TW201208731A - Flexible light therapy device, a plaster and a bandage - Google Patents

Description

201208731 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於可撓性之光療裝置。該可撓性之光療裝置 可在可附著至一人或一動物之皮膚及/或可圍繞一人或— 動物之一身體部分包覆之一石膏或一繃帶中實施。 可撓性之光療裝置包括產生光之一光源，該光照射至一 被治療人或動物之皮膚上，且相依於該光之色彩而穿透至 該皮膚表面下面之組織中達一具體深度。當該所穿透光由 該組織吸收時’該組織變暖。皮膚中及皮膚下面之組織之 麦暖係令人感到健康愉快之體驗且亦具有一治療效果，尤 其疼痛緩解。熱之益處係基於局部增強血液循環之皮膚中 之一血管舒張反應。此導致一較高代謝率及代謝產物與其 他基本生化化合物之運輸。光穿透至更深組織提供一和緩 且舒適之變暖效應。此外，光之具體波長對皮膚及下面組 織之細胞中之該等生化過程具有一影響且可撓性之光療裝 置可用於減慢不利生化過程或促進有益生化過程。 【先前技術】 公開專利申請案WO 0 1 /14012A1揭示用於體外光電治療 之一可撓性之施照器。該可撓性之施照器在一可撓性之基 板上具有至少一個光產生源。該可撓性之施照器進一步具 有用於漫射該至少一個光產生源之光之一結構且具有用於 將熱傳送运離一皮膚接觸表面之一系統。在所論述之實施 例中’提供複數個光產生源。該可撓性之施照器之背側 (其係在使用中該可撓性之施照器之背對被治療人之皮膚 157959.doc 201208731 側）提供一散熱片用於吸收由該複數個光產生源產生 之…°亥放熱片與該等光源與皮膚之間的一熱障一起工作 以防止錢產生源之熱將皮膚接觸表面加熱至一危險溫 度。熱係沿遠離藉助該可撓性之施照器進行治療之人之一 • 方向傳送。 -該所引用技術之該可撓性之施照器僅包括沿遠離被治療 人或動物之-方向傳送光源之熱之熱傳送構件。然而，該 彳撓1·生之施照器與該被治療人或動物之皮膚之間的接觸區 域可仍局部變得過熱或局部保持過冷。所謂熱點及冷點係 不便於n亥被/σ療人或動物且可對該可挽性之施照器之治療 效果具有一負面影響。 【發明内容】 本發明之一目標係提供一種在該可撓性之光療裝置與一 被治療人或動物之皮膚之間的界面處更準確地控制熱之可 撓性之光療裝置。 ^ 本發明之一第一態樣提供如技術方案丨中所請求之—可 繞性之光療裝置。本發明之一第二態樣提供如技術方案15 中所請求之-石膏或-端帶。若干有利實施例界定於隨附 技術方案中。 根據本發明之該第-態樣之一可挽性之光療裝置包括— 光源、一光透射元件及一熱管理構件。該可撓性之光療裝 置在使用中為一生物之一治療目標區域提供一治療光效 應。該光源係用於發射光。該光透射元件可係一所謂側面 發光組態中之光學稱合至該光源之一可繞性之光透射材料 157959.doc 201208731 (諸如光學㉝合至該光源之—可撓性之光導材料）或可包括 -所謂直接發光組態巾光㈣合至該光源之—域射腔。 該光透射元件包括朝該治療目標區域之—光出射窗。該熱 管理構件係熱耦合至該治療目標區域以跨越該治療目標區 域分佈熱及控制該熱分佈。該熱可源自該治療目標區域自 身’但該所分佈熱之大部分將源自該光源。 該熱管理構件提供控制跨越該治療目標區域之該熱分佈 之效應〇tb乃因該熱管理構件係熱耗合至該治療目標區域 且在一較佳實施例中亦係熱輕合至該㈣。將該光源之執 傳導至該治療目標區域。經由傳導，可將更多熱傳送至該 /σ療目‘區域之可能較冷區域且可將較少熱傳送至該治療 目^區域之可能較熱區域。此外，該熱管理構件能夠分佈 熱且因此其可將熱自較溫暖區域傳送至較冷區域，此防止 =治療目標區域處之熱點及冷點且因此防止跨越該治療目 心區域之-強烈溫度梯度。因此，該熱管理構件減小該治 療目標區域處之〉、黑| λ . 皿差換δ之，跨越該治療目標區域之該 熱分佈變得較均勻。 發明人已實現當除了接收主要使該皮膚之更深組織變熱 之光外’戎治療目標區域由於經由朝該治療目標區域傳導 之該熱分佈而接收來自該光源之熱時，該可撓性之光療裝 置之治療效果增加。該所傳導之熱係由該被治療人或動物 之該皮膚之頂部層接收，且可進—步傳導至該皮膚之更深 組織。光經由電磁波而傳送能量。該等電磁波在較大程度 上直接朝該皮膚之更深組織穿透以使該等更深組織變暖。 157959.doc 201208731 因此該可撓性之光療裝置在使用中提供藉助所輻射光之 吞亥皮膚之更深组織之一有效變暖及藉助所傳導熱之該皮膚 之頂部層之一舒適變暖。 有利地’節省能量。將該光源之餘熱之至少一部分高效 地用於獲得-治療效果，替代將全部餘熱自該可繞性之光 療裝置傳送出至周圍環境。因此，該光源可以-較低電力 位準操作而該治療效果仍相同。

一光透射元件係、彳撓性之光透射材料。該可撓性係足夠 、允許“可撓[生之光療裝置之變曲以使得獲得朝該治療 目標區域之光之-有效發射。在一有利實施例中，亦可藉 助該光透射元件而獲得至該治療目標區域之—有效熱搞 合。術語「光透射」意指自該光源接收之光至少部分地朝 光出射窗透射。因此，該光透射材料可係透明或半透明， 且可係部分透明或部分半透明。

應注意，該可撓性之光透射材料未必限於一單個材料或 僅限於固體材料。- in體材料與氣體之—組合亦可使用， 或一固體材料與一流體之一組合。舉例而言，一可撓性之 發泡體材料可用於獲得一實質上固定形狀，其仍具有使該 材料彎曲之可撓性，且該可撓性之發泡體中之腔可填充有x 一光透射氣體（舉例而言，係空氣）。 在另-實施例中’該光療裝置包括光學輕合至該光透射 元件之複數個光源。 在-實施例中’該熱管理構件係熱耗合至該光透射元件 且在使用中使該光窗與該治療目標區域接觸。因此可 157959.doc 201208731 經由該光透射元件來獲得該熱管理構件與該治療目標區域 之間的一熱耦合。該光透射元件具有一具體導熱性及一具 體熱容量且因此該光透射元件可輔助該熱管理構件朝該治 療目標區域分佈該熱。該光透射元件因此較佳地非一熱絕 緣體。如其他實施例中所論述，當使用導熱通道時該光透 射元件可具有一相對低導熱性。 其中光透射元件具有一具體導熱性及一具體熱容量之實 施例在使用於一打開與關閉狀態之間交替之脈衝光發射器 時尤其有利。皮膚接收脈衝形式之光之電磁波且因此非持 續被加熱。具有一具體熱容量之光透射元件暫時儲存該光 源之餘熱之一部分且逐漸地經由傳導將所儲存熱之至少一 部分提供至被治療人或動物之皮膚。因此，該皮膚亦在脈 衝之間變暖。此提供更多舒適及一有益治療效果，同時在 該光源之關閉週期期間節省電力。 在另一實施例中，熱管理構件包括應用於光透射元件之 一表面之一部分之一導熱層。 在光透射元件之表面之一部分處提供一導熱層係將熱分 佈於適當位置且因此獲得較均勻之跨越治療目標區域之一 ”、、刀佈之有放方式。應注意，該導熱層係熱搞合至該光 透射元件，此乃因該導熱層應用於該光透射元件之一表 口此’ β亥v熱層辅助跨越該光透射元件之本體分佈該 光源之熱，且因此該光透射元件中之溫差減小。因此，該 光透射元件之光出射窗獲得一較均勻溫度分佈。若然後使 一出射_與β亥治療目標區域接觸，則跨越該治療目標區 157959.doc 201208731 4之該熱分佈亦變得較均句。除了減小該光出射窗處之冷 點及熱點之數目外，亦防止該光透射元件之其他區域處 (尤其在提供該導熱層之區處）之冷點及熱點。因此，該可 • 隸之光療裝置之其他表面(其纟與-人或動物之治療目 標區域接觸，但其（舉例而言）與（舉例而言）該人之衣物接 ' 觸）並不形成具有超過一安全溫度之一溫度之熱點。 該導熱層可係不透明的。若該導熱層係不透明的，則該 ¥熱層應用於之該光透射元件之表面之部分較佳地非該光 出射窗。可將導熱層提供至該光出射窗。然而，然後其必 須係至少部分光透射以允許自該光出射窗發射之光之至少 一部分到達該治療目標區域。此一光透射導熱層可係含有 金屬粒子之一矽層，或在另一實例中，該光透射導熱層可 係一編織銅導線結構（該等銅導線之間具有開放空間）。