專利名稱：用于輸送低功率光學(xué)治療的方法和設(shè)備的制作方法
優(yōu)先權(quán)本申請(qǐng)要求2003年11月4日提交的美國(guó)申請(qǐng)10/702,104的優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)申請(qǐng)是2001年11月29日提交的美國(guó)申請(qǐng)No.09/996,662的繼續(xù)部分。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及利用光輻射治療各種皮膚病、美容、健康和免疫疾病(condition)的方法和設(shè)備，具體涉及以非常低的功率和能級(jí)工作的這樣的方法和設(shè)備以使它們可在醫(yī)療或非醫(yī)療環(huán)境(包括健康中心、沙龍和家庭)中足夠安全和便宜地實(shí)施。
光輻射治療各種皮膚病和其他醫(yī)學(xué)疾病已經(jīng)應(yīng)用了許多年。這樣的治療通常涉及利用激光器、小電珠或其他相對(duì)高功率光輻射源，將超過(guò)100瓦/cm2的能量輸送至患者的皮膚表面，并且通常輸送基本上超過(guò)該值的能量。這些治療所需要的高功率光輻射源(a)是昂貴的并且還可能體積龐大以及安裝起來(lái)很昂貴；(b)產(chǎn)生大量熱量，如果不加以驅(qū)散的話，這些熱量可損壞輻射源并導(dǎo)致其他問(wèn)題，因此至少對(duì)于光輻射源來(lái)說(shuō)需要利用大容量、昂貴的冷卻技術(shù)；以及(c)把安全風(fēng)險(xiǎn)帶給患者和操作者(如人眼和患者皮膚的非目標(biāo)區(qū)域)。結(jié)果，必須不斷地將昂貴的安全特征添加至設(shè)備中，并且通常這樣的設(shè)備必須是FDA批準(zhǔn)的并且只能由醫(yī)務(wù)人員來(lái)操作?；颊咂つw表面的高能量還提出了安全問(wèn)題并且可能限制了可進(jìn)行治療的患者的類別；例如，對(duì)膚色非常深的個(gè)體的治療通常是不可能的。高能量還可能通過(guò)要求上述的組織冷卻和/或以其他方式鄰接治療區(qū)域以此保護(hù)某一非目標(biāo)組織而增加治療設(shè)備的成本。
迄今為止，用于實(shí)施光學(xué)治療皮膚病過(guò)程的設(shè)備的高成本(通常好幾萬(wàn)美元)以及這樣的過(guò)程要由醫(yī)務(wù)人員來(lái)實(shí)施的要求，已經(jīng)意味著這樣的療法通常是很少發(fā)生的并且只用于有限數(shù)量的相對(duì)較富裕的患者。然而，這種療法見(jiàn)效的疾病卻是世界上大部分人口所經(jīng)歷的疾病。例如，這樣的療法包括但不限于毛發(fā)生長(zhǎng)控制，其包括在不期望的區(qū)域上限制或消除毛發(fā)生長(zhǎng)而在期望的區(qū)域上刺激毛發(fā)的生長(zhǎng)；PFB、血管病變、皮膚再青春的療法；包括有改善皮膚肌理、毛孔大小、彈性、皺紋和皮膚起皺的抗衰老；改善血管和淋巴系統(tǒng)、改善皮膚濕潤(rùn)、痤瘡、除去色素病變、再色素沉著、減少/除去紋身、牛皮癬、減輕體臭、減少油性、減少出汗、減少/除去疤痕、皮膚抗衰老、預(yù)防并防止皮膚疾病(包括皮膚癌)、改善皮下區(qū)域(包括減少脂肪和減少脂肪團(tuán))、減輕疼痛、肌肉和關(guān)節(jié)等的生物刺激以及大量其他的情況(下文有時(shí)共同地稱為“患者疾病”或“疾病”)。因此，期望如果能夠提供足夠便宜的以及功率和能量足夠低的方法和設(shè)備，以使這樣的治療能夠經(jīng)濟(jì)安全地由非醫(yī)務(wù)人員實(shí)施并且甚至由被治療的人員自行施行，從而允許這種治療可用于世界上極大部分的人口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了利用安全、便宜的功率和能級(jí)的光輻射治療各種疾病的方法和設(shè)備。公開(kāi)了一種在適當(dāng)?shù)念^部使用至少一個(gè)低功率光輻射源的設(shè)備，所述的設(shè)備頭部可在每次治療期間于治療區(qū)域上保持一段基本時(shí)間或者可在治療區(qū)域上移動(dòng)若干次。該設(shè)備為手持發(fā)光敷貼器(LEA)或發(fā)光皮膚敷貼器(LESA)，它可以是刷子或輥?zhàn)有问降?，在將輻射施加于患者皮膚時(shí)適合于在患者的皮膚表面上移動(dòng)。LEA或LESA的皮膚接觸表面可具有能夠按摩皮膚并輸送輻射的突起(如突出部或剛毛)。另外，公開(kāi)了一種將光輻射輸送至治療區(qū)域的設(shè)備，該設(shè)備包含了適合連接到皮膚接觸裝置的改型的外殼。
在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于治療患者疾病的設(shè)備，該設(shè)備具有敷貼器和至少一個(gè)光輻射源，所述的敷貼器具有包含至少一個(gè)突起的皮膚接觸表面，所述的至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚。敷貼器可以是刷子或輥?zhàn)有问降模趯⑤椛涫┘佑诨颊咂つw時(shí)適合于在患者的皮膚表面上移動(dòng)。敷貼器可以是手持單元。皮膚接觸表面可具有由此伸出來(lái)的至少一個(gè)突起，如突出部或剛毛。突起適合于在使用期間將壓縮力施加于皮膚上。每個(gè)突起的皮膚接觸端在未與患者皮膚接觸時(shí)可具有總的輻射內(nèi)反射，但是在與患者皮膚接觸時(shí)將輻射輸送至患者的皮膚。該設(shè)備還可包括在照射患者的皮膚時(shí)將物質(zhì)施加于皮膚的機(jī)構(gòu)。
在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)光輻射源可以是光輻射源陣列，所安裝的每個(gè)所述源用來(lái)將光輻射傳送過(guò)至少一個(gè)相應(yīng)的突起。多個(gè)源的每一個(gè)可安裝成用來(lái)將輻射傳送過(guò)相應(yīng)的突起。至少一個(gè)光輻射源可以是半導(dǎo)體輻射發(fā)射元件陣列。至少一個(gè)光輻射源可在不同的波長(zhǎng)下工作以此實(shí)現(xiàn)所期望的治療方案。至少一個(gè)光輻射源可以是連續(xù)波輻射源。對(duì)輻射源進(jìn)行改型以適合敷貼器并且輻射源可包括將該源附加至敷貼器的機(jī)構(gòu)。另外，至少一個(gè)輻射源可以是敷貼器的一部分。
該設(shè)備還可包括熱沉。另外，設(shè)備可包括使用該設(shè)備時(shí)適合于操作者手持的手柄、將熱量從至少一個(gè)輻射源匯集到手柄以及將熱量從手柄匯集到操作者手上的熱沉。在另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備還包括敷貼器和患者皮膚之間接觸的探測(cè)器、以及響應(yīng)于探測(cè)器而操作的用于允許將來(lái)自至少一個(gè)源的輻射施加于患者皮膚的若干控制。
在又一個(gè)實(shí)施例中，皮膚接觸表面由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成。可將至少一個(gè)光輻射源安裝到該板上以使來(lái)自至少一個(gè)源的熱量加熱該板。被加熱的板因此適合于在使用期間加熱皮膚區(qū)域。設(shè)備可包括與至少一個(gè)源進(jìn)行熱接觸的熱沉部件，其中在使用設(shè)備之前，該部件適合于被冷卻。在被冷卻時(shí)該部件可經(jīng)歷相變，而在從至少一個(gè)源中提取熱量時(shí)該部件返回到初始狀態(tài)。
在本發(fā)明的另一方面，公開(kāi)了一種使患者疾病好轉(zhuǎn)的方法，其中選擇了通常對(duì)光治療輻射的已知功率密度有響應(yīng)的患者疾病并且向患者提供一系列臨時(shí)間隔的治療時(shí)間，其中每段時(shí)間提供的治療輻射的功率密度低于治療醫(yī)學(xué)環(huán)境中的治療患者疾病所需要的典型功率密度。方法可包括下列步驟選擇通常對(duì)光治療輻射的已知功率密度有響應(yīng)的患者疾病并且向患者提供一系列臨時(shí)間隔的治療時(shí)間。每段時(shí)間提供的治療輻射的功率密度低于治療患者疾病所需要的典型功率密度?？沙掷m(xù)系列的臨時(shí)間隔的治療時(shí)間直至患者的疾病通過(guò)系列治療時(shí)間的累積效果而有所好轉(zhuǎn)為止。施加于患者皮膚表面的功率密度介于大約1mW/cm2和大約100W/cm2之間，并且至少取決于所治療的疾病和輻射波長(zhǎng)。優(yōu)選地，患者皮膚表面的能量介于10mW/cm2和10W/cm2之間。所施加的輻射可持續(xù)一秒到一個(gè)小時(shí)。該方法可使用提供給患者的系列治療時(shí)間的功率密度，所述的功率密度由下面的方程來(lái)確定P(N)＝P(1)/σ(N，ΔT，β)，其中P(1)是單次治療的已知功率密度，N是治療次數(shù)，ΔT是經(jīng)歷P(1)治療的組織或細(xì)胞的溫升，β是P(N)治療時(shí)間與P(1)治療時(shí)間的比率，以及σ為如下σ(N,τ1,τN,G):=ER·ln(A·τ1G)-310·KER·ln(A·τN·NG)-310·K·1-exp(-τNTRT)1-exp(-τ1TRT)]]>其中A＝3.1×1098s-1，E為150000J/mol以及R為1.986J/mol·K。
在一個(gè)實(shí)施例中，方法包括在將輻射施加于患者皮膚表面時(shí)于患者皮膚表面上移動(dòng)包含有光輻射源的頭部。頭部在皮膚表面移動(dòng)的速度、以及頭部在患者皮膚表面的指定區(qū)域上通過(guò)的次數(shù)是如此的，以使在各指定區(qū)域上的停留時(shí)間是在持續(xù)時(shí)間內(nèi)。在施加步驟期間所施加的光輻射可以是連續(xù)波輻射。
在另一個(gè)實(shí)施例中，方法包括在將輻射施加于患者皮膚表面時(shí)于患者皮膚表面上移動(dòng)包含有輻射源的頭部。頭部可具有皮膚接觸表面，在將頭部于患者皮膚表面上移動(dòng)時(shí)，皮膚接觸表面清潔和/或摩擦患者的皮膚表面。在施加步驟期間所施加的光輻射可以是連續(xù)波輻射。頻繁的間隔約為從每日若干次治療到每月一次的治療。本發(fā)明的另一個(gè)特征是可將其他治療與皮膚治療相結(jié)合，如衛(wèi)生習(xí)慣(即淋浴、洗澡、剃須、刷牙等)、機(jī)械和電按摩、刺激、熱或冷治療、局部藥物或洗劑治療、以及針刺療法。
正在治療的疾病可以是表1中列示的其中一種疾病，并且輻射波長(zhǎng)可在表1所示的對(duì)應(yīng)范圍內(nèi)。輻射源在適合于治療皮膚病、美容或健康疾病的波長(zhǎng)和/或波段下工作。源可以是輻射源陣列，其中源可在不同波長(zhǎng)下工作以此實(shí)現(xiàn)所期望的治療方案。
本發(fā)明的方法還可包括從輻射源匯集熱量。源可位于具有由操作者手持的手柄的敷貼器中，其中匯集熱量包括將熱量從源匯集到手柄以及其中將熱量從手柄匯集到操作者手上。輻射源還可位于具有皮膚接觸表面的敷貼器中?？蓪毫κ┘佑谄つw接觸表面以此提高來(lái)自源的能量輸送效率。壓力可導(dǎo)致皮膚接觸表面的突出部壓緊患者的皮膚。
