CN105126256A - 一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，该装置包括机箱、设置在机箱上的活动臂以及设置在活动臂一端的头戴机构，该头戴机构通过活动臂可上下移动地设置在机箱上，所述的机箱上还设有人机交互界面，所述的装置还包括设置在头戴机构内部的近红外光照射机构以及设置在机箱内部的近红外光照射控制单元，所述的近红外光照射机构通过连接元件可张开收拢地设置在头戴机构内部，并且所述的近红外光照射机构通过电路与近红外光照射控制单元电连接。与现有技术相比，本发明整体结构简单、紧凑，操作便捷，人机交互性好，能实现智能化控制，有效提高近红外光照射治疗的安全性和有效性，具有很好的应用前景。
Description
技术领域
本发明属于医疗器械技术领域，涉及一种近红外光照治疗装置，尤其是涉及一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置。
背景技术
阿尔兹海默病(Alzheimer’sdisease,AD)俗称老年痴呆症，是一种常见的神经功能障碍疾病，其发病进程缓慢并随着时间不断恶化，早期症状是出现短期记忆受损。随着疾病的发展，会出现语言功能障碍、情绪不稳定、难以自理和行为异常等，最终丧失身体机能并导致死亡。阿尔兹海默病的成因至今仍然不明，从目前的研究来看，该病的可能因素和假说多达30多种。医学上认为，该疾病的进程可能主要与大脑中类淀粉样蛋白质斑块沉积有关。阿尔兹海默病在65岁以上老人中约有6％的发病率，也有部分患者在65岁之前就发病。随着人均寿命的延长和人口老龄化的加剧，阿尔兹海默病患者在全球和中国都在不断增多，并带来了巨大的社会负担和经济负担。
目前，阿尔兹海默病在临床上已有的治疗方法主要是试图延缓疾病进程，治疗效果有限，还并没有任何药物被证明可以完全阻止阿尔兹海默病的发展，更不能逆转。现有的治疗药物，如胆碱酯酶拮抗剂和NMDA受体拮抗剂，都有较大的副作用，这些药物对病人来说，甚至可能会加重其认知功能的损害程度。现阶段，世界上还有一些在研发中的针对阿尔兹海默病人脑神经细胞内变异蛋白质的药物，在实验老鼠上看到一些效果，但人体试验成功的案例并没有报道。
近年来，国内外开始出现运用物理因子治疗阿尔兹海默病的方法，例如，近红外光治疗、经颅电治疗、经颅磁治疗等。然而，经颅电和经颅磁的刺激效果只能到达大脑皮层，而一些功能网络所涉及到的深部脑区，如前额叶内侧、岛叶、扣带回等部位，不能再进一步涉及。其中，重复性经颅磁刺激具有引发癫痫的可能性，这会对人体造成潜在的危害。而近红外光照射治疗有可能成为一种有效的治疗阿尔兹海默病的有效方法。
据报道，利用近红外光照治疗阿尔兹海默病的人体临床试验也已经开展。然而，现有的动物实验或者人体试验，主要采用的设备是手持式设备或者自制的设备，这些设备的试验参数的控制非常困难。尤其是近红外光照的功率密度(单位面积上的光功率)对治疗效果有非常大的影响。现有的治疗设备是非常简单的自制设备，无法根据头部大小，来调节光源与头部之间的距离，这将导致近红外光照的功率密度分布不均且无法调节，从而影响最终的治疗效果，与此同时，还有可能导致局部的光功率密度超过医疗仪器的安全值上限。另外，最近的多项动物实验的报道显示，光照方式的不同，如光照时间、脉冲光照等，也会对实验结果产生影响。
