双波长紫外光治疗仪的制作方法
【专利摘要】本发明涉及医学领域的一种治疗银屑病等皮肤病的医疗器械辅助治疗专用仪器，仪器名字为双波长紫外光治疗仪。本发明的目的就是让双波长紫外光治疗仪发出峰值为308nm±2nm或365nm±2nm的紫外光射向病灶区。技术难点与创新点是如何获取发出这样特定波长的紫外光。因为紫外光半导体LED芯片本身体积很小，辐射的能量密度很高，散热面积小，热阻大，单纯靠风冷或水冷无法保证紫外光半导体LED芯片维持在特定的范围；且温度是影响所发出紫外光波长的另外一个重要参数。这就必须使用一个高精度的制冷系统来调节紫外光半导体LED芯片的温度。双波长紫外光治疗仪，包括“治疗头1”、“支架2”、“机箱3”；“机箱3”中包含“辐射控制器4”、“制冷系统5”。
【专利说明】双波长紫外光治疗仪
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学领域的一种治疗银屑病、白癜风、硬皮病、湿疹、外阴白斑、硬皮 病、红斑狼疮、玫瑰糠疹、扁平苔藓、荨麻疹、牛皮癣等皮肤病的医疗器械辅助治疗专用仪 器，仪器名字为双波长紫外光治疗仪。
【背景技术】
[0002] 医学上用紫光化学疗法（PUVA)治疗色素性皮肤病，如白癜风、外阴白斑、银屑病、 硬皮病等，已广泛采用，现在的紫外光治疗仪已从汞灯、氯化氙灯、半导体发光二极管向集 成发光二极管演变，然而其光谱波长却包含一定范围，如UVA波段320?400/?，UVB波段 275?320_，众所周知紫外线对人体皮肤有伤害，甚至可能致癌，波长越长对皮肤穿透越 深，对真皮组织的破坏力越大，真正能够治疗色素性皮肤病的只有特定波长的紫外光才是 最有效的。如308纳米的紫外光治疗银屑病、白癒风等最有效，365纳米的紫外光治疗红 斑狼疮、硬皮病最有效，其它波长对治疗有害无益。但紫光二极管发出的光谱却是包含了 295?320備光谱，为了提高疗效，避免伤害，峰值波长308nm、365nm光谱才是理 想的。
[0003] 根据二极管发光原理，决定发光波长的因素除材料外，最重要的是发与其结点温 度有关。其解释是原子外层电子的能量，能量越高，空穴与电子复合时电子从高能级跃迁到 低能级释放的光波越短，外层电子的能量是由温度决定的，当温度恒定时外层电子的能量 也恒定，跃迁时释放的光波也恒定，从而保证了二极管发出单一波长的光。
[0004] 通常可将波长随结温的变化表示为式： ?(Τ2)= A(T1)+ kLT 其中：.--表不结温G时的波长（nm) 表不结温$时的波长（nm)表不波长 随温度变化的系数，一般在〇. 1?〇. 3nm/K之间；ΔΤ = Γ2-TJ。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的就是让双波长紫外光治疗仪发出峰值为308nm±2nm或365nm±2nm 的紫外光射向病灶区。技术难点与创新点是如何获取发出这样特定波长的紫外光，并把它 限定在特定波长范围之内、特定的能量密度范围内。因为紫外光半导体LED芯片本身体积 很小，辐射的能量密度很高，散热面积小，热阻大，单纯靠风冷或水冷无法保证紫外光半导 体LED芯片维持在特定的范围；且温度是影响所发出紫外光波长的另外一个重要参数。这 就必须使用一个高精度的制冷系统来调节紫外光半导体LED芯片的温度，以此达到控制温 度在特定的范围内，从而控制紫外光半导体LED芯片产生的波长不能超过限制范围。