在又一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法可包括利用位于具有皮膚接觸表面的敷貼器中的輻射源。皮膚接觸表面可具有從表面伸出來(lái)的光突出部和/或剛毛。光突出部/剛毛可用來(lái)集中來(lái)自適當(dāng)?shù)妮椛湓吹墓廨椛洹?br> 本發(fā)明的方法還可包括在實(shí)施施加步驟之前冷卻和冷凍包含有適當(dāng)?shù)妮椛湓吹姆筚N器的其中一種作法?？蓪⑤椛湓瘩詈现辆哂衅つw接觸表面或如刷子上的點(diǎn)的敷貼器。方法可包括探測(cè)皮膚接觸表面和從表面伸出的突出部/剛的毛其中之一與患者皮膚的接觸，并且允許根據(jù)探測(cè)將光輻射從適當(dāng)?shù)妮椛湓摧斔椭粱颊咂つw。另外，輻射源可耦合至具有皮膚接觸表面的敷貼器。敷貼器可適合于在至少部分施加步驟期間將洗劑施于患者皮膚。輻射源還可位于具有皮膚接觸表面的敷貼器內(nèi)，其中方法用于皮膚再青春以及其中在施加步驟期間，敷貼器摩擦患者皮膚表面的死皮同時(shí)所施加的光輻射促進(jìn)了膠原質(zhì)的再生。
在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的方法還可包括同時(shí)被輸送至患者皮膚上的多個(gè)間隔的小斑點(diǎn)以此加熱斑點(diǎn)的輻射。方法還可包括將物質(zhì)施于患者皮膚并加熱斑點(diǎn)以促進(jìn)至少部分物質(zhì)通過(guò)加熱的斑點(diǎn)輸送至患者的身體。輻射的輸送可與振動(dòng)或以其他的方式刺激皮膚、磁場(chǎng)、電場(chǎng)和聲場(chǎng)的至少一種相結(jié)合。還可能的是，回射光能可從患者皮膚出來(lái)又返回到皮膚。
在本發(fā)明的一個(gè)方面，公開(kāi)了一種使患者疾病好轉(zhuǎn)的方法，其中所施加的光輻射滲入患者皮膚的目標(biāo)區(qū)域并且在施加了光輻射的同時(shí)目標(biāo)區(qū)域被攪動(dòng)，據(jù)此輻射的光程在治療期間是可變的以此在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的輻射量。
還提供了使患者疾病好轉(zhuǎn)的方法，其中所施加的光輻射滲入患者皮膚的目標(biāo)區(qū)域并且在施加光輻射之前或期間摩擦目標(biāo)區(qū)域的表面，據(jù)此可消除對(duì)輻射的表面阻塞以此在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)更大的滲透。
在又一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種用于治療患者疾病的設(shè)備，該設(shè)備包含具有輸出表面的發(fā)光敷貼器(LEA)或發(fā)光皮膚敷貼器(LESA)，其可直接接觸皮膚或者可將物質(zhì)直接施于表面，如洗劑、凝膠體、層或透光材料或間隔。至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至敷貼器以便被激活時(shí)將光通過(guò)皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚，至少一個(gè)輻射源被選擇并且敷貼器被設(shè)計(jì)成以便輸送具有患者皮膚表面處能量的光輻射，在單次治療期間該能量不足以具有任何明顯的治療效果。可選擇至少一個(gè)輻射源并且可設(shè)計(jì)敷貼器以便在一系列臨時(shí)間隔的治療時(shí)間內(nèi)將光輻射輸送給患者，其中每段時(shí)間提供的治療輻射的功率密度低于治療患者疾病所需要的典型功率密度。系列的臨時(shí)間隔的治療時(shí)間具有導(dǎo)致患者疾病好轉(zhuǎn)的累積效果。患者皮膚表面處的能量可介于大約1mW/cm2和大約100W/cm2之間，所施加的能量至少取決于要治療的疾病和輻射波長(zhǎng)。患者皮膚表面處的能量?jī)?yōu)選地介于10mW/cm2和10W/cm2之間。
敷貼器可以是在將輻射施加于患者皮膚表面時(shí)適合于在患者皮膚表面上移動(dòng)的刷子的形式。皮膚接觸表面可具有從此處伸出來(lái)的突出部和/或剛毛。至少一個(gè)光輻射源可以是光輻射源陣列，每個(gè)源被安裝成以使光輻射通過(guò)相應(yīng)的一個(gè)或多個(gè)突出部或剛毛而輸送。每個(gè)突出部/剛毛的皮膚接觸端在未與患者皮膚接觸時(shí)可具有總的輻射內(nèi)反射，但在與患者皮膚接觸時(shí)可將輻射傳送至患者的皮膚。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，在伴有高摩擦的情況下，敷貼器可通過(guò)透光層來(lái)接觸治療區(qū)域?？蓪⒎筚N器按壓在皮膚上以使其在目標(biāo)區(qū)域處或附近接觸皮膚?？蓹C(jī)械攪動(dòng)敷貼器以便于在未將敷貼器從接觸區(qū)域移開(kāi)的情況下治療皮下器官或其他生物結(jié)構(gòu)。例如，可將敷貼器按壓在患者的臉頰上，以使敷貼器在接觸區(qū)域接觸患者的臉頰?？蓪⒎筚N器按摩進(jìn)患者的臉頰以此治療患者的牙齒或者下面的腺體或器官而皮膚表面的身體接觸點(diǎn)保持不變。
在本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例中，可將發(fā)光敷貼器附加或結(jié)合進(jìn)現(xiàn)有的皮膚敷貼器內(nèi)，如皮膚刷、淋浴刷、剃須刷、牙刷、剃刀、微摩擦敷貼器、按摩裝置、海綿、洗劑、凝膠體、肥皂、局部藥物分配器、以及熱和冷敷貼器。
在一個(gè)實(shí)施例中，至少一個(gè)光輻射源是光輻射源陣列。輻射源陣列可以是安裝在熱沉上的半導(dǎo)體晶片?？蓪⒕O(shè)計(jì)成發(fā)光二極管或垂直表面發(fā)射激光二極管的矩陣或陣列。輻射源可在不同波長(zhǎng)下工作以此實(shí)現(xiàn)所期望的治療方案。至少一個(gè)光輻射源可以是連續(xù)波輻射源，或者可以是具有足夠高頻率以此覆蓋治療區(qū)域的脈沖輻射源。
在另一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備可包括熱沉，其能夠?qū)崃繌墓庠?、電源和該設(shè)備內(nèi)的其他散熱部件移走。本發(fā)明的設(shè)備還可包括設(shè)備的手柄，其適合于在使用該設(shè)備時(shí)由操作者手持，熱沉將熱量從至少一個(gè)輻射源匯集到手柄以及將熱量從手柄匯集到操作者手上。
在又一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備還可包括敷貼器和患者皮膚之間接觸的探測(cè)器、以及響應(yīng)于探測(cè)器而操作的用于允許將來(lái)自至少一個(gè)源的輻射施加于患者皮膚的控制。該設(shè)備還可包括保護(hù)患者眼睛和/或治療區(qū)域部分或治療區(qū)域以外區(qū)域的機(jī)構(gòu)，以使需要很少或不需要治療的區(qū)域能夠免受潛在的傷害。
設(shè)備還可包括在患者皮膚被照射時(shí)將物質(zhì)施于其皮膚的機(jī)構(gòu)。這種物質(zhì)可為皮膚以及人身體的其他部位(如毛發(fā)或指甲)提供好處。這種物質(zhì)可被該設(shè)備激活以便更好地輸進(jìn)皮膚、腺體、毛發(fā)、指甲內(nèi)和/或增強(qiáng)輻射的治療效果。
敷貼器可以是洗澡刷，其中可使水通過(guò)敷貼器以此用于洗澡并冷卻輻射源。水通過(guò)表面的開(kāi)口施加以此形成水流。來(lái)自至少一個(gè)源的輻射也通過(guò)開(kāi)口施加并且水流起到了將輻射輸送至患者的波導(dǎo)作用。敷貼器還可被定形使其適合將要治療的患者身體部分。
本發(fā)明的設(shè)備還可包括用于振動(dòng)和/或以其他方式刺激皮膚的機(jī)構(gòu)。該設(shè)備還可包括將磁場(chǎng)、電場(chǎng)和聲場(chǎng)的至少一種施加于患者皮膚的機(jī)構(gòu)。在另一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明還包括由敷貼器在患者皮膚上移動(dòng)所激活的發(fā)電機(jī)，以此為輻射源產(chǎn)生電能。
可創(chuàng)建本發(fā)明的皮膚接觸表面以使其將由患者皮膚反射的輻射回射入皮膚?？墒馆椛湓锤男鸵源诉m合敷貼器，并且輻射源可包括使輻射源附加至敷貼器的機(jī)構(gòu)。優(yōu)選地，至少一個(gè)輻射源是敷貼器的部分。在優(yōu)選實(shí)施例中，敷貼器是手持單元。
皮膚接觸表面可以由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成?？蓪⒐廨椛湓窗惭b到板上以使從至少一個(gè)源匯集的熱量加熱該板，并且被加熱的板可加熱與其接觸的患者皮膚。在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明可包括與輻射源熱接觸的熱沉部件。在使用設(shè)備之前或期間，該部件適合于至少被冷卻。在被冷卻時(shí)熱沉或相關(guān)聯(lián)的元件可經(jīng)歷相變，而在匯集來(lái)自至少一個(gè)源的熱量時(shí)熱沉或相關(guān)聯(lián)的元件返回到其初始狀態(tài)(如通過(guò)熔化或蒸發(fā)來(lái)提取熱量)。
在本發(fā)明的另一個(gè)方面，公開(kāi)了一種通過(guò)將來(lái)自適當(dāng)源的光輻射施加于患者皮膚而治療患者疾病的方法。輻射可具有患者皮膚表面處的介于大約1mW/cm2和大約100W/cm2之間的能量，其中所施加的能量至少取決于要治療的疾病和輻射波長(zhǎng)?；颊咂つw表面處的能量?jī)?yōu)選地介于10mW/cm2和10W/cm2之間。所施加的輻射可持續(xù)一秒到一個(gè)小時(shí)。
在又一方面，本發(fā)明提供了一種通過(guò)將來(lái)自適當(dāng)源的低能量光輻射施加于患者的皮膚同時(shí)清潔/摩擦患者皮膚而治療患者的皮膚病、美容或健康疾病的方法。具有化學(xué)或摩擦性質(zhì)的特殊洗劑可提供這些好處。
在其他方面，本發(fā)明提供了利用本發(fā)明的敷貼器連同包含有標(biāo)記的洗劑來(lái)治療患者的方法和設(shè)備，以使設(shè)備只在如果標(biāo)記位于治療區(qū)域上時(shí)才工作。治療患者的皮膚病、美容和健康疾病的方法基本上如這里所示出和描述的。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種治療患者疾病的設(shè)備，該設(shè)備具有敷貼器和至少一個(gè)光輻射源，所述敷貼器包括用于在皮膚表面上引導(dǎo)液體的至少一個(gè)液體輸送管道，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射連同液體輸送至皮膚表面。敷貼器可以是手持的。敷貼器可以是洗澡刷，其中可使水通過(guò)敷貼器被施加以此用于洗澡或淋浴。水還可用來(lái)冷卻至少一個(gè)輻射源。水還可通過(guò)表面的開(kāi)口被使加以此形成水流。來(lái)自至少一個(gè)源的輻射也可通過(guò)開(kāi)口被使加，以使水流起到了將輻射輸送至患者的波導(dǎo)作用。敷貼器還可被定形使其適合將要治療的患者身體部分。設(shè)備可包括用于振動(dòng)和/或以其他方式刺激皮膚的機(jī)構(gòu)?？墒馆椛湓锤男鸵赃m合敷貼器，并且輻射源可包括使輻射源附加至敷貼器的機(jī)構(gòu)。輻射源還可以是敷貼器的一部分。
