KR20020088833A - Therapeutic light source and method using the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광역학 치료(PDT, photodynamic therapy) 등의 치료에 사용되는 비간섭 광원에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 발광 다이오드(LED)를 이용한 비간섭 광원에 관한 것이다.The present invention relates to a non-interfering light source for use in the treatment of photodynamic therapy (PDT, etc.), and more particularly, to a non-interfering light source using a light emitting diode (LED).
광역학 치료는 감염 부위에 감광성 약품을 투여한 다음 빛으로 조사하는 것을 포함한다.-예컨대 B C 윌슨(Wilson) 및 M S 패터슨(Patterson)의 'The Physics of Photodynamic Therapy' in Medicine & Biology 31(1986) April No.4, London GB 참조.Photodynamic therapy involves administering a photosensitive agent to the site of infection and then irradiating with light—for example, 'The Physics of Photodynamic Therapy' in Medicine & Biology 31 (1986) by BC Wilson and MS Patterson. See April No. 4, London GB.
영국 특허 제 2,212,010호는 레이저 또는 레이저 다이오드 대신에 불연속LED 어레이(array)를 사용한 치료용 광원에 대해 개시하고 있다. 상기 LED의 출력은 필요한 광도를 제공하기 위해 집중된다.British Patent No. 2,212,010 discloses a therapeutic light source using discrete LED arrays instead of lasers or laser diodes. The output of the LED is concentrated to provide the required brightness.
국제 특허 제 WO 94/15666호는 핸드 피스(hand piece)의 원단부에 집적된 LED 어레이를 가지며 특히 PDT에 사용되는 치료용 광원에 대해 개시하고 있다. 상기 LED는 필요한 광도를 공급하기 위해 과부하가 걸리며 상기 핸드 피스를 따라 지나가는 폐루프(closed loop)의 주위를 흐르는 냉각수에 의해 냉각된다. 미국 특허 제 5728090호는 여러가지 다른 형태의 헤드를 포함하는 집적 LED 매트리스와 다소 유사한 장치에 대해 개시하고 있다. 이러한 장치는 복잡한 액체 냉각 회로를 필요로 하며, 이는 장치의 비용 및 핸드 피스의 크기를 증가시키기 때문에 널리 사용되지 않는다.International patent WO 94/15666 discloses a therapeutic light source having an LED array integrated at the distal end of a hand piece and in particular used in PDT. The LEDs are overloaded by the coolant flowing over the closed loop passing along the hand piece to overload to provide the required brightness. U. S. Patent No. 5728090 discloses a device somewhat similar to an integrated LED mattress that includes several different types of heads. Such devices require complex liquid cooling circuits, which are not widely used because they increase the cost of the device and the size of the handpiece.
상기 미국 특허 제 5728090호에는 상기 LED의 파장은 300nm 내지 1300nm이며 PDT동안에 사용되는 특정 감광성 염료에 기초하여 선택된다고 기재되어 있다. 그러나 PDT를 위해 필요한 광도를 공급할 수 있는 LED의 파장은 상기 영역 내에서 임의로 선택될 수 없다는 문제점이 있다.U. S. Patent No. 5728090 describes that the wavelength of the LED is 300 nm to 1300 nm and is selected based on the specific photosensitive dye used during PDT. However, there is a problem that the wavelength of the LED capable of supplying the brightness required for the PDT cannot be arbitrarily selected within the region.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 광역학 치료(PDT, photodynamic therapy) 등의 치료에 사용되는 발광 다이오드(LED)를 이용한 비간섭 광원과 공냉식 LED 어레이를 포함하는 치료용 광원 및 상기 치료용 광원을 이용하는 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is a therapeutic light source and a therapeutic light source including a non-interfering light source and an air-cooled LED array using a light emitting diode (LED) used in the treatment of photodynamic therapy (PDT, photodynamic therapy) It is to provide a method using.
도 1은 본 발명의 제1 및 제2 실시예에 사용된 불연속 LED의 평행-시리즈 매트릭스를 나타낸다.1 shows a parallel-series matrix of discrete LEDs used in the first and second embodiments of the invention.
도 2는 제1 실시예의 투시도이다.2 is a perspective view of a first embodiment.
도 3은 제1 실시예의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the first embodiment.
도 4는 제1 실시예의 출력의 단면에서의 광도의 변화를 나타내는 그래프이다.4 is a graph showing a change in luminous intensity at the cross section of the output of the first embodiment.
도 5는 제2 실시예의 단면도이다.5 is a cross-sectional view of the second embodiment.
도 6은 제3 실시예의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of the third embodiment.
도 7은 제4 실시예의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of the fourth embodiment.
도 8은 제5 실시예의 단면도이다.8 is a sectional view of a fifth embodiment.
도 9는 본 발명의 실시예에 사용하기에 적합한 LED의 두개의 예시에 대한 방출 스펙트럼 및 PpIX의 흡수 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.9 is a graph showing the emission spectrum and the absorption spectrum of PpIX for two examples of LEDs suitable for use in the embodiments of the present invention.
도 10a 및 도 10b는 각각 안면 치료에 관한 제6 실시예에서 LED 어레이의 측면 및 정면도이다.10A and 10B are side and front views, respectively, of an LED array in a sixth embodiment of facial treatment.
도 11a, 도 11b 및 도 11c는 환자 팔꿈치의 치료를 위한 제7 실시예에서 LED어레이의 환자 팔의 평면에 대한 단면도, 평면도 및 환자 팔에 대한 수직 횡단면도이다.11A, 11B and 11C are a cross sectional view, a plan view, and a vertical cross-sectional view of the patient arm of the LED array in the seventh embodiment for the treatment of the patient elbow.
도 12는 발의 치료를 위한 제8 실시예에서 LED 어레이의 측면도이다.12 is a side view of an LED array in an eighth embodiment for the treatment of a foot.
도 13은 다리 하부 치료를 위한 제9 실시예에서 LED 어레이의 측면도이다.13 is a side view of an LED array in a ninth embodiment for lower leg therapy.
도 14 및 도 15는 각각 안면 및 침대에 누운 환자의 일부 부위의 치료를 위한 제10 및 제11 실시예에서 LED 어레이의 배열을 나타낸다.14 and 15 show the arrangement of the LED arrays in the tenth and eleventh embodiments for the treatment of some parts of the patient lying on the face and bed, respectively.
도 16a 및 도 16b는 환자의 한쪽 면의 치료를 위한 제12 실시예에서 동종류의 LED 어레이 세트의 정면 및 측면을 각각 나타낸다.16A and 16B show the front and side surfaces of the LED array set of the same kind in the twelfth embodiment for the treatment of one side of the patient, respectively.
도 17a 및 도 17b는 환자의 한쪽 면의 치료를 위한 제13 실시예에서 LED 어레이의 정면 및 측면을 각각 나타낸다.17A and 17B show the front and side surfaces of the LED array in the thirteenth embodiment for the treatment of one side of the patient, respectively.
도 18a 및 도 18b는 누워 있는 환자의 한쪽 면의 치료를 위한 제14 실시예에서 동종류의 LED 어레이 세트의 측면 및 저면을 각각 나타낸다.18A and 18B show the side and bottom of the set of LED arrays of the same type in the fourteenth embodiment for the treatment of one side of a lying patient, respectively.
