指出，在由图5和图6示出的优选实施例中，直流电流源位于内部并且被包含在 控制器组件的内部空间体积内；并且显现为电池29(干电池或可充电单元）。在该实例中， 控制器组件28还具有适于对绝缘铜线缆和模块化接口连接器51的附接，其另一端接合到 被设置在由图8所示的中空外壳39内的光生成单元38。
[0333] 由图14a-图14d以及图15a-图15f所示的控制器组件28作为整体能够随时间 重复地递送来自光二极管的要求的剂量，其足以实现对大脑的一致神经刺激。还处于便携 性，电能量的典型电池源提供在1. 5伏特的直流电流。然而，取决于使用的光源的类型的电 路，更宽范围的直流电压是可接受的。
[0334] 控制器组件的中央处理单元（"CPU"）能够调节在lmW_20mW或更多的光能量功 率输出。当其被调节时，功率通常是固定的。因此，在低水平激光实施例中，其通常是大约 5mW;然而，在连续波的LED实施例中，其通常是大约8mW。这些光能量功率输出导致设备的 发射光在针对优选实施例的每个过程持续时间的仅仅25分钟或30分钟的处置时间之后在 治疗上是有效的。
[0335] 意图并期望任何传统上已知的且可互换的电缆和连接器将用于将控制器组件联 接到辐照透镜。这还向用户提供独特的优点和益处，即，将（能够发射在第一波长的光的） 的一个配置辐照透镜和（还发射在第二且不同的波长的光的）另一辐照透镜交换的选项； 并且由此允许使用不同的激光和备选的发光二极管能够利用一个单个控制器组件递送不 同波长的可见光能量和不可见光能量。
[0336] 在另一实施例中，控制器组件可以具有用于提供更多递送和操作选项的控制以提 供更多功能性。该特定优点和益处通过对关于控制器的各种预配置设置的选择以与光的类 型和其波长相匹配来提供，改进用户接口并减少错误。随意或按需交换光生成单元的该模 式和方式允许由单个患者在无需购买多个处置系统或超过一个设备的情况下对不同范围 和备选光波长的治疗使用。
[0337] 移动智能电话选项：
[0338] 在另一实施例中，控制器组件28的功能可以由运行在流行移动平台之一上的 智能电话来代替，并且流行移动平台可以包括来自如由图16所示的Apple、Android、 Blackberry和Windows的那些。施用器组件23现在将经由线缆（关于其他实施例由类似 的材料27形成）连接到智能电话54而非与分立控制器单元连接。智能电话54承载将大 部分复制控制器组件28中的软件功能的可下载的软件应用（"App")。包含计算机芯片55 中的接口处理软件的修改的附接将提供现有施用器和专有智能电话平台之间的接口。
[0339] 利用该实施例，用户不需要携带额外的或单独的控制单元，并且此外"App"还将包 含更多软件控制和图形界面。
[0340] VII.设备的显著特征和能力
[0341] 设备提供许多独特的属性、性质以及能力。在它们之中有以下：
[0342] 1.设备和系统能够递送在各种选定波长上的光能量以实现大脑和神经系统的治 疗效果。
[0343] 2.设备和系统具有非常低的电功率要求。
[0344] 3.设备和系统提供易于使用的施用器，其能够被夹到鼻孔的外壁同时伴随将封装 的固态电光源（例如发光二极管或低水平激光二极管）插入在鼻腔内以递送光治疗。
[0345] 4.设备和系统克服现有技术的缺点和传统技术的限制，尤其是关于便携性和自我 管理。其与已知系统关于通过其将光治疗递送到大脑的方法明显不同。
[0346] 5.设备和系统能够通过对光射线和光波长进行导向来照射大脑的各种目标区。在 这方面，光的波长被预选择从而实现脑材料中的期望穿透。这得到针对各自的神经疾病和 障碍的效果。
[0347] 6.设备和系统将对分散的光波和粒子进行导向并且实现通过内部鼻腔对大脑的 目标区的宽的或聚焦的光覆盖范围，具有通过前鼻区域的最小泄漏。
[0348] 7.设备和系统将出于卫生和成本节省目的两者将从处理和功率控制器组件的光 能量的递送分离；并且还潜在地利用单个处理控制器组件提供不同光生成单元的互换和替 代，所述单个处理控制器组件将出于该目的传递合适功率剂量以及传递以与移动智能电话 接口连接。
[0349] VIII.治疗处置的方法
[0350] 用于执行鼻腔内的无创辐照光治疗以便实现活哺乳类对象中的脑神经刺激的方 法通常包括以下步骤和动作：
[0351] 步骤1 :获得光能量发射设备，所述光能量发射设备包括配置辐照透镜，所述配置 辐照透镜包括
