ITBS20060106A1

ITBS20060106A1 - Manipolo laser per il trattamento del corpo umano e metodo di controllo dell'emissione delle radiazioni laser

Info

Publication number: ITBS20060106A1
Application number: IT000106A
Authority: IT
Inventors: Marcello Rinaldo Baldacchini
Original assignee: Marcello Rinaldo Baldacchini
Priority date: 2006-05-17
Filing date: 2006-05-17
Publication date: 2007-11-18
Also published as: WO2007132494A3; EP2018210A2; US20090209948A1; WO2007132494A2; CN101479007A

Description

DESCRIZIONE

Forma oggetto della presente invenzione un manipolo emettitore di luce laser per il trattamento di una parte del corpo umano, soprattutto a fini medicali. Forma inoltre oggetto della presente invenzione un metodo di controllo dell'emissione di luce laser da un manipolo per il trattamento del corpo umano.

Esistono numerosi manipoli laser oggi utilizzati per il trattamento del corpo umano, soprattutto per la cura di patologie quali stiramenti muscolari, tendiniti, discopatie e simili.

Si tratta di patologie che interessano regioni profonde del corpo umano, ossia regioni lontane dalla superficie epiteliale; per tale ragione, le radiazioni emesse da usuali led non sono adatte all'esecuzione di tali trattamenti in quanto incoerenti. I manipoli a led sono quindi utilizzabili per il trattamento di regioni superficiali del corpo umano o della superficie della pelle, con finalità medicali o estetiche.

Per il trattamento di regioni profonde, sono invece utilizzabili emettitori laser che, come è noto, emettono una radiazione coerente, in grado di penetrare a fondo nel corpo umano e investire le regioni interessate.

Tuttavia, i manipoli laser oggi utilizzati

presentano alcuni inconvenienti. Soprattutto, essi non

sono in grado di investire regioni profonde del corpo

umano con una energia sufficiente a consentire un loro

adeguato trattamento.

Scopo della presente invenzione è quello di

realizzare un manipolo emettitore di luce laser che

superi gli inconvenienti di cui si è detto con

riferimento all'arte nota.

Le caratteristiche ed i vantaggi del manipolo laser

secondo la presente invenzione risulteranno evidenti

dalla descrizione di seguito riportata, data a titolo

esemplificativo e non limitativo, in accordo con le

figure seguenti, in cui:

la figura 1 mostra una vista prospettica del

manipolo secondo una variante di realizzazione della

presente invenzione;

- la figura 2 rappresenta una vista frontale del

manipolo della figura 1;

la figura 3 illustra una vista in pianta dell'interno del manipolo della figura 1; e

- la figura 4 mostra una vista prospettica di una ulteriore variante di realizzazione del manipolo secondo l'invenzione .

Con riferimento alle figure allegate, con 1 si è complessivamente iicato un manipolo laser adatto ad essere movimentato sulla superficie di una zona del corpo umano per il trattamento di regioni del corpo disposte ad una profondità di trattamento dalla superficie della zona del corpo umano.

Il manipolo 1 comprende un involucro 2 adatto ad essere afferrato, ad esempio manualmente da un operatore, e movimentato su detta zona del corpo umano,

L'involucro 2 è cavo e si estende prevalentemente lungo un asse di involucro X-X, fra una parete posteriore 4 ed una parete anteriore 6.

L'involucro 2 presenta internamente una cavità 8 in cui si distinguono vano posteriore 10 allungato ed un vano anteriore 12, più largo del vano posteriore 10, ma più corto di questo

L'involucro preferibilmente realizzato in alluminio .

Il manipolo 1 comprende inoltre un'impugnatura 20, amovibilmente associata all'involucro 2 per realizzare una forma "a pistol In altre parole, l'impugnatura si estende prevalente lungo un asse di impugnatura Y-Y, incidente all'asse di involucro X-X, ad esempio perpendicolare a qu

Il manipolo 1 comprende inoltre mezzi di emissione laser adatti ad emettere radiazioni laser aventi ima predeterminata lunghezza d'onda.

