專利名稱：柔性的光療裝置、膏藥及繃帶的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及柔性的光療裝置。該柔性的光療裝置可在可附著至人或動物的皮膚及/或可圍繞人或動物的身體部分包覆的膏藥或繃帶中實施。柔性的光療裝置包括產(chǎn)生光的光源，該光照射至被治療人或動物的皮膚上，且取決于該光的色彩而穿透至該皮膚表面下面的組織中達具體深度。當該所穿透的光在該組織中被吸收時，該組織變暖。皮膚中及皮膚下面的組織的變暖是令人感到健康愉快的體驗且也具有治療效果，尤其是疼痛緩解。熱的益處是基于局部增強血液循環(huán)的皮膚中的血管舒張反應。這導致較高代謝率及代謝產(chǎn)物與其它基本生化化合物的運輸。光穿透至更深組織提供和緩且舒適的變暖效應。此外，光的具體波長對皮膚及下面組織的細胞中的這些生化過程具有影響且柔性的光療裝置可用于減慢不利生化過程或刺激有益生化過程。
背景技術：
公開的專利申請WO 01/14012A1公開了用于體外光電治療的柔性的施照器。該柔性的施照器在柔性的基板上具有至少一個光產(chǎn)生源。該柔性的施照器進一步具有用于漫射該至少一個光產(chǎn)生源的光的結構且具有用于將熱傳送遠離皮膚接觸表面的系統(tǒng)。在所論述的實施例中，提供多個光產(chǎn)生源。該柔性的施照器的背側(cè)(其是在使用中該柔性的施照器的背對被治療人的皮膚的一側(cè))提供散熱片用于吸收由該多個光產(chǎn)生源產(chǎn)生的熱。該散熱片與這些光源與皮膚之間的熱障一起工作以防止該光產(chǎn)生源的熱將皮膚接觸表面加熱至危險溫度。熱是沿遠離借助該 柔性的施照器進行治療的人的方向傳送。所引用技術的該柔性的施照器僅包括沿遠離被治療人或動物的方向傳送光源的熱的熱傳送構件。然而，該柔性的施照器與該被治療人或動物的皮膚之間的接觸區(qū)域可仍局部變得過熱或局部保持過冷。所謂熱點及冷點對于該被治療人或動物是不便的且可對該柔性的施照器的治療效果具有負面影響
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種在該柔性的光療裝置與被治療人或動物的皮膚之間的界面處更準確地控制熱的柔性的光療裝置。本發(fā)明的第一方面提供如權利要求1中所請求的柔性的光療裝置。本發(fā)明的第二方面提供如權利要求15中所請求的膏藥或繃帶。有利的實施例界定于從屬權利要求中。根據(jù)本發(fā)明的第一方面的柔性的光療裝置包括光源、光透射元件及熱管理構件。該柔性的光療裝置在使用中為生物的治療目標區(qū)域提供治療的光效應。該光源是用于發(fā)射光的。該光透射元件可為光學耦合至該光源的柔性的光透射材料(諸如以所謂側(cè)面發(fā)光配置而光學耦合至該光源的柔性的光導材料)或可包括以所謂直接發(fā)光配置而光學耦合至該光源的光透射腔。該光透射元件包括朝該治療目標區(qū)域的光出射窗。該熱管理構件熱耦合至該治療目標區(qū)域以跨越該治療目標區(qū)域分布熱及控制該熱分布。該熱可源自該治療目標區(qū)域自身，但該所分布的熱的大部分將源自該光源。
該熱管理構件提供控制跨越該治療目標區(qū)域的該熱分布的效應，因為該熱管理構件熱耦合至該治療目標區(qū)域且在一較佳實施例中也熱耦合至該光源。將該光源的熱傳導至該治療目標區(qū)域。經(jīng)由傳導，可將更多熱傳送至該治療目標區(qū)域的可能較冷區(qū)域且可將較少熱傳送至該治療目標區(qū)域的可能較熱區(qū)域。此外，該熱管理構件能夠分布熱且因此其可將熱自較溫暖區(qū)域傳送至較冷區(qū)域，這防止該治療目標區(qū)域處的熱點及冷點且因此防止跨越該治療目標區(qū)域的強烈溫度梯度。因此，該熱管理構件減小該治療目標區(qū)域處的溫差，換言之，跨越該治療目標區(qū)域的該熱分布變得更均勻。發(fā)明人已意識到當除了接收主要使該皮膚的更深組織變熱的光外，該治療目標區(qū)域由于經(jīng)由朝該治療目標區(qū)域傳導的該熱分布而接收來自該光源的熱時，該柔性的光療裝置的治療效果增加。該所傳導的熱是由該被治療人或動物的該皮膚的頂部層接收，且可進一步傳導至該皮膚的更深組織。光經(jīng)由電磁波而傳送能量。這些電磁波在較大程度上直接朝該皮膚的更深組織穿透以使這些更深組織變暖。因此，該柔性的光療裝置在使用中提供借助所輻射光的該皮膚的更深組織的有效變暖以及借助所傳導熱的該皮膚的頂部層的舒適變暖。有利地，節(jié)省能量。將該光源的余熱的至少一部分高效地用于獲得治療效果，替代將全部余熱自該柔性的光療裝置傳送出至周圍環(huán)境。因此，該光源可以較低功率水平操作而該治療效果仍相同。光透射元件是柔性的光透射材料。該柔性是足夠高以允許該柔性的光療裝置的彎曲以使得獲得朝該治療目標區(qū)域的光的有效發(fā)射。在有利實施例中，也可借助該光透射元件而獲得至該治療目標區(qū)域的有效熱耦合。術語“光透射”意指自該光源接收的光至少部分地朝光出射窗透射。因此，該光透射材料可為透明或半透明，且可為部分透明或部分半透明。應注意，該柔性的光透射材料未必限于單個材料或僅限于固體材料。固體材料與氣體的組合也可使用，或固體材料與流體的組合。例如，柔性的泡沫材料可用于獲得基本上固定的形狀，其仍具有使該材料彎曲的柔性，且該柔性的泡沫中的腔可填充有光透射氣體(例如，其是空氣)。在另一實施例中，該光療裝置包括光學耦合至該光透射元件的多個光源。在一實施例中，該熱管理構件熱耦合至該光透射元件且在使用中使該光出射窗與該治療目標區(qū)域接觸。因此可經(jīng)由該光透射元件來獲得該熱管理構件與該治療目標區(qū)域之間的熱耦合。該光透射元件具有具體導熱性及具體熱容量且因此該光透射元件可輔助該熱管理構件朝該治療目標區(qū)域分布該熱。該光透射元件因此優(yōu)選地不是熱絕緣體。如其它實施例中所論述，當使用導熱通道時該光透射元件可具有相對低的導熱性。其中光透射元件具有具體導熱性及具體熱容量的實施例在使用于打開與關閉狀態(tài)之間交替的脈沖光發(fā)射器時尤其有利。皮膚接收脈沖形式的光的電磁波且因此非持續(xù)被加熱。具有具體熱容量的光透射元件暫時儲存該光源的余熱的一部分且逐漸地經(jīng)由傳導將所儲存熱的至少一部分提供至被治療人或動物的皮膚。因此，該皮膚也在脈沖之間變暖。這提供更多舒適及有益治療效果，同時在該光源的關閉周期期間節(jié)省電力。在另一實施例中，熱管理構件包括應用于光透射元件的表面的一部分的導熱層。在光透射元件的表面的一部分處提供導熱層是將熱分布在空間中且因此獲得較均勻的跨越治療目標區(qū)域的熱分布的有效方式。應注意，該導熱層熱耦合至該光透射元件，因為該導熱層應用于該光透射元件的表面。因此，該導熱層輔助跨越該光透射元件的本體分布該光源的熱，且因此該光透射元件中的溫差減小。因此，該光透射元件的光出射窗獲得較均勻溫度分布。若然后使該光出射窗與治療目標區(qū)域接觸，則跨越該治療目標區(qū)域的該熱分布也變得較均勻。除了減小該光出射窗處的冷點及熱點的數(shù)目外，也防止該光透射元件的其它區(qū)域處(尤其在提供該導熱層的區(qū)域處)的冷點及熱點。因此，該柔性的光療裝置的其它表面(其未與人或動物的治療目標區(qū)域接觸，但其例如與(例如)該人的衣物接觸)并不形成具有超過安全溫度的溫度的熱點。該導熱層可為不透明的。若該導熱層是不透明的，則該導熱層應用于的該光透射元件的表面的部分較佳地不是光出射窗?？蓪釋犹峁┲猎摴獬錾浯?。然而，然后其必須是至少部分地光透射的以允許自該光出射窗發(fā)射的光的至少一部分到達該治療目標區(qū)域。