專利名稱：芯片集成led在光子體內(nèi)腔道炎癥治療的應(yīng)用及治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多芯片集成大功率LED (本文簡(jiǎn)稱為芯片集成LED)單色光源的 在光子體內(nèi)腔道炎癥治療中的應(yīng)用，以及采用芯片集成LED的光子體內(nèi)腔道炎癥治
療設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前光子用于皮膚病的治療已取得明顯效果，對(duì)帶狀皰疹，斑禿、皮炎、濕疣、 傷口感染等表皮疾病應(yīng)用廣泛。
但是以上所有專利及市場(chǎng)所售設(shè)備都不能用于體內(nèi)炎癥的治療，其原因是所有 傳統(tǒng)單顆二極管功率小，不能直接用于體內(nèi)照射。二極管面陣可擴(kuò)大總功率，但因 二極管為球面發(fā)光無(wú)法經(jīng)過(guò)透鏡匯聚成大功率的小光束而進(jìn)入體內(nèi)。申請(qǐng)?zhí)?200510009880.X把發(fā)光二極管做成平面矩陣，再經(jīng)透鏡陣列及石英透鏡兩次整形， 把光匯聚到光纖中。這種方法不具有實(shí)際臨床治療意義，原因是發(fā)光二極管所發(fā)生 的光為半球面形狀，經(jīng)透鏡整形時(shí)其光損失嚴(yán)重，技術(shù)上傳統(tǒng)LED的發(fā)光光效率為 10%左右，即1W的LED發(fā)光光功率為lOOmw，如再加上透鏡損失，經(jīng)透鏡后的光 功率為小于lOOmw， 一個(gè)4W的發(fā)光二極管陣列實(shí)際光輸出應(yīng)小于400mw。不能滿 足治療要求。同時(shí)二極管陣列的面積不能任意擴(kuò)大，因?yàn)橥哥R的尺寸是有限的。
在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中，要求光功率密度必須大于40mw/cm2才能達(dá)到治療及消炎 的效果，例如德國(guó)Woldman皮膚治療儀，光功率密度為50mw/cm2~200mw/cm2，激 光可以有很高的光功率密度，但光斑面積小，對(duì)大面積炎癥和潰瘍無(wú)能為力，故激 光也末用于體內(nèi)炎癥治療。
綜上所述，上述專利所使用的發(fā)光二極管陣列及激光不能用于體內(nèi)腔道炎癥等 疾病的治療。傳統(tǒng)二極管功率小，匯聚時(shí)光損失大，激光器成本高，光斑小。目前 體內(nèi)光治療還是空白。
芯片集成LED (功率〉25w)現(xiàn)已問(wèn)世，因其體積小、光功率密度大、照射面大 將是取代普通LED和白熾燈、鹵鎢燈的新一代照明設(shè)備，并且已出現(xiàn)了若干照明用 相關(guān)專利。到目前為止，人們對(duì)芯片集成LED的認(rèn)識(shí)均停留在照明上的應(yīng)用，稱為第四代半導(dǎo)體照明光源。卻未想到將其應(yīng)用到光治療領(lǐng)域中，以拓展光治療應(yīng)用范 圍和療效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有紅光治療中存在的光功率密度小、光斑小、光功率損耗大等問(wèn) 題，而不能實(shí)現(xiàn)體內(nèi)腔道炎癥光治療的現(xiàn)狀，提出芯片集成LED在光子體內(nèi)腔道炎 癥治療中的應(yīng)用，以及光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，拓展光治療應(yīng)用范圍和療效， 提供了一種新的光源及治療手段，真正實(shí)現(xiàn)體內(nèi)腔道炎癥的紅光治療。
芯片集成LED在光子體內(nèi)腔道炎癥治療中的應(yīng)用。
所述芯片集成LED與聚光器、散熱器、外殼組裝成光源頭，再與光纖連接，光 纖的另一端連接光頭，聚光器把芯片集成LED面上發(fā)光光線匯聚到光纖中，光線經(jīng) 光纖導(dǎo)入人體腔道內(nèi)，通過(guò)光纖末端的光頭對(duì)病灶照射，適用于體內(nèi)各類腔道炎癥 及潰瘍，包括-
內(nèi)科胃炎，氣管炎、支氣管哮喘等；
婦科陰道炎、盆腔炎等；
消化科食管炎、結(jié)腸炎、咽'炎等；
口腔科牙周炎、口腔潰瘍等； 耳鼻喉科中耳炎等。
芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，包括芯片集成LED、散熱器、聚 光器、光纖、光頭、控制電路及電源；芯片集成LED、散熱器、聚光器組裝成光源 頭，其前端的聚光器與光纖連接，光纖再連接上光頭，照射的時(shí)間和光功率由主機(jī)
所述芯片集成LED直接貼在散熱器上，芯片集成LED與散熱器中間加導(dǎo)熱膠， 散熱器后端設(shè)置風(fēng)扇。
本發(fā)明使用的芯片集成LED，其功率為25w 1500w，平面或凸平發(fā)光，發(fā)光面 積為5x5mm2 150xl50mm2，波長(zhǎng)較佳地選為630nm士20nm，也可采用670nm士20nm 的波長(zhǎng)。
