的脉冲光)。又例如，可以将α波和γ波分时组合，来形成各个近红外LED 2a发射的脉冲光的波形。也就是说，对同个近红外LED 2a，其可以在不同时间段点亮以交替照射α波和γ波，这是单纯空间重合的混合模式。在一些实施例中，可以控制第一组近红外LED 2a中的各个发射α波的脉冲光，第二组近红外LED2a中的各个与之同步地发射γ波的脉冲光，也就是说，让第一组和第二组的近红外LED 2a在同个时间段被同时点亮。具体说来，可以在相同时间段点亮不同脑区对应的近红外LED 2a，这是仅仅时间重合的混合模式，如此可以对不同脑区提供特异性的频率和波形的脉冲光。
在一些实施例中，近红外照射单元2的脉冲频率为可调节的，其中，可调节范围为0Hz-100Hz，例如，采用8Hz、10Hz、30Hz、40Hz等脉冲频率的近红外光来进行照射等，如此，使用光治疗设备实施光治疗时，用户可以根据患病程度、目标脑区等来自行且针对性的确定较为适宜的脉冲频率，以实现更好地光治疗效果。
返回到图1(a)，如图1(a)所示，所述头帽还包括降温机构4，所述降温机构4对所述患者的头部进行散热，使得所述患者的头皮附近的温度为23度到43度。所述罩体1中邻近所述近红外照射单元2的阵列设置的冷气传输内腔5以及从所述冷气传输内腔5通向所述患者的头部的通路7，且配置为将冷气送入所述冷气传输内腔5并经由所述通路7吹向患者的头部，以对所述患者的头部进行散热。冷气传输内腔5传输的冷气可以通过直接将环境中的空气引入到冷气传输内腔5或者采用制冷机3向冷气传输内腔5输送冷气，对于向冷气传输内腔5中输送冷气的具体方式不做限定。
本申请实施例以采用制冷机3的降温机构4来对患者的头部进行散热作为示例性说明，即如图1(a)所示，将利用制冷机3生成的冷气(例如经由冷气输送管路12)送入所述冷气传输内腔5并经由所述通路7平缓地吹向患者的头部，以对所述患者的头部进行散热。在一些实施例中，冷气经由所述通路7吹向患者的头部的风速为0.5-3.5m/s，这个风速对于患者来说是舒适的，又能够确保散热效果。利用这样的降温机构4，在所述近红外照射单元2的阵列向所述患者的头部(例如全部脑区)一起发射所述近红外光的情况下，所述近红外光的总功率大于3W，甚至对于某些对总功率有更高要求的特殊光治疗方案，总功率可以达到10W以上。在这样的平均功率密度和总功率的情况下，降温机构4依然能够对患者的头部进行充分散热，使得患者的头皮附近的温度为23摄氏度到43摄氏度。优选地，使得患者的头皮附近的温度为25摄氏度到40摄氏度，这个温度接近体温，人体在该温度环境中会比较舒适，即便对于对温度和疼痛的敏感度较低且怕冷的老年人都会感觉比较舒适，且不会造成热损伤，使得他们能够持续地接受治疗。通过这样的降温结构4配合之前描述的宽松设计的罩体1，使得各种病程的AD患者更愿意接受持续的照射治疗，单次的照射也能够坚持更长的时间(时间越长头皮附近的产热也越高)，从而进一步提升治疗效果。
作为示例，该通路7可以通过冷气传输内腔5向内侧的透气孔6以及罩体1与患者的头部之间的空隙来构成所述通路7，如图1(a)所示，但这仅仅作为示例，也可以从冷气传输内腔5引出冷气输送管并朝向患者的头部输送冷气，在此不赘述。通过降温机构4的结构让罩体1保持全方位地罩住头部，这避免漏光，降低近红外光外漏导致的安全风险，并实现将足够的光能量传输到全脑以确保治疗效果，同时依然确保良好且舒适的散热效果。
结合参考图1(a)和图1(b)，所述罩体1包括外层12a和作为内层的透明罩13，所述外层12a与所述透明罩13之间形成有冷气传输内腔5，所述透明罩13上开设有多个通气孔6，以便各个通气孔6连同所述透明罩13与所述患者的头部之间的空隙构成通路7。可以看到，通气孔6可以分组开设，以便从四周吹向头部的冷气分布更均匀，使得老年AD患者能感觉舒适并配合治疗。
在一些实施例中，所述近红外照射单元2为承载有多个近红外LED 2a的灯板2b(如图1(b)所示)，所述多个通气孔6分组分布式开设(如图1(a)所示)，可以实现为多点阵列，使得各组通气孔6分别对应各个灯板2b。灯板2b正对的空隙部分是升温比较显著的，对应各个灯板2b开设的各组通气孔6就可以针对性地输送冷气，以高效地减少该部分空隙的热量。进一步地，所述灯板2b包括电路15，容纳在罩体1的外层12a中，所述外层12a包括热气抽取内腔14，热气抽取内腔14经由进气口16(如图6所示)和出气口17与外界连通，使得经由进气口16引入的空气携载所述电路15的产热并经由所述出气口17排放到外界。发明人注意到，近红外照射单元2的阵列被构造为平均功率密度大于40mW/cm2的情况下，电路15的产热也会非常高，电路15有时的局部产热显著高于近红外LED 2a的产热，因此分别设置了热气抽取内腔14来高效地排走热量，从而避免电路15的局部产热大量传导到近红外LED 2a侧甚至头部侧，进而提升散热效率。
