KR102508596B1 - 의료 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

의료 장치 및 의료 장치의 동작 방법이 개시된다. 장치는 환자의 하나 또는 두 눈들을 향해 전자기 방사선을 발사하는 방사선원을 포함하고, 상기 장치는 적어도 1.85:1의 암소 광도 대 명소 광도의 비율을 가지는 전자기 방사선을 발사하도록 구성된다.

Description

의료 장치 및 방법{MEDICAL APPARATUS AND METHOD}
본 발명은 의료 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 전적인 것은 아니지만, 본 발명은 얼굴 마스크 또는 환자의 눈들(eyes)로 방사선을 직접 발사하기(directing) 위한 다른 장치, 및 이러한 의료 장치의 동작 방법에 관한 것이다.
광선 요법(Phototherapy)은 다양한 치료상(therapeutic) 및 미용상의 목적을 위해 사용되어 왔다. 일반적으로, 이는 환자에 투여되는(administered) 광 방사선(light radiation)의 특정(specific) 파장의 사용을 포함한다. 예를 들면, 광선 요법은 간염(hepatitis)(A, B 또는 C), 세균 감염(bacterial infections), 상처(wounds), 전암 질환(precancer conditions), 계절성 정서 장애(SAD; seasonal affective disorder), 피부 재생(skin rejuvenation)과 같은 다양한 피부 과학적(dermatological) 및 미용상의 목적, 및 당뇨병성 황반부종(diabetic macular edema), 미숙아 망막병증(retinopathy of prematurity), 습식 또는 건조(wet or dry) 노인황반변성(AMD; age-related macular degeneration) 및 당뇨망막병증(diabetic retinopathy)과 같은 다양한 눈 질병들과 같은 만성 감염(chronic infections)을 치료하는 데 사용될 수 있다.
당뇨망막병증은 눈의 망막에 손상(damage)이 발생하고 당뇨병(diabetes)에 의해 유발되는 질환이다. 더 구체적으로는, 당뇨망막병증은 고혈당증-유도된 벽내 혈관주세포(hyperglycemia-induced intramural pericyte)가 죽고 기저막의 두꺼워짐(thickening of the basement membrane)이 눈의 혈관들의 벽에 손상을 유발하는 미세 혈관 망막의 변화들(microvascular retinal changes)의 결과이다. 이 손상은 혈관-망막 벽(blood-retinal barrier)의 형성을 변화시키고, 또한 망막 현관들(retinal blood vessels)을 더 투과하게(permeable) 만든다. 눈에 있는 혈관들과 같은 작은 혈관들은 특히 혈당 제어를 하기가 더 취약하다. 포도당(glucose)의 과잉축적(overaccumulation) 및/또는 과당은 망막의 혈관들을 손상시킨다. 손상된 혈관들은 황반(macula) 상에 지질 및 유체를 누설하게 한다.
노인황반변성(AMD)은 눈의 중심시(central vision)에 영향을 미치는 질환이다. 습식 AMD의 경우, 혈관들은 황반의 밑에 자라기 시작한다. 이러한 혈관들은 종종 이상하게(abnormally) 자라고 궁극적으로 혈관들을 망가뜨리고 황반 아래에 단백질 및 피를 누출한다. 결국, 이러한 혈관들로부터의 출혈, 누출(leaking) 및 상흔(scarring)은 광수용체(photoreceptors)에 되돌릴 수 없는(irreversible) 손상을 유발하고, 그 때문에 치료되지 않은 채 방치되면(if left untreated) 빠른 시야(vision)의 상실을 유발한다.
또한 손상된 혈관들은 망막에 산소 공급을 감소시킨다. 이는 혈관내피성장인자(VEGF; vascular endothelial growth factor)의 과발현(over expression)을 유발할 수 있다. VEGF는 혈액 순환(blood circulation)이 부족할(inadequate) 때 맥관형성(vasculogenesis)(새로운 혈관 형성) 및 혈관형성(angiogenesis)(혈관 세포들의 이동(migration) 또는 증식(proliferation))을 자극함으로써 산소를 저장하여 세포들에 산소를 공급하는 시스템의 일부이다. 예를 들어, 새로운 혈관들은 형성되고 이들은 또한 상술한 바와 같은 손상의 대상이 될 수 있다. 치료되지 않은 채 방치하면, 당뇨망막병증 및 습식 AMD는 지속적으로 나빠지고, 손상된(impaired) 시야 및 궁극적으로 실명에 이르게 될 것이다.
이러한 질환들은 자는 동안 눈꺼풀들 또는 눈들에 임의의 정도(some degree)의 광 방사선을 제공함으로써 눈의 완벽한 암순응(complete dark adaptation)을 방지하여 치료될 수 있다. 왜냐하면, 암순응 동안, 눈은 증가된 산소 레벨을 요구하고, 따라서 혈관들은 암순응 동안 더 열심히 일해야 한다. 그러므로, 눈의 완벽한 암순응을 방지함으로써, 혈관들은 스트레스를 덜 받고, 시간이 지남에 따라 재생할(rejuvenate) 수 있고, VEGF 발현(expression)은 감소된다.