散熱器上開(kāi)上下相通的通風(fēng)槽，既可解決通風(fēng)又可擴(kuò)大散熱面積。通常散熱器 上開(kāi)槽可以是發(fā)射狀或網(wǎng)狀形狀。芯片集成LED的熱量通過(guò)散熱風(fēng)扇使其熱量由光 源頭周邊的外殼孔中排出。
所述散熱器的材料為銅、鋁、鋁合金等高導(dǎo)熱率的材料。
本發(fā)明芯片集成LED前端聚光器形狀為匯聚狀錐形，可以是圓錐或方錐等。其材料選用銅、鋁合金并鍍高反光材料，也可選塑料、鐵、銅合、橡膠等鍍上高反光 材料來(lái)做聚光器。根據(jù)實(shí)際情況，也可不選用聚光器，直接將光纖對(duì)接在芯片集成 LED上。也可使用非球面透鏡匯聚光線到光纖中。
本發(fā)明為保證芯片集成LED的正常工作，裝置器中設(shè)有一個(gè)檢測(cè)LED溫度的 溫度感應(yīng)器。在溫度超過(guò)設(shè)定值后，控制臺(tái)上報(bào)警器會(huì)發(fā)報(bào)警信號(hào)和停機(jī)。
本發(fā)明中有照射表面光功率檢測(cè)器，可根據(jù)病情調(diào)節(jié)光功率輸出大小，其調(diào)節(jié) 可以手動(dòng)也可自動(dòng)調(diào)節(jié)。
本發(fā)明為解決大光功率密度和大面積的矛盾，使用了新型多芯片集成LED為治 療光源。多芯片集成LED又稱單顆超芯片集成LED或多芯片LED模組等。本發(fā)明 中簡(jiǎn)稱芯片集成LED。芯片集成LED是利用多個(gè)芯片組裝(Multi-Chip Module Assembly)技術(shù)和倒裝焊技術(shù)(Flip-Chip Techology)，將一個(gè)或者多個(gè)LED芯片， 信號(hào)控制芯片,與防靜電芯片(Electrostatic Discharge)通過(guò)工藝集成和組裝，形成一 個(gè)大的可以防靜電，可以控制的LED模組，其中LED芯片可以是不同波長(zhǎng)不同尺 寸的LED芯片。根據(jù)需要倒裝于不同尺寸，不同形狀、不同材質(zhì)的底板上面。省略 了繁復(fù)的封裝工序， 一次性解決了 LED的散熱問(wèn)題，主要的封裝形成為COB (Chip on Board)和Sip (System in Package)等。芯片集成LED和傳統(tǒng)意義的L'ED的區(qū) 別在于1、功率大，^片集成LED為25W 1500W，傳統(tǒng)LED為0.5W 3W之間。 2、芯片集成LED為平面或凸面發(fā)光，而傳統(tǒng)LED為點(diǎn)光源發(fā)光。3、'電光轉(zhuǎn)換效 率高。芯片集成LED的發(fā)光效率為20%左右，而傳統(tǒng)LED為10%。 4、高功率密 度，芯片集成LED的光功率密度是傳統(tǒng)LED的數(shù)倍到數(shù)十倍。
本發(fā)明使用芯片集成LED (25W 1500W),使用特別設(shè)計(jì)的聚光器，把超大 功率的光經(jīng)聚光器后直接耦合到光纖中。實(shí)際測(cè)量，'即25W的LED光輸出為 25Wx20%=5W，經(jīng)聚光器后(光損失<50%)耦合在光纖中，在光纖末端光功率為 5Wx50%=2.5W。 2500mw的光纖末端輸出己能滿足臨床治療要求，使單顆芯片集成 LED體內(nèi)治療能為可能。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步闡述。


圖1為本發(fā)明芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖中標(biāo)記1為芯片集成LED， 2為導(dǎo)熱膠，3為散熱器，4為外殼內(nèi)空腔，5為風(fēng)
扇，6為外殼，7為光纖，8為光頭
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明使用25W 1500W單顆超芯片集成LED,波長(zhǎng)選用630±20nm，也可采 用670nm士20mn的波長(zhǎng)。使用圓錐形聚光器，直接把耦合到光纖中，也可先用大面 積光纖束直接貼在LED發(fā)光面上，在大面積光纖束后加聚光器。光纖直徑從 400nm 20mm，根據(jù)部位不同而有所變化。如支氣管用400nm，陰道用20mm等。
特別地，在體內(nèi)治療中隨著治療部位的不同光纖的形狀有不同的設(shè)計(jì)。如附圖 所示。例如在治療消化道炎癥時(shí)，使用了光纖為圓柱形的光纖。為便于進(jìn)入消化道， 光纖頭的末端設(shè)計(jì)為半圓球置于圓柱體上。形狀也可變?yōu)閳A柱體或平頭。在治療中 耳炎、鼻炎等腔體時(shí)可用球形光頭。球的直徑可隨病人的年齡有所改變，如小兒， 嬰兒可選用小直徑的光發(fā)頭，成年人選用大直徑的發(fā)射頭。經(jīng)直腸治療前列腺炎時(shí)， 可選半圓面光頭。
以上光纖末端光發(fā)射頭的形狀，大小為多種多樣，隨病人年齡，治療部位的不 同而有所改變。
