JP2012514498A - 有機発光ダイオード光線療法照明システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図2
Description
光線治療器の実施形態は、それによって、患者への安全な治療の供給をもたらす、適切な温度制御を保証するための熱管理システムを含むことができる。また、過剰な熱は、OLEDのような電子装置の寿命も短くする。青色OLEDに基づく光線治療器は、発光が光スペクトルの青色領域に集中するので、ハロゲンランプまたは蛍光灯よりも低い熱しか生じないとしても、熱管理は要求され得る。加えて、一般に、OLED装置は、従来の照明装置よりも、より効率的に光を生み出すことができる。光線治療器の実施形態のための熱管理システムは、当該装置のOLED部分に対する独立した熱管理システムと、空冷ファンシステムのような、当該装置の制御モジュール部分に対する別の熱管理システムとを含むことができる。
さらに、光線治療器200の実施形態は、光線治療器基板202上に複数の個別OLEDパネルまたはチップ210を含むことができる。さらに、光線治療器200は、電源および/または制御モジュールを包含し得る筐体212を含むことができる。制御モジュールは、単純なオン/オフ制御モジュールを含むことができ、また、それぞれの個別OLEDパネルまたはチップのすべての特性の完全な制御を含むことができる。複数のOLEDパネルまたはチップ210は、同じまたは異なっているかもしれない。OLEDパネルまたはチップ210は、異なるスペクトル出力、異なるサイズ、多層のOLED層、または、光線治療器200上のその他のパネルまたはチップと、同じまたは異なるその他の特性を有することができる。ある実施形態では、少なくとも1つの有機発光ダイオードは、円盤状または多角形の形状である。
典型的に、アノードは、電源と活性領域間の電気的なやり取りをもたらし、それゆえに、任意の導電性材料を含むことができる。多くの種類のアノードは、当該分野において、一般的に周知であり、示されている。ある実施形態では、活性領域から発せられた光に対して、透過的であることは、OLED素子のアノードにとって望ましいことかもしれない。例えば、アノードは、これに限定されるものではないが、例えば、インジウムスズ酸化物(indium tin oxide, ITO)、酸化亜鉛(ZnO)などのような透明導電酸化物(transparent conductive oxide, TCO)を含むことができる。
カソードもまた、電源と活性領域間で電気的なやり取りをもたらす。したがって、カソードは、任意の導電性材料を含むことができる。多くのカソードは、当該分野において、一般的に周知であり、示されている。カソードは、例えば、アルミニウムあるいはカルシウムなどのような薄い金属フィルム、または、非金属導電層を含むことができる。ある実施形態では、活性領域から発せられた光に対して透過的であることは、OLED素子のカソードにとって望ましいかもしれない。1つの実施形態では、アノード、カソード、OLED素子基板は、少なくとも1つの有機発光ダイオードが、アノード方向とカソード方向の両方に光を発するようにするために、ほぼ透明である。カソードは、典型的に、活性領域の中への電子の注入を助けるために比較的低い仕事関数を有する。カソードは、任意の厚さであるかもしれないが、OLEDsを含む典型的な機器では、カソード106は、100から200nmの間の厚さを有する。
OLEDの活性領域は、機器から発せられる光を生み出す。ある実施形態では、活性領域は、導電性ポリマーなどのような有機材料を含む。活性領域において、電子と正孔は、再結合により光子を発する。活性領域から発せられた放射性の光子エネルギーは、有機材料の最低空分子軌道(lowest unoccupied molecular orbital, LUMO)レベルと、最高被占分子軌道(highest occupied molecular orbital, HOMO)レベルとの間のエネルギー差に相当する。より低いエネルギー/より長い波長の光子は、蛍光を発する過程、または、燐光を発する過程を介して、より高いエネルギーの光子によって生み出され得る。活性領域は少なくとも1つの正孔注入層(hole transfer layer)、正孔阻止層(hole blocking layer)、電子注入層、電子伝達層、または、電子阻止層を含むことができる。正孔注入層は、例えば、1つ以上のポリチオフェンを含むことができる。
活性領域は、有機材料を含むことができる。活性領域108における有機材料は、エレクトロルミネッセントポリマーのような、エレクトロルミネッセント材料を含むことができる。エレクトロルミネッセント材料は、電流のような強電界電気的な刺激、または強電界に反応して光を発光する。
ある実施形態において、OLEDは、活性領域を通ってアノードからカソードへの電気的なやり取りに頼っている。活性領域とアノードまたはカソード間の電気的結合は、構成要素間の直接的接触によって作られ、または、上記で詳細に議論したように、付加的な層を含むことができる。
電源は、活性領域を活性化させるのに、十分な電力を供給することができる任意の電源であるかもしれない。電源は、バッテリー、太陽電池、燃料電池、アダプターを含むことができ、または、送電網(power grid)の一部であるかもしれない。OLED素子は、ACまたはDC電流によって動作することができる。