這種光透射導熱層可為含有金屬粒子的硅層，或在另一實例中，該光透射導熱層可為編織銅導線結構(這些銅導線之間具有開放空間)。在另一實施例中，若該導熱層應用于包括該光出射窗的該光透射元件的一側(cè)，且若該導熱層不是光透射的，則該光出射窗的至少一實質(zhì)部分可以不由該導熱層覆蓋。在一實施例中，該導熱層應用于的該光透射元件的表面的一部分經(jīng)定位基本上與該光出射窗相對。在一實施例中，該熱管理構件熱耦合至該光源以用于接收該光源的熱及用于朝該治療目標區(qū)域分布該光源的熱。該熱管理構件吸收該光源的該余熱且將該熱的至少一部分提供至該治療目標區(qū)域。因此，使用所接收的余熱來升高 該治療目標區(qū)域的溫度。因此，經(jīng)由熱傳導而至人或動物的皮膚的熱傳送增加且獲得較佳治療效果。該熱管理構件分布該熱且因此防止該光透射元件在一側(cè)(其是該光源耦合至該光透射元件的該側(cè))處變得相對溫暖，而該光透射元件的另一側(cè)保持相對冷。貫穿該光透射元件獲得更均勻的熱分布。此外，節(jié)省能量，因為經(jīng)由該光源的光且經(jīng)由所傳導的來自該光源的余熱來加熱人或動物的皮膚，且因此，該光源可發(fā)射較少光。在另一實施例中，該熱管理構件包括該光透射元件中的導熱通道。當該柔性的光療裝置在使用中時，這些導熱通道的一端經(jīng)布置以與該治療目標區(qū)域接觸。因此，這些導熱通道是用于分布熱以使得跨越該治療目標區(qū)域的熱分布變得較均勻的有效解決方案。這些導熱通道的另一端可熱耦合至該光透射元件。因此，這些導熱通道是用以將熱自第一位置朝其它位置分布熱的有效構件且也有效于減小該光透射元件內(nèi)的溫差，且因此，有助于在也可與該治療目標區(qū)域接觸的該光出射窗處獲得較佳熱分布?？缭皆摴獬錾浯暗妮^佳熱分布促成跨越該治療目標區(qū)域的較佳熱分布。該光透射元件通常具有相對低的導熱性及/或低熱容量且因此這些導熱通道提供比該光透射元件可提供的熱傳導更佳的熱傳導。應注意，若這些導熱通道不是熱耦合至該光透射元件，則這些導熱通道主要具有朝該治療目標區(qū)域的熱傳輸?shù)墓δ?。若這些導熱通道也熱耦合至該光透射元件，則這些導熱通道也提供將熱分布至該光透射元件的功能，且因此經(jīng)由該光透射元件朝該治療目標區(qū)域的額外熱傳輸路徑變得可用。進一步應注意，“使這些導熱通道的一端與該治療目標區(qū)域接觸”具有“將該導熱通道的一端熱耦合至該治療目標區(qū)域”的意義，這實際上意指另一導熱材料薄層也可位于該治療目標區(qū)域與該導熱通道的該端之間中。在進一步的實施例中，這些導熱通道沿基本上垂直于該光出射窗的方向延伸。若這些導熱通道延伸至基本上垂直于該光出射窗的方向中，則該光透射元件的與該治療目標區(qū)域接觸的一部分與該光透射元件的經(jīng)定位距該治療目標區(qū)域某距離的一部分之間的溫差被減小。在進一步的實施例中，這些導熱通道熱耦合至該導熱層。因此，這些導熱通道可自該導熱層接收熱及/或可將熱遞送至該導熱層。該導熱層跨越其表面且以遵循該光透射元件的該表面的至少部分的方向(例如，基本上平行于該治療目標區(qū)域)提供熱分布，且這些導熱通道沿朝該治療目標區(qū)域或遠離`該治療目標區(qū)域(例如，基本上垂直于該治療目標區(qū)域)的方向提供熱分布。因此，這些導熱通道及該導熱層的組合效應提供跨越該治療目標區(qū)域的更佳熱分布。此外，若該導熱層或這些導熱通道也熱耦合至該光透射元件，則該光透射元件的整個本體可接收基本上相等溫度。在一實施例中，及時執(zhí)行熱的分布。例如，該熱管理構件可在第一時刻在第一位置處吸收熱，且在第二時刻將該熱遞送至第二位置。該熱可借由該熱管理構件暫時儲存，這允許該第一位置與該第二位置基本上是相同位置。例如，當該光源在打開與關閉狀態(tài)之間交替時，在該關閉狀態(tài)期間可重新使用來自該打開狀態(tài)的暫時儲存的熱。當隨時間可管理該熱分布時，可限制在該光療裝置的不同操作條件下跨越該治療目標區(qū)域的溫度分布之間的差，且因此防止暫時的冷點及熱點。因此，對借助柔性的光療裝置進行治療的人或動物而言，該柔性的光療裝置是比不具有熱管理構件的柔性的光療裝置更舒適且更安全。在一實施例中，該熱管理構件可包括相變材料以用于暫時儲存熱。相變材料當其自第一相改變成第二相(例如，自固體至流體)時吸收熱，且當其自該第二相改變成該第一相時釋放熱。相的改變通常在經(jīng)明確界定的溫度下發(fā)生，且因此，當該相變材料的環(huán)境的溫度趨于增加超過該經(jīng)明確界定的溫度時，該相變材料通過自該第一相改變成該第二相來吸收熱，同時只要該相變材料能夠吸收熱，該溫度保持基本上相同。當隨后該相變材料的環(huán)境的溫度趨于減少低于該經(jīng)明確界定的溫度時，該相變材料通過自該第二相改變成該第一相來釋放熱且因此該相變材料的環(huán)境的溫度可保持基本上相同。因此，相變材料是用以隨時間緩沖熱且因此控制治療目標區(qū)域的熱分布的有效構件。應注意，該相變材料除了儲存/釋放熱以外也可傳導熱。該相變材料可在具體位置處開始自第一相改變成第二相且也在鄰近位置處透過傳導導致相變，等等。當稍后該相變材料釋放熱時，該熱釋放最可能在溫度趨于下降相對快速的另一具體位置處開始。發(fā)生該熱的吸收的位置可因此不同于釋放該熱的位置。因此，該相變材料也在三個維度上分布熱。在進一步的實施例中，該熱管理構件包括相變材料纖維，這些纖維提供于該光透射元件中。因此，這些相變材料纖維在該光透射元件中提供熱分布且因此當使該光出射窗與該治療目標區(qū)域接觸時，跨越該治療目標區(qū)域的熱分布被良好控制。在其它實施例中，該相變材料可經(jīng)布置成嵌于這些光透射元件中的小球形組件，或可提供為該柔性的光療裝置的其它層之間中的層。該光透射元件可包括光輸入窗以用于接收該光源的光，以使得超過60%的該光僅經(jīng)由散射及/或反射朝該光出射窗傳送。若該光的大部分未直接自該光輸入窗朝該光出射窗傳送，則該光療裝置被布置成所謂間接發(fā)光配置。在經(jīng)由該光透射元件來反射或散射之后，該光的大部分到達該光出射窗。這種配置在該光出射窗處提供良好均質(zhì)的光分布。此夕卜，相對于該光出射窗，該配置提供關于光源的位置的更多設計靈活性，且同樣，可更容易地布置該光源與該熱管理構件之間的可能的導熱耦合。在一實施例中，該光透射兀件進一步包括光輸入窗以用于接收該光源的光，其中平行于該光輸入窗的平面經(jīng)定向而基本上垂直于平行于該光出射窗的平面。該光透射元件可為將光自該光輸入窗朝該光出射窗傳輸?shù)墓鈱?。此配置是所謂側(cè)面發(fā)光配置。應注意，該光導是柔性的材料，且平行于該光輸入窗的該平面未必是平坦平面。在平行于該光輸入窗的平面與平行于該光出射窗的平面交叉的位置處，平行于該光輸入窗的該平面經(jīng)定向而基本上垂直于平行于該光出射窗的該平面。側(cè)面發(fā)光配置允許一個或多個光源的定位是在該光透射元件的一側(cè)處，這需要較少電接線且允許針對這些光源使用專用外殼。此外，通過使這些光源位于一側(cè)處，允許該光透射元件盡可能是柔性的，這在必須使該光導的相對大部分與被治療人或被治療動物的皮膚接觸時是尤其有利的。此外，當這些光源全部定位于該光導的一側(cè)處時，獲得該熱管理構件可熱耦合至這些光源的通用位置。經(jīng)有效且高效耦合的熱管理構件防止該光導在操作期間由于與該光源或這些光源接觸而在一側(cè)處變得相對溫暖，而該光導的另一側(cè)保持相對冷。在一實施例中，該柔性的光療裝置進一步包括反射器以用于將由該光源發(fā)射的該光朝該光輸入窗反射。