[0006] 本发明采用的技术方案是：双波长紫外光治疗仪（图1)，一种治疗银屑病、白癜 风、硬皮病、湿疹、外阴白斑、硬皮病、红斑狼疮、玫瑰糠疹、扁平苔藓、荨麻疹、牛皮癣等皮肤 病的医疗器械辅助治疗专用仪器，包括"治疗头1 (图2)"、"支架2"、"机箱3";"机箱3"中 包含"辐射控制器4"、"制冷系统5"。其特征在于：根据临床的需要调整"辐射控制器4"的 电流，使得"治疗头1"产生适度能量辐射密度的紫外光，"制冷系统5"产生一定的制冷量确 保"治疗头1"产生的紫外光波长控制在特定的范围内。
[0007] 所述的"制冷系统5"包括以下："温控器6"、"冷却系统7"、"散热器8"。
[0008] 所述的"冷却系统7"可以是风冷、水冷或自然冷却。
[0009] 所述的"治疗头1 (图2)"由以下组成："由散热器8"、"半导体制冷芯片9"、"温度 感应探头1〇"、"紫外光半导体LED芯片11"、"石英玻璃透镜12"、"杯型反射罩13"、"壳14" 组成。
[0010] 所述的"紫外光半导体LED芯片11"为"308芯片"或"365芯片"或"308芯片"与 "365芯片"的组合或混合。
[0011] 所述的"半导体制冷芯片9"冷面与"紫外光半导体LED芯片11"密贴，热面与"散 热器8"密贴，且"温度感应探头10"紧贴于"紫外光半导体LED芯片11"的侧面。
[0012] 所述的"石英玻璃透镜12"，位置可以是对单个"308芯片"或"365芯片"发光光 束的弧度的调节及光密度的改变，也可以是对"308芯片"及"365芯片"组合或混合后发光 光束的弧度的调节及光密度的改变。
[0013] 所述的"双波长紫外光治疗仪"，根据临床操作的需要，在人机交互系统上设置输 出辐射强度的参数，从而改变"辐射控制器4"的输出电流，从而改变"紫外光半导体LED芯 片11"的输入电流，达到输出所需要的辐射强度的紫外光，此时"紫外光半导体LED芯片11" 的结点温度会随着辐射强度的增大而升高，从而使得"紫外光半导体LED芯片11"的表面温 度升高；贴于"紫外光半导体LED芯片11"表面的"温度感应探头10"检测到"紫外光半导 体LED芯片11"的温度升高后，将其检测到的温度数据传送到"温控器6"的高速AD转换器 中，通过"温控器6"的相关控制算法将数据通过高速的DA转换器控制"半导体制冷芯片9" 的输入电流，从而将"紫外光半导体LED芯片11"表面的温度降低在适当的范围内，从而间 接控制"紫外光半导体LED芯片11"的结点温度，达到限制紫外光半导体LED芯片产生的波 长在范围内。
[0014] 所述的"紫外光半导体LED芯片11"之所以能够发出308nm或365nm的紫外光，是 由其特殊的晶体结构决定的；然而"紫外光半导体LED芯片11"的结点温度能够使其改变 紫外光发出的波长；图3为紫外光半导体LED芯片结点温度与波长关系图，图4紫外光半导 体LED芯片温度每升高KTC的波长红移值。
[0015] 本发明与现有的紫外汞灯灯管、氙气气罐、氯化氙灯等光源的紫外光治疗仪相比， 由于它发出的是单一峰值为308±2纳米或365±2纳米的紫外光，所以发出的光源纯；由于 其光辐射强度是普通氯化氙灯的十倍左右，是紫外汞灯灯管的上百倍；本发明光源寿命通 常为1万小时以上，而现有的紫外光治疗仪中的氯化氣灯通常为300小时左右,氯化萊灯为 500小时左右；所以治疗时间短，治疗效果好；无耗材、无污染、副作用小。
[0016] 本发明中使用"308芯片"与"365芯片"组合或混合的双光同时照射的好处在于： 308nm是治疗白癜风和牛皮癣的最佳波长，365nm是增强皮肤免疫系统的最佳波长，同时 365nm比308nm穿透更深，308nm和365nm协同治疗白癜风和牛皮癣，能够促进黑色素的吸 收，所以使效果能够倍加。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1是LED双波长紫外光治疗仪的构造示意图。
