KR20210153041A - 광 치료 시스템 - Google Patents

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KR20210153041A
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light
cuff
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light emitter
photometer
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KR1020217028513A
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Inventor
햄프덴 디. 쿠엔스
Original Assignee
하이퍼 아이씨이, 아이엔씨.
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Publication date
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Abstract

광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 갖는 압력 커프 시스템, 및 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 배치된 광 방출기를 갖는 광 방출 시스템으로 구성되며, 광 방출기는 제어 가능하게 동력 가능하다. 지지 구조물은 광 방출기가 광을 신체 부분으로 향하게 지향할 수 있도록 커프의 내부 표면에 위치될 수 있다. 광 치료 시스템은 광 방출기에 제어 가능하게 전력을 공급할 수 있는 제어기를 더 포함할 수 있고, 제어기는 신체 부분의 상태에 관련된 입력 또는 측정에 응답하여 신체 부분 상으로 지향되는 광의 강도 또는 지속 기간을 조정할 수 있다. 광도계는 신체 부분의 상태를 측정하기 위해 개별적으로 또는 일체로 제공될 수 있다. 광 치료를 제공하는 방법도 제공된다.

Description

광 치료 시스템
우선권
본 출원은 2019년 2월 7일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/802,686호의 이익을 주장하며, 그 전체가 본 명세서에 참고로 포함된다.
광생체 변조(photobiomodulation, PBM) 또는 저레벨 광 치료(low-level light therapy, LLLT)는 광생체 변조 효과를 생성하기 위해 생체 조직에 레이저 및 발광 다이오드(light-emitting diode, LED) 광을 인가하는 것을 포함한다. 생체 조직에 대한 레이저 및 LED 광의 인가는 600 내지 1000 nm의 파장 및 5 내지 500 mW의 전력을 사용하여 수행된다. 연구에서 PBM은 상처 치유를 가속화하고, 미세 순환을 향상시키며, 근육 성능을 향상시킨다는 것이 밝혀졌다. 대부분의 연구들에서, 0.5 내지 5.0
Figure pct00001
의 치료 선량의 광을 생성하기 위해 신체의 표면 상에 또는 근처에 적외선(infrared, IR) 광원이 배치된다. 다양한 광원들은 집적 회로들에 패키징된 상업적으로 이용 가능한 LED들 및 레이저 다이오드들을 포함한다. 일부 레이저-기반 디바이스들은 치료된 조직을 열적으로 손상시키지 않고 더 높은 순간 방사 강도를 전달하도록 펄스(pulse)화된다.
2상성 용량 반응 효과(biphasic dose response effect)가 PBM 치료에서 잘 알려져 있으며, 이에 의해 소정의 최적 조사량 범위 위아래에서는 임의의 치료 이익들이 감소된다. 따라서, 이익들을 달성하기 위해서는 근육에 대한 정확한 PBM 투여가 중요하지만, 피부 표면 아래의 조직들을 치료하기 위해 피부 표면 상에 인가되는 IR 광의 제한되고 가변적인 침투 깊이로 인해 혼란스러워진다.
조직 내부에서, 광자는 산란 되거나 흡수된다. 치료 이익은 광이 근육 내의 미토콘드리아(mitochondria)에 의해 흡수될 때 달성된다. 신체의 대부분의 부분들에서, IR 광의 일부는 피부를 통과하고, 밑에 있는 지방 층은 무작위 패턴으로 광자들을 산란시킨다. 일부 광자들은 기저 근육 섬유까지 계속 진행하여 기저 근육 섬유에서 IR 에너지가 발색단에 의해 흡수된다. 근육 조직의 IR 방사선의 유익한 효과는 미토콘드리아 막 전위, 산소 소비, 및 아데노신 트리포스페이트(adenosine triphosphate, ATP) 생성을 증가시킨다. 지방을 통과하는 IR 광이 무작위로 산란되기 때문에, 사람의 신체 전체에 걸쳐서 다양한 레벨의 피부 멜라닌 및 지방 층 두께를 가지는 사람들에게 정밀한 선량의 IR 플루언스(fluence)를 신체 근육들에 전달하는 것은 어렵다.
근적외선 광도법은, 피부 지방 두께를 비침습적으로 측정하기 위해 일부 상용 제품들(예컨대, 지질 측정기, SAT 측정기, FUTREX)에서 사용된다. 이 방법은 IR 방출 다이오드들에 의해 피부 내로 전달되는 광을 사용한다. 이 방사선은 조직을 관통하고 조직의 광학 특성에 따라 반사, 흡수 및 산란된다. 피부로부터 나오는 방사선은 광학 측정 시스템의 소스와 검출기 사이의 다수의 거리들에서 검출되고, 이후 피부에 의해 흡수되고 지방 층으로부터 다시 반사되는 광의 양을 추론하도록 처리된다.
간헐적 공압 압축(Intermittent pneumatic compression, IPC) 디바이스는 다리의 심정맥에서의 혈병(심정맥혈전증)의 방지를 돕기 위해 의학적으로 사용된다. 이러한 디바이스들은 다리 주위에 일반적으로 배치되는 공압 커프(cuff)들을 사용한다. 커프들은 공기로 채워지고 다리들을 압착한다. 공기의 방출 시에, 혈액은 정맥들을 통해 역류하고 혈병을 방지하는 것을 돕는다. 최근에, 이러한 디바이스들은 운동선수들에 의해 순환을 개선하고 운동 후의 근육 회복을 용이하게 하는데 사용되어 왔다. 또한, IPC 디바이스들은 상업적으로 이용가능하고 자동화된 마사지 치료를 제공하기 위해 빈번히 판매된다. IPC 디바이스들은 신체 및 근육 그룹들의 상이한 부분들을 치료하기 위해 다양한 형태들로 나타난다. 레그 유닛들은 발과 다리를 상부 허벅지까지 덮는다. 반바지는 무릎 위에서 시작하여 허리 위로 연장한다. 일부 커프들은 손과 팔을 어깨까지 덮는다.
따라서, 개선된 광 치료 시스템이 필요하다. 개선된 및/또는 더 일관된 투여를 갖는 광 치료 시스템이 또한 필요하다. 또한, 근육으로의 광의 전달이 개선된 광 치료 시스템이 필요하다. 지방 층 두께에 대한 개선된 및/또는 조정된 결정이 또한 필요하다. 간헐적 공압 압축 디바이스와 연계하여 사용되는 광 치료 시스템이 또한 필요하다.
본 발명은 이러한 요구들을 충족시킨다. 본 발명의 일 양태에서, 개선된 광 치료 시스템 및 치료 광을 제공하는 개선된 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템 및 사용 방법은 개선된 투여 및/또는 더 일관된 투여를 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템 및 사용 방법은 사용자의 근육으로의 광 치료의 개선된 전달을 제공한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템 및 사용 방법은 개선된 광 치료를 위해 지방 층 두께 정보를 이용한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템 및 사용 방법은 개선된 광 치료를 위해 피부색 정보를 이용한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 개선된 지방 층 두께 결정 및 방법이 제공된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템 및 사용 방법은 간헐적 공압 압축 디바이스와 연계하여 이용된다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 및 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 시스템-광 방출기는 제어 가능하게 전력 공급 가능함-을 포함하고, 지지 구조물은 광 방출기가 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치 가능하고, 광 방출기는 광 방출 표면을 가지는-광 방출 표면은 커프가 가압될 때 광 방출 표면이 피부 내로 그리고 신체 부분의 지방 층 내로 가압될 수 있도록 지지 구조물로부터 충분한 높이임- 광 치료 시스템이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 및 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 시스템-광 방출기는 제어 가능하게 전력 공급 가능함-을 포함하고, 지지 구조물은 광 방출기가 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치 가능하고, 광 방출기는 광 방출 표면을 가지며-광 방출 표면은 커프가 가압될 때 광 방출 표면이 피부 내로 그리고 신체 부분의 지방 층 내로 가압될 수 있도록 지지 구조물로부터 충분한 높이임-, 광 방출기는 신체 부분의 상이한 근육 그룹과 각각 연관된 광 방출기들의 복수의 어레이를 포함하는, 광 치료 시스템이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 및 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 시스템-광 방출기는 제어 가능하게 전력 공급 가능함-을 포함하고, 지지 구조물은 광 방출기가 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치 가능하고, 광 방출기는 광 방출 표면을 가지며-광 방출 표면은 커프가 가압될 때 광 방출 표면이 피부 내로 그리고 신체 부분의 지방 층 내로 가압될 수 있도록 지지 구조물로부터 충분한 높이임-, 신체 부분의 특성을 측정할 수 있는 광도계를 더 포함하는, 광 치료 시스템이다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능할 수 