制御モジュールは、提供すべき治療の選択、治療時間、治療の強さ、光線治療器のスペクトル出力、および/または、患者の年齢を割り当てる入力手段を含むことができる。入力手段は、それらに限定されることはないが例として、キーボード、キーパッド、マウス、タッチスクリーン、ボタン、または、その他の入力装置を含むことができる。制御モジュールは、治療に関する情報、光線治療器または患者の1箇所以上の温度、患者の照射領域、治療周期の長さ、治療周期の残り時間、OLEDの光強度設定、そして、1以上の独立的に制御されるOLEDならば複数のOLEDsの光強度、光線治療器による複合的な治療の累計時間、設定に関するその他の情報、および、光線治療器の操作を提供するスクリーンを付加的に備えることができる。制御モジュールは、例えば、少なくとも1つの有機発光ダイオードを制御するために、電圧、電流、パルス幅、または、パルス周波数のうち少なくとも1つを変えることができる。さらに、スクリーンは、さまざまな光線治療法に対して、予め設定された治療周期に関する情報も提供することができる。
OLED素子は、周囲の環境からOLED素子の有機材料を保護する被包に、既に包まれているかもしれない。それゆえに、結果として生じるOLED素子は、酸素および水蒸気に対する防壁を必ずしも提供するとはいえないシステムに容易に取り付けることが可能な独立した素子となり得る。
光線治療器は、任意の病気、症候群、疾患、症状、または、光線療法に反応する病気の治療に用いることができる。例えば、それらに限定されないが例として、新生児黄疸、ざ瘡、乾癬、湿疹、癌、前癌、光線性角化症、甲状腺疾患、睡眠障害、神経障害、季節性感情障害、鬱病、多食症、炎症、関節炎、レイノー症候群、血行不良、過敏腸症候、肥満、パーキンソン病に関係する震え、潰瘍、感染症、日周期維持障害などの治療に用いることができる。光線治療器は、リラックスの促進、創傷治癒、生殖能力の強化、発毛の促進、減量の促進、セリュライトの出現や皮膚の老化を減らすことに、用いることができる。光線治療器は、つぼ治療(trigger point therapy)向けの針治療の代用として用いることができる。光線療法は、光活性の局部的な薬物、または、患者の身体上の治療領域の全域にわたって適用され得る薬とは分離して、または、それと組み合わせて提供され得る。
新生児黄疸の場合では、赤ん坊は、彼らの血液において、高水準のビリルビンを伴って生まれているかもしれない。ビリルビンは、脂溶性の化合物であり、それゆえに、自然過程によって体内から容易には取り除くことができない。光の照射、特に、青色、青緑色、および/または、緑色スペクトルの光は、毒性のビリルビンから、構造異性体、ルミルビン(lumirubin)に変化することが結果として生じるということが見出されている。ルミルビンは、水溶性であり、身体で、かなり容易に駆逐することができる。乳幼児への青色から緑色の光の照射は、ビリルビンレベルの減少を結果として生じさせ、それによって、新生児黄疸の治療を成し遂げられる。黄疸の治療のための光線療法は、410nmから550nmの範囲で、青色から緑色の幅の光を含むだろう。
季節性感情障害は、典型的な通常の精神的健康を有する人々が、ある特定の季節、たいてい冬に経験する、軽度の障害である。十分な日光は、特定の季節性感情障害の治療にとって望ましく、一方、十分な日光の安定的な照射が患者に対して利用できない、または、不都合なときに、光線治療器は季節性感情障害の治療に効果的である。白色光によって従来的に治療されているが、青色スペクトルにおける光は、少なくとも白色光と同様の効果のあることが発見されている。高齢者に対して、青色光は、赤色または橙色領域における光より、あまり効果的ではないかもしれない。一般に、季節性感情障害の治療のための青色光の最も効果的な波長は、460nmから485nmの範囲である。季節性感情障害の治療向けの光線治療器の実施形態は、スポットライト、ライトボックスまたはブース、例えば、OLEDsを含むブランケット、および/または、OLEDsを含むパッドなどのようなOLEDを包含する柔軟な光線治療器基板を含み、自宅やオフィスに取り付けられるOLEDsだけでなくその他の構成も含むパネル板などのようなOLEDsを包含する固い光線治療器基板を含む。
光線療法でざ瘡を治療する方法は、405から420nmの範囲において、目に見える紫領域(violet region)における光を含むことができる。そのような照射は、バクテリアにダメージを与え、最終的に死滅させる座瘡プロピオンバクテリウムのポルフィリン(コプロポルフィリンIII)を活性化することができる。そのような目に見える紫色光は、紫外線領域における光を含まず、したがって、光線治療器を用いて、皮膚を焼くことすなわち日焼けする見込みはほとんど生じない。治療は、人の皮膚細胞におけるATPを活性化し、反応速度が改善することが示されている赤色光を適用することで、しばしば達成される。ざ瘡の治療向けの光線治療器の実施形態は、頭上のスポットライト、ライトボックスまたはブース、OLEDsを含むブランケットおよび/またはOLEDsを含むパッドなどのようなOLEDを包含する柔軟な光線治療器基板を含み、携帯機器だけでなくその他の構成に組み込むことができる、OLEDsを包含した光線治療器基板を含む。
UV OLEDを含む光線治療器は、光線治療の間またはその合間に、表面を殺菌または消毒するのに用いることができる。光線治療器の実施形態は、治療範囲において、光を照射できるOLEDsを含み、光にさらされる無菌の表面を維持するために、紫外線領域における光を照射する少なくとも1つのOLEDを含むことができる。しかしながら、UV OLEDの強さは、患者への皮膚ダメージを回避するために、治療周期の間、低く維持すべきである。より高い強さの紫外線光を組み入れた殺菌周期は、光線治療器と、光線治療器から発せられた光に、十分にさらされたものすべてを殺菌するために、治療周期の合間に用いることができる。
Claims (89)
- 光線治療器において、
