CN201168351Y

CN201168351Y - 芯片集成led光动力肿瘤治疗设备

Info

Publication number: CN201168351Y
Application number: CNU2007200822158U
Authority: CN
Inventors: 徐岩; 刘先成
Original assignee: LIFOTRONIC TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Pu Gate Technology Co., Ltd.
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2008-12-24
Anticipated expiration: 2017-11-30

Abstract

本实用新型公开了一种芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，配合光敏剂可用于肿瘤的光动力治疗。设备包括芯片集成LED、散热器、光纤、光头、控制电路及电源；芯片集成LED、散热器组装成光源头，其前端与光纤连接，光纤再连接上光头。本实用新型采用芯片集成LED及聚光器使光纤末端光输出＞2000mw，LED替代激光二极管使治疗体内肿瘤成为可能，并大大降低了设备成本。

Description

芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备

技术领域

本实用新型涉及多芯片集成大功率LED(本文简称为芯片集成LED)光动力肿瘤治疗设备。

背景技术

光动力治疗癌症在临床中以取得明显的效果，逐渐成为治疗肿瘤的主要方法之一。目前光动力治疗中使用的光源多为波长630nm的激光光源，LED作为激光的替代光源在皮肤肿瘤及鲜红斑痣中已有应用，但所有的LED在光动力的中的使用均限于皮肤及肉眼可见部位。专利号ZL200520108617.1、ZL98122566.7、ZL200620042286.0、申请号02811553.8、申请号200580027021.1等，上述专利把小功率LED作为面阵排列或聚焦到某一小面积，作为皮肤的光动力治疗设备，其缺点是所有设备均只能用于皮肤治疗，不能用体内肿瘤的治疗。

申请号200510009880.X，把发光二极管做成平面矩阵，再经透镜阵列及石英透镜两次整形，把光汇聚到光纤中。这种方法不具有实际临床治疗意义，原因是发光二极管所发生的光为半球面形状，经透镜整形时其光损失严重，技术上传统LED的发光光效率为10％左右，即1W的LED发光光功率为100mw，如再加上透镜损失，经透镜后的光功率为小于100mw，一个4W的发光二极管阵列实际光输出应小于400mw。同时二极管阵列的面积不能任意扩大，因为透镜的尺寸是有限的。

在医学临床应用中，要求光纤的未端光功率要大于2000mw才能激活光敏剂杀死肿瘤细胞，如英国产激光光动力设备Diomed 630，德国产激光光动力设备CeralasPDT等所有光纤未端输出到2000mw以上。

综上所述，上述专利中所使用的发光二极管用于光动力治疗，仅限于皮肤表面肿瘤，不能用于体内肿瘤治疗，激光二极管可用于体内治疗但设备成本太贵，限制了其广泛应用。

芯片集成LED(单个功率＞25w)现已问世，因其体积小、光功率密度大、照射面大将是取代普通LED和白炽灯、卤钨灯的新一代照明设备，并且已出现了若干照明用相关专利。到目前为止，人们对芯片集成LED的认识均停留在照明上的应用，称为第四代半导体照明光源。却未想到将其应用到光动力治疗领域中，以拓展光动力治疗应用范围和疗效。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备。本实用新型与激光光动力设备相比，结构简单、成本低廉、设备轻巧、利于推广，而治疗效果完全满足治疗要求，可替代激光光动力设备进行人体内部肿瘤治疗。

本实用新型采用的技术方案如下：

芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：包括芯片集成LED、散热器、光纤、光头、控制电路及电源；芯片集成LED、散热器组装成光源头，其前端与光纤连接，光纤再连接上光头。

所述芯片集成LED贴在散热器上，芯片集成LED与散热器中间加导热胶，散热器后端设置风扇。

本实用新型使用的芯片集成LED，其功率为25w～1500w，平面或凸面发光，发光面积为5×5mm²～150×150mm²，波长根据光敏剂选择。

散热器上开上下相通的通风槽，既可解决通风又可扩大散热面积。通常散热器上开槽可以是发射状或网状形状。芯片集成LED的热量通过散热风扇使其热量由光源头周边的外壳孔中排出。

所述散热器的材料为铜、铝、铝合金等高导热率的材料。

本实用新型芯片集成LED前端聚光器形状为汇聚状锥形，可以是圆锥或方锥等。其材料选用铜、铝合金并镀高反光材料，也可选塑料、铁、铜合、橡胶等镀上高反光材料来做聚光器。根据实际情况，也可不选用聚光器，直接将光纤对接在芯片集成LED上。也可使用非球面透镜汇聚光线到光纤中。

本实用新型为保证芯片集成LED的正常工作，装置器中设有一个检测LED温度的温度感应器。在温度超过设定值后，控制台上报警器会发报警信号和停机。

本实用新型中有照射表面光功率检测器，可根据病情调节光功率输出大小，其调节可以手动也可自动调节。

本实用新型采用芯片集成LED与传统LED相比优点在于：

1、功率大，芯片集成LED为25W～1500W，传统LED为0.5W～3W之间。

2、芯片集成LED为平面或凸面发光，而传统LED为点光源发光。

3、电光转换效率高。芯片集成LED的发光效率为20％左右，而传统LED为10％。

4、高功率密度，芯片集成LED的光功率密度是传统LED的数倍到数十倍。

本实用新型与激光光动力治疗设备相比，结构简单、成本低廉、设备轻巧、利于推广，而治疗效果完全满足治疗要求，是新一代替代技术。

芯片集成LED光动力治疗替代激光的有益效果表现在：

1、大幅度降低设备成本；

2、由于成本的降低用户使用量大大增加；

3、可增大光功率，目前激光光功率为2-3W，芯片集成LED光动力治疗仪可达到10W以上；

4、可扩大照射面积，在保证功率密度的情况下扩大照射范围，对于体内的一些大体积肿瘤提供了治疗的可能。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细阐述。

