專利名稱：光動力治療用照明器的制作方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種光動力治療，這種治療使用了一種提供均勻分布的可見光的照明器。具體地說，本發(fā)明涉及一種器具及方法，該器具及方法用于對病人頭皮或面部上的光化學(xué)角化病進(jìn)行光動力治療(PDT)或診斷(PD)。本發(fā)明也涉及到對病人的其它指征(如痤瘡)及其他部位的疾病進(jìn)行PDT及PD所使用的器具及方法。
這里所說的“可見光”一詞是指處于電磁輻射光譜的可視波段的能量輻射；而所說的“光”一詞是指包括電磁輻射光譜中的紫外(UV)、紅外(IR)及可視波段在內(nèi)的能量輻射。
相關(guān)技術(shù)敘述目前正普遍地打算用光動力治療或光化學(xué)治療來治療幾種類型的疾病，這些疾病位于皮膚中或皮膚附近或其他組織，諸如身體內(nèi)腔中。例如，正在打算用PDT來治療不同類型的皮膚癌及癌變前疾病。在PDT中，要給病人施加一種可以光激活的藥劑或可光激活藥劑的前體藥劑，這些藥劑積聚在待治療或待診斷的組織中。然后將病人的包括待治療或待診斷組織的部位暴露在可見光下?？梢姽庠诳晒饧せ钏巹┲幸鸹瘜W(xué)和/或生物學(xué)變化，這些變化轉(zhuǎn)而可選擇地對目標(biāo)組織進(jìn)行探測、破壞或變更；而對治療區(qū)域內(nèi)的其它組織卻僅造成溫和的可恢復(fù)的破壞。
有關(guān)使用5-氨基乙酰丙酸(“ALA”)作為可光激活藥劑的前體藥劑的PDT的一般背景資料可見于1992.1.7授予James C.Kennedy等人的，題為“Method of Detection and Treatment of Malignantand Non-Malignant Lesion Utilizing 5-Aminolevulinic Acid(利用ALA檢測和治療惡性及良性腫瘤)”的美國專利5,079,262；1993.5.18授予James C.Kennedy等人的，題為“Method ofDetection of Malignant and Non-Malignant Lesion byPhotochemotherapy of ProtoporphyrinIX Precursors(利用原卟啉IX前體的光化學(xué)療法檢測和治療惡性及良性腫瘤)”的美國專利5,211,938中。這里引入這些專利的內(nèi)容作為參考。1996.11.5由James C.Kennedy等人發(fā)表在“Journal of clinical Laser Medicineand Surgery(臨床激光處理和手術(shù)雜志)”上，題為“PhotodynamicTherapy(PDT)and Photodiagnosis(PD)Using EndogenousPhotosensitization Induced by 5-Aminolevulinic Acid(ALA)Mechanisms and Clinical Results(利用ALA引入的內(nèi)生性光敏現(xiàn)象的光動力治療和光診斷機(jī)理和臨床結(jié)果)”一文也引入在這里作為參考。DUSA藥物有限公司(Tarrytown，NY)1996年度報(bào)告的第一部分III中包含有發(fā)明的圖片及應(yīng)用例子，這里也引入作為參考。
這里所用“ALA”或“5-氨基乙酰丙酸”這兩個(gè)詞是指ALA本身、它的前體以及它們的允許作為藥物的鹽類。
大多數(shù)常用的非激光類光源僅包括三個(gè)基本功能塊一個(gè)生成光子的發(fā)射源(例如發(fā)光燈泡)；耦合元件，其作用為以定向、濾波或是其它方式將所發(fā)射的光線以可用的形式引導(dǎo)到預(yù)期的目標(biāo)上；以及一個(gè)在必要時(shí)使該光源起動和停止發(fā)光的控制系統(tǒng)。普通的辦公室熒光照明設(shè)備是這種系統(tǒng)的良好例子。在該設(shè)備中，白色的可見光是由受控的汞弧放電激發(fā)玻璃管內(nèi)的無機(jī)熒光物質(zhì)來生成的。從電弧轉(zhuǎn)化而來的能量導(dǎo)致白色可見光從燈管發(fā)射出去。所發(fā)射的可見光被燈具殼體內(nèi)的反射體定向而射向工作場所；還經(jīng)常使用一個(gè)擴(kuò)散系統(tǒng)來進(jìn)一步增加可見光在目標(biāo)上的分布范圍。在典型的辦公室照明設(shè)備中，可見光的產(chǎn)生是用一個(gè)簡單的室內(nèi)開關(guān)來控制的，該開關(guān)截?cái)嗤ㄏ驘艟叩碾娏鳌?br> 在治療中要求得到一個(gè)強(qiáng)度及顏色都是均勻的功率輸出，特別是要求這樣一個(gè)高度符合要求的照明器，其輸出光譜要在很大程度上與目標(biāo)光致敏物的光激活光譜相重疊。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，對于某些診斷及治療用途，采用波長超過400nm(納米)的藍(lán)光是特別有利的，特別是當(dāng)使用ALA作為可光激活藥劑來對光化學(xué)角化病進(jìn)行PD和PDT時(shí)。然而，也可以采用其它波段的可見光，特別是400nm到700nm之間的綠及紅光。
常用的照明器所產(chǎn)生的可見光照射在輪廓表面上的強(qiáng)度是不夠均勻的。
發(fā)明綜述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于PDT和/或PD的改進(jìn)型照明器。
發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于PDT的照明器，該照明器所產(chǎn)生的可見光照在多種多樣的輪廓表面上的強(qiáng)度及光譜特征總是均勻的。這里所說“輪廓表面”一詞是指一個(gè)非平面形的表面。
發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于PDT或PD的照明器，該照明器所產(chǎn)生的可見光幾乎完全落入所選定的波段范圍內(nèi)。
發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于照射病人的面部或頭皮的照明器。
發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于改善照明器的照射均勻性的冷卻系統(tǒng)。
發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種照明器，該照明器包括一個(gè)有限的發(fā)射體，該發(fā)射體通過改變照明器中各個(gè)光源間的間距的方法，其輸出的均勻性接近于無限的平板發(fā)射體。
發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種用于照明器的監(jiān)控系統(tǒng)，該監(jiān)控系統(tǒng)包括一個(gè)可見光傳感器，這個(gè)傳感器檢測多個(gè)光源的可見光輸出并給出一個(gè)信號以對該許多光源的可見光輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了一個(gè)用于對輪廓表面進(jìn)行PDT或PD的照明器。該照明器包括許多個(gè)光源，這些光源大體上與輪廓表面相符合并以強(qiáng)度基本均勻的可見光照射該輪廓表面，并且有一個(gè)殼體維持著這些光源相對于輪廓表面的位置。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了一個(gè)對輪廓表面進(jìn)行PDT或PD的方法。該方法包括局部地將5-氨基乙酰丙酸施加到輪廓表面上，并且用從許多個(gè)光源射出的強(qiáng)度基本均勻的可見光照射該輪廓表面，而這些光源大體上與該輪廓表面相符合。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了一個(gè)用于照明器的冷卻系統(tǒng)，該照明器包括一種細(xì)長的光源，這種光源具有一般為直線形的部分以及一般為弓形的部分，這兩個(gè)部分是相連接的。該冷卻系統(tǒng)包括一個(gè)包圍該光源的強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)；一個(gè)接收外界空氣進(jìn)入強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口位于一般為直線形的部分的自由端附近；以及一個(gè)從強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)排出熱空氣的排氣口，該排氣口位于一般為弓形的部分與一般為直線形的部分相連接處附近。與一般為弓形的部分相比較，該一般為直線形的部分以及位于一般為弓形的部分與一般為直線形的部分之間的連接處要接收更多的冷卻。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了一個(gè)從細(xì)長的光源發(fā)出強(qiáng)度基本上均勻的光線的方法，該細(xì)長光源具有一般為直線形的部分以及一般為弓形的部分，這兩個(gè)部分是相連接的。該方法包括向一般為直線形的部分提供較一般為弓形的部分更多的冷卻。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了一種照明器來模仿無限平板發(fā)射體。