[0352] 便携式中空套管，其具有适合于在不对对象的呼吸能力造成实质性损害的情况下 并且在不侵入活对象的鼻组织的情况下活体插入到鼻孔的鼻腔空间中的固定尺寸、大小被 设置的内部空间体积以及外表面配置，所述便携式套管包括：
[0353] (i)光能量透射材料，其形成所述中空套管的所述配置外部表面的至少一部分，
[0354] (ii)至少一个光生成单元，其整体被容纳并被包含在所述中空套管的所述内部空 间体积内，并且所述至少一个光生成单元能够按需生成足以穿透通过鼻组织并且传递到大 脑中的具有从包括近红外光波长和可见红光波长的组中选择的至少一个预选定波长、在预 定能量强度并且针对预设时间持续时间的光能量，
[0355] 由此，所述配置辐照透镜能够在活体插入之后在任何期望方向上将光能量发射到 所述鼻腔内并且实现所发射的光能量从所述鼻腔到所述大脑的至少一个部分中的活体传 递；
[0356] 可自我管理的施用器装置，其适于支撑所述配置辐照透镜并且适于随意将所述配 置辐照透镜的所述光透射外表面放置在鼻孔内邻近对象的鼻腔的内衬的固定位置和期望 辐照方向；
[0357] 便携式控制器组件，其能够控制光能量通过所述对象的鼻组织从所述配置辐照透 镜到活体大脑的至少一部分的按需递送，所述控制器组件包括：
[0358] (α)按需直流电流的便携式且可再生的电源，
[0359] (β)中央处理单元，其用于控制并导向这样的直流电流的流动，以及
[0360] (γ)与所述配置辐照透镜电通信的至少一个连接器，其用于直流电流从所述控制 器组件到所述光生成单元的按需运送。
[0361] 步骤2 :将所述配置辐照透镜的透明外表面放置在鼻孔内的邻近对象的鼻腔的内 衬的期望固定位置处，使得由所述配置辐照透镜发射的光能量将穿透通过对象的鼻组织并 且活体传递到大脑的至少一部分中。以及
[0362] 步骤3 :使所述定位的配置辐照透镜的所述光生成单元生成具有从包括近红外光 波长和可见红光波长的组中选择的至少一个预选定波长、在预定能量强度并且针对预设时 间持续时间的光能量以穿透通过对象的鼻组织并且传递到大脑中，使得实现对大脑的至少 一部分的神经刺激。
[0363] 如分别由图10-图16所示的上述处置方法。如在图10中看到的，使用可自我管 理的施用器装置23将配置辐照透镜35恰当地插入到人类鼻子的鼻腔空间2中；并且之后 使直流电流从其源被传递到处理控制器组件（未示出）并且之后被传递到被设置在中空外 壳39内的（一个或多个）光单元35。这将使光单元45生成并发送具有预选定波长的光波 和粒子46。
[0364] 在优选的激光实施例中，发射的光波和粒子46被外壳壁40和微透镜44导向并偏 转，所述微透镜被盖在中空外壳35内的光生成单元45上。这分别由图11和图12所示。
[0365] 通过该过程，源自于配置辐照透镜35的光波和粒子46变得被聚焦、被瞄准、被导 向，进入大脑的各个区域，如图1所示。来自光生成单元45的目标光能量大部分被导向鼻 腔的内部截面；并且这样的光可能通过整个鼻腔2并且泄漏的光之后由鼻夹40的反射性白 色不透明材料反射并重新导向到鼻腔空间中。因此，如由图12所示，大多数初始生成的光 被捕获并（通过偏转和反射）被瞄准到鼻腔2中。
[0366] 在这些实施例中，处理和功率控制器组件作为整体能够递送以焦耳/cm2测量的期 望能量的剂量，其足以实现对大脑的一致治疗刺激。此外，控制器组件内的电能量的电池源 提供在恒定1. 5伏特的直流电流并且控制器组件的CPU能够将光能量功率输出一致地调节 为在lmW-20mW。这导致设备的发射光在仅仅25或30分钟持续时间的处置时间之后在治疗 上是有效的。
[0367] 在备选方案中，电源控制器的功能和工作可以备选地由具有合适下载的"App"的 智能电话来执行。
[0368] 本发明的形式和范围仅受所附权利要求书限制。
【主权项】
1. 一种用于按需经由活哺乳动物的鼻腔执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管 理的方法，所述可自我管理的无创神经刺激方法包括以下步骤： 获得光能量发射设备，所述光能量发射设备包括配置辐照透镜，所述配置辐照透镜包 括 便携式中空套管，所述便携式中空套管具有适合于在不对对象的呼吸能力造成实质性 损害的情况下并且在不侵入活对象的鼻组织的情况下活体插入到鼻孔的鼻腔空间中的固 定尺寸、大小被设置的内部空间体积以及外表面配置，所述便携式套管包括： (i) 光能量透射材料，其形成所述中空套管的所述配置外部表面的至少一部分， (ii) 至少一个光生成单元，其整体被容纳并被包含在所述中空套管的所述内部空间体 