CN107185113A - 治疗装置及包括该治疗装置的治疗设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种治疗装置，包括：壳体，所述壳体可供用户穿戴在头部；磁体，所述磁体安装在所述壳体上；和近红外照射模块，所述近红外照射模块安装在所述壳体上并可朝所述壳体内部发射近红外照射；和控制模块，所述控制模块与所述近红外照射模块耦合。本发明还提供一种包括该治疗装置的治疗设备。

Description

治疗装置及包括该治疗装置的治疗设备

技术领域

本发明大致涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种光磁一体化颅脑刺激装置以及包括该装置的治疗设备，用所述装置能够刺激患者头部内的多个区域以达到治疗阿尔兹海默症的目的。

背景技术

阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)俗称老年痴呆症，是一种起病隐匿的进行性发展的神经***退行性病变引起的痴呆，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β-淀粉样蛋白(Amyloid β-protein)斑块沉积有很大关系，该蛋白已经被证实具有很强的神经毒性，它可以破坏神经组织结构。另外通过影像学对大脑的扫描图可以看出由于脑神经活动减少导致大脑皮层的退行性萎缩。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、经颅直流电刺激、经颅磁治疗等。近红外光治疗法被报道可以有效的清除大脑皮层的β-淀粉样蛋白斑块的沉积，而该蛋白被认为是阿尔兹海默病的重要成因之一，该治疗方法还可以提升脑动脉血流量，改善大脑皮质供血情况，但对于患者脑神经的功能活动减弱和退化没有明显的改善。经颅直流电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。而经颅磁疗法可产生快速变化的感应磁场，作用于大脑并在脑内产生弱的反向平行感应电流,可影响大脑皮层内锥体神经元突触后电位总和，导致刺激部位神经异常兴奋或抑制，使大脑生理和功能改变，但高频度重复的经颅磁刺激容易引起患者头疼、恶心甚至有引发癫痫的可能性，这会对人体造成潜在的危害。

综上所述，虽然目前已经发展了一些对于阿尔兹海默病的无创物理治疗方法，但是这些方法都有各自的优点和局限性。而且无论单独实行哪一种治疗方法都只能在该病的某一方面起作用，而不能针对目前已经被认知的病因进行一个综合***的治疗。本发明旨在阿尔兹海默症患者的一次治疗过程中，既能够做到清除致病因子之一的β-淀粉样蛋白斑块的沉积，又能够兴奋神经活动，达到1+1>2的治疗效果。

背景技术部分的内容仅仅是发明人所知晓的技术，并不当然代表本领域的现有技术。

发明内容

针对现有技术存在问题中的一个或多个，本发明提供一种治疗装置，包括：壳体，所述壳体可供用户穿戴在头部；磁体，所述磁体安装在所述壳体上；近红外照射模块，所述近红外照射模块安装在所述壳体上并可朝所述壳体内部发射近红外照射；和控制模块，所述控制模块与所述近红外照射模块耦合。

根据本发明的另一个方面，所述磁体为电磁线圈，所述控制模块与所述电磁线圈耦合，控制所述电磁线圈和所述近红外照射模块。

根据本发明的另一个方面，所述近红外照射模块设置的位置对应于用户大脑的颞叶、额叶、顶叶、枕叶以及海马结构中的一个或多个。

根据本发明的另一个方面，包括多个磁体和多个近红外照射模块，所述多个磁体与所述多个近红外照射模块在同一平面内穿插排列，或所述磁***于近红外照射模块的前面，或所述磁***于近红外照射模块的后面。

根据本发明的另一个方面，所述治疗装置还包括散热风扇，所述散热风扇靠近所述近红外照射模块设置。

根据本发明的另一个方面，所述近红外照射模块包括多个近红外发光二极管以及覆盖所述多个近红外发光二极管的透明板，所述近红外发光二极管发射的近红外波长为780-2526nm，照射模式分为连续光照射或脉冲光照射。