若該光源直接稱合至該光輸入窗以用于將該光稱合于該光透射兀件中，則用于將該熱管理構件恰當連接至該光源的設計選項受限且通常是弱點。例如，若該光源經(jīng)布置成一側(cè)面發(fā)光配置(例如，接近于該光透射元件)且該熱管理構件包括位于該光透射元件的表面上(例如，在該光透射元件的頂部上)的導熱層，則該導熱層必須經(jīng)彎曲以熱耦合至該光透射元件一側(cè)處的該光源。這些彎曲尤其是弱點。若使用反射器來將由該光源發(fā)射的該光朝該光輸入窗反射，則該光源可以更放置以便于連接至該熱管理構件借此避免弱點(例如，放置于該熱管理構件的該導熱層的平面中)。在一實施例中，該柔性的光療裝置進一步包括用以控制跨越該治療目標區(qū)域的光分布的光管理構件。發(fā)明人已意識到，控制跨越該治療目標區(qū)域的光分布也是有利的?？赏ㄟ^具有經(jīng)控制的光分布和經(jīng)控制的熱分布來獲得具體治療效果。光分布可補償不均勻的熱分布，因為光也被吸收且因此被轉(zhuǎn)換成熱。該光管理構件也可與該熱管理構件協(xié)作以獲得具體的不均勻熱分布，該具體的不均勻熱分布在該治療目標區(qū)域的具體點處提供比在其它點處更多的熱。在進一步的實施例中，該治療目標區(qū)域的第一子區(qū)域接收比該治療目標區(qū)域的第二子區(qū)域更少的熱且該光管理構件分布比該第二子區(qū)域更多的光至該第一子區(qū)域。雖然該熱管理構件可經(jīng)配置以將熱傳導至該治療目標區(qū)域以使得跨越該治療目標區(qū)域的該熱分布變得盡可能均勻，但通常難以防止該治療目標區(qū)域的第二子區(qū)域接收比第一子區(qū)域更多的所傳導的熱。尤其該治療目標區(qū)域靠近于該光源的一部分最可能比其它部分更溫暖。借由分布更多光至子區(qū)域，該子區(qū)域經(jīng)由輻射接收更多能量。因此，在此子區(qū)域中比在其它子區(qū)域中吸收更多光，且因此通過在某子區(qū)域中經(jīng)由光來接收更多能量而至少部分地補償在那個子區(qū)域中經(jīng)由熱傳導接收較少能量。被治療人或動物感受該治療目標區(qū)域下面的皮膚中的更均勻的熱分布，這是更方便的且導致跨越該整個治療目標區(qū)域的更均勻有利的治療效果。在另一實施例中，該光透射元件包括該光管理構件。該光透射元件正將來自該光源的該光透射至該治療目標區(qū)域且因此其是可經(jīng)構建以獲得具體光輸出分布的組件。通過出于此目的而使用該光透射元件，不需要引入額外組件于該柔性的光療裝置中，這節(jié)省成本且減小該柔性的光療裝置的復雜性。在進一步的實施例中，該光透射元件包括光向外耦合結構以控制至該治療目標區(qū)域的該光分布。光透射元件通常是其中捕獲光且經(jīng)由全內(nèi)反射將該光透射至另一位置的組件。尤其當該光透射元件的該光輸入窗與該光出射窗未彼此相對定向時，必須采取具體措施以停止該光的該全內(nèi)反射并經(jīng)由該光出射窗向外耦合該光。用以重定向該光以使得將該光經(jīng)由該光出射窗向外耦合的構件稱為光向外耦合結構。光向外耦合結構通常是小結構，其影響該光透射元件的多個壁中的一個的反射性以使得朝該光出射窗反射或散射照射至這些結構上的光。通過配置光向外耦合結構的具體分布或通過在具體位置處將其構建成具體形狀，該治療目標區(qū)域處的該光輸出分布受這些光向外耦合結構控制。
在一實施例中，該光透射元件具有經(jīng)布置以控制至該治療目標區(qū)域的該光分布的形狀。該光透射元件經(jīng)由反射而將來自該光源的光朝該光出射窗透射，因為該光透射元件的壁通常用于朝該光出射窗重定向該光。通過將該光透射元件構建成具體形狀，影響該光的該反射方向以在該光出射窗處且因此在該治療目標區(qū)域處獲得所需光輸出分布。在后續(xù)實例中，該光輸入窗定位于該光透射兀件的一側(cè)壁處且該光輸出窗定位于該光透射兀件的底部壁處。該光透射兀件被細分成兩部分。該光透射兀件的第一部分是與該光輸入窗接觸且具有磚的形狀。第二部分是與該第一部分接觸且不與該光輸入窗接觸。該第二部分具有楔形形狀。該第一部分主要將光經(jīng)由全內(nèi)反射朝該第二部分透射。該第二部分將全部所接收的光反射至該光出射窗。在進一步的實施例中，該反射器經(jīng)配置以提供經(jīng)準直光束至該光輸入窗，其中該經(jīng)準直光束的半高全寬準直角小于或等于45度。經(jīng)由該光輸入窗而進入該光透射元件的該光束相對于該光輸入窗的法線具有具體的角分布。該準直角定義為該光束的一個光線與該光束的另一光線之間的最大角，其中該一個光線與該另一光線具有具體(最小)光強度。若該光束相對于該光輸入窗的法線是對稱的，則該準直角是該法線與該光束的光線之間的最大角的值的兩倍。經(jīng)由該光輸入窗而進入該光透射元件的光束具有具體光強度分布，其中該光強度是與該光輸入窗的法線與該光束的光線之間的角相關。半高全寬準直角是光強度為最大光強度的一半處的角的兩倍。若該光束經(jīng)準直且具有小于45度的半高全寬準直角，則在該經(jīng)準直光束的光線中的一者到達該光出射窗之前或在光線的另一者通過該光透射元件的壁而朝該光出射窗反射之前，將這些光線的大部分相對遠地透射至該光透射元件中。因此，結果是將更多光發(fā)射穿過該光出射窗的距該光輸入窗相對遠的子區(qū)域。在由于直接來自該光源的熱而使靠近該光輸入窗的區(qū)域變得更溫暖的情形下此可為有利的。應注意，該光束的該準直角是在該光透射元件內(nèi)量測。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的該柔性的光療裝置的膏藥或繃帶。該膏藥或該繃帶提供與根據(jù)本發(fā)明的第一方面的該柔性的光療裝置相同的益處且具有與該裝置的對應實施例類似的實施例及類似效果。
參考下文中所闡述的實施例明了且將闡明本發(fā)明的這些及其它方面。本領域的技術人員應了解，上文所提及的實施例、實施方案及/或本發(fā)明的方面中的兩者或兩個以上者可以以認為有用的任意方式組合。本領域的技術人員可基于本說明書實現(xiàn)裝置的修改及變化(其對應于所闡述的系統(tǒng)的修改及變化)。


圖1示意性地示出人類皮膚的截面 圖2a示出是根據(jù)本發(fā)明的第一方面的柔性的光療裝置的第一實施例的光補丁(lightpatch)的照片；
圖2b示意性地示出圖2a的光補丁的截面 圖3a示意性地示出柔性的光療裝置的第二實施例的截面 圖3b示意性地示出該第二實施例的另一截面 圖4示意性地示出第三實施例的截面 圖5a至圖5d分別示意性地示出柔性的光療裝置的第四至第七實施例的截面 圖6a示意性地示出柔性的光療裝置的第八實施例的截面 圖6b示意性地示出柔性的光療裝置的該第八實施例的另一截面 圖7a示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第二方面的膏藥的實施例；
圖7b示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第三方面的繃帶的實施例；
圖8示意性地示出柔性的光療裝置的實施例的另一截面 圖9a至圖9d示意性地示出包括光管理構件的柔性的光療裝置的實施例的截面圖；以
及
圖10示意性地示出包括光管理構件的柔性的光療裝置的另一實施例的截面圖。應注意，不同圖中的由相同組件符號表示的對象具有相同結構特征及相同功能。在已闡釋此對象的功能及/或結構的情況下，不需要在實施方式中對其重復闡釋。這些圖僅是圖解性且并未按比例繪制。特定而言為清晰起見，某些尺寸是強烈夸大。
