内部紫外光疗法的制作方法

内部紫外光疗法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年8月13日提交的标题为“internal ultraviolet therapy(内部紫外线疗法)”的美国临时申请63/065,167的优先权，其内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本发明涉及用于治疗患者的紫外线疗法的系统和方法，包括用于治疗炎性疾病。


背景技术：

4.以下说明包括可能有助于理解本发明的信息。这并不是承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明相关，或者具体或隐含引用的任何出版物是现有技术。
5.胃肠道(gi)疾病包括食道、胃、小肠、结肠和直肠的疾病。尽管胃肠道疾病是最普遍的疾病之一，但是其症状并未得到有效控制，在某些情况下，还没有有效的治疗选择。在影响胃肠道的疾病中，其中一种最常见的疾病包括炎症性肠病(ibd)。
6.炎症性肠病(ibd)被认为是由遗传易感个体中对腔内共生菌群的异常宿主免疫反应引起的。ibd有两种主要形式，包括溃疡性结肠炎(uc)和克罗恩病(cd)。患有ibd的患者可能面临发病和严重的生产力损失。目前的趋势表明ibd的发病率和患病率在增加；然而，尚未确定有效的长期治疗方案和/或治愈方法。因此，ibd给全世界的医疗保健系统造成了巨大的经济负担。
7.作为ibd的其中一种形式的uc涉及结肠上皮细胞的持续炎症，涉及直肠和结肠的不同解剖结构。在uc人群中，约35％的人群累及直肠和乙状结肠，40％的人群累及整个左侧结肠，25％的人群存在还影响结肠的更近端部分的广泛炎症。uc的症状包括腹泻、直肠出血和腹痛，并且与显著的发病率、费用和对生活质量的影响相关。
8.目前批准的uc疗法包括用于轻度疾病的美沙拉嗪，以及通过广泛或靶向方法对中度至重度疾病患者使用生物制剂和小分子物质进行免疫抑制或免疫调节。这些治疗具有包括全身感染、淋巴瘤和免疫介导反应的潜在副作用。轻度和中度至重度uc治疗的临床试验表明，即使采用优化剂量的生物疗法与免疫调节剂相结合，大多数患者也没有达到缓解。目前批准的中度至重度溃疡性结肠炎的疗法仅对少数患者有效，并且(取决于药物类别)与感染、恶性肿瘤、血栓形成和免疫介导反应的风险相关。
9.因此，对于轻度和中度至重度疾病进展的患者，安全且有效地治疗胃肠道疾病(例如，ibd)的需求尚未得到满足。


技术实现要素：

10.本发明人已经确定，使用在uv-a范围内的波长发射的uv-a光来控制微生物菌群可以为ibd提供有效且安全的治疗。此外，本发明人已经确定可以以安全和有效的方式沿胃肠道的任意长度在腔内施用uv-a光。因此，uv-a光可用于胃肠道的各种感染性和/或炎症性病
症(包括ibd)的有效的微生物组调节和/或抗炎光治疗。
11.如本文所公开，uv-a光的应用对于广泛的细菌、病毒和其他生物体具有显著的抗菌作用。此外，在335nm和348nm之间的波长范围内发射的uv-a光提供了独特的治疗窗口，其中，335nm和348nm之间的范围内的波长靶向提供细胞外抗菌治疗的细胞外微生物(针对附着于细胞表面的微生物)。此外，在335-349nm的范围内发射的uv-a光可穿透到细胞内，进入细胞的细胞质，以引起有效的细胞内抗菌反应(针对侵入细胞或内化到细胞质中的微生物)，而不会引起uv诱导的dna损伤。因此，以335nm和348nm之间的波长发射的uv-a光可以通过调节肠道微生物组(即，提供细胞外和细胞内的抗菌作用)和/或减少胃肠道腔内的炎症，来安全且有效地用于治疗、改善和/或预防影响胃肠道的疾病。
12.因此，在一示例中，用于进行腔内光疗法的光输送装置包括：输送管，其包括发光部，该发光部具有被构造为发射波长在335nm和349nm之间的紫外线a(uv-a)范围内的窄带光的多个光源；多个可膨胀的气囊，其在发光部处连接到输送管，多个可膨胀气囊中的每者与相应的充气端口流体连通；其中，多个可膨胀气囊中的每者由uv透明材料构成。
13.以此方式，通过使用多个气囊，输送装置可以在施用uv光期间稳定在适当位置，这为腔内治疗区域提供了恒定的uv照射。此外，气囊可以增加光分布到治疗部位的均匀性。因此，气囊增加了治疗部位的辐照度分布。
14.此外，当用于在胃肠道内进行治疗时，处于膨胀状态的气囊可以伸展结肠的一个或多个褶皱和结肠袋，从而在治疗期间增加结肠的表面积。因此，气囊增加了均匀照射在整个结肠表面上的光量，从而提高了ua光疗法的效率和有效性。此外，气囊膨胀还推开了光源和结肠上皮细胞之间的阻塞粪便/碎片。此外，气囊可以帮助扩散外来碎片/生物膜，这些碎片/生物膜可能作为输送装置和结肠上皮细胞之间的障碍物。更进一步地，气囊还防止了粪便下降到治疗段中。也就是说，气囊不允许近端碎片和排泄物顺行移动并阻止uv照射到结肠粘膜。至少通过上述这些效果，气囊改善了结肠上皮细胞上的辐照度以及辐照度分布，从而提高了uv光疗法的效率和有效性。
15.更进一步地，多气囊方法可以允许装置在穿过肝曲和脾曲时具有灵活性，并且例如可以通过与个体疾病程度相关的气囊状部分的选择性照明而以定制的方式仅向那些表现出炎症的部分输送光并减少对非炎症部分的照射。
16.因此，多气囊内部uv-a光疗可以为ibd和本文所公开的其他胃肠道疾病的抗炎和免疫抑制疗法提供安全和有效的替代方案。因此，利用uv-a光的抗菌和/或抗炎特性来控制ibd患者的肠道微生物组和/或减轻炎症，同时使用多个气囊来改善uv光分布、辐照度，减少由粪便和生物膜形成而造成的破坏，并在uv-a光治疗期间稳定胃肠道和输送装置。
17.如下文的具体实施方式章节所述，体外和体内安全数据表明，uv-a即使在近距离也可以安全地应用于各种人类细胞类型，而没有证据表明会出现dna损伤、细胞生长抑制或组织炎症。
18.本公开的附加特征和优势将在下面的说明中阐述，并且部分地从说明中将是显而易见的；或者可以通过实践本文公开的原理获知。本公开的特征和优势可以通过所附权利要求中特别指出的手段和组合来实现并获得。本公开的这些特征和其他特征将从以下说明和所附权利要求中变得显而易见，或者可以通过实践本文阐述的原理来获知。
附图说明
19.为了说明可以获得上述公开及其优势和特征的方式，将通过参考附图中所示的具体示例来给出对上述原理的更具体的说明。这些附图仅描绘了本公开的示例方面，并因此不应被视为对其保护范围的限制。通过使用以下附图，以额外的特征和细节说明和解释这些原理：
20.图1a示出了描绘根据本公开的一实施例的光治疗系统的概述的示意性框图；
21.图1b示出了根据本公开的另一实施例的图1a的光治疗系统的示意性框图；
22.图2a示出了根据本公开的一实施例的包括多个气囊的光导管组件的示意图；
23.图2b示出了根据本公开的一实施例的在单气囊内包括发光部的光导管组件的示意图；
24.图3a和图3b示出了根据本公开的一实施例的具有分别处于放气状态和充气状态的多个气囊的光导管组件的示意图；
25.图4a示出了根据本公开的一实施例的具有单气囊元件的示例性uv发射装置的示意图；
26.图4b示出了根据本公开的另一实施例的具有单气囊的示例性uv发射装置的示意图；
27.图5a示出了说明根据本公开的一实施例的使用包括多个气囊的输送装置治疗、改善和/或预防胃肠道疾病的示例性方法的流程图；
28.图5b示出了说明根据本公开的一实施例的用于在使用包括多个气囊的输送装置施用uv光的同时调节一个或多个气囊和uv led的操作的示例性方法的流程图；
29.图6a-图6g示出了描绘根据本公开的一实施例的包括多个led和多个可膨胀气囊的示例性输送装置在大肠腔内的部署的示意图；
30.图7示出了图2a的uv光导管的放大部的示意图；
31.图8示出了根据本公开的一实施例的包括一个或多个包含在输送管内的板上芯片(cob)迷你棒的示例性uv光导管的示意图；