皮膚接觸表面可由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成?？蓪⒅辽僖粋€(gè)光輻射源安裝到板上以使從至少一個(gè)源提取的熱量加熱該板。被加熱的板因此適合于在使用期間加熱皮膚區(qū)域。設(shè)備還可包括與至少一個(gè)源進(jìn)行熱接觸的熱沉部件，其中在使用該設(shè)備之前，該部件適合于被冷卻。在被冷卻時(shí)該部件可經(jīng)歷相變，而在匯集來(lái)自至少一個(gè)源的熱量時(shí)該部件可返回到其初始狀態(tài)。
在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于治療患者疾病的設(shè)備，該設(shè)備具有敷貼器和至少一個(gè)光輻射源，所述的敷貼器具有皮膚接觸表面，所述的至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚。設(shè)備還包含將磁場(chǎng)、電場(chǎng)和聲場(chǎng)的至少一種施加于患者皮膚的機(jī)構(gòu)。敷貼器可以是手持單元?？蓜?chuàng)建皮膚接觸表面以使其將由患者皮膚反射的輻射回射入皮膚。設(shè)備可包括由敷貼器在患者皮膚上移動(dòng)所激活的發(fā)電機(jī)，以此為輻射源產(chǎn)生電能?？墒馆椛湓锤男鸵赃m合敷貼器，并且輻射源可包括使輻射源附加至敷貼器的機(jī)構(gòu)。至少一個(gè)輻射源可以是敷貼器的一部分。
敷貼器的皮膚接觸表面可由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成，其中將至少一個(gè)光輻射源安裝到板上以使從至少一個(gè)源提取的熱量加熱該板。敷貼器還可包括與至少一個(gè)源進(jìn)行熱接觸的熱沉部件，其中在使用設(shè)備之前，該部件適合于被冷卻。在被冷卻時(shí)該部件可經(jīng)歷相變，而在匯集來(lái)自所述至少一個(gè)源的熱量時(shí)該部件可返回到其初始狀態(tài)。
在又一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于治療患者疾病的設(shè)備，該設(shè)備具有改型的外殼和至少一個(gè)光輻射源，所述外殼適合連接到皮膚接觸裝置，所述的至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至改型的外殼以便被激活時(shí)將光輻射輸送至皮膚表面，并同時(shí)與皮膚接觸裝置一起使用。皮膚接觸裝置可以是刷子或輥?zhàn)有螤?，在將輻射施加于患者的皮膚時(shí)適合于在患者的皮膚表面上移動(dòng)。皮膚接觸表面可具有至少一個(gè)突起，例如從此處伸出來(lái)的突出部和剛毛，其適合于在使用期間將壓縮力施加于皮膚上。至少一種光輻射源可以是半導(dǎo)體輻射發(fā)射元件的陣列。至少一個(gè)光輻射源可在不同波長(zhǎng)下工作以此實(shí)現(xiàn)所期望的治療方案。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的敷貼器頭部的簡(jiǎn)化示意性剖面圖，其具有平坦的皮膚接觸表面；圖2是可選用的頭部的示意性剖面圖，其中剛毛用來(lái)將來(lái)自晶片/包中輻射源的光輸送到患者皮膚；圖3是頭部的示意性剖面圖，其中突出部用來(lái)將來(lái)自晶片/包中輻射源的光輸送到患者皮膚；圖4是顯示η作為治療次數(shù)的函數(shù)的Arrhenius積分的曲線圖；圖5A是總的內(nèi)反射現(xiàn)象的示意圖，其中的窄發(fā)散通常完全從突出部的遠(yuǎn)端被反射；圖5B是突出部的遠(yuǎn)端接觸皮膚時(shí)總的內(nèi)反射現(xiàn)象的示意圖；圖5C是總的內(nèi)反射現(xiàn)象的示意圖，其中的窄發(fā)散通常完全從透明剛毛的遠(yuǎn)端被反射；圖5D是透明剛毛的遠(yuǎn)端接觸皮膚時(shí)總的內(nèi)反射現(xiàn)象的示意圖；圖6是淋浴頭LEA的示意圖；圖7是發(fā)光剃須刷的一個(gè)實(shí)例的示意圖；圖8是具有光和熱效應(yīng)的高效敷貼器的示意圖；圖9是細(xì)菌總數(shù)對(duì)定期治療時(shí)間的關(guān)系曲線圖，該圖比較了高強(qiáng)度、小劑量治療方法(1)與本發(fā)明的低強(qiáng)度、多劑量治療方法(2)；圖10是每次治療的光劑量對(duì)治療次數(shù)的關(guān)系曲線圖；圖11A是具有光突出部系統(tǒng)的輥?zhàn)友b置的頂部透視圖；圖11B是圖11A的輥?zhàn)拥钠拭媲耙晥D；以及圖12A是根據(jù)本發(fā)明的手持發(fā)光裝置的橫斷面圖；圖12B是根據(jù)本發(fā)明的手持發(fā)光裝置的自底向上的視圖；圖13是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中改型的或“直接固定的”附屬光治療設(shè)備被連接到皮膚表面治療裝置；以及圖14是與淋浴頭一起使用的另一個(gè)改型設(shè)備的示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通常涉及在適當(dāng)?shù)念^部?jī)?nèi)低功率光輻射源的使用，或者優(yōu)選地可為低功率光輻射源陣列的使用，在每次治療期間，可使所述頭部在治療區(qū)域上保持一段基本時(shí)間段(即一秒到一小時(shí))或者使之在治療區(qū)域上移動(dòng)若干次。取決于將要治療的患者身體的區(qū)域和疾病，在治療期間于區(qū)域上累積的停留時(shí)間可以是在所示的范圍內(nèi)。有時(shí)將所使用的設(shè)備稱為手持發(fā)光敷貼器(LEA)或發(fā)光皮膚敷貼器(LESA)?？梢灶l繁的間隔(即每日乃至一天、每周、每月若干次)或以其他適當(dāng)?shù)拈g隔重復(fù)治療。治療之間的間隔可以是基本固定的或者可以是以“根據(jù)需要”為基礎(chǔ)的。例如，治療可以是最初以基本規(guī)則或固定的基準(zhǔn)來(lái)治療疾病，而后以“根據(jù)需要”為基準(zhǔn)來(lái)維持。治療可持續(xù)若干周、月、年和/或可結(jié)合進(jìn)患者的定期例行的衛(wèi)生實(shí)踐中。
因此，雖然已經(jīng)在過(guò)去使用光來(lái)治療各種疾病，這樣的治療通常包括在較寬隔開(kāi)的間隔(如每周、每月或更長(zhǎng))中重復(fù)的一到十次的治療。相反地，針對(duì)本發(fā)明的治療次數(shù)可以從十到幾千，同時(shí)治療之間的間隔可以從幾個(gè)小時(shí)到一周或以上。發(fā)明人已經(jīng)通過(guò)利用光對(duì)血管和色素病變治療的實(shí)驗(yàn)證明，利用低功率的多次治療可提供與利用高功率的一次治療相同的效果。治療機(jī)構(gòu)可包括光化學(xué)、光熱、光感受器、細(xì)胞相互作用的光控制或者這些效果的組合。對(duì)于多次的系統(tǒng)治療，小劑量對(duì)于以與系統(tǒng)地使用藥物相同的方式調(diào)節(jié)細(xì)胞、器官或身體功能可能是有效的。
理論上，對(duì)于熱震動(dòng)響應(yīng)類型機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō)，N次治療的功率密度PN與單次治療的功率密度P1相比可能較低，但是卻取得了相同的生物結(jié)果。利用Arrhenius積分，下列方程已經(jīng)被確定為σ(N，τ1，τN，G)＝P1/PNσ(N,τ1,τN,G):=ER·ln(A·τ1G)-310·KER·ln(A·τN·NG)-310·K·1-exp(-τNTRT)1-exp(-τ1TRT)]]>
A:=3.1·1098·s-1,E:=150000Jmol,R:=1.986Jmol·K---(1)]]>其中G是治療后的Arrhenius積分值，它是對(duì)所治療器官內(nèi)熱功能紊亂生物分子的測(cè)量。τ1和τN分別是P1和PN的治療次數(shù)。TRT是所治療器官的熱馳時(shí)間。
圖4示出了作為目標(biāo)治療次數(shù)的函數(shù)σ(N，τ1，τN，G)，其中TRT為5ms，它對(duì)于較小的90微米的血管來(lái)說(shuō)是典型的，τ1為0.5ms，它對(duì)于選擇性散熱作用來(lái)說(shuō)是典型的治療模式，在τ＜＜TRT時(shí)，τN為900s(15分鐘的過(guò)程)，G為0.015。圖4所示的曲線顯出140次治療(一個(gè)月的日治療)的功率密度可能比一次治療所需的功率密度下降了70倍，并且300次治療(一年的日治療)可能下降了2250倍。治療的次數(shù)、頻率和長(zhǎng)度之間的關(guān)系針對(duì)每一種疾病可能是不同的，但是在提供多次、相對(duì)緊密的間隔治療時(shí)，卻具有要求更低功率密度的相同趨勢(shì)。對(duì)于已知的疾病，所要求的功率密度或能量還可作為用于治療的波長(zhǎng)或波段的函數(shù)來(lái)變化。
方程(1)和圖4可用來(lái)評(píng)價(jià)通過(guò)多次治療而使皮膚再青春以及減少皺紋的治療參數(shù)。在以Fitzpatrick皺紋嚴(yán)重性尺度測(cè)量時(shí)，在有皺紋的外貌上已經(jīng)觀察到美容改善具有平均值為1.88的減少量(Bjerring P.，Clement M.，Heickendorff L.，Egevist H.，Kiernan M.Selective non-ablative wrinkle reduction by laser，J.Cutaneous LaserTherapy，2000；29-15)。利用585nm波長(zhǎng)、0.00035s脈寬和2.4J/cm2積分通量和6900W/cm2功率密度的染料激光器在一次治療中可取得這種改善。正如方程(1)和圖4所說(shuō)明的，利用功率密度為50W/cm2、波長(zhǎng)為585nm的光源進(jìn)行每天15分鐘的治療的一個(gè)月之后，以及利用功率密度為3W/cm2、波長(zhǎng)為585nm的光源進(jìn)行每天15分鐘的治療的一年之后可取得相同的結(jié)果?？蓪⑦@樣的參數(shù)裝入本發(fā)明提出的、將LED、激光二極管或低功率燈作為光源的發(fā)光敷貼器(LEA)。另外，通過(guò)同時(shí)將皮膚加熱至38-42℃也可減少治療次數(shù)。利用相同的敷貼器或外部加熱源可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。
同樣地，利用多次治療可降低積分通量或功率以此在生物組織上取得其他光化學(xué)效果。在一個(gè)實(shí)施例中，利用降低的積分通量或功率以及多次治療的光化學(xué)過(guò)程是利用藍(lán)光進(jìn)行的痤瘡治療(A.R.Shalita，Y.Harth和M.Elman，“Acne PhotoClearing(APCTM)Using aNovel，High-Intensity，Enhanced，Narrow-Band，Blue Light Source”Clinical Application Notes，V.9，N1)。痤瘡是皮脂腺疾病，其中在痤瘡細(xì)菌(即丙酸桿菌痤瘡或P.acnes)經(jīng)歷反常增殖時(shí)，腺體被皮脂和角質(zhì)碎屑所堵塞。P.acnes的破壞是任何有效的痤瘡治療所必不可少的部分。