[0018] 图2是治疗头的构造示意图。
[0019] 图3为紫外光半导体LED芯片结点温度与波长的近似关系图。
[0020] 图4紫外光半导体LED芯片温度每升高KTC的近似波长红移值。
[0021] 具体实施方法 双波长紫外光治疗仪（图1)，包括"治疗头1 (图2)"、"支架2"、"机箱3" ；"机箱3"中 包含"辐射控制器4"、"制冷系统5"。
[0022] 所述的"治疗头1 (图2)"由以下组成："由散热器8"、"半导体制冷芯片9"、"温度 感应探头1〇"、"紫外光半导体LED芯片11"、"石英玻璃透镜12"、"杯型反射罩13"、"壳14" 组成；"治疗头1"中的"由散热器8"端有直流电源线和控制线，它与"温度感应探头10"的 信号线及"紫外光半导体LED芯片11"共同经过"支架2"的空心管，通往"机箱3"。
[0023] 所述的"制冷系统5"包括以下："温控器6"、"冷却系统7"、"散热器8"。
[0024] 所述的"冷却系统7"可以是风冷、水冷或自然冷却。
[0025] 所述的"紫外光半导体LED芯片11"为"308芯片"或"365芯片"或"308芯片"及 "365芯片"的组合或混合，它的封装为：采用金属基板做衬底，石英透镜做固定。
[0026] 所述的"石英玻璃透镜12"，位置可以是对单个"308芯片"或"365芯片"发光光 束的弧度的调节及光密度的改变，也可以是对"308芯片"及"365芯片"组合或混合后发光 光束的弧度的调节及光密度的改变。
[0027] 所述的"紫外光半导体LED芯片11"紫外光芯片选用SET公司的 308nm或365nm紫外光半导体LED芯片，其材料的能带隙与温度的函数关系为：
【权利要求】
1. 双波长紫外光治疗仪（图1)，一种治疗银屑病、白癜风、硬皮病、湿疹、外阴白斑、硬 皮病、系统红斑狼疮、玫瑰糠疹、扁平苔藓、荨麻疹、牛皮藓等皮肤病的医疗器械辅助治疗专 用仪器，包括"治疗头（1)"、"支架（2)"、"机箱（3)"；"机箱（3)"中包含"辐射控制器（4)"、 "制冷系统（5)"。
2. 根据权利要求1所述的双波长紫外光治疗仪，其特征在于，根据临床的需要调整"辐 射控制器（4)"的输出电流，使得"治疗头（1)"产生适度能量辐射密度的紫光，"制冷系统 (5)"产生一定的制冷量确"保治疗头（1)"产生的紫光波长控制在特定的范围内。
3. 根据权利要求1所述的，"制冷系统（5)"包括以下，"温控器（6)"、"冷却系统（7)"、 "散热器（8)"。
4. 根据权利要求3所述的，"冷却系统（7)"可以是风冷、水冷或自然冷却，一个典型的 方案是水循环冷却系统。
5. 根据权利要求1所述的，"治疗头（1)"由以下组成，"由散热器（8)"、"半导体制冷芯 片（9)"、"温度感应探头（10)"、"紫外光半导体LED芯片（11)"、"石英玻璃透镜（12)"、"杯 型反射罩（13)"、"壳（14)"组成。
6. 根据权利要求4所述的，"紫外光半导体LED芯片（11)"为308芯片或365芯片或 308芯片与365芯片的组合或混合。
7. 根据权利要求1所述的，"半导体制冷芯片（9)"冷面与"紫外光半导体LED芯片 (11)"密贴，热面与"散热器（8)"密贴，且"温度感应探头（10)"紧贴于"紫外光半导体LED 芯片（11)"的侧面。
【文档编号】A61N5/06GK104307105SQ201410481253
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年9月20日 优先权日:2014年9月20日
【发明者】不公告发明人 申请人:武汉中科科理光电技术有限公司