在 另一實施例中，若該導熱層應用於包括該光出射窗之該光 透射元件之侧，且若該導熱層係非光透射，則該光出射窗 Q 之至少—實質部分不可由該導熱層覆蓋。 在一實施例中，該導熱層應用於之該光透射元件之表面 之部分實質上經定位與該光出射窗相對。 在一實施例中，該熱管理構件係熱耦合至該光源以用於 • 接收該光源之熱及用於朝該治療目標區域分佈該光源之該 熱。 该熱管理構件吸收該光源之該餘熱且將該熱之至少一部 刀提供至该治療目標區域。因此，使用該所接收之餘熱來 升同"亥&療目標區域之溫度。因此，經由熱傳導而至人或 157959.doc 201208731 動物之皮膚之熱傳送增加且獲得一較佳治療效果β該熱管 理構件分佈該熱且因此防止該光透射元件在一側（其係該 光源耦合至該光透射元件之該側）處變得相對溫暖，而該 光透射元件之另一側保持相對冷。貫穿該光透射元件獲得 一較均勻熱分佈。此外，節省能量，此乃因經由該光源之 光且經由所傳導之來自該光源之餘熱來加熱人或動物之皮 膚，且因此，該光源可發射較少光。 在另貫靶例中，該熱管理構件包括該光透射元件中之 導熱通道。該等導熱通道之一端經配置以當該可撓性之光 療裝置在使用中時與該治療目標區域接觸。因此，該等導 ,，.、通道係用於为佈熱以使得跨越該治療目標區域之該熱分 佈變得較均勻之-有效解決方案。該科錢道之另」端 可係熱搞合至該光透射元件。因此，該等導熱通道係用以 將熱自-第一位置朝其他位置分佈熱之有效構件且亦有效 於減小該光透射元件内之溫差，且因此，輔助在亦可與該 治療目標區域接觸之該光出射窗處獲得一較佳熱分佈。跨 越》亥光出射囪t車交佳熱分佈促成跨越該治療目標區域之 -較佳熱分佈。該光透射元件通常具有—相對低導熱性及/ 或-低熱容量且因此該等導熱通道提供比該光透射元件可 提供更佳之一熱傳導。 應注意，若該等導熱通道非係熱搞合至該光透射元件， 則該等導熱通道主要具有朝該治療目標區域之㈣輸之功 能。若該等導熱通道亦係熱耦合至該光透射元件，則該等 導熱通道亦提供將熱分佈至該光透射元件之功能，且因此 157959.doc -10. 201208731 經由該光透射元件朝該治療目標區域之一額外熱傳輸路徑 變得可用°進一步應注意，「使該等導熱通道之端與該治 療目心區域接觸」具有「將該導熱通道之端熱輕合至該治 療目標區域」之意義，此實際上意指另一導熱材料薄層亦 可位於該治療目標區域與該導熱通道之該端之間中。 在一進一步實施例中，該等導熱通道沿實質上垂直於該 光出射窗之—方向延伸。若該等導熱通道延伸至實質上垂 直於該光出射窗之該方向中，則該光透射元件之與該治療 目標區域接觸之一部分與該光透射元件之經定位距該治療 目標區域某一距離之一部分之間的溫差減小。 在一進一步實施例中，該等導熱通道係熱耦合至該導熱 層。因此，該等導熱通道可自該導熱層接收熱及/或可將 熱遞送至该導熱層。該導熱層跨越其表面且以沿循該光透 射兀•件之該表面之至少部分之方向（例如，實質上平行於 忒治療目標區域）提供熱分佈，且該等導熱通道沿朝該治 Q 療目標區域或遠離該治療目標區域（例如，實質上垂直於 該治療目標區域）之方向提供該熱分佈。因此，該等導熱 通道及該導熱層之組合效應提供跨越該治療目標區域之一 更佳熱分佈。此外，若該導熱層或該等導熱通道亦係熱耦 - 合至該光透射元件，則該光透射元件之整個本體可接收一 實質上相等溫度。 在一實施例中，及時執行熱分佈。舉例而言，該熱管理 構件可在一第一時刻在一第一位置處吸收熱，且在—第二 時刻將該熱遞送至-第二位置。該熱可藉由該熱管理構件 157959.doc 201208731 暫時儲存，此允許該第—位置與該第二位置實質上係相同 位置。舉例而言，當該光源在一打開與關閉狀態之間交替 時，在該關閉狀態期間可重新使用自該打開狀態暫時儲存 之熱。當隨時間可管理該熱分佈時，可限制在該光療裝置 之不同操作條件下跨越該治療目標區域之溫度分佈之間的 差，且因此防止暫時冷點及熱點。因此，對藉助可撓性之 光療裝置進行治療之人或動物而言’該可撓性之光療裝置 係比不具有熱管理構件之一可撓性之光療裝置更舒適且更 安全。 在一實施例中，該熱管理構件可包括相變材料以用於暫 時儲存熱。相變材料當其自一第一相改變成_第二相（舉 例而言’自固體至流體)時吸收熱，且當其自該第二相改 變成該第—相時釋放熱。相之改變通常在一經明確界定之 溫度下發生，且因此，當該相變材料之環境之溫度趨=增 加超過該經明確界定之溫度時，該相變材料藉由自該第二 相改變成該第二相來吸收熱’同時只要該相變材料能夠吸 收熱該溫度保持實質上相同。當隨後該相變材料之環境之 溫度趨於減少低於該經明確界定之溫度時，該相變材：藉 由自該第二相改變成該第—相來釋放熱且因此該相變㈣ ，環境之溫度可保持實質上相同。㈣，相變材料係用以 隨時間緩衝熱且因此控制治療目標區域之熱分佈之有效構 件。應注意，該相變材料除了儲存/釋放熱以外亦可傳導 熱室該相變材料可在一具體位置處開始自—第一相改變成 苐一相且亦在鄰近位置處透過傳導導致相變，等等。當 157959.doc -12- 201208731 稍後該相變材料經I # * …時，该熱釋放最可能在溫度趨於下 降相對快速之另—且种 ，、體位置處開始。發生該熱之吸收之位 置可因此不同於釋放該埶 双f熱之位置。因此，該相變材料亦在 三個維度上分佈埶。 叶7

在進纟實施例中，該熱管理構件包括相變材料纖 維，該等纖維提供於該光透射元件中。因此，該等相變材 枓纖維在該光透射元件中提料分佈且因此當使該光出射 窗與該治療目標區域接觸時，良好控制跨越該治療目標區 域之熱刀#。在其他實施例中，該相變材料可經配置成礙 於該等光透射元件中之小球形元件，或可提供為該可撓性 之光療裝置之其他層之間中的一層。 該光透射元件可包括一光輸入窗以用於接收該光源之 光，以使仔超過60%之該光僅經由散射及/或反射朝該光出 射窗傳送。若該光之大部分未直接自該光輸人窗朝該光出 射窗傳送’則該光療裝置經配置成—所謂間接發光組態。 在經由該光透射元件來反射或散射之後，該光之大部分到 達該光出射窗。此-組態在該光出射窗處提供—良好均質 之光分佈。此外，相對於該光出射窗，該組態提供關於光 源之位置之更多設計可撓性’且同樣，可更容易配置該光 源與該熱管理構件之間的一可能導熱耦合。 在一實施例中，該光透射元件進一步包括一光輸入窗以 用於接收該光源之光，其中平行於該光輸入窗之一平面經 定向而實質上垂直於平行於該光出射窗之一平面。該光透 射元件可係將光自該光輸入窗朝該光出射窗傳輸之一光 157959.doc -13- 201208731 導。此組態係一所謂側面發光組態。應注意，該光導係— 可撓性之材料，且平行於該光輸入窗之該平面未必係—平 坦平面。在平行於該光輸入窗之平面交叉平行於該光出射 2平面之位置處，平行於該光輸人f之該平面經定向而 實質上垂直於平行於該光出射窗之該平面。—侧面發光细 態允許-❹㈤光社定位係在該光透射元件之—個側 處’此需要較少電接線且允許針對該等光源使用_專用外 殼。此外，藉由使該等絲、位於__側處，允許該光透射元 件係儘可能可撓性，此#必須使該光導之—相對大部分與 被治療人或被治療動物之皮膚接觸時係尤其有利的。此 外’當該等光源全部定位於該光導之—個側處時，獲得該 熱管理構件可_合至該等光源之—共同位置…經有: 且冋效搞合之熱管理構件防止該光導在操作期間由於與該 光源或該等光源接觸而在一個側處變得相對溫暖，而該光 導之另一侧保持相對冷。 在一實施例中，該可撓性之光療裝置進一步包括一反射 器以用於將由該光源發射之該光㈣光輸人窗反射。若該 光源係直接麵合至該光輸人窗以用於將該光_合於該光透 射件巾’則用於將該熱管理構件恰當連接至該光源之設 計選項受限且通常係_弱點。舉例而纟’若該光源經配置 成一側面發光組態（例如，接近於該光透射元件）且該熱管 理構件包括位於該光透射元件之—表面上（例如，在該光 透射兀件之頂部上）之一導熱層’則該導熱層必須經彎曲 以熱耦合至β亥光透射元件之側處之該光源。尤其此等彎曲 157959.doc -14- 201208731 • 係弱點。