專利名稱：：一種用于光動力治療的光照射裝置的制作方法
技術領域：
：本發明涉及一種用于光動力治療的光照射裝置，具有區域范圍內照度均勻的優點，針對臉部或皮膚的某部位患部照射，主要利用充發光二極管排列的方法及外圍反射罩來改善照射特性，而且較現有的傳統光動力照射裝置均勻度提高。
背景技術：
：光動力療法(Photo-DynamicTherapy，PDT)又稱光照射療法，其基本原理就是先用光感物質來標示腫瘤細胞，再用強光或雷射光照射，強光或雷射光與腫瘤細胞或腫瘤組織中的光感物質(光敏物質)發生光化學作用，在光感物質所在的位置造成細胞毒性，殺滅腫瘤細胞(如癌細胞)。PDT診治人體腫瘤，必須具備三個因素(1)在腫瘤組織中含有一定濃度的光敏物質；(2)腫瘤組織中含有分子狀態的氧；(3)適當波長的光。臨床上選用的光敏劑必須具備以下條件1、對人體基本上無毒性；2、注入人體后能選擇性地貯留在腫瘤組織中，而在短時期內從正常組織中被排泄掉；3、能被一定波長的光所激活。所選用的激勵光源應該和光敏劑相適應，即其波長能激活該光敏劑，而且這種波長的光應能穿透一定深度的人體組織。根據實驗研究，光敏劑中的大聚合物是PDT診治癌癥的主要成份。有人認為當光敏劑注入人體后，開始時光敏劑可以通過微血管系統進入正常組織和腫瘤組織，但由于腫瘤組的淋巴回流系統不像正常組織的淋巴系統健全，因此這些大聚合物在腫瘤中貯留的時間要比正常組織長。光敏劑有一種非常強的、甚至能在血清中和大聚合物進行自我結合的傾向(分子量達6000，和白蛋白的大小相似)。這些聚合物有可能和其它血清組分一起漏到腫瘤間質的液體中長期停留，并緊緊地結合在腫瘤組織表面，然后逐漸分離而和腫瘤細胞成分主要是和腫瘤細胞膜等結合。經過一定時間，腫瘤周圍的光敏劑基本上被排泄掉，但腫瘤中仍貯留相當濃度的光敏劑，在此時進行光照，就會使腫瘤組織發射螢光或破壞腫瘤。并且作為一種選擇性治療的必要條件，它們在血清中被清除后不能繼續貯留在腫瘤內。在現有的光動力療法中，在皮膚表面治療裝置方面，如美國專利US5660461當中列舉了一種平面二極管矩陣，請參考圖1所示的光動力療法裝置1a，具有發光體固定機架10a，其上具有多個發光體12a(可為發光二極管)以矩陣方式排列，且每一發光體12a都有反光罩14a用以聚光，該現有技術雖然有光均勻分布的矩陣結構配合每一發光體12a都有的反光罩14a，但是其反光罩14a結構過于繁復眾多，造成該光動力療法裝置1a組裝不便且成本增多，因為要制造結構精密的發光體固定機架10a必須考慮制造程序或相關治具的成本，且反光罩的使用其實有過度設計(overdesign)的狀況，因為在實際照射皮膚做治療時，不必要對每一點光源做區域聚光，因為多余的設計意味著制造成本的提高，因此上述習知技藝具有極大的改善空間，如簡化反光罩14a及簡化發光體固定機架10a，最好是能使用電子工業中最常見的發光二極管LED的封裝方式，及用簡單的固定機架來固定發光二極管，如此一來大量生產可使得光動力療法不再是少數病患的特權，而能形成大眾化價格而廣泛利用于皮膚腫瘤相關疾病。在現有的發光二極管放射裝置中，在平面能量放射裝置方面，如美國專利US5278432當中列舉了一種平面二極管矩陣，雖然未指定專用于光動力療法，也有一定的參考價值，請參考圖2所示的發光二極管放射裝置1b，具有二極管固定機座10b，其上具有多個發光二極管12b以矩陣方式排列，且每一發光二極管12b都有電路14b用以控制發光，該現有技術雖然有光均勻分布的矩陣結構配合每一發光二極管12b連接的電路14b，且其二極管固定機座10b可為具有一印刷電路板結合相關電子零件組合而成，與圖1的裝置相比，發光二極管放射裝置1b具有易于組裝(發光二極管12b直接放在具印刷電路板的二極管固定機座10b上)的優點，但二極管固定機座10b邊緣的光照射亮度較低為其缺點，使得上述現有技術也具有極大的改善空間，因此雖然本現有技術應用到較佳的發光二極管組裝方式，在用于光動力療法時也需加以改善其裝置的結構，但其易組裝特性可用于光動力療法的照射裝置，使相同優點能用于新應用領域(專門針對皮膚照射的光動力療法領域)。因此，對現今市面上大部分對皮膚的光動力療法而言，尤其是青春痘及不明原因皮膚瘤，需要大面積及照射均勻的光源裝置，最重要的為可低成本制造及使用方便。
發明內容本發明所要解決的技術問題在于提供一種結構簡單、具有易制造而能維持均勻照射的光動力療法光源裝置的結構，其專業型結構需符合面部曲線以方便照射，可用于皮膚腫瘤，可以提供高品質的醫療效果特性，并且其控制電路可為電流或電壓的調整以使光源裝置的亮度得到調整，方便用于不同需求的光動力療程。為了實現上述目的，本發明提供一種以發光體固定基座(可包含印刷電路板及該印刷電路板具一平面可粘著發光二極管的能力)安排矩陣式分布的紅光二極管與藍光二極管，加上矩陣邊緣以反光罩反光(調整光均勻度)或發光二極管以矩陣外側窄間隔距離配合矩陣內側間隔寬距離(另一種調整光均勻度的方法)為主要結構，配合傳統電子裝置制作及外圍設備，研究出本發明。本發明的結構包含一發光體固定基座；多個紅光發光體，以一矩陣分布方式設于該發光體固定基座上；及多個藍光發光體，以另一矩陣分布方式設于該發光體固定基座上；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為以一定間隔形成一單位面積具一特定范圍內的分布數量時，該發光體固定基座邊緣具光反射面；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為內側部排列以預定寬距離而邊緣側以預定窄距離時，該發光體固定基座邊緣不具光反射面。