도 19a 및 도 19b는 누워 있는 환자의 일부 부위의 치료를 위한 제15 실시예에서 LED 어레이의 측면 및 저면을 각각 나타낸다.19A and 19B show the side and bottom of the LED array, respectively, in a fifteenth embodiment for the treatment of some parts of a lying patient.
도 20a 및 도 20b는 안면 및/또는 머리의 치료를 위한 제16 실시예에서 LED 어레이 배열의 평면 및 측면을 각각 나타낸다.20A and 20B show planes and sides, respectively, of an LED array arrangement in a sixteenth embodiment for the treatment of face and / or head.
도 21은 누워 있는 환자의 안면 및/또는 머리의 치료를 위한 제17 실시예에서, 도 20a 및 도 20b의 배열과 유사한 배열을 나타낸다.FIG. 21 shows an arrangement similar to that of FIGS. 20A and 20B, in a seventeenth embodiment for the treatment of the face and / or head of a lying patient.
도 22a, 도 22b 및 도 22c는 손, 전완 및/또는 팔꿈치의 치료를 위한 제18 실시예에서 슬리브 내에 배열된 LED 어레이의 측면, 횡단면 및 길이 방향의 단면을각각 나타낸다.22A, 22B and 22C show cross-sectional, lateral and longitudinal cross sections, respectively, of an LED array arranged in a sleeve in an eighteenth embodiment for the treatment of hands, forearms and / or elbows.
도 23a, 도 23b 및 도 23c는 제19 실시예에서 유연성 LED 어레이의 두가지 다른 형태 및 환자 피부에 패치로서 부착된 유연성 어레이를 나타낸다.23A, 23B and 23C show two different forms of flexible LED arrays in a nineteenth embodiment and a flexible array attached as a patch to the patient skin.
도 24는 제20 실시예에서 원통형 관경내 탐침의 측면에 배열된 LED 어레이를 나타낸다.FIG. 24 shows an array of LEDs arranged on the side of a cylindrical endoscope probe in the twentieth embodiment.
도 25는 제21 실시예에서 구형 관경내 탐침의 표면에 배열된 LED 어레이를 나타낸다.FIG. 25 shows an array of LEDs arranged on the surface of a spherical endoscope probe in the twenty-first embodiment.
도 26은 제19 실시예에서 유연성 LED 어레이의 더욱 구체적인 예시를 나타낸다.26 shows a more specific illustration of the flexible LED array in the nineteenth embodiment.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 하기 치료 및/또는 진단용 광원과 이를 사용한 치료방법을 제공한다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a light source for treatment and / or diagnosis and a treatment method using the same.
본 발명의 일면에 따르면, 치료 또는 진단되는 외부 부위의 형태에 맞추어진 비평면 발광 다이오드 어레이를 포함하는, 치료 및/또는 진단용 광원이 제공된다.According to one aspect of the invention, there is provided a therapeutic and / or diagnostic light source comprising a non-planar light emitting diode array adapted to the shape of the external site being treated or diagnosed.
본 발명의 다른 일면에 따르면, 제1 발광 다이오드 어레이 및 이동 가능하게 이와 연결된 제2 발광 다이오드 어레이를 포함하는, 치료 및/또는 진단용 광원이 제공된다.According to another aspect of the invention, there is provided a therapeutic and / or diagnostic light source comprising a first light emitting diode array and a second light emitting diode array movably connected thereto.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 환자 신체의 적어도 일부를 덮도록 배열된 하우징의 곡선의 내부 표면에 장착된 발광 다이오드 어레이를 포함하는, 치료 및/또는 진단용 광원이 제공된다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a therapeutic and / or diagnostic light source comprising an array of light emitting diodes mounted to an inner surface of a curve of a housing arranged to cover at least a portion of a patient's body.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 하우징 내부에 배열된 발광 다이오드 어레이 및 상기 하우징 내로 환자 신체의 일부가 들어가도록 하는 입구를 포함하며, 상기 하우징 내로 환자 신체의 일부가 들어가면 빛이 이에 조사되도록 배열된, 환자 치료 및/또는 진단용 광원이 제공된다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode array arranged in a housing and an inlet for allowing a part of the patient's body to enter the housing, and when a part of the patient's body enters the housing, light is irradiated thereto. , A light source for patient treatment and / or diagnosis is provided.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 슬리브에 환자의 팔 및/또는 손의 일부가 들어가면 이에 빛이 조사되도록 하기 위하여 슬리브 내에 배치된 발광 다이오드 어레이를 포함하는, 환자 치료 및/또는 진단용 광원이 제공된다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a light source for treating and / or diagnosing a patient, comprising a light emitting diode array disposed in the sleeve so that light enters a portion of the arm and / or hand of the patient into the sleeve. .
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 그 표면에 불연속 발광 다이오드 어레이가 장착된 관강내 탐침을 포함하는, 환자 치료 및/또는 진단용 광원이 제공된다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a light source for treating and / or diagnosing a patient, comprising an intraluminal probe having a discontinuous light emitting diode array mounted on its surface.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 공기가 상기 어레이의 주변을 순환하도록되어 있는 공냉식 LED 어레이를 포함하는 치료용 광원이 제공된다. 하나의 실시예에서는, 상기 어레이는 광범위한 치료에 적합한 핸드 피스의 원단부에 장착된다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a therapeutic light source comprising an air cooled LED array adapted to allow air to circulate around the array. In one embodiment, the array is mounted to the distal end of the hand piece suitable for a wide range of treatments.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 치료되어야 하는 부위에 빛을 전달하는 광가이드(light guide)에 연결된 LED 어레이를 포함하는 치료용 광원이 제공된다. 상기 LED는 중간의 광학 장치 없이 연결되는 것이 바람직하다.According to yet another aspect of the present invention, there is provided a therapeutic light source comprising an LED array coupled to a light guide that delivers light to the area to be treated. The LEDs are preferably connected without intermediate optics.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 방출 스펙트럼이 실질적으로 550 내지 660nm에 한정되며, 바람직하게는 590 내지 640nm, 560 내지 644nm, 650 내지 660nm 및 550 내지 570nm 중의 하나의 범위에 한정되는 LED 어레이를 포함하는 치료용 광원이 제공된다.According to another aspect of the invention, the emission spectrum is substantially limited to 550 to 660 nm, preferably including an LED array in the range of one of 590 to 640 nm, 560 to 644 nm, 650 to 660 nm and 550 to 570 nm. A therapeutic light source is provided.
본 발명의 또 다른 일면에 따르면, 최대 방출 스펙트럼이 약 430nm, 470nm, 505nm 또는 525nm인 LED 어레이를 포함하는 치료용 광원이 제공된다. 제1 실시예의 치료용 광원에 있어서, 도 1 내지 도 5에서 나타낸 바와 같이, 전류 제한 저항기를 통해 전압원(+V)와 연결된 LED(L)의 평행 시리즈 매트릭스로부터 빛이 방출된다. 상기 LED 매트릭스는 팬 어레이(F)와 평행하고 지지 로드(support rod)에 의해 간격이 떨어져 있는 히트 싱크(heatsink) 어레이(H)에 장착되어 있다. 공기는 상기 팬 어레이(F)에 의해 히트 싱크 어레이(H)에 가해진다.According to another aspect of the invention, there is provided a therapeutic light source comprising an LED array having a maximum emission spectrum of about 430 nm, 470 nm, 505 nm or 525 nm. In the therapeutic light source of the first embodiment, as shown in Figs. 1 to 5, light is emitted from a parallel series matrix of LEDs L connected to a voltage source + V via a current limiting resistor. The LED matrix is mounted in a heatsink array H parallel to the fan array F and spaced apart by a support rod. Air is applied to the heat sink array H by the fan array F.
