專利名稱：芯片集成led光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及多芯片集成大功率LED (本文簡稱為芯片集成LED)光子體 內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備。
背景技術(shù)：
目前光子用于皮膚病的治療已取得明顯效果，對帶狀皰疹，斑禿、皮炎、濕疣、 傷口感染等表皮疾病應(yīng)用廣泛。但是以上所有專利及市場所售設(shè)備都不能用于體內(nèi)炎癥的治療，其原因是所有 傳統(tǒng)單顆二極管功率小，不能直接用于體內(nèi)照射。二極管面陣可擴(kuò)大總功率，但因 二極管為球面發(fā)光無法經(jīng)過透鏡匯聚成大功率的小光束而進(jìn)入體內(nèi)。申請?zhí)?200510009880.X把發(fā)光二極管做成平面矩陣，再經(jīng)透鏡陣列及石英透鏡兩次整形， 把k匯聚到光纖中。這種方法不具有實際臨床治療意義，原因是發(fā)光二極管所發(fā)生 的光為半球面形狀，經(jīng)透鏡整形時其光損失嚴(yán)重，技術(shù)上傳統(tǒng)LED的發(fā)光光效率為 10%左右，即1W的LED發(fā)光光功率為lOOmw，如再加上透鏡損失，經(jīng)透鏡后的光 功率為小于lOOmw， 一個4W的發(fā)光二極管陣列實際光輸出應(yīng)小于400mw。不能滿 足治療要求。同時二極管陣列的面積不能任意擴(kuò)大，因為透鏡的尺寸是有限的。在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中，要求光功率密度必須大于40mw/cm2才能達(dá)到消療及消炎 的效果，例如德國Woldman皮膚治療儀，光功率密度為50mw/cm2~200mw/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，故激 光也末用于體內(nèi)炎癥治療。綜上所述，上述專利所使用的發(fā)光二極管陣列及激光不能用于體內(nèi)腔道炎癥等 疾病的治療。傳統(tǒng)二極管功率小，匯聚時光損失大，激光器成本高，光斑小。目前 體內(nèi)光治療還是空白。芯片集成LED (功率〉25w)現(xiàn)已問世，因其體積小、光功率密度大、照射面大 將是取代普通LED和白熾燈、鹵鎢燈的新一代照明設(shè)備，并且已出現(xiàn)了若干照明用 相關(guān)專利。到目前為止，人們對芯片集成LED的認(rèn)識均停留在照明上的應(yīng)用，稱為 第四代半導(dǎo)體照明光源。卻未想到將其應(yīng)用到光治療領(lǐng)域中，以拓展光治療應(yīng)用范 圍和療效。發(fā)明內(nèi)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，而不能實現(xiàn)體內(nèi)腔道炎癥光子治療的現(xiàn)狀，提出芯片集成LED光子體內(nèi)腔 道炎癥治療設(shè)備，拓展光治療應(yīng)用范圍和療效，提供了一種新的光源及治療手段， 真正實現(xiàn)體內(nèi)腔道炎癥的紅光治療。本實用新型采用的技術(shù)方案如下.-芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征在于包括芯片集成LED、 散熱器、光纖、光頭、控制電路及電源；芯片集成LED、散熱器組裝成光源頭，其 前端與光纖連接，光纖再連接上光頭。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(dǎo)熱膠， 散熱器后端設(shè)置風(fēng)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5x5mm2 150xl50mm2，波長較佳地選為630nm±20nm，也可采用 670nm±20nm的波長。散熱器上開上下相通的通風(fēng)槽，既可解決通風(fēng)又可擴(kuò)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(fēng)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(dǎo)熱率的材料。本實用新型芯片集成LED前端聚光器形狀為匯聚狀錐形，可以是圓錐或方錐 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、橡膠等鍍上 高反光材料來做聚光器。根據(jù)實際情況，也可不選用聚光器，直接將光纖對接在芯 片集成LED上。也可使用非球面透鏡匯聚光線到光纖中。本實用新型為保證芯片集成LED的正常工作，裝置器中設(shè)有一個檢測LED溫 度的溫度感應(yīng)器。在溫度超過設(shè)定值后，控制臺上報警器會發(fā)報警信號和停機(jī)。本實用新型中有照射表面光功率檢測器，可根據(jù)病情調(diào)節(jié)光功率輸出大小，其 調(diào)節(jié)可以手動也可自動調(diào)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-Chip Module Assembly)技術(shù)和倒裝焊技術(shù)(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4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(zhì)的底 板上面。省略了繁復(fù)的封裝工序， 一次性解決了L6D的散熱問題，主要的封裝形成 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(zhuǎn)換效率高。芯片集成LED的發(fā)光效率為20M左右，而傳統(tǒng)LED為10n/0。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(shè)計的聚光器，把 超大功率的光經(jīng)聚光器后直接耦合到光纖中。實際測量，即25W的LED光輸出為 25Wx20%=5W，經(jīng)聚光器后(光損失<50%)耦合在光纖中，在光纖末端光功率為 5Wx50%=2.5W。 2500mw的光纖末端輸出已能滿足臨床治療要求，使單顆芯片集成 LED體內(nèi)治療能為可能。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步闡述。

圖1為本實用新型芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備結(jié)構(gòu)簡圖圖中標(biāo)記1為芯片集成LED， 2為導(dǎo)熱膠，3為散熱器，4為外殼內(nèi)空腔，5為風(fēng)扇，6為外殼，7為光纖，8為光頭具體實施方式