根据本发明的另一个方面，所述控制模块可调节所述近红外照射模块的照射强度和/或供应给所述电磁线圈的电流。

根据本发明的另一个方面，所述磁性模块的形状为圆形、椭圆形或者“8”字形。

根据本发明的另一个方面，所述近红外照射模块设置在对应于患者的眼部、额头、太阳穴、后脑处，和/或所述磁***于使用者头部上半部。

根据本发明的另一个方面，所述头部治疗装置为阿尔兹海默症治疗装置。

本发明还提供一种治疗设备，包括：座椅部；如上所述的治疗装置，其中所述治疗装置连接到所述座椅部；和认知锻炼装置，所述认知锻炼装置连接到所述座椅部；和控制台，设置在所述座椅部上，与所述治疗装置和所述认知锻炼装置电连接以控制所述治疗装置和所述认知锻炼装置。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的一个实施例的头部治疗装置的结构示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的头部治疗装置从上方观察的立体图；

图3是根据本发明的一个实施例的头部治疗装置从下方观察的立体图；

图4是根据本发明的一个实施例的磁性模块和近红外照射模块布置示意图；

图5A和5B示出了根据本发明的治疗装置1的治疗效果；

图6示出了根据本发明另一个实施例的治疗设备；和

图7示出了根据本发明另一个实施例的治疗设备的逻辑图。

具体实施方式

在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"坚直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语"安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接:可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上"、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-3所示，本发明的第一实施例提供一种可戴在头部的治疗装置1，例如用于治疗阿尔兹海默症。该治疗装置是一种光磁一体化装置。

下面参考图1-3详细描述该治疗装置1。如图1所示，本发明的治疗装置1包括近红外照射模块8以及磁性模块7(即经颅磁刺激模块)。近红外光源照射主要用于降低β-淀粉样蛋白的斑块形成，减少对神经***的损害。另外，磁性模块主要用于刺激阿尔兹海默症发病区域的神经***，增强神经的活性,促进神经修复。这两个模块都具有提高脑血容量的功能，这能够保证在神经修复的过程中需要的血供。该装置主要从以上三个方面***地提高对于阿尔兹海默症的治疗效果。同时，近红外照射模块8以及磁性模块7之间相互协调、相互配合，例如先使近红外照射模块8发射短波长780nm的近红外光照射数分钟后，由磁性模块7以一个高频如1Hz频率的电磁波对脑部神经进行数分钟的刺激，使神经兴奋性增加。交替数次后可调整近红外的波长使其在780-2526nm之间变化，而磁性模块7也可以用高达20Hz或以上的频率对脑部神经进行刺激。这其中在长时间使用高频磁刺激的时候有些患者会出现头痛的症状，为了避免这种情况的出现但又不降低疗效，本装置用近红外照射和电磁刺激交替进行的方法达到最好的治疗效果。

图2和图3分别示出了本发明的治疗装置1的立体图，其中图2是从上方观察的立体图，图3是从下方观察的立体图。

如图2和图3所示，本发明的治疗装置1包括外壳2。外壳2例如大致是头盔的形状，能够基本包覆佩戴者的头部。外壳2具有内部空腔，内部空腔的形状基本与佩戴者的头部相匹配。外壳2的尺寸优选的可以调节，从而适应不同的患者需求。

磁性模块7和近红外照射模块8分别设置在外壳2上，例如设置在外壳2的内壁上，用于对佩戴本发明治疗装置1的患者头部施加治疗或理疗。优选的，所述的近红外光照射模块8和磁性模块7通过连接元件可张开收拢地设置在外壳2内部。例如在治疗装置1不使用时，近红外光照射模块8和磁性模块7收拢设置在治疗装置1内。当患者佩戴上治疗装置1时，近红外光照射模块8和磁性模块7在外壳2内适当张开，以更接近患者的头部。

所述磁性模块7例如为永磁体。优选的，所述磁性模块7为电磁线圈。通过调整通过电磁线圈的电流强度，可以调节穿透的磁力、强度和磁场方向等，以适应不同的病变部位治疗需求。

优选的，所述治疗装置1还包括控制单元(未示出)，用于控制所述磁性模块7和/或所述近红外光照射模块8的工作。所述控制单元例如可以设置在外壳2上，也可以是单独的控制手柄，与所述近红外光照射模块8和/或磁性模块7电耦合，以利于用户操作。所述控制单元例如控制所述磁性模块7的磁力、强度和磁场方向以及变化频率，以及所述近红外光照射模块8的照射强度和波长。