32.图9a示出了根据本公开的一实施例的联接到uv led光源的光纤系统的示意图；
33.图9b和9c示出了根据本公开的一实施例的用于植入光纤系统的多个uv led光源的示意图；
34.图10a示出了根据本公开的一实施例的与一个或多个uv led光源结合使用的柔性印刷电路板(pcb)的平面构造和管状构造；
35.图10b示出了根据本公开的一实施例的在uv光导管中实施的示例性散热器的示意图；
36.图11a示出了根据本公开的一实施例的多个led和多个线性反射器的示例性构造的示意图；
37.图11b示出了根据本公开的一实施例的在uv光导管中实施的示例性散热器的示意图；
38.图11c示出了根据本公开的一实施例的包括多个led和多个线性反射器的示例uv led光源中的示例光分布的示意图；
39.图12a示出了在实施示例性uv发射装置时大肠杆菌的生长曲线；
40.图12b示出了在实施本公开的示例性uv发射装置时大肠杆菌的生长曲线；
41.图13示出了根据本公开的原理在小鼠结肠中实施的示例性uva发射装置的示意图；
42.图14a和14b示出了根据本公开的原理插入到大鼠阴道腔中的本公开的示例性uva发射装置的示意图；
43.图15a示出了在实施示例性窄带uva发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
44.图15b示出了在含有大肠杆菌的液体培养物上实施的示例性窄带uv-a发射装置；
45.图16示出了在实施示例性窄带uv-a发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
46.图17a和17b示出了在实施示例性窄带uv-a发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
47.图18示出了在实施示例性uv发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
48.图19示出了在实施示例性uv发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
49.图20示出了在实施示例性uv发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
50.图21a和21b示出了在实施示例性uv发射装置时含有大肠杆菌的液体培养物的生长曲线；
51.图22示出了在一示例中显示施加到细菌培养物的窄带uv-a光的强度和暴露时间的表格；
52.图23示出了在一示例中显示在窄带uv-a光暴露期间细菌计数随时间变化的表格；
53.图24示出了显示使用示例性系统在窄带uv-a光暴露期间细菌计数随时间变化的生长曲线；
54.图25a示出了与对照相比随时间暴露于窄带uv-a光的含有细菌的培养皿的图像；
55.图25b示出了显示大肠杆菌液体培养物在随后铺板时窄带uv-a处理的效果的培养皿的图像；
56.图25c-图25f示出了显示使用示例性系统暴露于各种强度的uv光的大肠杆菌细菌计数随时间的生长曲线；
57.图25g-图25j示出了显示使用示例性系统铜绿假单胞菌细菌计数随时间暴露于各种强度的uv光的生长曲线；
58.图25k-图25l示出了比较使用示例性系统分别在20分钟和40分钟的各种强度下的对数减少的生长曲线；
59.图25m示出了显示使用示例性系统的在各种强度和治疗时间下大肠杆菌菌落直径的减小的生长曲线。
60.图25n示出了显示使用示例性系统的在各种强度和治疗时间下铜绿假单胞菌菌落直径的减小的生长曲线；
61.图26a示出了显示使用示例性系统在暴露于uv-a光期间细胞生长的条形图；
62.图26b示出了显示使用示例性系统在暴露于uv-a光期间细胞生长的条形图；
63.图26c示出了显示使用示例性系统在暴露于uv-a光期间细胞生长的条形图；
64.图26d示出了显示使用示例性系统在暴露于uv-a光期间对细胞没有dna损伤的条
形图；
65.图26e示出了显示使用示例性系统在暴露于uv-a光期间对细胞没有dna损伤的条形图；
66.图26f示出了显示使用示例性系统在暴露于uv-a光期间对细胞没有dna损伤的条形图；
67.图27示出了显示使用示例性系统在暴露于uv光期间被病毒感染的细胞生长的条形图；
68.图28示出了显示与使用示例性系统的对照相比，在施加72小时的uv光之后感染细胞的细胞计数的条形图；
69.图29示出了显示在96小时用nb-uva光治疗的纤毛气管上皮细胞中冠状病毒229e的细胞内检测以及线粒体抗病毒信号蛋白(mavs)的水平的蛋白质印迹；
70.图30示出了根据本公开的一实施例的用柯萨奇病毒转染的肺泡细胞的荧光图像和uva处理对转染的肺泡细胞的影响；
71.图31示出了说明根据本公开的一实施例的窄带uv-a处理对柯萨奇病毒转染的hela细胞存活的影响的柱状图；
72.图32和图33示出了说明根据本公开的一实施例的取决于用冠状病毒229e转染和用窄带uv-a光治疗的纤毛气管上皮细胞的存活率的柱状图。
具体实施方式
73.除非另有定义，否则本文使用的技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。crc出版社1995的szycher医疗器械词典可以为本文使用的许多术语和短语提供有用的指导。本领域技术人员将认识到可以用于本发明的实践的与本文所述的方法和材料类似或等效的许多方法和材料。实际上，本发明绝不限于具体所述的方法和材料。例如，附图主要示出了胃肠道中的本发明，但是如通篇所示，所公开的系统和方法可以用于其他应用。
74.在一些实施例中，用于说明和要求保护本发明的某些实施例的诸如尺寸、形状、相对位置等属性应被理解为由术语“约”修饰。
75.现在将描述本发明的各种示例。以下描述提供了用于彻底理解和能够描述这些示例的具体细节。然而，相关领域的技术人员将理解，可以在没有许多这些细节的情况下实践本发明。同样地，相关领域的技术人员还将理解，本发明可以包括本文未详细描述的许多其他显而易见的特征。另外，下面可能未详细示出或描述一些公知的结构或功能，以避免不必要地模糊相关描述。
76.下面使用的术语将以其最广泛合理的方式解释，即使它与本发明的某些具体示例的详细描述一起使用。实际上，下面甚至可以强调某些术语；但是，旨在以任何限制方式解释的任何术语将同样在此具体实施方式章节中明确且具体地定义。
77.如本文所用，术语“led”指的是发光二极管，其是发出跨越各种可见和不可见光谱的光的半导体光源。led通常具有包括一组波长的发射光谱，这些波长的强度随其发射光谱范围变化，并且通常在该波长范围内遵循钟形或类似形状的强度曲线。特定的led通常使用其峰值发射强度的波长或led发出其最高辐射强度的波长来说明。
78.因此，led通常在波长范围内发出光，并且特定的led也可以使用在阈值强度(在一些示例中，led最大强度的百分比)发出的波长范围来说明。例如，给定的led可以仅在335nm和345nm的波长之间发出具有其最大发射强度的至少10％的光。在低于335nm且高于345nm时，该led的发射强度可能小于该led的峰值强度发射波长(本文中的“峰值波长”)的10％，并且在某些情况下太低以至于与治疗无关。因此，对于许多治疗应用，仅在335nm和345nm之间的波长会对特定的led的治疗产生影响。
79.因此，本文所述的波长范围可以是对于特定的治疗应用、持续时间和由led发送到治疗部位的发射强度(或基于由led发出的发射功率)在治疗上有效或显著的波长范围。在一些示例中，波长范围可以是由led发出的波长范围，该led具有峰值发射强度的至少1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％或20％的强度。