具體實施例方式在圖1中，示出人類皮膚106的截面圖。人類皮膚106的頂部層是表皮層102。在表皮層102下面是真皮層104，該真皮層下面存在皮下組織層107。真皮層104具有許多熱傳感器。若這些熱傳感器感受到熱，則人身體可以以血管舒張反應起反應，該血管舒張反應局部增強接近所感受熱的皮膚及區(qū)域中的血液循環(huán)。在該圖的右端提供軸112，其以微米(μ πι)為單位示出這些層的厚度。應注意，這些層的厚度可取決于皮膚106在身體上的具體位置而變化。當具體波長光譜的光108照射至皮膚106上時，該光的一部分110被反射。具體波長比其它波長在人類皮膚106中穿透更深，因為這些其它波長被皮膚106的具體層吸收。在一實例中，光的相對大部分118被表皮層102吸收。光的另一部分116在被吸收之前穿透至真皮層104。相對小部分114可在被吸收之前穿透至皮下組織層107中。光的吸收導致各個表皮層102、真皮層104及皮下組織層107的加熱效應。紅外A光(800 nm至1500nm)可相對深地穿透至該皮膚中，直達皮下組織層107，且因此這些熱傳感器并未感測到大量由此紅外A光的吸收所產(chǎn)生的熱。紅外光譜的其它波長可由頂部層吸收?，F(xiàn)今，光療裝置通常包括發(fā)射人眼可見的光譜中的大部分光的光源。另外，這些光療裝置可包括發(fā)射(例如)紅外光譜中的光的光源。發(fā)光二極管(LED)或有機發(fā)光二極管(OLED)具有借助相對廉價的裝置來相對高效地產(chǎn)生光的有益效應。與(例如)紅外燈相t匕，LED及OLED是相對小且因此它們非常適于整合于柔性的光療裝置中。在操作中，光108可用于使治療目標區(qū)域的皮膚106變暖。該光譜使得將該光的至少一部分透射至皮膚106的更深層中以使這些更深層變暖來獲得健康愉快及/或治療效果。在可見光譜中，藍色光(400-470nm)比可見光譜中的其它色彩較少地被皮膚反射。此外，藍色光大部分地是由人類皮膚106的真皮層104及表皮層102吸收且因此由藍色光的該吸收導致的溫暖被熱傳感器良好感知。熱覺(heat sensation)導致健康愉快感且導致由于增強的血液循環(huán)的健康效應。圖2a 中示出本發(fā)明的第一實施例。圖2a示出柔性的光補丁 204的照片。使柔性的光補丁 204與手202的背部接觸。柔性的光路徑204包括發(fā)射藍色光至光導中的LED。該光導將基本上大量光傳送至手202的背部的方向中且該光照射至手202的皮膚上。柔性的光補丁 204經(jīng)由電力電纜206連接至電能源。在另一實施例中，柔性的光補丁 204包括電池以用于提供電能至這些LED。在柔性的光補丁 204的頂表面(其是與柔性的光補丁 204與手202接觸的表面相對的表面)處，設置有經(jīng)熱耦合至這些LED并經(jīng)熱耦合至該光導的柔性的熱傳導材料。圖2b示出沿圖2a中所繪的線A_A’的柔性的光補丁 204的截面圖。柔性的光補丁 204包括光導作為由柔性的光透射材料制成的光透射元件212。“光透射”意指進入光導的光的至少一部分也離開該光導。該光導是柔性的以允許沿人類或動物的身體的曲線來彎曲柔性的光補丁 204。光透射元件212的小腔216中提供多個LED 214。LED 214發(fā)射光220至該光導中。光220具有具體光譜。由LED 214發(fā)射至該光導中的幾乎所有光220穿過光出射窗222朝人或動物的皮膚224向外耦合。在所示的實例中，使柔性的光補丁 204與皮膚224接觸。由于該柔性的光療裝置可用于人及動物，因此在以下說明中，術語人、人類及動物可互換。皮膚224面向光出射窗222的部分稱為治療目標區(qū)域226。在操作中，治療目標區(qū)域226處的皮膚224的若干層變暖且因此為被治療人提供健康愉快及治療效果。在所示的配置(稱為直接發(fā)光配置)中，光220幾乎直接穿過光透射元件212朝光出射窗222透射。在與光出射窗222相對的光透射元件212的表面處，提供柔性的散熱層210。柔性的散熱層210熱耦合至該光導且熱耦合至LED 214。柔性的散熱層經(jīng)布置以跨越光透射元件的頂表面(也即，與光出射窗222相對)分布熱，借此也控制該光透射元件的本體中及跨越該光透射元件的底部表面(也即，光出射窗222自身)的熱分布。在無散熱層210的情形下，柔性的光路徑204將在接近LED 214處最溫暖。散熱層210接收LED 214的余熱且跨越整個光透射元件212傳輸熱218。光透射元件212 (其具有具體熱容量及具體導熱性)接收來自柔性的散熱層210的熱218，暫時儲存某些熱且將剩余熱朝光出射窗222傳導。因此，跨越光出射窗222的熱分布變得更均勻且由于來自LED的余熱的重新使用而在光出射窗222處獲得更高平均溫度。在光出射窗222處，當使柔性的光補丁 204與皮膚接觸時，將定量的熱朝該被治療人的皮膚傳導。柔性的光補丁 204不僅通過輻射電磁波至皮膚224的層中以使得該皮膚的這些層中的熱傳感器感知熱覺來提供治療效果，柔性的光路徑204也經(jīng)由傳導將熱提供至皮膚224，這導致改良的熱覺。此外，由于光出射窗222處的較佳的經(jīng)控制的熱分布，因此柔性的光補丁 204對被治療人是較安全，也即，在光出射窗222處存在具有高于安全皮膚接觸溫度的溫度的熱點的機率更低。此外，LED 214的余熱并未浪費且高效地用于增加治療效果。通過仔細選定經(jīng)由輻射傳送的能量的量及經(jīng)由熱傳導傳送的能量的量，可節(jié)省電能。例如，可能在LED 214的打開與關閉狀態(tài)之間交替，同時該被治療人仍感知有利溫覺(warmthsensation)，該溫覺是由暫時儲存于光透射元件的具體熱容量中的熱提供。柔性的光補丁 204包括發(fā)射具有有利健康愉快及/或治療效果的具體光譜的光的多個LED 214。該光譜并不限于可見光或單原色(primary color)的光。例如，該光譜也可包括紅外線光譜中的電磁波。柔性的光補丁 204的實施例并不限于包括多個LED 214。也可使用其它光源，如有機發(fā)光二極管(OLED)、固態(tài)激光器、氣體放電管或白熾燈。在具體實施例中，僅使用一個光源，其是部分覆蓋著光出射窗222的柔性的OLED。光出射窗222有利地是與被治療人的皮膚224接觸的光透射元件212的面積的至少90%。光出射窗212可具有數(shù)平方厘米的大小，高達人類的身體的大小。若該光出射窗是與人類的身體一樣大，則該柔性的光療裝置可并入毯中或墊中以使得當被治療時人可躺在該毯下或該墊上。該柔性的光療裝置也可整合于衣物(如例如睡衣褲)中。此外，光透射元件212是由柔性的光透射材料(例如，硅酮、光透射無紡布或織布纖維或氣凝膠)制造。該柔性的光透射材料的柔性足夠高以允許該柔性的光療裝置的彎曲以使得獲得至治療目標區(qū)域226的有效光學耦合及熱耦合。該光透射元件也可如圖8 (稍后論述)中所圖解說明來制造，其中柔性的泡沫材料808包括將光220自光源806透射至光出射窗222的腔804?！肮馔干洹币庵缸怨庠?14接收的光是至少部分地朝光出射窗222透射。該光透射材料可為透明或半透明。該光透射材料可進一步過濾、漫射或散射光。如每種材料，該光透射材料具有具體熱容量及具體 導熱性。因此，某些熱可儲存于光透射元件212中且某些熱可傳導穿過光透射元件212且因此光透射元件212不僅影響治療目標區(qū)域226處的光分布而且也可影響跨越治療目標區(qū)域226的熱分布。在圖2b的所示實施例中，熱管理構件210通過使用光透射元件212作為能夠朝治療目標區(qū)域226傳送熱的介質(zhì)來間接地控制治療目標區(qū)域226處的熱分布。