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該矩陣分布方式為每一橫向紅光發光體等距且每一縱向紅光發光體等距；且其中該另一矩陣分布方式為每一橫向藍光發光體等距且每一縱向藍光發光體等距。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該多個紅光發光體與該多個藍光發光體分布于同一發光體固定基座的一平面或多個平面上。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該固定基座形成一U形曲面或多個平面形成U形，以罩住使用者的面部進行治療。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一框架，以固定該發光體固定基座。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該發光體固定基座具有一把手。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一腳架，以支撐該發光體固定基座于一平臺上。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一外殼，為導熱材料所制成。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一散熱片與一散熱風扇，其中該散熱風扇吹送氣流用于針對該散熱片進行散熱。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一電流控制電路設于該發光體固定基座，以對該紅光發光體或該藍光發光體進行亮度控制。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一光擴散罩設于該紅光發光體及該藍光發光體的對面，以擴大照射區域。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一光集中罩設于該紅光發光體及該藍光發光體的對面，以局部強化照射區域。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該發光體固定基座為可折疊的結構。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，還包含一電池裝置，設于該發光體固定基座。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該紅光發光體或該藍光發光體為發光二極管或有機發光二極管所構成。上述用于光動力治療的光照射裝置，其特點在于，該紅光發光體為632-660nm波長及該藍光發光體為405-415nm波長等的范圍內。本發明有以下優點(1)生產容易，所需新添設備價格及技術要求都不大；(2)光均勻度度佳；(3)容易大量生產；(4)針對皮膚疾病的特別設計。以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的限定。圖1為現有光動力治療裝置的示意圖；圖2為現有發光二極管數組光源示意圖；圖3為發光二極管輻射角度計算參考示意圖；圖4為發光二極管輻射角度對強度示意圖；圖5為發光二極管輻射強度對電流強度的示意圖；圖6A為發光二極管俯視圖；圖6B為發光二極管仰視圖；圖6C為發光二極管側視圖；圖7為本發明第一實施例示意圖；圖8A為本發明第一實施例平面輻射強度示意圖；圖8B為本發明第一實施例X軸輻射強度示意圖；圖8C為本發明第一實施例Y軸輻射強度示意圖；圖9為本發明第二實施例示意圖；圖10為本發明第二實施例子平面示意圖；及圖11為本發明第二實施例子平面X軸輻射強度示意圖。其中，1a-光動力療法裝置，1Oa-固定機架12a-發光體，14a-反光罩1b-發光二極管放射裝置，10b-二極管固定機座12b-發光二極管，14b-電路10-硅基樹脂，12-陰極標示14-陰極接點，16-陽極接點20-紅光二極管數組，30-藍光二極管數組40-反射面，50-發光體固定基座60-子平面具體實施方式本發明分為便攜式(Portable)及專業型(Professional)設計，會影響光照度的能量分布的因素有LED與照射面的距離、LED的輻射分布、LED的光功率大小(操作電流及溫度)、LED的排列分布、邊緣增加反射面的設計以及使用diffuser等，這些都會影響照射面的光強度分布。本發明采用紅藍光發光二極管(LED)同時以矩陣分布方式設計，其原理根據BritishJournalofDermatology皮膚學2000142973-978所發表有關紅、藍光并用的醫療應用顯示藍光(415nm)與紅光(660nm)并用可治療輕微至中度嚴重的青春痘(acnevulgaris)，療程三個月。藍光LED光譜范圍內包括了9％在紫外光范圍，具殺菌效果(anti-bacterialaction)，且不會殺傷皮膚。照射量4.23mW/cm2，每天15分鐘，累計320J/cm2。