专利名称：用于血管的止血的led设备的制作方法
用于血管的ituk的LED i殳备
絲领域
本发明总体涉，于^:血管的止血的LED ^MC5L其对^CJ^整形手术的 应用的部分。
W^，本发明涉A^于处3^MCJ^毛细血管出血的问题的LED设备。 本发明还涉及前述类型的设备用于与力映消除激光器结<^/吏用以减少所述 处理的副作用。
背景鉢
目前主要通过以下^方式实g管的止血，特别是那些小口^ii管(如 M毛细血管)的jijk: 1)通ii^部才;L^ fe^压，其中中断血管中的血流，使得 能够通itjk小板聚集出S ^; 2)通鄉物处理(treatment)，例:H^]具有 致硬4^it管條作用的药物；以及3)通过引狄理的热麟。
*^^照这些处理，可以识别两类设备，其用于获得两种不同类型的处理， 即，电凝法和^ #法。在两种情况下，组织中引起的温度增加使得血液中和 血管的结构多赋中包含的蛋白质的热变'^1加，获得l^的itjfc。电凝法典型 ilkitiif^Ho^热ll^恭箝位设备的设备实现，该i殳4^产生高频交变电流(高 于300kHz)， i^t^o到组织时由于焦耳作用而产生热量。然而，与该技术的 使用相关的风险高，因为它们引起的热处^i非选棒lt的，即，不可以将其作 用限制到要#^的血管而不将周围的细激 口热。
术if规结法"用于表示^新近的技术，其比前一^^传播少得多，其 包樹，J用光能照4t^^只，该光能^转^热能，从而引^k管的麟。
该结^it过^^^b设备实现，该激光设备具有典型^i^卜或中^t 区域(0,7-10nm)的波长，该波"^i要由组织的水成^^及收。这些设备J^上 是_^1管、铒、#0)2絲器，其已经用于^J^整形和血管成形术。这些激 光器通常不具有对J&^^^行选,用而不影响周围组织。
另一类型的絲器最近也已经被4錄用于舰医学，即，染朴絲器，具有大约580-590 nm的发射，其对;tjL径的舰(cutaneous)血管(大约1 mm) 具有选择硬^Mt用，并iUU于移除^J:血管。这些设备对较小口径的^:毛细 血管(10-100微米)不具有这种选摔作用，然而，因为染料(dye)絲器的脉 沖发4^莫式，使得不可能累积义够的热量来引起它们的g。而且，这些g 器设备仍然比那些利用i^卜和中^卜范围中的波长操怍的滋光器设备昂贵， 并皿需要非常频賴维护，包棘换构成絲齡质的染料(dye)。
^^照整形手术中的真皮消除(dermalablation)，其包减ii^b器或
4^J4;^器具移除^:和-"^分真皮，以获^^铍的消除(皮肤再整平)，该
消除处理非常频繁导致4皮乳突(其直径小于100孩沐)的皮肤血管流血。 在处理期间出现的^^M"于病A^医生都是不利的，因为这使得医^于jE^ 处理的区域不可能財清楚的，膝，所以可能导致感染，并JL^L就器真皮消 除的情况下，i^作^t^器照射的屏幕。当出现流血时，需要临时停止处
理，直到^iM亭止，这可育眺费;u^4中，这;^絲处理期间錢地停#开始，
絲赠加了整个辦时间，导致病人不舒服以狄理的更高絲。jH^卜，得 到的，^tf:可能由于宽的痃痕区域而M。
在^L整形手术的领域中，目前^^上提出了两种技术方案来U良出血问
赴1)才;*￡缩出血的^^面，i^l^iL接的方案，在多数清况下是舰的；
2)C02狄器照射，特别是同一^器朋于真皮消除处理时。然而，如前所 述，C02就器不选择J&^^分，而是引^^斤有真;^且织的麟，并且常常通 过具有过热絲，因此由于^^只烧伤导lUi险，伴随有船的结痣并纽。
在J^J^整形手术中，并且更通常#消除损伤的处理中，出#制的问题 仍然是^Hf的问题，i^^殳有^U—种简单的以及不贵的方案。因此，最重要 的是提^-种安全的设备，其选棒^^影响jfe^^分并Jb^不贵的、可管理的 和用户M的，还可以设计成用于与美容手术中的真皮消皿光器(铒YAG 和C02)结^f^！，这使得可以十;fei并iL^^J^良出血副作用。