如图2和3所示，所述近红外光照射模块8包括照射模块外壳9、近红外发光二极管阵列10、散热风扇11。该近红外光照射模块8的位置至少对应于患者大脑的颞叶、额叶、顶叶、枕叶以及海马结构中的一个或多个，从而对这些部位进行照射，但并不仅限于这些部位。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780-2526nm。光照模式可以为连续光照射或者脉冲光照射。近红外照射二极管阵列10前覆盖有透明的照射模块外壳9，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，近红外光照射模块后部的散热风扇11，可对近红外发光二极管进行散热。在工作状态下，控制的单元的控制电路或控制逻辑根据预设的光照强度等参数分别控制各个一个或多个近红外光照射模块8中的近红外发光二极管的照射强度。在实际治疗过程中，可以根据患者的实际情况，分别设定各个近红外光照射模块8上近红外发光二极管的光照强度等参数，即各个近红外光照射模块8上近红外发光二极管的光照强度等可单独控制。

磁性模块7的尺寸和几何形状可以被特殊设计成圆形、椭圆形或者是“8”字形等，数量也不限。刺激强度和刺激模式可以通过控制单元的控制电路或控制逻辑进行设定。该磁场可以向患者的特定大脑皮层部位实行磁刺激。而根据刺激部位和刺激深度的要求不同可进行调整。

本发明中的治疗装置1中，近红外照射模块8和磁性模块7可以有多种排布方式，包括但不局限于磁性模块与近红外照射模块8在同一平面内穿插排列，或磁性模块位于近红外照射模块8的前面，或磁性模块位于近红外照射模块8的后面等。本发明的发明人发现，长时间持续刺激固定的脑区，其治疗效果会被弱化，刺激不同的脑区如背外侧前额叶皮层、Broca区或者刺激相同区域但是属于不同的脑半球会明显提高患者的认知能力。为了对于阿尔兹海默症的患者达到最好的治疗效果，将磁性模块7与近红外照射模块8在同一平面内设计了多种穿插排列的布局结构，可以取得最佳的治疗效果。

图4示出了一种优选的磁性模块与近红外照射模块8的排布方式，但具体的排布方式、模块数目并不局限于此。图4中共布置了10块近红外光照射模块，内嵌于治疗装置1的壳体2内部，其中在对应于眼部附近2块，额头附近2块，左右太阳穴附近2块，后脑附近4块。5块磁性模块位于使用者头部上半部分，通过弹簧装置与外壳连接,角度和长度可根据使用者的情况而调节。

在治疗过程中，为近红外光照射和电磁刺激设置了多种工作模式，两者可分别单独工作，也可以同时工作，也可以交替进行。其工作方式的选择可根据患者自身的情况而定。如：患者对电磁刺激反应强烈的话就可以适当的降低电磁刺激的强度或者频率，又或者可以变换刺激部位。又如根据头部检查结果发现脑内的β-淀粉样蛋白斑块无明显变化的话，可适当增加近红外光的刺激强度。也可以根据对患者认知能力的检查结果适当调整刺激时间和工作方式。

本发明针对阿尔兹海默症的病因和临床病理表现，首次利用光磁一体化刺激装置在一次治疗中减少了β-淀粉样蛋白斑块沉积的同时又起到了兴奋神经元的作用。在治疗佩戴的头盔上也做了改良，把近红外光模块和磁刺激模块的位置做了最优化的排位。

图5A和5B示出了采用本发明的治疗装置1治疗阿尔兹海默症的效果。图5A中，使用经过基因改造的AD模型的小鼠为实验研究对象，在试验组(IR)小鼠的头部戴上根据本发明的可发射特定波长的近红外光头盔，而对照组(Sham)小鼠的头部仅带着无近红外发射模块的头盔。试验持续6个月后观察试验组和对照组在治疗前后脑部的β-淀粉样蛋白斑块的变化。在上面的图片中可见在脑皮质(cortex)部位β-淀粉样蛋白斑块的减少较其他部位如齿状回(dentate gyrus)、海马(hipoocampus)1区和2区明显得多。图5B显示出治疗组(AD+IR)的小鼠脑皮层平均斑块数量比对照组(AD)明显减少。此结果提示本实验中治疗后脑皮层的β类淀粉蛋白质斑块明显优于对照组。

下面参考图6描述根据本发明另一个实施例的治疗设备100。治疗设备100包括本发明的治疗装置1。

如图6所示，治疗设备100包括座椅部12。座椅部12包括底座和靠背，用于使得患者能够舒适地坐于其上。治疗装置1例如可通过支架13安装在座椅部12上，其相对于座椅部12的位置和高度可以进行调节，以适应坐在座椅部12中的患者的佩戴需求。