도 3에서 더욱 상세히 나타나 있는 바와 같이, 상기 히트 싱크 어레이(H)는 LED의 지지부 말단에 장착된 복수의 개개 히트 싱크(h)를 포함하며, 이는 지지 플레이트(P)를 통해 통과한다. 개개의 지지부는 동일한 컬럼에 있는 다른 LED의 인접 지지부와 결합되어 있다. 상기 지지 플레이트(P)는 공기가 상기 히트 싱크(h) 및상기 LED(L)의 주위를 더 자유로이 흐를 수 있도록 구멍이 나있다.As shown in more detail in FIG. 3, the heat sink array H comprises a plurality of individual heat sinks h mounted at the end of the support of the LED, which pass through the support plate P. As shown in FIG. Individual supports are coupled to adjacent supports of other LEDs in the same column. The support plate P is perforated so that air can flow more freely around the heat sink h and the LED L.
상기 LED(L)은 광선 발산을 선택하고 LED의 간격을 띄는 것에 의해 치료 부위에 걸쳐 ±10% 또는 그 이하의 실질적으로 균일한 조도를 제공할 수 있도록 배열되어 있으며, 이로 인해 이들의 개개 광선은 실질적인 피크 또는 파곡을 유발하지 않고 중첩되게 된다. 도 4에 나타나 있는 실시예에서, ±6%의 균일도를 얻을 수 있다. 이 실시예에서는, LED와 환자 사이에 여하한 광학 시스템도 필요치 않으며; 대신에, LED로부터 환자에게로 빛이 직접 방출된다. 상기 빛이 여하한 광학 시스템에 의해서도 집약되지 않기 때문에, 상기 LED는 치료부위에 필요한 유동율(fluence rate)로서 스펙트럼의 적색 영역에서는 30mW/cm2, 청색 영역에서는 10mW/cm2을 제공하기 위해 각각 5mW 이상, 바람직하게는 10mW 이상의 출력을 가진다.The LEDs (L) are arranged to provide a substantially uniform illuminance of ± 10% or less across the treatment site by selecting the light divergence and spacing the LEDs so that their individual rays Overlapping without causing substantial peaks or waves. In the embodiment shown in Figure 4, a uniformity of ± 6% can be obtained. In this embodiment, no optical system is needed between the LED and the patient; Instead, light is emitted directly from the LED to the patient. Since the light is not concentrated by any optical system, the LEDs are 5mW each to provide 30mW / cm 2 in the red region of the spectrum and 10mW / cm 2 in the blue region as the required flux rate for the treatment area. Above, preferably it has an output of 10mW or more.
하나의 특정 실시예에서는, 치료 부위의 45mW/cm2에서 8W의 전체 광출력을 제공하기 위해 288 'Super flux' LED의 직경 15cm 어레이를 사용하였다. 상기 LED는 팬(F)으로부터의 강제 공기 대류에 의해 냉각되는 동안, 이들의 규격보다 높은 전류 부하로 구동되었다. 상기 특정 실시예에서, 전류는 다이오드 컬럼 당 90mA로 제한되었지만 만일 증가된 광출력이 필요하다면 120mA 이상으로 증가될 수도 있다. 개개의 컬럼에서, 시리즈 내의 다이오드 개수는 전체 포워드(forward) 작동 전압이 가능한한 전원 공급장치의 출력 전압에 유사하도록(그러나 작지는 않도록) 선택되며, 이 경우에는 48V이다. 이러한 배열은 불필요한 인서큐이트 (incircuit) 가열을 방지하고 상기 전기 시스템의 작동 효율을 최대화한다.In one specific example, a 15 cm diameter array of 288 'Super flux' LEDs was used to provide a total light output of 8 W at 45 mW / cm 2 of the treatment site. The LEDs were driven with current loads higher than their specifications while being cooled by forced air convection from the fan F. In this particular embodiment, the current is limited to 90 mA per diode column but may be increased above 120 mA if increased light output is required. In the individual columns, the number of diodes in the series is chosen so that the overall forward operating voltage is as close as possible (but not small) to the power supply's output voltage, in this case 48V. This arrangement prevents unnecessary incircuit heating and maximizes the operating efficiency of the electrical system.
화학선/태양선 케라토스(keratose), 보웬 병, 얕은 기저 세포암, 인설성 기저암, 상피내 암종, 균상식육종, T-세포 림프종, 여드름 및 피지루, 습진, 건선, 지루 모반, 위소장 이상(예를 들면, Barratt's 식도 및 결장직장암종), 부인병(예를 들면, VIN, CIN 및 과도 자궁 출혈), 구강암(예를 들면, 전암성 또는 디플라스틱(dyplastic) 병변 및 인설성 기저암), 단순포진과 같은 바이러스성 감염, 전염성 연속종, 및 사마귀(난치성 사마귀, 심상성 사마귀 또는 족저 사마귀), 원형 탈모증, 또는 다모증의 경우와 같은 종양성 및 비종양성 피부 질환에 대해 제1 실시예를 이용한 치료 방법을 이하에 설명한다. 5-ALA와 같은 감광성 약품을 포함하는 크림 또는 용액을 환자의 피부 중 감염 부위에 의사의 지시에 따라 국소적으로 도포하거나, 정맥 주사 또는 경구 투여한다. 광범위한 부위에 도포하는 다른 방법에서는, 환자의 몸을 용액조 내에 담근다. 그 다음으로, 약물과 담체의 제거 또는 태양빛에 의한 활성화를 방지하기 위해 상기 감염된 부위를 3 내지 6시간 동안, 또는 만일 치료가 다음날까지 계속되어야 한다면 24시간 이상까지 덮는다. 상기 부위를 덮은 것을 벗겨내고 제1 실시예에 의한 램프로부터의 빛에 15 내지 30분 동안 노출시킨다. 상기 치료는 필요하다면 총 1 내지 3회 반복할 수 있다. 이러한 방법은 광범위한 부위에 걸쳐 퍼져 있는 매우 큰 병변 또는 복합의 병변을 앓는 환자의 치료에 특히 적합하다.Actinic / sun keratose, Bowen's disease, shallow basal cell carcinoma, basal carcinoma, epithelial carcinoma, fungal sarcoma, T-cell lymphoma, acne and sebaceous gland, eczema, psoriasis, seborrheic birthmark, gastrointestinal abnormalities ( For example, Barratt's esophageal and colorectal carcinoma), gynecological diseases (eg, VIN, CIN, and excessive uterine bleeding), oral cancers (eg, precancerous or dyplastic lesions and basal cancers), simple Treatment using the first example for viral infections such as herpes, infectious continuous species, and tumorous and non-neoplastic skin diseases such as warts (refractory warts, vulgar warts or plantar warts), alopecia areata, or hirsutism The method is described below. A cream or solution containing a photosensitive agent, such as 5-ALA, is applied topically, intravenously or orally, to a site of infection in the patient's skin as directed by a physician. In another method of application to a wide range of sites, the patient's body is submerged in a solution bath. The infected site is then covered for 3 to 6 hours or if the treatment should continue until the next day to prevent removal of the drug and carrier or activation by sunlight. The covering of the site is peeled off and exposed to light from the lamp according to the first embodiment for 15 to 30 minutes. The treatment can be repeated one to three times if necessary. This method is particularly suitable for the treatment of patients with very large or complex lesions that spread over a wide range of sites.