該照明器包括一個(gè)具有周邊的發(fā)射面積，以及許多大體上相互平行的光源。所述的許多光源設(shè)計(jì)成適于從所述發(fā)射面積上發(fā)射出強(qiáng)度基本均勻的光線。所述的許多光源中相鄰兩個(gè)之間的橫向間距是隨著與所述周邊的相對位置而變化的。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了一個(gè)用于對一個(gè)表面進(jìn)行照射的照明器的監(jiān)控系統(tǒng)。該監(jiān)控系統(tǒng)包括許多適于以強(qiáng)度基本均勻的光線照射一個(gè)表面的可調(diào)節(jié)光源；一個(gè)與所述的許多光源保持固定的相對位置的光傳感器；一個(gè)插入在光傳感器與許多光源之間的隔層；隔層上的第一光闌孔，該第一光闌孔適于讓來自許多光源中的第一個(gè)光源的光線通過該孔而到達(dá)光傳感器，該第一光闌孔與光傳感器之間的間距為第一距離，并具有一個(gè)第一橫截面積；隔層上的第二光闌孔，該第二光闌孔適于讓來自所述許多光源中的第二個(gè)光源的光線通過該孔而到達(dá)光傳感器，該第二光闌孔與光傳感器之間的間距為第二距離，并具有一個(gè)第二橫截面積。第一及第二橫截面積之比率與第一及第二距離的負(fù)二次方成正比；而光傳感器適于檢測來自許多光源中的第一及第二個(gè)光源的光輸出，并且為了提供強(qiáng)度基本均勻的光線來照射該表面而給出一個(gè)信號以供對許多光源的光輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
為了達(dá)到上述目的，還按照本發(fā)明提供了用于對一個(gè)輪廓表面進(jìn)行光動力診斷或治療的光線。該光線來自許多與輪廓表面大體相符并且以均勻的強(qiáng)度照射該輪廓表面的光源。
本發(fā)明的基本原理與上述辦公室熒光燈系統(tǒng)相似。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可見光是由與輪廓表面相符的熒光燈管及其附屬的電子控制儀器產(chǎn)生的。這些燈管的可見光輸出是由與輪廓表面相符的燈管形狀以及其他諸如反射器等元件來定向而朝向診斷或治療區(qū)域的。熒光燈管的激活以及輪廓表面上可見光的輻照量則是由電子回路來控制的。
由于對PDT光源所提出的生物學(xué)要求，本發(fā)明與普通的光源有所不同。本發(fā)明所屬的各個(gè)部件的準(zhǔn)確度及完整性要求非常高。對輸出光譜、輻照度以及輻照度的均勻性都必須進(jìn)行控制，以保證器具的性能適于遞送光線到目標(biāo)病變部位并驅(qū)動光動力反應(yīng)。為此，本發(fā)明中的各個(gè)功能塊所屬的部件都要仔細(xì)的選擇及管理。下面來敘述各部分的工作原理。
光學(xué)中的平方反比定理告訴我們，從一個(gè)點(diǎn)光源發(fā)出并被一物體所接收的光的強(qiáng)度與該物體和光源之間的距離的平方成反比。由于這一特性，與光源之間的距離便是所有光學(xué)系統(tǒng)的重要變量。于是，為了在面部或頭皮上得到均勻的輻照度，必須將由于距離變化而引起的輸出輻照度的變差減至最小。一個(gè)平板發(fā)射表面是不會在同一個(gè)時(shí)候向面部輪廓的所有部位遞送均勻的光線的，這是因?yàn)椴豢赡軐⒎瞧矫娴拿娌考邦^皮表面的各個(gè)部位放到與發(fā)射表面距離相等的位置上。為了改善這一點(diǎn)，本發(fā)明使用了一種U形的發(fā)射表面，這種U形表面與人類面部及頭皮的輪廓比較更為接近些，并且使燈與目標(biāo)間的距離的變差減至最小，從而使目標(biāo)上的輻照度變差減至最小。
由于管形光源的輸出可能隨溫度而變，溫度分布對輻照度的均勻性也是起關(guān)鍵作用的。更進(jìn)一步說，在燈管的整個(gè)長度上其輸出還可能有所變化，因此還可以對溫度分布進(jìn)行調(diào)制以控制照明器的輻照均勻性。
在隨后的說明中還將陳述本發(fā)明的其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的一部分將從說明書中看清楚，其余的則可通過實(shí)踐本發(fā)明而學(xué)習(xí)到。通過后面所附的權(quán)利要求中詳細(xì)指出的手段和系統(tǒng)組合(instrumentalities and combinations)可以認(rèn)識并獲得本發(fā)明的目的及優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡介作為本說明書一部分的附示了本發(fā)明目前的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。該附圖與上面的綜述及下面的優(yōu)選實(shí)施例詳述結(jié)合在一起，將可說明本發(fā)明的主要原則。


圖1所示為一個(gè)符合本發(fā)明的照明器的局部剖切前向正視圖。
圖2所示為圖1所示照明器的局部剖切側(cè)向正視圖。
圖3所示為圖1所示照明器的局部剖切平面圖。
圖4所示為圖1所示熒光燈管光源的詳圖。
圖5所示為圖1所示反射器的詳圖。
圖6所示為圖1所示屏蔽物的詳圖。
圖7所示為圖1所示照明器的接線線路原理圖。
圖8所示為用于圖1所示照明器的鎮(zhèn)流器接線線路原理圖。
圖9所示為一個(gè)符合本發(fā)明的照明器的經(jīng)過修改的接線線路原理圖。
圖9A-9D所示為圖9所示接線線路的詳細(xì)原理圖。
圖10所示為圖4所示熒光燈管光源典型的熒光發(fā)射光譜圖。
圖11所描述的為一個(gè)符合本發(fā)明的監(jiān)控系統(tǒng)。
優(yōu)選實(shí)施例詳述概述按照圖1至圖8所示的優(yōu)選實(shí)施例，有三個(gè)電子鎮(zhèn)流器20來激勵七根U形熒光燈管10(1)-10(7)。調(diào)整鎮(zhèn)流器電壓來控制燈管的輸出功率。燈管10(1)-10(7)支撐在殼體30上并且被聚碳酸酯屏蔽物40所覆蓋，該屏蔽物將冷卻氣流控制在裝置內(nèi)部并可在發(fā)生燈管破裂事故時(shí)防止玻璃接觸病人。在燈管后面設(shè)有一個(gè)鋁制的反射器50用來增加輸出的輻照度及輸出分布的均勻性。裝置的總體尺寸約為高38cm×寬45cm×深44.5cm。圖1中展示了病人的頭和鼻的位置。
典型光源按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，七根36英寸U形的F34T8蘭外熒光燈管10(1)-10(7)所提供的可見光最大發(fā)射面積為36cm高×46cm寬(約2850cm2)，而最小有效治療區(qū)域?yàn)?0cm高×46cm寬(約1350cm2)。如圖1所示，該燈管具有一個(gè)一般為弓形的中心區(qū)10A以及從該中心區(qū)的相應(yīng)端頭延伸出的兩個(gè)臂10B。
熒光燈管是一種氣體放電燈具。它利用通過低壓氣體的放電來產(chǎn)生等離子體，該等離子體與發(fā)出熒光的熒光物質(zhì)相互作用而將電能轉(zhuǎn)化成光。一個(gè)典型的熒光燈管是由一個(gè)密封的玻璃管和位于兩端的電極或稱陰極組成。燈管的內(nèi)面均勻地覆蓋了一層能發(fā)光的無機(jī)晶體狀熒光物質(zhì)。管內(nèi)充以低壓的惰性氣體，一般為氬氣，并在管子密封之前加入少量的液態(tài)汞。低的管內(nèi)壓力使得某些液態(tài)汞蒸發(fā)而在管內(nèi)形成氬/汞混合的氣氛?？邕^兩端的陰極加上一個(gè)足夠高的電勢使得陰極發(fā)射出電子，這些電子沿著燈管的長度擴(kuò)散而使氬/汞蒸汽離子化。管內(nèi)的混合氣體一旦被離子化后便變成為可導(dǎo)電的，這樣就可形成一個(gè)連續(xù)的電流來激勵汞原子。燈管電流的大小控制了被激勵原子的數(shù)目，因此也控制了燈管的光線輸出。當(dāng)被激勵的汞原子回到低能量狀態(tài)時(shí)便發(fā)射出紫外線(UV)。這些紫外射線被燈管壁上的熒光物質(zhì)吸收而使其發(fā)出熒光，這樣便將汞的主諧振線能量有效地轉(zhuǎn)到較長的波長上。熒光物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)決定了燈具光輸出發(fā)射的光譜特征。這便可利用來調(diào)整光源輸出的波長以適應(yīng)應(yīng)用需要，就如同本發(fā)明所作的那樣。
熒光燈管的輸出從本質(zhì)上講是不均勻的。鄰近陰極附近處測量到的輸出值一般要大大的低于燈管的其他部位。之所以發(fā)生這種現(xiàn)象是因?yàn)殛帢O附近區(qū)域里的離子化氣體并不發(fā)出很多的紫外線來激發(fā)熒光物質(zhì)。這種降低發(fā)射的區(qū)域就是所謂法拉第暗區(qū)。為了避免不均勻問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例便利用了許多U形燈管10(1)-10(7)。這種方案將陰極及其低輸出區(qū)布位于有效發(fā)射區(qū)域之外(病人耳朵后方)。僅僅利用燈管的更為均勻的中心部分的輸出來給病人進(jìn)行治療。這種方案的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)為可以通過改變諸燈管之間的橫向間距(如圖2中的水平方向間距)來調(diào)整輸出的均勻性。這一點(diǎn)是很重要的，因?yàn)槠桨逍伟l(fā)射光源的邊緣附近的輸出是降低的，而這一點(diǎn)正需要進(jìn)行補(bǔ)償。改變燈管的橫向間距其效果就如同將一個(gè)更大的照明器的邊緣朝里折迭一樣，這樣便可以一個(gè)緊湊的裝置來模仿一個(gè)無限平板發(fā)射器。