本實用新型提出了一種芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，技術(shù)方案 是包括芯片集成LED、散熱器、光纖、光頭、控制電路及電源；芯片集成LED、 散熱器組裝成光源頭，其前端與光纖連接，光纖再連接上光頭。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(dǎo)熱膠，散熱器后端設(shè)置風(fēng)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5x5mip2 150xl50mm2，波長較佳地選為630nm土20nm，也可采用670nm士20nm 的波長。散熱器上開上下相通的通風(fēng)槽，既可解決通風(fēng)又可擴(kuò)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(fēng)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(dǎo)熱率的 材料。本實用新型芯片集成LED前端聚光器形狀為匯聚狀錐形，可以是圓錐或方錐 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、橡膠等鍍上 高反光材料來做聚光器。根據(jù)實際情況，也可不選用聚光器，直接將光纖對接在芯片集成LED上。也可使用非球面透鏡匯聚光線到光纖中。本實用新型為保證芯片集 成LED的正常工作，裝置器中設(shè)有一個檢測LED溫度的溫度感應(yīng)器。在溫度超過設(shè)定值后，控制臺上報警器會發(fā)報警信號和停機(jī)。本實用新型中有照射表面光功率檢測器，可根據(jù)病情調(diào)節(jié)光功率輸出大小，其調(diào)節(jié)可以手動也可自動調(diào)節(jié)。本實用新型使用25W 1500W單顆芯片集成LED，波長選用630±20nm，也可 采用670nm士20nm的波長。使用圓錐形聚光器，直接把耦合到光纖中，也可先用大 面積光纖束直接貼在LED發(fā)光面上，在大面積光纖束后加聚光器。光纖直徑從 400nm 20mm，根據(jù)部位不同而有所變化。如支氣管用400nm，陰道用20mm等。特別地，在體內(nèi)玲療中隨著治療部位的不同光纖的形狀有不同的設(shè)計。如附圖 所示。例如在治療消化道炎癥時，使用了光纖為圓柱形的光纖。為便于進(jìn)入消化道， 光纖頭的末端設(shè)計為半圓球置于圓柱體上。形狀也可變?yōu)閳A柱體或平頭。在治療中 耳炎、鼻炎等腔體時可用球形光頭。球的直徑可隨病人的年齡有所改變，如小兒， 嬰兒可選用小直徑的光發(fā)頭，成年人選用大直徑的發(fā)射頭。經(jīng)直腸治療前列腺炎時， 可選半圓面光頭。以上光纖末端光發(fā)射頭的形狀，大小為多種多樣，隨病人年齡，治療部位的不 同而有所改變。同時可改變芯片集成LED的電流來調(diào)節(jié)光輸出量，從而調(diào)節(jié)到達(dá)病 灶部位的光功率。在光功率為100mw/ci^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(shè)備由芯片集成LED，散熱器，聚光器，光纖及光頭，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(dǎo)熱 膠，散熱器后面加風(fēng)扇，聚光器把芯片集成LED面上發(fā)光光線匯聚到光纖中，光線 經(jīng)光纖導(dǎo)入人體，通過光纖末端的光頭對病人照射。照射的時間和光功率由主機(jī)控 制。應(yīng)用本實,新型，適應(yīng)癥包括內(nèi)科胃炎，氣管炎、支氣管哮喘等；婦科陰道炎、盆腔炎等；消化科食管炎、結(jié)腸炎、咽炎等；口腔科牙周炎、口腔潰瘍等；耳鼻喉科中耳炎等。通常用于消炎選用LED的波長為630士20nm，光功率為25W 1500W，光功率 密度〉40mw/cm2。實際使用中，體內(nèi)治療如咽炎、中耳炎、陰道炎經(jīng)7次治療后炎 癥基本消除，臨床觀察發(fā)現(xiàn)對體內(nèi)消炎有效率達(dá)95%。
權(quán)利要求1、芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征在于包括芯片集成LED、散熱器、光纖、光頭、控制電路及電源；芯片集成LED、散熱器組裝成光源頭，其前端與光纖連接，光纖再連接上光頭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于所述芯片集成LED貼在散熱器上，芯片集成LED與散熱器中間加導(dǎo)熱膠，散熱器后端設(shè)置風(fēng)扇。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)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><5mm2 150xl50mm2，波長為630nm士20nm或670nm士20nm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于散熱器上開上下相通的通風(fēng)槽，通風(fēng)槽為發(fā)射狀或網(wǎng)狀形狀。
5、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于芯片集成LED前端與光纖之間設(shè)置有聚光器，形狀為匯聚狀錐形。
6、 根據(jù)'權(quán)利要求3所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于芯片集成LED前端與光纖之間設(shè)置有聚光器，聚光器為非球面透鏡，匯聚光 線到光纖中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯片集成LED光子體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，其特征 在于設(shè)備中設(shè)有一個檢測LED溫度的溫度感應(yīng)器，和調(diào)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體內(nèi)腔道炎癥治療設(shè)備，可用于陰道炎、盆腔炎、胃潰瘍，食管炎等腔道疾病的治療。該設(shè)備包括芯片集成LED、散熱器、光纖、光頭、控制電路及電源；芯片集成LED、散熱器組裝成光源頭，其前端與光纖連接，光纖再連接上光頭。本實用新型解決了傳統(tǒng)光子治療設(shè)備不能用于體內(nèi)治療的問題，可替代藥物對一些腔道炎癥等疾病進(jìn)行治療。
文檔編號A61N5/06GK201168346SQ200720082209
公開日2008年12月24日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者劉先成, 巖 徐 申請人:徐 巖;劉先成