제1 실시예의 장치를 사용한 치료 방법에서는, LED 어레이를, 치료를 요하는 환자의 외부 감염 부위와 도 4에 나타낸 바와 같이 균일한 조도에 충분한 간격(예컨대 2 내지 5cm)을 두고 대략 평행하게 위치시킨다. 상기 장치는 포도주색 모반제거 및 모발 복원/제거용 감광성 약품과 함께는 물론, 피부 재생, 주름제거 또는 생체 자극(상처 치료 포함)용 감광성 약품을 사용하지 않고도 미용 또는 부분적으로 미용을 위한 치료에 사용될 수도 있다.In the treatment method using the apparatus of the first embodiment, the LED array is positioned approximately parallel with an external infection site of a patient in need of treatment and at a sufficient distance (e.g., 2 to 5 cm) for uniform illuminance as shown in FIG. . The device can be used in cosmetic or partial cosmetic treatments with photosensitive agents for removal of nevus and hair restoration / removal, as well as without the use of photosensitive agents for skin regeneration, wrinkle removal or biostimulation (including wound care). It may be.
상기 램프는 형광 검출에도 사용될 수 있다(광진단, photodiagnosis).The lamp can also be used for fluorescence detection (photodiagnosis).
도 5에 나타낸 바와 같이, 예컨대 아크릴(예로써 PerspexTM) 또는 유리로 제조되며, 본 실시예에서 연장된 지지 로드(R)에 의해 지지되는 프루스토-코니칼 (frusto-conical) 도파관(W)을 추가하는 것에 의해, 제1 실시예는 제2 실시예에서 변경될 수도 있다. 상기 도파관(W)은 높은 광도를 가지고 보다 작은 부위에, LED에 의해 방출되는 빛을 집약시키기 위해 배열된다. 이러한 배열은 보다 작은 외부 표면의 치료에 적합하다.As shown in FIG. 5, for example, a frusto-conical waveguide W made of acrylic (for example Perspex ™ ) or glass and supported by an extended support rod R in this embodiment. By adding), the first embodiment may be changed from the second embodiment. The waveguide (W) has a high brightness and is arranged to concentrate light emitted by the LED in a smaller area. This arrangement is suitable for the treatment of smaller outer surfaces.
제2 실시예는 도 6에 나타난 바와 같이, 내부 치료를 위해 도파관(W)으로부터의 빛을 광가이드(L)로 전달시키기 위해 제3 실시예에서 변경될 수도 있다. 광섬유 또는 섬유 다발 또는 액체 광가이드 등의 상기 광가이드(L)는 광가이드 용기 또는 어댑터(A)에 고정되어 있으며, 이는 접합부 내 또는 상기 도파관(W)의 좁은 말단과 직접적으로 관련하여, 예컨대 Olympus, Storz, ACMI 또는 Wolf light cable fittings과 호환될 수 있다. 상기 광가이드(L)는 직경이 3, 5 또는 8mm이다. 상기 지지 로드(R)는 상기 도파관(W) 및 광가이드(L)의 광축을 정렬하여 상기 도파관(W)에서 방출되는 빛이 상기 광가이드(L)로 나아가도록 한다. 제3 실시예에서, 빛은 도파관에 의해 집약되며, 경구, 부인, 위소장 또는 관강 치료를 위해 체강(body cavities)에 삽입될 수 있는 상기 광가이드(L)의 원단부에 있는 작은 부위에 방출된다.The second embodiment may be modified in the third embodiment to deliver light from the waveguide W to the light guide L for internal treatment, as shown in FIG. 6. The optical guide L, such as an optical fiber or fiber bundle or a liquid optical guide, is fixed to the optical guide vessel or adapter A, which is directly related to the narrow end of the waveguide W in the junction or for example Olympus. Compatible with Storz, ACMI or Wolf light cable fittings. The light guide (L) is 3, 5 or 8mm in diameter. The support rod (R) aligns the optical axes of the waveguide (W) and the optical guide (L) to direct the light emitted from the waveguide (W) to the optical guide (L). In a third embodiment, light is collected by a waveguide and emitted to a small area at the distal end of the light guide L that can be inserted into body cavities for oral, gynecological, gastrointestinal or luminal treatment. do.
제3 실시예는 도 7에 나타난 바와 같이, 제4 실시예에서 변경될 수 있다. 여기에서, 불연속 LED 어레이는 지지 플레이트(P)/히트 싱크(H)상에 장착된 집적 멀티-다이(multi-die) LED 매트릭스(IM)(예를 들면, AMS Optotech, Bristol, UK 제조, 부품번호 OD 6380, OD 6624, OD 6680)에 의해 대체될 수 있다. 펠티어 (Peltier) 효과 열전 냉각기(PC)는 지지 플레이트(P)의 반대 면과 열적으로 접촉하여 장착되고, 그 가열된 면은 팬(F)에 의해 냉각된다. 상기 광가이드(L)의 기부 말단은 집적 LED 매트릭스(IM)과 직접적으로 인접하거나 접촉하고 있으며, 방출되는 빛을 상기 광가이드(L)로 보내는데 도파관이 필요치 않도록, 그 단면이 유사하다.The third embodiment may be changed in the fourth embodiment, as shown in FIG. Here, the discontinuous LED array is an integrated multi-die LED matrix (IM) (e.g. AMS Optotech, Bristol, UK manufactured, component mounted on a support plate P / heat sink H). Number OD 6380, OD 6624, OD 6680). The Peltier effect thermoelectric cooler PC is mounted in thermal contact with the opposite side of the support plate P, and the heated side is cooled by the fan F. As shown in FIG. The base end of the light guide L is directly adjacent or in contact with the integrated LED matrix IM, and its cross section is similar so that a waveguide is not required to send the emitted light to the light guide L.