80.因此，本文公开了对应于led发出其最大强度的阈值强度百分比的范围的各种led光源的发射光谱范围。在filippo等人的“leds:sources and intrinsically bandwidth-limited detectors(led：来源和固有带宽受限的检测器)”中说明了市售的led的各种led光谱发射范围和发射峰值强度波长的示例，其内容通过引用整体并入本文。
81.虽然本说明书包含许多具体的实施细节，但是这些不应被解释为对任何发明的保护范围或可被要求保护的内容的限制，而是针对特定发明的特定实施的特征的说明。本说明书中在单独实施的情况下说明的某些特征也可以在单个实现中组合地实施。相反，在单个实施的情况下说明的各种特征也可以在多个实施例中分别或以任何合适的子组合来实现。此外，尽管特征可能被描述为在某些组合中起作用，并且甚至最初如此要求保护，但是在某些情况下，来自要求保护的组合的一个或多个特征可以从组合中切离，并且要求保护的组合可以是指子组合或子组合的变体。
82.类似地，虽然可以在附图中以特定顺序描述操作，但是这不应被理解为需要以所示特定顺序或按顺序进行这种操作，或进行所有所示操作，以实现理想的结果。在某些情况下，多任务和并行处理可能是有利的。此外，上述实施例中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施例中都需要这种分离，应当理解的是，所述程序部件和系统通常可以一起集成在单个软件产品中或封装在多个软件产品中。
83.概述
84.提供了用于治疗、改善和/或预防影响胃肠道的炎性和/或感染性疾病的方法和系统。特别地，提供了使用在紫外线a(uv-a)范围内的波长发射的窄带光来提高在治疗、改善和/或预防影响胃肠道的炎性和/或感染性疾病中的有效性和安全性的方法和系统。在一些示例中，本文所述的方法和系统可用于治疗阴道感染和/或炎症。图1a和图1b示出了包括uv光导管组件的示例性uv光疗法系统，该uv光导管组件包括多个uv光源和多个可膨胀气囊。图2a、图3a和图3b示出了包括具有发光部和多个可膨胀气囊的输送管的uv光导管组件的示例，该发光部具有多个发光二极管(led)。此外，图2b示出了包括联接到发光部的单气囊的单气囊装置。图4a和图4b示出了单气囊装置的其他示例。图5a描述了使用包括多个气囊的输送装置来治疗、改善和/或预防胃肠道的感染性和/或炎性病症的示例性方法。此外，图5b示出了用于在uv光治疗期间控制气囊操作和输送装置操作的示例性方法。图6a-图6g说明了多气囊uv光输送装置在大肠腔内的示例性定位和部署。图7-图11c示出了可包含在输送
装置中以提供uv光治疗的示例性uv光源。图12a-图33示出了显示uv-a光对各种微生物的抗菌效果和安全性的实验数据。
85.使用联接到uv光输送装置的一个或多个气囊的技术优势包括通过以下增加治疗部位的表面积的一个或多个措施来改善治疗部位处的uv光分布、光分布的均匀性和辐照度，从而提高uv光治疗的效果：通过伸展治疗部位处气囊和结肠上皮细胞之间的接触区域的褶皱和结肠袋，使与uv光源的距离均匀，推开治疗部位处阻塞的粪便和/或碎片(例如，生物膜)，并防止近端粪便和/或碎片下降到治疗部位。使用包括一个或多个气囊的输送装置的另一技术优势包括基于治疗区域的数量和/或治疗区域的位置进行选择性治疗。使用一个或多个气囊，可以根据感染和/或炎症的位置、严重程度以及扩散范围和模式中的一者或多者，通过选择性操作和/或调节气囊来定制uv光疗法。此外，一个或多个气囊在膨胀以与结肠上皮细胞接触时，可以稳定结肠壁并稳定腔内的输送装置，从而减少输送装置部署期间和治疗期间造成的伤害。此外，一个或多个气囊在光治疗期间保持治疗部位和uv光源之间的恒定距离，从而在治疗持续时间内提供均匀的光输送。此外，包括一个或多个气囊的输送装置可以有效地导引穿过胃肠道的内腔(例如，穿过肝曲和/或脾曲)，从而允许将uv光输送到胃肠道内的任何位置。
86.uv光治疗系统
87.图1a示出了示例性uv光治疗系统100的概况。uv光治疗系统100可被构造为将uv光输送到胃肠(gi)道的一个或多个部分，以治疗、改善、减少和/或预防感染和/或炎症状况。例如，uv光治疗系统可被构造为在腔内将uv光施用到胃肠道的一个或多个部分。胃肠道的一个或多个部分可以包括但不限于大肠的一个或多个区域(例如，直肠、乙状结肠、降结肠、横结肠、升结肠)、小肠的一个或多个区域(例如，十二指肠、空肠、回肠)、胃的一个或多个区域和/或食道内的一个或多个区域。在一些实施例中，如图4a和图4b所讨论的，uv光治疗系统100可被构造为治疗阴道感染和/或炎症。此外，uv光治疗系统100可被构造为在胃肠道的目标区域上均匀地施用uv光(即，将uv光均匀地分布在目标区域上)，并且改善目标区域处的辐照度和辐照度分布。目标区域在本文中可以替代地称为治疗区域，并且包括胃肠道内受胃肠道疾病状况影响的区域。在一些示例中，当uv光治疗可用于预防目的时，目标区域因此可以包括更易感染和/或发炎的区域(例如，紧邻感染和/或发炎区域的区域)或怀疑有感染和/或炎症的区域。在一些其他示例中，uv光治疗可应用于已治疗和治愈的区域，以防止再次发生感染和/或炎症。目标区域可以包括胃肠道内的腔内区域、胃肠道内的一个或多个相邻腔内区域或胃肠道内的一个或多个非相邻腔内区域。
88.此外，uv光治疗系统100可被构造为在胃肠道的一个或多个部分内选择性地施用uv治疗。作为一个非限制性示例，uv光治疗系统100可被构造为将uv光输送到乙状结肠的一部分或全部乙状结肠。在另一非限制性示例中，uv光治疗系统100可以将uv光输送到降结肠的一部分和乙状结肠的一部分。在又一示例中，uv光治疗系统100可以选择性地将uv光同时输送到大肠的非相邻区域(例如，乙状结肠的一部分和横结肠的一部分)。因此，uv光治疗系统100可被构造为基于可以是单个区域、一个或多个相邻区域、一个或多个非相邻区域或它们的组合的目标区域(即，感染和/或发炎区域)，定制uv治疗。此外，在一些示例中，当治疗多个目标区域时，可以同时施用uv光疗法以提高uv光治疗的效率和速度。
89.uv光治疗系统100包括uv光导管组件140，该uv光导管组件140具有一个或多个uv
光源142、一个或多个气囊144以及冷却单元146，该冷却单元146被构造为将uv光导管组件保持在期望的温度范围内并减少过热。在一示例中，一个或多个uv光源142和冷却单元146可以定位在输送管(例如，圆柱形柔性管)内，而一个或多个气囊可以沿输送管的长度布置在输送管上。输送管在本文中也被称为导管或光导管。在另一示例中，一个或多个光源142和一个或多个气囊144可以定位在输送管上，而冷却单元位于壳体导管内。在又一示例中，冷却单元146可以定位在手柄部中，该手柄部附接到输送导管，该输送导管包括定位在壳体导管内、壳体导管上或嵌入到壳体导管中的一个或多个光源142。在该示例中，一个或多个气囊144可以定位在输送管上。
90.在一实施例中，单气囊可以定位在壳体导管的远端部(例如，与连接到下面讨论的控制单元102的近端部相对的远端部)。图2b示出了包括单个可膨胀气囊的uv光导管组件的非限制性示例。在一些示例中，用于阴道或直肠uv施用的uv光导管组件(如图4a和图4b所示的示例性装置)可以具有可在体内定位时部署的单个气囊。
91.在另一示例中，一个或多个气囊144可沿输送管的长度定位，以在感染区域的整个长度(例如，结肠的整个长度)的各个位置处治疗感染。一个或多个气囊144被构造为uv透明气囊，以允许来自uv光源142的uv光传输到相应的目标部位。气囊可以使用以下材料构成：提供100％uv透明度(即，100％的uv透过材料)的材料，或者提供在100％和80％之间的范围内的uv透明度(即，uv透射率在100％和80％之间的范围内)的任何材料或材料组合。在一示例中，uv透明气囊可以由聚醚嵌段酰胺(peba)制成。peba是部分uv透明的(即，强度损失约15％)。在另一示例中，uv透明气囊可以由环烯烃共聚物(coc)构成，coc是100％ uv透明的。在又一示例中，uv透明气囊可以由硅树脂构成。此外，用于构成一个或多个气囊144的uv透明材料可以是医用级材料。此外，uv透明材料(即，uv透射材料)也可以是uv稳定的。