而紅光具抗發炎效果(anti-inflammatoryaction)，照射量2.67mW/cm2，每天15分鐘，累計202J/cm2。其每平方公分的光功率分布為2.67mW/cm2至4.23mW/cm2之間，光動力療法中的每次療程的劑量(dose)是以累積的能量為基準，因此光功率分布越強則照射時間越短。本發明的研發目的是設計一個具有雙波長照射的光動力療法的設備，具有雙波長紅、藍光。以下將針對不同需求的系統雛型做設計及對應不同規格的LED所排出的數組作一完整的仿真及設計。除了設計局部使用的光動力療法的設備外，也設計專業使用的全罩式設備，可針對不同的要求來更改參數以達到系統需求。請參考以下的名詞及單位輻射流量(RadiantFlux)φv(W)～流明(Lumen，Lm)φe(W)～焦耳/秒(Joules/sec)輻射強度(Radiantintensity)Ie(λ)=dφϵdΩ(W/Sr)]]>Iυ(λ)=dφυdΩ(Lm/Sr)]]>照射度(IrradianceE(W/cm2))Ee(λ)(W/cm2)=∂φe(λ)∂A(W/cm2)]]>Eυ(λ)(Lm/m2)=∂φυ(λ)∂A(Lm/m2)]]>輝光效率(Luminousefficiency)請再參考以下計算公式(請參考圖3所示)dω=dAR2=2πRsinθ·RdθR2=2πsinθdθ]]>(弧度變量)Ie=dφedΩ,φ=∫IedΩ]]>∴φe=IO∫0∞2πsinθ·dθ=IO·Ir(θ)·2πsinθ·Δθ]]>(一定弧度輻射強度)orφeIO=Ir(θ)·2πsinθ·Δθ]]>(單位弧度輻射強度)由上述推演公式再參考圖4的發光二極管亮度對角度分布圖及圖5的電流對亮度分布圖(此兩個圖由LITE-ON料號LTST-C190KRKT的規格書摘錄下)可知單位弧度的亮度，即可用計算機仿真數組狀排列的發光二極管的發光狀況。本發明可使用如圖6A到圖6C所示的表面粘著型的發光二極管形式，即具有硅基樹脂10封裝及陰極標示12的長方形發光二極管，其可以其底面的陰極接點14及陽極接點16粘著在印刷電路板上。請參考圖7所示的紅光二極管數組20及藍光二極管數組30配合圓形發光體固定基座50邊緣具有圓環狀反射面40的設計(便攜式)，其中紅光632nm采用LITE-ONLTST-C190KRKT-R(BINCode)，操作電流If＝20mA時，規格如上所述。至于405nm藍光則采用其它相同包裝(0603size)的LED(也可使用不同尺寸包裝但須排列間隔均勻)。經過計算機仿真得出632nm波長LED的數組分布(圖7)及光分布(圖8B中X方向分布及圖8C中Y方向分布配合圖8A的整而分布狀況)由此可看光均勻地分部于照射面上。再請參考圖9所示專業型的七個子平面60形成一U形圓弧的大型光源裝置，其中每一子平面60具有紅光二極管數組20及藍光二極管數組30，且具有一特定的排列方式70，即排列規則為內側部排列以預定寬距離而邊緣側以預定窄距離(如圖10所示)，且其中該專業型為一圓弧狀設計共分七片長條型，如圖9，每一片專業單片長條型LED分布如圖10所示。由于未能在邊緣使用反射鏡面，但可借著調整中間的LED間距使邊緣的光分布更均勻，LED分布如圖10，光分布如圖11，可做到在20cm長度內的光分布均勻，對大部分人的臉部長度是足夠的。在此對本發明結構做一敘述；一發光體固定基座50；多個紅光發光體(即紅光二極管數組20)，以一矩陣分布方式設于該發光體固定基座50上；及多個藍光發光體(藍光二極管數組30)，以另一矩陣分布方式設于該發光體固定基座50上；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為以一定間隔形成一單位面積具一特定范圍內的分布數量時(即均勻式分布)，該發光體固定基座50邊緣具光反射面40；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為內側部排列以預定寬距離而邊緣側以預定窄距離時(即前述的專業型分布方式)，該發光體固定基座50邊緣不具光反射面40。以下將詳述本發明的實施例細部變化；其中該矩陣分布方式可為每一橫向紅光發光體等距且每一縱向紅光發光體等距；且其中該另一矩陣分布方式可為每一橫向藍光發光體等距且每一縱向藍光發光體等距；其中該多個紅光發光體與該多個藍光發光體可分布于同一發光體固定基座的一平面或多個平面上；其中該固定基座可形成一U形曲面或多個平面形成U形，以罩住使用者的面部進行治療；進一步還可包含一框架，以固定該發光體固定基座；其中該發光體固定基座可具有一把手；還可包含一腳架，以支撐該發光體固定基座于一平臺上；還可包含一外殼，為導熱材料所制成；進一步可包含一散熱片與一散熱風扇，其中該散熱風扇吹送氣流用于針對該散熱片進行散熱；還可包含一電流控制電路設于該發光體固定基座，以對該紅光發光體或該藍光發光體進行亮度控制；還可包含一光擴散罩設于該紅光發光體及該藍光發光體的對面，以擴大照射區域；還可包含一光集中罩設于該紅光發光體及該藍光發光體的對面，以局部強化照射區域；其中該發光體固定基座為可折疊的結構；還可包含一電池裝置，設于該發光體固定基座；其中該紅光發光體或該藍光發光體可為發光二極管或有機發光二極管所構成；其中該紅光發光體可為632-660nm波長及該藍光發光體為405-415nm波長等的范圍內。