发明内容
本发明的主要目的是i^^-"种小的、可管理的^M更携式led设备，用于通 iiit热麟处理(即，^^具有受控热#^文的、在由jfii^^捧I"生吸收的波长的 照射)引^J!^血管的jJu红。该设备意图用于美容手术中的真皮消除处理，并
4且更M地，用于不管怎样由手术或意外引起的W:损伤的处理。
;^发明的特定目的是提^"种LED设备，其可以通it与^^^触的直^^
用手动辦，或者^^)合适的光学设备聚焦，或者>^4^血管出血的情况下使
用光纤装置传输以导ltiLiL。
本发明的另4定目的是提^ftLED设备，^R:有与用于外^lvMsl美 容处理中的^bt器的机头(handpiece)相关联的H例如用于真皮消除过程， 具有对在所iiit程期间引^^jk管的jhjk的;5！^。
这些目的利用止血LED设备实现，其^特征是包括在蓝-紫光镨带 (390-470 nm)中^t的LED。
jH^卜，本发明的重^f^e^4^'J^求中进"f^述。
jLj6l LED设备的棒i1^优点将由下面的作为非p艮定性示例参照附图给出 的实施例的描 得明显，在附图中
图l是才鹏本发明的jl^LED设备的示意图2示出才f^^^发明的iLit LED "&^M可与真皮消除M器结^f吏用； 图3示出M中的主要发色团的吸Jl4^镨；
图4示出在LED设备在与^^接触^^I时、由于絲的作用导致的毛细管 中的计算的温度增加；
图5示出由于与图4中相同的处理产生的M的作用导致的皿的厚度中 的计算的温度增加；
图6示出在LED设备聚禁在M上的情况下，由于蓝光的作用导致的毛细 管中计算的温度；
图7示出由于与图6相同的处理产生的M的作用导致的M的厚度中的 计算的温度增加；
图8示出在LED设备iMJ用于传^r^焦的^t的光纤装置的情况下，由于 M的作用导致的毛细管中计算的^>1;
图9示出由于与图8中相同的处理产生的M的作用导致的M的厚度中 的计算的温度增加。蔣实施方式
用于J^J^血管的itjfe的LED设4^于在蓝-紫光镨带(390470nm)中的照 射的^f^J，以作为光热^的结果引^it管的g。该LED设4"i殳计为直接与 组织接触4M ，或^U适当的光学设备或^D光纤传^^置聚焦，it^Citi亥LED 设备单独使用或与^器或高能非相干光源的机头结^f吏用，用于外^"^il 美容处理。
图1示意性示出LED设备的一个可能的实施例，其中数字1指示这样大小 的圓柱形絲，该大小使其容易管理，例如直径为5cm， ^tJH2cm。絲 1容纳用于LED 6的电源单元2，例如，具有稳定电压和电流跟制装置的才對以 型电源单元，其以24V供电以减少对病AilJ^t者电击的风险。电源单元2电 连接到以主电压工作的夕Mp电源3， ^^供24V电源。数字4指示用于~卩LED 6的风扇，务乜由前淑t定的电源单元2供电。LED6安絲用愤失由LED 产生的热量的散热片5上，并与其^#触。
数字7表示用于聚焦来自LED6的发光的光学系统，包括至少一*头8; 所^学系^titit当的隔板9可容易地附接到歉热片5。
对于来自LED的光的光纤传输，如果需要，则i殳^^还可以S^^有光纤M^ 装置IO，用于安絲前述聚焦系统7上；光纤通过例如SMA螺紋型的母连接 器11连接。
图2示出了由数字12表示的LED设4"M可与夕卜辨絲美^bt器设备 16结^f吏用，其中13M纤(例如，直径为lmm) ， 14;l^器的铰接臂， 而15 A^斤述铰^^上的机头。光纤的端部锁定在所^^几头中，使得来自LED 的光与来自、絲器的光同轴发射，>^几头内部，还可以有适当的光学系统，例 如包括用于^^f发射的光的光学器件以; t^財器，其对LED的波^it^ 而对激光器的波长完全M。该光学系统替换紧接^^头前放置的铰M的最 后镜子，使得LED照射的焦点与、W^器照射的焦点重叠^iE^处理的组织的表 面上。