若使用一反射器來將由該光源發射之該光朝該光 輸入窗反射，則該光源可以更便於連接至該熱管理構件藉 此避免弱點之方式而放置（例如’放置於該熱管理構件之 該導熱層之該平面中）。 在一實施例中，該可撓性之光療裝置進一步包括用以控 • 制跨越該治療目標區域之一光分佈之一光管理構件。 發明人已實現，控制跨越該治療目標區域之光分佈亦係 有利的。可藉由具有一經控制之光分佈及一經控制之熱分 佈來獲得具體治療效果。一光分佈可補償一不均勻之熱分 佈，此乃因光亦被吸收且因此被轉換成熱。該光管理構件 亦可與該熱官理構件協作以獲得一具體不均勻熱分佈，該 〃、體不均勻熱分佈在該治療目標區域之具體點處提供比在 其他點處多之熱。 在一進一步實施例中，該治療目標區域之一第一子區域 接收比該治療目標區域之一第二子區域少之熱且該光管理 ◎ 構件分佈比該第二子區域多之光至該第一子區域。 、雖然該熱管理構件可經組態以將熱傳導至該治療目標區 域以使得跨越該治療目標區域之該熱分佈變得儘可能均 勻，但通常難以防止該治療目標區域之一第二子區域接收 比第一子區域多之所傳導之熱。尤其該治療目標區域靠 近於該光源之一部分最可能比其他部分更溫暖。藉由分佈 更多光至一子區域，此子區域經由輻射接收更多能量。因 此，在此子區域_比在其他子區域中吸收更多光，且因此 藉由經由某一子區域中之光來接收更多能量而至少部分地 ]57959.d〇c -15- 201208731 補償在彼子區域中經由熱傳導接收較少能量。被治療人或 動物感受該治療目標區域下面之皮膚中之一更均勾熱分 佈，此係較方便且導致跨越該整個治療目標區域之一更均 勻有利之治療效果。 在另一實施例中，該光透射元件包括該光管理構件。該 光透射元件正將來自該光源之該光透射至該治療目標區域 且因此其係可經構建以使得獲得一具體光輸出分佈之一元 件。出於此目的藉由使用該光透射元件，不需要引入額外 元件於該可撓性之光療裝置中，此節省成本且減小該可撓 性之光療裝置之複雜性。 在一進一步實施例中，該光透射元件包括光向外耦合結 構以控制至該治療目標區域之該光分佈。光透射元件通常 係其中捕獲該光且經由全内反射將該光透射至另一位置之 兀件。尤其當該光透射元件之該光輸人窗與該光出射窗未 彼此相對定向時，必須採取具體措施以停止該光之該全内 反射且以經由該光出射窗向外麵合該光。用以重^向該光 以使得將該光經由該光出射窗向外_合之構件稱為光向外 搞合結構。光向外耦合結構通常係小結構，其影響該光透 射兀件之壁之-者之反射性以使得朝該光出射窗反射或散 射照射至該等結構上之該光。藉由組態光向外_合結構之 、具體》佈或精由在具體位置處將其構建成具體形狀，該 治療目標區域處之令女本私山八& 亥先輸出分佈受該等光向外#合結構控 制0 在一實施例中 該光透射元件具有經配置以控制至該治 157959.doc 16 201208731 療目標區域之該光分佈之一形狀。該光透射元件經由反射 而將來自該光源之該光朝該光出射窗透射，乃因該光透射 元件之壁通常用於朝該光出射窗重定向該光。藉由將該光 透射元件構建成一具體形狀，影響該光之該反射方向以在 該光出射窗處且因此在該治療目標區域處獲得一所需光輸 出分佈。在後續實例中，該光輸入窗定位於該光透射元件 之一側壁處且該光輸出窗定位於該光透射元件之一底部壁 處。該光透射元件經細分成兩部分。該光透射元件之一第 一部分係與該光輸入窗接觸且具有一磚之一形狀。一第二 部分係與該第一部分接觸且不與該光輸入窗接觸。該第二 部分具有一模形形狀。該第一部分主要將光經由全内反射 朝該第二部分透射。該第二部分將全部所接收之光反射至 該光出射窗。 在一進一步實施例中，該反射器經配置以提供一經準直 光束至S亥光輸入窗，其中該經準直光束之全寬半高準直角 係小於或等於45度。經由該光輸入窗而進入該光透射元件 之該光束相對於該光輸入窗之法線具有一具體角分佈。該 準直角經界定為該《束之_個光線與該光束之另—光線之 間的最大角，其中該一個光線與該另一光線具有一具體 (最小）光強度。若該光束相對於該光輸入窗之該法線係對 稱的’則該準直肖係該法線與該光束之—光線之間的最大 角之值的兩倍。經由該光輸人窗而進人該光透射元件之光 束具有-具體光強度分佈’纟中該光強度係與該光輸入窗 之。亥法線與該光束之光線之間的角相關^全寬半高準直角 157959.doc -17- 201208731 係光強度係最大光強度之一半之角的兩倍。 若該光束經準直且具有小於45度之全寬半高準直角，則 在該經準直光束之光線中之一者到達該光出射窗之前或在 光線之另一者藉由豸光透射元件之一壁而朝言 亥光出射窗反 射之前，將該等光線之大部分相對遠地透射至該光透射元 件中。因此，結果係將更多光透射穿過該光出射窗距該光 輸^相對遠之-子區域。在由於直接來自該光源之熱而 使罪近该光輸入窗之區域變得更溫暖之情形下此可係有利 的。應注意，該光束之該準直角係在該光透射元件内量 測。 根據本發明之另一態樣，提供包括根據本發明之第一態 樣之該可撓性之光療裝置之一石膏或一繃帶。該石膏或該 繃帶提供與根據本發明之第一態樣之該可撓性之光療裝置 相同之益處且具有與該裝置之對應實施例類似之實施例及 類似效應。 參考下文中所闡述之實施例明瞭且將並闡明本發明之此 等及其他態樣。 熟習此項技術者應瞭解，上文所提及之實施例、實施方 木及/或本發明之態樣中之兩者或兩個以上者可以認為有 用之任一方式組合。 熟習此項技術者可基於本說明實行裝置之修改及變化 (其對應於所闡述之系統之修改及變化）。 【實施方式】 應注意，不同圖中之由相同元件符號表示之物件具有相 157959.doc •18· 201208731 • 同結構特徵及相同功能。在已闡釋此一物件之功能及/或 結構之情況下，不需要在實施方式中重複闡釋其。 該等圖僅係圖解性且並未按比例繪製。特定而言為清晰 起見’某些尺寸係強烈誇大。 在圖1中’展示人類皮膚106之一剖視圖。人類皮膚ι〇6 之頂部層係表皮層1〇2。在表皮層102下面係真皮層104， 該真皮層下面存在皮下組織層107 ^真皮層1〇4具有許多熱 感測器。若該等熱感測器感受到熱，則人身體可以一血管 舒張反應起反應’該也管舒張反應局部增強接近所感受熱 之皮膚及區域中之血液循環。 在該圖之右端提供一轴112，其以微米（μιη)為單位展示 該等層之厚度。應注意，該等層之厚度可相依於皮膚1〇6 在身體上之具體位置而變化。 當一具體波長譜之光108照射至皮膚106上時，該光之— 部分110被反射。具體波長比其他波長在人類皮膚1〇6中穿 0 透更深’此乃因此等其他波長被皮膚106之具體層吸收。 在一實例中，光之一相對大部分i 18被表皮層1〇2吸收。光 之另一部分116在被吸收之前穿透至真皮層1〇4。一相對小 部分114可在被吸收之前穿透至皮下組織層1〇7中。光之吸 收導致各別表皮層1〇2、真皮層104及皮下組織層1〇7之一 加熱效應。紅外A光（800 nm至1500 nm)可穿透相對深至該 皮膚中，直達皮下組織層1〇7，且因此該等熱感測器並未 感測到大量由此紅外A光之吸收所產生之熱。紅外光譜之 其他波長可由頂部層吸收。 157959.doc -19· 201208731 現今，光療裝置通常包括發射人眼可見之一光譜中之光 之大部分之光源。另外，該等光療裝置可包括發射（舉例 而言）紅外光譜中之光之光源。發光二極體（LED)或有機發 光二極體（OLED)具有藉助相對廉價裝置來相對高效地產 生光之有益效應。與（舉例而言）紅外燈相比，LED及OLED 係相對小且因此其等極好適於整合於一可挽性之光療·裝置 中。在操作中’光108可用於使治療目標區域之皮膚1〇6變 暖。該光譜使得將該光之至少一部分透射至皮膚之更 深層中以使該等更深層變暖來獲得一健康愉快及/或治療 效果。在可見光譜中’藍色光（400 nm至47〇nm)比該可見 光譜中之其他色彩較少被皮膚反射。此外，藍色光大部分 地係由人類皮膚106之真皮層1〇4及表皮層102吸收且因此 由藍色光之S玄吸收導致之溫暖被熱感測器良好感知。熱覺 (heat sensation)導致一健康愉快感且導致由於增強之血液 循環之一健康效應。 