92.一个或多个气囊144可用于在光施用期间将装置固定在适当位置，从而减少壳体导管的不期望的移动。此外，一个或多个气囊144可用于伸展胃肠道中的褶皱，并为目标区域提供更均匀的光照。此外，一个或多个气囊144可用于扩散可能为光导管组件140和上皮细胞之间的障碍物的外来碎片/生物膜。此外，一个或多个气囊144可以防止粪便下降到治疗段中，从而提高通过uv光治疗装置提供的uv光治疗的有效性、效率、均匀性和一致性。
93.在一示例中，一个或多个气囊144可以通过联接到流体源(例如，气泵)的一个或多个对应端口充气，并因此在为uv光源通电之前，可以在将uv光导管组件导引到体内期望位置时给该气囊充气。此外，一个或多个气囊144可被构造为使得可以调节一个或多个气囊的位置。例如，一个或多个气囊可以具有模块化构造，因此，可以基于一个或多个以下因素来定制气囊的数量和多个气囊的定位：疾病状况(例如，溃疡性结肠炎、克罗恩氏病)、疾病状况的位置(例如，基于受影响的结肠区域)以及疾病状况在受影响区域中的进展程度。此外，如下图2a将讨论的，在一些实施例中，一个或多个气囊中的每者的膨胀程度可以基于疾病状况、疾病状况的位置、目标区域的直径和/或由于所识别的疾病状况而受影响区域的炎症和/或感染的程度进行调节。例如，第一目标区域的直径可以小于第二目标区域的直径。也就是说，第一目标区域可能比第二目标区域更窄(例如，由于结肠狭窄)。因此，用于将光输送到第一区域的第一气囊的第一充气量可以小于用于将光输送到具有更大直径的第二目标区域的第二气囊的第二充气量。
94.一个或多个uv光源142可被构造为输送波长在uv-a区域中的窄带宽uv光。波长在
uv-a区域中的光具有有效的抗菌特性，并且对于在患者体内大面积(例如，整个乙状结肠或患者体内的任意大面积)的内部施用是安全的。此外，发明人已经确定uv-a区域中的某些波长穿透到细胞内以激活抗菌反应，而不会引起uv诱导的dna损伤。在一示例中，uv-a区域中的波长可以在335nm和349nm之间的范围内。此外，uv-a区域中的波长可以在335nm和349nm之间，或在339nm和346nm之间，或在338nm和342nm之间，或在338nm和346nm之间具有峰值波长。
95.在另一示例中，一个或多个光源142可以发射波长在338nm和342nm之间或339nm和346nm之间的uv-a区域中的光。因此，波长可以在338nm和342nm之间或在339nm和346nm之间具有峰值波长。在一些示例中，一个或多个光源142可以发射一个或多个峰值波长在335nm和349nm之间，或在338nm和342nm之间，或在339nm和346nm之间，或在338nm和346nm之间的光。
96.在一示例中，一个或多个光源可以是多个发光二极管(led)，其中，每个led被构造为发射波长在uv-a区域中的窄带宽光。如上所述，窄带宽光的波长可以在335nm和349nm之间，或在338nm和346nm之间，或在338nm和342nm之间，或在339nm和346nm之间。
97.在各种实施例中，可以使用不同于led的其他类型的光源。示例性光源将参考图8-图12进行说明。
98.uv光导管组件140可以联接到控制单元102。在一示例中，控制单元102包括冷却系统108，其用于提供通过uv光导管组件140内的冷却单元146的冷却剂流，以调节该uv光组件的温度。冷却系统108包括压缩机109(例如，医疗级压缩机)、空气冷却器111(例如，医疗级空气冷却器)、用于从冷却单元146返回空气的流量传感器(未示出)、阀门106以及压力调节器112，该压力调节器112用于启动和/或停止冷却剂流，且/或用于调节通过冷却管的冷却剂流速。
99.控制单元102包括连接器110，其提供用于与暖冷却剂连接器148、冷冷却剂连接器150和电连接器152中的一者或多者联接的连接接口(在控制单元102和uv光组件之间通过一个或多个连接器或脐带缆(如下所述))。暖冷却剂连接器148可以是用于将暖冷却剂从uv光导管组件流到控制单元102的管道，冷冷却剂连接器150可以是第二管道，来自冷却系统的冷冷却剂可以通过该第二管道流到uv光导管组件，并且电连接器152可以提供uv光导管组件和控制单元102之间的电联接。在一示例中，连接器152可以是有线连接或无线连接或它们的组合。在一示例中，连接器152可用于发送来自控制单元102的电信号，以打开或关闭一个或多个光源142。在一些示例中，可以通过连接器152来控制一个或多个光源142的强度和/或一个或多个光源142的持续时间。
100.在一些示例中，uv光导管组件140可以包括一个或多个光段，每个光段包括多个光源。在一些示例中，每个光段的操作(通电时间、断电时间、调节强度、操作持续时间等)可以通过控制单元102独立地调节。因此，控制单元102可以包括一个或多个光段控制单元(未示出)，以用于调节对应光段的各种操作。在一些示例中，可以以同步的方式调节所有光段的操作(例如，通电时间、断电时间、操作持续时间、强度等)。在一些示例中，一些操作(例如，通电时间)可以同步，而一些其他操作(例如，强度、断电时间、持续时间等)可以独立地进行调节。作为一个非限制性示例，将光输送到第一目标区域的第一光段的第一强度可以不同于将光输送到第二目标区域的第二光段的第二强度，其中，与第二目标区域相比，第一目标
区域具有不同的感染和/或炎症程度。
101.控制单元102还包括用于调节一个或多个气囊144的充气和放气的气囊控制单元120。气囊控制单元120可以通信地联接到一个或多个压力传感器122，该压力传感器122与一个或多个气囊146流体连通。在一示例中，一个或多个气囊中的每者可以联接到对应的压力传感器，并且可以通过气囊控制单元120的控制器和/或控制单元102的控制器103单独地监测每个气囊内的压力。此外，可以通过控制器监测每个气囊内的压力波动，以便评估泄漏状况和uv光组件的温度中的一者或多者。
102.在一些示例中，气囊控制单元120还包括用于存储膨胀流体(例如，空气)的存储器130，该膨胀流体可用于在部署uv光治疗装置100期间，将一个或多个气囊142加压到期望的压力和期望的气囊体积。在一示例中，可以通过气囊控制单元120使用来自存储器的流体对一个或多个气囊146进行选择性加压。因此，在一示例中，一个或多个气囊中的每者可以与一个或多个气囊充气端口124流体连通。每个气囊充气端口可以通过气囊控制单元120联接到存储器130。因此，在所选择的气囊的加压期间，流体可以从存储器130流到相应的气囊充气端口，穿过uv光导管组件中的通道或管道(在气囊充气端口和气囊之间)，然后进入所选择的气囊。
103.此外，气囊控制单元120可用于对一个或多个气囊进行选择性减压。例如，当uv光治疗组件位于患者的结肠内时，在治疗持续时间结束之后，可在从患者移除uv光治疗组件之前将膨胀的气囊放气。在一些示例中，气囊充气端口和管道也可用于在减压期间从气囊中移除流体。在一些其他示例中，可以设置单独的气囊放气端口和管道以使气囊放气。类似于加压，可以选择性地减压一个或多个气囊，或者所有充气(即，加压)的气囊可以同时放气(即，减压)。此外，气囊控制单元可以包括一个或多个阀门(未示出)，以用于在每个气囊的加压和减压之间切换。在一些实施例中，气囊控制单元120可以包括一个或多个泵(未示出)，以用于对一个或多个气囊144加压和/或减压。在一些示例中，一个或多个泵可以联接到大气，并因此可以使用大气来对气囊进行加压。同样，在减压期间，气囊中的空气可以释放到大气中。在一些其他实施例中，可以设置一个或多个过滤器(例如，在泵的进气口处)，以用于过滤为给气囊加压而提供的空气。