있고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 부재-지지 구조물은 광 방출기가 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치 가능함-; 및 광 방출기에 제어 가능하게 전력을 공급할 수 있는 제어기-제어기는 신체 부분의 상태에 관련된 입력 또는 측정에 응답하여 신체 부분 상으로 지향되는 광의 강도 또는 지속 기간을 조정할 수 있음-를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 부재-지지 구조물은 광 방출기가 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치 가능함-; 및 광 방출기에 제어 가능하게 전력을 공급할 수 있는 제어기-제어기는 신체 부분의 상태에 관련된 입력 또는 측정에 응답하여 신체 부분 상으로 지향되는 광의 강도 또는 지속 기간을 조정할 수 있고, 제어기는 신체 부분의 지방 층의 두께에 응답하여 광의 강도 또는 지속 기간을 조정함-를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 부재-지지 구조물은 광 방출기가 광을 신체 부분 상으로 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치가능함-; 및 광 방출기에 제어 가능하게 전력을 공급할 수 있는 제어기-제어기는 신체 부분의 상태에 관련된 입력 또는 측정에 응답하여 신체 부분 상으로 지향되는 광의 강도 또는 지속 기간을 조정할 수 있고, 광도계를 더 포함하며, 제어기는 광도계로부터의 신호에 응답하여 광의 강도 또는 지속 기간을 조정함-를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능할 수 있고, 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있는 커프를 포함하는 압력 커프 시스템; 지지 구조물 및 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 부재-지지 구조물은 광 방출기가 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 커프의 내부 표면 상에 위치 가능함; 및 광 방출기에 제어 가능하게 전력을 공급할 수 있는 제어기-제어기는 신체 부분의 상태에 관련된 입력 또는 측정에 응답하여 신체 부분 상으로 지향되는 광의 강도 또는 지속 기간을 조정할 수 있고, 복수의 광도계들을 더 포함하고, 제어기는 광도계들로부터의 신호에 응답하여 광의 강도 또는 지속 기간을 조정하고, 광도계는 신체 부분의 지방 층의 두께 또는 신체 부분의 투과율에 관련하여 신호를 생성하고, 광 방출기는 신체 부분의 상이한 근육 그룹과 각각 연관된 광 방출기들의 복수의 어레이들을 포함하고, 각각의 광도계는 각자의 어레이에 근접하여 커프의 내부 표면 상에 위치 가능함-를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료를 제공하는 방법은 그의 내부 표면 상에 광 방출기를 갖는 압력 커프를 제공하는 것; 커프를 신체 부분 상에 또는 근처에 위치하는 것; 커프를 팽창시키고 광 방출기를 신체 부분의 피부에 직접적으로 또는 간접적으로 가압하는 것; 신체 부분의 상태와 관련하여 광 방출기로부터 신체 부분으로 인가될 광의 강도 또는 지속 기간을 결정하는 것; 및 결정된 강도 또는 지속 기간으로 광이 신체 부분에 인가되도록 광 방출기에 전력을 공급하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료를 제공하는 방법은 그의 내부 표면 상에 광 방출기를 갖는 압력 커프를 제공하는 것; 커프를 신체 부분 상에 또는 근처에 위치하는 것; 커프를 팽창시키고 광 방출기를 신체 부분의 피부에 직접적으로 또는 간접적으로 가압하는 것; 신체 부분의 상태와 관련하여 광 방출기로부터 신체 부분으로 인가될 광의 강도 또는 지속 기간을 결정하는 것; 및 결정된 강도 또는 지속 기간으로 광이 신체 부분에 인가되도록 광 방출기에 전력을 공급하고 또한 신체 부분의 상태를 측정하기 위해 광도계를 사용하며, 광의 강도 또는 지속 기간을 결정하기 위해 측정치를 사용하는 것을 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료 시스템은 광도계 광 방출기등의 동심 링들을 갖는 광도계 및 중앙 광 검출기를 포함한다.
본 발명의 또 다른 양태에서, 광 치료를 제공하는 방법은 광도계를 제공하는 것; 신체 부분의 상태를 결정하기 위해 광도계를 사용하는 것; 및 신체 부분의 상태와 관련된 강도 또는 지속 기간으로 신체 부분에 광 치료를 적용하는 것을 포함한다.
본 발명의 이러한 특징들, 양태들 및 장점들은 본 발명의 예시적인 특징들을 설명하는 다음의 설명, 첨부된 청구항들 및 첨부 도면들과 관련하여 더 잘 이해될 것이다. 그러나, 특징들 각각은 단지 특정 도면들의 맥락에서뿐만 아니라 일반적으로 본 발명에서 사용될 수 있으며, 본 발명은 이러한 특징들의 임의의 조합을 포함한다는 것을 이해해야 한다.
도 1a는 본 발명에 따른 광 치료 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 1b는 가압 되지 않은 상태에서의 도 1a의 광 치료 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 1c는 가압된 상태에서의 도 1a의 광 치료 시스템의 개략적인 단면도이다.
도 2a는 광 치료 시스템의 광 방출기 어레이의 버전의 개략적인 평면도이다.
도 2b는 광 치료 시스템의 광 방출기 어레이의 또 다른 버전의 개략적인 평면도이다.
도 3a는 광 치료 시스템의 모니터링 시스템의 개략적인 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 모니터링 시스템의 개략적인 측면도이다.
도 3c는 광 치료 시스템의 모니터링 시스템의 다른 버전의 개략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 광 치료 시스템의 다른 버전의 개략적인 측면도이다.
도 5는 광 치료 시스템의 광 방출기들 배열의 버전의 개략적인 개방도이다.
도 6은 광 치료 시스템의 압력 커프 시스템의 버전의 개략적인 분해도이다.
도 7은 광 치료 시스템의 제어기의 디스플레이의 개략도이다.
도 8a는 광 치료 시스템의 압력 커프 시스템의 또 다른 버전의 개략적인 분해도이다.
도 8b는 광 치료 시스템의 압력 커프 시스템의 또 다른 버전의 개략적인 분해도이다.
도 9a는 하얀 피부색 내지 어두운 피부색 범위의 멜라닌 함량 및 3 mm 내지 10 mm의 지방 두께 모두를 변경하는 다수의 시뮬레이션들에 대한 적외선 광자들의 형세를 도시하는 차트이다.
도 9b는 광 방출기 광원으로부터의 거리의 함수로서 광이 피부 표면으로부터 어떻게 재방출되는지의 개요를 도시하는 그래프이다.
본 발명은 광 치료 시스템에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 압력 커프를 포함하거나 압력 커프와 함께 이용 가능한 광 치료 시스템에 관한 것이다. 본 발명은 간헐적 공압 압축과 연계하여 유용한 정황에서 예시되고 설명되지만, 본 발명은 당업자에게는 용이하게 명백한 바와 같이 다른 방식으로 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 명세서에서 설명된 예들 및 실시예들로만 제한되지 않아야 한다.
도 1a는 본 발명의 광 치료 시스템(100)을 도시한다. 광 치료 시스템 (100)은 압력 커프 시스템(105)을 포함하거나 그와 함께 사용 가능할 수 있다. 압력 커프 시스템(105)은 말단(extremity)과 같은 신체의 부분의 적어도 일부분 주위에, 그에 인접하여, 또는 그에 근접하여 수용될 수 있는 가압 가능한 커프(110)를 포함한다. 도 1a에서, 커프(110)는 사용자의 다리(115)를 둘러싸는 것으로 도시된다. 압력 커프 시스템(105)은 또한 커프(110)의 가압을 제어 및/또는 모니터링하는 제어 시스템(120)을 포함한다. 제어 시스템(120)은 전기 공기 펌프 또는 가압 공기 소스와 같은 공기 펌프(130)의 동작을 제어할 수 있는 압력 제어기(125)를 포함하여, 가압된 공기가 커프(110)로 이어지는 라인(135)을 통과하여 커프(110)를 팽창시키거나 가압할 수 있다. 압력 제어기(130)는 압력 센서 (140)로부터 정보를 수신할 수 있고, 수신된 압력 데이터에 응답하여 커프(110)로의 압력의 인가를 제어할 수 있다. 압력 제어기(130)는 또한 라인(135) 내의 압력 게이트(145)를 제어할 수 있다. 압력 게이트(145)는 커프(110)가 선택적으로 가압 및 감압될 수 있게 하는 솔레노이드들 및/또는 배기 메커니즘들을 포함할 수 있다.
광 치료 시스템(100)은 또한 광이 다리(115)의 일부 또는 커프(110) 내의 다른 신체 부분에 투여될 수 있도록 압력 커프 시스템(105)의 커프(110) 내에 위치 가능한 광 방출 시스템(150)을 포함한다. 광 방출 시스템(150)은 하나 이상의 광 방출기들(165)을 지지하는 지지 구조물(160)을 포함하는 하나 이상의 광 방출 부재(155)들을 포함한다. 광 방출 시스템(150)은 전기 와이어(170) 및/또는 무선 기술 등에 의해 제어 시스템(120)의 광 방출 제어기(175)에 제어가능하게 접속된다. 광 방출 제어기(175)는 다리(115) 또는 다른 신체 부분에 인가되는 광의 선량 또는 조사량을 포함하여, 광의 인가를 제어 및/또는 모니터링할 수 있다. 인가되는 광의 선량 또는 조사량은 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간을 의미한다. 선택적으로, 광 방출 제어기(175)는 압력의 인가 및 광의 인가가 서로 응답하고 및/또는 함께 조정될 수 있도록 압력 제어기(125)에 통합되거나 그와 통신할 수 있다. 지지 구조물(160)은 인쇄 회로 기판 등의 형태를 취할 수 있으며, 이를 통해 각각의 광 방출기(165)가 급전 및/또는 제어될 수 있다.
