光疗设备及方法

专利名称：光疗设备及方法
技术领域：
本发明涉及一种光疗设备及方法。
背景技术：
光线疗法涉及利用可见光，紫外光，和/或红外光对生物组织，例如皮 肤组织进行治疗的方法。光线治疗可以单独使用于消毒，止痛，生物调节， 及光子嫩肤等领域。另外，该疗法也可以与其它光敏药物或营养补剂配合 使用。与激光手术相比，光线疗法中用到的光强要低得多。因此，光线疗 法中采用的光源不仅限于激光器，也可采用发光二极管(LED)和/或一些灯 类光源等。光线疗法的典型应用包括疗伤，消除桔皮组织，嫩肤，止痛， 去脂塑身，激光针灸，治疗褥疮等等光线疗法可以与一些其它疗法，例如局部热疗/冷疗，磁疗，机械按摩 (利用滚动，揉压，振动元件)等等配合使用，这一点己为现有文献所熟
知。 一些实例可见于Lach的美国发明专利7,033,382， Milne等人的美国专 利申请20060253051 , Muzzi等人的美国专利申请20060235494 ， 20040236252，及Porco的美国专利申请20070073366中。然而，这些已有 技术无一涉及将光线疗法和其它疗法以协同方式配合使用，其中光线疗法 和部分或全部其它疗法共同作用在同一目标区域上，并相互促进以取得显 著增强的治疗效果。

发明内容
本发明提供一种光疗设备，其中治疗光束透过或毗邻一或多个按摩元件 输出。按摩元件在对目标生物组织进行机械按摩的同时调整相应生物组织 的厚度、密度，局部压力，微循环等特性，从而促进治疗光束的吸收及其 与目标生物组织的相互作用以增强光线疗法的效果。同时，治疗光束通过 其与被照射组织的相互作用促进和增强机械按摩的效果。
本发明提供一种用于治疗生物组织的光疗设备。该光疗设备包括至少
一光源产生治疗光束被生物组织吸收后产生第一种治疗效果；和至少一按
摩元件对生物组织进行机械按摩以产生第二种治疗效果 治疗光束和机械 按摩以协同方式作用在生物组织上。机械按摩调整该生物组织的一系列特 性或状态以促进治疗光束的吸收及其与生物组织的相互作用从而增强第一 种治疗效果。治疗光束调整该生物组织的一系列特性或状态以增强第二种治疗效果。
本发明提供一种制造用于治疗生物组织的光疗设备的方法。该方法 包括以下步骤提供至少一光源产生治疗光束被生物组织吸收后产生第一 种治疗效果；和提供至少一按摩元件对生物组织进行机械按摩以产生第二 种治疗效果。治疗光束和机械按摩以协同方式作用在生物组织上。机械按 摩调整该生物组织的一系列特性或状态以促进治疗光束的吸收及其与生物 组织的相互作用从而增强第一种治疗效果。治疗光束调整该生物组织的一 系列特性或状态以增强第二种治疗效果。
本发明提供一种通过光线疗法治疗生物组织的方法。该方法包括以 下步骤提供至少一光源产生治疗光束被生物组织吸收后产生第一种治疗 效果；和提供至少一按摩元件对生物组织进行机械按摩以产生第二种治疗 效果。治疗光束和机械按摩以协同方式作用在生物组织上。机械按摩调整 该生物组织的一系列特性或状态以促进治疗光束的吸收及其与生物组织的 相互作用从而增强第一种治疗效果。治疗光束调整该生物组织的一系列特 性或状态以增强第二种治疗效果。


附图中，在不同视图中相同的参考标号指代相同的或功能类似的元 件，附图与以下描述一起构成本说明书的一部分，用于进一步说明各个实 施例，以解释本发明所具有的各种原理和优点。
图la所示为光疗设备的第一个实施例，其中治疗光束透过一透明的按摩球输出。图lb所示为图la中光疗设备的工作方式。
图2是图la中光疗设备的一个略为不同的变化，其中液体或气体物 质可以通过按摩球周边的一组通孔输出。
图3所示为光疗设备的第二个实施例，其中治疗光束从一透明的按 摩滚筒内部输出。
图4是图3中光疗设备的一个略为不同的变化，其中按摩滚筒由非 透明材料制成且具有一系列通孔。
图5所示为光疗设备的第三个实施例，其中治疗光束沿毗邻按摩元 件的路径输出。
图6所示为光疗设备的第四个实施例，其中治疗光束毗邻两个向相 反方向旋转的按摩滚筒输出。
图7a和7b是图2中光疗设备的另一个不同的变化，其中按摩球具 有漫射或散射的光学面。
熟练技术人员会意识到，图中的元件只是以简洁明了的方式展示， 并不必完全按照实物比例绘制。例如，图中某些元件的尺寸相对于其他元 件可能会夸大，以增进对本发明实施例的理解。
具体实施例方式