U字形的形狀使發(fā)射器與對象之間的距離的變差降至最小，給病人面部或頭皮提供了一個(gè)均勻的可見光分布；燈管的尺寸是根據(jù)成人頭部的平均尺寸來選擇的。燈管的如此布局將燈管末端非發(fā)射區(qū)的影響減至最小。這就允許本發(fā)明的裝置做得更為緊湊并更易將病人的頭部放到可見光光源的中心上。此外，U字的形狀還給頭皮和面部的輻照提供了所需的輻照度和輻照度的均勻性，并因此而保證了在進(jìn)行PDT時(shí)所有的對象區(qū)域都能得到適當(dāng)?shù)目梢姽鈩┝俊?br> 所用的燈管數(shù)目及它們之間的間距是經(jīng)過選擇的以達(dá)到規(guī)范所要求的均勻性及功率輸出。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，下述布局可得到最佳的輸出分布。七根燈管10(1)-10(7)相對于裝置的對立各邊緣對稱地放在底盤上，橫向間隔近似地為中心管10(4)與兩個(gè)鄰近管10(3)和10(5)之間各為7cm；離開中心方向的下一對燈管，即燈管10(3)-10(2)及10(5)-10(6)之間各為5cm；最靠邊的一對燈管，即燈管10(2)-10(1)及10(6)-10(7)之間各為3.5cm。而最靠邊的兩根燈管10(1)，10(7)離殼體邊緣約2.5cm。本發(fā)明沒有使用附加的擴(kuò)散元件即提供了一個(gè)高度均勻的輸出輻照。然而，我們也想到了可在屏蔽物40中加入一個(gè)擴(kuò)散元件。
符合本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的熒光燈管使用了一種可市購得到的熒光物質(zhì)Sr2P2O7Eu，該物質(zhì)是用于重氮曬藍(lán)圖工藝的。當(dāng)該熒光物質(zhì)吸收了汞所發(fā)出的紫外線時(shí)，便產(chǎn)生帶寬30nm波長位置在417nm處(標(biāo)稱值)的藍(lán)色光光譜的發(fā)射。圖10所示為一個(gè)符合本發(fā)明的燈管典型的熒光發(fā)射光譜。一個(gè)符合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其光譜輸出是經(jīng)過選擇而與原卟啉IX的吸收光譜相匹配的，原卟啉IX這種光致敏物質(zhì)想必是由對象組織中的ALA形成的。當(dāng)燈管內(nèi)使用別的熒光物質(zhì)時(shí)便可得到其他的可見光譜輸出。也可以使用其他的光源技術(shù)來得到其他的可見光譜輸出。
電氣設(shè)備為了使熒光燈管具有良好的性能就要對陰極加上一個(gè)電壓來啟動燈管的導(dǎo)電性并隨后控制燈管電流。熒光燈管作為氣體放電器件對于驅(qū)動它的電壓及電流特別敏感。更高的燈管電流會增加電子的流量從而會使輸出輻照度增加。但更高的電流也會導(dǎo)致更高的陰極溫度，潛在地增加陰極發(fā)射物質(zhì)的消蝕并增加陰極上脫落下來的物質(zhì)對管內(nèi)氣氛的污染，最終導(dǎo)致燈管壽命的降低。燈管電流過低則可導(dǎo)致低的燈管壁溫，這可能造成汞蒸汽的凝聚，對燈具輸出的均勻性起不利的作用。此外，對大多數(shù)燈管構(gòu)造來說都要對陰極進(jìn)行加熱以達(dá)到正常啟動。對電壓和/或電流特性的控制以及對陰極的加熱是通過外部電子電路系統(tǒng)來完成的，通常這種電路系統(tǒng)都設(shè)計(jì)并包裝成為一個(gè)單個(gè)的器件，這種器件一般稱為“鎮(zhèn)流器”。這種鎮(zhèn)流器可以有多種設(shè)計(jì)從簡單的電磁電感器件到完善的電子電路系統(tǒng)，后者對燈管工作的許多方面進(jìn)行控制及優(yōu)化。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，每個(gè)鎮(zhèn)流器20包括三個(gè)功能部分一個(gè)輸入濾波電路，一個(gè)功率振蕩電路，以及一個(gè)高頻輸出變壓器。
輸入濾波電路將120V的交流饋線電壓進(jìn)行整流成為功率振蕩器可以使用的內(nèi)部直流電壓。該濾波器還防止了交流線路上的擾動對鎮(zhèn)流器工作所起的不良影響也防止了振蕩器開關(guān)過程反饋到交流線路上去。最后，這種電路系統(tǒng)還提供了功率因素修正，因此這種鎮(zhèn)流器對交流線路上電流波峰的拉曳要低于簡單的鎮(zhèn)流器。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例也可以以直流輸入電壓來工作。
在每個(gè)整流器裝置20中，功率振蕩器提供了電能轉(zhuǎn)換機(jī)制。功率振蕩器由一對開關(guān)三極管組成，該三極管與包含有輸出變壓器的諧振電路相耦合。從輸出變壓器上反饋一個(gè)微小信號到開關(guān)三極管的輸入端，因此當(dāng)加上一個(gè)直流電壓時(shí)就會引起振蕩。此振蕩的能量通過變壓器而耦合到燈管上。對于這種構(gòu)造的鎮(zhèn)流器，振蕩的大小與直流電壓成正比并轉(zhuǎn)而也與交流的饋線電壓成正比。由于變壓器也是連到燈管陰極上的，燈管電流的大小與交流饋線電壓成正比。這種設(shè)計(jì)稱為不恒定功率設(shè)計(jì)，本發(fā)明選擇了這種設(shè)計(jì)以便對輸出輻照度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
高頻變壓器將能量耦合到燈管上，并具有幾個(gè)其它的重要功能它起電壓水平和限流阻抗的變換作用，以向燈管供應(yīng)合適的電壓及電流，保證燈管能合適而安全地工作；它還向振蕩器提供反饋，以幫助振蕩器穩(wěn)定工作，并提供一種機(jī)制來生成初始的高壓啟動脈沖。
變壓器上的附加繞組還提供一個(gè)電流來加熱燈管的陰極。這可降低對啟動電壓的要求，并降低初始的啟動浪涌電流對陰極的破壞。
由于燈管生產(chǎn)中的制造偏差的原因，必須對燈管的輸出輻照度進(jìn)行調(diào)整以滿足具體的PDT指標(biāo)要求。此外，隨著燈管使用時(shí)間的增加，還需對輸出進(jìn)行調(diào)整以補(bǔ)償燈管本身的退化。在一個(gè)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，鎮(zhèn)流器20是一個(gè)不恒定功率鎮(zhèn)流器，這就允許通過改變鎮(zhèn)流器的輸入電壓來調(diào)整燈管的輸出。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，使用設(shè)在交流饋線上的兩個(gè)升壓/降壓自耦變壓器60輸入電壓可能有40％的變動。
鎮(zhèn)流器電壓可以手動或自動地進(jìn)行調(diào)整。按照本發(fā)明的一個(gè)手動電壓調(diào)整的實(shí)施例，合適的鎮(zhèn)流器電壓是由技術(shù)人員在兩個(gè)升壓/降壓自耦變壓器60上手動地選擇抽頭而設(shè)定的。由于輸入的交流饋線電壓偏差會影響鎮(zhèn)流器電壓，可能要用外部電壓穩(wěn)定手段來改進(jìn)輸出的穩(wěn)定性。本發(fā)明的另一個(gè)具有自動電壓調(diào)整的優(yōu)選實(shí)施例包括一個(gè)具有微控制器—觸發(fā)電子開關(guān)的“觸發(fā)”系統(tǒng)，以免除外部電壓穩(wěn)定的必要性，也免除了當(dāng)燈管輸出隨著使用而降低時(shí)由技術(shù)人員來調(diào)整鎮(zhèn)流器電壓的必要性。該微控制器接收來自光傳感器和電壓傳感器的輸入信號，然后觸發(fā)合適的電子開關(guān)以將輸出輻照度維持在規(guī)定的數(shù)據(jù)之內(nèi)。該觸發(fā)開關(guān)系統(tǒng)也能夠修正由于治療時(shí)饋線電壓偏差及溫度偏差所造成的功率輸出變化。因此在本發(fā)明的具有觸發(fā)開關(guān)系統(tǒng)的優(yōu)選實(shí)施例中，不要求外線電壓穩(wěn)定。下面將更詳細(xì)的敘述符合本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的自動電壓調(diào)整。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，用三個(gè)快速起動電子鎮(zhèn)流器來驅(qū)動七根熒光燈管10(1)-10(7)。兩個(gè)鎮(zhèn)流器20(1)及20(3)各自分別驅(qū)動燈管10(1)、10(7)及10(2)、10(6)；而鎮(zhèn)流器20(2)則驅(qū)動三根燈管10(3)-10(5)。這些鎮(zhèn)流器把來自標(biāo)準(zhǔn)的墻上電源插頭的120V交流饋線電壓轉(zhuǎn)換成適于驅(qū)動熒光燈管的高頻(～25kHz)正弦波電流。在高頻下工作是為了減少存在于所有熒光燈管的光輸出波動，也是為了增加總體輸出。輸出波動是與用來維持等離子電弧的正弦交變燈管電流有關(guān)的燈管輸出的微小變動。
可見光傳輸設(shè)備為了利用燈管背面所發(fā)射出來的可見光，以及為了增加輸出分布的均勻性，在燈管后方離燈管后表面約10cm處設(shè)有反射器50。反射器50用拋光鋁板彎成與燈管輪廓大致相適應(yīng)的形狀。