도 1b 및 1c는 광 방출기(165)가 다리(115) 또는 다른 신체 부분에 근접할 수 있고 광을 신체 부분에 전달할 수 있도록 압력 커프 시스템(105)의 커프(110) 내에 위치되는 광 방출 시스템(150)의 단면도를 도시한다. 예를 들어, 광 방출 부재(155) 또는 광 방출기들(165)은 커프(110)의 내부 또는 내부 표면 상에 위치될 수 있다. 커프(110)는 가요성 재료로 만들어지며, 가압된 공기의 라인(135)과 연통하는 중공 공간(180)을 포함한다. 중공 공간(180)은 커프(110)를 팽창 및 수축시키기 위해 선택적으로 가압 및 감압될 수 있다. 도 1b는 가압되지 않은 상태에서의 커프를 도시하고, 도 1c는 가압된 상태에서의 커프를 도시한다. 도시된 바와 같이, 가압되지 않은 상태에서, 광 방출기(165)는 피부(185)의 상당한 변형 없이 다리(115)의 피부(185) 또는 다른 신체 부분 근처에 또는 신체 부분에 맞닿게 배치되어 있다. 그러나, 도 1c에 도시된 가압 상태에 있을 때, 커프(110)의 압력은 광 방출기(165)를 피부(185) 내로 강제한다. 충분한 압력이 가해지면, 광 방출기(165)는 근육(187)에 근접하도록 지방 층(186) 내로 더 가압될 수 있다. 선택적으로, 필요하다면 스페이서(190) 등이 광 방출기(165)의 두께를 증가시키고 지지 구조물(160)로부터 광 방출기의 거리를 연장하기 위해 제공될 수 있다. 또한 선택적으로, 광 방출기가 피부(185)와 직접적으로 접촉하지 않도록 광 투과성 재료로 만들어진 커버 층(195)이 광 방출기(165)를 덮도록 제공될 수 있다. 대안으로서, 커버 층(195)이 제거될 수 있고, 광 방출기는 피부(185)와 직접적으로 접촉할 수 있다.
일 버전에서, 광 치료 시스템(100)은 치료 광을 다리(115) 또는 커프(115) 내에 또는 그 근처에 있는 다른 신체 부분에 투여하는데 이용될 수 있다. 예를 들어, 광 치료 시스템(100)은 생체 조직에 레이저 또는 발광 다이오드 (LED) 광을 인가하는, 저레벨 광 치료로도 알려진, 광생체 변조 치료를 시행하는 데 사용될 수 있다. 각각의 광원으로부터 약 5 내지 500 mW 범위의 전력으로 약 600 내지 1000 nm의 파장의 광을 사용하여 투여될 때 광생체 자극 효과를 생성하도록 치료 광이 투여된다. 광생체 자극 효과는 상처 치유를 가속화하고, 순환을 개선하며, 및/또는 근육 성능을 개선하는 것으로 밝혀졌다. 본 발명의 광 치료 시스템(100)은 피부(185) 내로 그리고 근육(187) 또는 다른 치료 목표에 더 가깝게 광 방출기(165)를 가압하기 위해 광 방출 시스템(150)에 압력을 인가하는 압력 커프 시스템(105)을 광 치료 시스템 안에 포함시킴으로써 광 치료에서의 이전 시도들을 개선한다. 광 방출기(165)를 근육에 더 가깝게 위치시킴으로써, 더 큰 치료 효과가 달성될 수 있고 및/또는 광 인가에 대한 더 큰 효율이 달성될 수 있다. 광이 피부(185)의 표면에 인가될 때, 광자들은 산란되거나 흡수된다. 산란은 지방 조직(186)에서 특히 우세하다. 근육(187)에 더 가까운 광 방출기(165)의 위치와 지방 층(186)의 압축은 근육에 의한 광자의 흡수 증가와 산란 감소를 가능하게 한다. 치료 효과는 광자들이 근육 내의 미토콘드리아에 의해 흡수될 때 달성된다. 광자 흡수의 유익한 효과는 미토콘드리아 막 전위, 산소 소비, 및 아데노신 트리포스페이트 생성의 증가를 포함하는 것으로 여겨진다.
광 치료 시스템의 일 버전에서, 하나 이상의 광 방출기들(165)은 하나 이상의 발광 다이오드들을 포함한다. 일 특정 버전에서, 광 방출기들(165)은 근적외선 범위 또는 약 780 nm 내지 약 1000 nm의 파장들로 구성되는 광을 방출하도록 구성된다. 이 범위 밖의 광을 사용하는 것이 가능하지만, 더 짧은 파장들은 조직 내로 멀리 침투하지 않고 더 긴 파장들은 근육 미토콘드리아를 자극하는 데 효과적이지 않으므로, 이러한 범위의 파장들의 광이 근육 치료에 바람직하다는 것이 연구들에 의해 밝혀졌다.
광 치료 시스템(100)의 일 버전에서, 광 방출기들(165)은 커프(110)가 가압될 때 지방 층(186) 내로 침투하도록 크기가 정해지고 형성되어 광 방출기가 기저 근육(187)에 근접할 수 있다. 광 방출기들(165)은 직접적으로 또는 커버 층(195)을 통해 피부(185)와 접촉하는 광 방출 표면을 가진다. 일 버전에서, 지지 구조물 또는 커프(110)의 내부 표면 위의, 즉 그로부터 떨어진 광 방출 표면의 높이는 적어도 약 1 mm, 또는 적어도 약 2 mm, 또는 적어도 약 3 mm, 또는 적어도 약 5 mm, 또는 적어도 약 10 mm이다. 스페이서(190)가 필요에 따라 제공될 수 있거나, 광 방출기(165)가 원하는 높이로 설계될 수 있다. 일 버전에서, 상이한 높이의 광 방출기들이 사용자의 상이한 지방 층 두께를 수용하도록 제공될 수 있다.
도 2a 및 2b는 광 방출기들(165)의 어레이(200)를 제공하도록 설계된 광 방출 부재들(155)의 버전들을 도시한다. 어레이(200)는 임의의 적절한 패턴으로 배열된 복수의 광 방출기(165)를 포함할 수 있다. 광 방출기들의 어레이란, 동일하거나 유사한 강도 및 지속 기간에서 광 방출기 제어기에 의해 전력 공급 가능한 복수의 광 방출기(165)의 그룹을 의미한다. 어레이(200)는 하나의 인쇄 회로 기판 상에 있을 수 있거나 다수의 인쇄 회로 기판 상에 있을 수 있고, 단일 인쇄 회로 기판은 하나 또는 다수의 어레이(200)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2a의 어레이(200)는 다차원 어레이(205)이고, 도 2b의 어레이(200)는 일반적으로 직선으로 위치된 광 방출기들(165)의 1차원 어레이(210) 또는 스트립이다. 광 방출 시스템(150)은 하나 이상의 그러한 어레이(200)들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 버전에서, 어레이(200)는 커프(110)의 내부의 전체 또는 거의 전체를 포함할 수 있다. 다른 버전에서는, 하나 이상의 어레이(200)가 커프(110) 내에 위치되어 커프(110) 내의 신체 부분 상의 관심 있는 특정 영역 또는 근육에 각각 광을 인가할 수 있다. 예를 들어, 일 특정 버전에서, 광 방출기들(165)의 하나 이상의 어레이들(200)은 사두근들, 오금줄들, 및/또는 종아리들과 같은 목표 다리 근육 그룹들에 대응하는 독립적으로 제어되는 그룹들에서 커프(110)에 부착될 수 있다. 대안으로서 또는 추가로, 다른 근육 그룹 또는 다른 조직이 목표가 될 수 있다. 일 버전에서, 하나 이상의 어레이들(200)은 커프(110)에 부착 가능한 가요성 인쇄 회로 기판에 장착된 개별 집적 회로이다. 일 버전에서, 하나 이상의 어레이들(200)은 광 방출 제어기(175)에 접속되는 주된 2개의 커넥터 전력 와이어에 직렬로 접속된다.
광 방출 제어기(175)는 미리 결정된 방식으로 광 방출기들의 하나 이상의 어레이들(200)의 동작을 제어한다. 광 방출 제어기(175)는 하나 이상의 광 방출기(165)에 전력을 공급하여, 광의 미리 결정된 강도 및/또는 지속 기간이 광 방출기 근처 또는 그와 접촉하는 신체 부분에 투여될 수 있게 한다. 전력 및/또는 지속 기간은 단일 광 방출기(165) 또는 복수의 광 방출기(165)에 인가될 수 있다. 복수의 광 방출기들(165)이 광 방출 제어기(175)에 의해 전력 공급되어야 할 때, 이들은 독립적으로 또는 하나 이상의 어레이들(200)로서 전력 공급될 수 있고, 여기서 각각의 어레이(200)는 동일하거나 유사한 강도로 그리고 동일하거나 유사한 지속 기간 동안 그룹으로서 집합적으로 전력 공급되어야 하는 광 방출기들(165)의 그룹을 포함한다. 각각의 광 방출기(165) 및/또는 각각의 어레이(200)에 대한 광의 인가의 강도 및/또는 지속 기간은 사용자 인터페이스를 통해 제어기와 통신하는 사용자에 의해 제어기에 입력될 수 있다. 대안적으로, 강도 및/또는 지속 기간은 자동화될 수 있다. 예를 들어, 일 버전에서, 광 방출 제어기는 압력 제어기(125) 또는 다른 모니터와 통신할 수 있고, 커프(110)의 가압에 응답하여 광의 인가를 조정할 수 있다. 예를 들어, 커프(110)가 가압될 때에만 광을 신체 부분에 인가함으로써, 광의 인가가 더 효율적일 수 있는데, 그 이유는 이러한 가압된 상태 동안 광이 근육(187)에 더 최적으로 전달되기 때문이다. 대안적으로, 커프(110)가 가압되지 않은 상태에 있더라도 광은 유지될 수 있다. 또한, 대안으로서 또는 추가로, 강도 및/또는 지속 기간은 후술하는 바와 같이 다른 신호들 또는 조건들에 응답하여 조정될 수 있다.