圖2a中展示本發明之一第一實施例。圖&展示一可撓性 之光通路204之一照片。使可撓性之光通路2〇4與一手2〇2 之背部接觸。可撓性之光路徑2〇4包括發射藍色光至一光 導中之LED。s亥光導將貫質上大量光傳送至手之背部 之方向中且„亥光照射至手202之皮膚上。可撓性之光通路 204經由一電力電纜2〇6連接至一電能源。在另一實施例 $，可撓性之光通路204包括一電池以用於提供電能至該 等LED。在可撓性之光通路2〇4之頂表面（其係與可撓性之 光通路204與手202接觸之表面相對之表面)處，配備經熱 157959.doc -20- 201208731 耦合至該等LED且經熱耦合至該光導之一可撓性之熱傳導 材料。 圖2b展示沿圖2a中所繪之線A. 〇 之一剖視圖。可撓性之光通路204包括一光導作為由一可 撓性之光透射材料製成之光透射元件212。「光透射」意指 進入光導之光之至少一部分亦離開該光導。該光導係可撓 性以允許沿一人類或一動物之身體之曲線彎曲可撓性之光 通路204 ^光透射元件212之小腔216中提供複數個LED 2I4。LED 214發射光22〇至該光導中。光220具有一具體光 譜。由LED 214發射至該光導中之幾乎所有光22〇穿過一光 出射窗222朝一人或一動物之皮膚224向外耦合。在所示之 實例中，使可撓性之光通路204與皮膚224接觸。由於該可 撓J·生之光療裝置可用於人及動物，因此在以下說明中，術 °。人人類及動物可互換。皮膚224面向光出射窗222之部 刀稱為/口療目標區域226。在操作中，治療目標區域226處 之皮膚224之若干層變暖且因此為被治療人提供一健康愉 快二治療效果。在所示之組態（稱為直接發光組態）中，光 22〇幾乎直接穿過光透射元件212朝光出射窗Μ)透射。在 與光出射窗222相對之光透射元件212之—表面處，提供一 可繞性之散熱層21〇。可撓性之散熱層21〇係熱麵合至該光 導且係熱輕合至LED 214。可繞性之散熱層經配置以跨越 =射元件之頂表面（亦即，與光出射窗222相對）分佈熱， 控制該光透射元件之本體中及跨越該光透射元件之 表面（亦即出射窗如自旬之熱分佈。在無散熱層 157959.doc -21 - 201208731 210之情形下，可撓性之光路徑2〇4將在接近led 2i4處最 溫暖。散熱層210接收LED 214之餘熱且跨越整個光透射元 件212傳輸熱218。光透射元件212(其具有一具體熱容量及 一具體導熱性）接收來自可撓性之散熱層21〇之熱218，暫 時儲存某些熱且將剩餘熱朝光出射窗222傳導。因此，跨 越光出射窗222之熱分佈變得較均勻且由於來自led之餘 熱之重新使用而在光出射窗222處獲得一更高平均溫度。 在光出射窗222處，當使可撓性之光通路2〇4與皮膚接觸 時，將一定量之熱朝該被治療人之皮膚傳導。 可撓性之光通路204不僅藉由輻射電磁波至皮膚224之層 中以使得該皮膚之該等層中之熱感測器感知一熱覺來提供 一治療效果，可撓性之光路徑2〇4亦經由傳導將熱提供至 皮膚224，此導致一經改良之熱覺。此外，由於光出射窗 222處之|又佳經控制之熱分佈，因此可撓性之光通路對 被治療人係較安全，亦即，在光出射窗222處存在具有高 於一安全皮膚接觸溫度之一溫度之熱點之機率係更低。此 外LED 214之餘熱並未浪費且高效地用於增加該治療效 果藉由仔細選定經由輪射傳送之能量之量及經由熱傳導 傳送之能量之量，可節省電能。舉例而言，可能在led 214之打開與關閉狀態之間交替，同時該被治療人仍感知 有利/皿見（warmth sensation)，該溫覺係由暫時儲存於光 透射元件之具體熱容量中之熱提供。 可撓性之光通路204包括發射具有有利健康愉快及/或治 療效果之一具體光譜之光之複數個LED 214。該光譜並不 157959.doc -22- 201208731 限於可見光或單一原色（primary color)之光。舉例而言， 該光譜亦可包括紅外線光譜中之電磁波。可撓性之光通路 2〇4之實施例並不限於包括複數個lEd 214。亦可使用其他 光源’如有機發光二極體（0LED)、固態雷射、氣體放電 . 管或白熾燈。在一具體實施例中，僅使用一個光源，其係 ' 部分覆蓋光出射窗222之一可撓性之〇LED。 光出射窗222有利地係與被治療人之皮膚224接觸之光透 射元件212之區域之至少9〇%。光出射窗212可具有數平方 〇 公分之一大小，多達一人類之一身體之一大小。若該光出 射窗係與一人類之一身體一樣大，則該可撓性之光療裝置 可併入一毯中或一墊中以使得當被治療時一人可躺在該毯 下或該墊上。該可撓性之光療裝置亦可整合於衣物（如舉 例而σ睡衣褲）中。此外，光透射元件212係由一可撓性之 光透射材料（舉例而言，聚矽氧、一光透射不織布或織布 纖維或一氣凝膠）製造。該可撓性之光透射材料之可撓性 ◎ 係足夠尚以允許該可撓性之光療裝置之彎曲以使得獲得至 治療目標區域226之一有效光學耦合及熱耦合。該光透射 元件亦可如圖8(稍後論述）中所圖解說明來製造，其中一可 撓1·生之發泡體材料808包括將光22〇自光源8〇6透射至光出 «射窗222之腔804 °「光透射」意指自光源214接收之光係至 少部分地朝光出射窗222透射。該光透射材料可係透明或 半透明。該光透射材料可進_步過渡、㈣或散射該光。 如每材料，t亥光透射材才斗具有一具體熱容量及一具體導 熱！生。因此，某些熱可儲存於光透射元件2丨2中且某些熱 157959.doc -23- 201208731 可傳導穿過光透射元件212且因此光透射元件212不僅影響 治療目標區域226處之光分佈而且亦可影響跨越治療目標 區域226之熱分佈。在圖2b之所示實施例中，熱管理構件 210藉由使用光透射元件212作為能夠朝治療目標區域226 傳送熱之一介質來間接地控制治療目標區域226處之熱分 佈。類似地，圖8之光透射元件之發泡體材料8〇8及空氣腔 804可經調適以將熱自熱管理構件8〇2、8〇3朝治療目標區 域226傳送。在另-實施例中，當（舉例而言）使熱管理構件 210與治療目標區域226直接接觸時可直接執行控制該治療 目才不區域處之熱分佈，或熱分佈之直接控制與間接控制之 組合係可能的。應注意，熱管理構件21〇及光透射元件212 係可撓性之光療裝置之不同組件。然而，其等可經組裝以 使得其等看起來係一個單元，舉例而言，藉由交織兩個組 件之材料。 圖3a與圖3b展示一可撓性之光療裝置3〇〇之另一實施 例該所不實施例展示一側面發光組態。圖3a展示x_y平 面中之光療裝置300之—示意性剖視圖，假定該x_y平面平 行於光出射固222。圖3b展示跨越圖3a中所繪製之線Β_Β· $光療裝置300之一示意性剖視圖。光源3 14經由一光輸入 ' ,發射光220至一光透射元件3 04(其在側面發光組態中 通常稱兔__止彳旨、1 w )中。光源3 1 4可係LED或其他類型之光發 :态。、甚至可能具有一個光發射器，舉例而言以一細長管 :形式之—氣體放電燈。光導3〇4係由一可撓性之光透射 枓（舉例而言，.聚矽氧）製造。光導3〇4具有光重定向結構 157959.doc -24- 201208731 306，該光重定向結構將在光輸入窗3〇2處接收之光朝 光輸出窗222反射，在該光輸出窗222處該光自光導向 外耦合。沿循光輸入窗302之一平面具有相對於沿循光輸 出窗222之-平面之一實質上垂直定向。光透射元件係 — 部分地覆蓋有一熱管理構件308以用於分佈熱。熱管理構 ' 件308可係一可撓性之導熱材料且係熱耦合至光導304及光 源3 14且將熱218自具有一較高溫度之位置（例如，接近該 等光源）分佈至具有一較低溫度之位置（例如，距該等光诉 0 較遠）。該等高溫度位置可係（舉例而言）該等光源之散熱片' 或該光導中之溫點。相依於其具體導熱性，光導3〇4亦能 夠傳導熱218，且因此熱218可經由可撓性之導熱材料 及光導304自光源314朝光出射窗222流動。在使用中，使 光出射窗222與治療目標區域接觸且因此可較佳控制跨越 治療目標區域之熱分佈。熱管理構件3〇8可係使得達成以 下目的之一材料：光導3〇4與熱管理構件3〇8之間的界面係 ◎ 反射光的以使得藉由重定向結構306進行之光之重定向係 更有效的。可撓性之導熱材料308可係（舉例而言）沈積於光 導 上之可撓性之金屬材料，或可撓性之導熱材料3 0 8 可係含有高濃度之金屬粒子之聚矽氧。