作為有效的痤瘡治療方法，APC基于痤瘡細(xì)菌產(chǎn)生卟啉作為其正常新陳代謝過(guò)程一部分的事實(shí)。對(duì)卟啉的光照射導(dǎo)致用于比如癌癥的光力學(xué)治療的光敏作用。最強(qiáng)的卟啉吸收帶被稱為Soret帶，其位于可見(jiàn)光譜(405-425nm)的紫-藍(lán)范圍內(nèi)。在吸收光子時(shí)，卟啉分子經(jīng)歷了單態(tài)-三重態(tài)轉(zhuǎn)換并生成使損傷組織的細(xì)菌氧化的單態(tài)原子氧。在照射痤瘡細(xì)菌時(shí)，相同的光化學(xué)過(guò)程被啟動(dòng)。過(guò)程包括由細(xì)菌產(chǎn)生的內(nèi)生卟啉內(nèi)的光吸收。結(jié)果，卟啉減少了釋放使細(xì)菌氧化的單態(tài)氧并根除了P.acnes，以此明顯減少了炎性病變次數(shù)。這種治療的詳細(xì)臨床結(jié)果被報(bào)告(A.R.Shalita，Y.Harth和M.Elman，“Acne PhotoClearing(APCTM)Using a Novel，High-Intensity，Enhanced，Narrow-Band，Blue Light Source”Clinical Application Notes，V.9，N1)。在臨床研究中，在利用來(lái)自金屬鹵化物燈的90mW/cm2以及劑量為54J/cm2的光對(duì)35個(gè)患者進(jìn)行一周兩次10分鐘的治療時(shí)，遭遇了平均病變次數(shù)的60％的下降。治療總過(guò)程持續(xù)了4周，在此期間每個(gè)患者經(jīng)歷了八次治療。
不是利用必須在有監(jiān)督的條件(如衛(wèi)生部門(mén))下才能實(shí)施的強(qiáng)光的單次或若干次治療，而是利用本發(fā)明所提出的發(fā)光敷貼器(LEA)進(jìn)行明顯更低功率和劑量的更多次治療可達(dá)到相同的細(xì)菌總數(shù)水平的減少。這種利用LEA的更低功率治療可在家庭環(huán)境中進(jìn)行。應(yīng)當(dāng)注意的是，每個(gè)預(yù)定時(shí)間周期的治療次數(shù)和細(xì)菌總數(shù)水平的總變化之間的關(guān)系由于治療過(guò)程期間復(fù)雜的細(xì)菌總數(shù)動(dòng)力學(xué)而造成其不是直接的關(guān)系。因此，通過(guò)使用這種每次治療小劑量的方法并縮短治療之間的時(shí)間，用戶將通常不會(huì)取得成功的結(jié)果。這一點(diǎn)將在下面利用傳統(tǒng)的Verhulst模型來(lái)解釋。
Verhulst模型建議總數(shù)增長(zhǎng)率由個(gè)體之間的競(jìng)爭(zhēng)來(lái)限制。將這個(gè)模型用于細(xì)菌可產(chǎn)生下列差分方程ddtB=aB(1-BBst),---(2)]]>其中β是時(shí)間t時(shí)的細(xì)菌總數(shù)水平，Bst是固定的總數(shù)水平，α是缺少競(jìng)爭(zhēng)(即B＜＜Bst)時(shí)的總數(shù)增長(zhǎng)率。方程(2)在光治療中間是有效的。方程(2)的解為B(t)=B(0)·B(0)·exp(at)1+(exp(at)-1)·B(0)Bst,---(3)]]>其中B(0)為初始總數(shù)水平。
通過(guò)將新的參數(shù)χ加入到方程2的右側(cè)必定能說(shuō)明治療效果，其描述了光引發(fā)的總數(shù)水平減少。治療部位的光強(qiáng)是W(t)，其中假定是任意時(shí)間相關(guān)的。光對(duì)細(xì)菌的作用由參數(shù)χ來(lái)描述，也就是，每單位光強(qiáng)和每單位總數(shù)水平的根除率。假定根除率與強(qiáng)度和總數(shù)水平是線性相關(guān)的，則控制差分方程假定是下列形式ddtB=aB(1-BBst)-χW(t)B.---(4)]]>方程(4)提出了對(duì)原始Verhulst模型的某些修正。如同原始模型，上述方程可通過(guò)解析方式來(lái)解出。
還可將周期性治療模型化。函數(shù)W(t)是矩形脈沖的周期序列。脈沖和第一脈沖之前的時(shí)間延遲之間的時(shí)間間隔是τ1，并且脈沖持續(xù)時(shí)間是τ2。周期由τ＝τ1+τ2給出。在本例中，我們對(duì)每個(gè)脈沖結(jié)束時(shí)(即時(shí)刻tn＝n·τ，其中n是從1開(kāi)始排列的任意脈沖數(shù))的總數(shù)水平感興趣。對(duì)于α·τ2＜＜1，在n次治療之后的細(xì)菌總數(shù)Bn的相應(yīng)表達(dá)式為
Bn=B(0)·exp[n·(aτ-χF)]1+exp[n·(aτ-χF)]-1exp(aτ-χF)-1·[exp(aτ)-1]---(5)]]>F＝W·τ2是每次治療的光劑量。
通過(guò)將由Shalita等人(Clinical Application Notes，V.9，N1)報(bào)告的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和模型(5)相比較，我們獲得了下列模型參數(shù)的值α＝0.3周-1、χ＝0.013cm2/J以及Bst＝105菌落/cm2。這些參數(shù)被用于方程(5)來(lái)評(píng)價(jià)相對(duì)于時(shí)間的總數(shù)水平。這種比較結(jié)果被呈現(xiàn)在圖9中，其證明了本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ头浅＝咏啬M了Shalita等人的臨床數(shù)據(jù)的模型。曲線1是Shalita等人的臨床數(shù)據(jù)，其中使用了10分鐘的來(lái)自金屬鹵化物燈的90mW/cm2以及劑量為54J/cm2的光。曲線2示范了根據(jù)本發(fā)明發(fā)光敷貼器(LEA)的每日治療，其中使用了10分鐘的來(lái)自具有波長(zhǎng)為410-420nm的LED的13mW/cm2以及劑量為7.8J/cm2的光。總數(shù)水平在治療期間突然下降并且在治療之間慢慢增長(zhǎng)。圖9證明了利用本發(fā)明提出的手持發(fā)光敷貼器(LEA)進(jìn)行低功率(13mW/cm2)每日治療可以取得與利用ClearLightTM高功率(90mW/cm2)固定192磅裝置(可以從加拿大Santa Clara的Lumenis公司買(mǎi)到)相同的對(duì)細(xì)菌的作用。
圖10是曲線圖，其證明了在4周的時(shí)間內(nèi)在不同光劑量情況下所需要的治療量，以便獲得相同的細(xì)菌減少。例如，將近28次治療的劑量比用于一次治療的要低24倍。通過(guò)使用下列技術(shù)，利用本發(fā)明方法的痤瘡治療的效果可能增強(qiáng)。皮膚的緊壓可導(dǎo)致光更好地滲透到包括有腺體的皮脂小囊?？衫?00-700nm范圍內(nèi)不同波長(zhǎng)的最佳組合。更長(zhǎng)的波長(zhǎng)可能對(duì)皮脂腺更有效，并且可用來(lái)控制皮脂的產(chǎn)生。可加熱漏斗狀器官和/或皮脂腺。可將光治療與清潔黑頭粉刺和皮脂小囊的孔相結(jié)合。光治療可結(jié)合抗菌和/或消炎洗劑來(lái)使用，所述的抗菌和/或消炎洗劑可在光治療之前或之后應(yīng)用。光治療可結(jié)合包含光敏劑的洗劑應(yīng)用來(lái)使用。光治療可結(jié)合包含有起動(dòng)如5-氨基果糖酸(ALA)的光敏劑產(chǎn)品的分子的洗劑應(yīng)用。另外，可使用包含吸收化合物(如碳)、黑色素、或增加光吸收導(dǎo)致更好的加熱效應(yīng)的顏料的洗劑。
在本發(fā)明中提出的輔助化合物的特定光參數(shù)和公式提供了這個(gè)治療策略。由于很高的治療次數(shù)以及必須頻繁實(shí)施治療的基礎(chǔ)(如每日到每周)，這些治療可優(yōu)選地在家庭中進(jìn)行。正如后面將要討論的，各種基于光的裝置可用來(lái)將所需要的光劑量輸送至身體。
所利用的光輻射源可在患者的皮膚表面提供大約1mW/cm2至大約100W/cm2的功率密度，優(yōu)選地為10mW/cm2至大約10W/cm2的范圍。所使用的功率密度將是如此以使單次治療將導(dǎo)致無(wú)明顯的治療效果。如上所述，通過(guò)在延長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)相對(duì)頻繁的治療可獲得治療效果。功率密度還將作為大量因子的函數(shù)而變化，這些因子包括但不限于正在治療的疾病、所使用的波長(zhǎng)或若干波長(zhǎng)、以及所期望治療的身體部位(即治療深度)、患者的皮膚類型等。適當(dāng)?shù)妮椛湓纯商峁┍热绱蠹s5-10瓦的功率。
適當(dāng)?shù)妮椛湓窗ò雽?dǎo)體光發(fā)射器，如·發(fā)光二極管(LED)，包括邊緣發(fā)射LED(EELED)、表面發(fā)射LED(SELED)或高亮度LED(HBLED)。LED可以基于不同的材料，如AlInGaN/AlN(從285nm開(kāi)始發(fā)射)、SiC、AlInGaN、GaAs、AlGaAs、GaN、InGaN、AlGaN、AlInGaN、BaN、InBaN、AlGaInP(在NIR和IR發(fā)射)等，其具有晶格結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)。另一種適當(dāng)類型的LED是有機(jī)LED，其將聚合物用作活性材料，并且在非常低成本的情況下具有很寬的發(fā)射光譜。
·超發(fā)光二極管(SLD)。SLD可用作寬發(fā)射光譜光源。
·激光二極管(LD)。激光二極管是最有效的光源(LS)。波導(dǎo)激光二極管(WGLD)非常有效但由于將光耦合進(jìn)光纖因此不是最佳的。垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)對(duì)耦合了在晶片基礎(chǔ)上建立的大面積發(fā)射器矩陣的光纖來(lái)說(shuō)是最有效的。這可能是能量和成本有效的。用于LED的相同材料可用于激光二極管。
·光纖激光器(FL)，具有激光二極管泵浦。
·熒光固態(tài)光源，具有來(lái)自LD、LED或電流/電壓源的電泵浦或光泵浦。FLS可以是具有電泵浦的有機(jī)光纖。
其他適當(dāng)?shù)牡凸β始す馄?、小型燈或其他低功率燈或類似的燈也可用作輻射源。LED因?yàn)槠涞统杀?、易于封裝以及在適合治療疾病的很寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)有效的事實(shí)而使之成為目前優(yōu)選的輻射源。尤其是，MCVD技術(shù)可用來(lái)生長(zhǎng)包含有所期望的相對(duì)低成本的LED和/或VCSEL陣列的晶片，優(yōu)選地為兩維陣列的晶片。固態(tài)光源對(duì)于單色應(yīng)用來(lái)說(shuō)可能是優(yōu)選的。然而，燈(比如白熾燈、熒光燈、微型鹵化物燈或其他適合的燈)是優(yōu)選的白色、紅色、NIR和IR照射的LS。