少なくとも1つの治療用波長を発する少なくとも1つの有機発光ダイオードと、
温度、発せられる光の望ましい強さ、有機発光ダイオードの少なくとも一部の活性化および不活性化、センサーからの入力、発せられた光の望ましいスペクトル、治療の長さ、照明の領域、または、それらの組合せに基づいて、少なくとも1つの有機発光ダイオードを制御するための制御モジュールと
を含む、光線治療器。 - 前記光線治療器は、ざ瘡、乾癬、湿疹、癌、前癌、鬱病、多食症、光線性角化症、甲状腺疾患、季節性感情障害、および、日周期リズム維持障害、神経障害、しわ、セリュライト、睡眠障害、パーキンソン病に関係する震え、発毛不良、生殖能力の不良、肥満、外傷、血行不良、過敏性大腸症候群、疝痛、炎症、関節炎、レイノー症候群、感染から選ばれた1つ以上の病状の治療に対して使用することができる、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記光線治療器は新生児黄疸を治療することができる、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記OLEDは、医薬品を活性化するための波長を発することができる、請求項3に記載の光線治療器。
- 光線力学治療法のための前記有機発光ダイオードによって活性化される医薬品をさらに含む、請求項4に記載の光線治療器。
- 前記光線治療器は、歯のホワイトニング、減量、発毛、しわ取り、肌の色合いの均等化、または、セリュライトの出現を減らすことのために使用することができる、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記有機発光ダイオードは、
OLED素子基板と、
アノードと、
カソードと、
前記アノードと前記カソードと電気的に接続された、有機材料を含む活性領域と、
前記有機発光ダイオードを覆う被包と
を含む請求項1に記載の光線治療器。 - 少なくとも1つの前記アノードと前記カソードは透明である、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記アノード、前記カソード、および前記OLED素子基板は、少なくとも1つの有機発光ダイオードが、前記アノードと前記カソードの両方向に光を発する構成となるようにほぼ透明である、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、約50nmよりも大きい半値全幅で広帯域発光スペクトルを発するように構成される、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、単一の発光体を形成する連続領域である、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、多くの発光体を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、活性化、非活性化および発光体の少なくとも一部の活性レベルを制御する、請求項12に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、発光体の輝度レベルを制御する、請求項12に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、さらに、無機発光体を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記無機発光体は、量子ドットまたは無機燐光物質である、請求項15に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、少なくとも1つのポリマー発光体または小分子発光体を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、複数の垂直に積まれた発光層を含む、請求項7または12に記載の光線治療器。
- 少なくとも2つの前記複数の垂直に積まれた発光層は、異なる色の光を発するように構成される、請求項18に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、少なくとも1つの蛍光性発光体または燐光性発光体を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記有機発光ダイオードは、さらに、少なくとも1つの正孔注入層を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 少なくとも1つの正孔注入層は、少なくとも1つのポリチオフェンを含む、請求項21に記載の光線治療器。
- 少なくとも1つの正孔注入層は、少なくとも1つの平坦化剤を含む、請求項22に記載の光線治療器。
- 前記有機発光ダイオードは、さらに、少なくとも1つの電子伝達層を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 