類似地，圖8的光透射元件的泡沫材料808及空氣腔804可經(jīng)調(diào)適以將熱從熱管理構件802、803朝治療目標區(qū)域226傳送。在另一實施例中，當(例如)使熱管理構件210與治療目標區(qū)域226直接接觸時可直接執(zhí)行控制該治療目標區(qū)域處的熱分布，或熱分布的直接控制與間接控制的組合是可能的。應注意，熱管理構件210及光透射元件212是柔性的光療裝置的不同組件。然而，其等可經(jīng)組裝以使得其等看起來是一個單元，例如，通過交織兩個組件的材料。圖3a和圖3b示出柔性的光療裝置300的另一實施例。該所示實施例示出側(cè)面發(fā)光配置。圖3a示出χ-y平面中的光療裝置300的示意性截面圖，假定該χ-y平面平行于光出射窗222。圖3b示出跨越圖3a中所繪制的線B-B’的光療裝置300的示意性截面圖。光源314經(jīng)由光輸入窗302發(fā)射光220至光透射元件304 (其在側(cè)面發(fā)光配置中通常稱為光導)中。光源314可為LED或其它類型的光發(fā)射器。甚至可能具有一個光發(fā)射器，例如以細長管的形式的氣體放電燈。光導304是由柔性的光透射材料(例如，硅酮)制造。光導304具有光重定向結構306，該光重定向結構將在光輸入窗302處接收的光220朝光輸出窗222反射,在該光輸出窗222處該光自光導304向外I禹合。沿循光輸入窗302的平面具有相對于沿循光輸出窗222的平面的基本上垂直定向。光透射元件304部分地覆蓋有熱管理構件308以用于分布熱。熱管理構件308可為柔性的導熱材料且熱耦合至光導304及光源314且將熱218自具有較高溫度的位置(例如，接近這些光源)分布至具有較低溫度的位置(例如，距這些光源較遠)。這些高溫度位置可為(例如)這些光源的散熱片或該光導中的溫點。取決于其具體導熱性，光導304也能夠傳導熱218，且因此熱218可經(jīng)由柔性的導熱材料308及光導304自光源314朝光出射窗222流動。在使用中，使光出射窗222與治療目標區(qū)域接觸且因此可較佳控制跨越治療目標區(qū)域的熱分布。熱管理構件308可為使得達成以下目的的材料光導304與熱管理構件308之間的界面是反射光的以使得通過重定向結構306進行的光的重定向是更有效的。柔性的導熱材料308可為(例如)沉積于光導304上的柔性的金屬材料，或柔性的導熱材料308可為含有高濃度的金屬粒子的硅酮。 圖4示出柔性的光療裝置400的另一實施例的示意性截面圖。柔性的光療裝置400包括光透射元件404。在光透射元件404中，提供發(fā)射具體光譜的光220至光透射元件404中(見圖4中向上定向的箭頭)的LED 214。光220在光透射元件404的頂表面處被反射且因此朝光出射窗222的一者透射(見圖4中向下定向的箭頭)。發(fā)光裝置中的此光源配置也稱為間接發(fā)光配置。當該光療裝置在使用中時，光出射窗222是與被治療人的皮膚的治療目標區(qū)域接觸。LED 214是與穿過光透射元件404形成為導熱通道406的導熱材料接觸。導熱通道406是與提供于與光出射窗222相對的柔性的光療裝置400的一側(cè)處的散熱器402接觸。由LED 214產(chǎn)生的熱的一部分直接透射至被治療人的皮膚，且另一部分是經(jīng)由導熱通道406朝散熱器402傳導。在此實施例中，導熱通道406及散熱器402可視為熱管理構件。散熱器402跨越光透射元件404的該頂表面沿多個方向分布該熱以使得經(jīng)由散熱器402 —方面與導熱通道406及另一方面與光透射元件404之間的熱接觸，整個光透射元件404變暖且因此朝光出射窗222且因此朝該治療目標區(qū)域傳導額外的均勻的熱分布。圖4中示出，導熱通道406與散熱器402分布熱，使得光透射元件404內(nèi)的溫度差減小以使得光出射窗處的熱分布更均勻進行。應注意，與LED安裝區(qū)域的大小相比，光出射窗222的大小較佳地是相對大的以使得(i)在該治療目標區(qū)域處出射該光療裝置的光分布被“感覺”為基本上均勻的且(ii)在LED安裝區(qū)域下方的可能地局部熱點的影響是最小的。散熱器402可為光反射導熱材料以有效地分布熱及以有效地朝光出射窗222反射LED 214的光220。導熱通道406可為呈孔、管或束的形式的通道，或它們可通過切割來形成以使得在該光導內(nèi)形成光室。導熱通道406可包括金屬導線、石墨片或?qū)岣?。此外，具有包括熱傳導以及光反射材料以防止導熱通道中的光的吸收的導熱通道是有利的。在另一實施例中，這些導熱通道的壁配備有反射涂層。應注意，在圖4的柔性的光療裝置400的另一實施例中，柔性的光療裝置400可不包括導熱通道406。在那種情形下，僅散熱器402輔助熱的分布以使得光透射元件404中獲得較均勻的熱分布。然而，預期與人的皮膚接觸且經(jīng)定位靠近于LED 214的該光透射元件的表面仍比經(jīng)定位不靠近于LED 214的該光導的表面顯著溫暖。在熱平衡(heat budget)計算中發(fā)現(xiàn)，導熱通道406也是用以貫穿整個柔性的光療裝置400管理熱分布的有效構件。
進一步應注意，在其它實施例中，散熱器402和/或?qū)嵬ǖ?06未必熱稱合至光透射元件404但用于跨越光療裝置400均勻分布熱。均勻地跨越光療裝置400，導熱通道406沿指示的z方向來分布熱，且散熱器402沿指示的X方向及y方向(其是垂直于所繪的圖的平面的方向)來分布熱，而不論熱源的位置如何。導熱通道406可經(jīng)布置以熱耦合至治療目標區(qū)域以使得熱也以此方式跨越該治療目標區(qū)域分布。應注意，導熱通道406 (如圖4中所繪)也可存在于圖2a及圖2b的柔性的光療裝置204的實施例中。柔性的光療裝置204可具有經(jīng)熱耦合至散熱器210且在散熱器210與光出射窗222之間延伸的導熱通道。圖5a至圖5d示意性地示出本發(fā)明的其它實施例的截面圖。在圖5a中，提供柔性的光療裝置500，其包括光導504及用于分布熱的柔性的散熱器502，該柔性的散熱器熱耦合至光導504。光導504具有光出射窗222且光導504自光源506接收光。光源506也熱耦合至散熱器502。該光導經(jīng)稍微變細以使得光導504與散熱器502之間的表面朝光出射窗222反射所接收的光。通過散熱器502跨越光導504來分布光源506的余熱且因此較佳地控制跨越光出射窗的熱分布。散熱器502防止光出射窗靠近于光源506的一部分變得基本上比光出射窗222的定位在該光導的另一端處的一部分更溫暖。在圖5b的柔性的光療裝置510中，光源506正發(fā)射光至反射器512的方向中，該反射器朝該光導的光輸入窗514反射該光。反射器512的使用防止散熱器516需要彎曲靠近于光源506從而在總對裂縫或損壞敏感的該散熱器中形成銳曲線。圖5c的柔性的光療裝置520大致是與圖5a的柔性的光療裝置500相同。然而，柔性的光療裝置520配備有沿基本上垂直于光出射窗222的方向延伸的導熱通道522。導熱通道522經(jīng)布置以用于與人的皮膚526的治療目標區(qū)域528接觸。導熱通道522自光導504凸出且因此在該人的皮膚526與光導504之間存在小氣隙524。因此，將來自光源506的光經(jīng)由輻射來朝治療目標區(qū)域528發(fā)射穿過該光導的光出射窗222且將來自光源506的熱主要經(jīng)由該散熱器及導熱通道522來朝治療目標區(qū)域528傳導，但熱也可透過來自與該散熱器及導熱通道522熱接觸的該光導本體的熱輻射來朝治療目標區(qū)域528傳導。