因?yàn)楣虘B(tài)光源的效率是1-50％并且光源被安裝在非常高密度包裝內(nèi)，從發(fā)射區(qū)域排出的熱量通常是對(duì)源功率的主要限制。為了更好地冷卻，可將LS矩陣安裝到金剛石、藍(lán)寶石、BeO、Cu、Ag、Al、熱導(dǎo)管、或其他適當(dāng)?shù)纳崞魃?。用于特定設(shè)備的LS可作為包含有大量基本的LS部件的包被建造或構(gòu)成。對(duì)于改進(jìn)從半導(dǎo)體發(fā)射結(jié)構(gòu)至皮膚的光輸送，結(jié)構(gòu)和皮膚之間的間隔可用折射率為約1.3或更高的透明材料填充并且不留空隙。
具有將光耦合進(jìn)皮膚的機(jī)構(gòu)的光源可安裝進(jìn)或安裝到適用于皮膚的任何手持件上，例如任何類型的刷子(包括淋浴刷或面部清潔刷)、按摩器或輥?zhàn)?參見(jiàn)比如2001年11月29日提交的美國(guó)申請(qǐng)09/996,662，該申請(qǐng)是關(guān)于控制皮膚溫度的裝置，在這里通過(guò)參考其全部?jī)?nèi)容而將其結(jié)合于此)。另外，可將光源耦合進(jìn)淋浴頭、按摩器、皮膚清潔裝置等?？蓪⒐庠窗惭b進(jìn)附屬裝置，該附屬裝置可被夾在、搭扣到(velcroed)或以其他的方式粘貼在/改型以適應(yīng)現(xiàn)有產(chǎn)品，或者可將光源集成到新產(chǎn)品中。
正如圖11A所示，可以將光源1102附加到如2001年11月29日提交的美國(guó)申請(qǐng)09/996,662中所公開(kāi)的、可用來(lái)控制用戶溫度的輥?zhàn)咏M件1148的外表面，在這里通過(guò)參考該申請(qǐng)而將其結(jié)合于此。另外，光源1102′可以從輥?zhàn)咏M件的透明外部表面伸出來(lái)，所述透明的外部表面可包含具有良好熱傳導(dǎo)性的透明材料，如藍(lán)寶石或石英或塑料。例如，通過(guò)用如圖11B所示的光源代替某些通道1118可實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。另外，可將光源放置到輥?zhàn)?112的內(nèi)部。
所使用的光源可生成單波長(zhǎng)的輸出，或者可生成選擇的波長(zhǎng)范圍或一個(gè)或多個(gè)波段的輸出。對(duì)于寬帶光源，可要求過(guò)濾以此將輸出限制到所期望的波段。在使用輻射源陣列之處，每個(gè)或若干輻射源可以所選擇的不同波長(zhǎng)或波段工作(或者可被過(guò)濾以提供不同的波段)，其中所提供的波長(zhǎng)和/或波段取決于正在治療的疾病以及正在使用的治療方案。使用不同波長(zhǎng)的光源可允許同時(shí)在皮膚的不同深度處對(duì)疾病進(jìn)行治療，或者甚至可以允許在單次治療期間治療兩種或多種疾病。所使用的波長(zhǎng)的范圍可以是290nm到20000nm。稍后將提供針對(duì)各種治療的波長(zhǎng)范圍的實(shí)例。所使用的輻射源還可以是連續(xù)波(CW)，這個(gè)術(shù)語(yǔ)還包括以等于或高于0.5Hz的頻率脈動(dòng)的輻射源或者可以是以適當(dāng)?shù)念l率工作(如每秒10個(gè)脈沖到10000Hz)的脈沖輻射源。這個(gè)頻率可以和被治療個(gè)體的生物循環(huán)頻率(如心率或呼吸周期)同步，或者可以和同時(shí)隨光輸送至身體的聲波的振動(dòng)頻率同步。
用于治療的頭部?jī)?yōu)選地為類似于刷子的設(shè)備，其具有從頭部伸出來(lái)的剛毛，所述剛毛優(yōu)選地為有機(jī)或無(wú)機(jī)材料的光纖，通過(guò)所述光纖使光輻射施加于患者的皮膚；或者頭部可以為類似于按摩器的設(shè)備，其具有用于接觸皮膚的點(diǎn)狀或圓形突出部，通過(guò)所述突出部使光輻射施加于患者的皮膚。在用于噴水的淋浴頭或其他裝置的情形中，水可以起到將光輸送到患者皮膚的波導(dǎo)作用并且不需要其他類型的耦合器。如果使用了輻射源陣列，則其可被設(shè)計(jì)以使在每個(gè)突出部、每個(gè)剛毛或每組剛毛上具有輻射源。在剛毛或突出部的接觸部分未傳輸光的地方，光被施加于剛毛/突出部之間和/或周圍的皮膚。突出部或剛毛可清潔患者的皮膚以此清除死皮、污垢、細(xì)菌和各種治療殘余物，并且突出部或剛毛還可刺激和按摩皮膚，該過(guò)程促進(jìn)了各種治療。突出部和剛毛還可使輻射集中于皮膚表面的小斑點(diǎn)上，因此對(duì)于給定的輻射源功率來(lái)說(shuō)基本上增加了輸送至治療斑點(diǎn)的能量，并且尤其是如果在治療期間將壓力施加于頭部的話，它們可凹進(jìn)患者的皮膚，使所施加的輻射更接近所期望的治療或目標(biāo)區(qū)域。對(duì)于給定的輻射源功率來(lái)說(shuō)，剛毛或突出部因此可明顯提高輸送至目標(biāo)區(qū)域的能效，允許更有效的治療。源功率、源的間隔、頭部設(shè)計(jì)(即所使用的突出部或剛毛)以及其他設(shè)備參數(shù)被選擇成以便在以前討論過(guò)的患者皮膚表面處生成能量或功率密度。所使用的剛毛可以是堅(jiān)硬的或柔軟的，或者突出部的形狀是可以調(diào)節(jié)的，這取決于對(duì)特定治療所期望的摩擦程度、患者皮膚的敏感度以及其他因素。具有可能是平坦的或彎曲的以及可能是平滑的或粗糙的均勻皮膚接觸表面的頭部也在本發(fā)明的預(yù)計(jì)之內(nèi)，盡管這樣的頭部目前不是優(yōu)選的，至少因?yàn)樗粫?huì)集中輻射以此如突出部/剛毛那樣增加能效。
所使用的頭部或刷子的大小可以根據(jù)身體部分而改變，頭部被設(shè)計(jì)成比如治療身體時(shí)可變?yōu)楦蠖委熋娌繒r(shí)可變?yōu)檩^小。較大的身體刷子可以用作比如洗澡刷，其可以同時(shí)輸送光輻射和水以此如淋浴刷一樣清潔身體而在同時(shí)實(shí)施光輻射治療，如生物刺激。水還可用來(lái)冷卻輻射源。如果刷子的剛毛不是光纖，則水還可以起到用于被輸送至患者皮膚的光的波導(dǎo)的作用。接觸皮膚的LEA的前部可由軟材料制成以此防止機(jī)械改變。例如，它可以是具有非常小直徑的撓性光纖的刷子或者是光學(xué)樹(shù)脂墊或者是具有光通道的彈性墊。
雖然用于該發(fā)明的低功率輻射源生成的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于以前所使用的高功率輻射源，但是它們確實(shí)生成了一些熱量，這對(duì)于驅(qū)散來(lái)自輻射源的熱量來(lái)說(shuō)(尤其是較長(zhǎng)的治療)是期望的。與輻射源接觸的熱傳導(dǎo)材料(如鋁或一些其他金屬或者熱傳導(dǎo)陶瓷)的熱沉可驅(qū)散來(lái)自頭部的熱量，并且可將熱量從熱沉移進(jìn)環(huán)境空氣中。在頭部具有與患者皮膚接觸的突出部之處，這些突出部可以是熱傳導(dǎo)材料，允許使將要排除的熱量通過(guò)患者的身體。該熱量將不會(huì)足夠高到導(dǎo)致患者疼痛或不適，并且可導(dǎo)致患者皮膚的適度高熱，這可促進(jìn)某些治療。同樣地，可使熱沉伸展至設(shè)備的手柄，允許熱量通過(guò)熱導(dǎo)管以此通過(guò)操作者的手散熱。此外，熱量將不會(huì)足以導(dǎo)致任何危險(xiǎn)或不適。在治療之前還可將敷貼器放在冷藏箱或冷凍箱內(nèi)以此在初始治療期間為患者的皮膚提供適度高熱并促進(jìn)熱量從輻射源排除。例如，熱沉可以是與輻射源相接觸的包，其包含了可冷凍的液體，如水、蠟或者具有適合于冷卻光源和/或皮膚的范圍內(nèi)的熔化溫度或蒸發(fā)溫度的其他材料，在被輻射源加熱時(shí)其經(jīng)歷相變，而相變導(dǎo)致了明顯的熱量排除。治療之后，通過(guò)使用特定的冷卻劑或者通過(guò)冷卻環(huán)境溫度，可使這種材料循環(huán)回到初始狀態(tài)。例如，這種材料可以是蠟或石蠟，其具有介于室溫(20-30℃)和容許的皮膚溫度(38-42℃)之間范圍的熔化溫度。
上面所表示的設(shè)備的能量輸出是很低的以使即使來(lái)自該設(shè)備的光輻射是未加注意地照射到了人眼，也應(yīng)當(dāng)不會(huì)對(duì)人眼造成即刻的傷害，并且人可能會(huì)體會(huì)到不適，從而使得在傷害可能發(fā)生之前使其把臉轉(zhuǎn)過(guò)去或者將輻射移離其眼睛。這類似于直接盯著燈泡看的效果。同樣地，在本發(fā)明的能級(jí)下，對(duì)患者皮膚的傷害應(yīng)當(dāng)是不會(huì)發(fā)生的，即使所建議的暴露間隔被超過(guò)。此外，在一定程度上，參數(shù)的組合在某些情形下可導(dǎo)致某種傷害，患者不適最好在任何這樣的傷害之前發(fā)生，從而導(dǎo)致過(guò)程的終止。
通過(guò)設(shè)有只在突出部、剛毛或其他皮膚接觸表面與患者皮膚接觸時(shí)被激活的輻射源或者通過(guò)只在存在這樣的接觸時(shí)才允許由此的輸出，可使能效提高并改善安全，盡管如前所述安全對(duì)于本發(fā)明的設(shè)備來(lái)說(shuō)不是一個(gè)問(wèn)題。這可以只為接觸的突出部或剛毛提供輸出，以使比如與接觸的剛毛/突出部相關(guān)聯(lián)的某些輻射源是接通的，而與未接觸的剛毛/突出部相關(guān)聯(lián)的其他輻射源是關(guān)閉的，或者任何接觸可導(dǎo)致所有突出部/剛毛提供輸出。例如可在每個(gè)剛毛或剛毛組的近端提供適當(dāng)?shù)膲毫鞲衅?，作為?duì)傳感器輸出的響應(yīng)而激活相應(yīng)的輻射源；可提供一個(gè)或多個(gè)傳感器來(lái)探測(cè)接觸并據(jù)此激活所有輻射源；或者剛毛或其他輸出窗口具有總的內(nèi)反射直至其中的遠(yuǎn)端接觸患者皮膚為止，只在存在這樣的接觸時(shí)光才從剛毛/窗口中被輸出。接觸傳感器可以是機(jī)械的、電的、磁的或光學(xué)的。裝置可裝有傳感器，其可提供關(guān)于治療結(jié)果的信息。例如熒光傳感器可用來(lái)探測(cè)痤瘡中原卟啉的熒光。隨著治療的進(jìn)行，熒光信號(hào)將減弱。也就是說(shuō)，這種方法可用來(lái)表示什么時(shí)候治療應(yīng)當(dāng)完成。
雖然本發(fā)明設(shè)備的能量要求可以很小以使其利用不可再充電電池實(shí)施合理次數(shù)的治療是可能的，但是目前預(yù)計(jì)比如由敷貼器的移動(dòng)所激活的機(jī)電式發(fā)電機(jī)或可再充電電池(例如當(dāng)前與比如電動(dòng)牙刷一起使用的)將會(huì)被利用。還可使用連接到AC線路的適當(dāng)電源。
雖然單個(gè)類似刷子的敷貼器被用于優(yōu)選實(shí)施例，但是這不是對(duì)本發(fā)明的限制。例如，敷貼器可以是面具形式或者是與將要治療的患者身體的其他部位相一致的形狀，就優(yōu)選實(shí)施例而言，這種敷貼器的面向皮膚一側(cè)具有突出部、噴水口或剛毛以此輸送輻射。雖然可使這種設(shè)備在患者皮膚上移動(dòng)，但是在一定程度上它是固定的，它將不提供優(yōu)選實(shí)施例的摩擦或清潔作用。
頭部還可具有開(kāi)口，在治療之前、期間或之后，通過(guò)開(kāi)口，可將物質(zhì)(如洗劑、藥物或局部物質(zhì))施于皮膚。這種洗劑、藥物、局部物質(zhì)或類似的物質(zhì)可以包含比如光激活的PDT分子以此促進(jìn)某些治療。在治療之前，還可施加類似洗劑的PDT或ALA，除此之外或作為替代在治療期間施加。LEA可與止汗藥或除臭劑一起使用以此借助于光熱或光化學(xué)機(jī)構(gòu)增強(qiáng)洗劑和汗腺之間的相互作用。洗劑、藥物或局部物質(zhì)可包含對(duì)于皮膚和人的健康有不同益處的分子，如皮膚清潔、膠原質(zhì)的產(chǎn)生等。
