专利名称：芯片集成led在光子体内腔道炎症治疗的应用及治疗设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及多芯片集成大功率LED (本文简称为芯片集成LED)单色光源的 在光子体内腔道炎症治疗中的应用，以及采用芯片集成LED的光子体内腔道炎症治
疗设备。
背景技术：
目前光子用于皮肤病的治疗已取得明显效果，对带状疱疹，斑秃、皮炎、湿疣、 伤口感染等表皮疾病应用广泛。
但是以上所有专利及市场所售设备都不能用于体内炎症的治疗，其原因是所有 传统单颗二极管功率小，不能直接用于体内照射。二极管面阵可扩大总功率，但因 二极管为球面发光无法经过透镜汇聚成大功率的小光束而进入体内。申请号 200510009880.X把发光二极管做成平面矩阵，再经透镜阵列及石英透镜两次整形， 把光汇聚到光纤中。这种方法不具有实际临床治疗意义，原因是发光二极管所发生 的光为半球面形状，经透镜整形时其光损失严重，技术上传统LED的发光光效率为 10%左右，即1W的LED发光光功率为lOOmw，如再加上透镜损失，经透镜后的光 功率为小于lOOmw， 一个4W的发光二极管阵列实际光输出应小于400mw。不能满 足治疗要求。同时二极管阵列的面积不能任意扩大，因为透镜的尺寸是有限的。
在医学临床应用中，要求光功率密度必须大于40mw/cm2才能达到治疗及消炎 的效果，例如德国Woldman皮肤治疗仪，光功率密度为50mw/cm2~200mw/cm2，激 光可以有很高的光功率密度，但光斑面积小，对大面积炎症和溃疡无能为力，故激 光也末用于体内炎症治疗。
综上所述，上述专利所使用的发光二极管阵列及激光不能用于体内腔道炎症等 疾病的治疗。传统二极管功率小，汇聚时光损失大，激光器成本高，光斑小。目前 体内光治疗还是空白。
芯片集成LED (功率〉25w)现已问世，因其体积小、光功率密度大、照射面大 将是取代普通LED和白炽灯、卤钨灯的新一代照明设备，并且已出现了若干照明用 相关专利。到目前为止，人们对芯片集成LED的认识均停留在照明上的应用，称为第四代半导体照明光源。却未想到将其应用到光治疗领域中，以拓展光治疗应用范 围和疗效。
发明内容
本发明针对现有红光治疗中存在的光功率密度小、光斑小、光功率损耗大等问 题，而不能实现体内腔道炎症光治疗的现状，提出芯片集成LED在光子体内腔道炎 症治疗中的应用，以及光子体内腔道炎症治疗设备，拓展光治疗应用范围和疗效， 提供了一种新的光源及治疗手段，真正实现体内腔道炎症的红光治疗。
芯片集成LED在光子体内腔道炎症治疗中的应用。
所述芯片集成LED与聚光器、散热器、外壳组装成光源头，再与光纤连接，光 纤的另一端连接光头，聚光器把芯片集成LED面上发光光线汇聚到光纤中，光线经 光纤导入人体腔道内，通过光纤末端的光头对病灶照射，适用于体内各类腔道炎症 及溃疡，包括-
内科胃炎，气管炎、支气管哮喘等；
妇科阴道炎、盆腔炎等；
消化科食管炎、结肠炎、咽'炎等；
口腔科牙周炎、口腔溃疡等； 耳鼻喉科中耳炎等。
芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，包括芯片集成LED、散热器、聚 光器、光纤、光头、控制电路及电源；芯片集成LED、散热器、聚光器组装成光源 头，其前端的聚光器与光纤连接，光纤再连接上光头，照射的时间和光功率由主机
所述芯片集成LED直接贴在散热器上，芯片集成LED与散热器中间加导热胶， 散热器后端设置风扇。
本发明使用的芯片集成LED，其功率为25w 1500w，平面或凸平发光，发光面 积为5x5mm2 150xl50mm2，波长较佳地选为630nm士20nm，也可采用670nm士20nm 的波长。
散热器上开上下相通的通风槽，既可解决通风又可扩大散热面积。通常散热器 上开槽可以是发射状或网状形状。芯片集成LED的热量通过散热风扇使其热量由光 源头周边的外壳孔中排出。
