KR20240056817A

KR20240056817A - 도파관을 사용하여 허혈성 재관류 및 기타 손상을 치료하는 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR20240056817A
Application number: KR1020247005100A
Authority: KR
Inventors: 마이크 휘테만; 토마스 샌더슨; 토마스 와델; 샘 터크
Original assignee: 웨인 스테이트 유니버시티; 미토베이션 인코포레이티드; 더 리젠츠 오브 더 유니버시티 오브 미시간
Priority date: 2021-07-20
Filing date: 2022-07-19
Publication date: 2024-04-30
Also published as: EP4373568A1; WO2023003903A1; CA3226254A1; JP2024527868A; CN117915987A

Abstract

적어도 하나의 근적외선(NIR) 광원과 i) NIR 광 입력 표면 및 ii) NIR 발광 표면을 갖는 도파관을 갖는 NIR 광선 치료 장치. 도파관은 NIR 광 입력 표면을 형성하는 렌즈 피처를 포함한다. 렌즈 피처는 적어도 하나의 NIR 광원으로부터 치료 NIR 광을 적어도 실질적으로 시준하고, 실질적으로 시준된 광을 도파관을 통해 제1 방향으로 전달하도록 구성된다. 또한, 도파관은 도파관 표면에 복수의 추출 표면을 포함하며, 이 추출 표면은 실질적으로 시준된 빛을 발광 표면을 통해 대상에 반사하도록 구성된다. 복수의 추출 표면은 또한 발광 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 근적외선 광 출력을 생성하도록 구성된다.

Description

도파관을 사용하여 허혈성 재관류 및 기타 손상을 치료하는 시스템 및 방법

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 2021년 7월 20일에 출원된 미국 가출원 번호 63/223,677에 대한 우선권을 주장하며, 이 출원의 내용은 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.

정부 라이선스 권리

본 발명은 미국 국립보건원이 부여한 NS105238 및 NS120322에 따른 정부 지원으로 이루어졌다. 정부는 본 발명에 대한 특정 권리를 가지고 있다.

일반적으로, 본 발명의 다양한 실시예는 허혈성-재관류 손상(ischemic-reperfusion injury)을 치료하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것으로, 구체적으로는 사용자의 손상된 신체 부위(예: 머리 부위)에 광 에너지를 전송하도록 구성된 광 전송 유닛을 갖는 웨어러블 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 신체 조직(예: 피하 신체 조직)의 치료는 외과적 및 약제적 개입을 포함하는 침습적 형태의 치료법을 요구한다. 근적외선(NIR) 광은 허혈/재관류(IR) 손상의 영향을 받는 신체 조직에 치료 효과(therapeutic treatment)를 제공하는 것으로 나타났다. 특히, 약 750㎚ 및 940㎚ 파장의 근적외선 광은 산화 스트레스 하에서 신체 조직의 미토콘드리아 활동을 조절하여 IR 손상의 영향을 효과적으로 치료하는 것으로 나타났다. 근적외선 광은 근적외선 광에 대한 신체 조직의 투과성과 근적외선 광의 낮은 체액 흡수율로 인해 치료의 한 형태로서 효과적이었다.

근적외선 광 치료의 치료 효과는 분명하지만, 환자의 신체 조직에 근적외선 광을 실제로 전송하는 것은 어려울 수 있다. 기존의 근적외선 광 치료 장치는 견고한(rigid) 형태로 인해 신체 부위에 원치 않는 압력을 가할 수 있다. 이러한 장치는 유연하지 않은 소재로 구성되어 다양한 환자(예: 성인, 어린이, 유아 등)가 사용하기에 적합하지 않은 경우가 많다. 신체 부위에 원치 않는 압력을 가하는 것을 피할 수 있는 기존의 근적외선 광 치료 장치도, 낮은 수준의 광 치료를 통해 표재성 신체 조직(superficial body tissue)을 표적으로 삼기 때문에 기능적으로 비효율적인 경우가 많다. 또한, 두 가지 유형의 장치 모두, 치료 부위의 모발 및 기타 조직에 의한 근적외선 광의 흡수로 인해 발생하는 열을 완화하는 효과적인 시스템이 부족할 경우, 환자의 불편함과 잠재적인 부상을 유발할 수 있다. 그 결과, 기존 근적외선 광 치료 장치를 사용할 때 환자가 불편함을 느끼거나 심지어 통증을 느낄 수도 있다. 따라서 환자에게 편안하고 적응 가능한 근적외선 광 치료를 제공할 수 있는 개선된 치료 장치에 대한 필요성이 존재한다.

본 발명은 부분적으로 광, 예를 들어 근적외선 광을 대상의 조직으로 안전하고 효과적으로 유도하기 위한 도파관의 개발에 기초하고 있다.

일 양상에서, 본 발명의 실시예는 광, 예를 들어 NIR 광을 대상의 조직으로 전송하기 위한 도파관을 특징으로 한다. 도파관은 광 유입부; 광 유입부로부터 수신된 광을 리디렉션하도록 구성된 복수의 추출 피처(feature)를 포함하는 추출부; 및 추출부로부터 광을 수신하여 대상의 조직 표면으로 광을 방출하도록 구성된 방출부를 포함한다.

다양한 실시예에서, 광 유입부는 비구면 렌즈를 포함한다. 광 유입부는 비구면 렌즈로 들어오는 광이 분산되어 광 채널을 따라 추출부로 통과하도록 광 채널을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 추출 피처는 적어도 3개의 추출 피처를 포함한다. 일부 실시예에서, 도파관의 적어도 하나의 외부 표면은 이에 인접한 반사 코팅을 더 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 추출 피처의 반사 코팅 사이에 갭이 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 추출 피처는 광 입력부로부터 수신된 광을 대상의 피부 표면에 실질적으로 직각인 방향으로 리디렉션하도록 구성된다. 복수의 추출 피처 각각은 피부 표면에 수직인(normal) 방향에 대해 비스듬히 배향된 표면을 포함할 수 있으며, 여기서 각도는 ± 20도 내지 70도 범위(즉, 피부 표면에 수직인 방향에 대해 시계 방향 또는 반시계 방향 중 하나에 대해 20도 내지 70도 범위)에 위치한다.

일부 실시예에서, 방출부는 평평한 형상을 포함한다. 일부 실시예에서, 방출부는 오목한 하부 표면을 포함하는 아치형 형상을 포함하며, 여기서 오목한 하부 표면은 대상의 피부 표면에 부합하도록 구성될 수 있다. 오목한 하부 프로파일은 3㎝ 내지 10㎝ 범위의 곡률 반경을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 도파관은 대상의 피부 표면을 냉각하도록 구성된 통합 냉각 시스템을 포함한다. 통합 냉각 시스템은 방출부 내에 배치될 수 있다. 통합 냉각 시스템은 방출부 내에 성형되고 냉각제 유체(예: 물)를 운반하도록 구성된 유체 채널을 포함할 수 있다. 유체 채널은 구불구불한(serpentine) 형상을 포함할 수 있다. 구불구불한 형상은 각각 굽힘(bend)에 의해 연결된 복수의 실질적으로 평행한 도관에 의해 정의될 수 있으며, 여기서 실질적으로 평행한 도관의 내부 표면의 직경은 굽힘의 내부 표면의 직경보다 크다. 유체 채널은 방출부의 표면적의 적어도 20%를 차지할 수 있다.

일부 실시예에서, 도파관의 적어도 일부는 생체 적합성, 순응성 물질(compliant material)에 의해 정의될 수 있다. 생체 적합성, 순응성 물질은 실리콘 물질(예: 광학적으로 투명한 실리콘)일 수 있으며, 여기서 실리콘 물질은 1MPa 내지 50MPa 범위의 탄성 계수를 포함한다. 조직 표면은 피부 표면을 포함할 수 있다.

일반적으로, 본 발명의 다른 양상에서, 본 발명의 실시예는 대상의 피부 표면에 광을 전송하기 위한 광 치료 장치를 특징으로 한다. 광 치료 장치는 본 명세서에 기술된 바와 같이 적어도 하나의 도파관 및 적어도 하나의 도파관을 유지하고 적어도 하나의 도파관을 대상의 피부 표면에 근접하게 배치하도록 구성된 지지 부재를 포함할 수 있다.

다양한 실시예에서, 지지 부재는 다수의 도파관 어레이를 유지할 수 있다. 지지 부재는 스트랩, 캡, 헬멧 또는 이들의 조합 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 지지 부재는 방출된 광과 대상의 미리 결정된 영역 사이의 상호작용을 피하기 위해 적어도 하나의 도파관을 배치하도록 구성될 수 있으며, 여기서 미리 결정된 영역은 정맥동(venous sinus)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 광 치료 장치는 대상의 피부 표면의 온도를 결정하기 위한 온도 측정 시스템을 포함한다. 온도 측정 시스템은 유체 채널의 입구를 통해 도파관으로 유입되는 냉각제 유체의 온도를 측정하기 위한 제1 프로브, 유체 채널의 출구에서 도파관을 빠져나가는 냉각제 유체의 온도를 측정하기 위한 제2 프로브, 및 대상의 비-치료 위치에서 피부 온도를 측정하기 위한 기준 프로브를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 광 치료 장치는 광을 생성하여 적어도 하나의 도파관으로 전송하기 위한 광원을 포함하며, 여기서 광원은 다이오드, 레이저 또는 레이저 다이오드 중 적어도 하나를 포함한다. 광원은 약 750㎚ 또는 약 940㎚의 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 광원은 750㎚ ± 30㎚ 또는 약 940㎚ ± 30㎚의 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다.

이러한 목적 및 기타 목적과 함께, 본 명세서에 개시된 본 발명의 실시예들의 장점 및 특징들은 다음의 설명, 첨부된 도면 및 청구범위를 참조함으로써 더욱 명백해질 것이다. 또한, 본 명세서에 기술된 다양한 실시예들의 특징들은 상호 배타적인 것이 아니며 다양한 조합 및 순열로 존재할 수 있다는 것을 이해해야 한다.

도면에서 참조 부호는 일반적으로 다른 도면에서 동일한 부분을 나타낸다. 또한, 도면은 반드시 축척될 필요는 없으며, 대신 일반적으로 본 발명의 원리를 설명하는 데 중점을 둔다. 다음의 설명에서는, 본 발명의 다양한 실시예가 다음의 도면을 참조하여 설명된다:
도 1A는 다양한 실시예에 따른 예시적인 광 전송 유닛(LDU)의 개략적인 사시 분해도이다;
도 1B는 도 1A의 예시 LDU의 개략적인 사시 조립도이다;
도 1C는 도 1A의 예시 LDU의 개략적인 측면 확대도이다;
도 1D는 도 1A의 예시 LDU의 개략적인 측면 단면 확대도이다;
도 1E는 도 1A의 예시 LDU의 개략적인 저면도이다;
도 2A는 다양한 실시예에 따른, 예시적인 도파관을 통과하는 예시적인 광 경로를 보여주는 개략적인 측면도이다;
도 2B는 도 2A의 예시 도파관을 통과하는 예시 광 경로를 보여주는 개략적인 저면도이다;
도 2C는 도 2A의 도파관의 사시도이다;
도 2D는 도 2A의 도파관의 좌측면도이다;
도 2E는 도 2A의 도파관의 평면도이다;
도 2F는 도 2A의 도파관의 저면도이다;
도 2G는 도 2A의 도파관의 우측면도이다;
도 2H는 도 2A의 도파관의 배면도이다;
도 3A는 NIR 광 치료를 위한 예시적인 치료 시스템의 개략도이다;
도 3B는 NIR 광 치료를 제공하기 위한 예시적인 치료 시스템의 예시적인 웨어러블 장치의 개략적인 내부도이다;
도 3C는 도 3B의 예시적인 웨어러블 장치의 개략적인 외부도이다;
도 3D는 도 3B의 예시적인 웨어러블 장치의 개략적인 측면도이다;
도 3E는 도 3B의 예시적인 웨어러블 장치의 개략적인 사시도로서, 치료 대상자의 머리를 감싸는 방향에서의 개략적인 사시도이다;
도 4A는 다양한 실시예에 따른, NIR 광 치료를 제공하기 위한 치료 시스템에서 냉각제를 순환시키기 위한 예시적인 결합체의 개략도이다;
도 4B는 다양한 실시예에 따른, NIR 광 치료를 제공하기 위한 치료 시스템 내의 예시적인 냉각제 순환 시스템의 개략도이다;
도 5는 다양한 실시예에 따른, NIR 광 치료를 제공하기 위한 치료 시스템 내의 예시적인 커플링 메커니즘의 개략도이다;
도 6은 본 명세서에 설명된 기술을 구현하는 데 사용될 수 있는 예시적인 컴퓨터 시스템의 블록 다이어그램이다.

본 발명은 부분적으로 광, 예를 들어 NIR 광을 대상의 조직으로 안전하고 효과적으로 유도하기 위한 도파관의 개발에 기초한다. 하나 이상의 도파관은 광 전송 유닛에 통합되어 광을 대상의 조직으로 전송할 수 있다.

광 전송 유닛(LDU)

도 1A는 예시적인 광 전송 유닛(LDU)(100)의 분해도이다. LDU(100)는 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다. 일부 경우에, LDU(100)는 도파관(110)을 포함할 수 있다. 도파관(110)은 광학(예컨대, NIR 광) 입력을 수신하도록 구성될 수 있다. 도파관(110)은 수신된 광 입력을 리디렉션하고 방출 표면(114)을 통해 광 출력을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 도파관(110)은 방출 표면(114)을 통해 사용자의 조직 표면으로 리디렉션된 NIR 광 신호를 방출할 수 있다. 일부 경우, 도파관(110)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 수신된 광 입력을 리디렉션하도록 구성된 하나 이상의 추출 피처(142)를 포함할 수 있다.