일 버전에서, 광 방출기(165) 및/또는 광 방출기들(165)의 하나 이상의 어레이(200)에 의한 광의 인가의 강도 및/또는 지속 기간은 치료될 신체 부분과 연관된 인자에 기초하여 선택 또는 조정될 수 있다. 예를 들어, 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간을 조정하는데 사용될 수 있는 하나의 인자는 신체 부분의 지방 층(186)의 두께이다. 광의 산란은 특히 지방 조직에서 특히 우세하기 때문에, 지방 층(186)이 두꺼울수록, 광의 산란은 더 높아지고 원하는 광 인가 조사량을 달성하기 위한 광 인가의 필요한 강도 및/또는 지속 기간은 더 커진다. 따라서, 일 버전에서, 신체 부분의 지방 층(186)의 두께는 캘리퍼에 의해 또는 전자 모니터에 의해 측정될 수 있고, 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간은 측정에 따라 설정될 수 있다. 광 치료 시스템(100)의 조작자는, 예를 들어, 지방 층 조건에 관한 경험적 데이터가 수록된 차트, 테이블 등을 참조한 후에 원하는 강도 및/또는 지속 기간을 광 방출 제어기(175)에 입력할 수 있거나, 또는 조작자가 측정 정보를 입력할 수 있고 광 방출 제어기(175)가 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간을 자동으로 조정할 수 있도록 광 방출 제어기가 경험적 데이터로 미리 프로그래밍될 수 있다. 대안적으로는, 전자 모니터를 사용할 때, 지방 레벨 조건과 관련된 신호가 광 방출 제어기(175)에 공급될 수 있고 그 신호에 응답하여 조정들이 행해질 수 있다. 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간을 조정하는데 사용될 수 있는 다른 인자는 피부색이다. 피부색은 광 인가의 투과율에 영향을 줄 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 버전에서는, 피부색이 평가 또는 모니터링될 수 있으며, 광 강도 및/또는 지속 기간은 지방 상태와 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로 피부색에 따라 조정될 수 있다. 또 다른 버전에서, 지방 층 두께 및 피부색 모두가 광 강도의 강도 및/또는 지속 기간을 조정하는데 사용될 수 있다.
일 버전에서, 광 치료 시스템(100)은 또한 도 3a 및 3b에 도시된 것과 같은 광 감지 시스템(300)을 포함할 수 있다. 도 3a 및 3b의 버전에서, 광 감지 시스템은 반사계와 같은 광도계(305)를 포함한다. 광도계(305)는 광 검출기(310), 및 적외선 발광 다이오드들과 같은 복수의 광도계 광 방출기들(315)로 구성된다. 광 검출기(310) 및 광도계 광 방출기들(315)은 기판(320)에 고정된다. 광도계(305)는 광 검출기(310) 및 광 검출기(310)로부터 로그 거리로 이격된 광도계 광 방출기들(315)의 패턴을 포함한다. 예를 들어, 광도계 광 방출기들(315)은 광 검출기(310)로부터 3 mm, 6 mm, 12 mm, 24 mm 및/또는 48 mm 거리에 배치된 적외선 발광 다이오드들일 수 있다. 광 검출기(310)는 적외선 발광 다이오드들(315)의 피크 방출 파장 주위의 좁은 파장 내의 광만을 검출하기 위해 센서 상에 광학 필터를 포함할 수 있다. 도 3a 및 도 3b에 도시된 것과 같은 것에서, 5개의 광도계 광 방출기들(315) 및 광 검출기(310)는 도시된 바와 같이 강성 기판(320) 상에 장착되어, 커프(110)가 팽창될 때 그들의 상대적 간격이 유지된다. 광도계 광 방출기 전력 라인들 및 센서 와이어들은 함께 번들링(bundle)될 수 있고, 따라서 광도계(305)는 광 방출 제어기(175)와 통신한다. 광 방출 제어기(175)는 광도계 광 방출기들(315)로부터의 광의 방출을 제어할 수 있고 광 검출기(310)로부터 출력 신호를 수신할 수 있다. 광 방출 제어기(175)는 다음에 다리(115) 또는 다른 신체 부분 내로의 광의 투과에 관련된 품질들을 결정하기 위해 데이터를 처리할 수 있다. 선택적인 압력 센서(330)도 후술하는 바와 같이 제공될 수 있다.
도 3a 및 3b의 광도계(305)의 사용시, 광도계 광 방출기들(315)로부터의 적외선 광자들이 피부(185)에 인가된다. 광자들은 피부 표면에서 산란, 흡수, 또는 재방출된다. 피부(185)는 광 산란 및 흡수 특성들 모두를 갖는다. 더 어두운 피부에서 풍부한 멜라닌으로 흡수가 더 크다. 지방(186)은 적외선 광을 대부분 산란시키는 것으로 근사화될 수 있다. 근육(187) 조직은 주로 흡수성이다. 제1 광도계 광 방출기(325) 또는 광도계 광 방출기들의 그룹과 광 검출기(310) 사이의 최단 거리에서의 광의 감쇠는, 몸통과 팔다리 상의 전형적인 피부 두께가 제1 광도계 광 방출기(325)와 광 검출기(310) 사이의 3 mm 거리와 유사하기 때문에, 피부 광 흡수와 크게 상관된다. 피부 광 흡수는 경험적 관계로부터 획득될 수 있다:
피부 흡수(
Figure pct00002
)= f(제1 광 방출기로부터의 광 검출기 전압)
피부 층을 관통하는 광은 지방 층(186)에 의해 모든 방향으로 산란된다. 이 광의 일부는 피부(185)를 통해 다시 신체를 빠져나가고 광 검출기(310)에 의해 검출될 수 있다. 지방 층(186)을 통과하는 광은 근육(187)에 의해 흡수되어, 원하는 치료 효과를 제공할 수 있다. 두꺼운 지방 층 위에서, 피부(185)에서 방출된 광의 양은 광이 덜 방해 받고 근육 조직(187)으로 이동할 수 있는 얇은 지방 층(186) 보다 높을 것이다. 각각의 광도계 광 방출기는 순차적으로 켜지고 꺼지며, 따라서 상이한 시간들에서의 광 검출기(310)로부터의 출력 전압은 피부 표면 상의 이산 거리에서의 확산 반사율에 대응한다. 지방 층(186) 두께는 광 검출기(310)로부터의 다양한 거리에서의 광도계 광 방출기(315)의 다수의 측정으로부터 추론된다. 지방 층(186) 두께는 경험적 관계로부터 계산될 수 있다:
지방 두께(mm)= g(모든 광 방출기로부터의 광 검출기 전압)
광 치료 시스템(100)의 광 감지 시스템(300)의 광도계(305)의 다른 버전이 도 3c에 도시되어 있다. 도 3c의 광도계(305)는 하나 이상의 광도계 광 방출기(315)의 스트링들에 의해 둘러싸인 원형 패턴의 중간에 광 검출기(310)를 갖는 광도계 광 방출기들(315)의 원형 기하학적 패턴(335)을 포함한다. 각각의 스트링은 스트링과 광 검출기(310) 사이의 고유 거리에 대응하고 광 방출 제어기(175)에 의해 독립적으로 제어 가능하다. 광도계 광 방출기들(315)의 각각의 스트링을 통한 전류는 전형적인 피부색 및 지방 두께에 대해 대략적으로 일관된 응답을 광 검출기(310)에서 제공하도록 변조된다. 광 검출기 전압 응답은 아날로그-디지털 변환기가 10+비트 분해능으로 확산 반사율을 정확하게 측정하기 위한 범위의 중간에 가까울 수 있다.
일 버전에서, 광 감지 시스템(300)은 광 인가와 독립적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 신체 부분 상에 커프(110)를 설치하기 전에, 광 감지 시스템(300)은 지방 층 두께 및/또는 광 투과율과 같은 신체 부분을 측정하는데 사용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 측정들은 광 방출 제어기(175)에 전달되고, 그 안에 입력되고, 그를 설정하는 데 사용될 수 있다.
일 버전에서, 광 감지 시스템(300)은 커프(110) 내에 위치됨으로써 커프(110)에 통합될 수 있고 광 방출 제어기(175)에 직접적으로 접속 가능하다. 이 버전에서, 광도계(305)는 신체 부분에 광을 인가하기 전에 신체 부분을 측정하는데 사용될 수 있으므로, 인가의 강도 및/또는 지속 기간이 조절될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 광도계(305)는 광의 인가 동안 사용될 수 있다. 하나의 특정 버전에서, 광도계(305)는 인가 동안 광의 투과율을 모니터링하는 데 사용될 수 있고, 측정은 광 방출 제어기(175)에 의해 해석될 수 있으며, 따라서 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간에 대한 자동화된 조정들이 이루어질 수 있다. 각각의 어레이(200)에 대한 광 인가의 강도 및/또는 지속 기간이 어레이(200)가 위치되는 영역과 연관된 광도계로부터의 측정에 응답하여 개별적으로 조정될 수 있도록 하나 이상의 광도계(305)가 광 방출기들(165)의 하나 이상의 어레이(200)에 근접한 위치에서 커프(110) 내에 위치될 수 있다. 강도 및/또는 지속 기간에 대한 조정들은 측정들을 표시하는 신호를 수신하는 조작자에 의해 행해질 수 있거나, 광도계(305)로부터의 신호에 응답하여 광 방출 제어기(175)에 의해 자동으로 행해질 수 있다. 일 버전에서, 조정들은 광 방출 제어기(175)에 의해 실시간으로 이루어진다. 예를 들어, 일 버전에서, 광도계(305)는 광 방출기들(165)의 하나 이상의 어레이(200) 각각의 중심 근처에 위치되거나 장착될 수 있다.