圖4展示一可撓性之光療裝置400之另一實施例之一示意 性剖視圖。可撓性之光療裝置4GG包括-光透射元件404。 在光透射元件404中，提供發射一具體光譜之光22〇至光透 射元件404中（見圖4中向上定向之箭頭）之LED 214 。光220 在光透射元件404之一頂表面處被反射且因此朝光出射窗 157959.doc •25- 201208731 222之一者透射（見圖4中向下定向之箭頭）。一發光裝置中 之此光源組態亦稱為一間接發光組態。當該光療裝置在使 用中時，光出射窗222係與一被治療人之皮膚之治療目標 區域接觸。LED 214係與穿過光透射元件404形成為導熱通 道406之一導熱材料接觸。導熱通道406係與提供於與光出 射窗222相對之可撓性之光療裝置400之一側處之一散熱器 402接觸。由LED 2 14產生之熱之一部分係直接透射至被治 療人之皮膚，且另一部分係經由導熱通道406朝散熱器402 傳導。在此實施例中，導熱通道406及散熱器402可視為熱 管理構件。散熱器402跨越光透射元件404之該頂表面沿複 數個方向分佈該熱以使得經由散熱器402 —方面與導熱通 道406及另一方面與光透射元件404之間的熱接觸，整個光 透射元件404變暖且因此朝光出射窗222且因此朝該治療目 標區域傳導一額外之均勻的熱分佈。圖4中展示，導熱通 道406與散熱器402分佈熱以使得光透射元件404内之溫度 差減小以使得光出射窗處之熱分佈更均勻進行。應注意， 與LED安裝區域之大小相比，光出射窗222之大小較佳地 係相對大以使得⑴在該治療目標區域處出射該光療裝置之 光分佈被「感覺」為實質上均勻且（Π)在LED安裝區域下方 之可能局部熱點之影響係最小的。 散熱器402可係一光反射導熱材料以有效地分佈熱及以 有效地朝光出射窗222反射LED 214之光220。導熱通道406 可係呈孔、管或束之形式之通道，或其可係藉由切割來形 成以使得在該光導内形成光室。導熱通道406可包括金屬 157959.doc -26- 201208731 • 導線、石墨片或一導熱膏。此外，具有包括一熱傳導以及 光反射材料以防止導熱通道中之光之吸收之導熱通道是有 利的。在另一實施例中，該等導熱通道之壁配備有一反射 塗層。 應注意，在圖4之可撓性之光療裝置4〇〇之另一實施例 - 中’可撓性之光療裝置400可不包括導熱通道406。在彼情 形下’僅散熱器402辅助熱之分佈以使得光透射元件404中 獲得一較均勻之熱分佈。然而，預期與人之皮膚接觸且經 〇 定位靠近於LED 214之該光透射元件之表面仍比未經定位 靠近於LED 2 14之該光導之表面顯著溫暖。在熱預算計算 中發現’導熱通道406亦係用以管理貫穿整個可撓性之光 療裝置4 0 〇之熱分佈之一有效構件。 進步應注忍’在其他實施例中’散熱器402及/或導熱 通道406未必係熱耦合至光透射元件4〇4但用於跨越光療裝 置400均勻分佈熱。均勻地跨越光療裝置4〇〇，導熱通道 ❹ 406沿指示之z方向來分佈熱，且散熱器4〇2沿指示之χ方向 及y方向（其係垂直於所繪之圖之平面之方向）來分佈熱，而 不論熱源之位置如何。 導熱通道406可經配置以熱耦合至治療目標區域以使得 • 熱亦以此方式跨越該治療目標區域分佈。 應注意，導熱通道406(如圖4中所繪）亦可存在於圖2&及 圖2b之可撓性之光療裝置2〇4之實施例中。可撓性之光療 裝置204可具有經熱耦合至散熱器21〇且於散熱器21〇與光 出射窗222之間延伸之導熱通道。 157959.doc -27- 201208731 圖5a至圖5d示意性展示本發明之其#音 /1·他貫施例之剖視圖。 在圖5a中’提供一可撓性之光疼奘 疋摩瑕置500，其包括一光導 504及用於分佈熱之一可撓性之散熱器5〇2，該可撓性之散 熱器熱耗合至光導504。光導5〇4具有—光出射窗222且光 導504自一光源506接收光。光源5〇6亦係熱耦合至散熱器 5〇2。該光導經稍微變細以使得光導5〇4與散熱器π?之間 的表面朝光出射窗222反射所接收之光。藉由散熱器5〇2跨 越光導5 0 4來分佈光源5 0 6之餘熱且因此較佳地控制跨越光 出射窗之熱分佈。散熱器502防止光出射窗靠近於光源5〇6 之一部分變得實質上比光出射窗222之經定位於該光導之 另一端處之一部分更溫暖。在圖5b之可撓性之光療裝置 510中，光源506正發射光至一反射器512之方向中，該反 射态朝遠光導之一光輸入窗514反射該光。一反射器512之 使用防止散熱器5 16需要彎曲靠近於光源506從而在一直對 裂縫或損壞敏感之該散熱器中形成一銳曲線。圖5c之可撓 性之光療裝置520大致係與圖5a之可撓性之光療裝置500相 同。然而，可撓性之光療裝置520配備有沿實質上垂直於 光出射窗222之一方向延伸之導熱通道522。導熱通道522 經配置以用於與一人之皮膚526之治療目標區域528接觸。 導熱通道522自光導5〇4凸出且因此在該人之皮膚526與光 導504之間存在一小氣隙524。因此，將來自光源506之光 經由輻射來朝治療目標區域528發射穿過該光導之光出射 窗222且將來自光源506之熱主要經由該散熱器及導熱通道 522來朝治療目標區域528傳導，但熱亦可透過來自與該散 157959.doc -28- 201208731 熱器及導熱通道5 22熱接觸之該光導本體之熱輻射來朝治 療目標區域528傳導。應注意，在可撓性之光療裝置52〇之 一替代實施例中，在光導504與該人之皮膚526之間不存在 氣隙524。在可撓性之光療裝置520之又一實施例中，導熱 通道522並不自光導504凸出且並不在光出射窗222處終 止’而在靠近於光出射窗222處終止。在此實施例中，導 熱通道522係熱耦合至光導5〇4且顯著改良跨越光導504且 經由s亥光導朝治療目標區域5 2 8分佈之熱。圖5 d之可撓性 之光療裝置530係大致與圖51)之該實施例相同，然而，其 配備有提供自散熱器516至治療目標區域之一較佳熱傳導 之額外導熱通道532。針對圖5d可作出與針對圖5c類似之 論述。 自欲提供至治療目標區域之一既定治療效果（其係光與 熱之一組合）開始，且考量可撓性之光療裝置之元件傳 導、分佈及/或儲存熱之能力，可選擇光源以使得將最大 量之來自該（等）光源之熱（重新）用於治療目的且使自該光 療裝置及s亥光出射窗喪失掉之熱最小化。因此，不需要將 熱傳送至周圍環境之冷卻機構且該可撓性之光療裝置可在 衣服下安全使用。 圖6a展示沿一可橈性之光療裝置600之一X_y平面之一示 思性剖視圖且圖6b展示沿圖6a中所繪之線C_CI之一剖視 圖。光療裝置600自其外觀具有與圖3a及圖％之光療裝置 300類似之一設定。然而，光療裝置600具有一熱管理構 件，其包括提供於光導604中之一相變材料之纖維或通道 157959.doc -29- 201208731 繼。當該相變材料在一相變溫度下自一第一相改變成一 第相時其吸收熱且當其在實質上相同相變溫度下自第二 相改變成帛；^目#釋放熱。若存在朝纖維或通道術以使 得纖維或通道6G2„之溫度趨於升高超㈣相變溫度之 -熱通量，則該相變材料吸收該熱藉此減慢或減小該溫 升。當存在遠離纖維及通道6()2以使得纖㈣通道6〇2周圍 之溫度趨於下降至該相變溫度以下之一熱通量日寺，該相變 材料釋放熱藉此減小該溫降。因此，該相 熱且因此❹隨時間在料6咐獲得_更敎== 外，該相變材料通常係比該光導自身之材料更佳之一導熱 體’且因此纖維或通道602亦在該光導中之不同位置之間 傳送熱從而實現跨越該光導之一經改良之3維熱分佈，此 係一額外有利效應。在一實例中，該相變材料係石蠟且包 括脂肪酸。在其他實施例中，小相變材料球體整合或分散 於光導604中’或一相變材料層提供於光導6〇4内。同樣， 藉助其他實施例（諸如參考圖4至圖5d之彼等實施例）所闡述 之導熱通道亦可包括一相變材料。