在本發(fā)明的發(fā)射區(qū)域上覆蓋了一塊低紫外線透明度塑料制造的屏蔽物40。在一個(gè)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，塑料屏蔽物40是用聚碳酸酯制造的。當(dāng)使用熒光燈管技術(shù)時(shí)，在燈管的輸出中存在微小數(shù)量的紫外線發(fā)射。聚碳酸酯在光譜的紫外波段的透明度非常低，因此可以有效地過濾掉照明裝置可見光輸出中的任何殘存的紫外線發(fā)射。在燈管破裂事故中，屏蔽物40也起防止病人受傷的作用。
冷卻設(shè)備由于陰極及燈管管壁的溫度對輸出分布的影響很強(qiáng)烈，設(shè)立了一個(gè)冷卻系統(tǒng)來保證燈管正常工作。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，冷卻系統(tǒng)包括位于聚碳酸酯屏蔽物40、反射器50及殼體30上的幾個(gè)通氣孔和用來排出冷卻空氣的風(fēng)扇70。
外界空氣通過位于聚碳酸酯屏蔽物40上的進(jìn)氣口42進(jìn)入本發(fā)明裝置。屏蔽物40和反射器50之間的空間成為第一區(qū)域(亦即強(qiáng)制通風(fēng)空間)，在這個(gè)空間里外界空氣越過燈管10(1)-10(7)。外界空氣被燈管加熱，并從第一區(qū)域通過位于反射器50(原文為52，譯注)上的通氣孔流向位于反射器50和殼體30之間的第二區(qū)域。反射器通氣孔52布位于±45°處以在燈管壁上得到合適的溫度分布。熱空氣由四個(gè)風(fēng)扇70通過殼體30上的排氣口32排出。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，聚碳酸酯屏蔽物40上的許多進(jìn)氣口42(圖中所示為三十六個(gè))直接地位于燈管陰極區(qū)的上方，沿著每個(gè)邊緣均勻地間隔開。反射器50上的通氣孔52是許多成對的機(jī)械加工成的槽孔，該槽孔從反射器50的頂部一直開到底部。反射器通氣孔52直接開在風(fēng)扇70的前面，風(fēng)扇70布置在離裝置的中心±45°的地方。
位于U形燈管曲線段與陰極區(qū)之間的燈管直線段所產(chǎn)生的輸出比曲線段中心部分稍大些。這歸因于彎曲工藝所造成的熒光物質(zhì)覆蓋層厚度不同。為了進(jìn)一步增加輻照度的均勻性，將反射器通氣孔52布置在這樣的地方使得冷卻空氣主要是越過燈管的直線段及曲線段的末端部位；而位于反射器通氣孔52之間的燈管中間部分上流過的冷卻空氣則較少，這使得這個(gè)區(qū)域里的燈管壁溫較高。由于在某個(gè)溫度之前燈管的輸出輻照度隨著燈管壁溫的增加而增加，溫度更高的燈管中心部分所輸出的輻照度便高于燈管的其它部分，而這就補(bǔ)償了燈管中心部分較低的發(fā)射效率。
基本控制設(shè)備按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，用戶控制系統(tǒng)包括一個(gè)位于殼體30背后的總電源開關(guān)80，一個(gè)通/斷鑰匙開關(guān)90以及一個(gè)放在殼體30一側(cè)的計(jì)時(shí)器100。計(jì)時(shí)器100包括一個(gè)曝光時(shí)間指示器102，該指示器顯示剩余治療時(shí)間。
總電源開關(guān)80是電源接入熔斷組件的一部分，該開關(guān)由一個(gè)雙位搖臂開關(guān)和一個(gè)國際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)的電源塞線接續(xù)器組成。將搖臂開關(guān)推到“1”的位置便將電源通到系統(tǒng)上，此時(shí)風(fēng)扇70就會運(yùn)轉(zhuǎn)，但燈管10(1)-10(7)在鑰匙開關(guān)90接通而且計(jì)時(shí)器100設(shè)定完了并被觸發(fā)之前是不會亮的。當(dāng)總電源開關(guān)80處于“0”位置時(shí)，本發(fā)明裝置內(nèi)的所有電氣部件都不與交流饋線相接通。電源接入熔斷組件使本發(fā)明裝置具有過電流保護(hù)能力以及在遇到電源波動時(shí)的限流能力。如果該組件中的任何一個(gè)熔斷絲燒斷了，總電源開關(guān)80將不會將電源接通到本裝置內(nèi)。
鑰匙開關(guān)90提供了一個(gè)手段，利用這個(gè)手段便可將本發(fā)明裝置的使用僅限于已授權(quán)人員。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，計(jì)時(shí)器100及燈管10(1)-10(7)的運(yùn)轉(zhuǎn)，要求插入鑰匙并反時(shí)針方向轉(zhuǎn)1/4圈轉(zhuǎn)到“開”位置。這一動作觸發(fā)了計(jì)時(shí)器100，因此才能進(jìn)入規(guī)定的曝光進(jìn)程。
按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，系統(tǒng)計(jì)時(shí)器100直接控制熒光燈管10(1)-10(7)的工作。該實(shí)施例包含有三個(gè)調(diào)整/控制按鈕104一個(gè)啟動/停止按鈕及兩個(gè)時(shí)間選擇按鈕，還包括一個(gè)曝光時(shí)間指示器102。計(jì)時(shí)器100的用途是設(shè)定要求的曝光時(shí)間以及開始可見光曝光。當(dāng)所設(shè)定的曝光時(shí)間消逝后，它便自動地關(guān)掉本發(fā)明燈管。
兩個(gè)時(shí)間選擇按鈕104最好是使用膜式開關(guān)(membraneswitches)，用戶可以用它來設(shè)定曝光時(shí)間。壓下帶有朝上箭頭標(biāo)志的按鈕104為增加時(shí)間，而壓下帶有朝下箭頭標(biāo)志的按鈕104即為減少時(shí)間。當(dāng)開始壓下按鈕時(shí)，顯示的讀數(shù)將慢慢地改變；如果繼續(xù)保持壓下，顯示的讀數(shù)將開始更快地滾動；快壓一下按鈕并立刻松開，則可對顯示時(shí)間作微小的調(diào)整。用戶可用這種方法來設(shè)定規(guī)定的治療時(shí)間。
啟動/停止按鈕104是一個(gè)控制燈管工作的膜式開關(guān)。該按鈕在燈管和計(jì)時(shí)器的“運(yùn)行”及“停止”兩個(gè)狀態(tài)之間撥動。當(dāng)曝光時(shí)間設(shè)定好后，壓下該按鈕104便觸發(fā)了燈管并開始進(jìn)入計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)順序。再次壓下該按鈕便關(guān)掉燈管并停止計(jì)時(shí)，這樣就提供了一個(gè)在需要時(shí)中斷治療的手段。如果不再次壓下啟動/停止按鈕104，則計(jì)時(shí)器會在倒計(jì)時(shí)完了時(shí)自動關(guān)掉燈管。如果需要，還可將鑰匙轉(zhuǎn)到“關(guān)”的位置上或是將總電源開關(guān)80推到“0”的位置上來終止治療。
計(jì)時(shí)器100上的曝光時(shí)間指示器102最好是一種四位數(shù)字的將時(shí)間讀成分及秒的發(fā)光二極管顯示器(LED)。在按壓啟動/停止按鈕104開始曝光之前，顯示器102指示出已經(jīng)設(shè)定的曝光時(shí)間。按壓啟動/停止按鈕104開始治療之后，曝光時(shí)間指示器102將倒計(jì)時(shí)并顯示出剩余的曝光時(shí)間。當(dāng)顯示的讀數(shù)為“00∶00”時(shí)燈管便自動關(guān)掉。
電源是用三根醫(yī)院級別的軟導(dǎo)線接入的。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所需的電源為交流60Hz，線電壓120V，2.5A輸入，用市售的調(diào)壓器(如SOLA MCR1000恒壓變壓器)來穩(wěn)壓。