针对上述问题，目前也有许多对近红外光治疗仪的改进研究。例如，申请号为201410450333.4的中国发明专利公布了一种用于治疗脑疾病的近红外光治疗仪，包括能发射近红外光的光源、光源的载体，固定载体的半球面支架，驱动所述光源发光的驱动器、用于向驱动器提供控制光源的信号控制器、整个***的信息输入输的人机交互模块以及电源模块，所述人机交互模块与控制器的输入端连接，控制器的输出端与驱动器的输入端连接，驱动器的输出端与光源连接，所述电源模块与驱动器、控制器、人机交互模块连接；所述光源照射范围覆盖整个前额，下齐眉骨，包绕太阳穴，头顶，后脑勺，下齐颈部上缘，所述光源的波长范围为600nm-900nm。在此波长范围内，近红外光照一方面是使线粒体及相关酶活性升高，引起一系列反应，来修复受损神经元；另一方面，通过增强特定区域的血液动力学，对小儿多动症、中风和更年期综合征等脑部疾病起作用。由于不同脑部疾病的发病机理不同，所以不能保证在此波长范围内对阿尔兹海默病有良好的治疗效果。而在本发明所采用的900nm-2550nm范围内，尤其是在特定的波长如935-955nm、1065-1095nm和1230-1280nm上，近红外光照能有效降低阿尔兹海默病的主要成因——淀粉样蛋白质沉淀的产生，同时提高特定神经递质的释放，有效缓解和逆转疾病进程。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构简单、紧凑，能根据头部大小自动调节光源与头部之间的距离，并能调节光照参数与光照方式的用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，该装置包括机箱、设置在机箱上的活动臂以及设置在活动臂一端的头戴机构，该头戴机构通过活动臂可上下移动地设置在机箱上，所述的机箱上还设有人机交互界面和电源开关，所述的装置还包括设置在头戴机构内部的近红外光照射机构以及设置在机箱内部的近红外光照射控制单元，所述的近红外光照射机构通过连接元件可张开收拢地设置在头戴机构内部，并且所述的近红外光照射机构通过电路与近红外光照射控制单元电连接；
治疗时，通过人机交互界面设定光照模式、光照时间以及光照强度参数，根据患者头部大小，通过活动臂上下移动头戴机构，使头戴机构将患者头部完全罩住，再调节近红外光照射机构与患者头部之间的距离，随后近红外光照射控制单元根据预设的光照模式、光照时间以及光照强度参数，控制近红外光照射机构对患者头部进行近红外光照射治疗。
所述的头戴机构包括头罩外壳、设置在头罩外壳底部边缘上的凸起以及设置在头罩外壳上的透气窗。
所述的近红外光照射机构包括设置在头罩外壳内部顶端的多边形结构板以及多个通过连接元件分别与多边形结构板铰接的模块面板，所述的多边形结构板与模块面板上分别设有近红外发光二极管阵列，并且所述的多边形结构板与模块面板上还设有用于防止患者头皮接触近红外发光二极管阵列的透明罩。
所述的模块面板为由上而下渐宽且具有球面曲率的模块面板，模块面板的背面设有散热风扇。
所述的模块面板上的近红外发光二极管阵列由上而下呈发散状均匀展开设置。
所述的模块面板共设有3-12个，并且所述的模块面板的个数与多边形结构板的边数相等，在工作状态下，近红外光照射控制单元根据预设参数同时或分别控制各个模块面板上近红外发光二极管阵列的照射。
在实际治疗过程中，可以根据患者的实际情况，分别设定各个模块面板上近红外发光二极管阵列的光照参数，即各个模块面板上近红外发光二极管阵列的光照参数可分别控制，也可以同时将各个模块面板上近红外发光二极管阵列的光照参数设定为相同参数值。
所述的凸起包括一对用于遮罩患者眼部的第一凸起以及用于遮罩患者头部后脑的第二凸起，并且在所述的第一凸起以及第二凸起上还分别设有近红外发光二极管阵列，其中，所述的第一凸起与相应位置的模块面板通过连接元件铰接。
所述的连接元件为阻尼转轴。
具体地，所述的模块面板通过阻尼转轴与多边形结构板连接，并通过螺丝孔将阻尼转轴附带的垫片固定在多边形结构板上，阻尼转轴可以保证多边形结构板周围的模块面板沿轴旋转，并且可以固定在适宜的位置而保持不动。
所述的近红外发光二极管阵列发射的近红外光波长为900-2550nm。
所述的近红外光照射控制单元中设有可编程器件及定时鸣响器，所述的可编程器件通过电路分别与人机交互界面、近红外光照射机构及定时鸣响器电连接。