제5 실시예는 도 8에 나타낸 바와 같이, PDT치료 등의 경부 치료를 위해 특별히 디자인된다. 상기 제5 실시예는 아크릴 또는 폴리카보네이트로 만들어지며, 속이 빈 스템(stem, S)을 갖는 핸드 피스의 형태를 띠고, 이를 통해, 상기 기부 말단에 장착된 팬(F)에 의해 저압에서 공기를 가한다. 상기 말단은 하우징(지지 플레이트(P)/히트 싱크(H) 상에 있는 불연속 LED 어레이가 그 내부에 장착된)을 포함하는 헤드부(HP)를 가진다. 공기는 이들로부터의 열을 빼앗기 위해 상기 속이 빈 스템(S)을 통해 히트 싱크(H)로 들어가며, 다음으로 상기 하우징의 기부 측상의 개구부(AP)를 통해 배출된다. 상기 하우징의 원단부는 오목하며 경부 C(cervix C)의 말단과 꼭 맞게끔 하기 위해 크기가 조절된다. 예를 들면, 아크릴 또는 유리로 만들어진 투명 말단 윈도우(W)는 상기 LED의 침윤을 방지한다. 전력은 아크릴 스템(S)의 벽면에 장착된 전선(미도시)을 통해 LED로 공급된다. 사용시에는, 상기 원단부가 환자의 경부에 꼭 맞게끔 상기 핸드 피스가 위치되며, 이 핸드 피스는 치료 시간 동안 고정된다.The fifth embodiment is specifically designed for cervical treatment, such as PDT treatment, as shown in FIG. The fifth embodiment is made of acrylic or polycarbonate and takes the form of a hand piece with a hollow stem (Stem, S), whereby air is drawn at low pressure by a fan (F) mounted at the base end. Add. The end has a head portion HP comprising a housing (with a discontinuous LED array mounted thereon on a support plate P / heat sink H). Air enters the heat sink H through the hollow stem S to withdraw heat therefrom and then exits through the opening AP on the base side of the housing. The distal end of the housing is concave and sized to fit snugly with the distal end of cervix C. For example, a transparent end window W made of acrylic or glass prevents the infiltration of the LED. Power is supplied to the LED via wires (not shown) mounted to the wall of the acrylic stem (S). In use, the hand piece is positioned so that the distal end fits the neck of the patient, and the hand piece is fixed during the treatment time.
제1 내지 제4 실시예 중의 어느 하나를 사용하는, 적합한 PDT용 불연속 LED의 선택에 대해서, 이하 다이(die) 물질에 따라 분류하며 설명한다.The selection of suitable discontinuous LEDs for PDT, using any of the first through fourth embodiments, is described below, classified according to die material.
첫 번째로 적당한 LED의 형태는 투명 기재(TS, transparent subsrate) 또는 흡수 기재(AS, absorbing substrate)의 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드/갈륨 포스파이드(AlInGaP/GaP)를 주성분으로 한다. 출력파는 590 내지 640nm이며, 피크 방출 파장은 590, 596, 605, 615, 626, 630 및 640nm이다. 상업적으로 입수할 수 있는 것으로는, 자동차 산업, 옥외 상업 광고 및 트래픽 매니지먼트용으로 디자인 된 Hewllet Packard 사의 'Sunpower'TM또는 'Precision Optical Power'TM시리즈를 들 수 있다. 적합한 LED는 SMT(surface mount technology)로서 예컨대, HSMA, HSMB, HSMC, HSML 시리즈, 바람직하게는 HSMB HR00R1T20 또는 HSMB HA00R1T2H를 들 수 있고; Axial로서 예를 들어 HLMA 또는 HLMT 시리즈가 있으며; T1으로서 예컨대, HLMP 시리즈, 바람직하게는 HLMP NG05, HLMP NG07, HLMP J105가 있고; T13/4로서 HLMP 시리즈, 바람직하게는 HLMP DG08, HLMP DG15, HLMP GG08, HLMP DD16를 들 수 있으며; SuperfluxTM로서 예컨대, HPWA 또는 HPWT시리즈, 바람직하게는 HPWA (MH/DH/ML/DL) 00 00000. HPWT (RD/MD/DD/ BD/RH/MH/DH/BH/RL/ML/DL/BL) 00 00000, 가장 바람직하게는 HPWT (DD/DH/DL/ MH/ML/MD) 00 00000가 있고; SnapLEDTM로서 예를 들어 HPWT, HPWS, HPWL시리즈, 바람직하게는 HPWT(SH/PH/SL/PL) 00, HPWT(TH/FH/TL/FL) 00 또는 HPWS(TH/FH/TL/ FL) 00을 들 수 있다. 다른 제조사로부터의 적합한 제품은 Advanced Products Inc의 SMT 타입으로서 (API) 부품번호 HCL4205AO; American Bright Optoelectronics사의 T1 타입으로서 (ABO) 부품번호 BL BJ3331E 또는 BL BJ2331E; Superflux 타입으로서 ABO 부품번호 BL F2J23, BL F2J33 및 BL F1F33을 들 수 있다.The first suitable form of LED is based on aluminum indium gallium phosphide / gallium phosphide (AlInGaP / GaP) of a transparent substrate (TS) or absorbing substrate (AS). The output waves are 590 to 640 nm and peak emission wavelengths are 590, 596, 605, 615, 626, 630 and 640 nm. As commercially available, there may be mentioned the automotive industry, commercial and outdoor Hewllet Packard designed for traffic management company 'Sunpower' TM or 'Precision Optical Power' TM series. Suitable LEDs are surface mount technology (SMT), for example HSMA, HSMB, HSMC, HSML series, preferably HSMB HR00R1T20 or HSMB HA00R1T2H; As Axial, for example HLMA or HLMT series; As T1 there are, for example, the HLMP series, preferably HLMP NG05, HLMP NG07, HLMP J105; T13 / 4 includes the HLMP series, preferably HLMP DG08, HLMP DG15, HLMP GG08, HLMP DD16; As Superflux ™, for example HPWA or HPWT series, preferably HPWA (MH / DH / ML / DL) 00 00000. HPWT (RD / MD / DD / BD / RH / MH / DH / BH / RL / ML / DL / BL) 00 00000, most preferably HPWT (DD / DH / DL / MH / ML / MD) 00 00000; As SnapLED ™ , for example HPWT, HPWS, HPWL series, preferably HPWT (SH / PH / SL / PL) 00, HPWT (TH / FH / TL / FL) 00 or HPWS (TH / FH / TL / FL) 00 may be mentioned. Suitable products from other manufacturers are the SMT type of Advanced Products Inc. (API) part number HCL4205AO; T1 type from American Bright Optoelectronics (ABO) part number BL BJ3331E or BL BJ2331E; ABO part numbers BL F2J23, BL F2J33 and BL F1F33 are listed as Superflux types.
두 번째로 적당한 LED의 형태는 알루미늄 인듐 갈륨 포스파이드/갈륨 비소(AlInGaP/GaAs)계 타입이며, 방출 파장은 560 내지 644nm이고 피크 방출 파장은 562nm, 574nm, 590nm, 612nm, 620nm, 623nm 및 644nm이다. Toshiba사의 T1 패키지에서 상업적으로 입수 가능한 것의 예를 들면, TLRH, TLRE, TLSH, TLOH 또는 TLYH 시리즈, 바람직하게는 TLRH 262, TLRH 160, TLRE 160, TLSH 1100, TLOH 1100, TLYH 1100 또는 S4F4 2Q1; 또는 T13/4 패키지 중에서는 TLRH 또는 TLSH 시리즈, 바람직하게는 TLRH 180P 또는 TLSH 180P가 있다. 또 다른 예로서는 Kingbright사의 L934SURC-E를 들 수 있다.The second most suitable form of LED is aluminum indium gallium phosphide / gallium arsenide (AlInGaP / GaAs) type, with emission wavelengths of 560 to 644 nm and peak emission wavelengths of 562 nm, 574 nm, 590 nm, 612 nm, 620 nm, 623 nm and 644 nm. . Commercially available in the Toshiba T1 package, for example, TLRH, TLRE, TLSH, TLOH or TLYH series, preferably TLRH 262, TLRH 160, TLRE 160, TLSH 1100, TLOH 1100, TLYH 1100 or S4F4 2Q1; Or in the T13 / 4 package is the TLRH or TLSH series, preferably TLRH 180P or TLSH 180P. Another example is Kingbright's L934SURC-E.