在一些实施例中，所述电路15布设在所述灯板2b的与LED 2a相对的一侧，这一侧设置有散热片(图1(b)中示出了，灯板后面)，所述散热片用于将热量引导远离冷气传输内腔5，避免传递到头部，以进一步提高散热效果。
在一些实施例中，所述热气抽取内腔14与所述冷气传输内腔5彼此独立。如此，可以避免电路15的产热蔓延到冷气传输内腔5，从而不利地影响对于头部与透明罩13之间的间隙的散热效果。
如图1(a)和图1(b)所示，所述冷气传输内腔5具有在外侧上的透明隔板18，各个灯板2b位于所述透明隔板18的外侧。透明隔板18能够将热气抽取内腔14与冷气传输内腔5完全分隔开，如此，可以避免传输的冷气进入到热气抽取内腔14，让冷气能够更大程度地作用于头部与透明罩13之间的间隙，提升对间隙的散热效果。
图8示出配备有根据本申请实施例的头帽的用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的总体构造示意图。如图8所示，该光治疗设备还可以包括用户终端19，所述用户终端19可以配置为由用户进行交互操作。可以在用户终端19中配置计算机存储介质，其上存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令可以由处理器执行时，实现与用户的各种交互步骤。存储介质可以包括只读存储器(ROM)、闪存、随机存取存储器(RAM)、诸如同步DRAM(SDRAM)或Rambus DRAM的动态随机存取存储器(DRAM)、静态存储器(例如，闪存、静态随机存取存储器)等，其上可以以任何格式存储计算机可执行指令。
在一些实施例中，所述用户终端19可以配置为：获取所述患者的生理参数，所述生理参数包括年龄、脑外组织的透光性和阿尔兹海默症相关的生化参数；基于所获取的所述患者的生理参数，生成所述患者的建议红外光治疗方案，并显示给用户。
在一些实施例中，所述用户终端19进一步配置为接收用户对所述建议红外光治疗方案的确认操作；在接收到确认操作后，各个近红外照射单元2(如图1(a)和图1(b)所示)根据确认红外光治疗方案来执行照射。
具体说来，用于控制照射的控制器(未示出)可以位于用于用户终端19上，也可以位于头帽处，而由用户终端19向头帽处的控制器发出包含确认红外光治疗方案的执行指令。控制器可以通过各种处理器来实现，可以是包括一个以上的通用处理装置的处理装置，诸如微处理器、中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。更具体地，处理器可以是复杂指令集计算(CISC)微处理器、精简指令集计算(RISC)微处理器、超长指令字(VLIW)微处理器、运行其他指令集的处理器，或者运行指令集组合的处理器。处理器还可以是一个以上的专用处理装置，诸如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、片上系统(SoC)等。优选地，大部分的运算和处理都集中于用户终端19处，而降低头帽的运算负荷和软硬件成本。
此外，尽管已经在本文中描述了示例性实施例，其范围包括任何和所有基于本申请的具有等同元件、修改、省略、组合(例如，各种实施例交叉的方案)、改编或改变的实施例。权利要求书中的元件将被基于权利要求中采用的语言宽泛地解释，并不限于在本说明书中或本申请的实施期间所描述的示例，其示例将被解释为非排他性的。因此，本说明书和示例旨在仅被认为是示例，真正的范围和精神由以下权利要求以及其等同物的全部范围所指示。
以上描述旨在是说明性的而不是限制性的。例如，上述示例(或其一个或更多方案)可以彼此组合使用。例如本领域普通技术人员在阅读上述描述时可以使用其它实施例。另外，在上述具体实施方式中，各种特征可以被分组在一起以简单化本申请。这不应解释为一种不要求保护的公开的特征对于任一权利要求是必要的意图。相反，本申请的主题可以少于特定的公开的实施例的全部特征。从而，以下权利要求书作为示例或实施例在此并入具体实施方式中，其中每个权利要求独立地作为单独的实施例，并且考虑这些实施例可以以各种组合或排列彼此组合。本发明的范围应参照所附权利要求以及这些权利要求赋权的等同形式的全部范围来确定。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。