눈의 시각 세포들(photoreceptor cells)의 타입들은 3가지로 알려진다. 간상체(rods), 추상체(cones) 및 감광성 망막 신경절 세포(photosensitive retinal ganglion cells) 중 추상체는 그들이 포함한(contain) 특정한 옵신(particular opsin)에 따라 더 세분될 수 있다(롱(r), 미디움(g) 및 숏(b) 파장(wavelength)). 간상체 및 추상체는 시야에 책임이 있고, 각 타입은 파장들의 특정 범위에 응답하되, 간상체는 주로 추상체 보다 저조도(low light) 레벨들에 더 민감하고, 추상체는 더 밝은 빛(brighter light)에 더 잘 맞다. 간상체가 우세한(dominant) 광수용기(photoreceptor)인 저조도 레벨들의 시야는 암소시(Scotopic vision) (10-6 - 10-2 cd/m2)로 알려지고, 추상체가 주로 활동적인 시야의 범위는 명소시(Photopic vision) (1 - 106 cd/m2)로 알려진다. 둘 사이의 경계선(borderline)은 박명시(Mesopic vision) (10-2 - 1 cd/m2)와 관련된다. 색상은 다른 세포 타입들의 응답 비율(response rates) 간의 비교에 의해 인지된다. pRGCs는 시야에 관여하지 않지만 수면 주기(sleep cycles), 멜라토닌 생성(melatonin generation) 및 동공 반응(pupillary response)에 중요한 것으로 간주된다.
환자가 자는 동안 착용하기 위한 장치의 마스크 타입을 제공함으로써, 눈 영역에 방사선을 투여하는데 유용하고, 마스크는 눈 영역을 덮도록 환자의 머리에 고정되도록 구성되고, 눈들의 영역에 발광원(light emitting sources)을 포함하도록 한다. 예를 들면, 광원은 전자발광(electroluminescent emitters), 발광 장치(LEDs; light emitting devices), 발광 세포(LECs; light emitting cells), 발광 전기화학 세포(LEECs; light emitting electrochemical cells), 또는 유기발광장치(OLEDs; organic light emitting devices)일 수 있고, 눈 영역을 향해 광을 발사하도록 배열될 수 있다. 방사선은 간상체 세포들의 탈감각(desensitization) 및 과분극(hyperpolarization)에 이르도록 눈의 간상체를 자극하는 역할을 하며, 이는 신진대사율(metabolic rates)을 낮춤으로써 망막의 산소 소비(oxygen consumption)를 떨어 뜨린다.
WO2011/135362, WO2012/025398 및 WO2012/025399은 환자를 향해 전자기 방사선(electromagnetic radiation)을 직접 발사함(directing)으로써 다양한 방사선 치료 장치들을 개시한다.
Arden 외(Eye (2011) 25, 1546-1554)는 505nm빛이 하나의 감긴 눈의 눈꺼풀에 비추는(illuminate) 마스크들을 착용하여, 경미한 비-증식성(mild non-proliferative) 당뇨망막병증 또는 조기(early), 치료되지 않은 비-시력-위협적 당뇨황반부종(non-sight-threatening diabetic macular oedema)의 환자들의 임상 연구(clinical study)를 개시한다. 그것들은 암-순응-관련(dark-adaptation-associated) 산소 소비가 감소하기 때문에, 빛에 적응된 간상체를 유지할 수 있는 약광(dim light)에서의 수면은 당뇨황반부종의 변화들을 역전(reverse)시킬 수 있는 것으로 결론지었다.
이는 환자의 눈(들) 치료에 관한 효율을 향상시켜 방사선을 발사하는 의료 장치를 제공하는데 유용할 수 있다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 의료 장치에 있어서, 환자의 하나 또는 두 눈들을 향해 전자기 방사선(electromagnetic radiation)을 발사하는(emitting) 방사선원(radiation source);을 포함하고, 상기 장치는 적어도 1.85:1의 암소 광도(scotopic luminous intensity) 대 명소 광도(photopic luminous intensity)의 비율을 가지는 전자기 방사선을 발사하도록 구성되는 의료 장치가 제공된다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 의료 장치의 제조 방법에 있어서, 환자의 하나 또는 두 눈들을 향해 전자기 방사선을 발사하는 방사선원을 제공하는 단계;를 포함하고, 상기 장치는, 적어도 1.85:1의 암소 광도 대 명소 광도(scotopic luminous intensity to photopic luminous intensity)의 비율을 가지는 전자기 방사선을 발사하도록 구성되는 의료 장치의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제3 측면에 따르면, 전자기 방사선으로 인간 환자를 치료하는 방법에 있어서, 상기 환자의 눈 또는 눈들을 향해 적어도 1.85:1의 암소 광도 대 명소 광도의 비율을 가지는 전자기 방사선을 직접 발사하는(directing) 단계를 포함하는 전자기 방사선으로 인간 환자를 치료하는 방법이 제공된다.