세 번째로 적당한 LED의 형태는 알루미늄 갈륨 비소계 타입(AlGaAs)이고, 방출 파장은 650 내지 660nm이다. T1 패키지의 예시는 Toshiba사의 TLRA 시리즈, 바람직하게는 TLRA 290P 또는 TLRA 293P 와 Kingbright사의 L934SRCG, L934SRCH 및 L934SRCJ를 포함하며, T13/4 패키지 중에서 Kingbright사의 L53 SRCE를 포함한다.A third suitable form of LED is aluminum gallium arsenide type (AlGaAs), and the emission wavelength is 650 to 660 nm. Examples of T1 packages include Toshiba's TLRA series, preferably TLRA 290P or TLRA 293P, and Kingbright's L934SRCG, L934SRCH and L934SRCJ, including Kingbright's L53 SRCE in the T13 / 4 package.
네 번째로 적당한 LED의 형태는 갈륨 포스파이드(GaP)계 타입이며, 방출 파장은 550 내지 570nm이다.The fourth most suitable form of LED is a gallium phosphide (GaP) -based type, with an emission wavelength of 550-570 nm.
다섯 번째로 적당한 LED의 형태는 인듐 갈륨 나이트라이드(InGaN)계이다.525nm의 방출 파장을 갖는 타입에서, 상업적으로 입수 가능한 것의 예시는 SMT 패키지 중에서 API's HCL 1513AG; T1 패키지 중에서 Farnell's #942 467, Radio Spare's #228 1879 및 #249 8752, API's HB3h 443AG와 Plus Opto's NSPG500S를 포함한다. 470 및 505nm의 방출 파장을 가지는 T1 패키지 타입중에서, 예시로는 Farnell's #142 773, Radio Spare's #235 9900 및 American Bright Optoelectronics사의 BL BH3PW1을 들 수 있다.A fifth suitable form of LED is indium gallium nitride (InGaN) -based. In the type with an emission wavelength of 525 nm, examples of commercially available are API's HCL 1513AG in SMT packages; Among the T1 packages include Farnell's # 942 467, Radio Spare's # 228 1879 and # 249 8752, API's HB3h 443AG and Plus Opto's NSPG500S. Among T1 package types with emission wavelengths of 470 and 505 nm, examples include Farnell's # 142 773, Radio Spare's # 235 9900 and BL BH3PW1 from American Bright Optoelectronics.
여섯 번째로 적당한 LED의 형태는 갈륨 나이트라이드/실리콘(GaN/Si)계이며, 방출 파장은 430nm이다. 상업적으로 입수 가능한 예로서, Siemens사의 LB3336 (RS#284 1386으로도 알려져 있다)을 들 수 있다.The sixth most suitable form of LED is a gallium nitride / silicon (GaN / Si) based emission wavelength of 430 nm. A commercially available example is LB3336 (also known as RS # 284 1386) from Siemens.
상기 각각의 LED 타입은 이하의 표 1에 나열하고 있는 하나 이상의 통상적인 감광제의 흡수 스펙트럼과 실질적으로 일치하는 방출 스펙트럼을 갖도록 선택되며, 따라서 이러한 LED를 갖는 실시예는 PDT에 적합하다. 예를 들어, 도 9는 505nm, 545nm, 580nm 및 633nm의 피크를 포함하는 PpIX 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 삽입된 그림은 피크 광도 및 동일한 파장 축을 가지는 방출 스펙트럼이며, 590nm의 피크는 LED 부품번호 HPWA DL00이고, 630nm의 피크는 LED 부품번호 HPWT DH00이며, 상기 피크는 PpIX 흡수 스펙트럼의 580nm 및 633nm 피크 각각과 실질적으로 중첩되기에 충분한 넓이를 가진다.Each LED type is chosen to have an emission spectrum that substantially matches the absorption spectra of one or more conventional photosensitizers listed in Table 1 below, so embodiments with such LEDs are suitable for PDT. For example, FIG. 9 shows PpIX absorption spectra including peaks of 505 nm, 545 nm, 580 nm and 633 nm. The inset is an emission spectrum with peak luminance and the same wavelength axis, the peak at 590 nm is the LED part number HPWA DL00, the peak at 630 nm is the LED part number HPWT DH00, and the peaks are the 580 nm and 633 nm peaks of the PpIX absorption spectrum, respectively. It is of sufficient width to substantially overlap.
상기 불연속 LED 어레이는 하나 이상의 다른 타입의 LED를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 상기 선택된 감광제의 별개의 흡수 밴드와 조화되도록 선택된 다른 방출 스펙트럼을 가진다. 각각의 LED 타입은 독립적으로 켜질 수 있다. 상기 관입 깊이(즉, 상기 광도가 e-1로 약해지는 깊이)는 적합한 방출 밴드를 선택하기 위해 상기 어레이의 단지 하나의 LED 타입을 켜는 것에 의해 변화될 수 있으며, 이는 상기 관입 깊이가 파장의 함수이기 때문이다.The discrete LED array may comprise one or more other types of LEDs, each of which has a different emission spectrum selected to match a separate absorption band of the selected photosensitizer. Each LED type can be turned on independently. The penetration depth (ie, the depth at which the brightness diminishes to e −1 ) can be varied by turning on only one LED type of the array to select a suitable emission band, where the penetration depth is a function of wavelength. Because it is.
상기 LED 어레이는 개개의 대체가능하며 공간적으로 구분되는 LED 부분으로 구성된다. 선택된 부분은 상기 매트릭스 어레이의 전체 면적 내에서 환자의 선택된 부위를 치료하기 위해 켜질 수 있다.The LED array consists of individual replaceable and spatially separated LED parts. The selected portion can be turned on to treat the selected area of the patient within the total area of the matrix array.
상기 램프는 전달되는 빛의 양을 측정하고, 목표량에 도달하면 상기 빛 방출을 끄기 위하여 배열된 전자 광학 검출기를 포함할 수 있다. 택일적 또는 선택적으로, 상기 검출기는 순간적인 광도를 측정하고, 소정의 한계 내에서 상기 광도를 유지시키기 위해, 상기 튜브에 공급되는 전력을 변화시키고, 그리고/또는 최대 한계를 초과한다면 상기 빛 방출을 끄도록 배열된다.The lamp may include an electro-optical detector arranged to measure the amount of light transmitted and to turn off the light emission when the target amount is reached. Alternatively or alternatively, the detector measures the instantaneous luminosity, changes the power supplied to the tube to maintain the luminosity within a predetermined limit, and / or the light emission if the maximum limit is exceeded. It is arranged to turn off.
환자의 다른 부위의 치료에 적합한 LED 어레이의 여러 다른 배열에 대하여 이하 설명한다. 상기 LED는 전술한 바와 같이, 불연속 LED이다. 별도의 언급이 있지 않은 한, 상기 LED는 집적 팬을 이용하여 팬 냉각될 수 있다.Several different arrangements of LED arrays suitable for the treatment of other areas of a patient are described below. The LED is a discontinuous LED, as described above. Unless stated otherwise, the LEDs may be fan cooled using an integrated fan.