104.此外，一个或多个压力传感器130可以联接到一个或多个气囊充气端口，以监测和/或保持一个或多个气囊144中的每者内的期望压力。例如，在充气期间，可以通过其相应的气囊充气端口对选择的气囊进行充气，并且可以通过与相应气囊充气端口流体连通的相应压力传感器来监测选择的气囊内部的压力。压力传感器可以将压力信号传输到气囊控制单元120。控制单元120可以在uv光治疗系统100的操作期间基于来自各个压力传感器的信号监测每个气囊内的压力信号，并且基于期望的压力自动调节一个或多个气囊的加压和/或减压。在一非限制性示例中，用户可以通过控制单元120为每个气囊指定相应的期望压力。因此，可以单独地调节充气量、充气率和放气率中的一者或多者。在一些示例中，对于所有正在操作的气囊(即，对于操作的气囊数量可能小于或等于输送装置上的气囊总数)，可以以同步的方式调节充气率、充气量和放气率中的一者或多者。用于对一个或多个气囊加压的示例性流体流由126表示，并且通过一个或多个压力传感器122的示例性压力信号由128表示。虽然单独示出，但是应理解，每个压力传感器可以联接到相应气囊充气端口，用于监测相应气囊内的压力。
105.在一示例中，目标区域和光源之间的治疗距离可以基于部署在目标区域中的气囊的加压量进行调节。换句话说，在一些示例中，给定气囊的充气量可以基于腔内的直径进行调节，这可以基于天然胃肠道解剖学特征(例如，小肠与大肠)、疾病类型和/或影响目标区域的疾病的严重程度。例如，当目标区域具有更大直径时，可以将气囊加压到第一更高压力以与目标区域接触，并确保气囊的整个外侧曲面与目标区域一致地接触，这又在改善目标区域上的uv光照射分布的同时，(例如，通过排出粪便、碎片、生物膜，防止近端粪便下降到目标区域，展开褶皱以及增加表面积)增加一个或多个所施用的uv光照射。此外，如果目标区域具有导致腔内变窄的更高程度的炎症和/或感染，则可以相应地对气囊加压(例如，膨胀到更小的体积)，以便与上皮细胞进行必要的接触并如上所述地提高辐照度和/或辐照度分布。此外，在一些示例中，光源参数可以额外基于用于选择性光治疗的疾病状况而改变(例如，调节电流以增加或减少强度)。
106.虽然图1a和图1b示出了与控制单元102集成的气囊控制单元120和存储器130，但是应当理解的是，气囊控制单元120和/或存储器130可以与控制单元102分离。类似地，冷却系统108可以与控制单元102集成(如图所示)或分离。
107.膨胀流体可以是允许来自一个或多个光源142的uv光有效穿过的uv透明流体。此外，一个或多个气囊144可以使用uv透明材料构成，该uv透明材料允许从一个或多个光源142发射的波长在335nm至350nm范围内的uv-a光透过气囊144，并且到达目标组织。可以使用的示例性uv透明材料包括但是不限于聚醚嵌段酰胺(peba)、环烯烃共聚物(coc)和硅树脂。
108.在一些实施例中，如图1b所示，脐带缆组件131可用于将控制单元102联接到uv光导管组件140。例如，连接器110可用于联接脐带缆管组件131(在脐带缆管组件131的控制器侧132)的暖冷却剂连接器134、冷冷却剂连接器136和电连接器138中的一者或多者。
109.脐带缆管组件131将控制单元102连接到uv光导管组件140。脐带缆管组件131包括外护套，在该外护套内布置有用于uv光导管组件140内的led的一个或多个电连接线、连接到uv光导管组件的热敏电阻的电连接线以及暖冷却剂管和冷冷却剂管。电连接线以及冷和暖冷却剂管沿外护套的长度横穿。在一些示例中，冷冷却剂管可以包括额外的隔热层，以减少来自环境的热传递。
110.在脐带缆管组件131的uv光导管侧141，暖冷却剂管和冷冷却剂管以及一个或多个电连接线(连接到热敏电阻和uv导管组件的led)作为暖冷却剂连接器152、冷冷却剂连接器150和电连接器148离开，这些连接器通过导管-脐带缆连接接口141联接到uv光导管组件140的相应的暖冷却剂、冷冷却剂和电连接器。
111.在一示例中，脐带缆管组件131可以包括一个或多个空气通道(例如，用于从光导管组件返回热空气的暖冷却剂管、用于向光导管组件提供冷却的冷却剂的冷冷却剂管)以及一个或多个电导体(例如，用于向光导管组件和/或光导管组件的热敏电阻提供电源的电源导体)。此外，一个或多个电导体还可以从热敏电阻向控制单元提供光导管组件的温度指示。响应于温度，控制单元102可以调节光导管组件的操作和流向光导管组件的冷却剂中的一者或多者。脐带缆管组件还可以包括被构造为连接到光导管组件的光导管连接器和被构造为连接到控制单元(或压缩机系统)的控制单元连接器(或压缩机连接器)。
112.脐带缆管组件131可以是大约4英尺、5英尺或6英尺长或其他合适的长度，以将uv
光导管组件140连接到控制单元102。脐带缆管组件131可以足够长以从包含控制单元102的床边推车到达患者。如上所述，脐带缆管组件131可以包括用于led的电线、用于热敏电阻的电线以及用于将冷却空气送到光导管组件140的管道和/或用于从光导管组件140返回热空气的管道。因此，在一示例中，脐带缆管组件131通过用作用于传输气态冷却剂和电力的单个混合连接器可以将光导管组件140连接到控制单元102。例如，一个或多个中央通道可以传输空气(例如，将冷却空气向下传输到光导管组件140，并且如果适用，将暖空气沿第二通道向上返回到控制单元102)。此外，可以围绕外周或相对于空气通道的任何构造间隔开一个或多个电连接器/电线。
113.在一示例中，冷却剂是空气。因此，来自冷却单元108的冷却空气可以流过冷冷却剂连接器136、脐带缆套内的冷冷却剂管、冷冷却剂连接器150，并进入uv光导管组件140。在一示例中，来自压缩机109的空气可以由冷却器111(例如，热电冷却器)冷却，并流入冷冷却剂连接器136。此外，来自uv光导管的吸热后的空气然后通过暖冷却剂连接器152、脐带缆131内的暖冷却剂管和暖冷却剂连接器134返回，并从那里到达控制单元102，用于再循环、监测流速、监测泄漏和/或排放到大气中。在一些示例中，暖空气可以在脐带缆组件131和光导管组件140之间的连接界面处或通过脐带缆组件内的阀门调节开口排出。在下面图7处将进一步说明在uv光导管部署在胃肠道腔内时冷却剂流动的细节。在一些示例中，可以使用其他气态冷却剂并且在本公开的范围内。
114.控制单元102可以包括至少一个处理器(cpu)103和诸如只读存储器rom和/或随机存取存储器ram等包括可操作地联接到处理器的计算机可读介质的至少一个存储器105。因此，至少一个存储器105可以包含系统指令，当由处理器执行时，该系统指令执行本文所述的一个或多个操作，例如在uv光导管操作期间，在操作一个或多个气囊期间冷却uv光导管，以及根据uv光导管的温度和/或气囊压力控制uv光的操作和/或一个或多个气囊中。处理器103可以接收来自各种传感部件(例如，联接在uv光导管内的热敏电阻、被构造为感测每个气囊内的压力的相应压力传感器)的一个或多个输入信号，并且可以将一个或多个控制信号输出到本文所述的各种控制部件(例如，输出到控制单元内的冷却系统108以调节通过uv光导管的冷却管的冷却剂流，输出到联接到uv光导管的电源，输出到气囊控制单元120的泵以调节一个或多个气囊的加压等)。本示例示出了控制单元102的示例性构造，但是应当理解的是，可以用其他构造来实现控制单元102。
115.在一非限制性示例中，控制单元102可以包含医用级空气压缩机(例如，allied的timeter pcs-414)，并且可以在50psi或其他合适的范围输出14lpm的空气。如上所述，控制单元102可以包括数字读出器104、连接到脐带缆管的连接器(可以是混合连接器)以及用户控制装置和状态指示器。另外，冷却系统108可以包含空气阀和压力调节器。控制单元102还可以包含用于冷却空气的压力传感器和流量控制器，以及流量传感器。在一些示例中，控制单元102可以提供从热敏电阻起的闭合反馈回路以确定输送到光导管并通过冷却管的冷却空气的温度和/或流速。
