雙波長紫外光治療儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及醫(yī)學領域的一種治療銀屑病等皮膚病的醫(yī)療器械輔助治療專用儀器，儀器名字為雙波長紫外光治療儀。本發(fā)明的目的就是讓雙波長紫外光治療儀發(fā)出峰值為308nm±2nm或365nm±2nm的紫外光射向病灶區(qū)。技術難點與創(chuàng)新點是如何獲取發(fā)出這樣特定波長的紫外光。因為紫外光半導體LED芯片本身體積很小，輻射的能量密度很高，散熱面積小，熱阻大，單純靠風冷或水冷無法保證紫外光半導體LED芯片維持在特定的范圍；且溫度是影響所發(fā)出紫外光波長的另外一個重要參數(shù)。這就必須使用一個高精度的制冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)紫外光半導體LED芯片的溫度。雙波長紫外光治療儀，包括“治療頭1”、“支架2”、“機箱3”；“機箱3”中包含“輻射控制器4”、“制冷系統(tǒng)5”。
【專利說明】雙波長紫外光治療儀

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及醫(yī)學領域的一種治療銀屑病、白癜風、硬皮病、濕疹、外陰白斑、硬皮 病、紅斑狼瘡、玫瑰糠疹、扁平苔蘚、蕁麻疹、牛皮癬等皮膚病的醫(yī)療器械輔助治療專用儀 器，儀器名字為雙波長紫外光治療儀。

【背景技術】
[0002] 醫(yī)學上用紫光化學療法（PUVA)治療色素性皮膚病，如白癜風、外陰白斑、銀屑病、 硬皮病等，已廣泛采用，現(xiàn)在的紫外光治療儀已從汞燈、氯化氙燈、半導體發(fā)光二極管向集 成發(fā)光二極管演變，然而其光譜波長卻包含一定范圍，如UVA波段320?400/?，UVB波段 275?320_，眾所周知紫外線對人體皮膚有傷害，甚至可能致癌，波長越長對皮膚穿透越 深，對真皮組織的破壞力越大，真正能夠治療色素性皮膚病的只有特定波長的紫外光才是 最有效的。如308納米的紫外光治療銀屑病、白癒風等最有效，365納米的紫外光治療紅 斑狼瘡、硬皮病最有效，其它波長對治療有害無益。但紫光二極管發(fā)出的光譜卻是包含了 295?320備光譜，為了提高療效，避免傷害，峰值波長308nm、365nm光譜才是理 想的。
[0003] 根據(jù)二極管發(fā)光原理，決定發(fā)光波長的因素除材料外，最重要的是發(fā)與其結(jié)點溫 度有關。其解釋是原子外層電子的能量，能量越高，空穴與電子復合時電子從高能級躍遷到 低能級釋放的光波越短，外層電子的能量是由溫度決定的，當溫度恒定時外層電子的能量 也恒定，躍遷時釋放的光波也恒定，從而保證了二極管發(fā)出單一波長的光。
[0004] 通?？蓪⒉ㄩL隨結(jié)溫的變化表示為式： ?(Τ2)= A(T1)+ kLT 其中：.--表不結(jié)溫G時的波長（nm) 表不結(jié)溫$時的波長（nm)表不波長 隨溫度變化的系數(shù)，一般在〇. 1?〇. 3nm/K之間；ΔΤ = Γ2-TJ。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的就是讓雙波長紫外光治療儀發(fā)出峰值為308nm±2nm或365nm±2nm 的紫外光射向病灶區(qū)。技術難點與創(chuàng)新點是如何獲取發(fā)出這樣特定波長的紫外光，并把它 限定在特定波長范圍之內(nèi)、特定的能量密度范圍內(nèi)。因為紫外光半導體LED芯片本身體積 很小，輻射的能量密度很高，散熱面積小，熱阻大，單純靠風冷或水冷無法保證紫外光半導 體LED芯片維持在特定的范圍；且溫度是影響所發(fā)出紫外光波長的另外一個重要參數(shù)。這 就必須使用一個高精度的制冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)紫外光半導體LED芯片的溫度，以此達到控制溫 度在特定的范圍內(nèi)，從而控制紫外光半導體LED芯片產(chǎn)生的波長不能超過限制范圍。
