專利名稱：用于lllt或其它光源療法的掃描機構和治療方法
技術領域：
本公開主要涉及低強度激光療法，以及更具體而言，涉及在低強度激光療法應用中使用的機械掃描裝置。
背景技術：
使用光來治療人類和動物已經(jīng)廣為人知。因為人類的早期歷史已經(jīng)使用太陽光來 幫助治療疾病。在二十世紀中期嘗試使用集中的光束來治療在第二次世界大戰(zhàn)中受傷的士
丘近來，在治療中使用激光已經(jīng)顯示可減少疼痛、導致消炎活性、導致愈合過程和導致皮膚恢復?；谑芗し派涞牧孔蝇F(xiàn)象的激光提供了優(yōu)異的用于治療患者的集中光束源。所述激光可以使用選擇的強度、單色和本質上的相干光。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)其有效地用于治療人類的多種疾病。低強度激光療法(“LLLT”)為將從低功率的激光器發(fā)出的可見的紅光或近紅外光應用于治療目的。目前，存在LLLT裝置的一些變化形式，例如包含一個覆蓋身體小塊區(qū)域的光源的裝置、包含兩個以上的光源而因此覆蓋更大的身體區(qū)域的簇射裝置(showerdevice)，和結合各種各樣的具有不同的波長和能量分布的光源的簇裝置(clusterdevice)。經(jīng)常地，為了覆蓋更大的區(qū)域，由光源產(chǎn)生的光束具有發(fā)散角并且不會保持相干。使用LLLT裝置或其它光源的許多治療需要寬的或大區(qū)域的身體的治療而不是小區(qū)域或特定的點的治療。通常地，治療專家通過手動移動LLLT裝置或其它光源裝置或探針來掃描治療區(qū)域。以這種方式掃描的結果受到限制，因為該治療并不總是用對于各治療區(qū)域單位來說所需的光和/或能量劑量而適當?shù)馗采w所需的區(qū)域。

發(fā)明內容
本公開提供了使用低強度激光器或其它光源或能量源(如，超聲波能量源)裝置來治療區(qū)域的儀器或方法，因此，在治療區(qū)域上的光或其它能量的分布可以對于特定的治療程序定制設計并且對所有相似的治療以相同的方式重復。在根據(jù)本公開的一個實施方式中，儀器包括光源和連接到所述光源上的掃描機構，所述掃描機構適合于賦予所述光源所需的運動。所述掃描機構可以為馬達，其轉動由光源產(chǎn)生的一束或多束光束以在治療區(qū)域上提供所需能量分布模式或覆蓋寬的治療區(qū)域，將各自具有不同能量分布的不同的光源和不同的波長應用到多個選擇的治療區(qū)域中的每個上。所述光源可以包括激光器，例如，如激光二極管。在另一實施方式中，所述光源可以包括兩個以上光源，各光源產(chǎn)生具有不同波長的光束，而因此提供了復合的相干光束(composite coherent light beam)。在根據(jù)本公開的另一實施方式中，治療方法包括產(chǎn)生光束和以預先確定的模式掃描所述光束經(jīng)過治療區(qū)域以在治療區(qū)域提供所需的能量分布模式。掃描所述光束可以包括轉動產(chǎn)生光束的光源，或者，可選地，二維地移動光源以掃描一束或多束所述光束經(jīng)過寬的治療區(qū)域。在另一實施方式中，所述光源可以為光源簇，其中，掃描光源提供用兩束以上光束中的各光束對治療區(qū)域的多個單元區(qū)域的依次輻照，所述兩束以上光束中的各光束向多個單元區(qū)域中的各單元區(qū)域提供對應于兩束以上光束中的各光束的能量分布。在本公開的另一實施方式中，提供了包括支撐板的儀器，該支撐板具有多個在其中形成的安裝點。所述支撐板可以為包括在選擇的安裝點上安裝的多個光源模塊的半剛性帶或絲網(wǎng)以在治療區(qū)域的表面上形成預先確定的能量分布模式。所述儀器包括連接到所述支撐板上的控制器和電源以向光源模塊的陣列提供控制信號和電力。