利用本發(fā)明的教導(dǎo)可治療的疾病至少包括前面所述的大部分疾病，并且這些教導(dǎo)的應(yīng)用列表將隨著教導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)增加必定會(huì)擴(kuò)張。表1列示了關(guān)于這些教導(dǎo)的某些應(yīng)用連同用于這些應(yīng)用的每一個(gè)的教導(dǎo)的適當(dāng)參數(shù)。
鑒于用于皮膚再青春的某些可能應(yīng)用，光輻射可刺激膠原質(zhì)生長(zhǎng)。在皮膚上移動(dòng)的具有優(yōu)化的微結(jié)構(gòu)輪廓的突出部或剛毛可提供微摩擦，通過(guò)剝落或以其他方式去掉死皮并導(dǎo)致皮膚的微小創(chuàng)傷，光刺激膠原質(zhì)生長(zhǎng)而有助于修復(fù)皮膚。因?yàn)樵撝委煹哪繕?biāo)區(qū)域是皮膚下大約0.1mm至0.5mm深度處的乳突狀真皮，并且因?yàn)榻M織中的水是該治療的主要發(fā)色團(tuán)，因此來(lái)自輻射源的波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)在被水或液體或蛋白質(zhì)高度吸收的范圍內(nèi)，以使幾乎沒(méi)有光子通過(guò)乳突狀真皮。900nm至20000nm的波段滿足了這些標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于皮脂腺治療，波長(zhǎng)可以在900-1850nm的范圍，優(yōu)選地落在如915nm、1208nm、1715nm的液體吸收峰值的附近。對(duì)于痤瘡治療，其中光可殺死引起痤瘡的細(xì)菌，290nm至700nm的波段可實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)。根據(jù)所施加的能量和其他因素，通過(guò)作用于毛囊矩陣以此加速轉(zhuǎn)變或以其他的方式控制毛發(fā)的生長(zhǎng)狀態(tài)可實(shí)現(xiàn)毛發(fā)生長(zhǎng)控制，從而加速或延緩毛發(fā)的生長(zhǎng)。
圖1是適于實(shí)施本發(fā)明的簡(jiǎn)化的頭部10的半示意性剖面圖，該頭部具有平坦的皮膚接觸表面，所述的皮膚接觸表面可以是平滑的或粗糙的。皮膚接觸表面12優(yōu)選地為具有與皮膚良好光學(xué)匹配的材料層(通常為薄層)，皮膚接觸表面12是光學(xué)透明的并且優(yōu)選地具有良好的熱傳導(dǎo)性，如有機(jī)或無(wú)機(jī)玻璃、介質(zhì)晶體或藍(lán)寶石。為了更好地與皮膚接觸，它可以是撓性的透明塑料。包含LED或其他適當(dāng)?shù)妮椛湓搓嚵?如矩陣陣列)的晶片或其他適當(dāng)?shù)陌?4與層12相接觸地安裝，并且引導(dǎo)輻射穿過(guò)該層到達(dá)患者皮膚16。輻射源陣列由適當(dāng)?shù)碾娫?8來(lái)驅(qū)動(dòng)，所述電源可包括比如可再充電或可置換的電池或者連接到標(biāo)準(zhǔn)的墻上電源插座，并且還包含適當(dāng)?shù)目刂疲龅目刂瓶砂ㄓ糜诮油ɑ蜿P(guān)閉輻射源以及另外控制其中操作的手工操作控制。雖然來(lái)自輻射源的熱量可通過(guò)層12匯集到患者的皮膚16，在一定程度上額外的熱量匯集是需要的，可設(shè)置具有良好熱傳導(dǎo)性的適當(dāng)材料的熱沉或熱導(dǎo)管20與晶片/包14進(jìn)行熱接觸。所示出的熱沉或熱導(dǎo)管20伸進(jìn)手柄22以使熱量還可匯集到操作者的手上。另外，熱沉/熱導(dǎo)管20可與具有相變轉(zhuǎn)換材料(如冰或蠟)的容器接觸。箭頭24表示其中頭部10可移過(guò)患者皮膚16的兩個(gè)方向。頭部還可在圖的內(nèi)外的方向上移動(dòng)，以及在鄰近或平行皮膚表面的所有其他方向上移動(dòng)。如果可使輻射源和患者皮膚表面之間的間隔保持的足夠小，則從每個(gè)輻射源到達(dá)皮膚表面的光可能是相當(dāng)集中的。還可在晶片/包14、層12或其間設(shè)置適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)部件，以此使來(lái)自每個(gè)源的光集中于皮膚表面以此提高能效。例如，復(fù)眼透鏡陣列可用于這種功能。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，敷貼器可通過(guò)透光層以高摩擦來(lái)接觸治療區(qū)域?？蓪⒎筚N器按壓在皮膚上以使其在目標(biāo)區(qū)域或附近接觸皮膚?？梢詸C(jī)械攪動(dòng)敷貼器以便于在沒(méi)有將敷貼器從接觸區(qū)域移開(kāi)的情況下治療皮下器官。例如，可將敷貼器按壓在患者的臉頰上，以使敷貼器接觸到接觸區(qū)處的患者臉頰。可用敷貼器按摩患者的臉頰以此治療患者的牙齒或下面的腺體或器官，同時(shí)保持身體接觸點(diǎn)不變。正如圖12A和12B所示，敷貼器的頭盔1203可包含由透明的、熱傳導(dǎo)材料組成的接觸窗口1201。接觸窗口1201適于是可移動(dòng)的以使其可被用戶所替換?？砂仓肔ED或VCSEL或其他光源陣列1202以使來(lái)自光源陣列1202的光透過(guò)接觸窗口1201。熱沉1204可以與光源陣列1202熱耦合，并且被熱沉插腳1205保持在適當(dāng)?shù)奈恢谩岢?204和熱沉插腳1205可以與高熱容性或相變材料1210(如冰、水、蠟或石蠟)進(jìn)行熱接觸。敷貼器可具有手柄1206，電源線1207通過(guò)該手柄1206被連接。另外，手柄1206可具有內(nèi)部電源(如電池)。洗劑筒1208可位于手柄1206內(nèi)以使洗劑可被存儲(chǔ)并且可通過(guò)洗劑出口1209流至皮膚。
圖2和3說(shuō)明了更優(yōu)選的實(shí)施例，其中剛毛和突出部分別用來(lái)將來(lái)自晶片/包14內(nèi)輻射源的光輸送至患者的皮膚表面。為了簡(jiǎn)化這些圖形，熱沉20和手柄22未示出，然而，對(duì)于每個(gè)實(shí)施例來(lái)說(shuō)，將通常使用如手柄22(圖1)的手柄或某種把手，并且如果需要的話可使用熱沉20。與圖3所示的突出部30具有的性質(zhì)和功能一樣，圖2所示的剛毛26的性質(zhì)和功能已經(jīng)在以前詳細(xì)討論過(guò)。突出部30可被鑄造進(jìn)頭部10″的外殼內(nèi)并且優(yōu)選地為透光材料，對(duì)某些實(shí)施例來(lái)說(shuō)，其還可具有良好的熱傳導(dǎo)性。為了確保良好的光和熱傳導(dǎo)，應(yīng)當(dāng)在晶片/包14和突出部之間存在有盡可能小的間隙。雖然在圖3中突出部30被示為尖頭，并且這可能對(duì)許多應(yīng)用來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的，但是存在有其中更圓的突出部可能是優(yōu)選的應(yīng)用。如果將少許壓力施加于頭部10″，突出部30將在皮膚表面下有輕微的伸展以此進(jìn)一步增強(qiáng)輻射向目標(biāo)區(qū)域的輸送。突出部30可以被設(shè)計(jì)并被定形成以使在沒(méi)有與皮膚接觸的情況下所有或幾乎所有來(lái)自光源14的光全部被內(nèi)反射并保持在頭部?jī)?nèi)，但是，如果突出部30的表面與皮膚有輕微的光接觸，則光在該接觸部位處耦合進(jìn)皮膚。具有正折射率的洗劑可改進(jìn)光耦合。圖5A-5D示出了利用突出部和剛毛的總內(nèi)反射現(xiàn)象這個(gè)概念的實(shí)施例。因?yàn)榭諝獾恼凵渎蕿?，來(lái)自具有窄發(fā)散光源31的光由于TIR而通常從突出部30或透明剛毛26的遠(yuǎn)端被完全反射(圖5A和5C)。然而，如果突出部30或透明剛毛26的遠(yuǎn)端接觸皮膚16(圖5B和5D)，由于皮膚的高折射率n＝1.4-1.5，大部分光耦合進(jìn)皮膚。這個(gè)概念可提供增加的眼部安全和舒適。另外，反射回的光可用作減少到光源的功率的信號(hào)，以此節(jié)約電池能量。通過(guò)使用高反射前表面32以此使得從皮膚反射掉的光返回至皮膚，可增加發(fā)光敷貼器10的效率。
表1.利用發(fā)光敷貼器(LEA)的優(yōu)選治療參數(shù)


本發(fā)明的許多附加實(shí)施例也是可能的；如具有LEA的淋浴頭。圖6是淋浴頭LEA的示意圖。水33通過(guò)手柄進(jìn)入頭部并且通過(guò)孔37分布呈水流。將光源36(例如微型燈或LED)安裝到靠近每個(gè)孔37以便光可耦合進(jìn)流出孔的水流中，水流起到了將光更好地輸送至身體的波導(dǎo)作用。出于這個(gè)目的，可用高反射材料涂敷每個(gè)孔的內(nèi)表面。
LEA將藥物、洗劑或其他物質(zhì)輸送進(jìn)皮膚?？蓪EA構(gòu)建成具有剛毛或突出部的刷子，剛毛或突出部對(duì)于被層角膜(水、脂類、角質(zhì)化的細(xì)胞)高度吸收的波長(zhǎng)的光是透明的。與皮膚接觸的每個(gè)剛毛/突出部的遠(yuǎn)端可加熱層角膜達(dá)到足夠高的溫度，以此增加洗劑、藥物或其他物質(zhì)滲透過(guò)層角膜。因?yàn)榻悄さ母邷貐^(qū)域相對(duì)較小并且這個(gè)區(qū)域繼續(xù)隨剛毛/突出部移動(dòng)，這種治療可以是無(wú)痛的。通過(guò)將LEA與其他行為(如剛毛的旋轉(zhuǎn)或振動(dòng)、其他機(jī)械振動(dòng)、磁場(chǎng)、電場(chǎng)、聲場(chǎng)等)結(jié)合可提高這種治療。
可將小的電磁發(fā)電機(jī)安裝進(jìn)LEA以使在LEA持續(xù)移過(guò)皮膚期間，可產(chǎn)生電能以此驅(qū)動(dòng)和/或泵浦光源。
針對(duì)需要使用LEA的并且將要治療的身體部分可優(yōu)化每個(gè)LEA的大小和形狀。因此，可提供頭LEA、梳LEA、面LEA、胡須LEA、胸部LEA、腿LEA、身體LEA、背LEA、腋下LEA、頸LEA等?？墒构庠锤男鸵赃m合現(xiàn)有的皮膚敷貼器，如皮膚刷、淋浴刷、剃須刷、剃刀、牙刷、微摩擦敷貼器、按摩器、洗劑、凝膠體、肥皂、海綿、局部藥物分配器、熱或冷敷貼器墊，以此形成LEA。例如，可通過(guò)搭扣(Velcro)、夾具或其他適當(dāng)?shù)墓ぞ邔⒐庠搓嚵懈郊又料丛杷⒒蚱渌⒆踊蛏眢w按摩器。
圖13說(shuō)明了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，其中改型的或“直接固定的”附屬光治療設(shè)備1300被連接到皮膚表面治療裝置，如刷子1302。設(shè)備1300可包括具有連接機(jī)構(gòu)的外殼1304，如一個(gè)或多個(gè)夾具1306，以此把設(shè)備固定到皮膚治療裝置上。正如連同上面其他圖形所討論的，在外殼1304內(nèi)是至少一個(gè)輻射源1314以及可選地布置了比如電源1318。外殼還可包括彎曲的“鵝頸管”連桿1308，用于調(diào)節(jié)輻射源1314的部署。