LED组件可以是4^LED的矩阵的形式，该LED利用全局地中到高的电 源在蓝紫带中发光，该电源大约在100 mW到1W， 4^Mf发的并iU目对不 贵的那些(例如，见RoithnerLasertechnik GmbH Catalogue)。以下事实促使 蓝紫光镨带中的LED发射的选掩氧^iaix蛋白的主要光吸收峰位于大约410rnn，而对于非氧^jfeix蛋白，在大约430 nm。在所itit语区域中，这两种物 种的吸^^地高于^jk^^分(如7傳黑色素)的吸收，如图3所示。在 由于表皮的脱落il^损(abrasion)导致的损失时，可以开^it谱带中的iiix 蛋白的光学属性以引起小到中等口径(直径为l(WOO孩沐)的^Ut管中的光 凝结。真皮层中蓝光的有限i^的穿透(到几百微米)限制了设备应用到表面 毛细血管。
4^触应用方法。在一个可能的实施例中，使用的光源包括LED阵列，例如 LED 435"66"60 (Roithner Lasertechnik^ Vienna, Austria ) ， ^^在430nm和440 nm的带中发射700 mW的平均光功率，因iH^非氧^i^i蛋白的吸收峰附^
通过将LED的^jt^面与jE^^k的皿区^Jl^^触，实现了jJ^6t处理。所 述应用方法适刊目对宽的AJ决面积(即，大约lcm2)的止血。对由设备发射的 波^i^射的无菌材^H氏可以插A^Ej^ (skin)和LED的^t^面之间，
为此，重要的是^i设备在^IMt期间散热；^W， JiiiLED^C散8W的功 率。当与^Jl4^^触^^时，我们可以假设大约1W的该热功率通过传"f"^ iHJ'Jj^^且织。iE^E照射的面积的大小与LED的大小一致，即，半径为4mm 的圆盘。假i錄皮(epidermis)已git^jfc^损而移除，则在小口径的表面 真皮毛细管中引起的温度增加可以^^)"生物热等式"和有P阮方法计算(例如 见F. Rossi, R Pini， "Modeling the temperature rise during diode laser welding of the cornea", Ophthalmic Technologies XV， SPIE Vol. 5688， pp. 185-193， Bellingham， WA， USA, 2005)。如图4所示，得到的图表指示#^该处理类型 的、在毛细管中的温度对于时间的响应我们可以看到，在几秒钟秒) 的照射内，ii5'J的温度能够引^ii^^^麟，因此停止^j6l。图5给出了5 秒的处理后的在真皮中的温;t^布图。我们可以看到限制到^m射的体积的局 部加热。
利用LED发射聚焦的应用方法。在另一可能的实施例中，使用了相同的源 -LED 435"6640 ( 435 nm， 700 mW发射功率)，但是在该情况下，在LED前 面安装了光*聚焦系统7。该应用方法适于/L^平方毫米量级的小的^:面积的止 血。假设该聚焦设备引起LED发射的功率的50。/4员失，并JL^^Ji的照射 面积、的半4圣为1 mm，贝'J可以估计j6L^^^6^加热的动力学以^SJfii只中的热量分布。图6示出了计算的温度响应；可以M^到期望的加热^t^ 03秒后实现。 ^fM该考虑所产生的热量分布相当局部化，如图7所示。
LED发射的光的ife^传输的应用方法。在另一可能的实施例中， 了相同的源-LED435"66-60 (435nm，700mW发射功率)，但是在该情况下， 除了光聚焦系统7，还安装了光纤耦^系统9。 ^i殳4^!W半径为0.5mni的 光纤，则该方法提供了非常精确的处理应用，其更适于7L^平方毫米量级的小