圖I為在治療區(qū)域上形成圓形能量分布的根據(jù)本公開的轉動機構的立體圖；圖2為顯示LLLT或其它光源裝置的線性能量分布和當所述裝置與根據(jù)本公開的轉動機構一起使用時的線性能量分布的曲線圖；圖3為根據(jù)本公開的結合具有不同波長的兩個光源的掃描機構的立體圖；圖4為顯示根據(jù)本公開的用于與LLLT裝置或其它光源裝置一起使用的X_Y程序控制的掃描機構的立體圖；圖5Α、5Β和5C為顯不根據(jù)本公開的可能的能量分布模式的一組圖表；以及圖6為在治療區(qū)域上手動地形成所需的能量分布模式的根據(jù)本公開的儀器的圖表。在詳細的描述中將更充分地討論本發(fā)明的這些和其它實施方式。在所要求保護的發(fā)明的多個實施方式中可以獨立地實現(xiàn)所述特征、功能和優(yōu)點，或者在另一實施方式可以結合所述特征、功能和優(yōu)點。在各附圖中相似的附圖標記和指示表示相似的元件。
具體實施例方式在下面的描述中，將參考作為說明書的一部分的附圖，并且其中以闡述其中可能實施本公開的特定的示例性實施方式的方式顯示。詳細地描述這些實施方式以使得本領域的技術人員能夠實施本公開，以及應該理解到在不偏離本公開的實質和范圍的情況下可以對多種公開的實施方式作出修改，并可以使用其它實施方式。因此，下面的詳細的描述不能視為限制。參考圖1，其顯示了根據(jù)本公開的在治療區(qū)域上形成圓形能量分布的掃描機構100。柔性臂101在其一個末端處連接到基座109上。例如，掃描機構103 (例如馬達)連接到柔性臂101的相反的末端上，并被臂101支撐。在一些實施方式中，柔性臂101包括柔性管，其中可以沿其設置電線或電力電纜(未示出)。源105被連接到掃描機構103上。掃描機構103適合于使光源105以所需的方式運動。例如，在一個實施方式中，掃描機構103圍繞光束107的軸線轉動光源105，因此關于其軸線轉動光束107。光源105可以為產(chǎn)生光束107以照亮待治療的所需區(qū)域111的低強度激光器或其它合適的光源。掃描機構103轉動或移動光源105使得治療區(qū)域111被光束107掃描以在治療區(qū)域上提供所需的能量分布。如在本文中所使用，術語“光源”被用于指示在LLLT程序中向治療區(qū)域提供能量的一束或多束能量束的源。盡管光能量在本公開中被用作實例，術語“光源”可以指的是任何合適的能量源，例如，如超聲波能量源。此外，在本文中使用的術語“掃描”包括所有的運動，例如自轉、轉動、振動、滑動和擺動等。在一個實施方式中，光源105包括提供直接從嵌入在光源105中的激光二極管輸出的細長的單色相干激光束107的低強度激光器，所述激光束107被透鏡(未示出)校準過。LLLT的效果似乎限于激光發(fā)射的特定的波長組。典型的波長為在600-1000nm的范圍內(紅色至近紅外)，盡管研究發(fā)現(xiàn)在該范圍外的某些波長也可能有用。在LLLT治療中使用的典型的激光器平均功率在l_500mW的范圍內。盡管可以使用在1-100W范圍內的一些高峰值功率激光器，但是短的脈沖寬度限制了在治療區(qū)域的功率。典型的平均束輻射度為IOmW/cm2-5W/cm2。標準的激光二極管光束通常具有沿著其寬度的約5_7度和沿著其長度的約30至40度的發(fā)散。通常使用透鏡使光束修正為窄光束。在本公開的一個示例性的實施方式中，所得到的細長的束107基本為與在LLLT中使用的激光二極管發(fā)射接受的本質上的公共 相相干的光束。在一些實施方式中，光源105提供了可以為不可見的紅外光束的單色激光束107。在一些實施方式中，激光束107的波長可以為800至900納米(nm)。或者，以整體引用的方式并入到本文中的于2009年8月4日提交的、名稱為“手持式低強度激光治療儀器”的第12/534，878號美國專利申請描述了使用透鏡(未示出)形成校準的細長光束以覆蓋更大的區(qū)域，例如3_6cmX0. 5-lcm的區(qū)域。在一些實施方式中，其中，單色激光束107為不可見的紅外光束，可見光源(例如，LED (未示出))可以與光源105結合以提供伴隨不可見激光束107的補充的可見光束。在一些實施方式中，所述可見光束可以與不可見激光束重疊，或者所述可見光束可以照亮圍繞激光束107的區(qū)域。在一些實施方式中，例如，光源105可以為兩個以上光源(例如激光器)的組或簇。