1以上の正孔障壁層、電子障壁層、正孔伝達層、電子伝達層、正孔注入層、または、電子注入層をさらに含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記被包は、前記光線治療器が100時間未満の治療時間で機能できるような、酸素および水蒸気の透過度を備える水および空気の遮断材を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記被包は、前記光線治療器が1000時間未満の治療時間で機能できるような、酸素および水蒸気の透過度を備える水および空気の遮断材を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記被包は、前記光線治療器が1回限りの治療で機能できるような、酸素および水蒸気の透過度を備える水および空気の遮断材を含む、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、0.1cm2より大きい発光領域を有する、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、1m2より小さい発光領域を有する、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記活性領域は、約0.1cm2より大きい発光領域を有する、請求項7に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、量子ドット有機発光ダイオードである、請求項1に記載の光線治療器。
- 透明または半透明のカバーを含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記透明または半透明のカバーは1つの織布、不織布、または、プラスチックフィルムである、請求項33に記載の光線治療器。
- 前記光線治療器は、パッド、小部屋、被服、包帯、マスク、包み、幼児用ベッド、身体カバー、プローブ、杖、または、携帯型、自立型、吊り下げ型あるいは据え付け型の照明光源である、請求項1に記載の光線治療器。
- 少なくとも1つの有機発光ダイオードは、非平面状の発光表面を形成するために配置される、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記非平面状の発光表面は、円柱状である、請求項36に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、垂直に積み重ねられる、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、高ビリルビン血症の治療に対して、治療用のスペクトルを発光する、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記スペクトルは、ほぼ410nmから550nmの範囲の波長を含む、請求項39に記載の光線治療器。
- 前記OLEDsは、マットレス、パッド、ベットシーツ、ローブ、パンツ、シャツ、胴体ラップ、または、ベビーベッド用シーツ、ベビーベッドカバー、または、乳児用ベッドに組み込まれる、請求項39に記載の光線治療器。
- 前記ローブまたは前記シャツは袖を含む、請求項41に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、近赤外線スペクトルにおける光を発する、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、可視スペクトルにおける光を発する、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、可視スペクトルにおける光を発する、請求項1に記載の光線治療器。
- 少なくとも1つの有機発光ダイオードは、チップである、請求項1に記載の光線治療器。
- 1以上の有機発光ダイオードチップは、柔軟な光線治療器基板上に配置される、請求項46に記載の光線治療器。
- 前記柔軟な光線治療器基板は、織布または布である、請求項47に記載の光線治療器。
- 前記柔軟な光線治療器基板は、天然繊維、合成繊維、または、天然繊維と合成繊維の組合せである、請求項48に記載の光線治療器。
- 前記柔軟な光線治療器基板は、プラスチックフィルムである、請求項47に記載の光線治療器。
- 前記柔軟な光線治療器基板は、不織布である、請求項47に記載の光線治療器。
- 前記1つ以上の有機発光ダイオードチップは、硬質の基板、整合的基板、柔軟な基板、または、それらの組合せである光線治療器基板上に配置される、請求項46に記載の光線治療器。
- 前記1つ以上の有機発光ダイオードは、円盤状または多角形の形状である、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記少なくとも1つの有機発光ダイオードは、硬質の基板、整合的基板、柔軟な基板、または、それらの組合せである光線治療器基板上に配置される有機発光ダイオードの配列を形成する、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記OLED素子基板は、硬質の基板、整合的基板、または、柔軟な基板である、請求項54に記載の光線治療器。
- 電源をさらに含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 前期電源は、持ち運び可能である、請求項56に記載の光線治療器。
- 患者の皮膚に接触することに適合した部分を含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 患者の皮膚と接触するのに適合した部分と、少なくとも1つの有機発光ダイオードとの間に絶縁層を含む熱管理システムをさらに含む、請求項58に記載の光線治療器。
- 通気をもたらす孔をさらに含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 熱管理システムをさらに含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記熱管理システムは、空気移動装置を含む、請求項61に記載の光線治療器。
- 前記空気移動装置は、ファンである、請求項62に記載の光線治療器。
- 温度センサーをさらに含む、請求項61に記載の光線治療器。
