專利名稱：芯片集成led光子潰瘍治療設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及對各種潰瘍進行治療的光子治療設備。
背景技術：
世界衛(wèi)生組織估計，全世界糖尿病人已經超過了 1. 8億，這一數(shù)字到2030年還將 翻一倍以上。2005年，估計有110萬人死于糖尿病。根據(jù)國際糖尿病組織報告，2003年中 國約有糖尿病患者2260萬，以目前的增長趨勢，預計到2025年，中國的糖尿病患者將超過 5000萬。糖尿病病人發(fā)生足潰瘍者約占糖尿病病人的15%，其中約有14 24%的足潰瘍患 者需要截肢治療。在美國因糖尿病足而截肢的患者占非創(chuàng)傷性截肢的50%，中國為46%。 以往國內報道，糖尿病壞疽并發(fā)率約占0.9 1.7%。老年糖尿病人壞疽者約占2. 8 14.5%。大約所有糖尿病病人截肢的85%是因為發(fā)生不愈合性足潰瘍，包括壞疽。中華醫(yī)學會糖尿病學分會糖尿病慢性并發(fā)癥調查組對我國1991-2000年間30個 省市共24496例住院糖尿病患者的調查發(fā)現(xiàn)，糖尿病并發(fā)癥的總發(fā)病率為73. 2%，其中2型 糖尿病患者并發(fā)癥的總發(fā)病率高達75.5%。有并發(fā)癥患者的年直接醫(yī)療費用為13833元， 是無并發(fā)癥患者3726元的3. 71倍。根據(jù)國家發(fā)展改革委員會公眾營養(yǎng)與發(fā)展中心提供的 專題研究報告，對4萬多名成人調查顯示，糖尿病患病率為3. 62%。較1980年增加了 5. 4 倍。該報告顯示，我國2003年國內生產總值(⑶P)為116694億元，糖尿病病人每年人均醫(yī) 療費用約3500元，以目前糖尿病人為2380萬推算，其醫(yī)療費用高達833億元，占2003年 GDP的0. 71 %。糖尿病潰瘍治療花費巨大，平均單個潰瘍的治療費用在美國為4600美元，在 我國治療費用在幾千到數(shù)萬元不等，估計我國每年單純用于糖尿病潰瘍的治療費用高達40 億元，糖尿病人截肢后的康復費用及對其家庭帶來的影響更是巨大。目前糖尿病潰瘍的治 療采用綜合手段包括①糖尿病足護具，②生長因子，③生物工程學皮膚和組織的替代物， ④高壓氧療法，⑤負壓創(chuàng)口治療技術，⑥其他促進組織愈合的方法。但治療效果不甚理想。 仍有14%病人面臨截肢(趾)。光子治療是一種治療糖尿病潰瘍的新手段。糖尿病潰瘍發(fā)生的兩大原因包括局部 微循環(huán)障礙和神經損壞。光子治療通過光酶促反應、光化學反應等促進神經細胞增生，恢復 神經支配；促進毛細血管新生，改善局部微循環(huán)。此外光子治療還能夠促進潰瘍愈合和創(chuàng)面 修復，減少感染，對糖尿病潰瘍起到綜合的治療作用。癌癥是全世界一個主要死亡原因。在2005年全世界5800萬死亡總數(shù)中，癌癥占所 有死亡的760萬。目前對腫瘤的治療方法主要有手術、放療、化療、生物治療等。據(jù)統(tǒng)計目 前有65% 75%的腫瘤患者在病程的不同時期，因不同的治療目的需接受放射治療。在腫 瘤的放化療過程中容易引起口腔粘膜的損傷，形成口腔潰瘍。根據(jù)現(xiàn)有的資料顯示，口腔潰 瘍發(fā)病率高達24. 8% 67%，口腔潰瘍的形成將引起病人強烈的疼痛感，嚴重影響患者進 食，造成營養(yǎng)缺乏，水電解質紊亂，阻礙患者接受進一步治療，甚至發(fā)生敗血癥，導致患者死 亡。目前腫瘤病人口腔潰瘍的治療手段主要有①保持口腔衛(wèi)生，②預防感染，③抗炎藥，④ 活性氧抑制劑，⑤唾液功能調節(jié)因子，⑥氮卓斯汀，⑦谷氨酰胺，⑧冷凍療法，⑨包衣衣料，⑩激光治療。光子治療作為一種腫瘤病人口腔潰瘍治療的新方法，其作用在于光子治療能夠促 進肉芽組織增生，促進腫瘤病人口腔潰瘍的愈合；降低5-HT含量，緩解疼痛；減輕局部炎 癥。與傳統(tǒng)的治療方法相比，光子治療的作用更為全面，能夠明顯減輕患者的疼痛，縮短口 腔潰瘍的治療過程。光子用于創(chuàng)傷和皮膚病的治療也已取得明顯效果，對帶狀皰疹，斑禿、 皮炎、濕疣、傷口感染等表皮疾病應用廣泛。