應注意，在圖6a及圖讣 中所示之實施例中’光導604在光源3 14與具有該相變材料 之纖維或通道602之間提供熱耦合。在一替代實施例中， 纖維或通道602之至少一部分在光輸入窗302處終止以使得 纖維或通道602直接熱耦合至光源314。 應注思’填充有該相變材料或該相變材料球體之纖維或 通道602亦可影響該光透射元件之光學參數。舉例而言， 右使用石壤’且若該石墙係呈固惡，則該石壤輔助在光導 157959.doc -30- 201208731 604内散射該光。若該石蠟係呈流體狀態，則某一光可經 由該石壤透射至光導6〇4中之另一位置。 圖9a展示一可撓性之光療裝置9〇2之一實施例之一橫切 圖，該可撓性之光療裝置包括呈一光導9〇4之形式之一光 . 透射元件。光導9〇4包括一光透射可撓性之材料，其自一 ' 光源910接收光220。可撓性之光療裝置902經組態成一所 謂側面發光組態，其中光導9〇4之該光輸入窗具有實質上 €直於光導904之該光出射窗之—定向。可撓性之光療裝 置9G2進-步包括呈—導熱層_之形式之—熱管理構件。 導熱層908係熱耦合至光源91〇且應用於與光導9〇4之光出 射窗相對之光導904之-表面。光透射元件9〇4之形狀使得 在該光出射窗處獲得一具體光輸出分佈。在該剖視圖中， 看出光透射元件904係由經定位毗鄰於該光源之一第一部 分組成，其中該光透射元件之厚度保持恆定。光透射元件 904之距該光源較遠之—第二部分具有—楔形形狀，此意 〇 指該厚度在距該光源較遠之距離處減小。 關於此實施例中之熱管理，該光出射窗之一第一子區域 9U經由間接路徑自該光源、經由導熱層9〇8且穿過光導 904且經由-直接路徑自光源91〇之背部、穿過光導9〇4自 ㈣9H)之前端接收相對大量之熱。在該光出射窗之一第 二子區域906處，熱實質上係僅經由穿過導熱層9〇8及光導 904之-路徑來接收且因此第二子區域鳩接收比第一子區 域912少之熱。接收較少或較多熱係在出射窗之每單位區 域接收較少或較多熱之意義下使用。 157959.doc •31 - 201208731 接觸導熱層9G8之光導9G4之表面充當—鏡用於透射穿過 光導904之内部本體且照射至此表面上之光。該光實質上 朝該光出射窗反射。在光導904之該第一部分中，在該光 輸入窗（其定位於光源與光導904之間的界面處）處進入 «亥光¥之光主要透射穿過光導9〇4之此部分且僅有限量之 光朝該光出射窗反射。“導9〇4之該第二部分(其係具有 楔形形狀之該部分）中，自光導_之第—部分接收之該光 擊中光導904之上表面且因此朝該光出射窗反射。因此， 在第+區域912中’有限量之光分佈至該治療目標區 域且在第—子區域906中，相對大量之光分佈至該治療 目標區域。昭身+召„ . L -fe , …射至一人之皮膚上之光由該皮膚之該等層之 一者吸收。 考置该光出射窗處之光分佈及熱分佈兩者，與該光出射 囪之第子區域9丨2接觸之該皮膚由於來自光源91〇之直接 熱傳送而變得相對溫暖且由於光之吸收而僅變暖再多一點 點，而與第二子區域906接觸之該皮膚由於光之該吸收而 變得相對溫暖’且經由傳導接收僅相對小量之額外熱。熱 f理構件9G8與光透射元件9Q4因此在治療目標區域處之皮 膚中提供一均勻熱分佈之方面彼此互補。 在圖9b中，展示一可撓性之光療裝置92〇之一實施例， 其係圖％之可撓性之光療裝置902之一變化形式。提供該 實施例之光透射元件922以使得較多光係在該光出射窗之 第二子區域906處向外耦合且較少光在第一子區域912中向 外耦合。光透射元件92〇之厚度連同距光源91〇之—增加距 157959.doc -32- 201208731 離而減少。將光透射元件922之厚度闡述為距光源91〇之距 離之一函數之關係係具有一連續第一導數之一連續函數。 在圖9a之實施例中，此一函數之第一導數不是連續的。換 s之’光透射元件922之厚度逐漸減少，而圖％之光透射 元件904之厚度初始係恆定且在距光源91〇之某一距離處該 " 厚度線性減少接近零。一導熱層924提供於光透射元件922 之頂部上且光透射元件922與導熱層924之間的界面充當一 反射表面。應注意，此反射可係根據「入射角等於反射 〇 角」之定律之反射，且此反射亦可係基於散射該光。在距 光源910更大距離處，更多光照射至光透射元件922與導熱 層924之間的界面上且因此更多光朝該光出射窗反射。 在圖9c中，展示一可撓性之光療裝置94〇之另一實施例 之一剖視圖。如在圖9a及圖9b之實施例中，可撓性之光療 裝置940在該光輸出窗之第一子區域912處具有比在該光輸 出窗之第二子區域906處少之光輸出。可撓性之光療裝置 Q 940具有朝一反射器946發射光之一光源91〇。該反射器之 形狀經配置以使得在較大程度上使入射於一光導942之一 光輸入窗948上之光束準直，此意指該等光束之光線之一 相對大部分具有與光輸入窗948之法線成相對小之角，且 口此忒光之一相對小部分相對於光輸入窗948之法線而以 相對大之角進入光導942。應注意，在此情形中，該經 準直光束中之最大量之光能量以垂直於該光輸入窗之光線 透射。若该光以一實質上準直束進入光導942，則更多光 將透射相對遠至该光導中而未照射至光導之外部表面 157959.doc -33- 201208731 之任一者上’且若被照射，則光導942中之更多光將經受 全内反射。僅當光照射至光導942與一導熱層944之間的表 面上時，該光朝該光出射窗散射或反射。 在圖9c中’指示一角α。其間指示該角α之兩個光線係具 有與光輸入窗之法線成一角α/2之光線，在該光輸入窗處 之該法線處該經準直光束之光強度分佈之所發射光強度係 該經準直光束之光強度分佈之最大所發射光強度之一半。 整個角a係該經準直光束之準直角。在一有利實施例中， 該角α係小於45度。在進一步有利實施例中，該係小於 30度以使得在正使該光穿過該光出射窗向外耦合之前使該 光透射超過一較長距離穿過光導942。應注意，該經準直 光束之準直角α係在該光導材料中量測。若該光導（舉例而 言）係由矽製成，則該矽材料之折射率係約丨4，且若反射 器946與光輸入窗948之間的材料係具有一折射率！之空 氣，則該空氣内之光束之準直角必須係小於78度以便在該 空氣與光導料2之間的界面處之光線之折射之後光導叫二内 具有小於45度之準直角α。在另一實施例中，光源91〇、反 射器946及光輸入窗948之間的區域亦填充有矽。若情形係 如此，則該等光線在光輸入窗948處不折射且因此在由反 射器946之反射之後該光束之準直角係與光導942内之準直 角α相同。 在圖9d中 展示一可撓性之光療裝置96〇之另 一實施例 之一剖視圖。呈一光導962之形式之一 源91 0經配置成一所謂側面發光之組態 光透射元件與一光 3光導962具有一矩 157959.doc •34- 201208731