본 발명의 특정 실시예들은 공지된 장치들과 비교하여 향상된 치료 효율을 제공하는 장치가 제공되는 이점을 제공한다.
특정 실시예들은 당뇨망막병증 또는 습식 AMD 환자들의 손상된 혈관들이 최소화되거나(minimised) 또는 예방되도록(avoided) 도움으로써, 눈의 산소 소비가 감소될 수 있는 이점을 제공한다.
특정 실시예들은 치료 기간 동안 수면 장애(disturbance of sleep)가 감소될 수 있는 이점을 제공한다.
본 발명의 실시예들은 이하에 첨부된 도면들을 참조하여 더 설명된다:
도 1은 암소 및 명소 광도(luminosity) 함수들을 도시한다;
도 2는 방사선 치료 장치를 도시한다;
도 3은 방사선 치료 장치의 추가 실시예를 도시한다; 및
도 4는 OLED 스택(stack)의 일례를 도시한다.
도면들에서 동일한 참조 번호는 동일한 부분들을 참조한다.
본 발명자들은 빛의 다른 강도들 및 파장들(different wavelengths and intensities of light)에 눈의 간상체 및 추상체의 응답을 조사하였다.
간상체 및 추상체는 눈 안의 두 주요 시각적 광수용체 세포들(two main visual photoreceptor cells)이다. 추상체는 황반(the yellow spot or the macula)으로 알려진, 시역(field of vision)의 중심 주위에 주로 위치된다. 간상체는 황반의 망막 바깥쪽의 영역들 주위에 주로 분포된다. 각 눈에 거의 1억2천개의 간상체 및 약 6백만개의 추상체가 있다.
어두운 조건(dark conditions) 동안 간상체 및 추상체는 빛에 자극되지 않는다. 어두운 조건과 같이, 간상체 세포들은 분극 상태(polarized state)를 유지하고 지속적으로 신경전달물질(neurotransmitters)을 방출한다(release). 상기 분극 상태의 유지는 에너지 소비 과정이다. 그러므로, 망막은 어두운 조건 동안 산소 및 당의 증가된 공급을 요구한다. 만일 환자가 이미 눈의 혈관들이 손상되면, 증가된 산소 및 당의 공급은 추가 손상을 예방하거나, 또는 기존의 혈관들을 치료하는데 도움이 되지 않는다.
간상체 세포에 의한 빛의 흡수 시, 일련의 반응들은 간상체 세포가 과분극(hyperpolarized)이 되도록 허용하는 간상체 세포들의 표면 상의 이온 채널들(ion channels)을 차단(shut)하고 신경전달물질의 방출은 억제된다(suppressed). 그러므로, 망막으로부터의 산소 및 당은 줄어들고 손상된 혈관들의 위험(risk)은 감소된다.
가능한(possibly) 기존의 혈관을 복구할 수 있게 하고, 혈관들에 추가 손상을 예방하도록 돕기 위해, 당뇨망막병증 및 습식 AMD의 환자들(sufferers)을 위한 발광 마스크들의 사용으로, 혈관들에 손상에서의 후속 감소(subsequent reduction) 및 빛의 흡수(absorption of light)시 신경전달물질의 억제를 조사하게 되었다.
도 1은 파장들의 스펙트럼에 걸쳐 간상체 및 추상체의 일반적인 응답을 도시한다. 다시 말해, 도 1은 간상체(곡선 10) 또는 추상체(곡선 12)가 세포에 의해 특정 파장의 광자의 흡수에 응답할 것의 개연성(probability)을 도시한다. 이러한 곡선들은 종래 기술에서 암소 및 명소 광도 함수들(곡선 10 및 12 각각)로 공지된다. 간상체는 주로 암소 파장 범위(약 400 nm에서 610 nm)에서의 빛에 응답하고, 약 500nm 파장에서의 빛에 가장 응답한다. 추상체(12)(상술한 모든 세 가지 타입의 추상체를 포함하는 그룹으로 간주되는)는 주로 명소 파장 범위(약 475 nm에서 650 nm)에서의 빛에 응답하고, 약 575nm의 파장으로의 빛에 가장 응답한다.
본 발명자들은 발광 장치(light emitting apparatus)를 고안할 때 빛의 특정 파장에서의 두 간상체 및 추상체의 응답이 고려될 수 있도록 구현했다. 간상체 및 추상체는 입사광(incident light)에 응답하는 서로 다른 확률을 가지고, 만약 임의의, 상기 응답은 간상체 및 추상체 간의 차이이다. 예를 들어, 간상체는 추상체 보다 450nm 파장의 광자에 훨씬 더 응답할 것이다. 그러나, 550nm 파장에서의 광자는 간상체 보다 추상체를 더 자극할 것이다.