應注意，在柔性的光療裝置520的替代實施例中，在光導504與該人的皮膚526之間不存在氣隙524。在柔性的光療裝置520的又一實施例中，導熱通道522并不自光導504凸出且并不在光出射窗222處終止，而在靠近于光出射窗222處終止。在此實施例中，導熱通道522熱耦合至光導504且顯著改善跨越光導504且經(jīng)由該光導朝治療目標區(qū)域528分布的熱。圖5d的柔性的光療裝置530是大致與圖5b的該實施例相同，然而，其配備有提供自散熱器516至治療目標區(qū)域的較佳熱傳導的額外導熱通道532。針對圖5d可作出與針對圖5c類似的論述。自希望提供至治療目標區(qū)域的既定治療效果(其是光與熱的組合)開始，且考慮柔性的光療裝置的組件傳導、分布及/或儲存熱的能力，可選擇光源以使得將最大量的來自該(這些)光源的熱(重新)用于治療目的且使自該光療裝置及該光出射窗喪失掉的熱最小化。因此，不需要將熱傳送至周圍環(huán)境的冷卻機構且該柔性的光療裝置可在衣服下安全使用。圖6a示出沿柔性的光療裝置600的χ-y平面的示意性截面圖且圖6b示出沿圖6a中所繪的線C-C’的截面圖。根據(jù)其外觀，光療裝置600具有與圖3a及圖3b的光療裝置300類似的設定。然而，光療裝置600具有熱管理構件，其包括提供于光導604中的相變材料的纖維或通道602。當該相變材料在相變溫度下自第一相改變成第二相時其吸收熱且當其在基本上相同相變溫度下自第二相改變成第一相時釋放熱。若存在朝纖維或通道602以使得纖維或通道602周圍的溫度趨于升高超過該相變溫度的熱通量，則該相變材料吸收該熱借此減慢或減小該溫升。當存在遠離纖維及通道602以使得纖維或通道602周圍的溫度趨于下降至該相變溫度以下的熱通量時，該相變材料釋放熱借此減小該溫降。因此，該相變材料暫時儲存熱且因此用于隨時間在光導604中獲得更穩(wěn)定溫度。此外，該相變材料通常是比該光導自身的材料更佳的導熱體，且因此纖維或通道602也在該光導中的不同位置之間傳送熱從而實現(xiàn)跨越該光導的經(jīng)改良的3維熱分布，這是額外有利的效果。在一實例中，該相變材料是石蠟且包括脂肪酸。在其它實施例中，小的相變材料球體整合或分散于光導604中，或相變材料層提供于光導604內(nèi)。同樣，借助其它實施例(諸如參考圖4至圖5d的那些實施例)所闡述的導熱通道也可包括相變材料。應注意，在圖6a及圖6b中所示的實施例中，光導604在光源314與具有該相變材料的纖維或通道602之間提供熱耦合。在替代實施例中，纖維或通道602的至少一部分在光輸入窗302處終止以使得纖維或通道602直接熱耦合至光源314。應注意，填充有該相變材料或該相變材料球體的纖維或通道602也可影響該光透射元件的光學參數(shù)。 例如，若使用石蠟，且若該石蠟是呈固態(tài)，則該石蠟輔助在光導604內(nèi)散射該光。若該石蠟是呈流體狀態(tài)，則某些光可經(jīng)由該石蠟透射至光導604中的另一位置。圖9a示出柔性的光療裝置902的一實施例的橫切圖，該柔性的光療裝置包括呈光導904的形式的光透射元件。光導904包括光透射的柔性的材料，其自光源910接收光220。柔性的光療裝置902經(jīng)配置成所謂側(cè)面發(fā)光配置，其中光導904的該光輸入窗具有基本上垂直于光導904的該光出射窗的定向。柔性的光療裝置902進一步包括呈導熱層908的形式的熱管理構件。導熱層908熱耦合至光源910且應用于與光導904的光出射窗相對的光導904的表面。光透射兀件904的形狀使得在該光出射窗處獲得具體光輸出分布。在該截面圖中，看出光透射元件904是由經(jīng)定位毗鄰于該光源的第一部分組成，其中該光透射元件的厚度保持不變。光透射元件904的距該光源較遠的第二部分具有楔形形狀，這意指該厚度在距該光源較遠的距離處減小。關于此實施例中的熱管理，該光出射窗的第一子區(qū)域912經(jīng)由間接路徑自該光源、經(jīng)由導熱層908且穿過光導904且經(jīng)由直接路徑自光源910的后面、穿過光導904自光源910的前面接收相對大量的熱。在該光出射窗的第二子區(qū)域906處，熱基本上是僅經(jīng)由穿過導熱層908及光導904的路徑來接收且因此第二子區(qū)域906接收比第一子區(qū)域912少的熱。接收較少或較多熱是在出射窗的每單位面積接收較少或較多熱的意義下使用。接觸導熱層908的光導904的表面充當鏡用于光,所述光透射穿過光導904的內(nèi)部本體且照射至該表面上。該光基本上朝該光出射窗反射。在光導904的第一部分中,在該光輸入窗(其定位于光源910與光導904之間的界面處)處進入該光導的光主要透射穿過光導904的此部分且僅有限量的光朝該光出射窗反射。在光導904的第二部分(其是具有楔形形狀的部分)中，自光導904的第一部分接收的該光擊中光導904的上表面且因此朝該光出射窗反射。因此，在第一子區(qū)域912中，有限量的光分布至該治療目標區(qū)域，且在第二子區(qū)域906中，相對大量的光分布至該治療目標區(qū)域。照射至人的皮膚上的光由該皮膚的這些層的一者吸收。考慮該光出射窗處的光分布及熱分布兩者，與該光出射窗的第一子區(qū)域912接觸的該皮膚由于來自光源910的直接熱傳送而變得相對溫暖且由于光的吸收而僅變暖再多一點，而與第二子區(qū)域906接觸的該皮膚由于光的該吸收而變得相對溫暖，且經(jīng)由傳導接收僅相對小量的額外熱。熱管理構件908與光透射元件904因此在治療目標區(qū)域處的皮膚中提供均勻熱分布的方面彼此互補。在圖9b中，示出柔性的光療裝置920的一實施例，其是圖9a的柔性的光療裝置902的變化形式。提供該實施例的光透射元件922以使得較多光是在該光出射窗的第二子區(qū)域906處向外耦合且較少光在第一子區(qū)域912中向外耦合。光透射元件920的厚度連同距光源910的增加的距離而減少。將光透射元件922的厚度描述為距光源910的距離的函數(shù)的關系是具有連續(xù)第一導數(shù)的連續(xù)函數(shù)。在圖9a的實施例中，這種函數(shù)的第一導數(shù)不是連續(xù)的。換言之，光透射元件922的厚度逐漸減少，而圖9a的光透射元件904的厚度初始是恒定且在距光源910的某距離處該厚度線性減少接近零。導熱層924提供于光透射元件922的頂部上且光透射元件922與導熱層924之間的界面充當反射表面。應注意，該反射可為根據(jù)“入射角等于反射角”的定律的反射，且此反射也可為基于散射該光。在距光源910更大距離處，更多光照射至光透射元件922與導熱層924之間的界面上且因此更多光朝該光出射窗反射。在圖9c中，示出柔性的光療裝置940的另一實施例的截面圖。如在圖9a及圖9b的實施例中，柔性的光療裝置940在該光輸出窗的第一子區(qū)域912處具有比在該光輸出窗的第二子區(qū)域906處更少的光輸出。柔性的光療裝置940具有朝反射器946發(fā)射光的光源910。該反射器的形狀經(jīng)配置以使得在較大程度上使入射于光導942的光輸入窗948上的光束準直，這意味著這些光束的光線的相對大部分具有與光輸入窗948的法線所成的相對小的角，且因此該光的相對小部分相對于光輸入窗948的法線而以相對大的角進入光導942。應注意，在此情形中，該經(jīng)準直光束中的最大量的光能量以垂直于該光輸入窗的光線透射。若該光以基本上準直的束進入光導942，則更多光將透射相對遠至該光導中而不照射至光導942的任意外部表面上，且若被照射，則光導942中的更多光將經(jīng)受全內(nèi)反射。