在实际设计过程中，所述的近红外光照射控制单元中设有与可编程器件配合使用的***电路，该***电路包括直流电源、定时鸣响电路、显示电路、变压电路以及信号发生电路。
具体地，所述的可编程器件通过变压电路、定时鸣响电路、显示电路分别与直流电源、定时鸣响器及人机交互界面连接，并且所述的可编程器件通过信号发生电路将预设的光照模式、光照时间以及光照强度参数发送至近红外光照射机构，并控制近红外光照射机构的工作状态。
本发明中，所述的人机交互界面可选自触摸显示屏，其不仅能用于设置不同的照射参数进行照射治疗，还可以显示照射参数，有利于操作人员与装置的交互性；所述的机箱底部还设有万向轮，方便移动治疗装置。
所述的光照模式分为连续光照射与脉冲光照射。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)由于采用阻尼转轴将设有近红外发光二极管阵列的模块面板可转动地设置在多边形结构板上，同时第一凸起与对应位置的模块面板也通过阻尼转轴相连，能够实现张开收拢的动作特点，有利于方便快捷地调节近红外发光二极管阵列与患者头部之间的间距，能适用于不同大小的患者头部，适用范围广；
2)由于采用近红外光照射控制单元，并结合人机交互界面，可以实现近红外光照射机构的光照模式、光照时间以及光照强度参数的快速准确设定，并且在近红外光照射控制单元的调节下，能够对近红外光照射机构实现智能化控制，在方便操作的同时，有效消除了现有技术中近红外光照的功率密度分布不均的技术问题，大大提高了近红外光照射治疗效果；
3)整体结构简单、紧凑，操作便捷，人机交互性好，能实现智能化控制，有效提高近红外光照射治疗的安全性和有效性，具有很好的应用前景。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明头戴机构结构示意图；
图3为本发明模块面板正面结构示意图；
图4为本发明模块面板反面结构示意图。
图中标记说明：
1、头罩外壳，2、透气窗，3、活动臂，4、人机交互界面，5、电源开关，6、机箱，7、万向轮，8、近红外发光二极管阵列，9、模块面板，10、多边形结构板，11、第一凸起，12、阻尼转轴，13、第二凸起，14、透明罩，15、螺丝孔，16、垫片，17、风扇。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，该装置包括机箱6、设置在机箱6上的活动臂3以及设置在活动臂3一端的头戴机构，该头戴机构通过活动臂3可上下移动地设置在机箱6上，机箱6上还设有人机交互界面4和电源开关5，装置还包括设置在头戴机构内部的近红外光照射机构以及设置在机箱6内部的近红外光照射控制单元，近红外光照射机构通过连接元件可张开收拢地设置在头戴机构内部，并且近红外光照射机构通过电路与近红外光照射控制单元电连接。
治疗前，检查无误后开启电源开关5。治疗时，通过人机交互界面4设定光照模式、光照时间以及光照强度参数，根据患者头部大小，通过活动臂3上下移动头戴机构，使头戴机构将患者头部完全罩住，再调节近红外光照射机构与患者头部之间的距离，随后近红外光照射控制单元根据预设的光照模式、光照时间以及光照强度参数，控制近红外光照射机构对患者头部进行近红外光照射治疗。
如图2所示，头戴机构包括头罩外壳1、设置在头罩外壳1底部边缘上的凸起以及设置在头罩外壳1上的透气窗2，保证散热良好。
近红外光照射机构包括设置在头罩外壳1内部顶端的多边形结构板10以及多个通过连接元件分别与多边形结构板10铰接的模块面板9，多边形结构板10与模块面板9上分别设有近红外发光二极管阵列8，多边形结构板10与模块面板9上覆盖有透明罩14，以防止人头部皮肤接触近红外发光二极管灯珠而对人体造成危害。
凸起包括一对用于遮罩患者眼部的第一凸起11以及用于遮罩患者头部后脑的第二凸起13，并且在第一凸起11以及第二凸起13上还分别设有近红外发光二极管阵列8，其中，第一凸起11与相应位置的模块面板9通过连接元件铰接。