게다가, 발광 장치를 고안할 때, 간상체 및 추상체의 응답은 사람 눈과 관련한 빛의 휘도(brightness)를 측정할 때 고려될 수 있다. 빛의 광도(luminous intensity)는 칸델라(Candelas)로 측정되고 적절한 광도 함수(암소 또는 명소)에 의해 가중된 특정 방향으로 광원에 의해 발사된 파워(power)로 정의된다.
예를 들어, 특정 파장을 가지는 광원의 명소 광도를 산출하기 위해, 광원의 방사선 강도(radiant intensity)는 파장에서의 명소 광도 함수의 값의 곱이고, 결국 추가 상수 인자(additional constant factor), 683.002의 곱이다. 유사하게, 특정 파장을 가지는 광원의 암소 광도를 산출하기 위해, 광원의 방사선 강도는 파장에서의 암소 광도 함수의 값의 곱이고, 결국 추가 상수 인자, 1700의 곱이다. 상수 인자들은 칸델라의 '올드(old)' 정의에 기초한 히스토리컬 근거들(historical reasons)이 요구되며, 이는 당업자에게 공지된 것일 수 있고, 상세하게 논의되지는 않을 것이다.
일반적으로, 광원들은 단색(monochromatic)이 아니며, 배출 파장(emission wavelengths)의 범위를 가진다. 광원의 발광 스펙트럼(emission spectrum)은 파장 함수 I e (
Figure 112016033020515-pct00001
)로 정의될 수 있다. 광원의 명소 광도 I p 를 산출하기 위해, 광원의 파장의 범위에 걸쳐 적분이 요구된다:
Figure 112016033020515-pct00002
y p (
Figure 112016033020515-pct00003
)는 명소 광도 함수(도 1에 도시된 바와 같은 곡선 12)이고,
Figure 112016033020515-pct00004
min 및
Figure 112016033020515-pct00005
max 는 광원에 의해 발사된 최소 및 최대 파장들이다.
유사하게, 암소 광도 I s 는 산출될 수 있다:
Figure 112016033020515-pct00006
y s (
Figure 112016033020515-pct00007
)는 암소 광도 함수(도 1에 도시된 바와 같은 곡선(10))이다.
눈의 방사선 치료를 위해, 광원은 환자의 눈을 향해 직접 발사될 수 있다. 도 2는 방사선 치료 장치의 일례를 도시하는데, 이는 사용 중 바른 위치에서 하나 이상의 발광원(light emitting source)(30, 32)을 고정하기 적합한 얼굴 마스크(20)이다. 발광원은 예컨대 OLED 집합체(OLED array)일 수 있다. 얼굴 마스크(20)는 환자의 눈들에 인접하게 위치되도록 받침 영역들(supporting regions)(22, 24)을 포함하고, 받침 영역들(22, 24) 각각은 각각의 발광원을 받친다. 물론, 만일 하나의 눈만을 치료되려면 하나의 광원만이 요구된다. 받침 영역들(22, 24)는 환자의 눈들 사이 간격(spacing)과 일치하게 위치될 수 있다. 상기 간격은 눈들 사이의 평균 간격일 수 있거나, 또는 특정 환자의 요구사항(requirements)에 적합하도록 한 '맞춤 제작(tailor made)', 또는 받침은 설정된 한도(predetermined limits) 사이에서 이동 가능한 조정 가능한 영역들일 수 있다. 고정 스트랩(securing strap)(26)은 환자의 머리에 장치를 고정한다. 광원은 내장되거나 또는, 마스크의 스트랩(26) 또는 본체(28)에 고정된 적어도 하나의 배터리에 의해 구동된다. 대안적으로 외부 배터리 또는 전원 공급 장치가 사용될 수도 있다는 것을 이해해야 한다.
당뇨망막병증 및/또는 습식 AMD를 효과적으로 치료하기 위해, 눈에 도달하는 빛은 일정한 특정 속성들(certain specific properties)을 가져야 할 것이다. 본 발명자들은 1.85:1의 I s :I p 비율을 가지는 빛이 발사되는 방사선 치료 장치(예를 들면 상술한 바와 같은)를 제공하는 것이 향상된 치료 효율을 제공하고 공지된 장치들과 비교하여 과반수의 환자들에서 수면 장애를 감소시킨다는 것을 발견하였다. 적절하게는(Aptly), 광원의 I s :I p 는 2:1 또는 그 이상(greater)이다. 적절하게는, 광원의 I s :I p 는 2.5:1 또는 그 이상이다. 더 적절하게는, 광원의 I s :I p 는 3:1 또는 그 이상이다. 더 적절하게는, 광원의 I s :I p 는 4:1 또는 그 이상이다. 더 적절하게는, 광원의 I s :I p 는 5:1 또는 그 이상이다. 더 적절하게는, 광원의 I s :I p 는 7.5:1 또는 그 이상이다. 더 적절하게는, 광원의 I s :I p 는 10:1 또는 그 이상이다.