在醫(yī)學臨床應用中，要求光功率密度必須大于40mW/cm2才能達到治療及消炎的 效果，例如深圳普門科技有限公司生產的Carnation系列光子治療儀，光功率密度大于 200mw/cm2,激光可以有很高的光功率密度，但光斑面積小，對大面積炎癥和潰瘍無能為力。芯片集成LED(功率> 25w)現(xiàn)已問世，因其體積小、光功率密度大、照射面積大將 是取代普通LED和白熾燈、鹵鎢燈的新一代照明設備，并且已出現(xiàn)了若干照明用相關專利。 到目前為止，人們對芯片集成LED的認識均停留在照明上的應用，稱為第四代半導體照明 光源。將芯片集成LED光應用于治療領域中，將大大拓展光子治療應用范圍和療效。
發(fā)明內容本實用新型針對現(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 問題，提出芯片集成LED光子體表潰瘍治療設備，拓展光子治療應用范圍和療效，提供了一 種新的潰瘍治療方法及治療手段，實現(xiàn)體表潰瘍的紅光治療。本實用新型采用的技術方案如下芯片集成LED光子體表潰瘍治療設備，其特征在于包括芯片集成LED、散熱器、聚 光器、控制電路及電源；芯片集成LED、聚光器、散熱器組裝成光源。所述芯片集成LED直接貼在散熱器上，芯片集成LED與散熱器中間加導熱膠，散熱 器后端設置風扇。本實用新型使用的芯片集成LED，其功率為25w 1500w，平面或凸面發(fā)光，發(fā)光面 積為5 X 5mm2 150 X 150mm2，波長較佳地選為600nm 1200nm。散熱器上開上下相通的通風槽，既可解決通風又可擴大散熱面積。通常散熱器上 開槽可以是發(fā)射狀或網(wǎng)狀形狀。芯片集成LED的熱量通過散熱風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、鋁合金等高導熱率的材料。本實用新型芯片集成LED前端聚光器形狀為錐形或柱型或拋物面型或不同二次 曲面型的組合等。其材料選用銅、鋁合金并鍍高反光材料，也可選塑料、鐵、銅合金、橡膠等 鍍上高反光材料來做聚光器。本實用新型芯片集成LED前端的聚光器還可以是透鏡或透鏡系統(tǒng)組成。本實用新型為保證芯片集成LED的正常工作，裝置器中設有一個檢測LED溫度的 溫度感應器。在溫度超過設定值后，控制臺上報警器會發(fā)報警信號并停機。本實用新型中有照射表面光功率檢測器，可根據(jù)病情調節(jié)光功率輸出大小，其調 節(jié)可以手動也可自動調節(jié)。本實用新型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又稱單顆芯片集成LED或多芯片LED模組等。本實用新型中簡稱芯片集成LED。芯片集成LED是利用多個芯片組裝(Multi-ChipModule Assembly)技術 和倒裝焊技術(Flip-Chip Technology)，將一個或者多個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、不同材質的底板上面。省略了繁復的封裝工序，一次性解決了 LED的散 熱問題，主要的封裝形式為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為點光源發(fā)光。3、電光轉 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。本實用新型使用芯片集成LED(25W 1500W)，使用特別設計的聚光器，使得經聚 光器聚光后的LED光均勻且光功率密度高。實際測量，即25W的LED光輸出為25WX 20% = 5W，經聚光器后(光損失< 50% )光功率密度可達200mW/cm2，具有良好的光子照射治療效
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以下結合附圖對本實用新型作進一步闡述。
圖1為本實用新型芯片集成LED光子體表潰瘍治療設備結構簡圖圖中標記1為芯片集成LED，2為導熱膠，3為散熱器，4為風扇，5聚光器，6為外