116.参考图2a，它示出了uv光导管组件200的示意图，该uv光导管组件200可以联接到uv光治疗系统(例如图1b的uv光治疗系统100)的脐带缆组件(例如图1b的脐带缆131)和控制单元(例如图1b的控制单元102)，或者在没有脐带缆组件的情况下(如图1a所示)联接到控制单元。此外，uv光导管组件200可以是图1a和图1b所示的uv光导管组件140的示例。在该
示例中，uv光导管组件200被示出为处于释放位置，未容纳在保护套管126内。在部署之前(即，当组件200未准备部署或未部署时)，uv光导管组件200可以容纳在保护套管126内。
117.uv光导管组件200包括输送管202(本文也称为壳体导管)，输送管202包括发光部204。发光部204包括多个led 222。此外，输送管202在发光部204处包括多个气囊230、232、234和236。虽然本示例示出了四个气囊，但是uv光导管组件可以包括更少或更多的气囊。例如，气囊的数量可以是1个、2个、3个、4个、5个、6个或更多。在一些实施例中，气囊的数量可以多于两个。也就是说，气囊的最小数量可以是三个。例如，在被构造为在大肠腔内施用uv光的输送装置中，可以使用三个以上的气囊。
118.在一些示例中，气囊的数量可以基于uv发光部的总长度、输送管的总长度和每个气囊的沿光导管长度的轴线长度(例如，当气囊形状为椭圆体时为长轴，或者当气囊为球形时为气囊的直径)中的一者或多者。
119.在一些示例中，每个气囊230、232、234和236可以仅定位在发光部204上，而输送管202的没有发光部206(即，没有uv led)的区域可以不包括任何气囊。因此，每个气囊可以覆盖发光部206的发光段。本示例示出了具有10cm长度的每个发光段。在各种实施例中，每个气囊覆盖的发光段可以是5cm、6cm、7cm、9cm、10cm、11cm、12cm、13cm、14cm或15cm，或光导管的其他合适的长度。
120.在一些示例中，如图2a所示，气囊可以以第一气囊230的远端和紧邻第一气囊的第二气囊232的近端之间的最小距离背靠背地定位。然而，在一些示例中，uv光导管组件200可被构造为使得可以调节输送管202上的气囊之间的相对间距。例如，用户可以改变气囊236和/或气囊234的位置，使得气囊234和236之间的距离增加。因此，在一些示例中，一些发光部206可能没有被气囊覆盖。对气囊之间的间距的这种调节可以使用户能够调节气囊定位以针对特定区域进行治疗。特别地，可以在插入到患者的体腔中并导引到目标部位之前调节气囊之间的间距。换句话说，可以在部署之前调节气囊位置，而不是在输送管位于腔内时的部署期间调节气囊位置。
121.作为一个非限制性示例，如果炎症和/或感染状况不是连续的并且存在于被健康组织间隔开的大肠的第一区域和第二区域中，则用户可以调节气囊定位使得当将输送管202部署在大肠腔内时，第一气囊可与第一区域对准，并且第二气囊可与第二区域对准。例如，第一目标区域、第二目标区域以及第一和第二目标区域之间的间隔可以通过内窥镜识别。随后，可以在uv光发射部上调节气囊位置。此外，第一和第二气囊之间的输送管的发光部206的一部分可以不被任何气囊包围。因此，当uv led通电时，感染和/或发炎的第一区域和第二区域以比其间的正常组织更大的辐照度和辐照度分布来治疗。如上所述，当膨胀时，气囊的外曲面可以与腔内上皮细胞接触，并有助于去除粪便、碎片和/或上皮细胞上的生物膜，并进一步帮助伸展任何褶皱和/或结肠袋，并防止治疗区域外的任何粪便和/或碎片干扰治疗。因此，气囊可以改善目标组织(即，本示例中的第一区域和第二区域)上的uv光分布和辐照量。因此，当uv led通电时，第一区域和第二区域(即，发炎和/或感染区域)可以通过气囊接收从uv led发射的uv光，并且通过气囊，第一和第二区域可以接收到比其间的健康组织具有增加的辐照度和辐照度分布的uv光。以此方式，气囊进一步提高了由uv光提供的抗菌和/或抗炎效果。
122.此外，在一些示例中，uv光导管组件可被构造为使得在治疗期间仅存在于气囊区
域内的uv led被选择性地通电，而没有被气囊包围的uv led可以不通电。以此方式，气囊不仅可用于在目标区域上提供均匀的分布和均匀的强度，而且还可用于在胃肠道腔内提供选择性治疗。
123.除了调节气囊的位置之外，可以调节气囊的加压量以提供基于疾病感染区域和/或疾病进展程度的选择性治疗。例如，如果仅在乙状结肠中观察到中度溃疡性结肠炎，则气囊230、232、234和236可以以它们之间的最小间距定位，并且在将输送管224导引到期望的目标区域(例如，使得光输送部206和气囊与期望的目标区域对准)之后，所有气囊可被加压到期望的压力，并且uv led可以以期望的强度和期望的持续时间通电，以治疗中度溃疡性结肠炎的期望目标区域。然而，在某些情况下，可以基于包括目标区域中的腔内直径和/或扩散程度(即，目标区域中受感染影响的面积)的目标区域的一个或多个参数，将每个气囊调节到相应的期望压力。在一些示例中，腔内直径可以基于目标区域中的炎症和/或感染的程度。
124.此外，在一些示例中，如图3a和图3b所示，两个气囊之间的区域可以不包括led。转向图3a和图3b，它们示出了在气囊230、232、234和236内具有发光段330、332、334和336的输送管324。图3a示出了处于减压(即，放气)状态的气囊230、232、234和236，而图3b示出了具有处于完全加压(即，完全膨胀)状态的气囊230、232、234和236的输送管324。在气囊之间，一个或多个区域310对应于没有放置led的非照明区域。
125.此外，如上文关于图1a所述的，每个气囊230、232、234和236可以通过气囊控制单元(例如，图1a或图1b处的气囊控制单元120)加压到期望的压力，该压力可以在减压状态下的放气压力和完全加压状态下的完全充气压力之间。例如，可以基于目标区域中的内腔直径和目标区域中的感染和/或炎症的扩散程度来设定期望的压力。此外，在一些示例中，基于如上所述的目标区域的一个或多个参数(包括目标区域的直径和炎症和/或感染的扩散程度)，每个气囊的期望压力可能不同。此外，在一些其他示例中，对于所有气囊，期望的压力可被设定为相同的压力(例如，相似的直径和相似的目标区域)。
126.回到图2a，气囊230、232、234和236在相应目标区域上提供由uv led 222发射的均匀分布的uv光，如虚线箭头212所示。此外，光导管的近端218未包围在气囊内。在一些示例中，如图3a和图3b所示，光导管的近端218可以定位在近端气囊230内。
127.此外，返回参考图2a，每个气囊230、232、234和236可以与相应的充气端口231、233、235和237流体连通，这些充气端口联接到气囊控制单元(例如图1a或图1b处讨论的气囊控制单元120)。这允许在部署期间针对每个气囊选择性地调节充气、放气、充气率、放气率和/或压力。
128.此外，光导管组件200的远端221通过分别连接到导管暖冷却剂连接器(例如，连接器152)、导管冷冷却剂连接器(例如，连接器150)和导管电连接器(例如，148)的连接端口216(可以是连接端口154的示例)，联接到脐带缆(例如，脐带缆131)的暖冷却剂、冷冷却剂和电连接器。以此方式，脐带缆为多个led引入冷冷却剂和电源，并且为uv光导管组件的热敏电阻228(通过电连接器148)引入电源。在近端部分，uv光导管组件200包括发光部206，其在图7中放大显示并且在下面进一步描述。
129.接下来参考图2b，它示出了uv光导管组件的单气囊实施例。在该示例中，单气囊210包围包括多个led 222的发光部。在一些示例中，单气囊装置可用于治疗妇科病症，包括
但是不限于细菌性或真菌性阴道病、直肠阴道/结肠膀胱瘘和/或粘膜和粘膜下层的癌症。在进一步的示例中，单气囊装置可以联接到输送管的非照明部，并且根据输送管的总长度，单气囊装置可被导引到远端目标部位(例如，直肠)。单气囊装置可用于在不需要结肠镜检查或镇静的情况下易于导引到远端目标(例如，直肠或阴道)，并且可在医师办公室施用。在一些其他示例中，具有足够长度的非照明部的单气囊装置可用于导引到单个近端目标部位(例如，升结肠)，并治疗远离远端插入部位定位的感染和/或炎症。