본 발명자들은 광원의 명소 광도를 최소화하고(minimise) 광원의 암소 광도를 최대화하는 것이 이롭다는 것을 발견하였다. 왜냐하면, 암소 범위에서의 빛은 간상체를 자극하고, 그렇게 함으로써 산소 요구량을 감소시키고, VEGF 발현을 감소시키고, 궁극적으로 손상된 혈관들의 위험을 감소시키고 가능한(possibly) 기존의 혈관을 복구할 수 있게 한다. 또한, 환자가 잘 때 어두운 조건 동안 주로 눈의 혈관들의 손상이 발생하기 때문에, 방사선 치료는 환자가 잘 때 발생해야 한다. 그러므로, 명소 범위에서의 빛은 환자가 깨어나거나, 또는 그들의 잠을 방해하는 것 같기 때문에, 빛의 상기 타입은 최소화되어야 한다.
이와 같이, 광원의 암소 광도 및 명소 광도의 비율 I s :I p 은 신중하게(carefully) 고려되어야 한다.
상술한 I s :I p 비율들을 충족하는 발광 스펙트럼을 가지는 장치는 다수의 방식들로 달성될 수 있다.
눈들을 향해 광 방사선을 발사하는 다양한 얼굴 마스크들은 그 자체로 공지된다. 얼굴 마스크의 이러한 타입들은 눈에 전자기 방사선을 발사하는 방사선 원(radiation source)이 제공된다. 눈에 의해 수신된 빛을 사용자정의(customise)하기 위해, 방사선 원은 그 자체에 따라 고안될 수 있거나(itself can be devised accordingly), 또는 필터 또는 다른 수단은 눈에 도달하기 전에 전자기 방사선을 수정하기 위해 사용될 수 있다.
전자발광 장치들(Electroluminescent devices), 예컨대 LEDs 및 OLEDs는 발광 물질(emission material) 및 전하 수성 물질들(charge transport materials) 및 다양한 발광을 포함하는 레이어들의 광학 특성들(optical properties)과 관련된 스펙트럼들(spectra)을 생성한다.
도 4는 의료 장치에서 사용하기 적합한 약 1.85:1 I s :I p 비율을 가지는 발광원의 일례를 도시한다(더 상세하게는 I s 값은 약 1.83에서 1.87이다). 발광원은, 유리 기판(glass substrate)(41) 상에 증착된(deposited) 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide)의 제1 레이어(42), 160nm 두께의 NPD(N,N'-Di-[(1-naphthyl)-N,N′'-diphenyl]-1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine)의 제2 레이어(44); 110nm의 두께를 가지는 TPBi:Ir(ppy)3(여기서, TPBi는 1,3,5-Tris(1-phenyl-1H- benzimidazol-2-yl) benzene 및 Ir(ppy)3는 Tris[2-phenylpyridinato-C2,N]iridium(III))의 80:20 비율의 제3 레이어(46); 2nm의 두께를 가지는 LiF(lithium fluoride)의 제4 레이어(48) 및 100 nm 두께를 가지는 Al(aluminium)의 제5 레이어(50)를 포함하는 OLED 스택이다. 스택은 당업자에게 공지된 방식으로 각각의 레이어의 증착에 의해 형성된다. 전압이 인가될 때, 빛은 유리 기판(41) 속으로(into) 넘어서(beyond) 제1 레이어의 방향으로 발사된다(물결 모양 화살표들에 의해 도시된 바와 같이).
물론, 다른 OLED 스택들은 사용될 수 있다는 것이 실시될 수 있고, 발광 재료들은 형광(fluorescent) 또는 인광(phosphorescent) 물질들을 포함할 수 있다. 추가 레이어들, 예컨대, 홀 차단(hole blocking), 전자 차단(electron blocking) 및 전송 레이어들(transport layers)은 상기 장치의 효율을 증가시키고, 및/또는 발사된 방사선의 스펙트럼들을 조정하는데 더 사용될 수 있다.
적합한 폴리머(polymer) OLED의 추가 예는 60nm의 두께를 가지는 PEDOT:PSS (poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))의 제1 레이어(상기 레이어의 두께는 특정 PEDOT에 의존될 수 있고 그래서 30에서 90nm일 수 있다는 것에 유의한다); 80nm의 두께를 가지는 SPG-01T(이것은 Merk로부터 가능한 혼성중합체(copolymer) poly-spiro-bifluorene)의 제2 레이어; 2nm의 두께를 가지는 LiF의 제3 레이어; 및100nm의 두께를 가지는 Al의 제4 레이어를 포함하는 솔루션 처리 장치(solution processed device)이다. 이와 같은 OLED는 2.5:1의 I s :I p 비율을 가질 수 있다(더 상세하게는, I s 값은 약 2.48로부터 2.52이다). 이 경우, 스택의 각 레이어를 증착하는 방법은 스핀 코딩(spin coating)이었지만, 대안적으로 이와 같은 솔루션 처리 장치의 증착 방법은, 예컨대, 그라비아 프린팅(gravure printing), 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 와이어 바 코팅(wire bar coating) 또는 에어로졸/스프레이 코팅(aerosol/spray coating)을 포함할 수 있다.