일반적으로, 도파관(110)은 본 명세서에 기술된 바와 같은 특성을 갖는 임의의 적합한 재료(들)로 구성될 수 있다. 일부 경우, 도파관(110)은 실리콘으로 구성될 수 있다. 실리콘은 투명 및/또는 저 경도(low durometer) 실리콘일 수 있다. 예를 들어, 실리콘은 20 쇼어 A 내지 80 쇼어 A 범위의 경도를 가질 수 있다(예: 50 쇼어 A). 실리콘은 도파관(110)이 대상의 표면(예: 피부 표면)에 부합(conform)할 수 있도록 유연하고/또는 압축 가능할 수 있다. 일부 경우, 실리콘은 1 MPa 내지 50 MPa 범위의 탄성 계수를 포함할 수 있다. 일부 경우, 도파관(110)의 하나 이상의 면 또는 표면은 반사 물질로 덮여 있거나 및/또는 다른 방식으로 반사 물질에 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 도파관(110)의 상단 면, 측면 면 및 하나 이상의 추출 피처(142)는 반사 재료를 포함할 수 있다. 반사 재료는 도파관(110) 내에 포함되도록 추출 피처(142)(이하 설명함)에 의해 리디렉션되지 않는 하나 이상의 광학 신호를 반사할 수 있다. 반사 재료는 추출 피처(들)에 의한 하나 이상의 광학 신호의 리디렉션에 대한 추출 효율을 향상시킬 수 있다.

특정 실시예에서, 도파관(110)은 하나 이상의 채널(116)을 포함할 수 있다(예컨대, 도 1E 및 도 2F 참조). 채널(들)(116)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 도파관(110) 내에서 냉각제(예컨대, 물)를 순환시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 채널(들)은 방출 표면(114)에서 과도한 열을 흡수하기 위해 도파관(110) 내에서 냉각제를 순환시킬 수 있다. 채널(들)(116)의 제1 단부는 입구(118)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 1B, 도 1C, 도 1E, 도 2C, 도 2E-2G 참조). 채널(들)(116)의 제2 단부는 출구(119)를 포함할 수 있다(예컨대, 도 1E 및 도 2E-2G 참조). 입구(118) 및 출구(119)는 각각 냉각제 저장소에 연결되는 튜브에 결합하도록 구성된 수용 메커니즘(예컨대, 수 대 암 결합 메커니즘의 암 인터페이스)을 포함할 수 있다.

특정 실시예에서, LDU(100)는 하나 이상의 섹션으로 형성된 하우징(120)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하우징(120)은 두 개의 섹션(예: 조개 껍질 디자인을 형성하는 섹션)으로 구성될 수 있다. 섹션들은 하나 이상의 패스너(예: 나사, 힌지, 브래킷, 클립 등)를 통해 서로 결합될 수 있다. 다른 예에서, 하우징(120)은 단일 섹션으로 구성된다. 일반적으로, 하우징(120)은 본 명세서에 기술된 바와 같은 특성을 갖는 임의의 적합한 재료(들)로 구성될 수 있다. 예를 들어, 하우징(120)은 플라스틱(예: 폴리옥시메틸렌(POM))일 수 있다. 일부 경우, 하우징(120)은 사출 성형 또는 밀링을 통해 형성될 수 있지만, 임의의 적절한 제조 기술이 하우징(120)을 형성하는 데 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 하우징(120)은 도파관(110)을 수용 및/또는 달리 유지하기 위한 캐비티를 포함할 수 있다. 하우징(120)은 광 소스(예: 레이저 또는 에너지 소스)로부터의 광학 신호 입력(들)(예: 광섬유 케이블 또는 다른 리드/팁)에 결합하도록 구성된 입력/출력(I/O) 커넥터(124)를 포함할 수 있다. I/O 커넥터(124)는 광학 신호 입력을 수신하도록 구성된 하나 이상의 슬롯(예: V-홈 슬롯)을 포함할 수 있다. 일부 경우에, I/O 커넥터(124)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 어셈블리에 결합하기 위한 하나 이상의 전기 연결부(들)을 포함할 수 있다. 하우징(120)은 광학 신호 입력(들) 및 도파관(110)을 유지하여, 광학 신호 입력(들)이 도파관(110)에 근접하게 위치하도록 할 수 있다. 광학 신호 입력(들)은 여기에서 설명된 바와 같이 소정의 초점 거리에서 도파관(110)의 근방에 위치할 수 있다. 하우징(120)은 도파관(110)의 방출 표면이 치료 대상의 조직 표면(예: 피부 표면)에 근위 또는 인접하여 배치될 수 있도록 도파관(110)을 수용하도록 구성될 수 있다.

특정 실시예에서, 하우징(120)의 하나 이상의 내부 벽 또는 면은 반사층에 의해 코팅되거나 및/또는 다른 방식으로 덮일 수 있다. 반사 층은 비금속 또는 금속 코팅을 포함할 수 있다. 일례로, 비금속 코팅은 폴리에틸렌일 수 있다. 다른 예에서, 금속 코팅은 금, 알루미늄 또는 구리일 수 있다. 반사층은 도파관(110) 내에서 전파되는 광(예컨대, NIR 광)을 반사하여, 하나 이상의 내부 벽에 입사되는 광이 하우징(120) 내에 포함되도록 할 수 있다. 광학 소스로부터 전파되는 NIR 광은 도파관(110)을 빠져나와 반사층을 통해 하우징(120)의 내부 벽으로부터 반사될 수 있다.

특정 실시예에서, LDU(100)는 냉각 시스템(130)을 포함할 수 있다. 냉각 시스템(130)은 하나 이상의 도관(132)(예: 튜브)을 포함할 수 있다. 각각의 도관(들)(132)은 도파관(110)의 채널(들)(116)로 및/또는 그로부터 냉각제를 운반하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도관(132)은 채널(들)(116)로 냉각된 냉각제를 운반할 수 있고, 제2 도관(132)은 채널(들)(116)로부터 온난화된 냉각제를 운반할 수 있는데, 여기서 온난화된 냉각제는 도파관(110)으로부터 열 에너지를 흡수한 것이다. 일반적으로, 냉각제는 임의의 적합한 유체, 예를 들어 물일 수 있다. 일례로, 냉각제는 멸균된 탈이온수일 수 있다. 일부 경우, 각 튜브(132)의 제1 단부는 피팅(136)을 포함할 수 있다. 각 튜브의 제2 단부는 본 명세서에 기술된 바와 같이 냉각제 냉각기(chiller)에 결합될 수 있다. 각 피팅(136)은 입구(118) 또는 출구(119)를 통해 도파관(110)에 결합될 수 있다. 각 피팅(136)은, 피팅(136)이 입구(118) 또는 출구(119)에 삽입될 수 있도록, 바브(barbed) 피팅(예: 수 대 암 결합 메커니즘의 수 인터페이스)을 포함할 수 있다. 피팅(136)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 바브 피팅을 통해 입구(118) 또는 출구(119)에 결합된 상태로 유지될 수 있다.

특정 실시예에서, 각 피팅(136)은 온도 센서를 포함할 수 있다. 일부 경우, 온도 센서는 방수될 수 있다. 온도 센서는 피팅(136)의 내부에 결합될 수 있고, 온도 센서가 피팅(136) 내의 온도를 측정할 수 있다. 일부 예에서, 각 온도 센서는 하나 이상의 케이블(134)에 결합될 수 있다. 각 케이블(134)은 전기 신호(예컨대, 온도 측정 정보를 포괄함)를 컨트롤러 또는 다른 외부 위치로 통신하도록 구성될 수 있다. 케이블(들)(134)은 I/O 커넥터(124)에 전기적으로 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, 도파관(110)의 채널(들)의 입구(118) 및 출구(119)에 결합된 피팅(136)의 경우, 입구(118) 및 출구(119)에서 측정된 온도는 채널(들)을 통해 흐르는 냉각제의 온도 변화를 결정하기 위해 비교될 수 있다.

도 1B는 예시적인 LDU(100)의 조립된 모습이다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, LDU(100)는 도파관(110)을 포함할 수 있다. 도파관(110)은 하우징(120)에 의해 유지될 수 있다. 하우징(120)은 본 명세서에서 설명된 바와 같이 광 소스의 광 신호 입력(들)에 LDU(100)를 결합하도록 구성된 I/O 커넥터(124)를 포함할 수 있다. 도파관(110)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 채널(들)(도 1B에는 도시되지 않음)을 포함할 수 있으며, 여기서 각 채널(들)은 도파관(110)의 방출 표면(114)에 근접하여 냉각제를 순환시키도록 구성될 수 있다. 냉각 시스템(130)은 도관들(예: 튜브들)(132)을 통해 채널(들)(116)로부터 냉각제를 전송 및 수집할 수 있다. 각각의 도관(132)은 도파관(110)에서 LDU(100)에 결합될 수 있으며, 여기서 각 도관(132)의 피팅(136)은 도파관(110)의 대응하는 입구(118) 또는 출구(119)(도 1B에는 도시되지 않음)에 대한 결합을 용이하게 할 수 있다.

도 1C는 예시적인 LDU(100)의 측면을 확대한 모습이다. 도 1C에 도시된 바와 같이, LDU(100)는 하우징(120)에 의해 유지되는 도파관(110)을 포함할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 특정 실시예에서, 도파관(110)은 방출 표면(114)을 포함할 수 있다. 방출 표면(114)은 오목할 수 있는데, 이는 방출 표면이 LDU(100)가 배치되는 표면(예: 대상의 피부 표면)에 부합할 수 있도록 하기 위함이다. 다른 경우, 방출 표면(114)은 볼록할 수 있다. 일례로, 방출 표면(114)은 오목 또는 볼록 방향 중 하나에서 3㎝ 내지 10㎝(예컨대, 약 6.5㎝) 범위의 곡선 반경을 가질 수 있다. 방출 표면(114)의 곡선 반경은 최소한의 변형으로 조직 표면에 부합하도록 구성될 수 있으며, 이로써 방출 표면(114)과 LDU(100)가 배치되는 표면 사이의 에어 갭을 감소시킬 수 있다. 일부의 경우, 방출 표면(114)의 곡선 반경은 본 명세서에 기술된 바와 같이 LDU(100)의 대상 사용자 및/또는 하나 이상의 LDU(100)를 포함하는 시스템에 기초하여 선택될 수 있다. 다른 경우, 방출 표면(114)은 평평할 수 있다.

도 1C의 단면도에 도시된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 도파관(110)은 하우징(120) 내에 유지되어 도파관(110)의 추출 피처(142)와 하우징(120)의 외부 면 사이에 갭(144)이 존재할 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 도파관(110)이 유연하고/또는 압축 가능한(예를 들어, 실리콘으로 구성됨으로 인함) 것에 기초하여, 갭(144)의 존재는 도파관(110)이 LDU(100)가 배치되는 표면에 부합하도록 할 수 있다.

도 1D는 예시적인 LDU(100)의 측면의 내부 단면도이다. 일부 경우에, 도파관(110)은 렌즈(112)를 포함할 수 있다. 렌즈(112)는 실리콘으로 구성될 수 있다. 일례에서, 렌즈(112)는 도파관(110) 내에 성형될 수 있다. 즉, 렌즈 피처(112)는 근적외선 광 입력 표면을 형성할 수 있다. 또한, 렌즈(112)는 하나 이상의 광학 소스로부터 광학 신호를 수신하고 초점을 맞출 수 있다. 렌즈(112)는 적어도 하나의 NIR 광원에 근접하며, 적어도 하나의 NIR 광원으로부터의 치료용 NIR 광을 적어도 실질적으로 시준하고(예컨대, 도 2A 참조), 실질적으로 시준된 광을 도파관을 통해 제1 방향으로 전달하도록 구성될 수 있다.

광학 소스(들)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 허혈/재관류 또는 다른 부상을 치료할 수 있는 NIR 광, 예를 들어, 파장 750㎚ 및/또는 940㎚를 갖는 광을 방출할 수 있다. 렌즈(112)는 수신된 광학 신호를 본 명세서에 기술된 바와 같이 도파관(110)의 반사 추출 피처(142) 중 하나 이상으로 향하게 할 수 있다. 일반적으로, 렌즈(112)는 임의의 적절한 형상, 예를 들어 비구면 형상 또는 원통형 형상을 가질 수 있다. I/O 커넥터(124)는 임의의 적절한 수의 광학 소스, 예를 들어, 1~10개의 광학 소스, 2~8개의 광학 소스, 또는 4~6개의 광학 소스 범위에서 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, I/O 커넥터(124)는 1-100개의 광학 소스 범위에 결합될 수 있다. 도파관(110)은 각 광학 소스로부터 광학 신호를 수신하고 리디렉션할 수 있다. 특정 실시예에서, 도파관(110) 및/또는 I/O 커넥터(124)는 렌즈(112)와 광학 소스(들)를 임의의 적절한 거리일 수 있는 소정의 초점 거리(113) 만큼 분리하도록 구성될 수 있다. 일례로서, 도 1D에 도시된 바와 같이, 광학 소스와 렌즈(112) 사이의 초점 거리(113)는 대략 3.5㎜ ± 2㎜일 수 있다. 다른 초점 거리(113)는 LDU(100)의 적용, 도파관(110)의 구성(예컨대, 렌즈(112)의 형상), 방출된 광 신호(들)의 파장, 및/또는 광 신호(들)의 각도 발산에 기초하여 사용될 수 있다.

도 1E는 예시적인 광 전송 유닛(LDU)(100)의 저면도이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, LDU(100)는 하우징(120)에 의해 유지되는 도파관(110)을 포함할 수 있다. 하나 이상의 튜브(132) 각각은 피팅(136)을 통해 입구(118) 또는 출구(119)에서 도파관의 채널(들)(116)에 결합될 수 있다. 도 1E에 도시된 바와 같이, LDU(100)는 방출 표면(114)을 포함할 수 있다. 광 소스로부터의 광 신호(들)는 방출 표면(114)을 통해 도파관(110)에 의해 방출될 수 있다. 광학 신호(들)는 채널(들)(116)을 통해 (예를 들어, 수직으로) 전파되어 표면(예: 사용자의 피부 표면)에 도달할 수 있다.

방출 표면(114)은 임의의 적절한 면적(예: 1㎠ 내지 200㎠의 범위에서, 가령, 4㎠)을 갖도록 구성될 수 있다. 방출 표면(114)의 면적은 도파관(110)의 적용에 기초하여 구성될 수 있다. 채널(들)(116)은 방출 표면(114)의 면적의 서브세트를 포함할 수 있다. 어떤 경우, 채널(들)(들)은 방출 표면 영역의 적어도 20%를 포함할 수 있다(예를 들어, 50-80% 범위에서). 일부 경우, 채널(들)(116)은 도파관(110) 내에 성형될 수 있다. 일례로, 도 1E에 도시된 바와 같이, 채널(들)(들)은 나선형(serpentine)으로 구성된 단일 채널을 포함할 수 있다. 채널(들)(116)의 벽은 평행 및/또는 비경사일 수 있다. 일례로, 채널(들)(116)의 벽은 직사각형일 수 있다.