도 1 및 도 4에 도시된 바와 같은 일 버전에서, 광 치료 시스템(100)은 간헐적 공압 압축(IPC) 디바이스(400)로서 동작하는 압력 커프 시스템(105)을 포함할 수 있다. 간헐적 공압 압축 디바이스들은 다리들 또는 다른 말단들 내의 심정맥들 내의 혈병들을 방지하는 것을 돕기 위해 의학적으로 사용된다. 간헐적 공압 압축 디바이스(400)는 다리 또는 다른 말단부 또는 신체 부분에 공압 압력을 간헐적으로 인가한다. 압력의 해제 시, 혈액은 정맥을 통해 역류하고 혈병을 방지하는 것을 돕는다. 간헐적 공압 압축 디바이스들은, 추가적으로 또는 대안으로서, 운동선수들에 의해, 순환을 개선하고 운동 이후의 근육 회복을 가능케하거나 및/또는 자동화된 마사지 치료를 위해 이용될 수 있다.
도 4의 버전에서, 압력 커프 시스템(105)은 각각 서로 공압적으로 분리된 다수의 챔버들(405)을 갖는 커프(110)를 포함한다. 간헐적 공압 압축 디바이스(400)로서 사용될 때, 압력 제어기(125)는, 혈액의 흐름을 장려하는 것을 돕기 위해 챔버들(405)을 직렬로 순차적으로 가압하는 등, 원하는 효과를 위해 각각의 별개의 챔버(405)를 별개로 가압 및 감압할 수 있다. 다른 버전에서, 압력 제어기(125)는 각각의 챔버(405)를 동시에 가압할 수 있지만, 각각의 챔버(405)는 원하는 대로 상이한 양으로 가압된다.
도 4에는, 다수의 구획들(405)에 걸치는 2개 이상의 광 방출 부재들(155)을 갖는 예시적인 광 방출 시스템(150) 및 광 방출 부재들(155) 사이에 위치된 광도계(305)를 포함하는 광 감지 시스템(300)이 더 도시되어 있다. 대안적인 배열에서, 각각의 광 방출 부재(155)는 분리된 구획(405)과 연관될 수 있고, 분리된 광도계들(305)이 복수의 광 방출 부재(155)에 제공될 수 있다. 광 방출 제어기(175)는 예를 들어, 각각의 와이어들(410, 415)에 의해 각각의 광 방출 부재(155)와 전기적으로 통신하고, 예를 들어, 광도계 광 방출기들(315)에 전력을 공급하고 광 검출기(310)로부터 출력 신호를 수신할 수 있는 번들링된 와이어(420)에 의해 하나 이상의 광도계들(305)과 통신한다. 광 방출 제어기(175)는 광 방출 부재들(155)을 제어하는 프로세서 및/또는 회로를 포함할 수 있고, 조작자 입력을 수신하기 위한 터치스크린과 같은 입력 디바이스들을 포함할 수 있다. 광 방출기 전력 공급 전압 및 공기 펌프(130)는 전력을 인출하기 위해 주 전원 또는 재충전가능한 배터리에 접속될 수 있고, 원하는 대로 전기 전력을 광 방출기들(165)에 제공한다. 광 방출 부재들(155)은 그룹의 광 방출기들(165)의 순방향 전압들의 합이 전력 공급 전압과 일치하도록 전기적 직렬 그룹들로 배열될 수 있다. 터치 스크린과 같은 입력 디바이스는, 예를 들어, 원하는 근육 적외선 선량을 설정하기 위해 사용자에 의해 이용될 수 있다.
광 치료 시스템(100)의 커프(110)는 측면 개구(425)를 선택적으로 포함할 수 있다. 측면 개구(425)는 커프(110)의 내부를 노출시키고 커프(110)가 다리 또는 다른 말단 또는 다른 신체 부분에 용이하게 부착되도록 선택적으로 개방될 수 있다. 커프(110)가 신체 부분 주위에 고정되면 개구(425)를 닫기 위해 지퍼 등과 같은 클로저(430)가 제공될 수 있다.
도 5는 특정 커프(110) 및 광 방출 시스템(150)을 도시한다. 도 5의 광 방출 시스템(150)은 발광 다이오드들의 스트립들과 같은 광 방출기들(165)의 다수의 스트립을 포함한다. 이 버전에서, 각각의 스트립은 광 방출기들(165)의 어레이(200)로서 또는 1차원 어레이(210)로서 동작할 수 있다. 대안적으로, 다수의 스트립들이 함께 그룹화되어 더 큰 어레이(200) 또는 다차원 어레이를 형성할 수 있다. 대안적으로, 스트립들 전체는 집합적으로 단일 어레이(200)를 형성할 수 있다. 각각의 1차원 어레이(210)는 2개 내지 100개의 광 방출기들(165)을 포함할 수 있다. 일 버전에서, 2개의 스트립 내지 약 50개의 스트립, 또는 약 10개의 스트립 내지 약 40개의 스트립, 또는 약 20개의 스트립 내지 약 30개의 스트립, 또는 약 26개의 스트립이 있을 수 있다. 광 방출기들(165)의 총 수는 2개 내지 약 20,000개, 또는 약 50개 내지 약 10,000개, 또는 약 1000개 내지 약 5000개의 범위일 수 있고, 하나의 특정 버전에서는 약 4800개의 광 방출기들이 존재한다. 광도계들(305)은 선택적으로 독립적으로 제어 가능한 광 방출기들(165)의 어레이(200)의 중심 근처에 장착될 수 있다. 광도계들(305)의 총 수는 0 내지 20, 또는 약 1 내지 약 5의 범위일 수 있고, 일 특정 버전에서, 4개의 광도계(305)가 존재하며, 각각은 종아리의 우측 및 좌측에 대한 것이고, 사두근의 우측 및 좌측에 대한 것이다.
도 6은 커프가 열리고 평평하게 놓인 광 치료 시스템(100)의 압력 커프 시스템(105)의 버전의 분해도를 도시한다. 압력 커프 시스템(105)은 외부층(600)으로서 기능하는 커프(110)를 포함한다. 중간 층(605)은 하나 이상의 광 방출 부재들(155) 및 지지 구조물들(160) 및 광 감지 시스템(300)을 포함한다. 선택적으로, 중간 층(605)은 백색 라이너(liner)와 같은 반사성 라이너(610)를 추가로 포함할 수 있다. 반사성 라이너(610)는 커프(110)에 부착될 수 있고, 커프(110)와 동일한 크기 및 형상으로 절단될 수 있거나 또는 상이한 크기 및 형상일 수 있다. 커프(110)에 대한 반사성 라이너(610)의 부착은 커프(110) 및/또는 각각의 커프 챔버(405) 또는 각각의 커프 챔버의 가장자리들 주위에서 편리한 제거 및 서비스를 허용하는 지퍼, 후크 및 루프 패스너(loop fastener), 또는 스냅 테이프의 형태일 수 있다. 중간 층(605)은 상업적으로 이용 가능한 커프들과 짝을 이루는 지퍼들 또는 다른 패스너들을 사용할 수 있다. 중간 층(605)의 각 측은 두 개의 패스너를 가질 수 있는데, 하나는 커프(110)에 부착하기 위한 것이고, 다른 하나는 커프(110) 및 중간 층(605)을 신체 부분 주위에서 폐쇄하기 위한 것이다. 반사성 또는 백색 라이너(610)는 근육에 도달하는 광 조사량의 균일성을 향상시킬 수 있다. 피부를 통해 다시 산란되는 광은 반사성 라이너(610)에 의해 신체 내로 다시 반사되어 광자들이 근육 조직에 더 효율적으로 도달할 기회를 증가시킬 수 있다. 내부 층(615)도 제공될 수 있다. 내부 층(615)은 폴리비닐 클로라이드, 폴리우레탄, 에폭시, 아크릴, 실리콘 등과 같은, 적외선 광에 광학적으로 투명한 재료로 만들어질 수 있고, 패스너 재료를 갖는 시트로서 중간 층(605)에 부착되거나 중간 층에 영구적으로 부착될 수 있다. 광학적으로 투명한 내부 층(615)의 목적은 사용자를 전기적 구성 요소들로부터 절연시키고, 사용간에 살균되고 닦아 내어질 수 있는 세정 가능한 표면을 제공하는 것이다. 마모 등으로부터 광 방출기들(165) 및 광도계들(305)에 대한 보호를 제공하는 내구성 있는 제품을 생성하기 위해, 내부 층(615)의 영구적으로 부착된 버전이 중간 층(605)에 부착될 수 있다. 이 버전에서, 내부 층(615)은 전술한 선택적인 커버 층(195)을 구성한다. 광 방출 부재들(155)은 그룹의 광 방출기들의 순방향 전압들의 합이 광 방출기 전력 공급 전압과 일치하도록 전기적 직렬 그룹들로 배열될 수 있다. 하나 이상의 직렬 그룹들은 중간 층(605)으로부터 분리될 수 있는 광 방출 제어기(175)에 궁극적으로 접속되는 주된 2개의 커넥터 전력 와이어에 접속된다. 일 버전에서, 광 방출기 부재들(155)은, 착탈식 패스너 또는 영구 부착을 사용하여 백색 라이너(610)에 부착된 열 소산 알루미늄 인쇄 회로 기판에 탑재된 적외선 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
일 버전에서, 중간 층(605) 및 선택적으로 내부 층(610)은 기존의 간헐적 공압 압축 디바이스 커프 조립체를 위한 업그레이드 키트로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 압력 커프 시스템(105)은 단일 유닛으로서 함께 구성된 커프(110) 및 추가 층들을 포함할 수 있다.