Preferibilmente, detta lunghezza d'onda è compresa fra 905 nanometri e 935 nanometri, ossia sostanzialmente pari alla lunghezza d'onda caratteristica del silicio.

I mezzi di emissione laser sono montati sull'involucro 2, per emettere le radiazioni laser verso detta zona del corpo umano

I mezzi di emissione laser comprendono una pluralità di emettitori 30. Ciascun emettitore 30 è adatto ad emettere dette iazioni laser secondo un cono di emissione .

Detto cono di emissione è a sezione ellittica. In altre parole, ponendo un piano geometrico di fronte agli emettitori, perpendicolarmente alla direzione di emissione di detti emettitori, l'impronta lasciata dal cono di emissione degli emettitori 30 su detto piano geometrico è ellittica,

In altre parole ancora, definito un piano verticale come il piano perpendicolare al piano su cui giace l'emettitore e contenente l'asse di emissione e un piano orizzontale come il piano perpendicolare al piano verticale e contenente l'asse di emissione, la radiazione emessa da ciascun emettitore 30 presenta un angolo di divergenza verticale rispetto all'asse di emissione sul piano verticale ed un angolo di divergenza orizzontale rispetto all'asse di emissione sul piano orizzontale.

Preferibilmente, l'emettitore 30 è del tipo "single chip", all'arseniuro di gallio, e sono adatti ad emettere con un angolo di divergenza verticale di venti gradi sessagesimali ed un angolo di divergenza orizzontale di dieci gradi sessagesimali.

Gli emettitori 30 sono disposti ad una distanza relativa 40 fra loro tale da mantenere fra loro disgiunti detti coni di emissione almeno fino ad un piano di trattamento T posto ad una distanza 50 da detti emettitori 30 pari a detta profondità di trattamento.

Preferibilmente, detta distanza relativa 40 fra gli emettitori 30 è tale che sul piano di trattamento T, le impronte dei coni di emissioni sono fra loro tangenti.

Vantaggiosamente, tale caratteristica consente di mantenere coerente la radiazione emessa da ciascun emettitore almeno fino al piano di trattamento, sostanzialmente coincidente con la regione del corpo che si intende trattare Ad una profondità maggiore di quella di trattamento, i coni di emissione tendono infatti a intersecarsi, per cui la radiazione di ciascun emettitore, non in fase con la radiazione degli altri emettitori, si combina con tale radiazione emessa dagli altri emettitori, generando una radiazione incoerente.

Vantaggiosamente, l'azione di radiazioni coerenti sulla regione del corpo da trattare è molto più efficace dell'azione promossa da radiazioni incoerenti.

Secondo una forma di realizzazione preferita, gli emettitori 30 sono disposti secondo file parallele, ad esempio a nido d'ape, ossia in modo che gli emettitori di una fila siano disposti in posizione mediana rispetto agli emettitori della fila immediatamente successiva o precedente .

Vantaggiosamente, sul piano di trattamento, tale disposizione degli emettitori consente di ottenere un elevato indice di riempimento, inteso come rapporto fra l'estensione della superficie comunque investita dalle radiazioni provenienti da tutti gli emettitori rispetto all'estensione della superficie non investita.

Per distanza relativa 40 si intende la distanza fra emettitori 30 disposti sulla stessa fila, mentre si definisce "distanza fra file" la distanza fra una fila e la fila successiva o precedente.

Preferibilmente, la distanza relativa 40 è diversa dalla distanza fra le file. Ad esempio, la distanza relativa 40 fra gli emettitori di una fila è pari a 8.5 millimetri, mentre la distanza fra le file è pari a 16 millimetri. Tali distanze sono progettate sulla base degli angoli di divergenza verticale ed orizzontale che caratte emettitori sulla base della profondità di trattamento consentita da detti emettitori. Secondo una forma preferita di realizzazione, detti mezzi di emissione laser comprendono quattordici emettitori 30, ed in particolare cinque disposti sulla prima fila, quattro disposti sulla seconda fila e cinque disposti sulla terza fila.