形橫切面，但亦可具有類似於圖％之實施例之形狀之一形 狀。光源910之熱係藉由一導熱層966朝光導962之所有部 分傳導。將導熱層966應用於光導⑽之與該光出射窗相對 之一表面且在此表面處導熱層966係熱耦合至光導M2。光 導962與導熱層966之間的界面充當一反射器且根據「入射 角等於反射角」之定律來反射照射至此層上之光。此允許 將光導962中所捕獲之光經由全内反射透射至距光源㈣較 遠之位置。《導962進一步配備有光向外麵合結構964。照 射至該等光向外耦合結構上之光朝該光出射窗反射或散 射。如圖9d中所見，光向夕旧合結構州之分佈使得距光 源910越遠（例如，朝光出射窗之子區域9〇6)，該光向外耦 合結構分佈越密集且越多光在該光出射窗處向外辆合。在 靠近於光源910之區域中，例如，在該光出射窗之子區域 912令，存在越少向外耦合結構且因此越少光在彼等位置 處向外耦合❶因此，光向外耦合結構964之分佈使得該光 出射窗處之該光分佈不均質。該光出射窗處之此非均質光 分佈(其轉換成皮膚令一非均質熱分佈)補償由來自該等光 源之熱傳送所致之該光出射窗處之非均質熱分佈。 在圖8中，展示根據本發明之第一態樣之一可撓性之光 療裝置_之另-實施例。可撓性之光療裝置_之主體係 由光透射凡件形成，該光透射元件係部分封閉腔8〇4(其 填充有空氣）之一可撓性之發泡體材料8〇8之組合。腔 中之該空氣將光源8〇6之光22〇朝各別腔8〇4之光出射窗Μ: 透射。光出射窗222及發泡體材料8〇8之底部側係與一人之 157959.doc •35- 201208731 皮膚224之治療目標區域226接觸。在發泡體材料808内 部，可提供導熱通道802、803。導熱通道802、803可由係 相對可撓性且傳導熱相對良好之一材料填充，或可由一相 變材料填充。導熱通道802係位於經熱耦合至光源806之第 一位置處及位於經熱耦合至導熱通道803之第二位置處， 導熱通道803朝治療目標區域226向外伸展。將光源8〇6之 熱21 8經由導熱通道802、803朝治療目標區域226傳導以在 治療目標區域226處獲得一有利熱分佈。導熱通道802之實 施方案可包括導熱層、導熱條帶或一導熱網格。進一步應 注意’ 4員外光透射材料或結構可提供於腔8 〇 4内以將來自 光源806之光透射至各別光出射窗222。 圖1 0展示根據本發明之一可撓性之光療裝置i 之另一 貫施例之一剖視圖。可撓性之光療裝置丨〇〇〇具有由一發泡 體材料製成之一可撓性之本體1002。可撓性之本體1〇〇2具 有填充有空氣或另一光透射介質之兩個腔丨。可撓性之 光療裝置1000進一步包括發射光220至該腔中之兩個光源 1008且進一步包括跨越該治療目標區域分佈來自光源1〇〇8 之熱218之導熱通道1006。在腔1〇〇4中，發泡體材料配備 有一反射塗層以使得照射至該發泡體材料上之光22〇朝腔 1004之一光出射窗222反射。腔1〇〇4之形狀及因此由提供 於腔1004與可撓性之本體1〇〇2之間的界面上之反射塗層形 成之反射器之形狀使得更多光朝光出射窗222中距該光源 較遠之位置反射。在圖1G之實例中，由於來自光源麵之 ,、.、之直接/間接傳*，因此光出射窗之靠近於光源工刪之 157959.doc -36- 201208731 部分及導熱通道1006之端將係相對溫暖。該光出射窗之距 該光源較遠之部分預期經由直接/間接而傳導接收較少 熱，且因此朝光出射窗222之此等部分反射更多光22〇係有 利的。由於較多光由對應於該光出射窗之此等較遠部分之 位置處之皮膚吸收，因此此等位置處之皮膚將接收額外熱 且使用可撓性之光療裝置刪之人感受到跨越治療目標區 域之一較均勻之溫度。在圖10之該具體實施例中，在此情 形中藉由腔之内部表面之恰當設計，該（等）光出射窗之比 他部分接收額外光之部分可係該（等）光出射窗之中心部 分。人可能不能夠區分開經由熱傳導或經由光吸收而提供 至皮膚之熱且因此「感覺」跨越治療目標區域之一均勻熱 分佈。 … 圖7a示意性展示包括根據本發明之第一態樣之可撓性之 光療裝置7〇2之一石膏7〇〇。在石膏7〇〇之一中心部分中提 供可撓性之光療裝置702。可撓性之光療裝置7〇2之光出射 〇 t沿與石膏·之附著至被治療人之皮膚之黏著表面相同 之方向而經定向。圖7b示意性展示包括根據本發明之第一 態樣之可撓性之光療裝置702之一繃帶71〇。 應注意，一熱管理構件之不同實施例（諸如例如可撓性 之散熱器’ S導熱通道，或具有相變材料之纖維或通道） 可以任一組合形式組合以獲得跨越該光出射窗之熱分佈之 最佳控制。此外，熱管理構件之不同實施例可與光透射元 件之不同實施例組合。在所有實施例十，光透射元件與治 療目標區域之間可存在—氣隙。熱管理構件未必與治療目 157959.doc •37· 201208731 間接熱耦合至治療 標區域直接熱接觸但可經由光透射元件 目標區域。 應注意，上文所提及之實施例圖解說明而非限制本發 :’且熟習此項技術者將能夠設計出諸多替代實施例而不 背離附隨申請專利範圍之範疇。 在申請專利範圍中，置於括號之間的任—參考符號皆不 應被解釋為限制該申請專利範圍。使用動詞「二 (comprise)」及其詞形變化並不排除存在除一請求項中所 述,彼等元件或步驟以外之元件或步驟。一元件前面的冠 詞「一（a)」或「一（an)」並不排除存在複數個此等元件。 本發明可藉助包括數個不同元件之硬體且藉助一經適宜程 式化之電腦實施。在列舉數個構件之裝置請求項中，此等 構件中之數個者可由硬體之一者及相同物件體現。在互不 相同的附屬申請專利範圍中陳述某些措施之此一事實本身 並不指示不能有利地使用該等措施之一組合。 【圖式簡單說明】 圖1不意性展示人類皮膚之一剖視圖； 圖2a展不係根據本發明之第一態樣之可撓性之光療裝置 之一第一實施例之一光通路⑴ght patch)之一照片； 圖2b不意性展示圖2£1之光通路之一剖視圖； 圖3a示意性展示一可撓性之光療裝置之一第二實施例之 一剖視圖； 圖3b示意性展示該第二實施例之另一剖視圖； 圖4不意性展示一第三實施例之一剖視圖； 157959.doc -38- 201208731 圖5a至圖5d分別示意性展示可撓性之光療裝置之一第四 至第七貫施例之一剖視圖； 圖6a不意性展示一可撓性之光療裝置之一第八實施例之 一剖視圖； 圖6b不意性展示可撓性之光療裝置之該第八實施例之另 一剖視圖； 圖7a不意性展示根據本發明之第二態樣之一石膏之一實 施例； Ο

圖7 b示意性展示根據本發明之第三態樣之一繃帶之一實 施例； 圖8示意性展示一可撓性之光療裝置之一實施例之另一 刮視圖； 圖9a至圖9d示意性展示包括一光管理構件之一可撓性之 光療裝置之實施例之剖視圖；及 圖10示意性展示包括—光管理構件之一可撓性之光療裝 置之另一實施例之一剖視圖。 【主要元件符號說明】 102 表皮層 104 真皮層 1〇6 皮膚 1〇7 皮下組織層 108 光 no 光之一部分 114 光之一相對小部分 157959.doc •39- 光之另一部分 光之一相對大部分 手 電力電纜 可撓性之光通路 散熱層 光透射元件 發光二極體 小腔 熱 光 光出射窗 皮膚 治療目標區域 可撓性之光療裝置 光輸入窗 光透射元件（光導） 光重定向結構 熱管理構件 光源 可撓性之光療裝置 散熱器 光透射元件 導熱通道 40- 201208731 Ο ❹ 500 可撓性之光療裝置 502 可撓性之散熱器 504 光導 506 光源 510 可撓性之光療裝置 512 反射器 514 光輸入窗 516 散熱器 520 可撓性之光療裝置 522 導熱通道 524 小氣隙 526 皮膚 528 治療目標區域 530 可挽性之光療裝置 532 額外導熱通道 600 可撓性之光療裝置 602 纖維或通道 604 光導 700 石膏 702 可撓性之光療裝置 710 端帶 800 可撓性之光療裝置 802 導熱通道 803 導熱通道 157959.doc .41 - 201208731 804 腔 806 光源 808 可撓性之發泡體材料 902 可撓性之光療裝置 904 光導 906 光出射窗之一第二子區域 908 導熱層 910 光源 912 光出射窗之一第一子區域 920 可撓性之光療裝置 922 光透射元件 924 導熱層 940 可撓性之光療裝置 942 光導 944 導熱層 946 反射器 948 光輸入窗 960 可撓性之光療裝置 962 光導 964 光向外搞合結構 966 導熱層 1000 可撓性之光療裝置 1002 可撓性之本體 1004 腔 157959.doc -42- 201208731 1006 導熱通道 1008 光源

157959.doc •43

Claims (1)