各個這樣的光源是分開的且獨立于簇中的其它光源。各光源產(chǎn)生分開的不同波長的光束，并且可以提供具有比簇中的其它各光源或高或低的功率的光束。掃描機構103可以為馬達，其緩慢轉動光源簇，例如，以2轉/分鐘的速率，因此用具有不同波長和功率的能量束輻照各特定的單元區(qū)域的治療區(qū)域以在任何給定的時間內提供所需的能量分布。然后，用各依次產(chǎn)生的能量束在作為簇轉動速率函數(shù)的給定的時間段內輻照各特定單元區(qū)域的治療區(qū)域。參考圖2，其顯示了 LLLT或其它光源裝置的線性能量分布和當所述裝置與根據(jù)本公開的轉動機構一起使用時的線性能量分布的曲線圖。曲線201顯示當光束107沒有轉動時光束107在沿著其縱向的光束的治療區(qū)域內的能量分布。當使用馬達103使所述光束107轉動時，曲線203顯示通過轉動光束107在治療區(qū)域111上形成的能量分布。光束107的轉動在治療區(qū)域111上形成更均勻的能量分布。現(xiàn)在參考圖3，其顯示了根據(jù)本公開的結合有兩個產(chǎn)生不同波長光束的光源的掃描機構。光源模塊303連接到馬達301上。使馬達301適合于使光源模塊以規(guī)則的、所需的方式運動以掃描所需的治療區(qū)域315。例如，馬達301可以使光源模塊303圍繞光束311的軸線轉動以便以類似于曲線203所顯示的能量分布照亮治療區(qū)域315。不同波長的兩個以上的光源305、307被安裝在光源模塊303的主體內。例如，光源305、307可以為激光器，例如，各自分別產(chǎn)生具有不同波長的激光束306、308的激光二極管。例如，所述光源模塊303可以結合一個發(fā)射635nm波長的光束的激光器305和另一個發(fā)射808nm的波長的光束的激光器307。兩個這樣的激光器305、307將發(fā)射亮紅色的光束；然而，由于它們都處于近紅外區(qū)域，所以它們的光幾乎不可見。所述兩束激光束306、308直射輸出耦合器309，例如二色性分束器、二色性棱鏡或半銀鏡。輸出耦合器309結合兩束激光束306、308以提供包含兩種波長的光的光束311。在一個實施方式中，激光器305、307交替地脈沖使得光束311在任何給定的時間僅為一種波長?；蛘撸す馄?05、307可以同時脈沖以在任何給定的時間提供兩種波長的光束311?，F(xiàn)在參考圖4，其顯示根據(jù)本公開的用于與LLLT裝置或其它光源裝置一起使用的X-Y程序控制的掃描機構。X-Y掃描機構400包括基座梁或軌道401和垂直于基座軌道401定位的臂405。臂405通過可移動的底座403可移動地安裝在基座軌道401上。例如通過滑動，通過結合到可移動的底座403內的馬達或其它裝置(未示出)，臂405沿著基座軌道401來回移動。光源模塊413通過可移動的底座407可移動地安裝到臂405上。類似地，例如 通過滑動，通過結合到可移動的底座407內的馬達或其它裝置(未示出)，光源模塊413沿著臂405來回移動。X-Y掃描儀400類似于在兩個運動軸(〃X〃和〃Y〃)上運行的X-Y繪圖機(plotter)從而定義或畫出連續(xù)的矢量圖形?；壍?01可以被視為“Y”軸，而臂405為“X”軸。如本領域所公知，X-Y掃描儀400可以通過計算機程序控制自動運行以持續(xù)向結合到可移動的底座403和407內的馬達或其它裝置輸入定位命令，以在治療區(qū)域411上以所需的模式移動光源模塊413而以預定的距離照亮治療區(qū)域。連接到基座軌道401上的框架409限定了治療區(qū)域411。如上所述，光源模塊413可以結合一個或多個光源，例如一個或多個激光器(未示出)以提供光束415。在一個實施方式中，光源模塊415可以結合發(fā)射具有635nm波長的光束的第一激光器和發(fā)射具有808nm波長的光束的第二激光器。然后,光源模塊413產(chǎn)生包括兩種波長的光能量的光束415。在又一實施方式中，如本領域所公知,光源模塊413可以結合3個或更多個具有不同波長的安裝成簇的激光器。在其它實施方式中，光源模塊413可以產(chǎn)生更多或更少數(shù)目的光束?