특정 실시예들에서, 광학 신호와 접촉하는 채널(들)(116)의 섹션들은 광학 신호와 접촉하지 않는 채널(들)(116)의 섹션들보다 더 큰 직경을 가질 수 있다. 도 1E에 도시된 바와 같이, 채널(들)(들)의 직경은 특정 영역(들)에서 더 크게 구성될 수 있다. 채널(들)(116)의 직경은 광학 신호의 다수(예컨대, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 및/또는 적어도 90%)가 전파되는 영역(들)에서 더 크게 구성될 수 있고, 이에 따라 채널 직경이 더 큰 구간(예컨대, 광학 신호가 중심적으로 전파되는 영역)에서 냉각제의 흐름이 느려진다. 일부 경우, 채널 직경이 더 큰 구간에서 냉각제의 흐름이 느려지면, 냉각제와 채널(들)(116)에 근접한 영역 사이의 열 교환 효율이 증가할 수 있다. 경우에 따라, 채널 직경이 더 큰 섹션에서 하나 이상의 와류가 형성되어 채널(들)(116)을 통한 냉각제의 난류가 발생할 수 있다. 채널(들)(116) 내의 냉각제의 난류는 냉각제와 채널(들)(116)에 근접한 영역 사이의 열 교환 효율을 증가시킬 수 있다. 일부의 경우, 채널(들)(116)은 필름으로 코팅 및/또는 다른 방식으로 밀봉될 수 있다. 필름은 열 교환 효율을 증가시키고 도파관(110)을 통한 광 신호의 전파를 용이하게 하도록 구성된 광학적으로 투명한 필름(예컨대, NIR 광에 대해 투명)일 수 있다. 필름은 도파관(110)의 굴절률과 동일하거나 거의 동일한 굴절률을 포함할 수 있다. 필름은 채널(들)을 밀봉(예컨대, 밀폐)하기 위해 방출 표면(114)에 부착되거나, 또는 그 일부가 될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 필름은 초박형 실리콘 필름일 수 있다.

본 명세서에 기술된 바와 같이, 일부 실시예에서, 냉각제는 채널(들)(116)을 통해 순환할 수 있다. 튜브(132a)로부터 공급되는 냉각제는 입구(118)를 통해 채널(들)(116)로 유입될 수 있다. 입구(118)는 입구(118)에서 냉각제(예: 냉각된 냉각제)의 온도를 측정하는 온도 센서를 포함할 수 있다. 냉각제는 채널(들)(116)을 통해 순환할 수 있다. 일부 경우, 냉각제는 채널(들)(116)에 근접한 영역으로부터 열 에너지를 흡수할 수 있다. 일례로, 냉각제는 사용자의 피부 표면에서 NIR 광을 방출하여 생성된 에너지를 흡수할 수 있다. 냉각제는 도 1E에 도시된 바와 같이 채널(들)(116)을 통해 흐를 수 있다. 냉각제(예컨대, 온난화된 냉각제)는 출구(119)를 통해 채널(들)(116)을 빠져나와 튜브(132b)로 향할 수 있다. 도파관(110)의 채널(들)(116)로부터 빠져나가는 냉각제는 냉각제 냉각기로 공급되어 LDU(100)로 재순환될 수 있다.

도파관의 구성

도 2A는 예시적인 광학 입력 및 도파관(110)을 통과하는 광 경로를 보여주는 예시적인 도파관(110)의 측면도이다. 도시된 바와 같이, 도파관(110)은 렌즈(112)를 포함할 수 있다. 렌즈(112)는 수신된 광학 입력(210)(예컨대, 광 에너지)을 하나 이상의 초점 광학 신호(212)(예컨대, 광선)로 초점화할 수 있다. 일부 경우에, 렌즈(112)는 단일 광학 입력을 도파관(110)을 통해 이동하는 복수의 광학 신호(212)로 확산 또는 분산시킬 수 있다. 도파관은 광 입력부(202)를 포함할 수 있으며, 이는 광학 신호(212)가 렌즈(112)에 의해 초점 및/또는 확산/분산된 후 전파되는 도파관(110)의 장방형 부분일 수 있다. 일부 경우에, 도파관(110)은 광학 신호(212)가 광 입력부(202)로부터 전송될 수 있는 하나 이상의 계단형 추출 피처(142)를 포함하는 추출부(203)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 임의의 적절한 수의 추출 피처(142), 예를 들어, 적어도 3개의 추출 피처가 사용될 수 있다. 추출 피처(들)(142)는 도파관(110) 내에 성형될 수 있으며, 각 추출 피처(142)는 방출 표면(114) 및/또는 사용자의 피부 표면에 수직인 방향에 대하여 비스듬히 경사되도록 성형될 수 있다. 다양한 실시예에서, 각 추출 피처(142)는 도파관(110)이 사용되는 적용 용도에 따라 각도로 경사되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 경사각은 35도 내지 75도(예: 55도)의 범위에서 구성될 수 있다. 즉, 도파관 표면 상의 복수의 추출 표면(142)은 실질적으로 광(예컨대, 시준된 광)을 발광 표면(114)을 통해 대상에 반사하도록 구성된다. 복수의 추출 표면들(142)의 추출 표면들 중 적어도 일부는 대상에 대해 대략 수직인 방향으로 35도 내지 75도 범위에서 각도가 형성될 수 있다. 또한, 복수의 추출 표면은 발광 표면에 걸쳐(across) 실질적으로 균일한 NIR 광 출력을 생성하도록 구성될 수 있다.

일부의 경우, 모든 추출 피처(142)는 동일한 각도로 배향될 수 있다. 다른 경우, 상이한 추출 피처들(142)은 상이한 각도로 배향될 수 있다. 각각의 추출 피처(142)(광이 반사되는 표면들)는 적어도 하나의 광학 신호(212)를 도파관(110)의 방출 표면(114)을 향해 리디렉션하도록 구성될 수 있고, 이에 따라 적어도 하나의 광학 신호가 방출 표면(114) 및/또는 사용자의 피부 표면에 대략 수직으로 방출 표면(114)을 통해 전파되도록 구성될 수 있다. 일부 경우에, 추출 피처(들)(142)는 도파관(110)의 광학 신호 출력 분포가 방출 표면(114)에 걸쳐 실질적으로 균일하도록 광학 신호(들)를 리디렉션하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 방출 표면(114)에 걸친 출력 전력 분포는 실질적으로 균일할 수 있다. 일부 실시예들에서, 도파관(110)의 방출 표면(114)에 걸친 광학 신호 출력 분포의 균일성을 결정하기 위해, 방출 표면(114)의 영역은 하나 이상의 픽셀로 분할될 수 있다. 어떤 경우에는, 픽셀(들)의 각 픽셀의 면적이 동일할 수 있다. 일례로, 방출 표면(114)은 5개의 픽셀로 분할될 수 있다. 도파관(110)의 동작 동안, 각 픽셀에 대해 전력 밀도(예컨대, ㎽/㎠)가 측정될 수 있다. 픽셀(들)의 측정된 전력 밀도에 기초하여, 방출 표면(114)의 픽셀(들)로부터의 최대 전력 밀도 및 최소 전력 밀도가 결정될 수 있다. 식 1에 기술된 바와 같은 표면 전력 밀도 균일성(SPDU) 메트릭은 최대 전력 밀도 및 최소 전력 밀도에 기초하여 계산될 수 있다. 식 1은 다음과 같이 기술될 수 있다:

식 1에 의해 기술된 바와 같이, SPDU는 "Max_PD" 및 "Min_PD"의 함수에 기초할 수 있으며, 여기서 "Max_PD"는 픽셀(들)의 픽셀의 최대 전력 밀도와 동일할 수 있고 "Min_PD"는 픽셀(들)의 픽셀의 최소 전력 밀도와 동일할 수 있다. 일례로, "Max_PD"가 100㎽/㎠이고 "Min_PD"가 20㎽/㎠인 경우, 식 1에 따라 방출 표면(114)의 결정된 SPDU는 약 33%일 수 있다. 일부 실시예에서, 방출 표면(114)을 통과하는 SPDU는 10-100% 범위에서 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 방출 표면(114)을 통과하는 SPDU는 50%일 수 있다.

일부 실시예에서, 도파관(110)은 20% 내지 100%, 30% 내지 90%, 40% 내지 80%, 또는 50% 내지 70% 범위의 효율을 갖는 광학 신호를 전송할 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 효율은 방출 표면(114)을 빠져나가는 렌즈(112) 상에 입사되는 광학 신호(110)의 백분율로 계산된다.

본 명세서에 기술된 바와 같이, 일부의 경우, 도파관(110)의 하나 이상의 면 또는 표면은 반사 물질로 커버되거나 및/또는 다른 방식으로 결합될 수 있다. 일례로, 도파관(110)의 상면, 측면, 및 하나 이상의 추출 피처는 반사 재료를 포함할 수 있다. 렌즈(112) 및 방출 표면(114)은 반사 재료로 덮여 있지 않을 수 있다. 반사 재료는 도파관(110) 내에 하나 이상의 광학 신호(212)를 포함하도록 도울 수 있으며, 이에 따라 광학 신호(210)가 렌즈(112)를 통해서만 도파관(110)으로 들어가고 방출 표면(114)을 통해서만 도파관(110)을 빠져나가도록 할 수 있다.

광학 입력(210)은 하나 이상의 광학 신호(들)를 포함할 수 있다. 일례로, 광학 신호(들)는 하나 이상의 광학 소스(예컨대, 레이저 소스 또는 에너지 소스)로부터 발산되는 약 750㎚ 및 940㎚ 광의 조합을 포함할 수 있다. 추출 피처(들)(142)는 초점화된 광학 신호(들)(212)를 방출 표면(114)을 향해 리디렉션할 수 있다. 초점화된 광학 신호(들)(212)는 방출 표면(114)을 빠져나갈 수 있으며, 예를 들어, 방출 표면(114)에 대해 거의 수직으로 방출될 수 있고, 본 명세서에 설명되는 치료 어플리케이션(예컨대, 적외선 또는 다른 손상의 치료)에 사용될 수 있다.

도 2B는 예시적인 광학 입력(210)을 보여주는 예시적인 도파관(110)의 사시도이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 도파관(110)은 렌즈(112), 추출 피처(들)(142) 및 방출 표면(114)을 포함할 수 있다. 도파관(110)은 광학 입력(210)을 수신할 수 있다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 광학 입력(210)은 복수(예컨대, 1 내지 10개의 광학 입력 범위에서, 예를 들어, 도시된 바와 같이 6개의 광학 신호)를 포함할 수 있다. 렌즈(112)는 도파관(110)을 통해 전파될 수 있는 초점 광학 신호(들)(212)에 광학 입력(210)을 초점화할 수 있다. 추출 피처(들)(142)는 초점화된 광학 신호(들)를 방출 표면(114) 쪽으로 리디렉션할 수 있고, 초점화된 광학 신호(들)는 방출 표면(114), 예를 들어, 방출 표면(114)에 대해 대략 수직으로 방출 표면(114)을 빠져나갈 수 있다.

도 2C-2G는 예시적인 도파관(110)의 추가 사시도이다. 도 2C-2G에 도시된 치수는 단지 특정 실시예에 따른 예시일 뿐이며, 본 개시를 제한하는 것은 아니다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않으면서 임의의 적절한 치수가 도파관(110)에 사용될 수 있다. 도 2C는 예시적인 도파관(110)의 사시도이다. 도 2D는 예시적인 도파관(110)의 좌측 측면도이다. 도 2E는 예시 도파관(110)의 평면도이다. 도 2F는 예시 도파관(110)의 저면도이다. 도 2G는 예시 도파관(110)의 정면도이다. 도 2H는 도파관(110)의 배면도이다.

치료 시스템의 구성

일부 실시예에서, 본원에 설명된 바와 같이 하나 이상의 LDU(100)가 치료 시스템에 포함될 수 있다. 일반적으로, 치료 시스템은 임의의 적절한 손상을 치료하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 치료 시스템은 NIR 광을 통해 허혈/재관류(IR) 손상의 영향을 받는 환자의 신체 조직에 테라피 치료를 제공할 수 있다. 도 3A는 NIR 광 치료를 제공하기 위한 예시적인 치료 시스템(300)의 개략도이다. 도 3A에 도시된 연결부는 전기 연결부, 광학 연결부 또는 유체 연결부 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 예에서, 치료 시스템(300)은 어셈블리(301), 스플리터(340) 및 웨어러블 치료 장치(350)를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 어셈블리(301)는 어셈블리(301)에 전력을 공급하도록 구성된 전원 공급 장치(302)를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 전원 공급 장치는 연결부(330)를 통해 외부 전원(예: 벽면 콘센트)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 경우, 전원 공급 장치(302)는 배터리를 포함할 수 있다. 전원 공급 장치가 배터리를 포함하는 경우, 전원 공급 장치는 배터리를 충전하기 위해 연결부(330)를 통해 충전 스테이션에 결합될 수 있다. 일부 경우, 전원 공급 장치(302)는 하나 이상의 팬(304), 냉각제 냉각기(306), 제어 모듈(308) 중 하나 이상에 전기적으로 결합될 수 있다(예를 들어, 전력 공급을 위해). 일부의 경우, 어셈블리(301)는 하나 이상의 팬(304)을 포함할 수 있다. 팬(들)(304)은 어셈블리(301) 내부 및/또는 외부로 공기를 순환시키기 위해 작동할 수 있다. 순환 공기에 기초하여, 팬(들)은 어셈블리(301)를 냉각시킬 수 있다. 팬(들)(304)은 본원에 설명되는 바와 같이 제어 모듈(308)에 의해 제어될 수 있다.