所述的座椅部12上例如还可在便于操作的位置处设有人机交互界面和电源开关，从而操作治疗设备1以及治疗装置1。根据本发明的一个实施方式，治疗装置1的控制单元，例如近红外光照射控制单元和电磁调节控制单元，可以设置在所述座椅部上，并且与所述治疗装置1的近红外光照射模块和磁性模块电连接以进行控制。

图6所示的治疗设备100还包括认知锻炼装置14。认知锻炼装置14设置在座椅部12的前部，面向坐在所述座椅部12上的患者。认知锻炼装置14可以通过支架15连接到座椅部。认知锻炼装置14例如是显示器，其上可以针对不同患者类型而显示认知锻炼的信息。

所述治疗设备100还包括控制台16。控制台16例如通过数据线连接到所述治疗装置1和前部锻炼装置14，可控制所述治疗装置1的近红外光照射控制单元和电磁调节控制单元、以及所述前部认知锻炼装置14。因此所述治疗装置1的控制单元也可以集成到所述控制台16中。

图7示出了根据本发明的治疗设备100的逻辑图。其中，治疗设备100包括座椅部12、治疗装置1以及认知锻炼装置14。治疗设备100的主控电路设置在座椅部12上，通过控制台16为用户或医师提供操作接口。主控电路为治疗设备100的控制核心，其中存储有计算机程序或控制逻辑。其分别与所述治疗装置1的近红外照射模块和磁性模块以及认知锻炼装置单向或双向通信，以控制整个治疗过程。

在使用过程中，用户通过控制台16的图形用户接口输入命令，主控电路接收到用户输入后，向治疗装置1和认知锻炼装置14发出指令，控制近红外照射强度、波长、磁刺激强度、以及认知锻炼装置14上所显示的内容，从而为坐在座椅部12上的患者提供治疗。

以上是以阿尔兹海默症为例对本发明进行了说明。普通技术人员可以理解，本发明的保护范围不限于此，可以适用于为其他病症的治疗。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种治疗装置，包括：

壳体，所述壳体可供用户穿戴在头部；

磁体，所述磁体安装在所述壳体上；

近红外照射模块，所述近红外照射模块安装在所述壳体上并可朝所述壳体内部发射近红外照射；和

控制模块，所述控制模块与所述近红外照射模块耦合从而控制所述近红外照射模块的工作。

2.根据权利要求1所述的治疗装置，其特征在于，所述磁体为电磁线圈，所述控制模块与所述电磁线圈耦合，控制所述电磁线圈和所述近红外照射模块，优选的，所述电磁线圈与所述近红外照射模块交替工作。

3.根据权利要求1或2所述的治疗装置，其特征在于，所述近红外照射模块设置的位置对应于用户大脑的颞叶、额叶、顶叶、枕叶以及海马结构中的一个或多个。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的治疗装置，其特征在于，包括多个磁体和多个近红外照射模块，所述多个磁体与所述多个近红外照射模块在同一平面内穿插排列，或所述磁***于近红外照射模块的前面，或所述磁***于近红外照射模块的后面。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的治疗装置，其特征在于，所述治疗装置还包括散热风扇，所述散热风扇靠近所述近红外照射模块设置。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的治疗装置，其特征在于，所述近红外照射模块包括多个近红外发光二极管以及覆盖所述多个近红外发光二极管的透明板，所述近红外发光二极管发射的近红外波长为780-2526nm，照射模式分为连续光照射或脉冲光照射。

7.根据权利要求2所述的治疗装置，其特征在于，所述控制模块可调节所述近红外照射模块的照射强度、波长和/或供应给所述电磁线圈的电流。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的治疗装置，其特征在于，所述磁性模块的形状为圆形、椭圆形或者“8”字形。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的治疗装置，其特征在于，所述头部治疗装置为阿尔兹海默症治疗装置。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的治疗装置，其特征在于，所述近红外照射模块设置在对应于患者的眼部、额头、太阳穴、后脑处，和/或所述磁***于使用者头部上半部。

11.一种治疗设备，包括：

座椅部；

如权利要求1-10中任一项所述的治疗装置，其中所述治疗装置连接到所述座椅部；

认知锻炼装置，所述认知锻炼装置连接到所述座椅部；和

控制台，设置在所述座椅部上，与所述治疗装置和所述认知锻炼装置电连接以控制所述治疗装置和所述认知锻炼装置。