Claims (32)

1.一种用于治疗阿尔兹海默症的光治疗设备的头帽，其特征在于，
罩体，所述罩体以宽松方式容纳患者的头部，使得在治疗过程中患者的头部具有可活动间隙；
布设在所述罩体中的近红外照射单元的阵列，该阵列中的邻近的近红外照射单元之间具有第一预设距离，邻近的近红外照射单元以预设的发散角协同向患者的头部发射近红外光，使得在患者的头部在所述罩体内保持不动或在可活动间隙内活动的情况下，发射的近红外光覆盖全头部且平均功率密度大于40mW/cm2。
2.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述罩体中的近红外照射单元的阵列与所述头部之间具有第二预设距离，以使得相邻的近红外照射单元以预设的发散角发射的近红外光在所述头部的投射区域至少部分交叠，使得所述头部的各个部位都能够被近红外光照射到。
3.根据权利要求1或2所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元在额叶和颞叶的对应区域的分布密度高于其他脑区的对应区域的分布密度。
4.根据权利要求1或2所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元为承载有多个近红外LED的灯板，在额叶和颞叶的对应区域中，相邻的两个近红外照射单元之间具有第一预设间距，使得：其中一个近红外照射单元的每个近红外LED发射的近红外光在头部的投射区域均覆盖所述第一预设间距在头部的投影区域。
5.根据权利要求4所述的头帽，其特征在于，所述第一预设间距为15-20mm，各个灯板与头部的第二预设距离为2.5-4cm，预设的发散角为100-135度，使得近红外光在头部的所述第一预设间距的投射区域处的平均功率密度与头部的其他位置处的平均功率密度的偏差小于20％。
6.根据权利要求1或2所述的头帽，其特征在于，近红外照射单元的阵列在额叶和颞叶的对应区域的近红外光的平均功率密度为50mW/cm2至150mW/cm2。
7.根据权利要求1、2和4中任何一项所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元为承载有多个近红外LED的灯板，所述近红外LED以2×2的阵列方式分布在所述灯板上。
8.根据权利要求1、2和4中任何一项所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元为承载有多个近红外LED的灯板，所述近红外LED以4×4的阵列方式分布在所述灯板上。
9.根据权利要求1、2和4中任何一项所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元为承载有多个近红外LED的灯板，所述近红外LED以3×3的阵列方式分布在所述灯板上。
10.根据权利要求9所述的头帽，其特征在于，所述灯板的尺寸为25-35mm×25-35mm。
11.根据权利要求9所述的头帽，其特征在于，在所述灯板上各个近红外LED均匀分布，且至少部分LED布设在各个灯板上靠近外缘处。
12.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述罩体具有固设的结构和尺寸，使得在治疗过程中患者头部的横向的可活动间隙为1-2cm。
13.根据权利要求1或2所述的头帽，其特征在于，所述罩体被构造为至少罩住全脑。
14.根据权利要求13所述的头帽，其特征在于，所述罩体具有左侧凸耳部和右侧凸耳部以分别罩住所述患者的左侧和右侧的颞叶，左侧凸耳部和右侧凸耳部各自均布设有近红外照射单元以对罩住的颞叶区域发射所述近红外光。
15.根据权利要求14所述的头帽，其特征在于，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部被构造为向下延伸到所述患者的耳部以下，以及
与所述患者的耳部以下对应的罩体中布设有至少一个近红外照射单元，以使得所述近红外照射单元发射的近红外光经由耳道照射到海马体。
16.根据权利要求15所述的头帽，其特征在于，所述罩体包含前额部，且在所述前额部与所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部之间具有曲线衔接部，以便所述左侧凸耳部、前额部和所述右侧凸耳部的下缘以曲线连接成一体，从而完全罩住所述患者的左右侧颞叶。