광 치료 시스템(100)의 일 버전에서, 광도계(305)는 각각의 근육 그룹 어레이(200)의 중간 근처에 장착될 수 있고, 따라서 어레이(200) 상에 광 방출기들(165)에 의해 전달되는 선량은 도 6에 도시된 바와 같이, 광도계(305)로부터 수신된 신호에 따라 제어 및/또는 맞춤화될 수 있다. 대안적으로, 다수의 광도계들(305)은 예를 들어, 어레이(200)의 주변부 주위에 또는 각각의 단부들에 분산됨으로써 각각의 어레이(200)와 연관될 수 있다. 대안적으로, 단일 광도계(305)가 원하는 위치에 제공될 수 있다.
도 7은 사용자가 제어 시스템(120) 및 특히 광 방출 제어기(175)와 상호작용하게 하는 데 사용될 수 있는 터치 스크린(705)과 같은 사용자 인터페이스(700)의 예를 예시한다. 사용자 인터페이스(700)는 다리(115)에 적용되는 광 치료 시스템(100)에 대한 적외선 투여의 파라미터들 및 상태를 나타낸다. 사용자 인터페이스(700)는, 예를 들어, 변경 탭 또는 버튼을 사용함으로써 각각의 근육 그룹에 대한 원하는 근육 IR 선량(
Figure pct00003
)을 명시하기 위해 사용자에 의해 이용될 수 있다. 실시간으로, 터치 스크린(705) 사용자 인터페이스(700)의 디스플레이는, 지방 두께, 피부 광 흡수, 목표 근육 선량, 각각의 근육 그룹에 대해 전달된 근육 선량에 대한 진척, 및 조사량을 완성하기 위해 남아 있는 시간에 대응하는 하나 이상의 파라미터 값을 나타낼 수 있다. 터치 스크린(705)은 또한 사용자가 전달된 선량 카운터를 리셋하고 다른 탭들 또는 버튼들(715)을 통해 진행중인 투여를 시작하고 일시 정지할 수 있게 하는 메커니즘을 이용하거나 허용하거나 포함할 수 있다.
도 8a 및 8b는 광 치료 시스템(100)의 압력 커프 시스템들(105)의 상이한 버전들을 도시한다. 도 8a는 상부 다리들 및 엉덩이들에 있는 큰 근육 그룹들을 커버하는 간헐적 공압 압축 반바지들(800)의 형태로 압력 커프 시스템(105)을 도시한다. 이 버전에서, 근육 그룹 어레이들(200)은 신체의 중간부를 덮는 압축 반바지들(800)에 인가된다. 반바지들(800)의 중간 이음매(805)가 열리고 평평하게 놓일 때, 근육 그룹 어레이들(200)은 대둔근, 오금줄들, 및 사두근들에 대응하는 영역들에 인가된다. 도 8b는 근육 그룹 어레이들(200)과 광 감지 시스템들(300)이 인체의 팔들, 다리들, 목, 및/또는 등쪽의 근육 그룹들을 치료하기 위해 의자(810) 상에 설치되는 것에 통합되는, 마사지 의자(810) 내에 통합되거나 또는 마사지 의자 상에 위치 가능한 압력 커프 시스템(105)의 버전을 도시한다. 일 버전에서, 근육 그룹 어레이(200)는, 마사지 요소들이 목표된 근육 그룹에 최대 압력을 생성할 때 사용자가 치료 광 선량을 수신하도록, 마사지 의자에 탑재될 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 마사지 의자들은 목, 어깨, 등, 엉덩이, 팔, 허벅지, 및 종아리 근육을 치료한다. 근육 그룹 어레이(200) 및 광 감지 시스템(300)은 어레이 및 센서가 마사지 의자 제어부와 인터페이스하는 키트로서 복수의 이들 위치에 설치될 수 있다. 대안적으로, 광 치료 시스템(100)은 마사지 의자의 디자인에 직접적으로 통합될 수 있다. 대안적으로, 광 치료 시스템(100)은 마사지 테이블 등과 같은 다른 구조들의 통합 부분일 수 있다.
동작 시에, 광 치료 시스템(100)은, 일 버전에서, 원하는 방식으로 압력 커프 시스템(105)을 팽창시키는 다양한 프로그램들을 이용할 수 있다. 목표 커프 압력들은 특정 기간 동안 커프(110) 및/또는 커프(110) 내의 구획들(405)을 팽창시킴으로써 또는 커프(110)에 접속된 라인 압력들을 모니터링함으로써 달성된다. 최대 커프 압력이 달성될 때, 전기 공기 펌프(130)와 같은 펌프를 커프(110)에 접속하는 압력 게이트들(145) 중 하나로부터의 솔레노이드와 같은 제1 솔레노이드 밸브 등이 닫히거나 펌프가 멈출 수 있다. 압력 게이트(130)로부터의 다른 솔레노이드와 같은 제2 솔레노이드 밸브는 커프(110) 또는 구획(405)을 배기하여 프로그램 스케줄에 따라 압력을 해제할 수 있다. 광도계(305) 광 방출 제어기(175)는 솔레노이드 밸브들, 압력 센서(140), 및 펌프 모터의 상태에 상응하는 전압들을 모니터링하고 제어하기 위해 압력 제어기(125)에 접속될 수 있다. 이러한 제어 신호들에 기초하여, 광 방출 제어기(175) 내의 프로세서는 커프(110) 또는 각각의 구획(405)이 최대 압력에 있을 때의 상태를 결정한다. 광도계(305) 및 광 방출기들(165)의 어레이(200)는 이들이 원하는 및/또는 미리 결정된 압력 상태에 있는 커프(110) 아래에 위치될 때 동작할 수 있다. 솔레노이드가 커프(110) 또는 구획(405)에서 공기를 배기할 때, 광도계(305) 및 어레이(200)는 모두 비활성화될 수 있다. 간헐적 공압 압축 시스템을 이용한 전형적인 세션은 약 15분간 지속될 수 있다. 커프(110) 또는 구획들(405)이 특정 압력으로 팽창되는 경우마다 펌프는 몇 분 동안 지속될 수 있는 다중 사이클을 거칠 수 있고, 커프(110) 또는 구획(405)을 배기하기 전에 5 내지 30초 동안 그 압력이 유지된다. 광 방출 제어기(175)는, 일 버전에서, 제1 미리 결정된 압력 이벤트가 발생할 때까지 대기하고, 피부 및 지방 층들의 광 흡수 및 산란을 특성화하기 위해 광도계(305)로부터의 판독들을 행할 수 있다. 근육 층에 흡수될 균일한 선량의 IR 광을 근육에 제공하는 피부의 표면 상의 IR 광의 선량을 계산하는데 이들 측정이 이용될 수 있다. 피부 선량(skin dose, DS)은 이하에 나타낸 형태를 가질 수 있다:
DS= DT * h (피부 흡수, 지방 두께)
여기서, DT(dosage time, 투여 시간)는 광 방출기들이 활성화될 때의 누적 기간이다.
커프(110) 또는 구획(405)이 여전히 가압된 상태에 있는 동안, 광 방출기들(165)의 어레이(200)는 적외선 광 선량 조사를 시작하도록 활성화될 수 있다. 광 방출 제어기(175)의 프로세서는 광 방출기들의 어레이(200)가 ON 상태가 되는 초(second)들의 수를 기록할 수 있다. 그 다음, 광 방출기들(165)은 상응하는 커프 솔레노이드가 배기할 때 OFF 상태가 될 수 있고, 사이클이 미리 결정된 압력 및/또는 지속 기간에 도달할 때 다시 ON 상태가 될 수 있다. 타이머가 어레이(200)의 목표 선량에 대해 계산된 노출 시간에 도달할 때, 광들은 프로그램 스케줄의 나머지 동안 OFF 상태가 될 수 있다.
동작 시에, 광 방출기들(165)의 각각의 어레이(200)는 중심 파장에 걸치는 파장들의 범위 내의 광을 방출하는 다수의 광 방출기들(165)을 포함한다. 각각의 광 방출기의 방사 플럭스(flux)(mW)는 칩 상의 활성 면적을 통한 파장들의 범위 내의 방출된 광의 측정치이다. 광 방출기 방사 출력 밀도는 활성 면적으로 나눈 방사 플럭스(
Figure pct00004
)이다. 광 방출기 방사 출력 밀도는 광 방출기의 활성 면적이 피부와 접촉하는 지점에만 적용된다. 각각의 어레이(200) 및 각각의 연관된 근육 그룹에 대해, 표면 방사 출력 밀도가 계산된다. 표면 방사 출력 밀도는 그룹 내의 광 방출기들(165)의 개수 곱하기 개별 광 방출기들의 방사 플럭스를 그룹 또는 어레이(200)에 의해 처리된 영역으로 나눔으로써 계산될 수 있다. 피부 및 지방 층들 아래에서, 근육 방사 출력 밀도는 얼마나 많은 광이 기저 근육에 도달하는지의 척도이다. 근육 그룹 광 조립체의 어레이(200) 상의 광 방출기들의 간격은, 너무 적은 수의 광이라면 광이 근육 층을 통해 전파하지 않는 광들 사이에 어두운 영역을 생성할 수 있기 때문에, 적절한 치료 광 투여에 중요할 수 있다. 각각의 어레이(200)는 목표 근육에 거의 균일한 전력 밀도를 전달하도록 이격된 광 방출기들을 갖는다. 광 방출기들의 총체는 간헐적 공압 압축 프로그램이 미리 결정된 압력 상태의 기저 커프를 갖는 지역에 할당된 시간 내에 선량을 전달하기에 충분한 방사 출력을 가질 수 있다.
