專利名稱：使用藍(lán)色光的身體照射系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照射系統(tǒng)。更特別地，本發(fā)明涉及被配置用于照射身體以便治療身體 功能障礙的照射系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高血壓病(高血壓)是世界范圍的流行病。據(jù)預(yù)測(cè)，到2025年，全世界可能存在 超過15億這種疾病的受害者。據(jù)報(bào)道，占全部死亡率的13%的710萬例死亡歸因于高血 壓病帶來的并發(fā)癥(中風(fēng)、心臟和腎臟衰竭)。盡管意識(shí)到風(fēng)險(xiǎn)，但是人們還是工作較長時(shí) 間、鍛煉少以及吃不好。這與老年人口結(jié)合，將擴(kuò)大高血壓病的流行。血壓由心臟泵送的血液量以及動(dòng)脈的尺寸和狀況決定。許多其他的因素可能影響 血壓，例如身體中的水分量、身體中的鹽含量、腎臟的狀況、神經(jīng)系統(tǒng)、身體中的各種荷爾蒙 水平以及血管的收縮或松弛。一氧化氮(NO)被血管的內(nèi)皮用來發(fā)信號(hào)告知周圍的平滑肌松弛，從而使動(dòng)脈擴(kuò) 張并且增大血流量。例如，從硝化甘油釋放的NO使冠狀動(dòng)脈擴(kuò)張并且因而應(yīng)用于諸如心絞 痛之類的疾病或者在心臟梗塞期間被應(yīng)用。此外，陰莖中的自主神經(jīng)釋放的NO造成負(fù)責(zé)陰 莖勃起的血管的局部擴(kuò)張(血管舒張)。US2006/015156公開了一種治療具有選自以下組的狀況的患者的方法，該組包括 高血壓病、高血壓急癥、心絞痛、慢性關(guān)節(jié)炎、勃起功能障礙、腦缺血以及慢性皮膚潰瘍。該 公開的方法包括向患者施用治療有效的紫外(UV)光量或紫外光劑量或者治療有效的一系 列紫外光量或紫外光劑量。由于其毒性以及誘發(fā)皮膚癌的相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)，UV光的應(yīng)用是受限制的。此外，在高強(qiáng) 度下，UV光在非常短的時(shí)間段內(nèi)造成皮膚發(fā)炎。而且，UV光可以容易地為皮膚吸收，并且因 而被阻止與血液相互作用。在本領(lǐng)域中，存在對(duì)于改進(jìn)的身體照射系統(tǒng)以及用于治療身體功能障礙的方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
提出了一種包括一個(gè)或多個(gè)光源的身體照射系統(tǒng)。這些光源被配置用于發(fā)射 420-470nm、優(yōu)選地430-470nm波長范圍內(nèi)的藍(lán)色光。該系統(tǒng)被配置用于使身體的0. 5-2. Om2 的表面區(qū)域暴露于發(fā)射的光。該系統(tǒng)的配置使得所述身體的表面區(qū)域上發(fā)射的光的功率密 度處于20-120mW/cm2、更優(yōu)選地30-100mW/cm2的范圍內(nèi)。所述表面與光源之間的距離優(yōu)選 地為lOcm-lm，優(yōu)選地為10cm_60cm。申請(qǐng)人:已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，這種照射系統(tǒng)可以有效地用于治療患者的身體功能障礙。應(yīng) 當(dāng)理解的是，患者包括人類和動(dòng)物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色通過斷開NO與血紅蛋白之間的鍵合 (bond)且在血液中釋放自由NO基以及也通過激勵(lì)血管壁的內(nèi)皮細(xì)胞以產(chǎn)生內(nèi)源性NO來 觸發(fā)血液中一氧化氮的產(chǎn)生。與UV光形成對(duì)照的是，可以在無毒水平下以高得多的強(qiáng)度和劑量應(yīng)用藍(lán)色光。此外，與UV光相比，藍(lán)色光更深地穿透到皮膚中。因此，與UV光相比，藍(lán) 色光可以好得多地被更下面的血管吸收。光需要被皮膚的淺表血管吸收以便進(jìn)入體循環(huán) (systemiccirculation)并且降低整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)中的血壓。對(duì)于血壓降低應(yīng)用而言，照射時(shí) 間大約為高達(dá)一個(gè)小時(shí)以便實(shí)現(xiàn)更持久的效果。此外，可以減少抗高血壓藥物的使用?？