130.此外，如上文关于图2a所讨论的，其中输送管包括多个气囊，单气囊210内的压力量可以通过气囊充气端口204进行调节，该气囊充气端口204可以联接到气囊控制单元(例如图1a中的气囊控制单元120)。
131.图4a和图4b示出了单气囊装置的其他示例。特别地，图4a和图4b分别说明了示例性uv发射装置400和450，在一些示例中该uv发射装置400和450可分别用于为阴道或直肠输送uv光。参考图4a和图4b，uv发射装置400、450可以包括输送管/杆402。在一些示例中，输送管/杆402包括四面细长的主体，该主体在四个侧面中的每者上都包括uv光源422(例如，uv led)。在一些其他示例中，输送管/杆402可以具有圆柱形主体，并且uv光源422可以定位在圆柱形主体的弯曲表面上，以在输送管的整个长度上沿输送管的圆周输送uv光。当输送管被构造为四面细长的主体时，uv光源422可以在输送管/杆100的各面上交错布置。虽然示例性装置400和450示出了具有四个侧面的输送管，但是侧面的数量可以是3个、5个、6个、7个或8个。在一些实施例中，uv光源422沿输送管/杆100的整个长度分布以及在远端410处分布，以实现uv光源422的更广泛的应用。
132.在一些实施例中，输送管/杆402被构造为使得整个输送管/杆402均匀地发光并且透射uv光。在一些实施例中，输送管/杆100被构造为仅发射uv-a范围内的光波，而不发射uv-b或uv-c或可见光范围内的光波。例如，uv光源422可被构造为发射在335nm和349nm之间、在338nm和342nm之间或在339nm和346nm之间的窄带宽uv光。此外，uv光源422的峰值波长可以包括340nm，并且可以位于335nm和349nm之间，或338nm和342nm之间，或339nm和346nm之间的范围内。在其他更广泛的实施例中，光源422可被构造为输送波长在320nm至410nm之间的uv光。在一些实施例中，垂直照明长度围绕输送管/杆100延伸8cm至10cm。
133.输送管/杆402可由任何合适的构造(例如，刚性的或柔性的)制成，包括生物相容的或具有生物相容性涂层的各种聚合物。在一些实施例中，输送管/杆402可以包括uv透明材料424的外层以允许来自光源422的uv光从输送管/杆422向外辐射。在一些实施例中，输送管/杆402可以包括例如由硅、二氧化硅、聚氨酯、聚乙烯、聚四氟乙烯/ptfe、硼硅酸盐或其他合适材料制成的外表面。在一些实施例中，输送管/杆402使用具有硼硅酸盐外层的铜构造。为了优化冷却、暴露区域和均匀性，输送管/杆402可以包括在铜条上交错布置的多个发光二极管(led)。光源422的间距能够实现最佳的垂直照明长度。通过使用铜制造输送管/杆422的主体，输送管/杆402能够承受达到升高的温度水平。将铜用作散热器，防止了输送管/杆402达到不舒适的温度。在一些示例中，光源422可以在特定电流下操作以优化输送管/杆402的温度。在一些示例中，在60ma-100ma的范围内操作光源422。在此范围内，输送管/杆402的温度不能升高到40℃以上，从而达到实施适当冷却方案的目的。在一些示例中，另外地或可选地，底座412和/或手柄430可被构造为包括一个或多个风机以消散来自输送管/杆的热量。
134.此外，uv光发射装置400、450可以在输送杆/管402的整个长度上分别包括可充气的气囊410。气囊410在充气时可在患者体内的目标区域上提供更均匀的uv光分布。此外，在一些示例中，气囊410可以增加辐照度以及在目标区域处提供更均匀的辐照度分布。此外，气囊可以促进可作为光导管和上皮层之间的障碍物的外来碎片/生物膜的破坏，从而改善目标组织处的uv光辐照和辐照分布。气囊410可以由任何合适的材料制成，该材料是可膨胀的和uv透明的并能改善uv辐照分布，并且在一些示例中，该材料可以增加目标区域处的辐照。示例性材料可以包括peba、coc或硅树脂。
135.气囊410可以联接到充气端口404，该充气端口404联接到气囊控制单元420。气囊控制单元420可被构造为在部署期间对气囊进行加压和减压。气囊控制单元420类似于图1所述的气囊控制单元120，为简洁起见将不再重复其描述。简而言之，气囊控制单元420可以包括用于监测气囊410内的压力的压力传感器。此外，气囊控制单元420可以包括泵系统(例如，基于注射器的泵系统或电动泵系统)，以对气囊加压和减压。此外，气囊控制单元420可用于在输送杆在患者体内部署期间和在输送uv光治疗期间，使气囊410保持恒定或接近恒定的压力和体积。此外，使用来自压力传感器的输入，气囊控制单元420可以不允许气囊410的加压超过阈值限制。在一些示例中，在插入和定位在患者体内之前，气囊410可以通过气囊控制单元420膨胀到第一更低体积，这可以有助于输送杆/管402的插入和位置调节。当导引到患者体内的期望位置时，气囊410可以膨胀到允许气囊进一步膨胀的第二更高体积。随后，uv光源422可以通电以输送uv光。在治疗期间，当uv光被输送到患者时，气囊体积和压力可以由气囊控制单元420保持恒定。因此，通过气囊控制单元420，可以监测和调节一个或多个气囊参数(包括体积、压力和温度)，以保持期望的膨胀。
136.输送管/杆402包括近端408和远端410。细长主体402的四个侧面朝向远端409会聚成圆形面104。如上所述，输送管/杆402的远端409被构造为用于插入到患者体内。相比之下，相反的近端408通过抓握元件被构造为用于输送管/杆402的可操作性。在一示例中，输送管/杆402的近端可以联接到被构造为手柄430(图4a)的抓握元件。参考图4a，手柄430可以通过底座412在近端408处附接到输送管/杆402。手柄430可被构造为在人体工程学上足以满足医师或医疗提供者的需要。手柄430还可以包括被构造为接收用户输入的一个或多个输入部件432(例如，电源开/关按钮、强度选择按钮、持续时间选择按钮等)。输入部件432可以连接到改变输送管/杆402和uv光源422的功能的内部处理器。在一些实施例中，输送管/杆402包括2至20个uv光源。本文所示的输送管/杆402在四个侧面的每侧上包括三个uv光源422，总共包括十二(12)个uv光源422。应当理解的是，并入本文公开的特征的其他配置是可行的。
137.在一些实施例中，手柄430可以在其与输送管/杆联接端相对的近端处包括旋转底座(未示出)。旋转底座可以使输送管/杆402旋转，使得从uv光源422发射的光是均匀的。当用旋转输送管/杆422治疗患者时，均匀的uv发射可能有助于治疗细菌生长。在一些示例中，输送管/杆402或旋转底座还可以包括步进电机，以使旋转底座能够旋转。
138.参考图4b，示例性uv光输送系统450包括联接到底座412的控制器460。在该示例中，底座412可被构造为用作手柄。控制器460可以包括一个或多个处理器、存储器以及电池或其他电源。存储器可以包含具有各种治疗方案的指令，这些治疗方案可以通过使用如本文公开的各种强度和/或持续时间而被应用。例如，存储器可以包含当由处理器执行时以给
定强度或定时向光源422供电的数据结构。控制器可以用于本文公开的基于uv光输送装置的任何实施例(包括阴道和胃肠道)。
139.接下来，图5a示出了说明用于使用uv光导管组件治疗、预防和/或改善感染和/或炎症状况的高级方法500的流程图。特别地，方法500可以使用uv光治疗系统(如图1a或图1b所述的uv光治疗系统100)，或如图2a、图2b、图3a或图3b所述的uv光导管组件，或如图4a或图4b所述的uv光发射装置来执行。虽然将参考图1a、图1b、图2a、图2b、图3a或图3b来说明方法500，但是应当理解的是，在不脱离本公开的范围的情况下，方法500可以应用到其他类似的uv光治疗系统。