如图3所示，模块面板9为由上而下渐宽且具有球面曲率的模块面板9，模块面板9的背面设有散热风扇17。模块面板9上的近红外发光二极管阵列8由上而下呈发散状均匀展开设置。
在工作状态下，近红外光照射控制单元根据预设的光照强度等参数同时或分别控制各个模块面板9上的近红外发光二极管的照射。
在实际治疗过程中，可以根据患者的实际情况，分别设定各个模块面板9上近红外发光二极管阵列8的光照参数，即各个模块面板9上近红外发光二极管阵列8的光照参数可分别控制，也可以同时将各个模块面板9上近红外发光二极管阵列8的光照参数设定为相同参数值。
本实施例中，近红外发光二极管在工作状态下，发射的近红外波长主要集中在900-2550nm，可以优选特定的波长，如935-955nm、1065-1095nm及1230-1280nm。光照模式分为连续光照射与脉冲光照射。多边形结构板10的边数为8个，模块面板9的数目与多边形结构板10的边数相同，共设有8个。
在设计过程中，连接元件采用阻尼转轴12，具体地，模块面板9通过阻尼转轴12与多边形结构板10连接，并通过螺丝孔15将阻尼转轴12附带的垫片16固定在多边形结构板10上，阻尼转轴12可以保证多边形结构板10周围的模块面板9沿轴旋转，并且可以固定在适宜的位置而保持不动，第一凸起11与对应位置的模块面板9通过这种方式连接。
近红外光照射控制单元中设有可编程器件，该可编程器件通过电路分别与人机交互界面4、近红外光照射机构电连接。
近红外光照射控制单元中还设有定时鸣响器，该定时鸣响器通过电路与可编程器件电连接。在实际设计过程中，近红外光照射控制单元中设有与可编程器件配合使用的***电路，该***电路包括直流电源、定时鸣响电路、显示电路、变压电路以及信号发生电路。具体地，可编程器件通过变压电路、定时鸣响电路、显示电路分别与直流电源、定时鸣响器及人机交互界面4连接，并且可编程器件通过信号发生电路将预设的光照模式、光照时间以及光照强度参数发送至近红外光照射机构，并控制近红外光照射机构的工作状态。
人机交互界面4可选自触摸显示屏，其不仅能用于设置不同的照射参数进行照射治疗，还可以显示照射参数，有利于操作人员与装置的交互性；机箱6底部还设有万向轮7，方便移动治疗装置。
治疗时，先打开电源开关5，在触摸显示屏上设置照射参数，如照射光强、照射时间、照射模式。根据治疗方案的不同需求，照射模式可设置为连续光照射和脉冲光照射，另外，不同模块面板9区域的近红外发光二极管阵列8照射光强可分别设置。照射参数也可按照预先设定的模式进行工作，如出厂模式等。参数设置好后会在触摸显示屏上显示出来，同时相应的命令数据传送至可编程器件，可编程器件可以选自单片机，该单片机发出对应指令对***电路进行控制，使近红外光照射机构按照设置的照射参数进行工作。治疗时，人头部置于头罩外壳1，调节活动臂3使头罩外壳1正好罩在人头部上，根据人头部大小来调节各模块面板9与人头部的相对距离，使人头皮与相应位置处的近红外发光二极管阵列8保持适宜的照射距离。待治疗结束时，定时鸣响器会发出鸣响，提醒操作人员切断电源。
实施例2：
本实施例中，多边形结构板10的边数为3个，模块面板9的数目与多边形结构板10的边数相同，共设有3个。其余同实施例1。
实施例3：
本实施例中，多边形结构板10的边数为6个，模块面板9的数目与多边形结构板10的边数相同，共设有6个。其余同实施例1。
实施例4：
本实施例中，多边形结构板10的边数为10个，模块面板9的数目与多边形结构板10的边数相同，共设有10个。其余同实施例1。
实施例5：