도 10a 및 도 10b는 제 6 실시예의 LED(L) 어레이를 나타내며, 이는 환자의 안면 치료를 위해 곡선 복면 형상의 지지대(P) 상에 배열되어 있다. 상기 어레이는 헤드 밴드(HB) 또는 환자가 쓰고 있는 다른 헤드 웨어에 의해 환자의 얼굴 정면에 지지된다.10A and 10B show the LED (L) array of the sixth embodiment, which is arranged on a curved masked support P for facial treatment of a patient. The array is supported in front of the face of the patient by a head band HB or other head wear worn by the patient.
도 11a 내지 도 11c는 제7 실시예에서 한면에 두개의 유사한 개구부(AP)를 갖는 입방형 하우징(HO) 내에 배열된 LED(L) 어레이를 나타내며, 상기 개구부는 팔꿈치가 상기 하우징(HO)에 들어갈 수 있게 한다. 상기 개구부(AP)의 모서리는 팔을 편안하게 하기 위해 쿠션처리되어 있다. 상기 하우징(HO) 내에는, 도 11c에 나타낸 바와 같이 팔의 면으로 휘고 그 면에 수직인 표면(SU)이 배열되어 있다. 상기 LED(L)는 이 표면(SU) 상에 장착되어 이로부터 방출되는 빛이 환자의 팔꿈치에 집중되도록 한다.11A-11C show an array of LEDs (L) arranged in a cubic housing (HO) having two similar openings (AP) on one side in a seventh embodiment, wherein the openings have elbows on the housing (HO). Allow to enter The corner of the opening AP is cushioned to comfort the arm. In the housing HO, as shown in Fig. 11C, the surface SU is bent to the surface of the arm and perpendicular to the surface. The LED L is mounted on this surface SU so that the light emitted from it is concentrated on the elbow of the patient.
도 12는 제8 실시예에서 지지 플레이트(P) 상에 장착되고, 치료 중에 환자의 발을 올려 놓도록 투명하거나 반투명인 커버로 덮여져 있는 LED 어레이(L)를 나타낸다.FIG. 12 shows an LED array L mounted on a support plate P in an eighth embodiment and covered with a transparent or translucent cover to put the patient's foot during treatment.
도 13은 제9 실시예에서 지지 플레이트(P) 상에 장착되고, 환자의 다리 치료를 위해 배열된 LED 어레이(L)를 나타낸다.FIG. 13 shows an LED array L mounted on a support plate P in the ninth embodiment and arranged for treating a patient's leg.
도 14 및 도 15는 상부 내면에 LED가 있고 하부 면은 환자에게 빛을 조사할 수 있도록 개방되어 있는 사다리꼴 프리즘 형태의 하우징(HO) 내에 장착된 LED 어레이(L)를 나타낸다. 상기 측면은 반사성이거나 추가적인 LED 어레이가 장착될 수 있다. 도 14에 나타나 있는 제10 실시예에서는, 상기 하우징(H)은 침대의 어느 한쪽 말단에 장착되며 침대 위에 누워 있는 환자의 안면 치료를 위해, 침대 위로 그 높이를 조절할 수 있도록 되어 있다. 도 15에 나타나 있는 제11 실시예에서는, 침대 위에 누워 있는 환자의 안면을 치료하기 위해, 상기 하우징(H)이 스탠드(ST) 상에 장착되어 있으며 높이 조절이 가능하다.14 and 15 show an LED array L mounted in a housing HO in the form of a trapezoidal prism which has an LED on the upper inner surface and which is open for irradiating light to the patient. The side may be reflective or mounted with additional LED arrays. In the tenth embodiment shown in FIG. 14, the housing H is mounted at either end of the bed and is adapted to adjust its height over the bed for facial treatment of a patient lying on the bed. In the eleventh embodiment shown in FIG. 15, in order to treat the face of the patient lying on the bed, the housing H is mounted on the stand ST and the height is adjustable.
도 16a 및 도 16b는 제12 실시예에서 환자의 한쪽 면의 치료를 위해 배열된 일련의 4개의 공면(coplanar) LED 어레이(L)를 나타낸다. 각각의 상기 어레이는 치료 받는 환자의 선택된 부위를 치료할 수 있도록 독립적으로 켜고 끌 수 있다.16A and 16B show a series of four coplanar LED arrays L arranged for the treatment of one side of a patient in a twelfth embodiment. Each of the arrays can be turned on and off independently to treat selected areas of the patient being treated.
도 17a 및 도 17b는 제13 실시예에서 환자의 한쪽 면의 치료를 위해 배열된 단일 LED 어레이(L)를 나타낸다.17A and 17B show a single LED array L arranged for the treatment of one side of a patient in a thirteenth embodiment.
도 18a 및 도 18b는 제14 실시예에서 누워 있는 환자의 한쪽 면의 치료를 위해 배열된 일련의 3개의 공면 LED 어레이(L)를 나타낸다. 각각의 상기 어레이는 치료 받는 환자의 선택된 부위를 치료할 수 있도록 독립적으로 켜고 끌 수 있다.18A and 18B show a series of three coplanar LED arrays L arranged for treatment of one side of a lying patient in a fourteenth embodiment. Each of the arrays can be turned on and off independently to treat selected areas of the patient being treated.
도 19a 및 도 19b는 제15 실시예에서 추가의 LED 평면 어레이 상에 누워 있는 환자의 모든 부위의 치료를 위해, 곡선 하우징(HO)의 내부면에 장착된 LED 어레이(L)를 나타낸다. 상기 하우징(HO)은 환자의 선택된 부위를 치료하기 위해, 환자의 신체를 따라 이동 가능하다. 상기 LED 평면 어레이의 일부분은 선택된 부분만을 조사할 수 있게끔 켜고 끌 수 있다.19A and 19B show the LED array L mounted on the inner surface of the curved housing HO for the treatment of all parts of the patient lying on the additional LED flat array in the fifteenth embodiment. The housing HO is movable along the body of the patient to treat the selected area of the patient. A portion of the LED planar array can be turned on and off to illuminate only the selected portion.
도 20a 및 도 20b는 정면으로부터 환자의 얼굴에 빛을 조사하기 위한 얼굴 정면 LED 어레이(LF), 머리에 빛을 조사하기 위한 머리 LED 어레이(LS) 및 좌우 안면에 빛을 조사하기 위한 어레이로서, 예컨대 힌지에 의해 이동 가능하게, 얼굴 정면 어레이(LF)에 연결된 좌우 안면 LED 어레이(LL, LR)를 포함하는 제16 실시예를 나타낸다. 상기 얼굴 정면 어레이(LF)는 바람직하게는 환자가 앉아 있을 때, 환자 머리 높이에 알맞도록 수직으로 이동 가능하게 부착되어 있다.20A and 20B show a face front LED array L F for irradiating light to a patient's face from the front, a head LED array L S for irradiating light to the head, and an array for irradiating light to the left and right faces; For example, a sixteenth embodiment including left and right face LED arrays L L and L R connected to the face front array L F , movably by a hinge, for example, is shown. The face front array L F is preferably movably attached vertically to suit the height of the patient's head when the patient is sitting.