[0006] 本發(fā)明采用的技術方案是：雙波長紫外光治療儀（圖1)，一種治療銀屑病、白癜 風、硬皮病、濕疹、外陰白斑、硬皮病、紅斑狼瘡、玫瑰糠疹、扁平苔蘚、蕁麻疹、牛皮癬等皮膚 病的醫(yī)療器械輔助治療專用儀器，包括"治療頭1 (圖2)"、"支架2"、"機箱3";"機箱3"中 包含"輻射控制器4"、"制冷系統(tǒng)5"。其特征在于：根據(jù)臨床的需要調(diào)整"輻射控制器4"的 電流，使得"治療頭1"產(chǎn)生適度能量輻射密度的紫外光，"制冷系統(tǒng)5"產(chǎn)生一定的制冷量確 保"治療頭1"產(chǎn)生的紫外光波長控制在特定的范圍內(nèi)。
[0007] 所述的"制冷系統(tǒng)5"包括以下："溫控器6"、"冷卻系統(tǒng)7"、"散熱器8"。
[0008] 所述的"冷卻系統(tǒng)7"可以是風冷、水冷或自然冷卻。
[0009] 所述的"治療頭1 (圖2)"由以下組成："由散熱器8"、"半導體制冷芯片9"、"溫度 感應探頭1〇"、"紫外光半導體LED芯片11"、"石英玻璃透鏡12"、"杯型反射罩13"、"殼14" 組成。
[0010] 所述的"紫外光半導體LED芯片11"為"308芯片"或"365芯片"或"308芯片"與 "365芯片"的組合或混合。
[0011] 所述的"半導體制冷芯片9"冷面與"紫外光半導體LED芯片11"密貼，熱面與"散 熱器8"密貼，且"溫度感應探頭10"緊貼于"紫外光半導體LED芯片11"的側(cè)面。
[0012] 所述的"石英玻璃透鏡12"，位置可以是對單個"308芯片"或"365芯片"發(fā)光光 束的弧度的調(diào)節(jié)及光密度的改變，也可以是對"308芯片"及"365芯片"組合或混合后發(fā)光 光束的弧度的調(diào)節(jié)及光密度的改變。
[0013] 所述的"雙波長紫外光治療儀"，根據(jù)臨床操作的需要，在人機交互系統(tǒng)上設置輸 出輻射強度的參數(shù)，從而改變"輻射控制器4"的輸出電流，從而改變"紫外光半導體LED芯 片11"的輸入電流，達到輸出所需要的輻射強度的紫外光，此時"紫外光半導體LED芯片11" 的結(jié)點溫度會隨著輻射強度的增大而升高，從而使得"紫外光半導體LED芯片11"的表面溫 度升高；貼于"紫外光半導體LED芯片11"表面的"溫度感應探頭10"檢測到"紫外光半導 體LED芯片11"的溫度升高后，將其檢測到的溫度數(shù)據(jù)傳送到"溫控器6"的高速AD轉(zhuǎn)換器 中，通過"溫控器6"的相關控制算法將數(shù)據(jù)通過高速的DA轉(zhuǎn)換器控制"半導體制冷芯片9" 的輸入電流，從而將"紫外光半導體LED芯片11"表面的溫度降低在適當?shù)姆秶鷥?nèi)，從而間 接控制"紫外光半導體LED芯片11"的結(jié)點溫度，達到限制紫外光半導體LED芯片產(chǎn)生的波 長在范圍內(nèi)。
[0014] 所述的"紫外光半導體LED芯片11"之所以能夠發(fā)出308nm或365nm的紫外光，是 由其特殊的晶體結(jié)構(gòu)決定的；然而"紫外光半導體LED芯片11"的結(jié)點溫度能夠使其改變 紫外光發(fā)出的波長；圖3為紫外光半導體LED芯片結(jié)點溫度與波長關系圖，圖4紫外光半導 體LED芯片溫度每升高KTC的波長紅移值。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有的紫外汞燈燈管、氙氣氣罐、氯化氙燈等光源的紫外光治療儀相比， 由于它發(fā)出的是單一峰值為308±2納米或365±2納米的紫外光，所以發(fā)出的光源純；由于 其光輻射強度是普通氯化氙燈的十倍左右，是紫外汞燈燈管的上百倍；本發(fā)明光源壽命通 常為1萬小時以上，而現(xiàn)有的紫外光治療儀中的氯化氣燈通常為300小時左右,氯化萊燈為 500小時左右；所以治療時間短，治療效果好；無耗材、無污染、副作用小。
[0016] 本發(fā)明中使用"308芯片"與"365芯片"組合或混合的雙光同時照射的好處在于： 308nm是治療白癜風和牛皮癬的最佳波長，365nm是增強皮膚免疫系統(tǒng)的最佳波長，同時 365nm比308nm穿透更深，308nm和365nm協(xié)同治療白癜風和牛皮癬，能夠促進黑色素的吸 收，所以使效果能夠倍加。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1是LED雙波長紫外光治療儀的構(gòu)造示意圖。