自動控制設(shè)備按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置了一個(gè)自動的鎮(zhèn)流器電壓自調(diào)整手段以免除當(dāng)燈管輸出隨著使用而降低時(shí)由技術(shù)人員來調(diào)整鎮(zhèn)流器電壓的必要。這就是以一個(gè)微控制器—觸發(fā)電子開關(guān)的“觸發(fā)”系統(tǒng)來替代手工抽頭選擇跳接線(見圖9及9A-9D)。其中的微控制器接收來自光傳感器及電壓傳感器的輸入信號，并而后觸發(fā)合適的電子開關(guān)以將輸出輻照度保持在規(guī)定的數(shù)據(jù)之內(nèi)。觸發(fā)開關(guān)系統(tǒng)能夠修正由于治療時(shí)的饋線電壓變化及溫度變化所引起的功率輸出的改變；因此符合本發(fā)明的具有鎮(zhèn)流器電壓自動調(diào)整的優(yōu)選實(shí)施例，不要求外線電壓穩(wěn)定。符合本發(fā)明的具有鎮(zhèn)流器自動電壓調(diào)整的實(shí)施例的所有其它部件，包括燈管10(1)-10(7)、鎮(zhèn)流器20、反射器50以及聚碳酸酯屏蔽物40都與手動調(diào)整實(shí)施例相同。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，一個(gè)電子控制系統(tǒng)110包括六個(gè)功能塊。一個(gè)微控制器200是中央處理裝置，該裝置所包括的固件讀取系統(tǒng)傳感器、確定系統(tǒng)狀態(tài)、控制鎮(zhèn)流器電壓(及燈管輸出)并通過系統(tǒng)狀態(tài)LED 112向用戶提供信息(該固件將在下面詳細(xì)敘述)。為了使輸出輻照度達(dá)到規(guī)定范圍，微控制器200通過一個(gè)位于燈管反射器50后面的可見光傳感器120來檢測燈管的輸出。參照圖11，漫射的可見光通過機(jī)械加工成的槽孔122(3)-122(5)到達(dá)可見光傳感器120。這些槽孔位于中間三根燈管10(3)-10(5)的每一根的后面，反射器板50的左側(cè)緊靠中心的地方。有一個(gè)電壓檢測回路210將計(jì)時(shí)器100開始倒計(jì)時(shí)順序的時(shí)間以及鎮(zhèn)流器電壓到達(dá)其最大許可值的時(shí)間告訴微控制器200。利用來自這些傳感器的輸入，微控制器200將系統(tǒng)的現(xiàn)時(shí)狀態(tài)與校準(zhǔn)時(shí)所存儲的值進(jìn)行比較并確定鎮(zhèn)流器電壓是否需要調(diào)整。鎮(zhèn)流器電壓的調(diào)整是以一個(gè)電子開關(guān)陣列來完成的，該電子開關(guān)陣列通過零交點(diǎn)光隔離器(zero-crossing opto-isolators)222連接到微控制器的輸出線上。最后，如果系統(tǒng)的工作不正常，或是不能產(chǎn)生規(guī)定工作范圍內(nèi)的輸出功率，微控制器200便激勵系統(tǒng)狀態(tài)大型電子顯示器112報(bào)告給使用者?，F(xiàn)在就來更詳細(xì)地?cái)⑹鲭娮涌刂葡到y(tǒng)的各個(gè)功能塊。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該實(shí)施例具有一個(gè)全可編程嵌入的(embedded)微控制器200(例如，Microchip PIC16F84)，該微控制器將一個(gè)算術(shù)邏輯運(yùn)算器、系統(tǒng)RAM、永久性儲存RAM、ROM及連接線路合并在一個(gè)單獨(dú)的單片集成電路中。該微控制器200還包括一個(gè)和電子線路不相干的“監(jiān)視器”計(jì)時(shí)器回路，該回路是設(shè)計(jì)用來在微控制器硬件故障或固件執(zhí)行發(fā)生錯誤時(shí)重新起動CPU的。該微控制器200通過十二條可編程數(shù)字輸入/輸出線路與系統(tǒng)傳感器、系統(tǒng)狀態(tài)LED 112及電子開關(guān)陣列相連接。系統(tǒng)校準(zhǔn)參數(shù)儲存在片載(on-chip)永久性RAM中，而所有用來控制調(diào)節(jié)器功能的系統(tǒng)固件包含在在芯ROM存儲器中。固件是編程進(jìn)入ROM中并通過外部編程硬件來檢驗(yàn)的。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，用可見光傳感器120(例如一種Texas Instrument TSL230B光傳感器)來檢測燈管輸出，而可見光傳感器120的輸出則被用作為調(diào)整的判據(jù)。對使用TSL230B的場合而言，一個(gè)大面積光電二極管及一個(gè)集成的電流—頻率轉(zhuǎn)換器以一系列數(shù)字脈沖的形式給出一個(gè)信號給微控制器。如此地直接將光信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字的形式可以降低電路的復(fù)雜性，并可避免開使用模擬電路所帶來的校準(zhǔn)及漂移問題。
可見光傳感器120位于中心燈管10(4)的后面，反射器板50左側(cè)緊靠中心的地方。為了監(jiān)視來自多個(gè)燈管的可見光的作用，在反射器50上位于中間的三個(gè)燈管10(3)-10(5)后方的地方機(jī)械加工出三個(gè)槽孔122(3)-122(5)。這三個(gè)槽孔122(3)-122(5)的橫截面積及位置是這樣來確定的，即可見光傳感器120從這三個(gè)燈管10(3)-10(5)接收相等權(quán)重的輸入(equally weighted inputs)。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，任何兩個(gè)選定的槽孔的橫截面積之比率與這兩個(gè)槽孔和可見光傳感器120之間距離的負(fù)二次方成正比。在可見光傳感器120上面覆蓋了一個(gè)濾波器，以使該傳感器的光譜響應(yīng)與用作校準(zhǔn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的視力計(jì)相符。此外，在可見光傳感器120上面覆蓋了一個(gè)玻璃的漫射體以進(jìn)一步減小傳感器(原文為“檢測器”，譯注)與反射器槽孔122(3)-122(5)之間的相對位置的影響。
電壓檢測回路210履行了雙重功能它將微控制器的工作與系統(tǒng)計(jì)時(shí)器100協(xié)調(diào)起來并在鎮(zhèn)流器電壓到達(dá)最大允許值時(shí)報(bào)告信息給微控制器200。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中(參見圖9A)，電壓檢測回路210包括一個(gè)用作電壓控制振蕩器(VCO)的CD4046 SMOS鎖相回路(PLL)214。鎮(zhèn)流器上的饋線電壓信號被檢波后用來提供電源給CD4046并驅(qū)動VCO輸入。這樣的設(shè)計(jì)使得回路能夠產(chǎn)生一個(gè)其頻率正比于鎮(zhèn)流器電壓的數(shù)字脈沖串。該脈沖串通過一個(gè)光隔離器212耦合到微控制器200，微控制器200通過測量脈沖周期來確定鎮(zhèn)流器電壓。
系統(tǒng)計(jì)時(shí)器狀態(tài)的檢測是通過將時(shí)間繼電器的觸點(diǎn)與鎮(zhèn)流器供電線相串聯(lián)的方法來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)計(jì)時(shí)器100脫開時(shí)(例如未治療時(shí))，就沒有電壓作用到電壓檢測回路210或鎮(zhèn)流器20上。當(dāng)檢測到這個(gè)狀態(tài)時(shí)，微控制器200將系統(tǒng)變量及循環(huán)置零，直至出現(xiàn)一個(gè)脈沖串(電壓)。當(dāng)計(jì)時(shí)器倒計(jì)時(shí)順序開始時(shí)，時(shí)間繼電器觸點(diǎn)閉合，電壓就加到電壓檢測回路210及鎮(zhèn)流器20上。當(dāng)微控制器200檢測到脈沖串出現(xiàn)時(shí)，便開始進(jìn)行調(diào)整(見后文)。盡管調(diào)整回路能夠調(diào)整鎮(zhèn)流器電壓，治療持續(xù)時(shí)間是用計(jì)時(shí)器100通過繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)布線來進(jìn)行硬件控制的。
一旦可見光治療開始起動，微控制器200便檢測電壓控制振蕩器VCO的脈沖串，并將其與照明器設(shè)置和校準(zhǔn)時(shí)儲存在存儲器中的值進(jìn)行比較。如果測得值超過儲存值，便禁止鎮(zhèn)流器電壓再進(jìn)一步的增加。儲存在微控制器存儲器中的儲存值對應(yīng)于在一個(gè)變壓器抽頭上設(shè)定的鎮(zhèn)流器不應(yīng)超過的最大規(guī)定工作電壓。該儲存值的存在防止了由于選擇變壓器抽頭設(shè)置而造成的的工作電壓超過最大鎮(zhèn)流器電壓。此項(xiàng)技術(shù)將不必要的開關(guān)減至最少，并保證鎮(zhèn)流器電壓在任何時(shí)候都不會超過其最大規(guī)定工作電壓(在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中該規(guī)定電壓為交流133V)。
參照圖9C及9D，用于變壓器抽頭選擇的電子開關(guān)陣列包括六個(gè)可控硅電子開關(guān)220。這些電子開關(guān)與鎮(zhèn)流器輸入饋線及升壓/降壓自耦變壓器60的電壓選擇抽頭向連接?？煽毓栝_關(guān)220的控制極與微控制器200電學(xué)—光學(xué)地相耦合。于是微控制器200便可通過激勵合適的控制極來選擇合適的抽頭以增加或減少作用到鎮(zhèn)流器20上的電壓(增加或減少燈管的輸出)。
按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，當(dāng)輸出輻照度不符合規(guī)定或當(dāng)控制系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)系統(tǒng)狀態(tài)指示器112便發(fā)出指示。于是不必再用單獨(dú)的功率表來檢查。
在一個(gè)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，系統(tǒng)狀態(tài)檢測器112包括一個(gè)單一的LED，該LED用一種編了碼的閃光速率來指示系統(tǒng)的功能狀態(tài)。