在描述基于本发明的这些具体实施例之前，需要说明的是，这些实施 例主要涉及与光线疗法有关的方法步骤和装置元件。因而，在图中，装置元件和方法步骤在适当的时候会以常规符号表示，只显示出与理解本发明 实施例有关的特定细节，而不写入那些对本领域普通技术人员显而易见的 细节以免淡化说明书，从而使说明书具有此优点。
本文中，相对词，例如第一和第二，顶部和底部，以及类似的用语， 只是用于将一个实体或动作与另一个实体或动作相区分，并不必然是要求 或暗示着任何实体或动作间实际的此种关系或顺序。词语"包括"或任何 其它变化形式，是开放式包含，因此包括一系列组成部分的一个过程、方 法、物件或装置并不只是包括那个已列入的组成部分，还可能包括其他的 未列入的、或在这些过程或方法或物件或装置中不是固有的组成部分。一 个组成部分前面有"一"字并不排除多个同样的组成部分包括在其过程、 方法、物件或装置中。
如图la所示，在本发明的第一个实施例中，光疗设备100包含一配合 联接在输出手柄104头部可滚压的按摩球102。该按摩球102可以在手柄 104头部的一槽室105中按预控的摩擦系数全方向自由转动(360—自由 度)。由激光器或发光二极管(LED)(均未示出)产生的治疗光束首先被 耦合或传导到光纤106中，然后经过扩束器108扩束后发送到按摩球102 上。按摩球102在治疗光束的波长上透明。因此，该治疗光束可以透过按 摩球102输出到生物组织上实现治疗目的。在本实施例的一个略为不同的 变化中，治疗光束可以通过自由空间光学系统或其它类型波导发送到按摩 球上，其各种变化均在本发明考虑范围之内。参考图lb，光疗设备IOO可用于治疗皮肤组织112，其中治疗光束通 过透明的按摩球102输出。当在手柄上施加外力时(未示出)，按摩球102 在皮肤组织112上滚动并向与按摩球102相接触的皮肤组织施加压力。一 方面，这种滚动和揉压的运动使皮下组织的血液循环和液体流动加快，使 相应组织的结构更加致密和平滑。从而促进脂肪分解和脂肪细胞的新陈代 谢，达到减少脂肪组织和平滑桔皮组织的目的。机械按摩还有助于缓解肌 肉疼痛。另一方面，这种运动使皮肤厚度减小和密度增加。这一皮肤组织 特性的改变有助于减小治疗光束110的整体吸收和散射损耗，使治疗光束 110穿透到皮肤的更深层和产生更强的光化学作用，如增加ATP (三磷酸 腺苷)，激发光神经反应和酶活性，改变局部压力，增加温度和细胞膜的渗 透性等。由于按摩球102与皮肤组织112直接接触，治疗光束110可以不 经过空气界面而直接射入皮肤组织112中。这一特性使用户可以更为准确 地控制输出治疗光束的强度。光生物调节作用反过来也通过激发细胞内和 细胞间响应，增强微循环等作用增强机械按摩的效果。
如图2所示，在本实施例的一个略为不同的变化中，手柄104的按摩 球槽室105具有一组毗邻按摩球102的通孔114。治疗过程中，冷/热气体/ 液体，或具有特定疗效的按摩油/润滑剂可以通过这些通孔输出到皮肤组 织上。冷/热气体/液体可用于温度疗法，而按摩油/润滑剂则可以帮助软化/ 柔化皮肤组织和保持其湿度。机械按摩和光生物调节的共同作用可以增强 皮肤组织对按摩油/润滑剂的反应，使其穿透更深为深层皮肤组织所吸收。 这种增强作用包括但不限于增强微循环，提升温度，激发细胞内和细胞间响应等等。作为另外一种可能性，按摩球102和槽室105之间可以保留一
定空隙用于输出冷/热气体/液体，或按摩油/润滑剂到相应组织上。冷/热气
体/液体，或按摩油/润滑剂可以通过一与手柄104相连的管道116注入到 槽室105中。
如图7a和7b所示，在本实施例的另一个变化中，按摩球102可以具 有漫射或散射的光学面,从而可以将输出光束发散到不同的方向或角度上。 该漫射面可以通过在按摩球表面上形成某类微观结构实现，也可以通过在 按摩球表面涂覆散光材料实现。参考图7a，当按摩球102未接触到皮肤组 织112时，治疗光束110在从按摩球传输到空气的过程中为漫射面所散射。 因此，输出光束114具有更大的发散角并在一定距离外形成更小的光强。 这一远端输出光强的减弱提高了光疗设备的安全性。参考图7b，与前述相 对的是当按摩球102接触到皮肤组织112时，输出光束114仅产生很小的 变形或发散。这是由于与按摩球表面接触的皮肤作为光折射率匹配媒质有 效地减弱了按摩球表面的漫射或散射作用。因此，光束可以按所需的方向， 角度，功率密度，穿透深度，和光强分布有效地传输到组织中。作为另一 种变化，某些光折射率匹配液，凝胶，悬浮颗粒，或粉末可以用在按摩球 102和皮肤组织112之间以进一步增加透光率和减小按摩球表面引起的光 束变形。这些光折射率匹配媒质也可具有某些疗效或药效以进一步增强光 线疗法的效果。