[0018] 圖2是治療頭的構(gòu)造示意圖。
[0019] 圖3為紫外光半導體LED芯片結(jié)點溫度與波長的近似關系圖。
[0020] 圖4紫外光半導體LED芯片溫度每升高KTC的近似波長紅移值。
[0021] 具體實施方法 雙波長紫外光治療儀（圖1)，包括"治療頭1 (圖2)"、"支架2"、"機箱3" ；"機箱3"中 包含"輻射控制器4"、"制冷系統(tǒng)5"。
[0022] 所述的"治療頭1 (圖2)"由以下組成："由散熱器8"、"半導體制冷芯片9"、"溫度 感應探頭1〇"、"紫外光半導體LED芯片11"、"石英玻璃透鏡12"、"杯型反射罩13"、"殼14" 組成；"治療頭1"中的"由散熱器8"端有直流電源線和控制線，它與"溫度感應探頭10"的 信號線及"紫外光半導體LED芯片11"共同經(jīng)過"支架2"的空心管，通往"機箱3"。
[0023] 所述的"制冷系統(tǒng)5"包括以下："溫控器6"、"冷卻系統(tǒng)7"、"散熱器8"。
[0024] 所述的"冷卻系統(tǒng)7"可以是風冷、水冷或自然冷卻。
[0025] 所述的"紫外光半導體LED芯片11"為"308芯片"或"365芯片"或"308芯片"及 "365芯片"的組合或混合，它的封裝為：采用金屬基板做襯底，石英透鏡做固定。
[0026] 所述的"石英玻璃透鏡12"，位置可以是對單個"308芯片"或"365芯片"發(fā)光光 束的弧度的調(diào)節(jié)及光密度的改變，也可以是對"308芯片"及"365芯片"組合或混合后發(fā)光 光束的弧度的調(diào)節(jié)及光密度的改變。
[0027] 所述的"紫外光半導體LED芯片11"紫外光芯片選用SET公司的 308nm或365nm紫外光半導體LED芯片，其材料的能帶隙與溫度的函數(shù)關系為：

【權利要求】
1. 雙波長紫外光治療儀（圖1)，一種治療銀屑病、白癜風、硬皮病、濕疹、外陰白斑、硬 皮病、系統(tǒng)紅斑狼瘡、玫瑰糠疹、扁平苔蘚、蕁麻疹、牛皮蘚等皮膚病的醫(yī)療器械輔助治療專 用儀器，包括"治療頭（1)"、"支架（2)"、"機箱（3)"；"機箱（3)"中包含"輻射控制器（4)"、 "制冷系統(tǒng)（5)"。
2. 根據(jù)權利要求1所述的雙波長紫外光治療儀，其特征在于，根據(jù)臨床的需要調(diào)整"輻 射控制器（4)"的輸出電流，使得"治療頭（1)"產(chǎn)生適度能量輻射密度的紫光，"制冷系統(tǒng) (5)"產(chǎn)生一定的制冷量確"保治療頭（1)"產(chǎn)生的紫光波長控制在特定的范圍內(nèi)。
3. 根據(jù)權利要求1所述的，"制冷系統(tǒng)（5)"包括以下，"溫控器（6)"、"冷卻系統(tǒng)（7)"、 "散熱器（8)"。
4. 根據(jù)權利要求3所述的，"冷卻系統(tǒng)（7)"可以是風冷、水冷或自然冷卻，一個典型的 方案是水循環(huán)冷卻系統(tǒng)。
5. 根據(jù)權利要求1所述的，"治療頭（1)"由以下組成，"由散熱器（8)"、"半導體制冷芯 片（9)"、"溫度感應探頭（10)"、"紫外光半導體LED芯片（11)"、"石英玻璃透鏡（12)"、"杯 型反射罩（13)"、"殼（14)"組成。
6. 根據(jù)權利要求4所述的，"紫外光半導體LED芯片（11)"為308芯片或365芯片或 308芯片與365芯片的組合或混合。
7. 根據(jù)權利要求1所述的，"半導體制冷芯片（9)"冷面與"紫外光半導體LED芯片 (11)"密貼，熱面與"散熱器（8)"密貼，且"溫度感應探頭（10)"緊貼于"紫外光半導體LED 芯片（11)"的側(cè)面。
【文檔編號】A61N5/06GK104307105SQ201410481253
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年9月20日 優(yōu)先權日:2014年9月20日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:武漢中科科理光電技術有限公司