특정 실시예에서, 어셈블리(301)는 냉각제 냉각기(306)를 포함할 수 있다. 냉각제 냉각기는 전원 공급 장치(302)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 냉각제 냉각기(306)는 웨어러블 치료 장치(350)의 냉각 시스템(362)에 유체적으로 결합될 수 있다. 냉각제 냉각기(306)는 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 냉각제 냉각기(306)는 냉각제 냉각기(306)로 공급되는 냉각제를 냉각시킬 수 있다. 냉각제 냉각기는 수신 및/또는 저장된 냉각제의 온도를 설정된 온도로 감소시키거나 증가시킬 수 있다. 예시적인 실시예에서, 냉각제 냉각기(306)는 냉각 시스템(362)으로부터 수신된 냉각제를 냉각할 수 있다. 일부 경우, 냉각제 냉각기(306)는 냉각제를 순환하도록 구성된 펌프를 포함할 수 있다. 일례에서, 냉각제 냉각기(306)의 펌프는 냉각제를 웨어러블 치료 장치(350)의 냉각 시스템(362)으로 순환시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 어셈블리(301)는 제어 모듈(308)을 포함할 수 있다. 제어 모듈(308)은 팬(들)(304), 냉각제 냉각기(306), 사용자 인터페이스(310)(및 관련 구성요소), 광원(322A), 광원(322B) 및 웨어러블 치료 장치(350) (및 본원에서 설명되는 관련 구성요소) 중 하나 이상에 전기적으로 결합될 수 있다. 제어 모듈(308)은 프로세서, 메모리, 및/또는 통신 모듈(도 3A에는 도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 프로세서는 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)의 다른 컴포넌트들과 통신 및/또는 달리 제어할 수 있다. 메모리는 본 명세서에 기술된 바와 같이 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)의 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능한 명령어들을 저장할 수 있다.

일부 실시예에서, 어셈블리(301)는 사용자 인터페이스(310)를 포함할 수 있다. 사용자 인터페이스(310)는 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 사용자 인터페이스(310)는 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)에 대한 피드백 정보 및/또는 제어 정보를 표시하기 위한 하나 이상의 디스플레이 장치를 포함할 수 있다. 일부 경우, 사용자 인터페이스(310)는 타이머(312)를 포함할 수 있다. 타이머(312)는 제어 모듈(108)에 전기적으로 결합될 수 있다. 타이머(312)는 웨어러블 치료 장치(350)에 의해 제공되는 치료의 시간 및/또는 기간을 나타낼 수 있다. 일례로, 타이머(312)는 액정 디지털(LCD) 디스플레이 장치를 통해 표시될 수 있다. 타이머(312)에는 임의의 적절한 디스플레이 장치가 사용될 수 있다. 일부 경우, 사용자 인터페이스(310)는 하나 이상의 피드백 표시기(314)를 포함할 수 있다. 피드백 표시기(들)는 제어 모듈(108)에 전기적으로 결합될 수 있다. 피드백 표시기(들)(314)는 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)에 대응하는 청각, 시각 및/또는 촉각 피드백 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 피드백 표시기(314)는 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)가 켜져 있음을 나타내기 위해 발광하는 발광 다이오드(LED) 표시기일 수 있다. 또한, 예를 들어, 피드백 표시기는 웨어러블 치료 장치(350)를 통한 치료가 완료될 때 톤을 방출하는 가청 표시기일 수 있다.

일부 실시예에서, 사용자 인터페이스(310)는 하나 이상의 입력 장치(316)를 포함할 수 있다. 입력 장치(들)는 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 입력 장치(들)(들)는 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)에 정보를 입력하는 데 사용될 수 있다. 입력 장치(들)를 통해 입력된 정보는 제어 모듈(108)로 통신될 수 있다. 입력 장치(들)(316)의 예는 터치 감지 장치, 푸시 버튼, 슬라이더, 노브, 및/또는 마이크를 포함할 수 있다. 입력 장치(들)(316)는 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)를 구성하는 데 사용될 수 있다. 일례로, 입력 장치(316)는 웨어러블 치료 장치(350)를 통해 NIR 광의 전송을 활성화하는 데 사용될 수 있다. 다른 예에서, 입력 장치(316)는 웨어러블 치료 장치(350)를 통해 NIR 광의 전송에 대한 기간을 구성하는 데 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 어셈블리(301)는 하나 이상의 광원(322)을 포함할 수 있다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 어셈블리는 광원(322A 및 322B)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 광원(들)(322)은 레이저 다이오드 어셈블리일 수 있다. 광원(322)은 약 750㎚(예컨대, 750㎚ ± 30㎚)에서 광학 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 광원(322b)은 약 940㎚(예: 940㎚ ± 30㎚)에서 광학 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 광원(들)(322)은 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)의 적용에 기초하여 임의의 적절한 파장에서 광학 신호를 방출하도록 구성될 수 있다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 약 750㎚ 및 940㎚의 광학 신호는 산화 스트레스 하에서 신체 조직의 미토콘드리아 활성을 조절함으로써 IR 손상에 대한 치료를 제공할 수 있다.

특정 실시예에서, 광원(들)(322)은 스플리터(340)에 광학적으로 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광원(322A 및 322B)은 한 쌍의 광섬유 케이블을 통해 스플리터(340)에 결합될 수 있다. 도 3A에 도시된 바와 같이, 일부의 경우, 스플리터는 어셈블리(301) 및 웨어러블 치료 장치(350)의 외부에 있을 수 있다. 다른 경우, 스플리터(340)는 어셈블리(301) 또는 웨어러블 치료 장치(350)에 포함될 수 있다. 스플리터(340)는 수신된 광학 신호를 결합된 광학 신호로 스플라이싱 및/또는 다른 방식으로 결합하도록 구성될 수 있다. 일례로, 스플리터(340)는 광원(322a)에 의해 방출된 750㎚ 광학 신호를 광원(322b)에 의해 방출된 940㎚ 광학 신호와 결합하여 750㎚ 및 940㎚ 광을 모두 포함하는 결합된 광학 신호를 형성할 수 있다. 스플리터(340)는 웨어러블 치료 장치(350)의 하나 이상의 LDU(100)에 광학적으로 결합될 수 있다. 스플리터(340)는 결합된 광 신호를 웨어러블 치료 장치(350)의 적어도 하나의 LDU(100)에 공급할 수 있다. 일례로, 스플리터(340)는 광섬유 케이블을 통해 결합된 750㎚ 및 940㎚ 광 신호를 LDU(100)에 공급할 수 있다. 광원(322A 및 322B)은 스플리터(140)가 50㎼/㎠ 내지 2W/㎠ 범위의 전력 밀도(예를 들어, 약 1W/㎠)에서 광을 전송하도록 광을 방출할 수 있다. 어셈블리(322)의 광원(들)은 어셈블리(301) 및/또는 웨어러블 치료 장치(350)의 용도에 기초하여 임의의 적절한 전력에서 광을 방출하도록 구성될 수 있다.

일부 실시예에서, 치료 시스템(300)은 웨어러블 치료 장치(350)를 포함할 수 있다. 웨어러블 치료 장치(350)는 연결 표시기(352), 사용 모듈(354), 및 하나 이상의 LDU(100)를 포함할 수 있다. 일부 경우, 웨어러블 치료 장치(350)는 지지 부재를 포함할 수 있으며, 여기서 지지 부재는 환자의 신체 부위에 부착되도록 구성될 수 있다. 일반적으로, 지지 부재는 임의의 적절한 신체 영역, 예를 들어 머리 영역, 목 영역, 상반신 영역, 하반신 영역, 상부 다리 영역 및/또는 하부 다리 영역에 부착되도록 구성될 수 있다. 지지 부재는 탄성 직물 재료로 제조될 수 있다. 일례로, 탄성 직물 재료는 면/스판덱스 혼방 직물 재료 또는 폴리에스테르/스판덱스 혼방 직물 재료로 구성될 수 있다. 일부 경우, 지지 부재는 스트랩, 캡 또는 헬멧의 임의의 조합일 수 있다. 일부 경우, 지지 부재는 폐기 가능한 것일 수 있다. 지지 부재는 하나 이상의 크기로 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재는 각각 유아, 어린이 및 성인에 맞게 소형, 중형 및 대형 크기로 구성될 수 있다. 지지 부재는 연결 표시기(352), 사용 모듈(354) 및 LDU(들)(100)를 유지할 수 있다. 지지 부재는 도 3B-3E와 관련하여 본원에 설명되는 바와 같은 하나 이상의 특성을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 연결 표시기(152)는 어셈블리(301)의 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 연결 표시기는 청각적, 시각적, 및/또는 촉각적 표시기일 수 있다. 경우에 따라, 연결 표시기(152)는 어셈블리(301)와 웨어러블 치료 장치(350)가 연결되어 있는지를 나타낼 수 있다. 어셈블리(301) 및 웨어러블 치료 장치(350)의 연결을 감지하는 것에 기초하여, 제어 모듈은 연결 표시기(152)를 통해 연결의 표시를 표시할 수 있다. 특정 실시예에서, 연결 표시기(152)는 어셈블리(301)와 웨어러블 치료 장치(350)가 연결될 때 점등되는 LED 표시기일 수 있다.

특정 실시예에서, 사용 모듈(354)은 어셈블리(301)의 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 제어 모듈(308)은 사용 모듈(354)에 저장된 사용 정보를 결정할 수 있으며, 이에 따라 제어 모듈(308)은 사용 임계값에 기초하여 웨어러블 치료 장치(350)를 비활성화하도록 구성될 수 있다. 추가적으로, 또는 대안적으로, 사용 모듈(354)은 사용 임계값에 기초하여 웨어러블 치료 장치(350)를 비활성화하도록 구성될 수 있다. 일부 경우, 사용 모듈(354)은 퓨즈를 포함할 수 있는데, 여기서 퓨즈는 사용 임계값에 기초하여 단절 및/또는 다른 방식으로 단절되도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 퓨즈에 증가된 전류를 인가하면 퓨즈가 절단될 수 있다. 퓨즈 절단에 기초하여, 웨어러블 치료 장치(350)는 비활성화될 수 있다. 일부의 경우, 사용 임계값은 임계 사용 횟수(예컨대, 1회 사용)일 수 있다. 다른 경우, 사용 임계값은 치료 대상에게 전달되는 에너지의 임계량일 수 있다. 웨어러블 치료 장치(350)의 사용은 사용 기간이 임계 시간(예를 들어, 2 내지 8시간의 범위)을 초과하는 것으로 정의될 수 있다. 일부 경우, 사용 모듈(354)은 수신된 입력에 기초하여(예를 들어, 입력 장치(들)를 통해) 웨어러블 치료 장치(350)를 비활성화하도록 구성될 수 있다. 일례로, 치료 시스템(300)은 입력 장치(316)를 통해 비상 정지 입력을 수신할 수 있다. 수신된 비상 정지 입력에 기초하여, 사용 모듈(354)은 웨어러블 치료 장치(350)를 비활성화할 수 있다.

일부 실시예에서, 웨어러블 치료 장치는 온도 센서(356)를 포함할 수 있다. 온도 센서(356)는 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 일부 예들에서, 온도 센서(356)는 웨어러블 치료 장치(350)의 외부에 있을 수 있다. 일부 경우, 온도 센서(356)는 사용자(예: 환자)의 신체 영역에 부착될 수 있다. 제어 모듈(108)은 온도 센서(356)를 통해 사용자의 신체 영역에서 기준 온도(TR)를 측정할 수 있다. TR은 LDU(들)(100)의 온도 센서들의 위치와는 다른 위치에 있는 사용자의 체온을 나타낼 수 있다.

일부 실시예에서, 웨어러블 치료 장치(350)는 하나 이상의 LDU(100)를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 웨어러블 치료 장치(350)는 1-20 LDU 범위, 2-18 LDU 범위, 3-16 LDU 범위, 4-14 LDU 범위, 5-12 LDU 범위, 6-10 LDU 범위(예컨대, 6 LDU 또는 8 LDU)를 포함할 수 있다. 각 LDU(100)는 냉각 시스템(362), 도파관(110) 및 하우징(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 냉각 시스템(362)은 도 1A-1E와 관련하여 본원에 설명된 바와 같이 냉각 시스템(130)의 하나 이상의 특성을 포함할 수 있다. 일부의 경우, 냉각 시스템(362)은 하나 이상의 튜브를 통해 냉각제 냉각기(306)에 유체적으로 결합될 수 있다. 냉각 시스템(362)은 튜브(들)를 통해 도파관(110)에 유체적으로 결합될 수 있다. 냉각제 냉각기(306)는 냉각 시스템(362)의 도관(들)을 통해 도파관(110)의 채널에 결합될 수 있다. 냉각 시스템(362)의 각 도관은 도파관(110)의 채널(들)로 또는 그로부터 냉각제를 운반하도록 구성될 수 있다. 일례로, 제1 도관은 냉각제 냉각기(306)로부터 도파관(110)의 채널(들)의 입구로 냉각된 냉각제를 운반할 수 있고, 제2 도관은 채널(들)의 출구로부터 냉각제 냉각기(306)로 온난화된 냉각제를 운반할 수 있다.