在本实施例的又一个变化中，按摩球(或简化为一 有曲面的光学窗 口) 102可以固定于槽室105与手柄104共同移动或与手柄配合移动。在这一变化中，按摩球102以非滚动揉压运动对目标组织112进行机械按摩。
在本实施例的又一个变化中，手柄104可以装配与按摩球102机械相 连的电机以产生按摩球102的滚动，揉压，和/或振动运动。
光疗设备100的应用之一是缓解与周期性偏头痛有关的疼痛，其中治 疗光束通过透明的按摩球输出到患者的额头，太阳穴，副鼻腔，和/或脖颈 上。通过控制按摩球的光学特性，如折射率，半径或曲率等，可以控制光 束的形状以获得理想的光斑尺寸或大小。光疗设备IOO还可包括接触传感 器(未示出)或压力传感器(未示出)，如弹簧配件等，用来控制光源的开 关状态，使光源只有在按摩球接触皮肤组织时才打开。这样可以在治疗眼 部周围时避免激光对眼睛的直接照射从而增加激光治疗的安全性。光疗设 备100的其它应用包括消除桔皮组织，嫩肤，止痛，去脂塑身，激光针灸， 疗伤，和/或治疗褥疮等等。
-可以看到，本发明的范围内可包括各种不同的实施例。
参考图3，光疗设备的第二个实施例包括一中空的按摩滚筒302，滚筒 302的内部轴心308上安装有用于治疗的半导体激光器或发光二极管 (LED)阵列304。如图所示，每只半导体激光器或发光二极管(LED) 304 按预先设定的发散角产生治疗光束306。滚筒302由在治疗光束306波长 处透明的材料制成。因此，当滚筒302在目标组织表面上滚动以进行机械 按摩时，治疗光束306可同时对被按摩组织进行光生物调节以产生增强的 光疗效果。如图4所示，在本实施例的一个略为不同的变化中，光疗设备包括一
中空的按摩滚筒402，滚筒由在治疗光束406波长处非透明的材料制成。 治疗光束406由按摩滚筒402内部轴心408上安装的半导体激光器或发光 二极管(LED)阵列404产生。按摩滚筒402具有一系列通孔410，可使治 疗光束406透过并在目标组织表面上形成非均匀的照射。这种空间调制的 照射模式有助于进一步增强光生物调节的效果。在本实施例中，正或负的 空气压力可由一气压源(未示出)产生并通过该一系列通孔施加到被治疗 区域上以作为附加的治疗手段。冷或温热的空气可以从通孔吹到皮肤上以 降低或提高其温度。另外，按摩滚筒402也可由在治疗光束406波长处透 明的材料制成，只是在部分滚筒表面覆盖非透明材料以产生非均匀的照射。
如图5所示，在本发明的第三个实施例中，治疗光源504安装在与按 摩元件504机械相连的一个支架508上。由光源504产生的治疗光束506 沿毗邻按摩元件502的路径输出到目标组织512上。当按摩元件在组织512 上滚动时，治疗光束506可以在被按摩组织512恢复原状之前在其中产生 光化学作用。从而产生与前述类似的增强的光疗效果。在这一实施例中， 按摩元件502无需对治疗光束506透明。
参考图6，光疗设备的第四个实施例包括两只沿相反方向，或以不同滚 动速度或摩擦系数滚动的按摩滚筒602。这种滚压运动使两只滚筒602之 间的部分组织612受到挤压并形成隆起。透过或毗邻两只按摩滚筒602， 治疗光束606可以照射到隆起的组织上以对组织深层进行光线治疗。这一 深度是从组织顶部照射难以达到的。通过在滚筒上部安装与之机械相连的真空吸盘(未示出)可进一步提高组织的隆起高度。
前述的光疗设备同样可以用在动物对象上。在这类兽医应用中，按摩/ 光疗元件前可集成一发梳或梳状元件(未示出)以在对毛下皮肤进行按摩/ 光疗前分开动物的毛发。
