專利名稱：可視體內(nèi)光子治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光子醫(yī)療設(shè)備，涉及在內(nèi)窺鏡引導(dǎo)下的可視體內(nèi)光子治療，尤 其是采用多芯片集成大功率LED (本文簡稱為芯片集成LED)作為紅光光源，借助內(nèi)窺鏡的引導(dǎo)進(jìn)行體內(nèi)可視光子治療的設(shè)備。
技術(shù)背景內(nèi)窺鏡在醫(yī)療領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用，可分為兩大類一類是用于手術(shù)的所謂硬鏡， 如腹腔鏡，宮腔鏡，鼻竇鏡等。另一類是用于觀察和診斷的所謂軟鏡，如胃鏡，腸 鏡，腦室鏡等。另外光子治療俗稱紅光治療，是用于皮膚及體表可見部位的光學(xué)治療方法，對 于一些皮膚病如帶狀皰疹，神經(jīng)性皮炎，斑禿，濕疹，青春痘等，治療效果明顯， 另外光子對一些炎癥如肩周炎、術(shù)后感染、扁桃體炎等也有療效。所有光子的治療 目前僅限于體表部分。 '光子治療并和內(nèi)窺鏡結(jié)合用于體內(nèi)炎癥的治療目前還未見報(bào)道。另外，現(xiàn)有光子治療設(shè)備都不能用于體內(nèi)疾病的治療，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)光無法經(jīng)過透鏡匯聚成大功率的小光束而進(jìn)入體內(nèi)。申請?zhí)?00510009880.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)其光損失非常嚴(yán)重。芯片集成LED (功率力5w)現(xiàn)已問世，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，人們對芯片集成LED的認(rèn)識均停留在照明上的應(yīng)用，卻未想到將 其應(yīng)用到光治療領(lǐng)域中，尤其是把芯片集成LED作為光子治療光源與內(nèi)窺鏡結(jié)合進(jìn) 行可視光子治療。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在針對目前光子治療僅停留在體表部分，而內(nèi)窺鏡僅用于觀察、 診斷的現(xiàn)狀，提供了一種光子治療與內(nèi)窺鏡結(jié)合的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，采用如下技術(shù)方案可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于包括內(nèi)窺鏡和芯片集成LED光源頭，芯 片集成LED光源頭包括芯片集成LED、散熱器。芯片集成LED背面連接在散熱器 上，其發(fā)光面連接內(nèi)窺鏡光纖。所述芯片集成LED光源頭與內(nèi)窺鏡光纖設(shè)置有匹配接口。所述芯片集成LED光源頭內(nèi)設(shè)置有聚光器，其形狀為匯聚狀錐形，設(shè)置在芯片 集成LED與光纖接頭之間。材質(zhì)為銅、鋁合金并鍍高反光材料，或選用塑料、鐵、 銅合、橡膠等鍍上高反光材料制成。聚光器或者是由一個(gè)單凹透鏡和一個(gè)凸透鏡構(gòu)成，其中單凹透鏡位于光源前端， 凹面朝向光源，凸透鏡位于后端；內(nèi)窺鏡光纖接頭與凸透鏡焦點(diǎn)對應(yīng)。也可使用非 球面透鏡匯聚光線到光纖中。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 熱器包括散熱片和風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝在散熱器背面。所述芯片集成LED，其波長為630nm±20nm或670nm±20nm，功率為 25w 1500w，平面或凸平發(fā)光，發(fā)光面積為5x5mm2 150xl50mm2。本實(shí)用新型的有益效果表現(xiàn)在一、 可以對病灶定位治療，對于一些炎癥或^瘍，直接作光子治療。二、 擴(kuò)大了內(nèi)窺鏡的功能，不僅用于觀察也可用于光子治療。三、 本設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、方便，可在現(xiàn)有內(nèi)窺鏡的基礎(chǔ)上加配本LED光源。而不 需對內(nèi)窺鏡系統(tǒng)作任何改動(dòng)。具很強(qiáng)的實(shí)用性。四、 應(yīng)用面廣，凡是內(nèi)窺鏡能夠看到的病變部位都可作治療。如消化道，婦科、 泌尿科、神經(jīng)科、兒科等。把光子治療從體外引入到了體內(nèi)。五、 LED也^j用于體內(nèi)照明，而且使用時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鹵素?zé)艉土鞴鉄?，可作?一備用光源使用。


圖1為本實(shí)用新型所采用的芯片集成LED光源頭結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)原理圖圖3為本實(shí)用新型光源頭外形示意圖圖中標(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，9為芯片集成LED光源頭與光纖接口， IO為鹵素?zé)艚涌冢?11為氙光燈接口具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提供了一種可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，包括內(nèi)窺鏡和芯片集成LED光 源頭，芯片集成LED光源頭包括芯片集成LED、散熱器。芯片集成LED背面連接在散熱器上，其發(fā)光面連接內(nèi)窺鏡光纖。芯片集成LED光源頭與內(nèi)窺鏡光纖設(shè)置有 匹配接口。芯片集成LED光源頭內(nèi)設(shè)置有聚光器，其形狀為匯聚狀錐形，設(shè)置在芯 片集成LED與光纖接頭之間。材質(zhì)為銅、鋁合金并鍍高反光材料，或選用塑料、鐵、 銅合、橡膠等鍍上高反光材料制成。聚光器是由一個(gè)單凹透鏡和一個(gè)凸透鏡構(gòu)成， 其中單凹透鏡位于光源前端，凹面朝向光源，凸透鏡位于后端；內(nèi)窺鏡光纖接頭與 凸透鏡焦點(diǎn)對應(yīng)。也可使用非球面透鏡匯聚光線到光纖中。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，散熱器包括散熱片和風(fēng)扇，風(fēng)扇 安裝在散熱器背面。