특정 실시예에서, 냉각 시스템(362)은 하나 이상의 온도 센서를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 냉각 시스템(362)의 각 튜브의 피팅은 온도 센서를 포함할 수 있으며, 여기서 피팅은 도파관(110)의 입구 또는 출구에 튜브를 결합할 수 있다. 냉각 시스템(362)의 각 온도 센서는 케이블을 통해 제어 모듈(308)에 전기적으로 결합될 수 있다. 온도 센서는 각 피팅에 결합될 수 있으며, 온도 센서는 피팅에 근접한 영역에서 온도를 측정할 수 있다. 제어 모듈(308)은 냉각 시스템(362)에 포함된 온도 센서(들)를 통해 웨어러블 치료 장치(350)에서 온도(예: 냉각제 온도)를 측정할 수 있다. 일부 경우에, 온도 센서는 입구(예: 입구(118))에 위치할 수 있으며, 온도 센서는 온도를 T1로 결정할 수 있다. T1은 채널(들)로 유입되는 냉각제의 온도를 나타낼 수 있다. 일부 경우, 온도 센서는 출구(예컨대, 출구 119)에 위치할 수 있고, 온도 센서는 온도를 T2로 결정할 수 있다. T2는 채널(들)을 빠져나가는 냉각제의 온도를 나타낼 수 있다. 제어 모듈(308)은 출구와 입구 사이의 온도 차이(ΔT = T2-T1)를 결정할 수 있다. ΔT는 웨어러블 치료 장치(350)가 적용되는 대상의 피부 영역에서 열의 흡수를 결정하기 위해 사용될 수 있다. TR 및 ΔT는 (예를 들어, 제어 모듈(108)에 의해) 비교되어 웨어러블 치료 장치(350)가 예상 조건 하에서 작동하고 있는지 여부를 결정하거나, 필요한 경우 치료 파라미터를 조정할 수 있다. 일례로, TR 및 ΔT의 비교는 웨어러블 치료 장치(350)가 배치된 영역에서 과열되고 있는지를 결정하기 위해 사용될 수 있다. 특정 실시예에서, 치료 요법은 치료의 상이한 단계에서 상이한 작동 파라미터를 포함할 수 있으며, 이는 온도 센서로부터의 측정에 의해 알려지거나 제어 모듈(308)에 의해 구현될 수 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 특정 실시예들에서, LDU(100)는 도파관(110)을 포함할 수 있다. 도파관(110)의 채널(들)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 냉각 시스템(362)을 통해 냉각제 냉각기(306)에 유체적으로 결합될 수 있다. 도파관(110)은 스플리터(340)에 광학적으로 결합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도파관(110)은 광섬유 케이블을 통해 스플리터(340)에 결합될 수 있다. 도파관(110)은 스플리터(340)로부터 광학 입력을 수신할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 광학 입력은 750㎚ 및 940㎚ 광을 모두 포함하는 결합된 광학 신호일 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 광학 입력은 별도의 광학 신호일 수 있는데, 여기서 제1 광학 신호는 750㎚ 광을 포함하고 제2 광학 신호는 940㎚ 광을 포함한다. 일부 경우, 광학 입력이 별도의 광학 신호를 포함하는 경우, 별도의 광학 신호는 750㎚ 및 940㎚ 광을 모두 포함하는 결합된 광학 신호로 결합될 수 있다. 결합된 광 신호는 도파관(110)의 렌즈에 입사하여 전파될 수 있다. 렌즈는 결합된 광학 신호를 하나 이상의 초점 광학 신호로 초점화할 수 있다. 초점이 맞춰진 광학 신호(들)는 도파관(110)의 하나 이상의 추출 피처에 입사하여 전파될 수 있다. 추출 피처(들)는 초점이 맞춰진 광학 신호(들)가 도파관(110)의 방출 표면에 대해 거의 수직이 되도록 초점이 맞춰진 광학 신호(들)를 리디렉션할 수 있다. 초점이 맞춰진 광학 신호(들)는 채널(들) 및 방출 표면을 통해 하나 이상의 방출 광학 신호로서 전파될 수 있다. 일부 경우, 웨어러블 치료 장치가 대상(예: 환자)에 의해 착용되는 경우, 방출된 광학 신호(들)는 대상의 조직 표면(예: 피부 표면)에 입사될 수 있다. 방출된 광학 신호는 대상의 신체 조직을 통해 전파될 수 있다. 일부 경우, 신체 조직이 산화 스트레스를 받고 있는 경우 방출된 광학 신호가 신체 조직을 통해 전파되면 미토콘드리아 활동을 조절하여 치료를 제공할 수 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 일부 실시예들에서, LDU(100)는 하우징(120)을 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 하우징은 LDU(100)를 웨어러블 치료 장치(350)에 물리적으로 결합시키기 위한 하나 이상의 패스너(예컨대, 브라켓, 나사, 클립 등)를 포함할 수 있다.

도 3B는 NIR 광 치료 제공을 위한 예시적 치료 시스템(300)의 예시적 웨어러블 치료 장치(350)의 내부 사시도이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 일부 경우에, 웨어러블 치료 장치(350)는 환자의 신체 영역(예: 머리 영역)에 부착되도록 구성되는 지지 부재(370)를 포함할 수 있다. 도 3B에 도시된 바와 같이, 지지 부재(370)는 제1 단부(371) 및 제2 단부(372)를 포함할 수 있다. 지지 부재(370)의 제1 단부(371)는 스트랩(374)을 포함할 수 있다. 스트랩(374)은 제2 단부(372)를 제1 단부(371)에 탈착 가능하게 결합하기 위해 스트랩(375)(도 3B에는 도시되지 않음)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 지지 부재(370)는 탄성 직물 재료로 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 3B에 도시된 바와 같이, 웨어러블 치료 장치(350)는 평평하게 놓일 수 있다. 다른 실시예에서, 도 3D에 도시된 바와 같이, 웨어러블 치료 장치(350)는 랩핑될 수 있다. 일부 예들에서, 지지 부재(370)는 스트랩, 캡 또는 헬멧의 임의의 조합일 수 있다. 일부 경우, 지지 부재(370)는 폐기 가능한 것일 수 있다. 지지 부재(370)는 하나 이상의 크기로 구성될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(370)는 각각 유아, 어린이 및 성인에 적합하도록 소형, 중형 및 대형 크기로 구성될 수 있다. 지지 부재(370)는 도 3C에 도시된 바와 같이 웨어러블 치료 장치(350)의 외부에 LDU(들)(도 3B에는 도시되지 않음)를 유지할 수 있다. 일례로, 웨어러블 치료 장치(350)는 지지 부재(370)에 의해 유지되는 8개의 LDU(100)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 웨어러블 치료 장치(350)는 하나 이상의 패드(386)를 포함할 수 있다. 패드(들)(386)는 웨어러블 치료 장치(350)가 부착되는 신체 부위에서 압력 영역(예: 압력 포인트)을 완화 및/또는 방지하도록 구성될 수 있다. 각 패드(386)는 웨어러블 치료 장치(350)의 LDU(100)에 대응할 수 있으며, 여기서 각 패드(386)는 웨어러블 치료 장치(350)의 내부에서 LDU(100)에 근접한 영역에 위치할 수 있다. 패드(들)(386)는 부드러운 겔 재료로 구성될 수 있다. 일례로, 패드(들)(386)는 2㎝ - 8㎝의 범위(예: 6㎝ 바이 6㎝)에서 2㎝ - 8㎝의 범위 내에 있을 수 있다.

도 3C는 NIR 광 치료를 제공하기 위한 예시적인 치료 시스템(300)의 예시적인 웨어러블 치료 장치(350)의 외부 도면이다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 일부 경우에, 웨어러블 치료 장치(350)는 환자의 신체 영역(예: 머리 영역)에 부착되도록 구성된 지지 부재(370)를 포함할 수 있다. 도 3C에 도시된 바와 같이, 지지 부재(370)는 제1 단부(371) 및 제2 단부(372)를 포함할 수 있다. 지지 부재(370)의 제2 단부(372)는 스트랩(375)을 포함할 수 있다. 스트랩(375)은 제2 단부(372)를 제1 단부(371)에 탈착 가능하게 결합하기 위해 스트랩(374)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다(도 3B에 도시된 바와 같이). 예시적인 실시예에서, 도 3C에 도시된 바와 같이, 웨어러블 치료 장치(350)는 평평하게 놓일 수 있다. 지지 부재(370)는 웨어러블 치료 장치(350)의 외부에 LDU(들)(도 3C에 도시되지 않음)를 유지할 수 있다. 일례로, 웨어러블 치료 장치(350)는 지지 부재(370)에 의해 유지되는 8개의 LDU(100)를 포함할 수 있다.

도 3D는 NIR 광 치료를 제공하기 위한 예시적인 치료 시스템(300)의 예시적인 웨어러블 치료 장치(350)의 측면도이다. 도 3D에 도시된 바와 같이, 웨어러블 치료 장치(350)는 래핑된 위치로 구성될 수 있다. 지지 부재(370)의 제1 단부(371)는 스트랩(374)(도 3에는 도시되지 않음) 및 스트랩(375)을 통해 지지 부재(370)의 제2 단부(372)에 결합될 수 있다. 스트랩(374) 및 스트랩(375) 대신에 또는 스트랩(375)에 추가하여 임의의 적합한 패스너가 사용될 수 있다. 웨어러블 치료 장치(350)는 치료 시스템(300)의 사용자의 머리 영역에 부착되도록 래핑된 위치로 구성될 수 있다.

도 3E는 예시적인 치료 시스템(300)의 예시적인 웨어러블 치료 장치(350)가 사용자의 머리에 착용된 모습을 도시한다. 일부 예에서, 웨어러블 치료 장치는 지지 부재(370)를 통해 사용자(380)에게 부합될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 도 3E에 도시된 바와 같이, 웨어러블 치료 장치(350)는 사용자(380)의 머리 영역에 부합될 수 있다. 웨어러블 치료 장치(350)는 스트랩(374) 및 스트랩(375)을 통해 사용자(380)의 머리 영역에 부합될 수 있다(도 3E에는 도시되지 않음). 웨어러블 치료 장치(350)는 바람직한 조직 영역에 NIR 광 치료를 제공하고, 또한 바람직하지 않은 해부학적 구조(예컨대, 정맥동, 특정 혈관, 장기 등)에 NIR 광 치료가 제공되지 않도록 LDU(100)를 전략적으로 배치하도록 구성될 수 있다(도 3E에는 도시되지 않음). 지지 부재(370) 상의 LDU(100)의 개수 및/또는 각 LDU(100)의 위치는 웨어러블 치료 장치(350)의 특정 치료 용도 및/또는 대상의 특성(머리 크기, 정맥동 배치 등)에 기초하여 선택될 수 있다. 일부 경우, 사용자 특성은 엑스레이, MRI, 또는 CT 스캔과 같은 의료 영상을 사용하여 결정될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 웨어러블 치료 장치(350)는 8개의 LDU(100)를 포함할 수 있으며, 여기서 4개의 LDU(100)는 사용자(380)의 머리 영역의 각 반구에 위치한다. 이러한 포지셔닝은 또한 특정 해부학적 구조와의 접촉을 피할 수 있다. 다른 예에서, 웨어러블 치료 장치(350)는 6개의 LDU(100)를 포함할 수 있는데, 여기서 3개의 LDU(100)는 사용자(380)의 머리 영역의 각 반구 상에 위치한다. 각각의 LDU(100)는 사용자(380)의 피부 표면을 따를 수 있다. 일부 경우, 각 LDU(100)는 각 LDU(100)에 의해 방출되는 광학 신호(예컨대, 도파관(110)을 통해)가 사용자(380)의 피부 표면에 대략 정상적으로 방출되도록 배치될 수 있다.

냉각제 I/O 메커니즘의 구성

도 4A는 NIR 광 치료를 제공하기 위한 치료 시스템(예: 치료 시스템(300))에서 냉각제를 순환시키기 위한 예시적인 결합기(402)를 나타낸다. 일부의 경우, LDU의 냉각 시스템의 튜브는 본 명세서에 기술된 바와 같이 결합기(402)에 결합될 수 있다. 결합기(402)는 하나 이상의 도관(예컨대, 튜브) 및 하나 이상의 소스로부터 유체를 결합하거나 분배하기 위한 하나 이상의 피팅으로 구성될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 결합기(402)는 냉각기 장치로부터 웨어러블 치료 기기의 하나 이상의 LDU로 냉각제를 분배한다. 다른 예에서, 결합기는 하나 이상의 LDU로부터 냉각제를 결합하여 결합된 냉각제를 냉각기 장치로 전달할 수 있다. 결합기(402)는 제1 입구/출구(I/O 포트)(410) 및 하나 이상의 제2 I/O 포트(420)를 포함할 수 있다. 일부의 경우, 유체(예: 냉각제)는 제1 I/O 포트(410)로 유입되어 제2 I/O 포트(들)(420)로 분배될 수 있다. 다른 경우, 유체(예: 냉각제)는 제2 I/O 포트(들)(420)로 흐르고 제1 I/O 포트(410)에서 결합될 수 있다. 일례로, 도 4A에 도시된 바와 같이, 결합기(402)는 8개의 I/O 포트(420)를 포함할 수 있다. 결합기(402)는 본원에 설명된 바와 같이 웨어러블 치료 장치에 포함된 LDU의 수 및/또는 치료 시스템에 포함된 결합기의 수에 기초하여 임의의 적절한 수의 제2 I/O 포트(420)를 포함할 수 있다.

도 4B는 근적외선(NIR) 광 치료를 제공하기 위한 치료 시스템(예컨대, 치료 시스템(300)) 내의 예시적인 결합기(402)를 통한 냉각제 순환의 일례를 도시한다. 설명의 편의를 위해, 도 4B에 도시된 냉각제 순환의 예는 단일 LDU(100)에 대해 도시되어 있다. 그러나, 임의의 적절한 수의 LDU(100)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 냉각제를 순환시킬 수 있다. 일부 경우, 치료 시스템(400)은 하나 이상의 튜브(403)를 포함할 수 있다. 튜브(들)(403)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 하나 이상의 결합기(402)를 냉각제 냉각기에 결합시킬 수 있다. 도 4B에 도시된 바와 같이, 치료 시스템(400)은 튜브(403a 및 403b)를 포함할 수 있다. 일부 경우, 치료 시스템(400)은 하나 이상의 결합기(402)를 포함할 수 있으며, 여기서 각 결합기(402)는 냉각제를 결합하거나 분배하도록 구성된다. 도 4B에 도시된 바와 같이, 치료 시스템(400)은 결합기(402a 및 402b)를 포함할 수 있다. 일부 경우, 치료 시스템(400)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 웨어러블 치료 장치의 일부로서 하나 이상의 LDU(100)를 포함할 수 있다. LDU(100)는 냉각 시스템을 포함할 수 있으며, 여기서 냉각 시스템은 LDU(100)의 입구 또는 출구에 결합된 하나 이상의 튜브(401)를 포함한다. 도 4B에 도시된 바와 같이, 치료 시스템(400)은 LDU(100)의 냉각 시스템의 일부로서 튜브(401a 및 401b)를 포함할 수 있다.