本实施例中，多边形结构板10的边数为12个，模块面板9的数目与多边形结构板10的边数相同，共设有12个。其余同实施例1。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，该装置包括机箱(6)、设置在机箱(6)上的活动臂(3)以及设置在活动臂(3)一端的头戴机构，该头戴机构通过活动臂(3)可上下移动地设置在机箱(6)上，所述的机箱(6)上还设有人机交互界面(4)和电源开关(5)，其特征在于，所述的装置还包括设置在头戴机构内部的近红外光照射机构以及设置在机箱(6)内部的近红外光照射控制单元，所述的近红外光照射机构通过连接元件可张开收拢地设置在头戴机构内部，并且所述的近红外光照射机构通过电路与近红外光照射控制单元电连接；
治疗时，通过人机交互界面(4)设定光照模式、光照时间以及光照强度参数，根据患者头部大小，通过活动臂(3)上下移动头戴机构，使头戴机构将患者头部完全罩住，再调节近红外光照射机构与患者头部之间的距离，随后近红外光照射控制单元根据预设的光照模式、光照时间以及光照强度参数，控制近红外光照射机构对患者头部进行近红外光照射治疗。
2.根据权利要求1所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的头戴机构包括头罩外壳(1)、设置在头罩外壳(1)底部边缘上的凸起以及设置在头罩外壳(1)上的透气窗(2)。
3.根据权利要求2所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的近红外光照射机构包括设置在头罩外壳(1)内部顶端的多边形结构板(10)以及多个通过连接元件分别与多边形结构板(10)铰接的模块面板(9)，所述的多边形结构板(10)与模块面板(9)上分别设有近红外发光二极管阵列(8)，并且所述的多边形结构板(10)与模块面板(9)上还设有用于防止患者头皮接触近红外发光二极管阵列(8)的透明罩(14)。
4.根据权利要求3所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的模块面板(9)为由上而下渐宽且具有球面曲率的模块面板(9)，模块面板(9)的背面设有散热风扇(17)。
5.根据权利要求4所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的模块面板(9)上的近红外发光二极管阵列(8)由上而下呈发散状均匀展开设置。
6.根据权利要求3或4或5所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的模块面板(9)共设有3-12个，并且所述的模块面板(9)的个数与多边形结构板(10)的边数相等，在工作状态下，近红外光照射控制单元根据预设参数同时或分别控制各个模块面板(9)上近红外发光二极管阵列(8)的照射。
7.根据权利要求6所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的凸起包括一对用于遮罩患者眼部的第一凸起(11)以及用于遮罩患者头部后脑的第二凸起(13)，并且在所述的第一凸起(11)以及第二凸起(13)上还分别设有近红外发光二极管阵列(8)，其中，所述的第一凸起(11)与相应位置的模块面板(9)通过连接元件铰接。
8.根据权利要求3或7所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的连接元件为阻尼转轴(12)。
9.根据权利要求1所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的近红外光照射控制单元中设有可编程器件，该可编程器件通过电路分别与人机交互界面(4)、近红外光照射机构电连接。
10.根据权利要求9所述的一种用于治疗阿尔兹海默病的近红外光照治疗装置，其特征在于，所述的近红外光照射控制单元中还设有定时鸣响器，该定时鸣响器通过电路与可编程器件电连接。
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