더 두꺼운 지방 층들을 갖는 신체의 영역들에 대해서, 더 적은 방사 출력이 근육 그룹에 도달한다. 근육에 도달하는 광은 또한 더 확산된다. 더 강력한 광 방출기들(165)은 더 이격될 수 있지만 여전히 근육 층에서 원하는 균질성 및 광의 밀도를 달성할 수 있다. 예를 들어, 남성 종아리(비복근) 상의 지방의 전형적인 두께는 4 mm +/- 2 mm인 반면, 안쪽 허벅지(내전근) 상의 지방 두께는 10 mm +/- 4 mm이다. 30초 노출 시간에 양 근육 그룹들에 균일한 3
Figure pct00005
선량의 적외선 방사를 전달하기 위해, 종아리 근육 그룹 조립체 위의 광 방출기 간 간격은 2 cm일 필요가 있고 200 mW 방사 출력 광 방출기들을 사용할 수 있으며, 내전근 위의 광 방출기 간격은 5 cm일 필요가 있고 1000 mW 광 방출기들을 사용할 수 있다.
또 다른 버전에서, 특정한 집속 및/또는 확산 렌즈가 광 방출기(165) 위에 배치되어 근육 표면 상의 균일한 광 밀도를 보장하는 것을 도울 수 있다. 이 버전에서, 근육 그룹 광 방출기의 어레이(200)는 광 방출기 간격을 변경하지 않고 상이한 지방 층 두께에 대해 맞춤화될 수 있다. 근육 그룹 광 방출기 조립체들의 어레이(200)는 이후 다양한 간헐적인 공압 압축 커프 조립체들이 상이한 근육 그룹, 예를 들어, 손, 발, 팔, 다리, 엉덩이, 허벅지, 및/또는 허리를 목표로 하도록 이동될 수 있다. 다른 버전에서, 압력 센서(330)는 각각의 광도계(305) 상에 장착된다. 어레이(200)는, 임계값을 초과한 압력이 연관된 근육 그룹 위에서 감지될 때 ON 상태가 될 수 있다. 투여는, 압력이 임계값을 초과하고 총 노출 시간이 원하는 근육 선량을 달성하는데 필요한 것보다 작은 동안 계속될 수 있다. 다른 버전에서, 광 방출 제어기(175)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM)를 사용하여 광의 조사량을 제어한다. 광 방출 제어기(175)는, 모든 근육 그룹의 조사량이 동시에 완료되도록 각각의 근육 그룹과 연관된 광 방출기(165)의 작동 사이클을 결정할 수 있다.
다수의 조직 층들을 통한 광 수송의 모델링은 피부 표면에 수직으로 신체에 들어가서 다양한 조직 층들과 상호 작용하는 다수의 광자들의 수송 및 형세를 모델링하는 통계적 시뮬레이션들로 다루어질 수 있는 복잡한 문제이다. 몬테 카를로(Monte Carlo) 시뮬레이션의 입력은 각각의 조직 층의 광학 특성 및 이들의 상응하는 두께를 포함한다. 출력은 광자들이 조직에서 흡수되거나 피부 외부로 재방출되는 곳의 맵이다. 다수의 시뮬레이션(하얀 피부색 내지 어두운 피부색 범위의 멜라닌 함량 및 3 mm 내지 10 mm의 지방 두께 둘 다를 변화시킴)에 대한 IR 광자의 모델링된 형세의 요약이 도 9a에 도시된다. 이 시뮬레이션에서, 근육 층에 흡수된 광의 양은, 하얀 피부와 3 mm 지방 층에 대한 17 % 내지 어두운 피부와 10 mm 지방 층에 대한 3.2 %의 범위이다. 기저 근육에 대해 IR 광의 동일한 선량을 달성하기 위해, 나중의 피험자는 전자의 피험자보다 5배 초과의 양의 광에 자신을 노출시킬 필요가 있을 것이다. 얼마나 많은 광이 근육에 도달하는지를 추론하는 것은 일관된 선량을 전달하는 데 도움이 된다.
도 9b에선, 모델이 또한 광 방출기 광원으로부터의 거리의 함수로서 광이 피부 표면으로부터 어떻게 재방출되는지의 개요를 생성한다. 광 방출기 소스에 매우 가까운 점들 (x < 4 mm, 도 9b의 점 A)에 대해, 확산 반사율(
Figure pct00006
)은 얼마나 많은 광이 표피 층 내의 멜라닌에 의해 흡수되지 않는지에 밀접하게 관련된다. 진피 두께 정도의 소스-검출기 거리에서, 진피 아래의 지방 층 및 근육 층은
Figure pct00007
신호에 무시해도 될 정도의 영향을 미친다. 피부 인자(
Figure pct00008
)은
Figure pct00009
로서 정의될 수 있고, 확산 반사율 곡선의 특성을 나타낸다.
피부 층을 관통하는 광은 지방 층에 의해 모든 방향으로 산란된다. 이 광의 일부는 피부를 통해 다시 신체를 빠져나가고 광 검출기(310)에 의해 검출될 수 있다. 지방 층을 직접 통과하는 광은 근육에 의해 흡수되고, 근육에서 광 치료의 원하는 효과를 제공할 수 있다. 두꺼운 지방 층들에 대해, 피부에서 재방출되는 광의 양은 광이 광도계 광 방출기들(315)로부터 광 흡수 근육 조직까지 더 적은 방해로 이동할 수 있는 얇은 지방 층들에 비해 더 높을 것이다. 상이한 시간들에서의 광 검출기(310)로부터의 출력 전압은 피부 표면 상의 거리들의 범위에 걸친 확산 반사율에 상응한다. 지방 층 두께는 피부(185)로부터 방출되는 다수의 측정 광 및 소스로부터의 가변 거리로부터 추론된다. 실험에 따르면, 광 방출기(315) 소스(> 5 mm)로부터 더 멀어질수록,
Figure pct00010
는 지수적으로 감쇠하고, 감쇠율은 지방 층의 두께와 관련된다. 지방 인자는
Figure pct00011
비율이 피부 흡수와 관련된 신호의 성분을 제거하는 것으로서 간단히 정의될 수 다. 각각의 모델 시뮬레이션에 대해, 피부 및 지방 인자들이 표로 작성되고, 상이한 피부색 및 지방 두께 층들의 범위를 갖는 실행 들의 모음은, 피부색 및 지방 층 두께의 변화들에 기초하여 근육 조직에 일정한 선량의 적외선 광을 전달하기 위해 적외선 치료 시간을 추론하는 샘플 데이터베이스의 다음의 표에 의해 도시된 바와 같이, 근육 조직에 의해 흡수된 광의 분율을 추론하기 위한 데이터베이스를 생성한다.
하얀 피부 - 3 mm 지방 하얀 피부 - 10 mm 지방 어두운 피부 - 3 mm 지방 어두운 피부 - 10 mm 지방
피츠제럴드(Fitzgerald) 피부 색 유형 1 1 5 5
지방 층 두께 (mm) 3 10 3 10
피부 인자,
Figure pct00012
 36.7 37.6 16.6 16.9
지방 인자,
Figure pct00013
 43.0 28.2 43.5 28.9
Abs_근육 17 % 5 % 11 % 3 %
처리 시간 (분) 10.0 35.3 14.7 51.2
4 mm, 10 mm 및 20 mm의 거리들에서의 반사계의 직접 측정들은 피부 및 지방 인자들 둘 다의 계산을 가능하게 한다. 다음으로, 측정된 인자들은 대부분의 사용자들을 위한 근육 조직들에 일정한 선량의 적외선 광을 전달할 적절한 치료 시간을 결정하기 위해 상기 표로부터의 데이터에 일치될 수 있고 보간될 수 있다. 다른 버전들에서, 광 치료 시스템(100)은 투여 치료 시간들에 대한 조정들을 추론하기 위해 피부 반사계의 확산 반사율 개요로부터 도출된 다른 파라미터들을 사용할 수 있다. 추가로, 광도계 센서 압력(330)과 같은 다른 데이터가 데이터베이스에 추가되어 적외선 광 투여의 정밀도를 개선할 수 있다. 구성 요소들 및 제어기들에 대한 전력 공급은 단일 인클로저(enclosure)안에 통합될 수 있고 광원은 IPC 펌프가 커프(110) 내의 미리 결정된 압력에 도달했을 때 활성화된다. 이러한 방식으로, 광은 광원 모듈로부터 근육까지의 광 경로가 가장 짧은 경우에만 방출된다. 제어기는, 원하는 조사량이 달성되었을 때 근육 그룹 광원이 OFF 상태가 되도록, 각각의 근육 그룹에 대해 규정된 총 적외선 또는 다른 방사선 조사량 (
Figure pct00014
또는
Figure pct00015
)으로 설정될 수 있다.