Secondo una forma di realizzazione preferita, detto manipolo comprende inoltre una parete di appoggio 60, posta davanti agli emettitori 30, ad una predefinita distanza da questi. Detta parete di appoggio 60 è trasparente alle radiazioni emesse dagli emettitori 30, mentre, preferibilmente, è opaca alla luce ordinaria.

Quando il manipolo 1 è appoggiato alla zona del corpo umano, la piastra di appoggio 60 poggia sulla pelle di detta zona, così fissando anche la distanza minima fra la pelle e gli emettitori 30.

Secondo una forma preferita di realizzazione, il manipolo 1 comprende mezzi di controllo adatti a controllare detti mezzi di emissione laser, preferibilmente alloggiati nell'involucro 2 del manipolo 1.

In particolare, detti mezzi di controllo comprendono mezzi di pre-pilotaggio 70 adatti a controllare il tempo di accensione, l'intensità di accensione e la frequenza di accensione degli emettitori 30. Preferibilmente, detti mezzi di pilotaggio sono alloggiati nel vano posteriore 10 dell'involucro 2.

Inoltre, i mezzi di controllo comprendono mezzi di pilotaggio 80, adatti ad alimentare detti emettitori 30 per realizzare l'emissione laser. Preferibilmente, detti mezzi di pilotaggio sono alloggiati nel vano anteriore 12 dell'involucro 2.

Ulteriormente, il manipolo 1 comprende una piastra di supporto 90, operativamente collegata a detti mezzi di controllo, sulla quale sono fissati gli emettitori 30. La piastra di supporto 90 è alloggiata nel vano anteriore 12 dell'involucro 2, di fronte alla parete anteriore 6 di questo, mentre gli emettitori 30 sono affacciati verso l'esterno attraverso una finestra ricavata in detta parete anteriore 6 dell'involucro.

Secondo una forma di realizzazione preferita, i mezzi di pilotaggio 80 sono alloggiati su detta piastra di supporto 90.

Vantaggiosamente, tale costruzione consente di evitare dissipazioni di calore dovute a transiti di elevate correnti in fili elettrici di collegamento fra i mezzi di pilotaggio 80 e gli emettitori 30, come avviene invece nelle realizzazioni note.

Secondo una forma preferita di realizzazione, il manipolo 1 comprende un interruttore di accensione 100 posto ad esempio sulla parete posteriore 6 dell'involucro 2. L'interruttore 100 è adatto ad essere premuto per comandare l'emissione delle radiazioni laser; preferibilmente, quando l'interruttore 100 è rilasciato, l'emissione delle radiazioni laser continua, fino a quando non viene premuto nuovamente.

Secondo una variante di realizzazione, detto interruttore è adatto ad essere premuto per comandare l'emissione delle radiazioni laser e, quando rilasciato, l'emissione delle radiazioni laser è interrotta.

Vantaggiosamente, la posizione dell'interruttore 100 consente di utilizzare comodamente il manipolo 1 sia nella configurazione "a pistola", ossia con impugnatura, sia senza impugnatura, afferrando l'intero involucro fra il palmo e quattro dita, in corrispondenza del vano posteriore 10 di questo, e premendo l'interruttore con il pollice .

Secondo una ulteriore forma di realizzazione preferita, il manipolo 1 comprende una presa di collegamento 110, posta sulla parete posteriore 10 dell'involucro 2, adatta a collegare il manipolo 1 ad una consolle di comando (non rappresentata).

La consolle di comando comprende mezzi di gestione del manipolo, ad esempio per la determinazione dei parametri di lavoro del manipolo, ossia il tempo di accensione, la frequenza di accensione e la modulazione dell'intensità di accensione.