어떤 경우, 결합기(들)(402)는 LDU(들)(100)를 포함하는 웨어러블 치료 장치에 포함될 수 있다. 예를 들어, 웨어러블 치료 장치는 결합기(402A 및 402B)를 포함할 수 있고, 이에 따라, LDU(100)의 입구 및 출구에 연결된 튜브(401)가 웨어러블 치료 장치 상의 결합기(402A) 또는 결합기(402B)에 결합될 수 있다. 다른 경우, 결합기(402)는 어셈블리(예: 어셈블리(301))에 포함될 수 있다. 예를 들어, 어셈블리(301)는 냉각제 냉각기(306)를 LDU(들)(100)에 유체적으로 결합하기 위한 결합기(402a 및 402b)를 포함할 수 있다. 어떤 경우, 결합기들(402)은 스플리터(예: 스플리터(340))와 함께 포함될 수 있으며, 결합기들(402)은 본 명세서에 설명된 바와 같이 어셈블리 및 웨어러블 치료 장치의 외부에 존재한다.

일부 실시예에서, 튜브(403a)는 냉각제 냉각기(306)에 결합되어, 튜브(403a)가 냉각된 냉각제를 결합기(402a)의 제1 I/O 포트(410a)로 순환시키도록 할 수 있다. 결합기(402a)는 냉각제를 수용하고, 수용된 냉각제를 하나 이상의 제2 I/O 포트(들)(420)로 분배할 수 있다. 튜브(401a)는 결합기(402a)의 제2 I/O 포트(420a)에 결합될 수 있다. 튜브(401a)는 결합기(402a)의 제2 I/O 포트(420a)로부터 냉각된 냉각제를 수용할 수 있다. 튜브(401a)는 냉각된 냉각제를 LDU(100)의 채널(들)(도 4B에 도시되지 않음)의 입구로 순환시킬 수 있다. 냉각된 냉각제는 채널(들)(116)의 출구에서 온난화된 냉각제로서 LDU(100)를 빠져나갈 수 있다. 튜브(401b)는 채널(들)(116)의 출구에 결합될 수 있다. 튜브(401b)는 배출구로부터 온난화된 냉각제를 수신할 수 있다. 튜브(401b)는 결합기(402b)의 제2 입출력 포트(420b)에 결합될 수 있고, 튜브(401b)가 결합기(402b)의 제2 입출력 포트(420b)로 온난화된 냉각제를 순환시키도록 할 수 있다. 경우에 따라, 하나 이상의 LDU(100)로부터 유래하는 온난화된 냉각제가 결합기(402b)의 제2 I/O 포트(420)로 공급될 수 있다. 결합기(402b)는 LDU(100) 및 하나 이상의 다른 LDU(100)로부터 온난화된 냉각제를 받을 수 있다. 온난화된 냉각제는 결합기(402b)의 제1 I/O 포트(410b)에서 결합기(402b) 내에 수렴할 수 있다. 튜브(403b)는 결합기(402b)의 제1 I/O 포트(410b)에 결합될 수 있다. 튜브(403b)는 결합기(402b)의 제1 입출력 포트(410b)로부터 온난화된 냉각제를 받을 수 있고, 본 명세서에 설명된 바와 같이 온난화된 냉각제를 냉각제 냉각기(306)에 공급할 수 있다. 따라서, 냉각제는 결합기(402a 및 402b)를 통해 LDU(100)와 냉각제 냉각기(306) 사이에서 순환될 수 있으며, 이에 따라 LDU(100)(예컨대, LDU(100)의 방출 표면)는 냉각된 냉각제에 의해 냉각될 수 있고, LDU(100)로부터 발생하는 온난화된 냉각제는 냉각제 냉각기(306)에 의해 냉각될 수 있다.

광학 및 전기적 I/O 메커니즘의 구성

도 5는 NIR 광 치료를 제공하기 위한 치료 시스템(500)의 예시적인 결합 메커니즘을 도시한다. 일부 경우, 웨어러블 치료 장치(350)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 어셈블리(501)에 결합될 수 있다. 웨어러블 치료 장치(350)는 하나 이상의 LDU(100)(도 5에는 도시되지 않음)를 포함할 수 있으며, 여기서 각 LDU(100)는 여기에 설명된 바와 같이 I/O 커넥터(124)를 포함할 수 있다. 웨어러블 치료 장치(350)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 LDU(들)(100)를 유지하고 사용자의 신체 영역(예컨대, 머리 영역)에 부착되도록 구성되는 지지 부재(370)를 포함할 수 있다. 일부 사례에서, 웨어러블 치료 장치(350)는 하나 이상의 커넥터(572)를 포함할 수 있다. 커넥터(572)의 제1 단부(들)는 LDU(들)(100)에 대응하는 하나 이상의 입출력 커넥터(들)(124)에 결합될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 웨어러블 치료 장치(350)의 내부에 있는 패드(들)(386)의 위치는 웨어러블 치료 장치(350)의 외부에 있는 LDU(들)(100)의 위치를 나타낼 수 있다. 일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(572a)의 제1 단부는 4개의 LDU(100)(패드(386a)에 의해 위치가 표시됨)에 결합될 수 있고, 커넥터(572b)의 제1 단부는 4개의 LDU(100)(패드(386b)에 의해 위치가 표시됨)에 결합될 수 있다. 다양한 실시예에서, 커넥터(572)의 제1 단부는 임의의 적절한 수의 LDU(100)에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 스플리터(도시되지 않음) 또는 어셈블리(501)는 하나 이상의 커넥터(574)를 포함할 수 있다. 커넥터(572)의 제2 단부는 커넥터(574)의 제1 단부에 결합될 수 있다. 일례로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 커넥터(572A)의 제2 단부는 커넥터(574A)의 제1 단부에 결합될 수 있고, 커넥터(572B)의 제2 단부는 커넥터(574B)의 제1 단부에 결합될 수 있다. 일부의 경우, 커넥터들(들)(572)은 커넥터들(들)(574)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다. 일례에서, 커넥터들(572A 및 572B)은 웨어러블 치료 장치(350) 및 어셈블리(501)가 분리될 수 있도록 커넥터들(574A 및 574B)에 탈착 가능하게 결합될 수 있다.

일부 실시예에서, 커넥터(572)는 삽입 커넥터(예컨대, 수-암 결합 메커니즘의 수 커넥터)로 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 커넥터(574)는 수신 커넥터(예컨대, 수-암 결합 메커니즘의 암 커넥터)로 구성될 수 있다. 일부 예들에서, 커넥터(572)와 커넥터(574)는 수-암 결합 메커니즘에 기초하여 물리적으로 결합될 수 있다. 커넥터(572) 및 커넥터(574)는 모두 하나 이상의 광 채널(예컨대, 광섬유 케이블) 및 전기 와이어 및/또는 케이블을 포함할 수 있으며, 여기서 커넥터(572 및 574)는 하나 이상의 신호를 전송하기 위해 광학적 및 전기적으로 결합될 수 있다. 결합된 광학 채널들은 방출된 광학 신호(예를 들어, 결합된 750㎚ 및 940㎚ 광)를 어셈블리(501)로부터 웨어러블 치료 장치(550)의 각 LDU(100)로 전송할 수 있다. 결합된 전기 와이어 및/또는 케이블은 웨어러블 치료 장치(350)에 포함된 온도 센서와 어셈블리 사이에 정보를 통신할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 어셈블리의 제어 모듈(예컨대, 제어 모듈(308))은 결합된 커넥터(572 및 574)를 통해 각 LDU(560)의 입구 및 출구에서 온도 정보를 결정할 수 있다.

본 명세서에 설명된 바와 같이, 일부 실시예에서, 어셈블리(501)는 냉각제 냉각기(306)를 포함할 수 있다. 냉각제 냉각기(306)는 냉각제를 냉각시키고, 냉각제를 결합된 웨어러블 치료 장치(350)의 LDU(들)로 순환시키도록 구성될 수 있다. 일례로, 도 5에 도시된 바와 같이, 어셈블리는 냉각제 냉각기(306)와 한 쌍의 결합기(402)를 포함할 수 있다. 한 쌍의 결합기(402) 중 제1 결합기(402)는 냉각제 냉각기(306)에 의한 냉각을 위해 LDU(들)(100)로부터 수신된 냉각제를 결합할 수 있다. 한 쌍의 결합기(402) 중 제2 결합기(402)는 냉각제 냉각기(306)에 의해 냉각된 냉각제를 LDU(들)(100)에 분배할 수 있다.

특정 실시예에 대한 추가 설명

도 6은 본 명세서에 설명된 기술을 구현하는 데 사용될 수 있는(예를 들어, 제어기(308)의 일부로서) 예시적인 컴퓨터 시스템(600)의 블록 구성도이다. 범용 컴퓨터, 네트워크 어플라이언스, 모바일 장치, 또는 다른 전자 시스템도 시스템(600)의 적어도 일부를 포함할 수 있다. 시스템(600)은 프로세서(610), 메모리(620), 저장 장치(630) 및 입력/출력 장치(640)를 포함한다. 각 구성요소(610, 620, 630, 및 640)는 예를 들어, 시스템 버스(650)를 사용하여 상호 연결될 수 있다. 프로세서(610)는 시스템(600) 내에서 실행을 위한 명령어를 처리할 수 있다. 일부 구현들에서, 프로세서(610)는 싱글스레드 프로세서이다. 일부 구현에서, 프로세서(610)는 멀티스레드 프로세서이다. 프로세서(610)는 메모리(620) 또는 저장 장치(630)에 저장된 명령어들을 처리할 수 있다.

메모리(620)는 시스템(600) 내에 정보를 저장한다. 일부 실시예에서, 메모리(620)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 일부 실시예에서, 메모리(620)는 휘발성 메모리 유닛이다. 일부 실시예에서, 메모리(620)는 비휘발성 메모리 유닛이다.

저장 장치(630)는 시스템(600)을 위한 대용량 저장소를 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 저장 장치(630)는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체이다. 다양한 다른 실시예에서, 저장 장치(630)는 예를 들어, 하드 디스크 장치, 광 디스크 장치, 솔리드-데이트 드라이브, 플래시 드라이브, 또는 다른 대용량 저장 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 저장 장치는 장기 데이터(예를 들어, 데이터베이스 데이터, 파일 시스템 데이터 등)를 저장할 수 있다. 입력/출력 장치(640)는 시스템(600)에 대한 입력/출력 동작을 제공한다. 일부 구현에서, 입력/출력 장치(640)는 네트워크 인터페이스 장치, 예를 들어 이더넷 카드, 직렬 통신 장치, 예를 들어 RS-232 포트, 및/또는 무선 인터페이스 장치, 예를 들어 802.11 카드, 3G 무선 모뎀, 또는 4G 무선 모뎀 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 입력/출력 장치는 입력 데이터를 수신하고 출력 데이터를 다른 입력/출력 장치(660), 예를 들어 키보드, 프린터 및 디스플레이 장치로 전송하도록 구성되는 드라이버 장치를 포함할 수 있다. 일부 예들에서, 모바일 컴퓨팅 장치, 모바일 통신 장치 및 기타 장치가 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 상술한 접근법의 적어도 일부는 실행 시 하나 이상의 처리 장치가 상술한 프로세스 및 기능을 수행하도록 하는 명령어에 의해 실현될 수 있다. 이러한 명령어들은, 예를 들어, 스크립트 명령어, 실행 코드, 또는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체에 저장된 다른 명령어와 같은 해석된 명령어들을 포함할 수 있다. 저장 장치(630)는 네트워크를 통해 분산된 방식으로 구현될 수 있으며, 예를 들어 서버 팜 또는 광범위하게 분산된 서버들의 집합과 같이 구현되거나, 단일 컴퓨팅 장치 내에서 구현될 수 있다.

도 6에 예시적인 처리 시스템이 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 기술적 사상의 실시예, 기능 동작 및 프로세스는 다른 유형의 디지털 전자 회로, 유형적으로 구현된 컴퓨터 소프트웨어 또는 펌웨어, 본 명세서에 개시된 구조와 그 구조적 등가물을 포함하는 컴퓨터 하드웨어, 또는 이들 중 하나 이상의 조합으로 구현될 수 있다. 본 명세서에 기술된 주제의 실시예는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 즉 데이터 처리 장치에 의해 실행되거나 데이터 처리 장치의 동작을 제어하기 위해 유형의 비휘발성 프로그램 캐리어에 인코딩된 컴퓨터 프로그램 명령어의 하나 이상의 모듈로 구현될 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 프로그램 명령어는 인위적으로 생성된 전파 신호, 예를 들어, 데이터 처리 장치에 의해 실행하기 위해 적절한 수신 장치로 전송하기 위한 정보를 인코딩하기 위해 생성되는 기계 생성 전기, 광학 또는 전자기 신호에 인코딩될 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 기계 판독 가능 저장 장치, 기계 판독 가능 저장 기판, 랜덤 또는 직렬 액세스 메모리 장치, 또는 전술한 것 중 하나 이상의 조합일 수 있다.

"시스템"이라는 용어는 프로그래머블 프로세서, 컴퓨터 또는 다수의 프로세서 또는 컴퓨터를 포함하여 데이터를 처리하기 위한 모든 종류의 장치, 장치 및 기계를 포함할 수 있다. 프로세싱 시스템은 특수 목적 로직 회로, 예를 들어 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 또는 애플리케이션 특정 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 프로세싱 시스템은 하드웨어 외에도 해당 컴퓨터 프로그램의 실행 환경을 생성하는 코드(예: 프로세서 펌웨어, 프로토콜 스택, 데이터베이스 관리 시스템, 운영 체제 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 구성하는 코드)를 포함할 수 있다.

컴퓨터 프로그램(프로그램, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션, 모듈, 소프트웨어 모듈, 스크립트 또는 코드로도 지칭되거나 설명될 수 있음)은 컴파일 또는 해석 언어, 선언적 또는 절차적 언어를 포함한 모든 형태의 프로그래밍 언어로 작성될 수 있으며, 독립형 프로그램 또는 모듈, 구성 요소, 서브루틴 또는 컴퓨팅 환경에서 사용하기에 적합한 기타 단위를 포함하여 모든 형태로 배포될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 파일 시스템의 파일에 해당할 수도 있지만 반드시 그럴 필요는 없다. 프로그램은 다른 프로그램이나 데이터를 보관하는 파일의 일부(예: 마크업 언어 문서에 저장된 하나 이상의 스크립트), 해당 프로그램 전용 단일 파일 또는 여러 개의 조정된 파일(예: 하나 이상의 모듈, 하위 프로그램 또는 코드 일부를 저장하는 파일)에 저장될 수 있다. 컴퓨터 프로그램은 한 대의 컴퓨터 또는 한 사이트에 있거나 여러 사이트에 분산되어 있고 통신 네트워크로 상호 연결된 여러 대의 컴퓨터에서 실행되도록 배포할 수 있다.