僅當光照射至光導942與導熱層944之間的表面上時,該光朝該光出射窗散射或反射。在圖9c中，指示角α。其間指示該角α的兩個光線是具有與光輸入窗的法線成角α/2的光線,在該光輸入窗處的法線處,該經(jīng)準直光束的光強度分布的所發(fā)射的光強度是該經(jīng)準直光束的光強度分布的最大所發(fā)射光強度的一半。整個角α是該經(jīng)準直光束的準直角。在有利實施例中，該角α小于45度。在進一步有利的實施例中，該角α小于30度以使得在正使該光穿過該光出射窗向外耦合之前使該光透射超過更長距離穿過光導942。應注意，該經(jīng)準直光束的準直角α是在該光導材料中量測。若該光導(例如)是由娃制成，則該娃材料的折射率是約1. 4,且若反射器946與光輸入窗948之間的材料是具有折射率I的空氣，則該空氣內(nèi)的光束的準直角必須是小于78度以便在該空氣與光導942之間的界面處的光線的折射之后光導942內(nèi)具有小于45度的準直角α。在另一實施例中，光源910、反射器946及光輸入窗948之間的區(qū)域也填充有硅。若情形是如此，則這些光線在光輸入窗948處不折射且因此在由反射器946的反射之后該光束的準直角與光導942內(nèi)的準直角α相同。
在圖9d中，示出柔性的光療裝置960的另一實施例的截面圖。呈光導962的形式的光透射元件與光源910經(jīng)布置成所謂側(cè)面發(fā)光的配置。光導962具有矩形橫切面，但也可具有類似于圖9c的實施例的形狀的形狀。光源910的熱通過導熱層966朝光導962的所有部分傳導。將導熱層966應用于光導962的與該光出射窗相對的表面且在此表面處導熱層966熱耦合至光導962。光導962與導熱層966之間的界面充當反射器且根據(jù)“入射角等于反射角”的定律來反射照射至該層上的光。這允許將光導962中所捕獲的光經(jīng)由全內(nèi)反射透射至距光源910較遠的位置。光導962進一步配備有光向外耦合結構964。照射至這些光向外耦合結構上的光朝該光出射窗反射或散射。如圖9d中所見，光向外耦合結構964的分布使得距光源910越遠(例如,朝光出射窗的子區(qū)域906),該光向外I禹合結構分布越密集且越多光在該光出射窗處向外耦合。在靠近于光源910的區(qū)域中，例如，在該光出射窗的子區(qū)域912中，存在更少向外耦合結構且因此更少的光在那些位置處向外耦合。因此，光向外I禹合結構964的分布使得該光出射窗處的光分布不均質(zhì)。該光出射窗處的不均質(zhì)光分布(其轉(zhuǎn)換成皮膚中不均勻的熱分布)補償由來自這些光源的熱傳送所導致的該光出射窗處的不均勻熱分布。在圖8中，示出根據(jù)本發(fā)明的第一方面的柔性的光療裝置800的另一實施例。柔性的光療裝置800的主體是由光透射元件形成，該光透射元件是部分地封閉腔804 (該腔填充有空氣)的柔性泡沫材料808的組合。腔804中的該空氣將光源806的光220朝各個腔804的光出射窗222透射。光出射窗222及泡沫材料808的底部側(cè)與人的皮膚224的治療目標區(qū)域226接觸。在泡沫材料808內(nèi)部，可提供導熱通道802、803。導熱通道802、803可由是相對柔性且傳導熱相對良好的材料填充，或可由相變材料填充。導熱通道802是位于熱耦合至光源806的第一位置處以及位于熱耦合至導熱通道803的第二位置處，導熱通道803朝治療目標區(qū)域226向外伸展。將光源806的熱218經(jīng)由導熱通道802、803朝治療目標區(qū)域226傳導以在治療目標區(qū)域226處獲得有利熱分布。導熱通道802的實施方案可包括導熱層、導熱條帶或?qū)峋W(wǎng)格。進一步應注意，額外光透射材料或結構可提供于腔804內(nèi)以將來自光源806的光透射至各個光出射窗222。圖10示出根據(jù)本發(fā)明的柔性的光療裝置1000的另一實施例的截面圖。柔性的光療裝置1000具有由泡沫材料制成的柔性的本體1002。柔性的本體1002具有填充有空氣或另一光透射介質(zhì)的兩個腔1004。柔性的光療裝置1000進一步包括發(fā)射光220至該腔中的兩個光源1008且進一步包括跨越該治療目標區(qū)域分布來自光源1008的熱218的導熱通道1006。在腔1004中，泡沫材料配備有反射涂層以使得照射至該泡沫材料上的光220朝腔1004的光出射窗222反射。腔1004的形狀及因此由提供于腔1004與柔性的本體1002之間的界面上的反射涂層形成的反射器的形狀使得更多光朝光出射窗222中距該光源較遠的位置反射。在圖10的實例中，由于來自光源1008的熱的直接/間接傳導，因此光出射窗的靠近于光源1008的部分及導熱通道1006的末端將是相對溫暖的。該光出射窗的距該光源較遠的部分預期經(jīng)由直接/間接傳導而接收較少熱，且因此朝光出射窗222的這些部分反射更多光220是有利的。由于較多光由對應于該光出射窗的這些較遠部分的位置處的皮膚吸收，因此這些位置處的皮膚將接收額外熱且使用柔性的光療裝置1000的人感受到跨越治療目標區(qū)域的較均勻的溫度。在圖10的該具體實施例中，在此情形中通過腔的內(nèi)部表面的恰當設計，該(些)光出射窗的相比其它部分接收額外光的部分可為該(些)光出射窗的中心部分。人可能不能夠區(qū)分開經(jīng)由熱傳導或經(jīng)由光吸收而提供至皮膚的熱且因此“感覺”跨越治療目標區(qū)域的均勻熱分布。圖7a示意性地示出包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的柔性的光療裝置702的膏藥700。在膏藥700的中心部分中提供柔性的光療裝置702。柔性的光療裝置702的光出射窗沿與膏藥700附著至被治療人的皮膚的黏著表面相同的方向而定向。圖7b示意性地示出包括根據(jù)本發(fā)明的第一方面的柔性的光療裝置702的繃帶710。應注意，熱管理構件的不同實施例(諸如例如柔性的散熱器，或?qū)嵬ǖ溃蚓哂邢嘧儾牧系睦w維或通道)可以以任意組合形式組合以獲得跨越該光出射窗的熱分布的最佳控制。此外，熱管理構件的不同實施例可與光透射元件的不同實施例組合。在所有實施例中，光透射元件與治療目標區(qū)域之間可存在氣隙。熱管理構件未必與治療目標區(qū)域直接熱接觸但可經(jīng)由光透射元件間接熱耦合至治療目標區(qū)域。應注意，上文所提及的實施例圖解說明而非限制本發(fā)明，且本領域的技術人員將能夠設計出諸多替代實施例而不背離所附權利要求的范圍 。在權利要求中，置于括號之間的任何附圖標記皆不應被解釋為限制權利要求的范圍。使用動詞“包括(comprise)”及其詞形變化并不排除存在除權利要求中所述的那些元件或步驟以外的元件或步驟。元件前面的冠詞“(a) ”或“(an) ”并不排除存在多個這種元件。本發(fā)明可借助包括數(shù)個不同組件的硬件且借助合適地程序化的計算機實施。在列舉數(shù)個構件的裝置權利要求中，這些構件中的若干個可由同一個硬件的項目來體現(xiàn)。在互不相同的從屬權利要求中陳述某些措施的純粹事實并不指示不能有利地使用這些措施的組合。
權利要求
1.一種用于為生物的治療目標區(qū)域(226、528)提供治療效果的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，所述光療裝置包括 -光源(214、314、506)，其用于發(fā)射光(108,220), -光學耦合至所述光源(214、314、506)的柔性的光透射材料的光透射元件(212、304、404、504、604)，所述光透射元件(212、304、404、504、604)包括光出射窗(222)以用于朝所述治療目標區(qū)域(226、528)發(fā)射所述光(108、220)，以及 -熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)，其熱耦合至所述治療目標區(qū)域(226、528)且用于跨越所述治療目標區(qū)域(226、528)分布熱(218)以及控制熱分布。