所述散热器的材料为铜、铝、铝合金等高导热率的材料。
本发明芯片集成LED前端聚光器形状为汇聚状锥形，可以是圆锥或方锥等。其材料选用铜、铝合金并镀高反光材料，也可选塑料、铁、铜合、橡胶等镀上高反光 材料来做聚光器。根据实际情况，也可不选用聚光器，直接将光纤对接在芯片集成 LED上。也可使用非球面透镜汇聚光线到光纤中。
本发明为保证芯片集成LED的正常工作，装置器中设有一个检测LED温度的 温度感应器。在温度超过设定值后，控制台上报警器会发报警信号和停机。
本发明中有照射表面光功率检测器，可根据病情调节光功率输出大小，其调节 可以手动也可自动调节。
本发明为解决大光功率密度和大面积的矛盾，使用了新型多芯片集成LED为治 疗光源。多芯片集成LED又称单颗超芯片集成LED或多芯片LED模组等。本发明 中简称芯片集成LED。芯片集成LED是利用多个芯片组装(Multi-Chip Module Assembly)技术和倒装焊技术(Flip-Chip Techology)，将一个或者多个LED芯片， 信号控制芯片,与防静电芯片(Electrostatic Discharge)通过工艺集成和组装，形成一 个大的可以防静电，可以控制的LED模组，其中LED芯片可以是不同波长不同尺 寸的LED芯片。根据需要倒装于不同尺寸，不同形状、不同材质的底板上面。省略 了繁复的封装工序， 一次性解决了 LED的散热问题，主要的封装形成为COB (Chip on Board)和Sip (System in Package)等。芯片集成LED和传统意义的L'ED的区 别在于1、功率大，^片集成LED为25W 1500W，传统LED为0.5W 3W之间。 2、芯片集成LED为平面或凸面发光，而传统LED为点光源发光。3、'电光转换效 率高。芯片集成LED的发光效率为20%左右，而传统LED为10%。 4、高功率密 度，芯片集成LED的光功率密度是传统LED的数倍到数十倍。
本发明使用芯片集成LED (25W 1500W),使用特别设计的聚光器，把超大 功率的光经聚光器后直接耦合到光纤中。实际测量，'即25W的LED光输出为 25Wx20%=5W，经聚光器后(光损失<50%)耦合在光纤中，在光纤末端光功率为 5Wx50%=2.5W。 2500mw的光纤末端输出己能满足临床治疗要求，使单颗芯片集成 LED体内治疗能为可能。
下面结合附图对本发明作进一步阐述。
图1为本发明芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备结构简图
图中标记1为芯片集成LED， 2为导热胶，3为散热器，4为外壳内空腔，5为风
扇，6为外壳，7为光纤，8为光头
具体实施例方式
本发明使用25W 1500W单颗超芯片集成LED,波长选用630±20nm，也可采 用670nm士20mn的波长。使用圆锥形聚光器，直接把耦合到光纤中，也可先用大面 积光纤束直接贴在LED发光面上，在大面积光纤束后加聚光器。光纤直径从 400nm 20mm，根据部位不同而有所变化。如支气管用400nm，阴道用20mm等。
特别地，在体内治疗中随着治疗部位的不同光纤的形状有不同的设计。如附图 所示。例如在治疗消化道炎症时，使用了光纤为圆柱形的光纤。为便于进入消化道， 光纤头的末端设计为半圆球置于圆柱体上。形状也可变为圆柱体或平头。在治疗中 耳炎、鼻炎等腔体时可用球形光头。球的直径可随病人的年龄有所改变，如小儿， 婴儿可选用小直径的光发头，成年人选用大直径的发射头。经直肠治疗前列腺炎时， 可选半圆面光头。
以上光纤末端光发射头的形状，大小为多种多样，随病人年龄，治疗部位的不 同而有所改变。
同时可改变芯片集成LED的电流来调节光输出量，从而调节到达病灶部位的光 功率。在光功率为100mw/cm2时，照射时间优选为20分钟，在光功率密度为 50mw/cm2时，'照射时间优先为30分钟。
