用于治疗视网膜疾病的光生物调节装置制造方法及图纸

一种用于视网膜的光生物调节的眼科治疗装置，包括：治疗光源，其产生波长为600nm至1000nm范围内，功率为1mW至500mW范围内的连续波或准连续波输出光束；光束均化模块，对治疗光源的输出光束进行均化；光束整形模块，其修改输出光束轮廓以产生具有环形光束轮廓的治疗光束；光束传输和观察模块，使操作者能够观察和操作以将治疗光束以1mW/cm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于治疗视网膜疾病的光生物调节装置
本专利技术涉及眼科领域。更具体地，本专利技术涉及红光至近红外光在治疗各种眼睛损伤或疾病中的用途。本专利技术还涉及用于光生物调节的治疗装置。
技术介绍
光生物调节(PBM)，也称为低水平光疗法(LLLT)，其采用的红光至近红外(NIR)光的功率密度比常规热处理低一百倍。LLLT促进受损细胞的愈合，该细胞包括视网膜中的血管和神经元。动物模型研究表明，NIR治疗可增强细胞能量代谢，增强线粒体功能，增加细胞色素C氧化酶活性，刺激抗氧化剂保护途径并促进细胞存活。有证据表明，在670nm处的光激活了细胞色素C氧化酶，该酶是线粒体电子传送链的关键组成部分，其随后导致电子转移增加，线粒体呼吸作用和ATP合成得到改善。最近有报道称NIR治疗可减轻视网膜变性动物模型中的神经元损伤，并通过增加线粒体膜产生ATP的能力来调节线粒体功能，从而抑制神经元凋亡和神经炎症并改善神经胶质与神经元的相互作用。对于LLLT，已知采用具有LED阵列的装置并将其放置在患者眼睛前方几厘米的位置，以直接通过瞳孔或通过眼睑和眼段将红光至近红外光传递至视网膜，无需任何聚焦光学装置的帮助。由于从LED阵列发射的光以大角度发散，到达视网膜的光的强度根据发光表面和眼睛之间的距离而显著变化。而且，即使某些装置具有光束准直光学装置，通过张开或闭合的眼睑、角膜和瞳孔的功率损耗也会高度可变，因为眼睑会散射和衰减大部分入射光，并且未扩张瞳孔也限制了大量的光通过。因此，根据眼睑的闭合状态和瞳孔的大小，到视网膜的光透射变化很大。换句话说，当使用LED阵列时，到达视网膜的治疗光的功率未知且不可控。在转让给PhotospectralHealthSciences公司的美国专利号9592404中描述了一种这样的装置。该专利建议用于治疗的光应设置为比完成选定剂量所需的光强和能量高得多的强度和能量，因为光将在到达患者的视网膜组织之前首先穿过患者的闭合眼睑，而如果在治疗期间保持眼睑张开，则只将其设置为略高一些。在这里，“高得多”，“稍高”这两个词在控制剂量方面并不明确。在转让给L'OrealSA的美国专利号9192780中描述了另一种装置。该专利描述了一种具有高达4J/cm2的输出辐射暴露的LED装置，但承认视网膜目标仅接收1nJ/cm2至1J/cm2的光。Dotson等人(US9,592,404B2)和Tedford等人(WO2016/040534A1)描述了其他装置。两者都教导在一些实施例中，在使用LED装置进行治疗期间，患者的眼睛保持闭合，而在其他实施例中，患者的眼睛保持睁开。前者要求的通量至少为10-2J/cm2。后者要求从0.01μJ/cm2到1J/cm2的很大范围。Eells等人(US2004/0215293)描述了使用这种装置的治疗方法，该方法使用距患者眼睛2.5cm的LED装置进行视网膜治疗。将闭合眼睑的患者的眼睛暴露在表面功率强度为25-50mW/cm2的LED装置上1-3分钟，以产生4J/cm2的辐射通量。为了确定从LED装置通过整个眼段到视网膜的实际能量传输，我们使用LED装置和眼睛模型进行了测量。先前已用于光生物调节研究以改善视网膜功能的QuantumWARP10LED阵列具有670nm波长的输出光和50mW/cm2的表面功率强度，因此被用作光源。建立了一个光学系统来模仿人眼。距离LED装置20mm的扩散器模仿了眼睑，孔径为Φ3mm(未扩张瞳孔直径为2-4mm)，Φ6mm或Φ8mm(扩张瞳孔为6-8mm)的光圈紧接地位于扩散器的后面，分别模拟了未扩张瞳孔或扩张瞳孔。紧接在光圈后面的焦距为20mm(FL20)或15mm(FL15)的光学透镜模拟了处于松弛或收缩状态的角膜和晶状体，并且位于光学透镜后面15-20mm的纸靶代表视网膜。纽波特功率计1918C用于直接测量在光学系统各个位置来自LED装置的功率发射。使用这种简化系统进行的测量忽略了人类患病眼睛的缺陷，例如使入射光衰减到视网膜的浑浊的晶状体。在不同距离处直接从LED装置进行功率测量表明，强度从装置表面的50mW/cm2显著降低到20mm距离处的22.3mW/cm2、30mm距离处的16.0mW/cm2和40mm距离处的10.7mW/cm2。在没有安装扩散器的情况下进行测量(眼睑张开)使用位于光圈后15mm的功率计，测量穿过位于距LED装置20mm的Φ3mm，Φ6mm或Φ8mm的光圈的光的功率。对于Φ8mm、Φ6mm和Φ3mm的光圈，强度分别计算为6.5mW/cm2、4.0mW/cm2和1.5mW/cm2。使用位于透镜后面15-20mm的功率计来测量通过光圈和光学透镜的光的功率。分别使用透镜FL20的Φ8mm、Φ6mm和Φ3mm光圈将强度计算为4.66-7.08mW/cm2、2.95-4.45mW/cm2和0.96-1.47mW/cm2。透镜FL15具有5mm的小光圈。使用透镜FL15的强度分别通过Φ5mm和Φ3mm的光圈计算为1.42-3.48mW/cm2和0.84-1.28mW/cm2。在距LED装置20mm处的光圈处，光强度为22.3mW/cm2。使用镜头FL20的Φ8mm、Φ6mm和Φ3mm光圈分别计算出到达纸靶的光传输效率为20.9％-31.7％，13.2％-20.0％和4.3％-6.6％。通过Φ5mm和Φ3mm光圈的效率分别为6.4％-15.6％和3.8％-5.7％。已知对于暴露于强光的眼睛，瞳孔通常被收缩，这导致在视网膜上传递的强度进一步降低。Tedford等人(WO2016/040534)描述了在睁眼和闭眼的情况下，在眼系统各个位置通过尸体眼睛从LED装置发出的光强度的测量值。对于睁开的眼睛，强度从角膜表面的171.51±6.68mW/cm2降低到靠近视网膜的后房的17.81±5.73mW/cm2，约为效率的10％。在使用Φ3mm光圈和Φ6mm光圈的范围之间，该值与上述测量值非常吻合。差异归因于尸体眼睛作为测量样本的使用。首先，由于肌肉松弛，瞳孔在死亡后会扩张，与未散瞳眼睛相比，它倾向于允许更多的光通过。其次，在死亡数小时后，角膜和晶状体均变得不透明，另一方面，这会削弱通过的光线。扩散器就位(闭合眼睑)的测量Bierman等人(J.BiomedOpt，16(6)2011)报道了在活人眼睑上在650-700nm的波长范围内透射率为10％的测量。因此，通过眼睑闭合的3mm瞳孔直径的未散瞳眼睛，视网膜上的光传输仅被计算为0.10-0.15mW/cm2。其仅为在使用LED阵列装置进行眼部治疗的研究报告或专利(例如US2004/0215293)中所宣称的LED装置表面强度50mW/cm2的0.2％-0.3％。在进行功率测量之后，在使用和不使用扩散器的情况下，通过光圈和透镜投射到纸靶上的LED光的轮廓在设置上存在很大差异。在不使用扩散器的情况下，LED阵列的各个光源通过光圈(3mm)成像，并且透镜形成离散的光斑。投射在目标上的每个单独光斑的直径随光圈的大小而变化。光圈越小，光斑直径越小。当将扩散器放本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于视网膜的光生物调节的眼科治疗装置，包括：/n产生连续波或准连续波输出光束的治疗光源，其具有：/n在600nm至1000nm范围内的波长；/n以及在1mW至500mW范围内的功率；/n光束均化模块，对治疗光源的输出光束进行均化；/n光束整形模块，其修改输出光束轮廓以产生具有环形光束轮廓的治疗光束；以及/n光束传输和观察模块，使操作者能够观察和操作以将治疗光束以1mW/cm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171204 AU 20179048731.一种用于视网膜的光生物调节的眼科治疗装置，包括：
产生连续波或准连续波输出光束的治疗光源，其具有：
在600nm至1000nm范围内的波长；
以及在1mW至500mW范围内的功率；
光束均化模块，对治疗光源的输出光束进行均化；
光束整形模块，其修改输出光束轮廓以产生具有环形光束轮廓的治疗光束；以及
光束传输和观察模块，使操作者能够观察和操作以将治疗光束以1mW/cm2至500mW/cm2的强度传输到视网膜上的治疗位置。