緊接著鑰匙第一次轉(zhuǎn)到“開”的位置上，該LED立刻閃光三次以表示系統(tǒng)功能正常并已作好使用準(zhǔn)備。如果不是那樣，其原因則或是LED或微控制器的工作不正常，或是為使微控制器200重置LED控制而轉(zhuǎn)動鑰匙開關(guān)90從“開”到“關(guān)”又回到“開”的動作過快。如果關(guān)掉電源后過了幾秒鐘再次啟動時(shí)該LED仍不閃光三次，此裝置不宜再使用。
如果鑰匙開關(guān)90轉(zhuǎn)到“開”的位置上后，該LED立刻快速閃光，這表示微控制器200中的檢查和(checksum)出了錯誤。這種錯誤的原因在于儲存在微控制器存儲器中的數(shù)據(jù)存在問題，這些數(shù)據(jù)是用來進(jìn)行光學(xué)調(diào)整及鎮(zhèn)流器電壓限制的。在這種情況下，裝置是不工作的并且不會發(fā)光。
如果時(shí)控的治療已經(jīng)開始，LED發(fā)生緩慢的閃爍，并且調(diào)整器已經(jīng)10次企圖將燈管輸出壓低到規(guī)定范圍并且失敗，這表示燈管輸出太高而鎮(zhèn)流器電壓不能進(jìn)一步降低。這可能是由于微控制器或部件故障所造成。如果在治療進(jìn)程中LED緩慢閃爍，治療就應(yīng)當(dāng)中斷，因?yàn)檫@時(shí)輸出功率可能高于規(guī)定的最大值。
如果時(shí)控的治療已經(jīng)開始，LED出現(xiàn)穩(wěn)定的亮光，并且調(diào)整器已經(jīng)10次企圖將燈管輸出提升到規(guī)定范圍并且失敗，這表示燈管輸出太低而鎮(zhèn)流器電壓不能進(jìn)一步提高。如果在治療進(jìn)程中LED穩(wěn)定地發(fā)光但不閃爍，治療可以繼續(xù)，雖然這時(shí)燈管輸出可能較低因而使得效率降低。如果輸出輻照度隨后增加到最小規(guī)定范圍以上，這時(shí)LED將熄滅。
微控制器固件具有三個(gè)主要可執(zhí)行固件模塊電源接通配置、校準(zhǔn)及調(diào)整。在給病人進(jìn)行治療時(shí)僅執(zhí)行電源接通配置模塊及調(diào)整模塊。
電源接通配置模塊僅在鑰匙開關(guān)90插入并轉(zhuǎn)到“開”的位置上而且微控制器電源接通的情況下才運(yùn)行。此時(shí)，系統(tǒng)變量被重置，儲存在永久性RAM中的校準(zhǔn)值被回憶到。此外還執(zhí)行了一個(gè)檢查和計(jì)算并將其和所儲存的檢查和值進(jìn)行比較。任何不符都將導(dǎo)致固件將系統(tǒng)關(guān)閉并啟動LED快速閃爍程序指令。一旦達(dá)到成功地起動，控制便轉(zhuǎn)到調(diào)整模塊。
當(dāng)進(jìn)入調(diào)整模塊時(shí)，微控制器200便進(jìn)入了一個(gè)電壓檢測循環(huán)，直至或是檢測到一個(gè)來自電壓回路的脈沖串，或是檢測到技術(shù)人員可觸及的供電按鈕/跳接線其中的一個(gè)觸點(diǎn)的閉合為止。在這個(gè)循環(huán)中，內(nèi)部時(shí)鐘和錯誤標(biāo)志都被重置。如果檢測到了供電觸點(diǎn)的閉合，控制便轉(zhuǎn)到校準(zhǔn)模塊(見下文)。將曝光時(shí)間裝定到計(jì)時(shí)器100上并壓下“啟動”按鈕104后，微控制器200便檢測VCO所產(chǎn)生的脈沖串并進(jìn)入主調(diào)整循環(huán)。此時(shí)啟動了內(nèi)部時(shí)鐘(與計(jì)時(shí)器無關(guān))。主調(diào)整循環(huán)對VCO、可見光傳感器120及內(nèi)部時(shí)鐘的輸出進(jìn)行讀取；選擇一個(gè)新的抽頭開關(guān)(如果需要)；并每隔三秒鐘按照下面所說的算法顯示任何系統(tǒng)錯誤信息。該循環(huán)一直進(jìn)行到計(jì)時(shí)器將治療過程及VCO脈沖串終止時(shí)為止。
當(dāng)計(jì)時(shí)器首次啟動倒計(jì)時(shí)順序時(shí)，微控制器200便啟用開關(guān)陣列將饋線電壓加到鎮(zhèn)流器20上。在治療過程的最初2.5分鐘內(nèi)(由內(nèi)部時(shí)鐘確定)，可見光傳感器120測量燈管輸出，并選擇合適的變壓器抽頭以將輸出輻照度保持在所儲存的最小及最大調(diào)整極限(對本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，為9.3及10.7mW/cm2)之間一半的值上。這樣做可使燈管得到最佳的預(yù)熱而同時(shí)又保持輸出輻照度在規(guī)定范圍之內(nèi)。
為了讓輸出有充分的時(shí)間進(jìn)入要求的范圍內(nèi)，在起始的2.5分鐘工作時(shí)間以后，在任何一個(gè)鎮(zhèn)流器電壓進(jìn)行調(diào)整五分鐘后，微控制器200便將調(diào)整下限轉(zhuǎn)換為儲存值(對符合本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該值為9.3mW/cm2)；而上限則保持不變。因?yàn)檎{(diào)整限是不修改超出這個(gè)點(diǎn)的，在治療結(jié)束之前輸出輻照度將保持在這些限值之內(nèi)。
如果輸出無法保持在調(diào)整限值之內(nèi)，系統(tǒng)出錯的標(biāo)志就觸發(fā)系統(tǒng)狀態(tài)LED。在調(diào)節(jié)器作出十次動作來修正系統(tǒng)狀態(tài)之前是不報(bào)出系統(tǒng)出錯信息的。這樣就使燈管有時(shí)間來對調(diào)節(jié)作出響應(yīng)，也防止出現(xiàn)“騷擾性”的指示。
在每一個(gè)循環(huán)中，微控制器200通過VCO來測量鎮(zhèn)流器電壓，并在該電壓達(dá)到最大值時(shí)啟動一個(gè)禁令標(biāo)志。如果鎮(zhèn)流器電壓達(dá)到最大值時(shí)系統(tǒng)的輸出卻太低，這雖然不直接算是一個(gè)錯誤，但可能出示一個(gè)系統(tǒng)的輸出因上述禁令而不能提高的標(biāo)志。如果計(jì)時(shí)器100已經(jīng)將治療終止，VCO脈沖串便不再存在，微控制器200便回到電壓檢測循環(huán)，直至一個(gè)新的治療開始。
校準(zhǔn)模塊的數(shù)據(jù)是在照明器臨床安裝之前建立的。這些數(shù)據(jù)用設(shè)定/校準(zhǔn)算法編程進(jìn)入微控制器的存儲器中。這些數(shù)據(jù)包括與調(diào)整值的上、下限相對應(yīng)的電壓檢測回路210的鎮(zhèn)流器最大允許電壓及可見光傳感器120信號。
在設(shè)置鎮(zhèn)流器最大電壓時(shí)，先將印刷線路板上的電壓校準(zhǔn)跳接線短路，使微控制器200進(jìn)入電壓校準(zhǔn)模式。用一個(gè)自耦變壓器將鎮(zhèn)流器電壓調(diào)節(jié)到所賦予一個(gè)變壓器抽頭的鎮(zhèn)流器最大允許電壓值(在一個(gè)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中該值為交流127V)。再一次短接電壓校準(zhǔn)跳接線，將該電壓值及一個(gè)檢查和儲存到微控制器的永久性存儲器中。電壓校準(zhǔn)跳接線的每一次短接，系統(tǒng)狀態(tài)LED便發(fā)出閃光以表示該動作的完成。
下一個(gè)步驟為將開關(guān)放到光學(xué)校準(zhǔn)模式，將上、下調(diào)整限值儲存到微控制器的存儲器中。將一個(gè)用作參考的UDT視力計(jì)(例如，帶有247探測器/余弦漫射器組件的UDT S370功率表)放在參考點(diǎn)上。按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該參考點(diǎn)位于有效治療區(qū)的中心，與聚碳酸酯屏蔽物40的距離為3英寸。用一個(gè)自耦變壓器來調(diào)整鎮(zhèn)流器電壓，使得視力計(jì)上達(dá)到所要求的最大輻照度。與此相對應(yīng)的可見光傳感器120上的輸出信號值便作為最大輸出限制值輸入到微控制器的存儲器中。重復(fù)以上過程，調(diào)整照明器的輸出使得在視力計(jì)上達(dá)到所要求的最小輻照度，并對調(diào)節(jié)器的最小限制值進(jìn)行設(shè)置。最后，輸入一個(gè)檢查和到存儲器，微控制器200便回到電源接通配置模塊，開始正常工作。在進(jìn)行電壓校準(zhǔn)的過程中，校準(zhǔn)數(shù)據(jù)每儲存一次，系統(tǒng)LED便閃光一次。
我們發(fā)現(xiàn)，按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，用一個(gè)余弦響應(yīng)探測器在距離為4英寸及2英寸的有效發(fā)射區(qū)域上測量到的輸出值至少為最大值的70％，并且在距離為所有工作距離的有效發(fā)射區(qū)域上測量到的輸出值至少為最大值的60％。
典型的診斷及治療方法現(xiàn)在敘述一個(gè)用PDT治療方法，使用上述照明器，結(jié)合5-氨基乙酰丙酸(ALA)來治療諸如光化學(xué)角化病等癌變前病變的實(shí)例。