本设备由芯片集成LED，散热器，聚光器，光纤及光头，控制电路及电源组成。 为保证芯片集成LED的散热，LED直接贴在散热器上，LED和散热器中间加导热 胶，散热器后面加风扇，聚光器把芯片集成LED面上发光光线汇聚到光纤中，光线 经光纤导入人体，通过光纤末端的光头对病人照射。照射的时间和光功率由主机控 制。
应用本发明，适应症包括
内科胃炎，气管炎、支气管哮喘等；
妇科阴道炎、盆腔炎等；
消化科食管炎、结肠炎、咽炎等；
口腔科牙周炎、口腔痰疡等；
耳鼻喉科中耳炎等。
通常用于消炎选用LED的波长为630土20nm，光功率为25W 1500W，光功率 密度〉40mw/cm2。实际使用中，体内治疗如咽炎、中耳炎、阴道炎经7次消疗后炎 症基本消除，临床观察发现对体内消炎有效率达95%。
权利要求
1、芯片集成LED在光子体内腔道炎症治疗中的应用。
2、 根据权利要求1所述的芯片集成LED在光子体内腔道炎症治疗中的应用， 其特征在于所述芯片集成LED与聚光器、散热器、外壳组装成光源头，再与光纤 连接，光纤的另一端连接光头，聚光器把芯片集成LED面上发光光线汇聚到光纤中， 光线经光纤导入人体腔道内，通过光纤末端的光头对病灶照射，适用于体内各类腔 道炎症及溃疡，包括内科胃炎，气管炎、支气管哮喘； 妇科阴道炎、盆腔炎； 消化科食管炎、结肠炎、咽炎； 口腔科牙周炎、口腔溃疡； 耳鼻喉科中耳炎。
3、 芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征在于:包括芯片集成LED、 散热器、光纤、光头、控制电路及电源；芯片集成LED、散热器组装成光源头，其 前立k与光纤连fe，光纤再连接上光头。
4、 根据权利要求3所述的芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征 在于所述芯片集成LED贴在散热器上，芯片集成LED与散热器中间加导热胶， 散热器后端设置风扇。
5、 根据权利要求3所述的芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征 在于所述芯片集成.LED，其功率为25w 1500w，平面或凸面发光，g光面积为 5x5mm2 150xl50mm2，波长为630nm士20nm或670nm士20nm。
6、 根据权利要求3所述的芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征 在于散热器上开上下相通的通风槽，通风槽为发射状或网状形状。
7、 根据权利要求3所述的芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征 在于芯片集成LED前端与光纤之间设置有聚光器，形状为汇聚状锥形。
8、 根据权利要求3所述的芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征 在于芯片集成LED前端与光纤之间设置有聚光器，聚光器为非球面透镜，汇聚光 线到光纤中。
9、 根据权利要求3所述的芯片集成LED光子体内腔道炎症治疗设备，其特征 在于设备中设有一个检测LED温度的温度感应器，和调节光功率输出大小的光功 率检测器。
全文摘要
本发明公开了一种芯片集成LED为光源在体内腔道炎症治疗中的应用及其设备，可用于阴道炎、盆腔炎、胃溃疡，食管炎等腔道疾病的治疗。该设备包括芯片集成LED，聚光器，光纤，开关电源等。解决了传统光子治疗设备不能用于体内治疗的问题，可替代药物对一些腔道炎症等疾病进行治疗。
文档编号A61N5/06GK101185794SQ200710050669
公开日2008年5月28日 申请日期2007年11月30日 优先权日2007年11月30日
发明者刘先成, 岩 徐 申请人:徐 岩;刘先成