垢哐獕核幬锏氖褂媒?jīng)常受到嚴(yán)重的副作 用的妨礙，這些副作用例如頭暈、頭痛、腿部的流體積聚、干刺激性咳嗽、腎衰竭、過敏反應(yīng)、 白血細(xì)胞的減少和組織腫脹、睡眠障礙、疲勞、嗜睡和勃起功能障礙。本申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)，具有如權(quán)利要求9中所限定的參數(shù)設(shè)置的照射系統(tǒng)也可以用于 治療勃起功能障礙。優(yōu)選地，對(duì)于這種應(yīng)用而言，所述表面與光源之間的距離處于10-30cm 的范圍內(nèi)。偉哥藥物造成陰莖的自主神經(jīng)產(chǎn)生N0，其導(dǎo)致血管的局部擴(kuò)張(血管舒張)。這引 起陰莖勃起。特別地，由于陰莖的皮膚薄并且由于血管的數(shù)量大，因而藍(lán)色光有效地到達(dá)血 液和內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致NO的大量產(chǎn)生。結(jié)果，血管舒張引起血液灌流的增大，造成陰莖勃起。 照射時(shí)間可以非常短以便對(duì)于給定持續(xù)時(shí)間實(shí)現(xiàn)這種臨時(shí)的效果。如權(quán)利要求2所限定的實(shí)施例提供了實(shí)現(xiàn)具有如權(quán)利要求1所限定的所需參數(shù)的 身體照射系統(tǒng)的非常有效的光源類型。可以應(yīng)用諸如高強(qiáng)度放電燈之類的其他光源，然而， 這些光源產(chǎn)生身體向其暴露的更多熱量。此外，這樣的光源產(chǎn)生其他可見波長的光，這被 用戶感受為令人厭煩的。高功率藍(lán)色光源可以例如是Luxeon LED。這些led可以具有 500-600mff范圍內(nèi)的光功率以及1. 8-2. 2瓦特范圍內(nèi)的電功率。如權(quán)利要求3所限定的實(shí)施例具有高效地放置和控制光源的優(yōu)點(diǎn)。如權(quán)利要求5和6所限定的實(shí)施例提供了使用高功率光源有效地冷卻所述系統(tǒng)。如權(quán)利要求7所限定的實(shí)施例允許根據(jù)血壓測(cè)試的結(jié)果控制所述系統(tǒng)。舉例而 言，僅當(dāng)血壓超過特定閾值時(shí)，才可以使用該系統(tǒng)。如權(quán)利要求8所限定的實(shí)施例允許例如由醫(yī)師遠(yuǎn)程地控制所述系統(tǒng)。可以遠(yuǎn)程地 設(shè)置身體照射系統(tǒng)的工作參數(shù)。例如，血壓測(cè)試的結(jié)果可以使得醫(yī)師能夠設(shè)置適當(dāng)?shù)墓ぷ?參數(shù)。醫(yī)師也可以以不同的方式(例如通過電子郵件或者文本消息(例如sms))發(fā)送這些 工作參數(shù)，使得患者可以上載身體照射系統(tǒng)的參數(shù)。US2003/147241公開了一種適合于色光療法的照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括多個(gè)通過浴 盆壁安裝的燈具以便將不同顏色的光投射到浴盆的水中。在該公布中，報(bào)道了這樣的看法 當(dāng)人類暴露于長時(shí)間的紅色光時(shí)，人的血壓將升高，而對(duì)于藍(lán)色光，人的血壓將降低。然而， 獲得這種效應(yīng)的特定工作參數(shù)沒有被公開，也沒有被暗示。申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有聲明的工 作參數(shù)的身體照射系統(tǒng)提供了身體功能障礙的有效治療，同時(shí)大大地降低了利用UV治療 出現(xiàn)的不利效應(yīng)。在下文中，將進(jìn)一步詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，這些實(shí)施 例不應(yīng)當(dāng)被視為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。


在附圖中圖1A-1C示出了依照本發(fā)明的各個(gè)不同實(shí)施例的身體照射系統(tǒng)的示意圖2A-2C示出了圖1A-1C中所示身體照射系統(tǒng)的細(xì)節(jié)的示意圖；圖3A-3C示出了對(duì)于不同波長LED光產(chǎn)生一氧化氮的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果；以及圖4A-4D示出了針對(duì)不同波長的人類成纖維細(xì)胞的毒性作用與光波長和光劑量 的依賴關(guān)系的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