본 명세서에 기술된 프로세스 및 논리 흐름은 입력 데이터를 조작하고 출력을 생성하여 기능을 수행하기 위해 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 실행하는 하나 이상의 프로그래밍 가능한 컴퓨터에 의해 수행될 수 있다. 프로세스 및 논리 흐름은 또한 특수 목적 논리 회로, 예를 들어 FPGA 또는 ASIC에 의해 수행될 수 있으며, 장치는 또한 특수 목적 논리 회로로 구현될 수 있다.

컴퓨터 프로그램의 실행에 적합한 컴퓨터는 예를 들어, 일반 또는 특수 목적 마이크로프로세서 또는 둘 다 또는 다른 종류의 중앙 처리 장치를 포함할 수 있다. 일반적으로 중앙 처리 장치는 읽기 전용 메모리 또는 랜덤 액세스 메모리 또는 둘 다에서 명령어와 데이터를 받는다. 컴퓨터는 일반적으로 명령어를 수행하거나 실행하기 위한 중앙 처리 장치와 명령어 및 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 메모리 장치를 포함한다. 일반적으로 컴퓨터는 데이터를 저장하기 위한 하나 이상의 대용량 저장 장치(예: 자기 디스크, 자기 광 디스크 또는 광 디스크)를 포함하거나 이로부터 데이터를 수신하거나 이 둘 중 하나 또는 둘 다로 데이터를 전송하도록 작동적으로 결합될 수 있다. 그러나 컴퓨터에는 이러한 장치가 필요하지 않다. 또한 컴퓨터는 다른 장치(예: 휴대폰, 개인용 디지털 보조 장치(PDA), 모바일 오디오 또는 비디오 플레이어, 게임 콘솔, 위성 위치 확인 시스템(GPS) 수신기 또는 휴대용 저장 장치(예: 범용 직렬 버스(USB) 플래시 드라이브) 등)에 내장될 수 있다.

컴퓨터 프로그램 명령어 및 데이터를 저장하는 데 적합한 컴퓨터 판독 가능 매체에는 모든 형태의 비휘발성 메모리, 미디어 및 메모리 장치가 포함되며, 예를 들어 반도체 메모리 장치(예: EPROM, EEPROM 및 플래시 메모리 장치), 자기 디스크(예: 내장 하드 디스크 또는 이동식 디스크), 자기 광학 디스크, CD-ROM 및 DVD-ROM 디스크가 이에 포함된다. 프로세서 및 메모리는 특수 목적 논리 회로에 의해 보완되거나, 또는 특수 목적 논리 회로에 통합될 수 있다.

사용자와의 상호작용을 제공하기 위해, 본 명세서에 기술된 기술적 사상의 실시예는 사용자에게 정보를 표시하기 위한 디스플레이 장치, 예를 들어 음극선관(CRT) 또는 액정 디스플레이(LCD) 모니터와 사용자가 컴퓨터에 입력을 제공할 수 있는 키보드 및 포인팅 장치(예를 들어 마우스 또는 트랙볼)를 갖는 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 다른 종류의 장치도 사용자와의 상호작용을 제공하는 데 사용될 수 있는데, 예를 들어 사용자에게 제공되는 피드백은 시각적 피드백, 청각적 피드백, 촉각적 피드백 등 모든 형태의 감각적 피드백이 될 수 있으며, 사용자의 입력은 음향, 음성 또는 촉각 입력을 포함하여 모든 형태로 수신될 수 있다. 또한 컴퓨터는 예를 들어 웹 브라우저로부터 수신된 요청에 대한 응답으로 사용자의 사용자 장치에 있는 웹 브라우저로 웹 페이지를 전송하는 등 사용자가 사용하는 장치에 문서를 보내고 해당 장치로부터 문서를 수신함으로써 사용자와 상호 작용할 수 있다.

본 명세서에 기술된 기술사상의 실시예는 데이터 서버와 같은 백엔드 컴포넌트를 포함하거나, 애플리케이션 서버와 같은 미들웨어 컴포넌트를 포함하거나, 또는 그래픽 사용자 인터페이스 또는 사용자가 본 명세서에 기술된 주제의 구현과 상호작용할 수 있는 웹 브라우저를 갖는 클라이언트 컴퓨터와 같은 프론트엔드 컴포넌트를 포함하는 컴퓨팅 시스템 또는 그러한 하나 이상의 백엔드, 미들웨어 또는 프론트엔드 컴포넌트의 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 시스템의 구성 요소는 통신 네트워크와 같은 디지털 데이터 통신의 모든 형태 또는 매체를 통해 상호 연결될 수 있다. 통신 네트워크의 예로는 근거리 통신망(LAN) 및 광역 통신망(WAN), 예를 들어, 인터넷이 포함된다.

컴퓨팅 시스템에는 클라이언트와 서버가 포함될 수 있다. 클라이언트와 서버는 일반적으로 서로 멀리 떨어져 있으며, 보통 통신 네트워크를 통해 상호 작용하게 된다. 클라이언트와 서버의 관계는 각각의 컴퓨터에서 실행되고 서로에 대해 클라이언트-서버 관계를 갖는 컴퓨터 프로그램에 의해 발생한다.

일례에 따르면, 대상의 조직 내로 광을 전송하기 위한 도파관은 광 유입부, 광 유입부로부터 수신된 광을 리디렉션하도록 구성된 복수의 추출 피처를 포함하는 추출부, 및 추출부로부터 광을 수신하여 대상의 조직 표면으로 광을 방출하도록 구성된 NIR 발광부를 포함할 수 있다.

광 유입부는 비구면 렌즈를 포함할 수 있다. 또한, 광 유입부는 비구면 렌즈로 들어오는 광이 분산되어 광 채널을 따라 추출부로 전달되도록 광 채널을 포함할 수 있다.

복수의 추출 피처는 적어도 3개의 추출 피처일 수 있다.

도파관의 적어도 하나의 외부 표면은 이에 인접한 반사 코팅 또는 하우징을 포함할 수 있다. 반사 코팅 또는 하우징과 복수의 추출 피처 사이에 간격이 있을 수 있다.

추출 피처는 광 유입부로부터 수신된 광을 대상의 피부 표면에 실질적으로 수직인 방향으로 리디렉션(반사)하도록 구성된다.

복수의 추출 피처 각각은 피부 표면에 수직인 방향에 대하여 비스듬히 배향된 표면을 포함할 수 있다. 각도는 35도 내지 75도 범위 내에 있을 수 있다.

NIR 발광부는 예를 들어, 평평한 형상 또는 오목한 하부 표면을 갖는 아치형 형상일 수 있다. 오목한 하부 표면은 대상의 피부 표면에 적합하도록 구성될 수 있다. 오목한 하부 프로파일은 3㎝ 내지 10㎝ 범위의 곡률 반경을 가질 수 있다.

LDU 또는 도파관은 대상의 피부 표면을 냉각하도록 구성된 통합 냉각 시스템을 포함할 수 있다. 통합 냉각 시스템은 방출부 내에 배치될 수 있다. 또한, 통합 냉각 시스템은 방출부 내에 성형되고 냉각제 유체(예: 물)를 운반하도록 구성된 유체 채널(들)을 포함할 수 있다. 유체 채널(들)은 구불구불한 형상을 가질 수 있다. 구불구불한 형상은 각각 굽힘에 의해 연결된 복수의 실질적으로 평행한 도관에 의해 정의될 수 있으며, 여기서 실질적으로 평행한 도관의 내부 표면의 직경은 굽힘의 내부 표면의 직경보다 크다.

유체 채널(들)은 방출부의 표면적의 적어도 20%를 차지할 수 있다.

도파관의 적어도 일부는 생체 적합성, 순응성 물질(예: 실리콘 또는 광학적으로 투명한 실리콘)에 의해 정의될 수 있다. 실리콘 재료는 1 MPa 내지 50 MPa 범위의 탄성 계수를 가질 수 있다.

다른 예에 따르면, 대상의 피부 표면에 광을 전송하기 위한 광 치료 장치는 적어도 하나의 도파관을 유지하고, 적어도 하나의 도파관을 대상의 피부 표면에 근접하게 배치하도록 구성된 적어도 하나의 지지 부재를 포함할 수 있다.

지지 부재는 도파관의 배열을 유지할 수 있으며, 예를 들어, 스트랩, 캡, 헬멧, 또는 이들의 조합 중 적어도 하나일 수 있다. 또한, 지지 부재는 방출된 광과 대상의 소정의 영역(예컨대, 정맥동) 사이의 상호작용을 피하도록 적어도 하나의 도파관을 배치하도록 구성될 수 있다.

치료 장치는 또한 대상의 피부 표면의 온도를 결정하기 위한 온도 측정 시스템을 포함할 수 있다. 온도 측정 시스템은, 예를 들어, 유체 채널의 입구를 통해 도파관으로 유입되는 냉각제 유체의 온도를 측정하기 위한 제1 프로브, 유체 채널의 출구에서 도파관을 빠져나가는 냉각제 유체의 온도를 측정하기 위한 제2 프로브, 및 대상의 비치료 위치에서 피부 온도를 측정하기 위한 기준 프로브를 포함할 수 있다.

치료 장치의 광원은 다이오드, 레이저 또는 레이저 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 광원(들)은 약 750㎚ 또는 약 940㎚의 파장, 또는 750㎚ ± 30㎚ 및/또는 약 940㎚ ± 30㎚의 파장을 갖는 광을 생성할 수 있다.

본 명세서에는 많은 구체적인 구현 세부 사항이 포함되어 있지만, 이는 청구범위의 제한으로 해석되어서는 안 되며, 오히려 특정 실시예에 한정될 수 있는 특징에 대한 설명으로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 개별 실시예들의 맥락에서 설명되는 특정 특징들은 또한 단일 실시예에서 조합하여 구현될 수 있다. 반대로, 단일 실시예의 맥락에서 설명되는 다양한 특징들은 다수의 실시예들에서 개별적으로 또는 임의의 적절한 하위 조합으로 구현될 수도 있다. 또한, 특징들이 위에서 특정 조합에서 작용하는 것으로 설명되고 심지어 처음에 그렇게 청구되었지만, 청구된 조합으로부터 하나 이상의 특징이 일부 경우 조합에서 제외될 수 있으며, 청구된 조합은 하위 조합 또는 하위 조합의 변형을 대상으로 할 수 있다.

마찬가지로, 도면에는 특정 순서로 동작이 도시되어 있지만, 바람직한 결과를 얻기 위해 그러한 동작이 도시된 특정 순서 또는 순차적 순서로 수행되거나 도시된 모든 동작이 수행되어야 한다는 의미로 이해되어서는 안 된다. 특정 상황에서는 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 또한, 상술한 실시예들에서 다양한 시스템 구성요소들의 분리가 모든 실시예에서 그러한 분리를 요구하는 것으로 이해되어서는 안 되며, 설명된 프로그램 구성요소 및 시스템은 일반적으로 단일 소프트웨어 제품에 함께 통합되거나 다수의 소프트웨어 제품에 패키지화 될 수 있다는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 특정 실시예들이 설명되었다. 다른 실시예들은 다음 청구범위의 범위 내에 있다. 예를 들어, 청구범위에 기재된 동작들은 다른 순서로 수행되어도 여전히 바람직한 결과를 달성할 수 있다. 일례로서, 첨부된 도면에 도시된 프로세스는 바람직한 결과를 달성하기 위해 반드시 도시된 특정 순서 또는 순차적 순서를 필요로 하지 않는다. 특정 구현에서는 멀티태스킹 및 병렬 처리가 유리할 수 있다. 설명된 프로세스에서 다른 단계 또는 단계가 제공되거나 단계 또는 단계가 제거될 수 있다. 따라서, 다른 구현은 다음 청구범위의 범위 내에 있다.

용어

본 명세서에서 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이며, 이를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

명세서 및 청구범위에 사용된 "대략", "대략 다음과 같다" 및 기타 유사한 문구(예: "X는 대략 Y의 값을 갖는다" 또는 "X는 대략 Y와 같다")는 하나의 값(X)이 다른 값(Y)의 소정의 범위 내에 있다는 의미로 이해되어야 한다. 소정의 범위는 달리 명시되지 않는 한, 플러스 또는 마이너스 20%, 10%, 5%, 3%, 1%, 0.1%, 또는 0.1% 미만일 수 있다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 부정관사 "a" 및 "an"은, 반대로 명확하게 표시되지 않는 한, "적어도 하나"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 명세서 및 청구범위에 사용된 "및/또는"이라는 문구는 그렇게 결합된 요소들, 즉 어떤 경우에는 결합적으로 존재하고 다른 경우에는 분리적으로 존재하는 요소들의 "둘 중 하나 또는 둘 다"를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. "및/또는"으로 나열된 여러 요소는 동일한 방식으로, 즉 그렇게 결합된 요소 중 "하나 이상"으로 해석되어야 한다. "및/또는" 절에 의해 구체적으로 식별된 요소 외에 다른 요소가 선택적으로 존재할 수 있으며, 이는 구체적으로 식별된 요소와 관련되거나 관련되지 않은 요소일 수 있다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및/또는 B"에 대한 참조는 "포함하는"과 같은 개방형 언어와 함께 사용될 때, 일 실시예에서 A만(선택적으로 B 이외의 요소를 포함), 다른 실시예에서 B만(선택적으로 A 이외의 요소를 포함), 또 다른 실시예에서 A와 B 모두(선택적으로 다른 요소를 포함) 등을 나타낼 수 있다.