2.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)熱耦合至所述光透射元件(212、304、404、504、604)且其中所述光出射窗(222)經(jīng)配置以用于與所述治療目標區(qū)域(226、528)接觸。
3.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)熱耦合至所述光源(214、314、506)以用于接收來自所述光源(214、314、506)的熱并將來自所述光源(214、314、506)的所述熱朝所述治療目標區(qū)域(226、528)分布。
4.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)包括應用于所述光透射元件(212、304、404、504、604)的表面的一部分的導熱層(210、308、402、502、516)，并且 / 或者 其中所述熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)包括布置于所述光透射元件(212、304、404、504、604)中的導熱通道(406、522、532)，其中當所述柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702)在使用中時，所述導熱通道(406,522,532)的一端經(jīng)布置以用于與所述治療目標區(qū)域(226、528)接觸。
5.根據(jù)權利要求4所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述導熱通道(406、522、532)沿基本上垂直于所述光出射窗(222)的方向延伸且其中所述導熱通道(406、522、532)熱耦合至所述導熱層(210、308、402、406、502、516、522、532、602)。
6.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)是用于及時分布所述熱(218)。
7.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述熱管理構件(210、308、402、406、502、516、522、532、602)包括相變材料以用于暫時儲存熱。
8.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、`500、510、520、530、600、702、`800、902、920、940、960、1000)，其中所述光透射元件(212、304、`404、504、604)進一步包括光輸入窗(302、514),所述光輸入窗(302、514)用于接收來自所述光源(214、314、506)的光(108、220)，且其中平行于所述光輸入窗(302、514)的平面經(jīng)定向而基本上垂直于平行于所述光出射窗(222)的平面，且其中所述光透射元件(212、304、`404、504、604)是用于將來自所述光輸入窗(302、514)的光朝所述光出射窗(222)傳送的光導(304、504、604)。
9.根據(jù)權利要求8所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，所述柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702)進一步包括反射器(512)，所述反射器(512)用于將由所述光源(214、314、506)發(fā)射的光(108、220)朝所述光輸入窗(514)反射。
10.根據(jù)權利要求1所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，進一步包括用于控制跨越所述治療目標區(qū)域(226、528)的光分布的光管理構件(904、922、942、964)。
11.根據(jù)權利要求10所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述治療目標區(qū)域(226,528)的第一子區(qū)域(906)接收比所述治療目標區(qū)域(218)的第二子區(qū)域(912)更少的熱(218)，且其中所述光管理構件(904、922、942、964)經(jīng)配置以將比分布至所述第二子區(qū)域(912)更多的光(220)分布至所述第一子區(qū)域(906)。
12.根據(jù)權利要求10所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述光透射元件(212、304、404、504、604、904、922、942,962)是所述光管理構件(904、922、942、964)。
13.根據(jù)權利要求12所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中所述光透射元件(904、922)具有形狀，所述形狀經(jīng)布置以控制至所述治療目標區(qū)域(226、528)的光(220)的分布。
14.根據(jù)權利要求9或10所述的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702、800、902、920、940、960、1000)，其中反射器(512)經(jīng)布置以提供經(jīng)準直光束至所述光輸入窗(948)，其中所述經(jīng)準直光束的半高全寬準直角(α)小于或等于45度。
15.一種膏藥(700)或一種繃帶(710)，包括如前述權利要求中的任一項的柔性的光療裝置(204、300、400、500、510、520、530、600、702)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于為生物的治療目標區(qū)域(226)提供治療效果的柔性的光療裝置、繃帶及膏藥。該柔性的光療裝置包括用于發(fā)射光(220)的光源(214)、光透射元件(212)及熱管理構件(210)。光透射元件(212)是柔性的光透射材料且光學耦合至光源(214)。光透射元件(212)包括光出射窗(222)以朝向治療目標區(qū)域(226)發(fā)射光(220)。熱管理構件(210)熱耦合至治療目標區(qū)域(226)且分布熱并控制跨越治療目標區(qū)域(226)的熱的分布。一部分經(jīng)分布的熱可源自光源(214)。
文檔編號A61N5/06GK103037938SQ201180039564
公開日2013年4月10日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權日2010年8月17日
發(fā)明者G·瓦格納爾卡西奧拉, E·J·M·保魯森, J·米尤森, G·W·M·科克, G·M·卡倫, G·佐, L·范皮伊特森, C·穆特 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司