，F(xiàn)在參考圖5，顯示了根據(jù)本公開的可能的能量分布模式的一組圖表。使用安裝在掃描機構400上的光源模塊413，光束415可以使用并入到光束中的各波長在治療區(qū)域411的表面上形成各種各樣的所需的能量分布模式。曲線510顯示向治療區(qū)域411的各區(qū)域單元提供大致相同的能量的分布。曲線520顯示用于治療細長區(qū)域(例如長的傷疤或傷口)的能量分布。曲線530顯示在治療區(qū)域411上的圓形能量分布?，F(xiàn)在參考圖6，其顯示在治療區(qū)域上手動地形成所需的能量分布模式的根據(jù)本公開的儀器的圖表。在另一實施方式中，儀器600使得用戶能夠設計并形成所需的或定制的光源(例如低強度激光器)陣列以在治療區(qū)域(未示出)上提供所需的能量分布模式。這樣的光源陣列可以預先確定為標準LLLT治療程序的一部分，或者所述陣列可以為在患者的診斷過程中設計的定制陣列以治療特殊的疾病。支撐板601，例如柔性、半剛性帶或絲網(wǎng)，包括一系列安裝點603以有利于在一個或多個安裝點603上安裝一個或多個光源模塊(未不出)以形成所需的光源陣列。在陣列中的各光源包括光學器件以提供一系列平行排列的、相干的光束以在治療區(qū)域的表面上形成所需的能量分布模式。安裝點603可以為在支撐板601或在安裝點603處連接到支撐板601上的安裝托架、或其它的合適的安裝儀器上形成的狹縫或圓孔。安裝板601的框架605包括電線、連接部分或其它支撐電路系統(tǒng)以為光源模塊的陣列提供電力和控制。盡管支撐板601顯示為平的、矩形的平板，但是支撐板601還可以為其它形狀和結構，例如圓形或正方形，并且還可以被彎曲以在治療區(qū)域上實現(xiàn)所需的能量分布模式?？刂破骱碗娫茨K607通過電纜線路609向光源模塊陣列提供電力和控制信號。用于組裝光源陣列的光源模塊可以使用激光器，例如二極管激光器，以產(chǎn)生光束。在一些實施方式中，所述光源模塊將提供單色激光束。在其它實施方式中，所述光源模塊可以結合兩個以上的激光器，各自產(chǎn)生具有不同波長的光束。在一個實施方式中，各光源模塊結合一對激光器發(fā)射具有635nm波長的光束的第一激光器和發(fā)射具有808nm波長的光束的第二激光器。在另一實施方式中，光源模塊包括激光器，其中，通過使用透鏡使由激光器產(chǎn)生的激光束成形(shape)以形成校準的細長的光束以在治療區(qū)域的表面上覆蓋更大的區(qū) 域，例如，3_6cmX0. 5-lcm的區(qū)域。可以將支撐板601安裝到支撐結構上(未示出)，所述支撐結構保持光源模塊陣列相對于治療區(qū)域定位以在治療區(qū)域上提供所需的能量分布模式?；蛘?，可以將支撐板601安裝在掃描機構上，例如如上所述的掃描機構100。類似地，可以將支撐板601安裝到如上所述的X-Y掃描儀機構400的可移動的底座407上。在又一實施方式中，支撐板601包括安裝在形成光源模塊陣列的各安裝點603上的光源模塊?？刂破骱碗娫茨K607通過電纜線路609向光源模塊陣列提供電力和控制信號。程序控制控制器607以打開或關閉所述光源中所選擇的一些光源以在治療區(qū)域提供預先確定的能量分布模式。雖然以多個實施方式的方式已經(jīng)描述了本申請的方法和儀器，但是對于本領域的技術人員顯而易見的是在不偏離本申請的概念和范圍的情況下可以對所述方法、儀器和/或過程進行變化，或對在本文中描述的方法的步驟或者步驟的次序進行變化。更具體而言，顯而易見的是同時為機械或功能相關的某些特征可以被在本文中描述的特征所替換，而可以實現(xiàn)相同或類似的結果。對于本領域的技術人員而言顯而易見的是所有這樣的類似的替換和修改被認為是在本申請的范圍和概念內。
權利要求
1.一種儀器，其包括 光源；和 掃描機構，其連接到所述光源上并適合于賦予所述光源所需的運動。
2.根據(jù)權利要求I所述的儀器，其中，所述所需的運動包括所述光源的轉動。
3.根據(jù)權利要求I所述的儀器，其中，所述光源包括激光器。