具體實(shí)施例方式圖1A-1C提供了身體照射系統(tǒng)1的示意圖。在圖IA中，患者2躺在由身體照射系統(tǒng)1照射的床3上。身體照射系統(tǒng)1包括多 個(gè)被配置用于在日光浴床狀裝置中的患者2上發(fā)射光L的光源4。在圖IB中，提供了兩個(gè)包括光源4的關(guān)于床3成45°角取向的面板。應(yīng)當(dāng)理解的是，不一定在患者2的整個(gè)身體上方提供光源4。還應(yīng)當(dāng)理解的是，患者2不一定在床上。身體照射系統(tǒng)1可以例如包含在房間R 中，光源4在房間R的墻壁內(nèi)容納，或者集成到直立系統(tǒng)(standing system)中，如圖IC中 所示。身體照射系統(tǒng)1包括控制單元5，該控制單元包含血壓傳感器6、控制器7和數(shù)據(jù) 收發(fā)器8。應(yīng)當(dāng)指出的是，也可以為圖IB和圖IC的身體照射系統(tǒng)1提供控制單元5。控制 單元5可以包括另外的模塊，包括例如用于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器模塊?？刂茊卧?被配置用于借助于控制器7控制光源4。血壓傳感器6被配置用于在 與身體接觸時(shí)測(cè)量患者2的血壓。當(dāng)然，也可以使用單獨(dú)的血壓傳感器，并且因而可以將血 壓輸入到身體照射系統(tǒng)1中?？梢酝ㄟ^血壓傳感器6的血壓測(cè)量結(jié)果觸發(fā)控制器7以激活 光源(并且可能地設(shè)置光源的工作參數(shù))。可以經(jīng)由數(shù)據(jù)收發(fā)器8將控制單元5收集的數(shù) 據(jù)發(fā)送到遠(yuǎn)程外部系統(tǒng)9。此外，控制單元5的數(shù)據(jù)收發(fā)器8可以從遠(yuǎn)程系統(tǒng)9接收數(shù)據(jù)和 /或控制指令以便操作身體照射系統(tǒng)1。數(shù)據(jù)傳輸可以通過有線和/或無線網(wǎng)絡(luò)執(zhí)行?？?制器7可以包括用于編程或確定身體照射系統(tǒng)1的工作時(shí)間的定時(shí)器。光源4優(yōu)選地為高功率發(fā)光二極管(LED)。這些LED 4可以是Luxeon LED或 者Lumiled。這些LED具有500_6500mW范圍內(nèi)的光功率以及1. 8_2. 2W的電功率。LED的 數(shù)量可以在10與1000之間變化，這取決于應(yīng)用。LED 4的驅(qū)動(dòng)器可以在單獨(dú)的單元中提供(參見例如圖1A)或者可以置于LED的 背側(cè)。為了治療身體功能障礙，特別是高血壓病和勃起功能障礙，光源4發(fā)射藍(lán)色光，從 而同時(shí)降低由UV光的使用引起的不利效應(yīng)，如將參照?qǐng)D3A-3C和圖4A-4D進(jìn)一步詳細(xì)地描 述的。發(fā)射的光L的波長處于410-500nm的范圍內(nèi)。特別地，可以對(duì)于425-470nm、440_470nm 的范圍內(nèi)或者甚至450-465nm的范圍內(nèi)的波長獲得毒性作用的顯著降低。治療處理的效率要求相當(dāng)?shù)纳眢w表面區(qū)域被身體照射系統(tǒng)1照射。為此目的，身 體照射系統(tǒng)1應(yīng)當(dāng)被配置成使得它能夠照射0. 5-2. Om2的表面區(qū)域以便治療高血壓病。對(duì) 于勃起功能障礙而言，IO-BOcm2的表面區(qū)域是足夠的。治療處理的效率由光L的功率密度 確定。為了治療高血壓病，身體照射系統(tǒng)1的發(fā)射的光L的功率密度處于20-120mW/cm2、 40-100mff/cm2或者50-80mW/cm2的范圍內(nèi)。為了治療勃起功能障礙，可以應(yīng)用相同范圍內(nèi) 的功率密度。功率密度的下限由治療的有效性確定，而上限由熱量和光變得使患者不愉快這一事實(shí)確定。典型的治療時(shí)間在1分鐘與1小時(shí)之間變化，例如15分鐘。取決于應(yīng)用，LED 4與患者2表面S之間的距離處于10cm-150cm的范圍內(nèi)。為了 治療高血壓病，該距離優(yōu)選地處于IOcm-IOOcm的范圍內(nèi)、處于20cm-60cm的范圍內(nèi)以及甚 至處于25cm-55cm的范圍內(nèi)，例如40cm。勃起功能障礙的治療可以通過使用更小的距離來 獲得，所述距離例如處于10-50cm或者15-30cm的范圍內(nèi)，例如20cm。圖2A-2C示出了身體照射系統(tǒng)1的細(xì)節(jié)的示意圖。