1. 201208731 七、申請專利範圍： 1. 一種用於為一生物之一治療目標區域（226、528)提供一 治療效果之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520、530 ' 600、702 ' 800 ' 902、920、940、 960、1000)，其包括 一光源（214、314、506)，其用於發射光（108、220)， 光學耦合至該光源（214、314、506)之一可撓性之光透 射材料之一光透射元件（212、304、404、504、604)，該 〇 光透射元件（212、304、404、504、604)包括一光出射窗 (222)以用於朝該治療目標區域（226、528)發射該光 (108 、 220)，及 一熱管理構件（210、308、402、406、502、516、 522、532、602)，其係熱耦合至該治療目標區域（226、 528)且用於跨越該治療目標區域（226、528)分佈熱（218) 及控制一熱分佈。 2. 如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 ❹ 510 ' 520 ' 530 ' 600、702、800 ' 902 ' 920 ' 940 ' 960、1000)，其中該熱管理構件（210、308、402、406、 - 502、516、522、532、602)係熱耦合至該光透射元件 (212、304、404、504、604)且其中該光出射窗（222)經 配置以用於與該治療目標區域（226、528)接觸。 3·如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520 ' 530、600、702、800、902、920 ' 940、 960、1000)，其中該熱管理構件（210、308、402、406、 157959.doc 201208731 502、516、522、532、602)係熱耦合至該光源（214、 314、506)以用於接收來自該光源（214、314、506)之熱 且將來自該光源（214、314、506)之該熱朝該治療目標區 域（226、528)分佈。 4. 如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520 ' 530、600、702、800、902、920 ' 940、 960、1000)，其中該熱管理構件（210、308、402、406、 502、516、522、532、602)包括應用於該光透射元件 (212、304、404、504、604)之一表面之一部分之一導熱 層（210、308、402、502、516)，且/或 其中該熱管理構件（210、308、402、406、502、516、 522、532、602)包括配置於該光透射元件（212、304、 404、504、604)中之一導熱通道（4 06、522、532)，其中 該導熱通道（406、522、532)之一端經配置以用於當該可 撓性之光療裝置（204、300、400、500、510、520、 530、600、702)在使用中時與該治療目標區域（226、 528)接觸。 5·如請求項4之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520、530 ' 600、702、800、902、920、940、 960、1000) ’其_該導熱通道（406、522、532)沿實質上 垂直於該光出射窗（222)之一方向延伸且其中該導熱通道 (406、522、532)係熱耦合至該導熱層（21〇、308、402、 406、502、516、522、532、602) 〇 6.如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 157959.doc -2- 201208731 510、520、530、600、702、800、902、920、940、 960、1000)，其中該熱管理構件（210、308、402、406、 502、516、522、532、602)係用於及時分伟該熱（218)。 7. 如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520、530、600、702、800、902、920、940、 . 960、1000)，其中該熱管理構件（210、308、402、406、 5 02、516、522、53 2、602)包括相變材料以用於暫時儲 存熱。 Ο 8. 如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510 ' 520 > 530 ' 600、702、800 ' 902、920 ' 940 ' 960、1000)，其中該光透射元件（212 ' 304、404、504、 604)進一步包括一光輸入窗（302、514)以用於接收來自 該光源（214、314、506)之該光（108、220)且其中平行於 該光輸入窗（3 02、514)之一平面經定向而實質上垂直於 平行於該光出射窗（222)之一平面，且其中該光透射元件 (212、304、404、5 04、604)係用於將光自該光輸入窗 〇 (3 02、514)朝該光出射窗（222)傳送之一光導（304、504、 604) 〇 * 9. 如請求項8之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 . 510 ' 520 ^ 530、600、702、800 ' 902、920 ' 940 ' 960、1000)，該可撓性之光療裝置（204、300、400、 5 00、510、520、53 0、600、702)進一步包括一反射器 (512)以用於將由該光源（214、314、506)發射之該光 (108、220)朝該光輸入窗（5 14)反射。 157959.doc 201208731 10·如請求項1之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520、530、600、702 ' 800、902 > 920、940、 960、1000)，其進一步包括用於控制跨越該治療目標區 域（226 ' 528)之一光分佈之一光管理構件（904、922、 942、964) ° 11. 如請求項10之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520、530、600 ' 702、800、902、920、940、 960、1000)，其中該治療目標區域（226、528)之一第一 子區域（906)接收比該治療目標區域（218)之一第二子區 域（9 12)少之熱（218)，且其中該光管理構件（904、922、 942、964)經組態以將比至該第二子區域（912)多之光 (220)分佈至該第一子區域（906)。 12. 如請求項10之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510、520 > 530、600、702、800、902、920、940、 960、1000)，其中該光透射元件（212、304、404、504、 604、904、922、942、962)係該光管理構件（904、922、 942、964) ° 13. 如請求項12之可撓性之光療裝置（204、300、400、500、 510 ' 520、530 ' 600 ' 702、800、902、920、940、 96〇、1000)，其中該光透射元件（904、922)具有經配置 以控制至該治療目標區域（226、528)之光（220)之該分佈 之一形狀。 14. 如請求項9及10之可撓性之光療裝置（204、300、400、 500、510 ' 520 ' 530、600、702、800 ' 902、920、 157959.doc 201208731 940、960、1000)，其中該反射器（5 12)經配置以提供一 經準直光束至該光輸入窗（948)，其中該經準直光束之半 高全寬準直角（α)係小於或等於45度。 15. —種石膏（7 00)或一種端帶（710)，其包括如前述請求項 • 中任一請求項之可撓性之光療裝置（204、300、400、 500 ' 510 ' 520 、 530 、 600 、 702) °

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