积内，并且所述至少一个光生成单元能够按需生成足以穿透通过鼻组织并且传递到大脑中 的具有从包括近红外红光波长和可见红光波长的组中选择的至少一个预选定波长、在预定 能量强度并且针对预设时间持续时间的光能量， 由此，所述配置辐照透镜能够在活体插入之后在任何期望方向上将光能量发射到所述 鼻腔内并且实现所发射的光能量从所述鼻腔到活体大脑的至少一个部分中的传递； 可自我管理的施用器装置，其适于支撑所述配置辐照透镜并且适于随意将所述配置辐 照透镜的所述光透射外表面放置在鼻孔内邻近对象的鼻腔的内衬的固定位置和期望辐照 方向； 便携式控制器组件，其能够控制光能量通过所述对象的鼻组织从所述配置辐照透镜到 活体大脑的至少一部分的按需递送，所述控制器组件包括： (α)按需直流电流的便携式且可再生的电源， (β)中央处理单元，其用于控制并导向这样的直流电流的流动，以及 (γ)与所述配置辐照透镜电通信的至少一个连接器，其用于直流电流从所述控制器组 件到所述光生成单元的按需运送； 将所述配置辐照透镜的透明外表面放置在鼻孔内邻近对象的鼻腔的内衬的期望固定 位置处，使得由所述配置辐照透镜发射的光能量将穿透通过所述对象的鼻组织并且传递到 活体大脑的至少一部分中；以及 使所述定位的配置辐照透镜的所述光生成单元按需生成足以穿透通过所述对象的鼻 组织并且传递到大脑中的具有从包括近红外红光波长和可见红光波长的组中选择的至少 一个预选定波长、在预定能量强度并且针对预设时间持续时间的光能量，使得实现对大脑 的至少一部分的神经刺激。2. 根据权利要求1所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的方法，其中，所述光 选自包括相干波和非相干波的组。3. 根据权利要求1所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的方法，其中，所述光 波类型选自包括连续波和脉冲波的组。4. 根据权利要求1所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的方法，其中，所述光 能量是在约5焦耳至20焦耳的范围中的。5. 根据权利要求1所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的方法，其中，所述功 率选自1毫瓦特至20毫瓦特的范围。6. 根据权利要求1所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的方法，其中，针对每 个治疗疗程的患者暴露时间的持续时间是从大约10分钟至30分钟。7. -种用于按需经由活哺乳动物的鼻腔执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管 理的系统，所述可自我管理的无创神经刺激系统包括： 配置辐照透镜，所述配置辐照透镜包括 便携式中空套管，所述便携式中空套管具有适合于在不对对象的呼吸能力造成实质性 损害的情况下并且在不侵入活对象的鼻组织的情况下活体插入到鼻孔的鼻腔空间中的固 定尺寸、大小被设置的内部空间体积以及外表面配置，所述便携式套管包括： (i) 光能量透射材料，其形成所述中空套管的所述配置外部表面的至少一部分， (ii) 至少一个光生成单元，其整体被容纳并被包含在所述中空套管的所述内部空间体 积内，并且所述至少一个光生成单元能够按需生成足以穿透通过鼻组织并且传递到大脑中 的具有从包括近红外红光波长和可见红光波长的组中选择的至少一个预选定波长、在预定 能量强度并且针对预设时间持续时间的光能量， 由此，所述配置辐照透镜能够在活体插入之后在任何期望方向上将光能量发射到所述 鼻腔内并且实现所发射的光能量从所述鼻腔到活体大脑的至少一个部分中的传递； 可自我管理的施用器装置，其适于支撑所述配置辐照透镜并且适于随意将所述配置辐 照透镜的所述光透射外表面放置在鼻孔内邻近对象的鼻腔的内衬的固定位置和期望辐照 方向； 便携式控制器组件，其能够控制光能量通过所述对象的鼻组织从所述配置辐照透镜到 活体大脑的至少一部分的按需递送，所述控制器组件包括： (α)按需直流电流的便携式且可再生的电源， (β)中央处理单元，其用于控制并导向这样的直流电流的流动，以及 (γ)与所述配置辐照透镜电通信的至少一个连接器，其用于直流电流从所述控制器组 件到所述光生成单元的按需运送。8. 根据权利要求7所述的用于执行对大脑系统的无创神经刺激治疗的系统，还包括至 少一个电源开关，所述至少一个电源开关接合并断开直流电流从所述控制器组件到所述配 置辐照透镜的转移。