臨使用之前，將基本無水的ALA與稀釋劑混合。用一個(gè)點(diǎn)狀敷料器將該ALA混合物施加到病變部位上以控制ALA的分散情況。一種適用的敷料器敘述在1997.10.31申請的美國專利申請08/962,294上。而1997.9.2申請的美國專利申請08/921,664對ALA作了廣泛地進(jìn)一步的討論。這里引用這些專利申請所包含的全部內(nèi)容以作參考。
等初次施加的ALA混合物干了以后，以相同的方法再一次或更多次地施加ALA混合物。給料量約為2mg/cm2。光敏的熒光物質(zhì)的形成以及治療表面的光致敏作用發(fā)生在隨后的14-18小時(shí)期間，在這段時(shí)間里應(yīng)當(dāng)盡量減少日光及其它明亮光源的直接照射。在施加ALA以后的14及18小時(shí)期間，將病變部位用一個(gè)符合本發(fā)明的照明器來照射。照明器以一個(gè)均勻的藍(lán)光在一個(gè)規(guī)定的時(shí)間內(nèi)照射病變部位。按照一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，該可見光的額定波長為417nm。
由于光的總劑量(J/cm2)＝輻照度(W/cm2)×?xí)r間(s)，唯一需要加以控制以遞送正確的光劑量的只是曝光時(shí)間。在一個(gè)符合本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，這是通過一個(gè)計(jì)時(shí)器來完成的，該計(jì)時(shí)器控制了鎮(zhèn)流器的電源并且可以由醫(yī)師來設(shè)定。數(shù)據(jù)表明，以一個(gè)輻照密度為10mW/cm2的光源遞送10 J/cm2的劑量可得到臨床上可接受的結(jié)果。從上面的公式可以知道這一光劑量將需要1000秒(16分40秒)的曝光時(shí)間。一個(gè)選定的光劑量也可以通過附加地或交變地改變輻照密度來施加。
本發(fā)明的廣寬范圍并不限于這里所敘述的詳細(xì)說明和代表性的器件。本領(lǐng)域的專業(yè)人員可以容易地對本發(fā)明進(jìn)行修改并得到額外的好處。但是所可能作出的各種修改并沒有脫離由所附的權(quán)利要求及其等效物所界定的發(fā)明的總概念的精神及范圍。
權(quán)利要求
1.一個(gè)用于對輪廓表面進(jìn)行光動力診斷或治療的照明器，該照明器包括許多與輪廓表面大體相符并且以強(qiáng)度基本均勻的可見光照射該輪廓表面的光源；以及一個(gè)維持所述許多光源對于輪廓表面的相對位置的殼體。
2.如權(quán)利要求1的照明器，其中所述許多光源中的每一個(gè)都包括一個(gè)一般為弓形的中心區(qū)域及從所述中心區(qū)域的相應(yīng)端延伸出的兩臂；以及其中所述殼體包括一個(gè)開口以允許輪廓表面進(jìn)入到所述的兩臂之間朝向所述中心區(qū)域的位置上并從該位置上退出。
3.如權(quán)利要求2的照明器，其中所述中心區(qū)域大體上是一個(gè)半圓以及所述兩臂從所述中心區(qū)域的所述相應(yīng)端大體相互平行地延伸出。
4.如權(quán)利要求2的照明器，其中所述弓形區(qū)域具有一個(gè)半徑約為19厘米的曲率。
5.如權(quán)利要求2的照明器，該照明器還包括一個(gè)冷卻系統(tǒng)，該冷卻系統(tǒng)適用于對所述兩臂及所述中心區(qū)域的所述兩端提供比所述中心區(qū)域更多的冷卻。
6.如權(quán)利要求5的照明器，該照明器還包括一個(gè)支撐在所述殼體上的反射器，該反射器插入在所述殼體及所述許多光源之間；以及一個(gè)支撐在所述殼體上的屏蔽物，該屏蔽物放在所述許多光源及輪廓表面之間；其中所述冷卻系統(tǒng)包括位于所述屏蔽物上的進(jìn)氣口，該進(jìn)氣口適于接收外界空氣；位于所述反射器上的中間口，該中間口適于將來自所述反射器與所述屏蔽物之間的第一區(qū)的被加熱的外界空氣傳輸?shù)剿龇瓷淦髋c所述殼體之間的第二區(qū)；以及位于所述殼體上的排氣口，該排氣口適于排出被加熱了的外界空氣。
7.如權(quán)利要求6的照明器，該照明器還包括至少一個(gè)風(fēng)扇，該風(fēng)扇適于通過所述進(jìn)氣口吸入外界空氣以及通過所述排氣口排出被加熱了的外界空氣。
8.如權(quán)利要求6的照明器，其中所述進(jìn)氣口包括一些孔，這些孔打在所述屏蔽物的接近所述兩臂的自由端處，而其中所述中間口包括一些孔，這些孔打在所述反射器的接近所述中心區(qū)域的所述兩端處。
9.如權(quán)利要求1的照明器，其中所述許多光源大體上是互相平行的，而且所述許多光源相鄰兩個(gè)之間的橫向間隔是沿著輪廓表面而變的。
10.如權(quán)利要求9的照明器，其中所述許多光源的位于里面的兩個(gè)的所述橫向間隔大于所述許多光源的位于外面的兩個(gè)。
11.如權(quán)利要求10的照明器，其中所述殼體包括一個(gè)發(fā)射面積。其中所述許多光源包括七個(gè)熒光燈泡。所述七個(gè)熒光燈泡具有第一橫向間隔，該間隔起自所述七個(gè)熒光燈泡中的最中央一個(gè)熒光燈泡終于與其鄰近的各個(gè)熒光燈泡。所述七個(gè)熒光燈泡還具有第二橫向間隔，該間隔位于兩個(gè)中間熒光燈泡之間，所述兩個(gè)中間熒光燈泡位于所述七個(gè)熒光燈泡中的所述最中央一個(gè)的各側(cè)。所述七個(gè)熒光燈泡還具有第三橫向間隔，該間隔位于所述七個(gè)熒光燈泡中的最外兩個(gè)與對應(yīng)的鄰近中間熒光燈泡之間。所述七個(gè)熒光燈泡還具有第四橫向間隔，該間隔位于所述七個(gè)熒光燈泡中的最外兩個(gè)與所述發(fā)射面積的邊緣之間。其中所述第一橫向間隔約為7厘米，所述第二橫向間隔約為5厘米，所述第三橫向間隔約為3.5厘米，所述第四橫向間隔約為2.5厘米。
12.如權(quán)利要求1的照明器，其中所述光源生成的可見光基本上全部處于藍(lán)光區(qū)域。
13.如權(quán)利要求12的照明器，其中所述的光具有一個(gè)417±5納米的標(biāo)稱峰點(diǎn)波長以及一個(gè)30納米的標(biāo)稱帶寬。
14.如權(quán)利要求1的照明器，其中所述許多光源中的每一個(gè)光源包括一個(gè)熒光燈管，該熒光燈管內(nèi)部覆蓋有Sr2P2O7Eu。
15.如權(quán)利要求1的照明器，其中所述許多光源所提供的最大總發(fā)射面積為約2850平方厘米而最小有效治療發(fā)射區(qū)域?yàn)榧s1350平方厘米。
16.如權(quán)利要求1的照明器，該照明器還包括一個(gè)支撐在所述殼體上的屏蔽物，該屏蔽物放在所述許多光源及輪廓表面之間；其中從所述許多光源輻照到一個(gè)與所述屏蔽物的距離為2英寸及一個(gè)與所述屏蔽物的距離為4英寸的有效發(fā)射區(qū)域上的輻照度至少為最大輻照度的70％。
17.如權(quán)利要求16的照明器，其中從所述許多光源輻照到離所述屏蔽物為所有工作距離的有效發(fā)射區(qū)域上的輻照度至少為最大輻照度的60％。
18.如權(quán)利要求1的照明器，其中所述許多光源的功率輸出為約每平方厘米9至11毫瓦。
19.如權(quán)利要求18的照明器，其中所述功率輸出為約每平方厘米10毫瓦。
20.如權(quán)利要求1的照明器，該照明器還包括一個(gè)支撐在所述殼體上的屏蔽物，該屏蔽物放在所述許多光源及輪廓表面之間；所述屏蔽物將所述許多光源射向輪廓表面的紫外線過濾掉。
21.如權(quán)利要求20的照明器，其中所述屏蔽物用聚碳酸酯材料制造。
22.如權(quán)利要求20的照明器，其中所述屏蔽物包括一個(gè)光漫射器。
23.如權(quán)利要求1的照明器，該照明器還包括至少一個(gè)電路，該電路向所述許多光源供電，該電路包括一個(gè)用來給所述許多光源供電/斷電的激活/停用控制器；一個(gè)曝光控制器，該控制器在所述許多光源輻照輪廓表面達(dá)到選定劑量后切斷所述許多光源的供電電路；以及一個(gè)用來啟動所述許多光源并維持加到(原文為“通過”，譯注)所述許多光源的電壓的鎮(zhèn)流器。
24.如權(quán)利要求23的照明器，其中所述曝光控制器是一個(gè)用來在選定的時(shí)段后切斷所述許多光源供電電路的計(jì)時(shí)器。
25.如權(quán)利要求24的照明器，其中所述計(jì)時(shí)器包括至少一個(gè)控制手段，該控制手段為所述光線對輪廓表面的照射設(shè)定一個(gè)時(shí)間限。
26.如權(quán)利要求23的照明器，其中所述至少一個(gè)電路還包括一個(gè)用于探測所述許多光源中的至少一個(gè)所發(fā)出的所述光線的可見光傳感器，該可見光傳感器輸出一個(gè)對應(yīng)于所述光線的第一信號；一個(gè)檢測所述鎮(zhèn)流器輸入電壓的探測器，該探測器輸出一個(gè)對應(yīng)于所述輸入電壓的第二信號；一個(gè)變壓器，該變壓器用來向所述鎮(zhèn)流器提供許多可能的輸入電壓；一個(gè)開關(guān)陣列，該開關(guān)陣列用來從所述許多可能的輸入電壓中選擇一種打算提供給所述鎮(zhèn)流器的電壓；以及一個(gè)用于控制所述至少一個(gè)電路的處理器，該處理器接收所述第一及第二信號并控制所述開關(guān)陣列；為了能保持以所述強(qiáng)度基本均勻的可見光來照射輪廓表面，其中所述處理器對所述鎮(zhèn)流器的所述輸入電壓進(jìn)行調(diào)整以修正所述許多光源的所述光線輸出。
27.如權(quán)利要求26的照明器，其中變壓器是一種升壓/降壓自耦變壓器。