的皿面积的止血。例如，^^l光纤的方法特别有利于在^l^铍的真ic^损
期间导致的出血的ihit。假i狄纤^引起LED发射的功率的70%损失，并 JMfe^Lh的照射面积的半径为0.5 mm，我们可以估计产生iL血的处理的效 率，如在之前的情况。结M图8和9中给出。期望的加热^ji (U秒后想ij， 并且非常局银
利用光纤传胁结合由具有来自'絲器或高能非相干光源的it^射的LED 发射的光的应用方法。该方法用于 ^皮消除过程，特别地，在4M^^t 铒航器时，其通过"冷消l^，生效，即，其引^^:中的可忽略的温度增加， 不足以引^ihifeL。可实现的,精度和出血毛细管中的血红蛋白热动力学可与 之前情况中的那些相比。
考虑^^殳有详细描述的^f^其它方面，对^M页域技^A员将明显的AJi 迷应用还可以扩^J'J数个LED模块的组^f吏用，其中LED可以是相同类型(考 虑增加可用的光功率)或不同的类型，如上述LED 435"66^6(M10和LED 405"66"60-110 (RoittmerLasertechnik^Vienna,Austria)，以^^别^^寻与^^沐
非氧^jfait蛋白的p及收J^一致的it^t。
基于^Hf内容的阅读，可以想到本发明的"^t修^^a。这些^Jt和增 ;M皮确定为^5^'J^求定义的本发明的范围内。
权利要求
1.一种用于皮肤血管的止血的LED设备，包括至少一个LED(6)、用于所述LED的电源单元(2)和用于冷却所述LED的装置(4)和散失来自所述LED的热量的装置(5)，其特征在于，所述LED在蓝-紫光谱带(390-470nm)中发光。
2. :H5U'iJ^求1所述的LED设备，还包括用于所述LED的絲系统(7)。
3. :N5U'J^"求1或2所述的LED设备，还包^^用于^it的光纤齡系 统(10)。
4. :AwM'j要求3所述的LED设备，^##于，该LED设备通it^斤ii^ 纤津給系统(10) ^^到航器(16)或高能非相干光源的机头(15)。
5. 如前面ii-;M'J^求所述的LED设备，其中所述LED的总输出在O.l 到1W之间。
6. 如前面^"-;M，J^求所述的LED设备，其中提供拟目同或不同波带中 狄的数个LED微。
7. :N5U，J^求6所述的LED设备，其中所錄不同波带中狄的LED是 在410 nm和430"440 nm iE^^jt的LED。
8. "-^t參前面^H5U慎求所述的LED设备用于舰血管的itj6L的方法。
9. :H5U'J^求8所述的方法，其中通过将所述LED设备直接与^J^接触 来手动itk^t所述LED设备。
10. :H5U'J^求8所述的方法，其中通it4夺ife^^^t来^^所述LED 设备。
11. :H5U'J^求8所述的方法，其中通itit纤M输，单a^l通ii^ 器设备(16)或高能非相干光源的机头(15)，将所述LED设备用于^Ji。
全文摘要
本发明涉及用于血管的止血的LED设备。其中公开了一种用于皮肤血管的止血的LED设备，包括至少一个LED(6)、用于所述LED的电源单元(2)和用于所述LED的冷却装置(4)和散热装置(5)，其中所述LED(6)在蓝-紫光谱带(390-470nm)中发光。所述LED设备还可以装备有聚光系统(7)和用于会聚光的光纤耦合装置(10)。
文档编号A61N5/06GK101583324SQ200780044981
公开日2009年11月18日 申请日期2007年12月4日 优先权日2006年12月5日
发明者F·罗西, R·比尼 申请人:Light4技术佛罗伦萨有限责任公司