須知本發明的表面粘著技術的發光二極管的生產機械設備并非高價或不易取得的設備，且反射面40也為一般手電筒常用的聚光裝置，因此本發明的設置容易；且本發明的基材結構兼顧制造容易及發光均勻；而且本發明對傳統電子裝置的加工程序影響不大，完全可以溶入現有的電子裝置生產程序當中，現有電子裝置機臺不需大幅修改。本發明有以下優點(1)生產容易，所需新添設備價格及技術要求都不大；(2)光均勻度度佳；(3)容易大量生產；(4)針對皮膚疾病的特別設計。當然，本發明還可有其他多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬于本發明權利要求的保護范圍。權利要求1.一種用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，包含一發光體固定基座；多個紅光發光體，以一矩陣分布方式設于該發光體固定基座上；及多個藍光發光體，以另一矩陣分布方式設于該發光體固定基座上；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為以一定間隔形成一單位面積具一特定范圍內的分布數量時，該發光體固定基座邊緣具光反射面；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為內側部排列以預定寬距離而邊緣側以預定窄距離時，該發光體固定基座邊緣不具光反射面。2.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該矩陣分布方式為每一橫向紅光發光體等距且每一縱向紅光發光體等距；且其中該另一矩陣分布方式為每一橫向藍光發光體等距且每一縱向藍光發光體等距。3.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該多個紅光發光體與該多個藍光發光體分布于同一發光體固定基座的一平面或多個平面上。4.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該固定基座形成一U形曲面或多個平面形成U形，以罩住使用者的面部進行治療。5.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一框架，以固定該發光體固定基座。6.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該發光體固定基座具有一把手。7.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一腳架，以支撐該發光體固定基座于一平臺上。8.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一外殼，為導熱材料所制成。9.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一散熱片與一散熱風扇，其中該散熱風扇吹送氣流用于針對該散熱片進行散熱。10.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一電流控制電路設于該發光體固定基座，以對該紅光發光體或該藍光發光體進行亮度控制。11.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一光擴散罩設于該紅光發光體及該藍光發光體的對面，以擴大照射區域。12.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一光集中罩設于該紅光發光體及該藍光發光體的對面，以局部強化照射區域。13.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該發光體固定基座為可折疊的結構。14.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，還包含一電池裝置，設于該發光體固定基座。15.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該紅光發光體或該藍光發光體為發光二極管或有機發光二極管所構成。16.根據權利要求1所述的用于光動力治療的光照射裝置，其特征在于，該紅光發光體為632-660nm波長及該藍光發光體為405-415nm波長等的范圍內。全文摘要本發明涉及一種用于光動力治療的光照射裝置，包含發光體固定基座；多個紅光發光體，以一矩陣分布方式設于該發光體固定基座上；及多個藍光發光體，以另一矩陣分布方式設于該發光體固定基座上；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為以一定間隔形成一單位面積具一特定范圍內的分布數量時，該發光體固定基座邊緣具光反射面；當該紅光發光體或該藍光發光體的排列規則為內側部排列以預定寬距離而邊緣側以預定窄距離時，該發光體固定基座邊緣不具光反射面。本發明生產容易，所需新添設備價格及技術要求都不大，光均勻度佳，易于大量生產，而且是針對皮膚疾病而設計。文檔編號H01L25/075GK1795944SQ20041010240公開日2006年7月5日申請日期2004年12月22日優先權日2004年12月22日發明者吳季樺,蘇圣鑌申請人:博泰光電股份有限公司