同時(shí)可改變芯片集成LED的電流來(lái)調(diào)節(jié)光輸出量，從而調(diào)節(jié)到達(dá)病灶部位的光 功率。在光功率為100mw/cm2時(shí)，照射時(shí)間優(yōu)選為20分鐘，在光功率密度為 50mw/cm2時(shí)，'照射時(shí)間優(yōu)先為30分鐘。
本設(shè)備由芯片集成LED，散熱器，聚光器，光纖及光頭，控制電路及電源組成。 為保證芯片集成LED的散熱，LED直接貼在散熱器上，LED和散熱器中間加導(dǎo)熱 膠，散熱器后面加風(fēng)扇，聚光器把芯片集成LED面上發(fā)光光線匯聚到光纖中，光線 經(jīng)光纖導(dǎo)入人體，通過(guò)光纖末端的光頭對(duì)病人照射。照射的時(shí)間和光功率由主機(jī)控 制。
應(yīng)用本發(fā)明，適應(yīng)癥包括
內(nèi)科胃炎，氣管炎、支氣管哮喘等；
婦科陰道炎、盆腔炎等；
消化科食管炎、結(jié)腸炎、咽炎等；
口腔科牙周炎、口腔痰瘍等；
耳鼻喉科中耳炎等。
通常用于消炎選用LED的波長(zhǎng)為630土20nm，光功率為25W 1500W，光功率 密度〉40mw/cm2。實(shí)際使用中，體內(nèi)治療如咽炎、中耳炎、陰道炎經(jīng)7次消療后炎 癥基本消除，臨床觀察發(fā)現(xiàn)對(duì)體內(nèi)消炎有效率達(dá)95%。
權(quán)利要求
1、芯片集成LED在光子體內(nèi)腔道炎癥治療中的應(yīng)用。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片集成LED在光子體內(nèi)腔道炎癥治療中的應(yīng)用， 其特征在于所述芯片集成LED與聚光器、散熱器、外殼組裝成光源頭，再與光纖 連接，光纖的另一端連接光頭，聚光器把芯片集成LED面上發(fā)光光線匯聚到光纖中， 光線經(jīng)光纖導(dǎo)入人體腔道內(nèi)，通過(guò)光纖末端的光頭對(duì)病灶照射，適用于體內(nèi)各類腔 道炎癥及潰瘍，包括內(nèi)科胃炎，氣管炎、支氣管哮喘； 婦科陰道炎、盆腔炎； 消化科食管炎、結(jié)腸炎、咽炎； 口腔科牙周炎、口腔潰瘍； 耳鼻喉科中耳炎。
3、 芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征在于:包括芯片集成LED、 散熱器、光纖、光頭、控制電路及電源；芯片集成LED、散熱器組裝成光源頭，其 前立k與光纖連fe，光纖再連接上光頭。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于所述芯片集成LED貼在散熱器上，芯片集成LED與散熱器中間加導(dǎo)熱膠， 散熱器后端設(shè)置風(fēng)扇。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于所述芯片集成.LED，其功率為25w 1500w，平面或凸面發(fā)光，g光面積為 5x5mm2 150xl50mm2，波長(zhǎng)為630nm士20nm或670nm士20nm。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于散熱器上開(kāi)上下相通的通風(fēng)槽，通風(fēng)槽為發(fā)射狀或網(wǎng)狀形狀。
7、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于芯片集成LED前端與光纖之間設(shè)置有聚光器，形狀為匯聚狀錐形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于芯片集成LED前端與光纖之間設(shè)置有聚光器，聚光器為非球面透鏡，匯聚光 線到光纖中。
9、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于設(shè)備中設(shè)有一個(gè)檢測(cè)LED溫度的溫度感應(yīng)器，和調(diào)節(jié)光功率輸出大小的光功 率檢測(cè)器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種芯片集成LED為光源在體內(nèi)腔道炎癥治療中的應(yīng)用及其設(shè)備，可用于陰道炎、盆腔炎、胃潰瘍，食管炎等腔道疾病的治療。該設(shè)備包括芯片集成LED，聚光器，光纖，開(kāi)關(guān)電源等。解決了傳統(tǒng)光子治療設(shè)備不能用于體內(nèi)治療的問(wèn)題，可替代藥物對(duì)一些腔道炎癥等疾病進(jìn)行治療。
文檔編號(hào)A61N5/06GK101185794SQ200710050669
公開(kāi)日2008年5月28日 申請(qǐng)日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者劉先成, 巖 徐 申請(qǐng)人:徐 巖;劉先成