圖14說(shuō)明了與淋浴頭1402(或類似的手持洗澡裝置)一起使用的另一個(gè)改型設(shè)備1400。設(shè)備1400可包括定位帶1404和至少一個(gè)輻射源1414，以輸送光治療并同時(shí)輸送水通過(guò)淋浴頭的噴嘴1406。
發(fā)光剃須刷可具有用于乳膏/凝膠體分布和/或皮膚按摩的剛毛以及帶適當(dāng)功率和波長(zhǎng)的光源。光可用于加熱乳膏和/或皮膚或毛干以便更好地剃須，并且光還可起到控制毛發(fā)再生的作用。發(fā)射的光的波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)是在黑色素、水、脂類或干/層角膜細(xì)胞高吸收的范圍內(nèi)。系統(tǒng)使用發(fā)光剃須刷可控制皮膚敏感度和皮膚消毒。在這種情形下，波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)選自用于清理細(xì)菌的290-1350nm的范圍。這類刷子可用于痤瘡治療和預(yù)防。發(fā)光剃須刷還可用于控制毛發(fā)生長(zhǎng)。在這種情形下，波長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)選自400-1350nm的范圍。系統(tǒng)地使用發(fā)光剃須刷將對(duì)延緩毛發(fā)生長(zhǎng)速度和/或改變毛發(fā)結(jié)構(gòu)和/或毛發(fā)著色是有效的。作為好處，剃須之間的間隔由于毛發(fā)生長(zhǎng)延遲而增加。另外，它可有效地治療/預(yù)防剃刀撞擊(PFB)以及由胡須生長(zhǎng)導(dǎo)致的其他皮膚問(wèn)題。約300-400nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)可用來(lái)軟化毛干，而約600-1200nm范圍內(nèi)的波長(zhǎng)可用來(lái)延緩毛干生長(zhǎng)，如預(yù)防PFB。這種刷子還可用于痤瘡的治療和預(yù)防。發(fā)光剃須刷還可與光激活的洗劑一起結(jié)合使用，例如帶有光敏劑或光敏劑產(chǎn)品化合物(如LAL)的洗劑。光敏劑的濃度應(yīng)當(dāng)?shù)陀趤?lái)自太陽(yáng)或其它發(fā)光系統(tǒng)的副作用的閾值，但是高于來(lái)自發(fā)光敷貼器對(duì)毛囊、皮脂腺或皮脂小囊的光化學(xué)效應(yīng)的閾值。結(jié)果，這種治療對(duì)毛發(fā)生長(zhǎng)、痤瘡、皮膚油性、膚色或皮膚肌理可能是有效的。
圖7是發(fā)光剃須刷的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。來(lái)自光源50的光被部分地或完全地耦合進(jìn)透明剛毛51中。安裝到手柄53的電源52可以是可再充電電池或可置換的電池。圖8是具有光和熱效應(yīng)的高效敷貼器的示意圖。光源50被安裝進(jìn)高導(dǎo)熱板54(Cu、Al)。光源50的效率可以是來(lái)自電源52的總電能的1-30％。剩余70-99％是來(lái)自光源和電源的熱能，這個(gè)熱能耦合進(jìn)被安裝到低導(dǎo)熱手柄53的板54。可用來(lái)冷卻光源和電子部件52的相變材料可放置于導(dǎo)熱板54和手柄53之間。板54應(yīng)當(dāng)被設(shè)計(jì)成帶有插腳或其他特征，如熱導(dǎo)管，其增加了與相變材料的接觸面。在治療期間，板54的溫度應(yīng)當(dāng)接近熱轉(zhuǎn)換材料的熔化或蒸發(fā)溫度。在治療期間，加溫的板54加熱皮膚表層和/或皮膚上的任何洗劑。來(lái)自光源的光滲入更深的皮膚層用于更深目標(biāo)的熱治療或用于光化學(xué)治療?？蓪⒄駝?dòng)器放置于敷貼器內(nèi)以此按摩皮膚并增加光滲入皮膚。在另一個(gè)實(shí)施例中，接觸板可以是可移動(dòng)的或可旋轉(zhuǎn)的。這種可旋轉(zhuǎn)的接觸板可耦合至微型電動(dòng)機(jī)并用于皮膚微摩擦和清潔。
雖然上面已經(jīng)參考大量的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，并且對(duì)這些實(shí)施例的變更也已經(jīng)進(jìn)行了描述，但是這些實(shí)施例和變更僅僅是為了說(shuō)明，并且仍然屬于本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的其他實(shí)施例和變更對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。因此，本發(fā)明的范圍僅僅由后面的權(quán)利要求來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器具有包含至少一個(gè)突起的生物目標(biāo)接觸表面，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)所述至少一個(gè)突起輸送至與所述表面接觸的患者的生物目標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述突起能夠防止除了在與所述生物目標(biāo)接觸以外的時(shí)候的光發(fā)射。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光輻射源是光輻射源陣列，每個(gè)所述源被安裝成輸送光輻射通過(guò)至少一個(gè)相應(yīng)的突起。
4.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中多個(gè)所述源的每一個(gè)被安裝成輸送輻射通過(guò)相應(yīng)的突起。
5.如權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中每個(gè)突起的皮膚接觸端在未與所述患者皮膚接觸時(shí)具有總的輻射內(nèi)反射，但是在與所述患者皮膚接觸時(shí)將輻射傳送到所述患者皮膚。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述敷貼器是在將輻射施加于患者的生物目標(biāo)表面時(shí)適合于在所述患者的生物目標(biāo)表面上移動(dòng)的刷子形式。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述敷貼器是在將輻射施加于患者的生物目標(biāo)表面時(shí)適合于在所述患者的生物目標(biāo)表面上移動(dòng)的輥?zhàn)有问健?br> 8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸表面具有選自由此伸出的突出部和剛毛的組中的至少一個(gè)突起。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述突起適合于在使用期間將壓縮力施加于所述生物目標(biāo)。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中在所述患者生物目標(biāo)表面的所述輻射介于大約1mW/cm2和大約100W/cm2之間，所述輻射至少取決于所治療的疾病和所述輻射的波長(zhǎng)。
11.如權(quán)利要求6所述的設(shè)備，其中所述患者生物目標(biāo)表面的所述輻射介于10mW/cm2和10W/cm2之間。
12.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光輻射源是半導(dǎo)體輻射發(fā)射元件陣列。
13.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光輻射源可在不同波長(zhǎng)下工作以此實(shí)施期望的治療方案。
14.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光輻射源是連續(xù)波輻射源。
15.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包含熱沉。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，包括使用所述設(shè)備時(shí)適合于由操作者手持的所述設(shè)備的手柄，所述熱沉將熱量從所述至少一個(gè)輻射源匯集到所述手柄以及將熱量從所述手柄匯集到所述操作者手上。
17.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括所述敷貼器和所述患者生物目標(biāo)之間的接觸的探測(cè)器、以及響應(yīng)于所述探測(cè)器而操作的用于允許將輻射從所述至少一個(gè)輻射源施加于所述患者皮膚的控制。
18.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備包括在照射所述生物目標(biāo)時(shí)將物質(zhì)施加于所述患者的生物目標(biāo)的機(jī)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述輻射源被改型以適合所述敷貼器，并且包括將所述源附加至所述敷貼器的機(jī)構(gòu)。
20.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)輻射源是所述敷貼器的一部分。
21.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述敷貼器是手持單元。
22.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸表面由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成，可將所述至少一個(gè)光輻射源安裝到所述板上以使來(lái)自所述至少一個(gè)源的熱量加熱所述板，所述加熱的板因此適合于在使用期間加熱皮膚區(qū)域。
23.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括與所述至少一個(gè)源熱接觸的熱沉部件，在使用所述設(shè)備前，所述部件適合于被冷卻。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其中在被冷卻時(shí)所述部件經(jīng)歷相變，而在從所述至少一個(gè)源中提取熱量時(shí)所述部件返回到它的初始狀態(tài)。
25.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述敷貼器還包括至少一個(gè)液體輸送管道，用于將液體引導(dǎo)到生物目標(biāo)表面上，以及其中所述至少一個(gè)光學(xué)輻射源能夠?qū)⒐廨椛溥B同所述液體輸送至所述生物目標(biāo)表面。
26.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述敷貼器是洗澡刷，所施加的水通過(guò)所述敷貼器用于洗澡或淋浴。
27.如權(quán)利要求26所述的設(shè)備，其中水還被用來(lái)冷卻至少一個(gè)輻射源。