28.如權(quán)利要求26的照明器，其中所述至少一個(gè)電路還包括一個(gè)表明照明器狀態(tài)的指示器，該指示器受所述處理器控制。
29.如權(quán)利要求23的照明器，其中所述激活/停用控制器包括一個(gè)用來對外來電源的接入進(jìn)行控制的總電源開關(guān)；以及一個(gè)用來對非授權(quán)人員使用照明器進(jìn)行限制的鑰匙開關(guān)。
30.如權(quán)利要求1的照明器，該照明器還包括一個(gè)支撐在所述殼體上的可見光傳感器；一個(gè)支撐在所述殼體上的反射器，該反射器插入在所述可見光傳感器及所述許多光源之間；一個(gè)位于所述反射器(partition)上的第一光闌孔，該第一光闌孔適于讓來自所述許多光源中的第一個(gè)光源的可見光通過該孔而到達(dá)所述可見光傳感器，所述第一光闌孔與所述可見光傳感器之間的間距為第一間距，并具有一個(gè)第一橫截面積；一個(gè)位于所述反射器(partition)上的第二光闌孔，該第二光闌孔適于讓來自所述許多光源中的第二個(gè)光源的可見光通過該孔而到達(dá)所述可見光傳感器，所述第二光闌孔與所述可見光傳感器之間的間距為第二間距，并具有一個(gè)第二橫截面積；其中第一及第二橫截面積之比率與第一及第二間距的負(fù)二次方成正比；以及其中所述可見光傳感器適于檢測來自所述許多光源中的所述第一及第二個(gè)光源的光輸出，并且為了提供所述強(qiáng)度基本均勻的可見光來照射輪廓表面所述可見光傳感器給出一個(gè)信號以供對所述許多光源的可見光輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
31.如權(quán)利要求30的照明器，該照明器還包括一個(gè)位于所述反射器上的第三光闌孔，該第三光闌孔適于讓來自所述許多光源中的第三個(gè)光源的可見光通過該孔而到達(dá)所述可見光傳感器，所述第三光闌孔與所述可見光傳感器之間的間距為第三間距，并具有一個(gè)第三橫截面積；其中所述許多光源中的所述第二及第三個(gè)光源位于所述許多光源中的所述第一個(gè)光源相對兩側(cè)間隔基本相等的地方，所述第二及第三間距基本相等，而且所述第二及第三橫截面積基本相等；以及其中所述可見光傳感器適于檢測所述許多光源中的所述第一、第二及第三個(gè)的光輸出，并且為了提供所述強(qiáng)度基本均勻的可見光來照射輪廓表面所述可見光傳感器給出一個(gè)信號以供對所述許多光源的可見光輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
32.一個(gè)對輪廓表面進(jìn)行光動力診斷或治療的方法，該方法包括局部地施加5-氨基乙酰丙酸到輪廓表面上；以及用從許多個(gè)光源射出的強(qiáng)度基本均勻的可見光照射該輪廓表面，所述許多光源大體上與該輪廓表面相符合。
33.如權(quán)利要求32的方法，其中5-氨基乙酰丙酸在一個(gè)載體內(nèi)。
34.如權(quán)利要求32的方法，該方法還包括逐次的施加5-氨基乙酰丙酸。
35.如權(quán)利要求32的方法，其中輻照輪廓表面的光線基本上全部在藍(lán)光范圍內(nèi)。
36.如權(quán)利要求35的方法，其中所述輻照包括約1000秒的光照射，所述光的標(biāo)稱峰點(diǎn)波長為417±5納米標(biāo)稱帶寬為30納米。
37.一個(gè)用于照明器的冷卻系統(tǒng)，該照明器包括一種細(xì)長的光源，該細(xì)長光源具有一個(gè)一般為弓形的部分以及與之相連的一般為直線形的部分，所述冷卻系統(tǒng)包括一個(gè)包圍所述光源的強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)；一個(gè)接收外界空氣進(jìn)入所述強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)的進(jìn)氣口，所述進(jìn)氣口位于一般為直線形的部分的自由端附近；以及一個(gè)從所述強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)排出已加熱的外界空氣的排氣口，所述排氣口位于一般為弓形的部分與一般為直線形的部分之間相連接處附近；其中與一般為弓形的部分相比較，該一般為直線形的部分以及位于一般為弓形的部分與一般為直線形的部分之間的連接處要接收更多的冷卻。
38.如權(quán)利要求37的冷卻系統(tǒng)，該系統(tǒng)還包括一個(gè)適于通過所述進(jìn)氣口吸入外界空氣并通過所述排氣口排出已加熱外界空氣的風(fēng)扇。
39.一個(gè)提供強(qiáng)度基本均勻的光的方法，所述光是由細(xì)長光源發(fā)出的，所述細(xì)長光源具有一個(gè)一般為弓形的部分以及與之相連的一般為直線形的部分，該方法包括給一般為直線形的部分提供較一般為弓形的部分更多的冷卻。
40.如權(quán)利要求39的方法，該方法還包括給位于一般為直線形的部分及一般為弓形的部分之間的連接處提供較一般為弓形的部分更多的冷卻。
41.一個(gè)模仿一種無限平板發(fā)射器的照明器，該照明器包括一個(gè)具有周邊的發(fā)射面積；以及一種許多相互大體上平行的光源，所述許多光源適于從所述發(fā)射面積上發(fā)射出強(qiáng)度基本均勻的光；其中所述許多光源中相鄰兩個(gè)之間的橫向間距是隨著與所述周邊的相對位置而變化的。
42.如權(quán)利要求41的照明器，其中所述許多光源中離所述周邊最遠(yuǎn)的一個(gè)和與其相鄰的一個(gè)之間的所述橫向間距比所述許多光源中離所述周邊最近的一個(gè)和與其相鄰的一個(gè)之間的所述橫向間距更大。
43.如權(quán)利要求41的照明器，其中所述許多光源包括第一對互相平行的細(xì)長光源，所述第一對細(xì)長光源中的每一個(gè)和與其對應(yīng)的所述周邊之間的間隔為第一橫向間距；與所述第一對細(xì)長光源平行的第二對細(xì)長光源，所述第二對細(xì)長光源中的每一個(gè)和與其對應(yīng)的所述第一對細(xì)長光源中的一個(gè)之間的間隔為第二橫向間距；與所述第一對及第二對細(xì)長光源平行的第三對細(xì)長光源，所述第三對細(xì)長光源中的每一個(gè)和與其對應(yīng)的所述第二對細(xì)長光源中的一個(gè)之間的間隔為第三橫向間距；以及與所述第一對第二對及第三對細(xì)長光源平行的至少一個(gè)中心細(xì)長光源，所述中心細(xì)長光源和每一個(gè)與其鄰近的細(xì)長光源之間的間隔為第四間距；其中所述第一、第二、第三及第四橫向間距的相對比率相應(yīng)地約為2.5∶3.5∶5∶7。
44.一個(gè)用于照明器的監(jiān)視系統(tǒng)，該照明器照射一個(gè)表面，該監(jiān)視系統(tǒng)包括許多獨(dú)立可調(diào)的光源，該光源適于以強(qiáng)度基本均勻的光來照射一個(gè)表面；一個(gè)光傳感器，該傳感器與所述許多光源的相對位置保持不變；一個(gè)隔層，該隔層插入在所述光傳感器和所述許多光源之間；一個(gè)位于所述隔層中的第一光闌孔，該第一光闌孔適于讓來自所述許多光源中的第一個(gè)光源的光線通過該光闌孔而到達(dá)所述光傳感器，所述第一光闌孔與所述光傳感器之間的間距為第一距離，并具有一個(gè)第一橫截面積；以及一個(gè)位于所述隔層中的第二光闌孔，該第二光闌孔適于讓來自所述許多光源中的第二個(gè)光源的光線通過該光闌孔而到達(dá)所述光傳感器，所述第二光闌孔與所述光傳感器之間的間距為第二距離，并具有一個(gè)第二橫截面積；其中第一及第二橫截面積之比率與第一及第二距離之比的負(fù)二次方成正比；以及其中所述光傳感器適于檢測來自所述許多光源中的所述第一及第二個(gè)光源的光輸出，并且為了提供所述強(qiáng)度基本均勻的光線來照射該表面而給出一個(gè)信號以供對所述許多光源的光輸出進(jìn)行調(diào)節(jié)。
45.對輪廓表面進(jìn)行光動力診斷或治療的光，所述的光來自與輪廓表面大體相符并以均勻的強(qiáng)度照射該輪廓表面的許多源頭。
全文摘要
一種用于光動力治療或光動力診斷的器具及方法,該器具及方法使用一種照明器,該照明器包括許多與輪廓表面大體相符的光源并且以強(qiáng)度基本均勻的可見光照射該輪廓表面。該光源可包括大體上為U形的并由電子鎮(zhèn)流器驅(qū)動的熒光燈管。調(diào)整鎮(zhèn)流器電壓來控制燈管的輸出功率。燈管用金屬或塑料薄片制成的殼體來支撐并覆蓋有一層聚碳酸酯屏蔽物,該屏蔽物將冷卻氣流控制在裝置內(nèi)部,并在燈管發(fā)生破裂事故時(shí)防止玻璃接觸病人。燈管后面設(shè)有一個(gè)鋁制的反射器,其作用為增強(qiáng)輻照度輸出并增加輸出分布的均勻性。諸多U形燈管之間的間隔是不等的,以增加照明器邊緣部位的輸出并使輸出更加均勻。同時(shí),在燈管的不同部位進(jìn)行不同強(qiáng)度的冷卻以改善均勻性。用一個(gè)光敏傳感器來監(jiān)控U形燈管的輸出,根據(jù)該傳感器所給出的信號來調(diào)整燈管的輸出。
文檔編號A61B17/00GK1308553SQ99808203
公開日2001年8月15日 申請日期1999年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月1日
發(fā)明者S·倫巴爾, R·科佐多伊, R·卡羅爾, E·萊佩爾邁耶 申請人:杜薩藥品公司