적합한 폴리머 OLED의 추가 예는 유리 기판 상에 증착된 인듐 주석 산화물의 제1 레이어; 60nm의 두께를 가지는 PEDOT:PSS(poly(3,4-ethylenedioxythiophene) poly(styrenesulfonate))의 제2 레이어(상기 레이어의 두께는 특정 PEDOT에 의존될 수 있고 그래서 30에서 120nm일 수 있다는 것에 유의한다); 80 nm의 두께를 가지는 SPG-01T(이것은 Merk로부터 가능한 혼성중합체(copolymer) poly-spiro-bifluorene)의 제3 레이어; 2nm의 두께를 가지는 LiF의 제4 레이어; 및 100nm의 두께를 가지는 제5 레이어를 포함하는 솔루션 처리 장치이다. 이와 같은 OLED는 2.5:1의 I s :I p 비율을 가질 수 있다(더 상세하게는, I s 값은 약 2.48로부터 2.52이다). 이 경우, 스택의 PEDOT:PSS 및 SPG-01T 레이어들을 증착하는 방법은 스핀 코딩(spin coating)이었지만, 대안적으로 이와 같은 솔루션 처리 장치의 증착 방법은, 예컨대, 그라비아 프린팅(gravure printing), 슬롯 다이 코팅(slot die coating), 와이어 바 코팅(wire bar coating) 또는 에어로졸/스프레이 코팅(aerosol/spray coating)을 포함할 수 있다. 이 경우, LiF 및 Al 레이어들을 증착하는 방법은 열 증착(thermal evaporation)이었으나, 이는 또한 대안적으로 스퍼터링(sputtering)과 같은 증착 방법일 수 있다.
대안적으로 LED의 피크 파장이 발광층(emissive layer) 안에서 InN 및 GaN 간의 비율에 의해 제어되는 인듐 갈륨 질화물(Indium Gallium Nitride)(InGaN) LED와 같은 LED가 사용될 수 있다. 이러한 LED는 이러한 방식으로 제어된 InN 및 GaN 사이의 비율 및 공지된 에피택시 처리(epitaxy processes)를 사용하여 사파이어(sapphire) 또는 실리콘 카바이드(carbide)와 같이 기판 레이어 상에 증가된다(grown). 피크 파장들의 넓은 범위(wide range)는, 가까운 자외선 (0.02InN/0.98GaN)으로부터 파란색(0.3In/0.7Ga)을 통과하여 더 높은 비율에 대한 빨간색까지(from the near ultra violet (0.02InN/0.98GaN) through blues (0.3In/0.7Ga) through to reds for higher ratios), 이러한 방법으로 생성될 수 있다. 이러한 장치는 4.5:1의 I s :I p 비율을 제공하는 데 사용될 수 있다(더 상세하게는, I s 값은 4.48에서 4.52이다).
또 다른 예에서, 2:1 또는 그 이상의 I s :I p 비율은, 하나 이상의 광학 필터와 결합하여, 파장들의 광 범위(broad range)에 걸쳐 발광 스펙트럼을 가지는, 일반 장치(generic device)(예컨대, 공지된 OLED, LED, 전자원(electroluminescent source) 또는 형광원(fluorescent source))에 의해 획득될 수 있다. 도 3은 눈 영역들에서의 일반 OLED 집합체들(34, 36) 및 장치의 내측(inner side)(장치의 눈을 마주하는 측면(eye facing side))의 OLED 집합체들 위에(over) 위치된 광학 필터들(38, 40)이 제공된 방사선 치료 장치(상술한 바와 같이)의 일례를 도시한다.
적합한 노치 필터(notch filter)의 일례는 10nm의 반치 전폭(a full width at half maximum of 10 nm)을 가지는 500nm 노치 필터일 수 있다. 이러한 필터들은 높고 낮은 굴절률(refractive indices)을 가지는 재료들의 증발 증착(evaporative deposition)을 통해 구성되고(예컨대, Ta2O5 및 SiO2 각각), 상업적으로 이용가능하다. 그것들은 임의의 광원과 함께 사용될 수 있다. 이러한 상술한 필터는 7.5:1의 비율을 가지는 그 결과에 따른 빛(resultant light)을 제공할 수 있다(더 상세하게는 I s 값은 약 7.48에서 7.52이다).
10nm의 반치 전폭을 가지는 492nm에 중심에 있는 노치 필터의 추가 예는 10:1의 비율을 가지는 그 결과에 따른 빛을 제공할 수 있다(더 상세하게는 I s 값은 약 9.98에서 10.02이다).