Secondo una forma preferita di realizzazione, detta consolle comprende mezzi di immissione di parametri di funzionamento, detti mezzi di immissione essendo operativamente collegati a detti mezzi di gestione del manipolo 1.

In particolare, detti mezzi di immissione di parametri sono adatti a trasmettere a detti mezzi di gestione parametri biologici del paziente. In particolare, detti mezzi di immissione sono adatti a trasmettere a detti mezzi di gestione il valore della frequenza cardiaca e/o della frequenza di respirazione e/o della pressione sanguigna.

In una variante di realizzazione, detti mezzi di immissione sono manuali e comprendono, ad esempio, una tastiera per l'immissione di valori numerici.

In una ulteriore variante di realizzazione, detti mezzi di immissione sono automatici ed adatti ad acquisire con continuità i valori di detti parametri biologici e trasmetterli a detti mezzi di gestione.

Ad esempio, i mezzi di immissione automatici comprendono un cardiofrequenzimetro, per l'acquisizione della frequenza cardiaca, e/o uno spirometro, per l'acquisizione della frequenza di respirazione e/o uno sfigmomanometro, per l'acquisizione della pressione sanguigna .

Nel normale utilizzo del manipolo 1, questo viene impugnato dall'operatore. Ad esempio, se il paziente è seduto ed il trattamento deve essere eseguito sulla schiena, è particolarmente comodo associare l'impugnatura all'involucro 2. Il manipolo viene passato ripetutamente sulla zona interessata, premendo l'interruttore di accensione 100 per emettere le radiazioni laser.

Secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione, l'utilizzo del manipolo 1 prevede l'esecuzione di un metodo di controllo di controllo dell'emissione delle radiazioni laser.

Il metodo di controllo comprende la fase di acquisire i parametri biologici del paziente.

Detti parametri biologici, ossia la frequenza cardiaca e/o la frequenza di respirazione e/o la pressione sanguigna possono essere rilevati dall'operatore o suggeriti dal paziente, in quanto di sua conoscenza.

Detti parametri biologici sono inseriti manualmente per il tramite di detti mezzi di immissione e trasmessi a detti mezzi di gestione.

In una ulteriore variante di esecuzione del metodo di controllo, detti parametri biologici sono acquisiti con continuità e trasmessi ai mezzi di gestione.

Il metodo di controllo comprende inoltre la fase di determinare i parametri di emissione delle radiazioni laser (ossia la frequenza di accensione, il tempo di accensione e la modulazione dell'intensità di emissione) sulla base di detti parametri biologici.

In particolare, la frequenza di accensione e/o il tempo di accensione sono determinati sulla base della frequenza cardiaca e/o della frequenza di respirazione, mentre la modulazione dell'intensità di emissione è determinata sulla base della pressione sanguigna, ad esempio proporzionalmente o in modo inversamente proporzionale a questa.

Ad esempio, per trattamenti del corpo umano che presuppongono una tonificazione delle cellule della regione da trattare, è particolarmente vantaggioso che la frequenza di accensione ed il tempo di accensione siano determinati sulla base della frequenza cardiaca o dell'andamento del cardiogramma, che regolano il sistema arterioso .

Per trattamenti del corpo umano che presuppongono una detossinazione delle cellule, è particolarmente vantaggioso che la frequenza di accensione ed il tempo di accensione siano determinati sulla base della frequenza di respirazione, che regola il sistema venoso.

Per trattamenti del corpo umano per i quali si riscontra un beneficio da una azione anche meccanica sulle cellule della regione interessata, è particolarmente vantaggioso che la modulazione dell'intensità di emissione sia determinata sulla base della pressione sanguigna del paziente.

Innovativamente, il manipolo secondo la presente invenzione ed il metodo di controllo delle emissioni delle radiazioni laser utilizzabile per il suo tramite consentono il trattamento anche di regioni profonde del corpo umano con una energia sufficiente e con modalità tali da conseguire importanti risultati.