28.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所施加的水通過(guò)所述表面的開(kāi)口以此形成水流，并且其中來(lái)自所述至少一個(gè)源的輻射也通過(guò)所述開(kāi)口被施加，所述水流對(duì)所述輻射輸送至所述患者起到了波導(dǎo)的作用。
29.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述敷貼器被成形以適合將要治療的所述患者身體的部分。
30.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，包括用于振動(dòng)和以別的方式刺激所述生物目標(biāo)的至少一種的機(jī)構(gòu)。
31.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述輻射源被改型以適合所述敷貼器，并且包括使所述源附加至所述敷貼器的機(jī)構(gòu)。
32.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)輻射源是所述敷貼器的一部分。
33.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述敷貼器是手持單元。
34.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸表面由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成，將所述至少一個(gè)光輻射源安裝到所述板上以使從所述至少一個(gè)源提取的熱量加熱所述板，所述加熱的板因此適合于在使用期間加熱皮膚區(qū)域。
35.如權(quán)利要求25所述的設(shè)備，包括與所述至少一個(gè)源熱接觸的熱沉部件，在使用所述設(shè)備前，所述部件適合于被冷卻。
36.如權(quán)利要求35所述的設(shè)備，其中在被冷卻時(shí)所述部件經(jīng)歷相變，而在從所述至少一個(gè)源中提取熱量時(shí)所述部件返回到它的初始狀態(tài)。
37.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述設(shè)備還包含用于將磁場(chǎng)、電場(chǎng)和聲場(chǎng)中的至少一個(gè)施加于所述患者生物目標(biāo)的機(jī)構(gòu)。
38.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸表面被創(chuàng)建成以使其將由所述患者的生物目標(biāo)反射的輻射回射入所述生物目標(biāo)。
39.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，包括由所述敷貼器在所述患者生物目標(biāo)上移動(dòng)所激活的發(fā)電機(jī)，以此為所述輻射源產(chǎn)生電能。
40.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述輻射源被改型以適合所述敷貼器，并且包括使所述源附加至所述敷貼器的機(jī)構(gòu)。
41.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)輻射源是所述敷貼器的一部分。
42.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述敷貼器是手持單元。
43.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸表面由具有良好的熱傳導(dǎo)性的板構(gòu)成，將所述至少一個(gè)光輻射源安裝到所述板上以使從所述至少一個(gè)源提取的熱量加熱所述板，所述加熱的板因此適合于在使用期間加熱生物目標(biāo)。
44.如權(quán)利要求37所述的設(shè)備，包括與所述至少一個(gè)源熱接觸的熱沉部件，在使用所述設(shè)備前，所述部件適合于被冷卻。
45.如權(quán)利要求44所述的設(shè)備，其中在被冷卻時(shí)所述部件經(jīng)歷相變，而在匯集來(lái)自所述至少一個(gè)源中的熱量時(shí)所述部件返回到它的初始狀態(tài)。
46.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，還包含改型的外殼，所述改型的外殼適合于連接到生物目標(biāo)接觸裝置。
47.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸裝置是在將輻射施加于患者的生物目標(biāo)表面時(shí)適合于在所述患者的生物目標(biāo)表面上移動(dòng)的刷子形式。
48.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸裝置是在將輻射施加于患者的生物目標(biāo)表面時(shí)適合于在所述患者的生物目標(biāo)表面上移動(dòng)的輥?zhàn)有问健?br> 49.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸表面具有選自由此伸出的突出部和剛毛的組中的至少一個(gè)突起。
50.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述突起適合于在使用期間將壓縮力施加于所述生物目標(biāo)。
51.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述生物目標(biāo)接觸裝置是在將輻射施加于患者的生物目標(biāo)表面時(shí)適合于將水輸送至生物目標(biāo)表面的洗澡刷的形式。
52.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中在所述患者生物目標(biāo)表面的所述輻射介于大約1mW/cm2和大約100W/cm2之間，所述輻射至少取決于所治療的疾病和所述輻射的波長(zhǎng)。
53.如權(quán)利要求52所述的設(shè)備，其中所述患者生物目標(biāo)表面的所述能量介于10mW/cm2和10W/cm2之間。
54.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光輻射源是半導(dǎo)體輻射發(fā)射元件陣列。
55.如權(quán)利要求46所述的設(shè)備，其中所述至少一個(gè)光輻射源在不同波長(zhǎng)下工作以此實(shí)施期望的治療方案。
56.一種基本如上所示和所述的用于光治療的設(shè)備。
57.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器包括用于將液體引導(dǎo)到皮膚表面上的至少一個(gè)液體輸送管道，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射連同所述液體輸送至所述皮膚表面。
58.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器具有皮膚接觸表面，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)所述皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚，其中所述敷貼器包含液體輸送管道，以此在暴露于所述光輻射期間機(jī)械地壓緊至少部分所述皮膚。
59.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器具有皮膚接觸表面，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)所述皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚，其中所述設(shè)備還包含用于將磁場(chǎng)、電場(chǎng)和聲場(chǎng)中的至少一個(gè)施加于所述患者皮膚的機(jī)構(gòu)。
60.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含改型的外殼，所述改型的外殼適合于連接到皮膚接觸裝置，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述改型的外殼以便被激活時(shí)將光輻射輸送至皮膚表面并同時(shí)與所述皮膚接觸裝置一起使用。
61.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器具有皮膚接觸表面，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)所述皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚，所述至少一個(gè)光輻射源被選擇成并且所述敷貼器被設(shè)計(jì)成以便在一系列臨時(shí)間隔的治療時(shí)間內(nèi)將光輻射輸送給所述患者，每段時(shí)間提供的治療輻射的功率密度低于治療所述患者疾病所需要的已知功率密度，其中所述一系列臨時(shí)間隔的治療時(shí)間具有導(dǎo)致所述患者疾病好轉(zhuǎn)的累積效果。
62.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器具有皮膚接觸表面，以及至少一個(gè)光輻射源，所述至少一個(gè)光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將光輻射通過(guò)所述皮膚接觸表面輸送至與所述表面接觸的患者的皮膚，其中所述敷貼器包含至少一個(gè)突起以此在暴露于所述光輻射期間機(jī)械地壓緊至少部分所述皮膚。
63.一種用于治療患者疾病的設(shè)備，包含敷貼器，所述敷貼器用于接觸患者皮膚，多個(gè)低功率光輻射源，所述多個(gè)低功率光輻射源在某種意義上耦合至所述敷貼器以便被激活時(shí)將累積劑量的光輻射輸送至患者的皮膚以此治療皮膚疾病，以及至少一個(gè)熱沉部件，所述至少一個(gè)熱沉部件與所述源熱接觸，并且可選地包括熱交換器和/或冷卻劑流體，用于移除來(lái)自所述熱沉部件的熱量。
全文摘要
公開(kāi)了一種設(shè)備，該設(shè)備在適當(dāng)?shù)念^部?jī)?nèi)使用至少一個(gè)低功率光輻射源，該頭部可在每次治療期間于治療區(qū)域上保持一段基本時(shí)間或者可在治療區(qū)域上移動(dòng)若干次。該設(shè)備為手持發(fā)光敷貼器(LEA)或發(fā)光皮膚敷貼器(LESA)，它可以是刷子或輥?zhàn)有问降?，在將輻射施加于患者皮膚時(shí)適合于在患者的皮膚表面上移動(dòng)。LEA或LESA的皮膚接觸表面可具有能夠按摩皮膚并輸送輻射的突起，如突出部或剛毛。另外，公開(kāi)了一種將光輻射輸送至治療區(qū)域的設(shè)備，其包含了適合連接到皮膚接觸裝置的改型的外殼。
文檔編號(hào)A61N5/00GK1901968SQ200480039588
公開(kāi)日2007年1月24日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月29日
發(fā)明者G·B·阿爾特舒勒, J·P·卡魯索 申請(qǐng)人:帕洛瑪醫(yī)療技術(shù)公司