在前文说明书中，描述了本发明的具体实施例。但是，本领域普通技术人 员意识到，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以做出一些修改和变 化。例如，治疗光源和按摩元件均不限于目前讨论的类型。因而，说明书 和附图应解释为仅仅是说明性的而并非限定性的，所有变型均包括在本发 明意图保护的范围内。文中所提到的一切好处、优点、问题解决方案或者 任何可能带来的或更显著的好处、优点、问题解决方案的元件均不能解释 为任何权利要求的关键的或必须的或本质的技术特征或元件。本发明的权 利仅由所附权利要求书所定义，包括在申请过程中所做的任何修改，以及 授权权利要求的所有等同物。
权利要求
1.一种用于治疗生物组织的光疗设备，该光疗设备包括至少一光源产生治疗光束被生物组织吸收后产生第一种治疗效果；和至少一按摩元件对生物组织进行机械按摩以产生第二种治疗效果；其中治疗光束和机械按摩以协同方式作用在生物组织上，其中机械按摩调整该生物组织的一系列特性或状态以促进治疗光束的吸收及其与生物组织的相互作用从而增强第一种治疗效果，同时治疗光束调整该生物组织的一系列特性或状态以增强第二种治疗效果。
2. 如权利要求1所述的光疗设备，其中治疗光束透过按摩元件输出。
3. 如权利要求2所述的光疗设备，其中按摩元件具有一光学散射面用于扩 大治疗光束的发散角。
4. 如权利要求1所述的光疗设备，其中治疗光束沿毗邻按摩元件的传播路 径输出。
5. 如权利要求1所述的光疗设备，其中光源包括一激光器， 一发光二极管， 或一灯类光源。
6. 如权利要求1所述的光疗设备，其中按摩元件包括一滚动元件， 一揉压 元件，或一振动元件。
7. 如权利要求1所述的光疗设备，还包括一接触传感器用于监测按摩元件 和生物组织之间的接触/压力并用于产生一接触/压力信号，其中该接触/ 压力信号被用于控制光源。
8. 如权利要求1所述的光疗设备，还包括一装置用于沿按摩元件输送流体 物质以增强第一和第二种治疗效果。
9. 一种制造用于治疗生物组织的光疗设备的方法，该方法包括以下步骤提供至少一光源产生治疗光束被生物组织吸收后产生第一种治疗效果； 和提供至少一按摩元件对生物组织进行机械按摩以产生第二种治疗效果；其中治疗光束和机械按摩以协同方式作用在生物组织上，其中机械按摩 调整该生物组织的一系列特性或状态以促进治疗光束的吸收及其与生 物组织的相互作用从而增强第一种治疗效果，同时治疗光束调整该生物 组织的一系列特性或状态以增强第二种治疗效果。
10. 如权利要求9所述的方法，其中治疗光束透过按摩元件输出。
11. 如权利要求IO所述的方法，其中按摩元件具有一光学散射面用于扩大 治疗光束的发散角。
12. 如权利要求9所述的方法，其中治疗光束沿毗邻按摩元件的传播路径输 出。
13. 如权利要求9所述的方法，其中光源包括一激光器， 一发光二极管，或 一灯类光源。
14. 如权利要求9所述的方法，其中按摩元件包括一滚动元件， 一揉压元件， 或一振动元件。
15. 如权利要求9所述的方法，还包括的步骤是提供一接触传感器用于监测 按摩元件和生物组织之间的接触/压力并用于产生一接触/压力信号，其 中该接触/压力信号被用于控制光源。
16. 如权利要求9所述的方法，还包括的步骤是提供一装置用于沿按摩元件输送流体物质以增强第一和第二种治疗效果。
17. —种通过光线疗法治疗生物组织的方法，该方法包括以下步骤 提供至少一光源产生治疗光束被生物组织吸收后产生第一种治疗效果；和提供至少一按摩元件对生物组织进行机械按摩以产生第二种治疗效 果；其中治疗光束和机械按摩以协同方式作用在生物组织上，其中机械按摩 调整该生物组织的一系列特性或状态以促进治疗光束的吸收及其与生 物组织的相互作用从而增强第一种治疗效果，同时治疗光束调整该生物 组织的一系列特性或状态以增强第二种治疗效果。
18. 如权利要求17所述的方法，还包括一步骤以提供一接触传感器用于监 测按摩元件和生物组织之间的接触/压力并产生一接触/压力信号，其中 该接触/压力信号被用于控制光源。
19. 如权利要求17所述的方法，还包括一步骤，沿按摩元件输送流体物质 以增强第一和第二种治疗效果。
全文摘要
一种光疗设备，其中治疗光束透过或毗邻一或多个按摩元件输出。按摩元件在对目标生物组织进行机械按摩的同时调整相应生物组织的厚度、密度等特性，从而促进治疗光束的吸收和增强光线疗法的效果。
文档编号A61N5/06GK101687100SQ200880011273
公开日2010年3月31日 申请日期2008年4月17日 优先权日2007年4月17日
发明者布莱恩·普赖尔, 王晓路 申请人:王晓路