Secondo una variante di utilizzazione, il manipolo 1 è utilizzato in combinazione con un sacchetto 200, completamente trasparente alle radiazioni laser, disposto con una sua porzione fra la parete 60 del manipolo 1 e la superficie della pelle del paziente. Il sacchetto è sostituibile .

Vantaggiosamente, detta variante di utilizzazione consente di preservare ottimali condizioni igieniche, in quanto il sacchetto viene sostituito prima dell'esecuzione di un trattamento su un nuovo paziente.

Ad esempio, il sacchetto 200 è trattenuto al manipolo stretto al raccordo fra la porzione dell'involucro 2 relativa al vano anteriore 12 e la porzione dell'involucro 2 relativa al vano posteriore 10. E' chiaro che un tecnico del ramo potrà apportare varianti e modifiche al manipolo ed al metodo di controllo sopra descritto, tutte peraltro contenute nell'ambito di tutela come definito dalle rivendicazioni seguenti .

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Manipolo (1) adatto ad essere movimentato sulla superficie di una zona del corpo umano per il trattamento di regioni del corpo disposte ad una profondità di trattamento dalla superficie della zona del corpo umano, comprendente : un involucro (2) adatto ad essere afferrato e movimentato su detta zona del corpo umano; - mezzi di emissione laser adatti ad emettere radiazioni laser aventi una predeterminata lunghezza d'onda, detti mezzi di emissione essendo montati su detto involucro (2) per emettere dette radiazioni verso detta zona del corpo umano; in cui detti mezzi di emissione laser comprendono una pluralità di emettitori (30), ciascun emettitore essendo adatto ad emettere dette radiazioni secondo un cono di emissione e detti emettitori essendo disposti ad una distanza relativa (40) fra loro detto manipolo essendo caratterizzato dal fatto che detta distanza relativa (40) è tale da mantenere fra loro disgiunti detti coni di emissione almeno fino ad un piano geometrico (T) posto ad una distanza da detti emettitori pari a detta profondità di trattamento.
2. Manipolo secondo la rivendicazione 1, in cui detta distanza relativa fra gli emettitori è tale che, su detto piano geometrico, le sezioni di detti coni di emissione sono fra loro tangenti.
3. Manipolo secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui detti emettitori sono disposti secondo file parallele.
4. Manipolo secondo la rivendicazione 3, in cui gli emettitori sono disposti a nido d'ape.
5. Manipolo secondo la rivendicazione 3 o 4, in cui gli emettitori di una fila successiva sono disposti in posizione mediana rispetto agli emettitori di una fila precedente .
6. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 5, in cui detta distanza relativa è la distanza fra gli emettitori disposti lungo una fila, dette file essendo fra loro distanziate di una distanza fra file, detta distanza relativa essendo diversa da detta distanza fra file.
7. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 3 a 6, in cui detti emettitori sono disposti su tre file, delle quali la prima fila contiene cinque emettitori, la seconda fila contiene quattro emettitori e la terza fila contiene cinque emettitori.
8. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detta lunghezza d'onda è compresa in un intervallo fra 905 nanometri e 935 nanometri.
9. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti emettitori sono del tipo "single chip" .
10. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detti emettitori laser sono all'arseniuro di gallio.
11. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto involucro (2) è realizzato in alluminio.
12. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente mezzi di controllo adatti a controllare detti mezzi di emissione laser.
13. Manipolo secondo la rivendicazione 12, in cui detti mezzi di controllo sono alloggiati in detto involucro.
14. Manipolo secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui detti mezzi di controllo comprendono mezzi di prepilotaggio (70) adatti a controllare il tempo di accensione, l'intensità di accensione e la frequenza di accensione di detti emettitori dei mezzi di emissione laser .
15. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui detti mezzi di controllo comprendono mezzi di pilotaggio (80) adatti ad alimentare detti emettitori per realizzare detta emissione laser.