4.根據(jù)權利要求I所述的儀器，其中，所述光源包括兩個以上光源，各光源產(chǎn)生具有不同波長的光束。
5.根據(jù)權利要求4所述的儀器，其中，所述光源產(chǎn)生相干光束。
6.根據(jù)權利要求I所述的儀器，其中，所述掃描機構包括X-Y掃描儀。
7.根據(jù)權利要求6所述的儀器，其中，根據(jù)所需的治療程序，程序控制所述掃描機構以便以不同的模式移動光源，以在治療區(qū)域的表面上提供所需的能量分布模式。
8.根據(jù)權利要求6所述的儀器，其中，程序控制所述掃描機構以轉動所述光源。
9.根據(jù)權利要求I所述的儀器，其中，所述掃描機構包括馬達。
10.一種治療方法，其包括 產(chǎn)生光束；和 以預先確定的模式掃描所述光束經(jīng)過治療區(qū)域以在治療區(qū)域上提供所需的能量分布模式。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述掃描所述光束的步驟包括轉動所述光束的步驟。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述掃描所述光束的步驟包括二維地移動所述光束的步驟。
13.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中，所述光束是由光源產(chǎn)生的。
14.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，所述光源包括激光器。
15.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，所述光源包括兩個以上的光源，各光源產(chǎn)生具有不同波長的光束。
16.根據(jù)權利要求15所述的方法，其進一步包括掃描所述光源以用兩束以上光束中的各光束依次輻照治療區(qū)域的多個單元區(qū)域中的各單元區(qū)域，以向多個單元區(qū)域中的各單元區(qū)域提供對應于兩束以上光束中的各光束的能量分布。
17.根據(jù)權利要求13所述的方法，其中，所述光源包括光源簇。
18.根據(jù)權利要求15所述的方法，其中，所述光源產(chǎn)生相干光束。
19.一種儀器,其包括 支撐板； 在所述支撐板中形成的多個安裝點；和 在一個或多個安裝點處安裝在所述支撐板上的至少一個光源模塊。
20.根據(jù)權利要求19所述的儀器，其中，所述安裝點包括在所述支撐板中形成的狹縫。
21.根據(jù)權利要求19所述的儀器，其進一步包括以預先確定的模式在一個或多個安裝點處安裝在所述支撐板上的多個光源模塊。
22.根據(jù)權利要求21所述的儀器，其進一步包括連接到所述支撐板上的控制器和電源模塊以向光源模塊的陣列提供控制信號和電力。
23.根據(jù)權利要求19所述的儀器，其進一步包括連接到所述支撐板上的控制器和電源模塊。
24.根據(jù)權利要求19所述的儀器，其中，所述支撐板包括半剛性板。
25.根據(jù)權利要求19所述的儀器，其進一步包括在各安裝點上安裝的光源。
26.根據(jù)權利要求25所述的儀器，其進一步包括連接到所述支撐板上的控制器和電源模塊以向光源模塊的陣列提供控制信號和電力。
27.根據(jù)權利要求26所述的儀器，其中，程序控制所述控制器以打開和關閉所述光源中所選擇的一些光源以在治療區(qū)域提供預先確定的能量分布模式。
全文摘要
掃描光源(例如低強度激光器)的掃描機構在治療區(qū)域形成所需的能量分布。所述光源可以包括多個光束產(chǎn)生器，各自具有不同的波長和不同的能量分布。根據(jù)所需的治療，可以程序控制所述掃描機構以便以不同的模式掃描。
文檔編號A61N5/067GK102811768SQ201180006235
公開日2012年12月5日 申請日期2011年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月14日
發(fā)明者約納坦·格利茨, 米哈爾·施洛瑟 申請人:米哈爾·施洛瑟