필터는 눈들에 도달하는 빛의 파장들을 여과하는 역할을 한다. 필터는, 예컨대, 명소 범위에서 원치 않는 빛의 파장들을 차단하고, 예컨대, 암소 범위에서 요구된 파장들을 전송할 수 있다. 이러한 방식에서, 비율 I s :I p 은 2:1 또는 그 이상으로 변화될 수 있다. 적합한 필터들은 흡수(absorption) 필터들(원치 않는 빛을 흡수하는), 이색성(dichroic) 또는 간섭(interference) 필터들(원치 않는 빛을 반사하는), 대역(bandpass) 필터들(오직 특정 파장 밴드를 전송하는), 롱패스(longpass) 및 숏패스(shortpass) 필터들(길고 짧은 파장들을 전송하는), 단색성(monochromatic) 필터들(오직 하나의 파장을 전송하는) 및 가이드-모드 공명(guided-mode resonance) 필터들을 포함한다. 이러한 필터들은 당업자에게 공지되어 있으며 상세한 설명은 생략한다.
주어진 범위에서 장치가 동작하는 것을 설명하기 위하여, 방사성 스펙트럼(radiometric spectrum)은 분광계(spectrometer) 또는 분광복사기(spectroradiometer)와 같은 파장의 함수로서 방사성 스펙트럼들의 측정이 가능한 교정 장비(calibrated instrument)로 측정되야 한다. 전체(ful) 방사성 스펙트럼은 취해져야 하고(should be taken), 비율은 상술한 수식의 적용에 의해 산출된 결과이다.
비율 I s :I p 을 최대화하는 것(Maximising)은 공지된 모델들과 비교하여 장치의 전류 드로우(current draw)가 감소될 수 있는 추가 이점을 제공한다. OLEDs는 전류 드로우가 장치의 광도 또는 휘도에 비례하는(proportional) 것을 의미하는 비교적 일정한 양자 효율(relatively constant quantum efficiency)을 생성한다. 예를 들면, 환자가 간상체를 자극하는 적합한 동일한 강도의 빛을 수신하기 위해, 비교적 낮은 비율 I s :I p (예컨대, 1:1)을 주는 공지된 일반 OLED를 가지는 치료 장치는 비교적 높은 비율 I s :I p (예컨대, 3:1)을 가지는 OLED를 가지는 치료 장치 보다 높은 전류를 요구할 수 있다. 더 높은 비율 I s :I p 의 OLED를 가지는 마스크가 더 낮은 전류 드로우를 요구하기 때문에, 마스크의 배터리 수명은 증가될 수 있다.
망막 내 산소 레벨들 상에 과도한 변형(excessive strain)을 둔(place) 당뇨망막병증 및 습식 노인황반변성과 같은 질환들의 치료는, 설정 기간(set period)(예컨대, 밤새(overnight)) 동안 방사선에 망막이 노출되는 것을 요구한다. 상술한 바와 같은 암소 대 명소 휘도의 비율들의 이점은 가능한 정상적인 수면 패턴들(normal sleep patterns)을 방해하는 것 없이 망막의 산소 소비가 감소된다는 것이다. 또한 상기 장치들은 470nm 이하(적절하게, 470nm 보다 낮게 발사된 총 빛의 3% 보다 낮게)의 빛의 상당량(significant quantities)을 회피한다. 470nm 이하의 파장을 갖는 빛에 상당한 축적된 노출은 눈이 손상될 수 있다. 망막의 퇴화(degeneration)를 치료하는 것이 장치의 목적이기 때문에, 470nm 이하의 빛 레벨들에서의 감소(reduction)가 좋다.
전술한 바와 같이, 상세한 설계에 대한 다양한 수정들(modifications)이 가능하다. 예를 들어, LEDs와 같은 포인트원들(point sources)은 눈으로 빛을 측면 산란(side-scatter)할 수 있는 도파관(waveguide)으로 발사될 수 있다.
얼굴 마스크를 포함하는 장치가 상술되었지만, 예컨대, 고글(goggles), 바이저(visors), 안경과 같은 광원을 바른 위치에 고정하기 위한 다른 타입들의 장치가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 대안적으로, 의료 장치는 환자를 향해 빛을 편리하고 편안하게 직접 발사하기 위해, 램프 또는 손전등(torch) 또는 유사한 물체를 형성하기 위한, 그것이 배치된 환자의 하나 또는 두 눈들을 향해 전자기 방사선을 발사하는 방사선 원을 가진 핸들(handle) 또는 스탠드(stand)를 포함할 수 있다.
선택적으로, 의료 장치는 환자에게 부여된(administered) 방사선의 투여량(dosage)을 제어하기 위해 제어기 또는 다른 제어 기계 장치를 포함할 수 있다. 장치는 환자가 존재하거나 장치를 착용하는 것을 검출하는 센서들 및/또는 타이머와 같은 기능들(features)을 포함할 수 있다. 투여량(dose)은 환자가 전체 수면 기간(entire sleeping period), 또는 그 중 일 기간(예컨대, 전반적인 수면 기간 내 1시간 및 8시간 사이) 동안 방사선을 수신하도록 부여될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 의료 장치는 환자 또는 간병이(caregiver)이 투여 기간(dosage period) 및/또는 투여량 레벨 등을 정의하는 기능(capability)을 이용할 수 있는 사용자 인터페이스를 가질 수 있다.