명세서 및 청구범위에서 사용된 "또는"은 위에 정의된 "및/또는"과 동일한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 리스트에서 항목을 구분할 때 "또는" 또는 "및/또는"은 요소의 수 또는 리스트 중 적어도 하나 이상을 포함하되, 선택적으로 나열되지 않은 추가 항목을 포함하는 포괄적인 의미로 해석되어야 한다. "오직 하나" 또는 "정확히 하나", 또는 청구범위에 사용된 경우 "구성하는"과 같이 반대되는 것으로 명확하게 표시된 용어만 숫자 또는 요소 리스트의 정확히 하나의 요소를 포함하는 것을 지칭한다. 일반적으로 "또는"이라는 용어는 "둘 중 하나", "중 하나", "오직 하나" 또는 "정확히 하나"와 같은 배타성 용어가 앞에 올 때 배타적인 대안(즉, "둘 중 하나이지만 둘 다는 아님")을 나타내는 것으로만 해석되어야 한다. "본질적으로 다음을 포함하는"은 청구항에서 사용될 때 특허법 분야에서 사용되는 통상적인 의미를 갖는다.

본 명세서 및 청구범위에서 사용된 바와 같이, 하나 이상의 요소 리스트와 관련하여 "적어도 하나"라는 문구는 요소 리스트에 있는 하나 이상의 요소 중에서 선택된 적어도 하나의 요소를 의미하지만, 반드시 요소 리스트 내에 구체적으로 열거된 모든 요소 중 적어도 하나를 포함하는 것은 아니며 요소 리스트에 있는 요소들의 조합을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한 이 정의는 '적어도 하나'라는 문구가 지칭하는 요소 목록에 구체적으로 명시된 요소 외에 선택적으로, 구체적으로 명시된 요소와 관련되거나 관련되지 않은 요소가 존재할 수 있음을 허용한다. 따라서, 비제한적인 예로서, "A 및 B 중 적어도 하나"(또는, 동등하게, "A 또는 B 중 적어도 하나" 또는, 동등하게 "A 및/또는 B 중 적어도 하나")는 일 실시예에서, 적어도 하나(선택적으로 둘 이상을 포함)를 지칭할 수 있고, B가 존재하지 않는(선택적으로 B 이외의 요소를 포함하는) A를 지칭할 수 있다; 다른 실시예에서, 적어도 하나, 선택적으로 하나 이상의 B를 포함하는, A가 존재하지 않는(그리고 선택적으로 A 이외의 요소를 포함하는); 또 다른 실시예에서, 적어도 하나, 선택적으로 하나 이상의 A를 포함하는, 및 적어도 하나, 선택적으로 하나 이상의 B를 포함하는(그리고 선택적으로 다른 요소를 포함하는); 등을 포함할 수 있다.

"포함하는", "포함하는", "갖는", "포함하는", "포함하는" 및 그 변형의 사용은 그 뒤에 열거된 항목 및 추가 항목을 포괄하는 것을 의미한다.

청구항에서 청구항 요소를 수정하기 위해 "첫째", "둘째", "셋째" 등과 같은 서수 용어를 사용하는 것은 그 자체로 한 청구항 요소의 다른 요소에 대한 우선순위, 선후관계 또는 순서 또는 방법의 행위가 수행되는 시간적 순서를 의미하지 않는다. 서수 용어는 단지 특정 이름을 가진 하나의 청구항 요소를 동일한 이름을 가진 다른 요소와 구별하기 위한 레이블로 사용되어 청구항 요소를 구분하기 위해 사용된 것일 뿐이다(단, 서수 용어의 사용을 위해).

이와 같이 본 발명의 적어도 하나의 실시예의 여러 측면을 설명하였으므로, 당업자에게는 다양한 변형, 수정 및 개선이 용이하게 이루어질 것임이 이해되어야 한다. 이러한 변형, 수정 및 개선은 본 개시의 일부로 의도된 것이며, 본 발명의 사상 및 범위 내에 있는 것으로 의도된 것이다. 따라서, 전술한 설명과 도면은 단지 예시적인 것일 뿐이다.

Claims

근적외선(NIR) 광 치료 장치로서,
치료용 NIR 광을 제공하는 적어도 하나의 NIR 광원; 및
i) 적어도 하나의 NIR 광원으로부터의 치료용 NIR 광이 도파관으로 들어오는 NIR 광 입력 표면 및 ii) 치료용 NIR 광이 도파관을 빠져나가는 NIR 발광 표면을 갖는 도파관을 포함하고, 도파관은,
NIR 광 입력 표면을 형성하고 적어도 하나의 NIR 광원에 근접한 렌즈 피처(lens feature) - 렌즈 피처는 적어도 하나의 NIR 광원으로부터 치료용 NIR 광을 적어도 실질적으로 시준하고 실질적으로 시준된 광을 도파관을 통해 제1 방향으로 전달하도록 구성됨 - , 및
도파관 표면 상에 있고, 실질적으로 시준된 광을 발광 표면을 통해 대상에 반사하도록 구성된 복수의 추출 표면을 포함하고,
복수의 추출 표면 중 적어도 일부가 대상에 대해 대략 수직인 방향에 대해 35도 내지 75도 범위로 각도를 이루고, 복수의 추출 표면은 발광 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 NIR 광 출력을 생성하도록 구성된, 근적외선 광 치료 장치.
제1항에 있어서, 도파관은 NIR 발광 표면에 근접하여 열을 흡수하는 냉각제를 순환시키도록 구성된 적어도 하나의 냉각 채널을 더 포함하며, 도파관은 적어도 하나의 냉각 채널을 통해 적어도 일부 반사된 NIR 광을 전송하도록 구성된, 근적외선 광 치료 장치.
제2항에 있어서, 도파관은 실리콘을 포함하여 렌즈 피처, 복수의 추출 표면, NIR 발광 표면 및 적어도 하나의 냉각 채널이 실리콘으로 구성되고, 실리콘은 20 쇼어 A 내지 80 쇼어 A 범위의 경도를 갖는 저 경도 실리콘으로서, NIR 발광 표면이 적어도 부분적으로 대상에 부합할 수 있는, 근적외선 광 치료 장치.
제2항에 있어서,
냉각제가 적어도 하나의 냉각 채널로 들어가기 전에 냉각제를 받기 위한 도파관 내의 입구;
냉각제가 적어도 하나의 냉각 채널로 들어가기 전에 냉각제의 제1 온도를 측정하도록 구성된 제1 온도 센서;
냉각제가 적어도 하나의 냉각 채널을 통해 이동한 후에 냉각제를 도파관으로부터 멀리 전달하는 도파관 내의 출구;
냉각제가 적어도 하나의 냉각 채널을 통과한 후에 냉각제의 제2 온도를 측정하도록 구성된 제2 온도 센서; 및
제1 온도와 제2 온도 사이의 차이를 결정하기 위한 제어 모듈을 더 포함하는, 근적외선 광 치료 장치.
제2항에 있어서, 적어도 하나의 냉각제 채널은, 냉각제 흐름을 느리게 하여 냉각제와 느려진 냉각제가 통과하는 적어도 하나의 냉각제 채널의 일부에 근접한 영역 사이의 열 교환 효율을 증가시키기 위해 직경이 변화하는, 근적외선 광 치료 장치.
제1항에 있어서, 적어도 하나의 NIR 광원이 약 750㎚ 및 940㎚의 파장을 갖는 광을 생성하고, 발광 표면이 대상의 표면에 부합하도록 곡면화된, 근적외선 광 치료 장치.
제1항에 있어서, 복수의 추출 표면 중 적어도 일부가 대상에 대해 대략 수직인 방향에 대해 약 55도 각도를 이루는, 근적외선 광 치료 장치.
제1항에 있어서,
적어도 하나의 추가 도파관; 및
대상의 머리에 적용되도록 구성된 지지 부재를 더 포함하고, 지지 부재는 적어도
도파관 및 적어도 하나의 추가 도파관을 유지하도록; 및
각 도파관으로부터의 치료용 NIR 광이 대상의 정맥동(venous sinus) 영역을 피하는 것을 보장하도록
추가로 구성된, 근적외선 광 치료 장치.
제1항에 있어서, 도파관의 적어도 일부를 수용하기 위한 하우징을 더 포함하고, 하우징은 발광 표면 이외의 영역에서 도파관을 빠져나온 치료용 NIR 광을 도파관으로 다시 반사하는 반사 재료를 포함하는, 근적외선 광 치료 장치.
근적외선(NIR) 광 치료 장치로서,
치료용 광을 생성하는 하나 이상의 광학 광원; 및
치료용 NIR 광이 통과하는 도파관을 포함하고, 도파관은:
치료용 NIR 광을 수신하여 제1 방향으로 전달하는 렌즈 피처;
제1 방향으로 이동하는 치료용 NIR 광을 수신하고, 대상 피부에 실질적으로 직각인 방향으로 치료용 NIR 광을 반사하는 도파관 표면상의 복수의 추출 표면 - 복수의 추출 표면 중 적어도 일부는 대상 피부에 대략 수직인 방향에 대해 35 내지 75도 범위에서 각을 이룸 - ; 및
복수의 추출 표면으로부터 반사된 치료용 NIR 광이 대상 피부로 통과하는 발광 표면 - 복수의 추출 표면은 NIR 발광 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 NIR 광 출력을 생성하도록 구성됨 - 을 포함하는, 근적외선 광 치료 장치.
제10항에 있어서, 도파관은 발광 표면에 근접하여 열을 흡수하는 냉각제를 순환시키도록 구성된 적어도 하나의 냉각 채널을 더 포함하며, 도파관은 적어도 하나의 냉각 채널을 통해 적어도 일부 반사된 치료용 NIR 광을 전송하도록 구성된, 근적외선 광 치료 장치.
제11항에 있어서, 도파관이 실리콘을 포함하여 렌즈 피처, 복수의 추출 표면 및 적어도 하나의 냉각 채널이 실리콘으로 구성되고, 렌즈가 또한 치료용 NIR 광을 제1 방향으로 시준하는, 근적외선 광 치료 장치.
제11항에 있어서, 제어 모듈을 더 포함하고, 제어 모듈은:
적어도 하나의 냉각제 채널로 들어가기 전의 냉각제의 제1 온도와 냉각제가 적어도 하나의 냉각제 채널을 통과한 후의 냉각제의 제2 온도 사이의 온도 차이를 결정하도록; 그리고,
근적외선 광 치료 장치가 도파관에 인접한 대상 피부를 과열하는지 여부를 결정 - 과열 여부 결정은 부분적으로 온도 차이에 기초함 - 하도록
구성된, 근적외선 광 치료 장치.
제10항에 있어서,
적어도 하나의 추가 도파관; 및
도파관 및 적어도 하나의 추가 도파관이 결합된 지지 부재를 더 포함하고, 지지 부재는 적어도:
대상의 머리에 적용되도록; 그리고,
각 도파관으로부터의 치료용 NIR 광이 대상의 정맥동 영역을 피하는 것을 보장하도록
구성된, 근적외선 광 치료 장치.
대상을 치료하기 위한 근적외선(NIR) 광 치료 장치를 제조하는 방법으로서,
도파관을 형성하는 단계를 포함하고, 도파관의 형성은:
도파관 내에 렌즈를 성형하는 단계 - 렌즈는 NIR 광원으로부터 NIR 치료 광을 수신하고 NIR 치료 광을 제1 방향으로 전달하도록 구성됨 - ;
전달된 NIR 치료 광이 실질적으로 제1 방향으로 전파되는 도파관의 장방형 부분을 성형하는 단계;
도파관의 표면 상에 추출부를 성형하는 단계 - 추출부는 제1 방향으로 이동하는 NIR 치료 광을 반사하여 대상에 실질적으로 직각인 방향으로 전파되는 반사된 NIR 치료 광을 생성하도록 구성됨 - ; 및
도파관 상에 NIR 발광 표면을 성형하는 단계 - 도파관은 반사된 NIR 치료 광을 도파관으로부터 NIR 발광 표면을 통해 대상으로 전달하도록 구성되고, 추출부는 NIR 발광 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 NIR 광 출력을 생성하도록 구성됨 - 를 포함하는, 근적외선 광 치료 장치 제조 방법.
제15항에 있어서, 도파관의 형성은 NIR 발광 표면에 근접한 적어도 하나의 냉각 채널을 성형하는 단계를 더 포함하고, 냉각 채널은:
반사된 근적외선 광을 통과시키도록; 그리고,
NIR 발광 표면에 근접한 열을 흡수하는 냉각제를 순환시키도록
구성된, 근적외선 광 치료 장치 제조 방법.
제16항에 있어서, 도파관은 광학적으로 투명한 저 경도 실리콘으로 구성되고, 렌즈는 NIR 치료 광을 제1 방향으로 시준하도록 더 구성되며, 광학적으로 투명한 저 경도 실리콘은 NIR 발광 표면이 적어도 부분적으로 대상에 부합할 수 있도록 20 쇼어 A 내지 80 쇼어 A 범위의 경도를 갖는, 근적외선 광 치료 장치 제조 방법.
제16항에 있어서,
NIR 광 치료 장치에 부착 가능한 제1 온도 센서를 생성하는 단계 - 제1 온도 센서는 냉각제가 적어도 하나의 냉각 채널로 들어가기 전에 냉각제의 제1 온도를 측정하도록 구성됨 - ;
NIR 광 치료 장치에 부착 가능한 제2 온도 센서를 생성하는 단계 - 제2 온도 센서는 냉각제가 적어도 하나의 냉각 채널을 통과한 후에 냉각제의 제2 온도를 측정하도록 구성됨 - ; 및
NIR 광 치료 장치에 부착 가능한 제어 모듈을 생성하는 단계 - 제어 모듈은 제1 온도와 제2 온도 사이의 차이를 결정하도록 구성됨 - 를 더 포함하는, 근적외선 광 치료 장치 제조 방법.
제18항에 있어서,
적어도 하나의 추가 도파관을 형성하는 단계; 및
웨어러블 지지 부재가 대상의 머리에 적용될 때, 각 도파관으로부터 반사된 NIR 치료 광이 대상의 정맥동 영역을 피하도록 도파관 및 적어도 하나의 추가 도파관을 웨어러블 지지 부재에 배치하는 단계를 더 포함하는, 근적외선 광 치료 장치 제조 방법.
제15항에 있어서, 도파관의 적어도 일부에 반사 하우징을 부착하는 단계를 더 포함하며, 반사 하우징은 NIR 발광 표면 이외의 영역에서 도파관을 빠져나오는 광을 도파관으로 다시 반사하도록 구성된, 근적외선 광 치료 장치 제조 방법.