17.根据权利要求15所述的头帽，其特征在于，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部被构造为：在治疗过程中所述头部在预设角度范围内转动且在第三预设距离范围内上下移动的情况下，所述左侧凸耳部和所述右侧凸耳部上布设的近红外照射单元依然能够照射到所述患者的颞叶。
18.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元的阵列被构造为向患者的头部发射中心波长为810nm的单波长的近红外光。
19.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述头帽用于由情绪躁动、焦虑不安的阿尔兹海默症患者在治疗过程中持续佩戴。
20.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述头帽用于由患有阿尔兹海默症且对密闭或拥挤空间存在心理障碍的患者在治疗过程中持续佩戴。
21.根据权利要求1或2所述的头帽，其特征在于，所述头帽还包括降温机构，所述降温机构对所述患者的头部进行散热，使得所述患者的头皮附近的温度为23度到43度；以及
所述罩体中邻近所述近红外照射单元的阵列设置的冷气传输内腔以及从所述冷气传输内腔通向所述患者的头部的通路，且配置为将冷气送入所述冷气传输内腔并经由所述通路吹向患者的头部，以对所述患者的头部进行散热。
22.根据权利要求21所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元为承载有多个近红外LED的灯板，所述灯板包括电路，容纳在罩体的外层中，热气抽取内腔经由进气口和出气口与外界连通，使得经由进气口引入的空气携载所述电路的产热并经由所述出气口排放到外界。
23.根据权利要求22所述的头帽，其特征在于，所述电路布设在所述灯板的与LED相对的一侧，这一侧设置有散热片，所述散热片用于将热量引导远离冷气传输内腔。
24.根据权利要求22所述的头帽，其特征在于，所述热气抽取内腔与冷气传输内腔彼此独立。
25.根据权利要求21所述的头帽，其特征在于，冷气经由所述通路吹向患者的头部的风速为0.5-3.5m/s。
26.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述近红外光为脉冲光，所述近红外照射单元的照射参数还包括脉冲频率，所述脉冲光包括第一脉冲频率的脉冲波分量和/或第二脉冲频率的脉冲波分量，所述第一脉冲频率为7Hz-13Hz，所述第二脉冲频率为30Hz-100Hz。
27.根据权利要求26所述的头帽，其特征在于，所述第一脉冲频率为10Hz，所述第二脉冲频率为40Hz。
28.根据权利要求26所述的头帽，其特征在于，每个近红外照射单元包括多个近红外LED，所述脉冲光包括以α波频率和γ波频率分别作为第一脉冲频率的脉冲波分量和第二脉冲频率的脉冲波分量，且通过如下任何一种方式来形成：
每个近红外LED发射的脉冲光的波形由α波和γ波同步混叠而成；
每个近红外LED发射的脉冲光的波形由α波和γ波分时组合而成；
第一组近红外LED中的每个近红外LED发射α波的脉冲光，第二组近红外LED中的每个近红外LED发射γ波的脉冲光，两组近红外LED同步发射脉冲光。
29.根据权利要求1或2所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元的阵列被构造为向脑网络节点发射近红外光，所述脑网络节点至少包括内侧前额叶皮层、内侧颞叶、扣带皮层、楔前叶以及下顶叶中的至少一个。
30.根据权利要求29所述的头帽，其特征在于，所述脑网络节点至少包括位于内侧颞叶的海马，所述近红外照射单元的阵列被构造为向海马以及所述脑网络节点中与所述海马的功能连接强度弱于预定水平的脑网络节点发射近红外光。
31.根据权利要求29所述的头帽，其特征在于，所述近红外照射单元的阵列被构造为向包括内侧前额叶皮层、位于内侧颞叶的海马、前扣带皮层、楔前叶以及下顶叶的脑网络节点一起发射近红外光。
32.根据权利要求1所述的头帽，其特征在于，所述近红外光为脉冲光，所述近红外照射单元的照射参数还包括可调节的脉冲频率，所述脉冲频率的可调节范围为0Hz-100Hz。
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