전술한 구성에 따르면, 얼굴 마스크의 형태 인자(form factor)는 수면 동안 쉽고 편안하게 착용될 수 있다.
전술한 구성에 따르면, 환자의 눈(들)에 적용하기 위한 전체 빛(total light)의 휘도 및 전체 파장 범위(overall wavelength range)는 망막 세포의 요구사항에 적합하도록 신중하게 맞춤화될 수 있다.
전술한 구성에 따르면, 장치는 공지된 장치들과 비교하여 향상된 치료 효율을 제공하도록 제공된다.
또한, 당뇨망막병증 또는 습식 AMD 환자들의 손상된 혈관들이 최소화되거나 예방되도록 도움으로써, 눈의 산소 소비가 감소될 수 있다.
전술한 구성에 따르면, 치료 기간 동안 수면 장애가 감소될 수 있다.
상술한 임의의 실시예들에 관하여 설명된 기능들은 다른 실시예들 간에 공유되어(interchangeably) 적용 가능할 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 상술한 실시예들은 본 발명의 다양한 기능들을 설명하는 예들이다.
본 명세서의 상세한 설명 및 청구항에 걸쳐, 단어 "포함한다" 및 "포함" 및 이들 수단의 변화들 "이에 국한되지 않고 포함하는"은, 다른 부분, 첨가물들, 구성요소들, 정수들(integers) 또는 단계들을 제외하는(및 하지 않는) 것을 의도하지 않는다. 본 명세서의 상세한 설명 및 청구항에 걸쳐, 문맥에 따라 달리 해석되지 아니하는 단수는 복수를 포함한다. 특히, 불분명확한 문구가 사용된 곳에서, 본 명세서는 문맥이 달리 요구하지 않는 한, 단수(singularity)뿐만 아니라 복수(plurality)도 고려되어야 할 것으로 이해된다.
본 발명의 특정 측면, 실시예 또는 예들과 함께 특징들(Features), 정수들, 문자들(characteristics), 화합물(compounds), 화학 모이티즈(chemical moieties) 또는 그룹들은 그들과 호환되지 않는 한 임의의 다른 측면, 실시예 또는 예들에 적용될 수 있는 것으로 이해된다. 본 명세서에 개시된 모든 특징들(임의의 첨부된 청구항, 측면 및 도면들을 포함하는), 및/또는 임의의 방법 또는 과정의 모든 단계들은, 적어도 이러한 특징 및/또는 단계가 상호 배타적으로(mutually exclusive) 결합되는 것을 제외하고, 임의의 조합으로 결합될 수 있다. 본 발명은 임의의 전술한 실시예들의 상세한 설명에 한정되지 않는다. 본 발명은 본 명세서에 개시된 기능(임의의 첨부된 청구항, 측면 및 도면들을 포함하는), 또는 임의의 방법 또는 처리 중 단계들 중 임의의 노블 하나(any novel one), 또는 임의의 노블 조합이 개시된다.
독자들의 주목점은 모든 논문들 및 문서들이 본 출원과 관련된 본 명세서의 이전 또는 동시의 영역이고(which are filed concurrently with or previous to this specification in connection with this application) 본 명세서가 공개된다는 것으로 향해지고(which are open to public inspection with this specification), 이러한 모든 논문들 및 문서들의 내용은 본 발명의 참고로 인용된다.

Claims (13)

  1. 의료 장치에 있어서,
    환자의 한쪽 눈 또는 두 눈들을 향해 전자기 방사선을 발사하는 방사선원
    을 포함하고,
    상기 의료 장치는,
    1.85:1 이상의 암소 광도 대 명소 광도의 비율을 가지는 전자기 방사선을 발사하도록 구성되고,
    상기 환자의 눈에 도달하는 상기 전자기 방사선은 파장들의 범위를 가지고,
    총 방사선의 3% 미만은 470nm 미만의 파장을 가지는,
    의료 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 방사선원은 OLED 또는 LED인
    의료 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 방사선원은 형광 또는 인광 물질을 포함하는
    의료 장치.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 의료 장치는 얼굴 마스크를 포함하는
    의료 장치.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 장치는,
    상기 방사선원과 인접하게 제공되는 광학 필터
    를 더 포함하고,
    상기 광학 필터는,
    1.85:1 이상의 상기 암소 광도 대 명소 광도의 비율을 가지고 발사되도록 상기 전자기 방사선을 변경하도록 구성되는
    의료 장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 암소 광도 대 명소 광도의 비율은 2:1 이상인
    의료 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 암소 광도 대 명소 광도의 비율은 3:1 이상인
    의료 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 암소 광도 대 명소 광도의 비율은 5:1 이상인
    의료 장치.

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