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具體實施方式
本實用新型使用25W 1500W單顆芯片集成LED，波長選用630 士 20nm，也可采用 670nm士20nm、808nm士20nm或830nm士20nm的波長，或這些波長的組合。使用錐柱形聚光 器，反射曲面為專用光學計算機輔助設計的特殊曲面，經聚光器后LED光出射均勻、照射距 離遠、光衰減小、照射面積大且光功率密度高。通過調節(jié)LED出射光到病灶部位的距離，可以調節(jié)病灶部位上的光功率。也可以 同時可改變芯片集成LED的電流來調節(jié)光輸出量，從而調節(jié)到達病灶部位的光功率滿足 最佳照射治療閾值。在光功率為lOOmw/cm2時，照射時間優(yōu)選為20分鐘，在光功率密度為 50mw/cm2時，照射時間優(yōu)選為30分鐘。本設備由芯片集成LED，散熱器，聚光器，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和散熱器中間加導熱膠，散熱器后面加風扇，LED光 經聚光器后對病人病灶部位照射治療。照射的時間和光功率由主機控制。應用本實用新型，適應癥包括體表潰瘍糖尿病潰瘍、手術傷口不愈合造成的潰瘍、外傷不愈合造成的潰瘍、燒 傷創(chuàng)面潰瘍和其他急性或慢性體表潰瘍等；體內潰瘍癌癥放射治療和化學治療引起的口腔潰瘍、一般性口腔潰瘍等。通常用于潰瘍治療選用LED的波長為630 士 20nm，光功率為25W 1500W，光功率 密度〉40mw/cm2。[0032]本實用新型為保證芯片集成LED的正常工作，裝置器中設有一個檢測LED溫度的 溫度感應器。在溫度超過設定值后，控制臺上報警器會發(fā)報警信號和停機。本實用新型中有照射表面光功率檢測器，可根據(jù)病情調節(jié)光功率輸出大小，其調 節(jié)可以手動也可自動調節(jié)。
權利要求芯片集成LED光子人體潰瘍治療設備，其特征在于包括芯片集成LED、散熱器、聚光器、控制電路及電源組成治療系統(tǒng)；所述芯片集成LED貼在散熱器上，芯片集成LED與散熱器中間加導熱膠，散熱器后端設置風扇。
2.根據(jù)權利要求1所述的芯片集成LED人體潰瘍治療設備，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，發(fā)光面積為5 X 5mm2 150 X 150mm2，波長 為 630nm士20nm、670nm士20nm、808nm士20nm 或 830nm士20nm，或者具有上述不同波長的芯 片的混合。
3.根據(jù)權利要求1所述的芯片集成LED人體潰瘍治療設備，其特征在于散熱器上開 上下相通的通風槽，通風槽為發(fā)射狀或網(wǎng)狀形狀。
4.根據(jù)權利要求1所述的芯片集成LED人體潰瘍治療設備，其特征在于芯片集成LED 前端設置有聚光器，形狀為柱型或拋物面體型或不同二次曲面型的組合等。
5.根據(jù)權利要求1所述的芯片集成LED人體潰瘍治療設備，其特征在于芯片集成LED 前端設置有聚光器，聚光器為透鏡或透鏡系統(tǒng)。
6.根據(jù)權利要求1所述的芯片集成LED人體潰瘍治療設備，其特征在于芯片集成LED 前端設置有聚光器，聚光器為柱型筒或錐形筒與凸透鏡的組合。
7.根據(jù)權利要求1所述的芯片集成LED人體潰瘍治療設備，其特征在于設備中設有 一個檢測LED溫度的溫度感應器，和調節(jié)光功率輸出大小的光功率檢測器。
專利摘要本實用新型公開了一種芯片集成LED光子潰瘍治療設備，可用于治療糖尿病潰瘍、癌癥放射治療和化學治療引起的口腔潰瘍、手術傷口不愈合造成的潰瘍、外傷不愈合造成的潰瘍、燒傷創(chuàng)面潰瘍等疾病。該設備包括芯片集成LED，散熱器，聚光器，控制電路及電源等。解決了傳統(tǒng)治療方法療效不顯著問題，大大提高了潰瘍部位的恢復速度。
文檔編號A61N5/10GK201631934SQ20092013518
公開日2010年11月17日 申請日期2009年3月9日 優(yōu)先權日2009年3月9日
發(fā)明者何忠民, 錢英 申請人:錢英;何忠民