2.根据权利要求1所述的眼科治疗装置，其中，所述治疗光源是激光器、发光二极管(LED)或灯。


3.根据权利要求1所述的眼科治疗装置，其中，在600nm至900nm之间的波长范围内操作所述治疗光源。


4.根据权利要求1所述的眼科治疗装置，其中，所述治疗光强度在1mW/cm2至250mW/cm2之间。


5.根据权利要求1所述的眼科治疗装置，其中，选择所述治疗光强度以避免对组织的热损伤。


6.根据权利要求1所述的眼科治疗装置，其中，所述均化模块还包括将光束重新形成为均匀轮廓的多模光纤或衍射光学元件或折射光学元件。


7.根据权利要求1所述的眼科治疗装置，其中，所述光束整形模块还包括一个或多个光束整形元件和致动器；
其中所述光束整形元件是对600nm-1000nm范围内的光不透光的掩模，或者
其中所述光束整形元件是LED阵列，或微镜，或涡旋相位板，或许多替代的空间光调制器。


8.根据权利要求7所述的眼科治疗装置，其中，所述一个或多个光束整形元件安装在能够旋转的轮或一组滑动保持器上。


9.根据权利要求7所述的眼科治疗装置，其中，在所述轮上的一个位置是空的，没有光束整形元件。


10.根据权利要求7所述的眼科治疗装置，其中，所述一个或多个光束整形元件包括至少一个光束整形元件。


11.根据权利要求10所述的眼科治疗装置，其中，所述至少一个光束整形元件的尺寸设计成使得所述环形光束在视网膜上的内径大于待治疗眼睛的中央凹或视盘的直径。


12.根据权利要求7所述的眼科治疗装置，其中，所述致动器是电动机或螺线管或等效装置，其驱动所述能够旋转的轮的旋转或所述一组滑动保持器的平移。

【专利技术属性】
技术研发人员：夏薇，V·普雷文，R·卡森，
申请(专利权)人：艾利克斯医疗私人有限公司，
类型：发明
国别省市：澳大利亚;AU