도 21은 누워 있는 환자의 안면 및/또는 머리의 치료를 위해 배열되어 있다는 것을 제외하고는 도 20a 및 도 20b의 배열과 유사한 제17 실시예를 나타낸다. 스탠드(ST)는 세워져 있는 대신에 침대 위에 장착되어 있으며, 상기 어레이는 환자가 누워있을 때 머리 위치에 맞도록 90°회전할 수 있다.FIG. 21 shows a seventeenth embodiment similar to the arrangement of FIGS. 20A and 20B except that it is arranged for the treatment of the face and / or head of a lying patient. The stand ST is mounted on the bed instead of standing up, and the array can be rotated 90 ° to fit the head position when the patient is lying down.
도 22a, 도 22b 및 도 22c는 슬리브 내에 있는 손, 전완 및/또는 팔꿈치에 빛을 조사할 수 있도록 상기 슬리브(SL) 내면에 LED 어레이(L)가 장착된 제18 실시예를 나타낸다.22A, 22B and 22C show an eighteenth embodiment in which the LED array L is mounted on the inner surface of the sleeve SL to irradiate light to the hands, forearms and / or elbows in the sleeve.
도 23a, 도 23b는 제19 실시예에서, 도 23c에 나타난 바와 같이 전완의 일부 등 환자의 치료 부위에, LED면을 안쪽으로 하여 부착시킬 수 있도록, 유연성 지지재(FB) 상에 장착된 각각의 정사각형 및 직사각형 LED 어레이(L)를 나타낸다. 이에 의해 상기 LED 어레이는 치료 부위의 윤곽에 따르게 된다. 상기 유연성 지지재(FB)는 이와 분리되어 있거나, 그 주위에 고정되어 있는 유연성 멤브레인에 의해 상기 지지재와 연결되어 있는 팬에 의해 냉각될 수 있으며 상기 유연성 멤브레인은 팬으로부터의 공기를 상기 지지재로 흐르게 하며 이를 통해 상기 공기가 배출된다.23A and 23B are each mounted on the flexible support FB to allow the LED surface to be attached inward to the treatment site of the patient, such as a part of the forearm, as shown in FIG. 23C in the nineteenth embodiment. Represents a square and rectangular LED array (L). This allows the LED array to follow the contour of the treatment site. The flexible support FB may be separated from or cooled by a fan which is connected to the support by a flexible membrane fixed around the flexible membrane which transfers air from the fan to the support. Flow through which the air is discharged.
도 24는 제20 실시예에서 원통형 관경내 탐침의 표면에 배열된 LED 어레이를 나타내며, 도 25는 제21 실시예에서 구형 관경내 탐침의 표면에 배열된 LED 어레이를 나타낸다. 상기 탐침은 질, 자궁경부, 자궁내막, 방광, 위소장, 경구, 외이도 및/또는 기도의 치료를 위해 크기가 조절된다.FIG. 24 shows an array of LEDs arranged on the surface of the cylindrical endoscope probe in the twentieth embodiment, and FIG. 25 shows the array of LEDs arranged on the surface of the spherical endoscope probe in the twenty-first embodiment. The probe is sized for the treatment of the vagina, cervix, endometrium, bladder, gastrointestinal, oral, ear canal, and / or airway.
본 발명자가 행한 테스트에서, LED로부터의 적색(대략 630nm) 방출을 이용한 PDT의 유효성이 피하 유방암 재발 지연도 측정법을 이용한 생체내 비교 연구에 의해 입증되었다. 방사선 생물학적 종말점을 이용하여, 고체 상태 원형(prototype) 유효성이 통상적인 PDT용 고가 레이저의 그것에 뒤지지 않음이 밝혀졌다(즉, 유의 차가 없었다. p=0.21). 이러한 결과는 보웬 병 및 기저 세포 암종의 치료에 대한 임상 실험에서, 레이저 PDT와 비교할 때 상당히 완벽한 반응 속도가 얻어진다는 것에 의해 추가로 확인 되었다.In tests conducted by the present inventors, the effectiveness of PDT using red (approximately 630 nm) emission from the LED was demonstrated by an in vivo comparative study using subcutaneous breast cancer recurrence delay assay. Using the radiobiological endpoints, it was found that the solid state prototype efficacy was inferior to that of conventional expensive lasers (ie, no significant difference, p = 0.21). These results were further confirmed in clinical trials for the treatment of Bowen disease and basal cell carcinoma, with a fairly complete response rate obtained when compared to laser PDT.
도 26은 제19 실시예에서 유연성 LED 어레이의 더욱 구체적인 예시를 나타내며, 이는 전술한 바와 같이 여러가지 형태의 LED로 구성된 불연속 LED 어레이를 형성하기 위해, 일련의 적색 LED(LR)와 간격을 두고 배열된 일련의 청색 LED(LB)로 이루어진다. 상기 청색 LED(LB)는 마찬가지로 켜거나 끌 수 있는 적색 LED(LR)와 독립적으로 켜거나 끌 수 있다. 이러한 방식으로, 치료의 형태 및 필요한 투과 깊이에따라 적색 또는 청색 조도가 선택될 수 있다.FIG. 26 shows a more specific example of a flexible LED array in the nineteenth embodiment, which is spaced from a series of red LEDs (L R ) to form a discrete LED array composed of various types of LEDs as described above. Consisting of a series of blue LEDs (L B ). The blue LED L B can be turned on or off independently of the red LED L R , which can likewise be turned on or off. In this way, either red or blue illuminance can be selected depending on the type of treatment and the depth of penetration required.
상기 청색 LED(LB)는 실질적으로 370 내지 450nm, 바람직하게는 400 내지 430nm 영역의 방출 파장(예컨대, 반높이 띠나비(full width half maximum bandwidth))을 가진다. 이러한 영역은 특히 광선 각화증에 있어서 전암(pre-cancerous) 질병의 치료에 매우 적합하다.The blue LED L B has an emission wavelength (eg, full width half maximum bandwidth) in the region of 370 to 450 nm, preferably 400 to 430 nm. This area is particularly well suited for the treatment of pre-cancerous diseases, especially in actinic keratosis.
상기 적색 LED(LR)는 실질적으로 620 내지 700nm 영역의 방출 파장(예컨대, 반높이 띠나비(full width half maximum bandwidth))을 가진다. 이러한 영역은 기저 세포 또는 인설 세포 암종, 또는 균상식육종과 같은 비흑색종의 치료에 특히 적합하다.The red LED L R has an emission wavelength (eg, full width half maximum bandwidth) substantially in the 620-700 nm region. This area is particularly suitable for the treatment of basal or basal cell carcinoma, or non-melanoma, such as myxosarcoma.
본 발명에 따르면, 공냉식 LED 어레이를 포함하는 치료용 광원이 제공되기 때문에 복잡한 액체 냉각 회로를 필요로 하지 않으며, 이는 장치의 비용 및 핸드 피스의 크기면에서 매우 유리하다. 또한 본 발명에 따른 치료용 광원을 사용하여 통상적인 고가의 레이저 PDT와 동일한 치료 효과를 거둘 수 있다.According to the present invention, a therapeutic light source comprising an air cooled LED array is provided, which does not require a complicated liquid cooling circuit, which is very advantageous in terms of the cost of the device and the size of the hand piece. In addition, the therapeutic light source according to the present invention can achieve the same therapeutic effect as conventional expensive laser PDT.
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