圖2A示出了包括與風(fēng)扇11結(jié) 合的通道散熱板10的身體照射系統(tǒng)1。箭頭指示用于冷卻的空氣流。圖2B示出了身體照 射系統(tǒng)1的截面，而圖2C示出了包含LED 4的前視圖。這些LED 4在模塊12中提供。LED 驅(qū)動(dòng)器可以在這些模塊12的背側(cè)提供。特別地，LED 4安裝在印刷電路板上并且配備有散熱板10。該散熱板包括金屬。 風(fēng)扇11安裝在散熱板10之上以便通過通風(fēng)提供有效的散熱。圖3A-3C和圖4A-4D示出了藍(lán)色光照射pH值為5. 5的氮化物溶液中的內(nèi)皮細(xì)胞 的體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這些條件據(jù)信與人類皮膚中存在的條件相應(yīng)。在圖3A-3C中，水平軸為時(shí)間軸。圖3A和圖3B分別示出了接通使用410nm和420nm的波長下的500_600mW光功率 和1. 8-2. 2W電功率的LED的光照射系統(tǒng)1之后一氧化氮(NO)產(chǎn)生量(豎直軸)隨即顯著 增加。當(dāng)關(guān)斷照射系統(tǒng)1時(shí)，NO產(chǎn)生量下降。圖3C示出了利用450nm波長的LED 4的照射實(shí)驗(yàn)的NO產(chǎn)生量。同樣地，發(fā)現(xiàn)在 接通身體照射系統(tǒng)1時(shí)NO產(chǎn)生量增加，盡管不及410nm和420nm波長的情況顯著。身體照 射系統(tǒng)1的工作參數(shù)被選擇成使得不出現(xiàn)細(xì)胞的顯著變暖?？偟恼f來，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色光(即UV波長區(qū)域之外的光)能夠從pH值為5. 5的
氮化物溶液中產(chǎn)生非酶促一氧化氮。圖4A-4D沿著水平軸示出了關(guān)于不同光劑量(以J/cm2為單位)的藍(lán)色光照射的 毒性作用的測(cè)量結(jié)果。豎直軸具有任意單位，其值對(duì)于OJ/cm2的劑量設(shè)置為100，在其他的 劑量下，測(cè)量的值相對(duì)于OJ/cm2處的值。毒性作用通過細(xì)胞毒性測(cè)量而測(cè)量。如果在活細(xì) 胞的細(xì)胞計(jì)數(shù)期間實(shí)際上沒有細(xì)胞或者沒有死亡細(xì)胞被計(jì)數(shù)，那么認(rèn)為治療沒有毒性。圖4A示出了利用627nm波長的光治療的人類皮膚成纖維細(xì)胞樣本的參考測(cè)量結(jié) 果。直到50J/cm2的劑量，沒有觀察到毒性作用。圖4B和圖4C示出了利用410nm和420nm波長的光治療的人類皮膚成纖維細(xì)胞樣 本的測(cè)量結(jié)果。觀察到毒性作用取決于樣本向其暴露的照射劑量。圖4D示出了利用450nm波長的光治療的人類皮膚成纖維細(xì)胞樣本的測(cè)量結(jié)果。令 人驚奇的是，在0-75J/cm2的整個(gè)輻射劑量范圍上沒有觀察到毒性作用。最后，應(yīng)當(dāng)指出的是，患者可以施用補(bǔ)充物以便提高光治療的效率。由于對(duì)NO基 的保護(hù)作用以及維持內(nèi)皮細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，推薦結(jié)合光治療使用諸如抗氧化劑之類的補(bǔ)充 物?？寡趸瘎┍Ｗo(hù)細(xì)胞免受正常的氧代謝期間產(chǎn)生的自由基的影響并且因而降低過氧化反 應(yīng)以及自由一氧化氮(神經(jīng)遞質(zhì))的損失，該自由一氧化氮使血管壁松弛?？梢允褂玫目?氧化劑補(bǔ)充物包括左旋牛黃酸(L-taurine)和硒。左旋牛黃酸是雞蛋、牛奶產(chǎn)品、肉和魚蛋 白中發(fā)現(xiàn)的氨基酸并且處于保健品的形式。硒確保內(nèi)皮細(xì)胞將自由產(chǎn)生最大數(shù)量的一氧化 氮，從而導(dǎo)致心血管健康得到改善。
權(quán)利要求
一種包括一個(gè)或多個(gè)光源的身體照射系統(tǒng)，所述光源被配置用于發(fā)射410 470nm、優(yōu)選地430 470nm波長范圍內(nèi)的光，其中所述系統(tǒng)被配置用于使所述身體的0.5 2.0m2的表面區(qū)域暴露于所述發(fā)射的光，使得所述身體的所述表面區(qū)域上所述發(fā)射的光的功率密度處于20 120mW/cm2、更優(yōu)選地30 100mW/cm2的范圍內(nèi)。
2.依照權(quán)利要求1的身體照射系統(tǒng)，其中所述光源是高功率發(fā)光二極管(LED)。