附图说明

图1本实用新型芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备结构简图

图2为本实用新型设备外形图

具体实施方式

本实用新型提出了一种芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，包括芯片集成LED、散热器、光纤、光头、控制电路及电源；芯片集成LED、散热器组装成光源头，其前端与光纤连接，光纤再连接上光头。所述芯片集成LED贴在散热器上，芯片集成LED与散热器中间加导热胶，散热器后端设置风扇。本实用新型使用的芯片集成LED，其功率为25w～1500w，平面或凸面发光，发光面积为5×5mm²～150×150mm²，波长根据光敏剂选择。散热器上开上下相通的通风槽，既可解决通风又可扩大散热面积。通常散热器上开槽可以是发射状或网状形状。芯片集成LED的热量通过散热风扇使其热量由光源头周边的外壳孔中排出。所述散热器的材料为铜、铝、铝合金等高导热率的材料。本实用新型芯片集成LED前端聚光器形状为汇聚状锥形，可以是圆锥或方锥等。其材料选用铜、铝合金并镀高反光材料，也可选塑料、铁、铜合、橡胶等镀上高反光材料来做聚光器。根据实际情况，也可不选用聚光器，直接将光纤对接在芯片集成LED上。也可使用非球面透镜汇聚光线到光纤中。本实用新型为保证芯片集成LED的正常工作，装置器中设有一个检测LED温度的温度感应器。在温度超过设定值后，控制台上报警器会发报警信号和停机。本实用新型中有照射表面光功率检测器，可根据病情调节光功率输出大小，其调节可以手动也可自动调节。

为解决大功率体内治疗肿瘤的问题，本实用新型使用了新型单颗芯片集成LED，又称多芯片集成大功率LED，或多芯片模组，或超大功率芯片等。本实用新型中简称芯片集成LED。芯片集成LED是利用多个芯片组装(Multi-Chip ModuleAssembly)技术和倒装焊技术(Flip-Chip Technology)，将一个或者多个LED芯片，信号控制芯片与防静电芯片(Electrostatic Discharge)通过工艺集成和组装，形成一个大的可以防静电，可以控制的LED模组。其中LED芯片，可以是不同波长，不同尺寸的LED芯片。根据需要倒装于不同尺寸，不同形状、不同材质的底板上面。省略了繁杂的封装工序，一次性解决了LED的散热问题。

本实用新型使用芯片集成LED(25W～1500W)，使用特别设计的聚光器，把超大功率的光经聚光器后直接耦合到光纤中。实际测量，即25W的芯片集成LED光输出为25W×20％＝5W，经聚光器后(光损失＜50％)耦合在光纤中，在光纤末端光功率为5W×50％＝2.5W。2500mw的光纤末端输出已能满足临床治疗要求，使单颗大功率LED替代激光体内治疗能为可能。

本实用新型使用25W～1500W单颗芯片集成LED，波长根据光敏剂选择。使用圆锥形聚光器，直接把耦合到光纤中，也可先用大面积光纤束直接贴在LED发光面上，在大面积光纤束后加聚光器，还可使用非球面透镜汇聚光线到光纤中。光纤直径从400nm～20mm，根据部位不同而有所变化。如支气管用400nm，阴道用20mm等。

如图所示，1为散热器，2为芯片集成LED，与散热器之间有导热胶。3为聚光器，4为光纤，5为给LED供电的开关电源等，装在机壳6内，7为光输出孔，光纤4通过7和主机6相接。8为主要电源开关。光纤接口：采用WMA905标准接上。

下面给出芯片集成LED和药物配合治疗疾病的对应表：

英文名中文名适应症

Photofrin 血卟啉体内肿瘤

Visudyne 维替泊芬老年性眼底黄斑

Levulan(5-ALA) 5氨基酮戊酸光角化病

ALA 艾拉尖锐湿疣

HpD 血卟啉衍生物体内肿瘤

PsD-007 癌光啉体内肿瘤

YHpD 光卟啉体内肿瘤

Foscan 替莫泊芬头颈部晚期磷状上皮癌

Claims

1、芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：包括芯片集成LED、散热器、光纤、光头、控制电路及电源；芯片集成LED、散热器组装成光源头，其前端与光纤连接，光纤再连接上光头。

2、根据权利要求1所述的芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：所述芯片集成LED贴在散热器上，芯片集成LED与散热器中间加导热胶，散热器后端设置风扇。

3、根据权利要求1或2所述的芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：所述芯片集成LED，其功率为25w～1500w，平面或凸面发光，发光面积为5×5mm²～150×150mm²，波长为630nm±20nm或波长根据光敏剂选择。

4、根据权利要求2所述的芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：散热器上开上下相通的通风槽，通风槽为发射状或网状形状。

5、根据权利要求3所述的芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：芯片集成LED前端与光纤之间设置聚光器，形状为汇聚状锥形，为圆锥或方锥。

6、根据权利要求3所述的芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：芯片集成LED前端与光纤之间设置聚光器，聚光器为非球面透镜，汇聚光线到光纤中。

7、根据权利要求3所述的芯片集成LED光动力肿瘤治疗设备，其特征在于：设备中设有一个检测LED温度的温度感应器，和调节光功率输出大小的光功率检测器。