- 少なくとも1つ有機発光ダイオードは、チップであり、前記熱管理システムは、少なくとも1つの有機発光ダイオードチップの出力を制御する、請求項61に記載の光線治療器。
- 前記温度センサーは、患者の皮膚、被照面、前記少なくとも1つの有機発光ダイオード、または、電源の上あるいは近くの温度を感知する、請求項64に記載の光線治療器。
- 前記温度管理システムは、前記有機発光ダイオードチップを活性化し非活性化することによって、有機発光ダイオードチップの出力を制御する、請求項65に記載の光線治療器。
- 前記温度管理システムは、前記有機発光ダイオードチップの強さの出力を制御することによって、有機発光ダイオードの出力を制御する、請求項65に記載の光線治療器。
- 前記温度管理システムは、ヒートシンクを含む、請求項61に記載の光線治療器。
- 前記温度管理システムは、液体ベースの冷却システムである、請求項61に記載の光線治療器。
- 前記温度管理システムは、熱電冷却システムを含む、請求項61に記載の光線治療器。
- 前記温度管理システムは、電気機械式の冷却システムを含む、請求項61に記載の光線治療器。
- 光を分散または集中させるための光学素子をさらに含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、望ましい出力カラー特性を維持することによって、いくつかの前記有機発光ダイオードの劣化を補うために、少なくともいくつかの前記有機発光ダイオード素子を、異なる活性レベルに選択的に駆動するように構成される、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、さらに、他の有機発光ダイオードとは異なる活性レベルで、少なくとも1つの前記有機発光ダイオードを選択的に駆動することによって、光線治療器から発せされた光の色を調整するように構成される、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、輝度、前記有機発光ダイオードによるスペクトル出力、および、活性化される発光ダイオードの数のうち少なくとも1つを制御する、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記発光ダイオードは、赤色有機発光ダイオード、緑色有機発光ダイオード、青色有機発光ダイオード、黄色有機発光ダイオード、白色有機発光ダイオード、および、それらの組合せから選択された、少なくとも1つの発光ダイオードである、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、活性化される有機発光ダイオードの各色の数および前記有機発光ダイオードの輝度を制御する、請求項77に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールは、電圧、電流、パルス幅、または、少なくとも1つの有機発光ダイオードを制御するためのパルス周波数のうち少なくとも1つを変える、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記制御モジュールにフィードバックを提供するために少なくとも1つのセンサーをさらに含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 少なくとも1つのセンサーは、温度、酸素レベル、一酸化炭素レベル、二酸化炭素レベル、ビリルビンレベル、皮膚色、血液内容物、体液内容物、血糖内容物、光強度、または、スペクトル特性を見つける、請求項80に記載の光線治療器。
- タイマーをさらに含む、請求項1に記載の光線治療器。
- 前記タイマーは、セッション時間、全体の治療時間、または、その両方を測定する、請求項82に記載の光線治療器。
- 光線療法を実行する光線治療方法において、
光線療法で治療される病気を診断することと、
光線療法の光にさらされる、身体の少なくとも1つの領域を決定することと、
前記病気を治療するために、少なくとも1つの治療用波長を決定することと、
身体の前記少なくとも1つの領域に、前記少なくとも1つの治療用波長を照射することと
を含み、
前記少なくとも1つの治療用波長は、請求項1に記載の光線治療器によって生成される、光線治療方法。 - 光線療法を実行する光線治療方法において、
治療用スペクトルによる網膜の刺激によって治療される病気を診断することと、
治療プロトコルを決定することと、
前記病気を治療するために、少なくとも1つの治療用波長を決定することと、
前記少なくとも1つの治療用の波長が、治療用の強さで患者によって可視できるように、患者の近くに、前記少なくとも1つの治療用波長を発する光源を配置することと
を含み、
前記前記光源は、請求項1に記載の光線治療器からなる、光線治療方法。 - 光線療法の光にさらされる身体の前記領域は、身体の内部領域である、請求項84または85に記載の光線治療方法。
- 光線療法の光86にさらされる身体の領域に、感光性薬物を適用することをさらに含み、請求項84の光線療法を実行する光線治療方法は、治療される病気が、高ビリルビン血症であり、前記少なくとも1つの治療用波長が410nmから550nmの範囲である、請求項84、85、86のいずれか1項に記載の光線治療方法。
- 光出力連結コンポーネントをさらに含む、請求項6に記載の光線治療器。
- 前記光出力連結コンポーネントは、レンズ、レンズの配列、粗面のOLED基板あるいはインターフェース、格子、回折格子、低屈折率層、または、フォトニック結晶を含む、請求項88に記載の光線治療器。
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