9. 根据权利要求7所述的用于执行对大脑系统的无创神经刺激治疗的系统，还包括至 少一个计时器，所述至少一个计时器将直流电流从所述控制器组件到所述配置辐照透镜的 转移限制到预选定时间段。10. 根据权利要求7所述的用于执行对大脑系统的无创神经刺激治疗的系统，其中，所 述便携式控制器组件包括智能电话。11. 一种用于按需经由活哺乳动物的鼻腔执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管 理的专用设备，所述可自我管理的设备装置包括： 便携式中空套管，其具有适合于在不对对象的呼吸能力造成实质性损害的情况下并且 在不侵入活对象的鼻组织的情况下活体插入到鼻孔的鼻腔空间中的固定尺寸、大小被设置 的内部空间体积以及外表面配置，所述便携式套管包括： (i) 光能量透射材料，其形成所述中空套管的所述配置外部表面的至少一部分， (ii) 至少一个光生成单元，其整体被容纳并被包含在所述中空套管的所述内部空间体 积内，并且所述至少一个光生成单元能够按需生成足以穿透通过鼻组织并且传递到大脑中 的具有从包括近红外红光波长和可见红光波长的组中选择的至少一个预选定波长、在预定 能量强度并且针对预设时间持续时间的光能量， 由此，所述配置辐照透镜能够在活体插入之后在任何期望方向上将光能量发射到所述 鼻腔内并且实现所发射的光能量从所述鼻腔到活体大脑的至少一个部分中的传递； 可自我管理的施用器装置，其适于支撑所述配置辐照透镜并且适于随意将所述配置辐 照透镜的所述光透射外表面放置在鼻孔内邻近对象的鼻腔的内衬的固定位置和期望辐照 方向；以及 便携式控制器组件，其能够控制光能量通过所述对象的鼻组织从所述配置辐照透镜到 活体大脑的至少一部分的按需递送，所述控制器组件包括： (α)按需直流电流的便携式且可再生的电源， (β)中央处理单元，其用于控制并导向这样的直流电流的流动， (γ)与所述配置辐照透镜电通信的至少一个连接器，其用于直流电流从所述控制器组 件到所述光生成单元的按需运送； 与所述电流源电通信的至少一个连接器，其用于直流电流到所述控制器组件的按需转 移；以及 与所述控制器组件和容纳在所述中空外壳内的所述光生成单元电通信的至少一个连 接器，其用于直流电流从所述控制器组件的按需运送。12. 根据权利要求11所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管理的专 用设备，还包括容纳在所述中空套管内的微透镜。13. 根据权利要求11所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管理的专 用设备，其中，被设置在所述中空外壳的所述内部空间体积的所述光生成单元是选自包括 激光器单元和发光二极管单元的组中的一个。14. 根据权利要求11所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管理的专 用设备，其中，所述控制器组件将功率调节到大约lmW至20mW。15. 根据权利要求11所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管理的专 用设备，其中，按需直流电流的所述电源是1. 5伏特电池。16. 根据权利要求11所述的用于执行对大脑的无创神经刺激治疗的可自我管理的专 用设备，还包括施用器装置，所述施用器装置能够在将所述配置辐照透镜插入在所述鼻腔 内以递送所述光能量的同时被夹到对象的鼻孔的外壁。
【专利摘要】本发明是一种用于出于活体刺激大脑的医学目的而通过活哺乳类对象的鼻孔执行对大脑组织的光治疗或光生物调节的便携式无创设备、系统和方法。与传统上已知的治疗流程明显不同，本发明利用鼻内通道作为解剖进入点；并且遵循针对概念方法建立的原理，即利用具有特定固定参数的低水平光能量辐照脑组织将活体实现主要治疗效果。以这种方式，本发明利用具有指定波长、相干性和脉冲模式的光能量以实现治疗效果。
【IPC分类】A61N5/06
【公开号】CN105263575
【申请号】CN201480031909
【发明人】林升鎏
【申请人】林升鎏
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2014年5月30日
【公告号】CA2887843A1, EP3003481A2, US20140358199, WO2015008154A2, WO2015008154A3