본 발명의 일 버전에서, 광 감지 시스템(300)은 압력 커프 시스템을 사용하는 것 이외의 광 치료 시스템과 함께 사용될 수 있다. 모든 유형의 광 치료는 지방 층의 두께의 측정 및 측정에 대한 광 조사량의 조정으로부터 이익을 얻을 수 있다. 예를 들어, 광 감지 시스템(300)은 적외선 광 치료의 임의의 다른 모드에서 근육 조직에 원하는 광 조사량을 전달하기 위해 피부 상의 최적의 광 조사량을 결정하는데 사용될 수 있다. 다른 광 치료 시스템들은 전구들(Wolezek) 및 LED 패널들(즉, Joovv, PlatimunLED Therapy Lights)을 포함하고, 피험자가 미리 결정된 기간 동안 광의 앞에 서 있는다. 다른 방법들은 또한 태닝용 침대 스타일 시스템들(NovoThor)을 포함할 수 있다. 또한, 소형 LED 및 레이저 IR 방출기들(Infarex, TOPlight)이 치료 효과를 달성하기 위해 피부 표면 상에 유지될 수 있다. 임상 테스트 피험자로부터의 피부색 및 지방 두께의 광학적 특성은 근사화되어 다층 몬테 카를로 모델에 대한 입력으로서 이용될 수 있다. 모델은, 피험자의 피부에 입사하는 IR 광자의 어떤 비율이 근육 조직에서 흡수되는지를 결정할 것이다. IR 광도계 출력으로부터의 확산 반사율 개요와 표 1로부터의 근육 층에 흡수된 광의 비율(Abs_muscle) 사이의 관계를 이용하여, 근육 조직에 IR 광의 선량을 전달할 치료 시간 또는 광 강도에 대한 조정이 계산될 수 있다.
압력 제어기(125) 및/또는 광 방출 제어기(175)를 포함하는 제어 시스템(120)은 입력을 수신하고, 계산을 수행하며, 입력에 기초하여 계산을 수행하고, 출력 신호를 생성하며, 및/또는 계산의 결과로서 출력 신호를 생성할 수 있는 임의의 디바이스일 수 있다. 제어기들(125, 175)은 동일한 제어기의 일부일 수 있거나, 서로 통신할 수 있는 별개의 제어기들일 수 있다. 제어기들(125, 175)은 키보드, 그래픽 사용자 인터페이스, 무선 통신, 음성 명령, 또는 임의의 다른 방식을 통해 사용자와 상호 작용할 수 있는 중앙 프로세서의 형태일 수 있다. 예를 들어, 제어기들(125, 175)은 개인용 컴퓨터, 랩톱, 소형 디바이스, 서버, 서버들의 네트워크, 클라우드 네트워크 등일 수 있다. 조작자는 광 치료 절차 전에, 동안에 또는 후에 제어기(125) 및/또는 제어기(175)와 상호 작용할 수 있다. 제어기(125, 175)는 정보를 처리하고 및/또는 결정을 하기 위해 계산, 알고리즘, 루틴, 및/또는 서브루틴을 수행할 수 있게 하는 다양한 모듈을 포함할 수 있다. 제어기들(125, 175)은, 데이터를 분석하고, 데이터로부터 학습한 다음, 학습된 것에 기초하여 결정 및/또는 예측을 내리기 위해 알고리즘을 사용하는 인공 지능 및/또는 머신 러닝 모듈 등의 다른 선택적인 모듈을 더 포함할 수 있다.
본 발명이 본 명세서의 일부 바람직한 버전들과 관련하여 상당히 상세히 기술되어 있지만, 다른 버전들도 가능하며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 본 명세서를 읽고 도면들을 살펴보면, 도시된 버전의 변경들, 치환들 및 등가물들을 명백하게 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 협력 구성 요소들이 뒤바뀌거나, 더 많거나 적은 수로 제공될 수 있다. 또한, 본 명세서의 버전들의 다양한 특징들은 본 발명의 추가적인 버전들을 제공하기 위해 다양한 방식들로 결합될 수 있다. 또한, 본 발명을 제한하기 위해서가 아니라, 설명의 명료성을 위해서 특정 용어가 사용되었다. 본 명세서 및 본 명세서에 첨부된 임의의 청구항들 전체에 걸쳐, 문맥이 달리 명확하지 않는 한, "포함한다(comprise)"라는 용어 및 "포함한다(comprises)" 및 "포함하는(comprising)"과 같은 그의 변형들은 언급된 요소, 제한, 또는 단계의 포함을 암시하지만 임의의 다른 요소들, 제한들, 또는 단계들의 배제를 암시하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 임의의 첨부된 청구항들은 본 명세서에 포함된 바람직한 버전들의 설명으로 제한되지 않아야 하며, 본 발명의 진정한 사상 및 범위 내에 속하는 바와 같은 모든 그러한 변경들, 치환들 및 균등물들을 포함해야 한다.

Claims (20)

  1. 광 치료 시스템으로서,
    커프(cuff)를 포함하는 압력 커프 시스템-상기 커프는 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 상기 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있음-; 및
    지지 구조물 및 상기 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 시스템-상기 광 방출기는 제어 가능하게 전력 공급 가능함-을 포함하고,
    상기 지지 구조물은 상기 광 방출기가 상기 신체 부분 상으로 광을 지향시킬 수 있도록 상기 커프의 내부 표면 상에 위치 가능하고, 상기 광 방출기는 광 방출 표면을 가지며, 상기 광 방출 표면은 상기 커프가 가압될 때 상기 광 방출 표면이 피부 내로 그리고 상기 신체 부분의 지방 층 내로 가압될 수 있도록 상기 지지 구조물로부터 충분한 높이에 있는, 광 치료 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 방출 표면의 상기 높이는 적어도 약 3 mm인, 광 치료 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광 방출기는 상기 신체 부분의 상이한 근육 그룹과 각각 연관된 광 방출기들의 복수의 어레이를 포함하는, 광 치료 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 지지 구조물 및 상기 광 방출기는 라이너(liner) 상에 있고, 상기 라이너는 상기 커프의 상기 내부 표면에 제거 가능하게 부착 가능한, 광 치료 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 상기 신체 부분의 특성을 측정할 수 있는 광도계를 더 포함하는, 광 치료 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 커프의 상기 내부 표면 상에 위치 가능한 광도계를 더 포함하는, 광 치료 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 커프는 의자의 통합된 부분인, 광 치료 시스템.
  8. 광 치료 시스템으로서,
    커프를 포함하는 압력 커프 시스템-상기 커프는 사용자의 신체 부분 상에 또는 근처에 위치 가능하고, 상기 커프를 선택적으로 가압 및 감압하기 위해 가압된 공기를 수용할 수 있음-;
    지지 구조물 및 상기 지지 구조물 상에 위치된 광 방출기를 포함하는 광 방출 부재-상기 지지 구조물은 상기 광 방출기가 상기 신체 부분 상에 광을 지향시킬 수 있도록 상기 커프의 내부 표면 상에 위치 가능함-; 및
    상기 광 방출기에 제어 가능하게 전력을 공급할 수 있는 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 신체 부분의 상태와 관련된 입력 또는 측정에 응답하여 상기 신체 부분 상으로 지향되는 상기 광의 강도 또는 지속 기간을 조정할 수 있는, 광 치료 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제어기는 상기 신체 부분의 지방 층의 두께에 응답하여 상기 광의 강도 또는 지속 기간을 조정하는, 광 치료 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제어기는 상기 신체 부분의 피부색에 응답하여 상기 광의 강도 또는 지속 기간을 조정하는, 광 치료 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 광도계를 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 광도계로부터의 신호에 응답하여 상기 광의 강도 또는 지속 기간을 조정하는, 광 치료 시스템.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광도계는 상기 커프의 상기 내부 표면 상에 위치 가능한, 광 치료 시스템.
  13. 제11항에 있어서, 상기 광도계는 상기 신체 부분의 지방 층의 두께 또는 상기 신체 부분의 투과율과 관련하여 신호를 생성하는, 광 치료 시스템.
  14. 제8항에 있어서, 상기 광 방출기는 상기 신체 부분의 상이한 근육 그룹과 각각 연관된 광 방출기들의 복수의 어레이들을 포함하는, 광 치료 시스템.
  15. 제8항에 있어서, 복수의 광도계들을 더 포함하고, 상기 제어기는 상기 광도계들로부터의 신호에 응답하여 상기 광의 강도 또는 지속 기간을 조정하고, 상기 광도계는 상기 신체 부분의 상기 지방 층의 두께 또는 상기 신체 부분의 투과율과 관련하여 신호를 생성하고, 상기 광 방출기는 상기 신체 부분의 상이한 근육 그룹과 각각 연관된 광 방출기들의 복수의 어레이들을 포함하고, 각각의 광도계는 각자의 어레이에 근접하여 상기 커프의 상기 내부 표면 상에 위치 가능한, 광 치료 시스템.
  16. 제8항에 있어서, 상기 지지 구조물 및 상기 광 방출기는 라이너 상에 있고, 상기 라이너는 상기 커프의 상기 내부 표면에 제거 가능하게 부착 가능한, 광 치료 시스템.
  17. 광 치료를 제공하는 방법으로서,
    내부 표면 상에 광 방출기를 갖는 압력 커프를 제공하는 단계;
    상기 커프를 신체 부분 상에 또는 근처에 위치하는 단계;
    상기 커프를 팽창시키고 상기 광 방출기를 상기 신체 부분의 피부에 직접적으로 또는 간접적으로 가압하는 단계;
    상기 신체 부분의 상태와 관련하여 상기 광 방출기로부터 상기 신체 부분으로 인가될 광의 강도 또는 지속 기간을 결정하는 단계; 및
    상기 결정된 강도 또는 지속 기간으로 상기 광이 상기 신체 부분에 인가되도록 상기 광 방출기에 전력을 공급하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 신체 부분의 상태는 상기 신체 부분의 지방 층의 두께 또는 상기 신체 부분의 피부색인, 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 신체 부분의 상기 상태를 측정하기 위해 광도계를 사용하는 단계; 및 상기 광의 상기 강도 또는 상기 지속 기간을 결정하기 위해 상기 측정을 사용하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 광도계는 상기 커프의 상기 내부 표면 상에 위치되는, 방법.
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