所述芯片集成LED,其波長為630nm±20nm或670nm±20nm， 功率為25w 1500w，平面或凸平發(fā)光，發(fā)光面積為5x5mm2 150xl50mm2。內(nèi)窺鏡的結(jié)構(gòu)如圖所示(硬鏡)，由CCD、光源、鏡體等組成。光源為鹵素?zé)?或氤燈。為解決體內(nèi)光子治療，本實(shí)用新型采用多芯片集成大功率LED為光源。芯片集 成LED芯片是利用多個(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，信號控制芯片與防靜電芯 片(Electrostatic Discharge)通過工藝集成和組裝，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，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，省略了繁雜的封裝工序， 一次性解決了 LED的散熱問題。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LED的區(qū)別在于1、功率 大，芯片集成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)際測量，用25W的LED光輸出為例 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。本發(fā)明使用25W-1500W LED,波長選用630±20nm，也可釆用670nm±20nm 的波長。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。在內(nèi)窺鏡發(fā)現(xiàn)病灶部位后，把原來用于照明的鹵素?zé)艋驓鉄?，切換到LED光源。 利用內(nèi)窺鏡的光纖傳輸，就能在可視病灶的情況下對病變部分進(jìn)行體內(nèi)光子治療，照射時(shí)間和光功率可由光源主機(jī)控制。本光源可以是單獨(dú)的LED光源系統(tǒng)，也可是 鹵素?zé)艋螂療艉蚅ED在一個(gè)設(shè)備里的組合。如圖所示。本LED光源包括如下部分大功率LED,散熱器，聚光器，控制電路及電源 組成。為保證大功率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，聚光器把大功率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，通過光纖末端對病人照射。照射的時(shí)間和光功率由主機(jī)控制。設(shè)備的光纖輸出端是一種和現(xiàn)有內(nèi)窺鏡光纖相匹配的標(biāo)準(zhǔn)接口，使內(nèi)窺鏡光纖 插入設(shè)備時(shí)自動(dòng)對準(zhǔn)。
權(quán)利要求1、可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于包括內(nèi)窺鏡和芯片集成LED光源頭，芯片集成LED光源頭包括芯片集成LED、散熱器，芯片集成LED背面連接在散熱器上，其發(fā)光面連接內(nèi)窺鏡光纖。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于所述芯片集成 LED光源頭內(nèi)設(shè)置有聚光器，其形狀為匯聚狀錐形，設(shè)置在；材質(zhì)為銅、鋁合金并 鍍高反光材料，或選用塑料、鐵、銅合、橡膠等鍍上高反光材料制成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于所述芯片集成 LED光源頭內(nèi)設(shè)置有聚光器，聚光器由一個(gè)單凹透鏡和一個(gè)凸透鏡構(gòu)成，位于芯片 集成LED與光纖接頭之間或光纖末端光頭上；其中單凹透鏡位于光源前端，凹面朝 向光源，凸透鏡位于后端；內(nèi)窺鏡光纖接頭與凸透鏡焦點(diǎn)對應(yīng)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于所述芯片集成 LED光源頭內(nèi)設(shè)置有聚光器，聚光器為非球面透鏡，匯聚光線到光纖中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l、 2、 3或4所述的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于所 述芯片集成LED光源頭與內(nèi)窺鏡光纖設(shè)置有匹配接口 。
6、 喊據(jù)權(quán)利要求5所述的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其^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，散熱器包括散熱片和 風(fēng)扇，風(fēng)扇安裝在散熱器背面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備，其特征在于所述芯片集成 LED，其波長為630nm士20nm或670nm士20nm，功率為25w 1500w,平面或凸面發(fā) 光，發(fā)光面積為5x5mm2 150xl50mm2。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種在內(nèi)窺鏡引導(dǎo)下的可視體內(nèi)光子治療設(shè)備。包括內(nèi)窺鏡和芯片集成LED光源頭，芯片集成LED光源頭包括芯片集成LED、散熱器。芯片集成LED背面連接在散熱器上，其發(fā)光面連接內(nèi)窺鏡光纖。本實(shí)用新型把內(nèi)窺鏡和光子治療相結(jié)合，在不改動(dòng)內(nèi)窺鏡系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，把多芯片集成大功率LED光源所發(fā)的光通過內(nèi)窺鏡光纖和光路導(dǎo)入體內(nèi)，對體內(nèi)進(jìn)行光子治療。擴(kuò)大了內(nèi)窺鏡的應(yīng)用領(lǐng)域，為內(nèi)窺該提供了一個(gè)備用光源，結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用面廣，實(shí)用性好。
文檔編號A61N5/06GK201168350SQ20072008221
公開日2008年12月24日 申請日期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 申請人:深圳普門科技有限公司