3.依照權(quán)利要求2的身體照射系統(tǒng)，其中所述LED設(shè)置在模塊中，每個(gè)模塊包括多個(gè)所 述 LED。
4.依照前面的權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的身體照射系統(tǒng)，其中所述光源具有 400-700mff的光功率。
5.依照前面的權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的身體照射系統(tǒng)，還包括被配置用于將熱量從 所述光源運(yùn)走的散熱器。
6.依照前面的權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的身體照射系統(tǒng)，還包括風(fēng)扇。
7.依照前面的權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的身體照射系統(tǒng)，還包括血壓傳感器。
8.依照前面的權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)的身體照射系統(tǒng)，還包括分別被配置用于從所 述身體照射系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)以及在所述身體照射系統(tǒng)處接收數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)發(fā)送器和數(shù)據(jù)接收 器中的至少一個(gè)。
9.一種包括一個(gè)或多個(gè)光源的身體照射系統(tǒng)，所述光源被配置用于發(fā)射420-470nm、 優(yōu)選地430-470nm波長范圍內(nèi)的光，其中所述系統(tǒng)被配置用于使所述身體的10-60cm2的表 面區(qū)域暴露于所述發(fā)射的光，使得所述身體的所述表面區(qū)域上所述發(fā)射的光的功率密度處 于10-30mW/cm2的范圍內(nèi)。
10.一種治療患有身體功能障礙的患者的方法，包括步驟使所述個(gè)人暴露于 410-470nm、優(yōu)選地440-470nm波長范圍內(nèi)的光以便接收治療有效劑量的所述光。
11.依照權(quán)利要求10的方法，其中所述身體功能障礙選自高血壓病和勃起功能障礙。
12.依照權(quán)利要求10或11的方法，還包括使所述個(gè)人暴露于包括多個(gè)用于發(fā)射所述光 的光源的系統(tǒng)的步驟，使得所述個(gè)人的0. 5-2. Om2的表面區(qū)域被暴露，其中所述表面區(qū)域上 所述發(fā)射的光的功率密度處于20-120mW/cm2、更優(yōu)選地30-100mW/cm2的范圍內(nèi)。
13.依照權(quán)利要求10或11的方法，還包括使所述個(gè)人的陰莖暴露于包括多個(gè)用于發(fā)射 所述光的光源的系統(tǒng)的步驟，使得所述陰莖的10-60cm2的表面區(qū)域被暴露，其中所述表面 區(qū)域上所述發(fā)射的光的功率密度處于10-30mW/cm2的范圍內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包括一個(gè)或多個(gè)光源的身體照射系統(tǒng)，所述光源被配置用于發(fā)射410-470nm波長范圍內(nèi)的光。該系統(tǒng)被配置用于使所述身體的0.5-2.0m2的表面區(qū)域暴露于所述發(fā)射的光，使得所述身體的所述表面區(qū)域上所述發(fā)射的光的功率密度處于20-120mW/cm2、更優(yōu)選地30-100mW/cm2的范圍內(nèi)?？商鎿Q地，該系統(tǒng)被配置用于使所述身體的10-60cm2的表面區(qū)域暴露于所述發(fā)射的光，使得所述身體的所述表面區(qū)域上所述發(fā)射的光的功率密度處于10-30mW/cm2的范圍內(nèi)。該身體照射系統(tǒng)用于治療身體功能障礙，例如高血壓病和勃起功能障礙。
文檔編號(hào)A61N5/06GK101990449SQ200980112603
公開日2011年3月23日 申請(qǐng)日期2009年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月10日
發(fā)明者A·P·莫夫斯-范羅素姆, C·V·蘇舍克, C·奧普萊恩德, C·穆特, G·瓦格納爾卡喬拉, J·利布曼, M·博恩, U·尼曼, V·C·P·科爾布-巴霍芬 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司