16 . Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 15, in cui detti emettitori sono alloggiati su una piastra di supporto (90) , detta piastra di supporto essendo alloggiata in detto involucro, detti emettitori essendo rivolti verso l'esterno per emettere dette radiazioni verso detta zona.
17. Manipolo secondo la rivendicazione 15 e 16, in cui detti mezzi di pilotaggio sono alloggiati su detta piastra di supporto.
18. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un'impugnatura (20) amovibilmente associabile a detto involucro per realizzare un manipolo "a pistola".
19. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un interruttore di accensione (100), detto interruttore di accensione essendo disposto sul retro dell'involucro, in posizione opposta a quella occupata da detti emettitori.
20. Manipolo secondo la rivendicazione 19, comprendente una presa di collegamento (110) adatta a collegare detto manipolo ad una consolle di comando, detta presa di collegamento essendo disposta sul retro dell'involucro.
21. Manipolo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una piastra di appoggio (60) trasparente alle radiazioni laser, disposta davanti a detti emettitori per realizzare un piano d'appoggio del manipolo alla zona del corpo umano.
22. Gruppo per il trattamento del corpo umano comprendente una consolle di comando ed un manipolo (1) realizzato in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
23. Gruppo secondo la rivendicazione 22, comprendente mezzi di immissione adatti ad immettere parametri di funzionamento per il controllo dell'emissione di dette radiazioni .
24. Gruppo secondo la rivendicazione 23, in cui detti mezzi di immissione sono alloggiati su detta consolle.
25. Metodo per il controllo dell'emissione di radiazioni laser per il trattamento di una regione del corpo umano di un paziente, in cui detto metodo comprende le fasi di: - acquisire parametri biologici del paziente; immettere detti parametri biologici in un gruppo emettitore di radiazioni laser per il trattamento di detta regione del corpo umano; determinare i parametri di emissione di dette radiazioni laser sulla base di detti parametri biologici; - emettere dette radiazioni laser.
26. Metodo secondo la rivendicazione 25, in cui detta fase di acquisire comprende la fase di acquisire la frequenza cardiaca del paziente.
27. Metodo secondo la rivendicazione 26, in cui detta fase di determinare comprende la fase di fissare il tempo di accensione e la frequenza di accensione di detti mezzi di emissione laser sulla base di detta frequenza cardiaca.
28. Metodo secondo la rivendicazione 26 o 27, in cui detta fase di acquisire comprende la fase di acquisire continuamente la frequenza cardiaca del paziente.
29. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 25 a 28, in cui detta fase di acquisire comprende la fase di acquisire la frequenza di respirazione del paziente.
30. Metodo secondo la rivendicazione 29, in cui detta fase di determinare comprende la fase di fissare il tempo di accensione e la frequenza di accensione di detti mezzi di emissione laser sulla base di detta frequenza di respirazione .
31. Metodo secondo la rivendicazione 29 o 30, in cui detta fase di acquisire comprende la fase di acquisire continuamente detta frequenza di respirazione del paziente .
32. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 25 a 31, in cui detta fase di acquisire comprende la fase di acquisire la pressione sanguigna del paziente.
33. Metodo secondo la rivendicazione 32, in cui detta fase di determinare comprende la fase di fissare l'intensità di emissione di detti mezzi di emissione laser sulla base di detta pressione sanguigna.
34. Metodo secondo la rivendicazione 33, in cui detta intensità di emissione è determinata in modo proporzionale alla pressione sanguigna del paziente.
35. Metodo secondo la rivendicazione 33, in cui detta intensità di emissione è determinata in modo inversamente proporzionale alla pressione sanguigna del paziente.
36. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 32 a 35, in cui detta fase di acquisire comprende la fase di acquisire continuamente la pressione sanguigna del paziente .
37. Assieme comprendente un sacchetto (200) trasparente alle radiazioni laser e un manipolo (1) realizzato in accordo con una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 21.
38. Assieme secondo la rivendicazione 37, in cui detto sacchetto è accoppiato a detto manipolo in modo da disporsi con almeno una sua porzione davanti a detti emettitori .