140.在502处，方法500包括评估胃肠道健康状况。评估胃肠道健康状况可以由医疗服务人员基于症状、内窥镜检查程序(例如，有或没有活检的结肠镜检查)、血液分析和粪便分析以及其他诊断程序中的一者或多者来执行。
141.评估胃肠道健康状况可以包括确定胃肠道炎症和/或感染状况的类型。示例性胃肠道炎症和/或感染状况可以包括溃疡性结肠炎、克罗恩病和其他慢性炎症性疾病、非ibd相关的直肠炎、ibd或非ibd相关的瘘管、炎性狭窄、显微镜下结肠炎、感染性腹泻、难治性幽门螺杆菌和malt淋巴瘤、食管扁平苔藓和寻常型天疱疮、难治性梭状芽胞杆菌、结肠无力症、热带性口炎性腹泻、乳糜泻、小肠细菌过度生长、骨髓移植感染后的盲肠炎、假息肉(类似于鼻息肉)和放射性肠炎、有或没有异型增生的巴雷特(barrett)食管、肝性脑病、roux-en-y盲袢综合征、肛周瘘管、胃肠癌、肝胆感染、炎症和癌症。
142.此外，方法500将在下文中进一步描述溃疡性结肠炎和克罗恩病形式的炎症性肠病(ibd)；然而，应当理解的是，在不脱离本公开范围的情况下，可以执行方法500以治疗、改善和/或预防胃肠道的任何炎症和/或感染状况。在一些示例中，方法500可用于降低与经皮饲管或吸管相关的感染率。在一些其他示例中，方法500可以使用被构造为用于阴道和/或直肠应用的uv光发射装置(如图5a和5b所示的示例性系统)来执行。
143.此外，评估胃肠道健康状况可以包括确定炎症和/或感染状况的进展程度。例如，可以根据基于疾病的合适等级(例如，轻度、中度、重度等)来确定进展程度。在一些示例中，评估胃肠道健康状况还可以包括确定胃肠道组织的哪一层受到影响。例如，当评估患者的大肠时，方法500可以包括确定炎症和/或感染状况是否在黏膜层、黏膜下层、肌肉层和浆膜层中的一者或多者处。
144.此外，在504处，方法500包括识别需要uv光治疗的一个或多个目标区域。例如，在评估大肠患有溃疡性结肠炎时，可以使用诸如结肠镜检查等成像方法来识别哪些肠道区域受到影响。在一些示例中，基于症状和一种或多种非侵入性或微创检查，可以对一部分结肠(例如，通过乙状结肠镜检查直肠和大肠的下部)或整个结肠(例如，通过结肠镜检查)进行评估。
145.接下来，在506处，方法500包括定位包括多个光源(例如，uv-led)和多个气囊的uv光导管组件的输送管(如图2a中的输送管202或图3a中的输送管324)，以便用uv光治疗一个或多个目标区域。图6a-图6g示出并描述了用于将输送管定位在大肠内的示例性方法。在一示例中，可以使用基于经皮穿刺(seldinger)技术的导丝通过结肠镜检查来执行输送管的部署。
146.转向图6a-图6g，这些图描绘了显示在uv光导管组件的输送管部署的各个阶段期
间大肠610的横截面的示意图。图6a示出了在开始部署过程之前的包括内腔602的大肠610。图6b示出了将结肠镜614插入到大肠610的升结肠620。例如，在部署输送管期间，在插入和定位输送管之前，将结肠镜614通过大肠610的内腔插入直至大肠腔内的期望位置，以用于观察大肠和随后定位导丝。虽然图6b示出了将结肠镜614插入到升结肠620的内腔直至升结肠620的近端区域630，但是结肠镜可以插入到大肠610的内腔内的任何位置，例如插入到升结肠620、横结肠622、降结肠624、乙状结肠626或直肠628内的任何位置。
147.接下来，在插入和定位结肠镜612时，通过结肠镜612的通道插入导丝614(图6c)。导丝614穿过结肠镜612的通道并从结肠镜612的末端部处的开口退出，该末端部在本示例中位于升结肠中。因此，结肠镜用于观察腔内以及将导丝614定位到期望位置以便于uv光导管的最终定位。如图6c所示，在插入导丝614时，从腔内抽出结肠镜612(由箭头615表示)。以此方式，结肠镜612用于将导丝614定位在大肠610的腔内。在如图6c所示的该示例中，用于导丝614的结肠镜将导丝614定位到升结肠620中。应当理解的是，导丝614可以定位在大肠610的腔内的任何位置。图6d示出了导丝614通过结肠镜612定位在大肠610的内腔中使得导丝的近端642定位在升结肠620中。如上所述，基于感染和/或炎症的位置和/或扩散程度，导丝614可以定位大肠610的腔内的任何位置。作为一个非限制性示例，如果患者被诊断患有左半结肠溃疡性结肠炎(左侧结肠炎)，则可以定位导丝614使得导丝614的近端642可以定位在横结肠622的开始部分(与降结肠相邻的开始部分)处或降结肠624的末端部分(降结肠的与横结肠相邻的末端部分)处。作为另一非限制性示例，对于被诊断患有由健康组织分隔开的炎症袋的患者，包括在一部分横结肠和一部分降结肠中的炎症，可以定位导丝614使得导丝614穿过直肠、降结肠和横结肠，并且导丝614的近端终止在超出横结肠中的炎症区域或在该炎症区域的下游(在从降结肠到升结肠的方向上的下游)。
148.在定位导丝614并缩回结肠镜时，使用导丝614将uv光导管组件的输送管652插入到肠腔中。图6e示出了定位在导丝614(图6e中未示出)上方的输送管652。输送管652是上述输送管202或输送管324的示例。输送管652可以包括供导丝穿过的导丝通道(例如，图1a中的导丝通道160)。在导丝614定位之后，包括多个uv led 656和多个气囊658的输送管652通过将输送管的导丝通道穿过定位在大肠610中的导丝614而被导引穿过大肠610的内腔。在一示例中，在内腔中导引输送管时，多个气囊(例如，气囊232)中的所有气囊可以处于放气状态。在一些示例中，位于输送管652的末端(首先进入腔内)的第一气囊可以对其联接到控制单元660的相应气囊充气端口进行部分充气，以便于输送管652的移动，而其余的气囊在导引输送管652时保持放气状态。作为一个非限制性示例，当输送管652将被导引通过结肠的大部分和升结肠处的端部时(以例如治疗和/或改善整个结肠的广泛性结肠炎)，输送管652的末端659处或附近的第一气囊可以部分膨胀，而其余气囊在导引和定位期间处于放气状态。在一些示例中，一个以上的气囊可以在部署期间部分膨胀，例如以便于穿过肝曲和/或脾曲。
149.控制单元660可以是图1中讨论的控制单元102的示例，并且因此可以包括用于监测和/或调节多个气囊658的加压和减压的气囊控制单元。还如图1a所讨论的，控制单元660可以调节uv led 656的操作(例如，电源开/关、对应于治疗区域和/或气囊部署的一段或多段uv led的选择性供电、uv光强度调节、uv光强度循环等)并在部署和治疗期间提供输送管654的温度控制(例如，基于来自定位在发光部内的一个或多个热敏电阻的uv led温度并使
用从控制单元的压缩机流入输送管内的冷却管的冷却剂进行温度调节)。
150.虽然以上示例说明了使用结肠镜和导丝来部署输送装置，但是在一些示例中，输送管可被构造为内窥镜(例如，结肠镜)，其包括用于使腔内部可视化的一个或多个摄像机。
151.回到图5a，在将输送管(即，uv光导管)定位在腔内使得一个或多个气囊与治疗部位对准之后，方法500进行到510。在510处，方法500包括对一个或多个气囊进行充气。在一示例中，充气的气囊数量可以基于治疗区域。例如，可以只对与需要uv光治疗的感染和/或发炎区域对准的气囊进行充气，而与正常组织对准的其他气囊可以不充气。然而，在一些示例中，根据输送装置插入结肠的程度，可以对与正常组织对准的一个或多个额外的气囊进行充气，以稳定结肠并潜在地减少结肠的任何不期望的反射性运动，并且稳定输送装置，从而减少输送装置的不期望的运动。例如，当具有多个气囊的输送装置被导引到升结肠并且治疗部位位于升结肠和横结肠时，除了对与在升结肠和横结肠的治疗部位对准的气囊充气之外，如果期望额外地稳定输送装置，则可以对与正常组织对准的一个或多个气囊进行充气。在这种情况下，可以减少充气量(例如，小于与正常健康组织区域对准的气囊中的充气量)
152.在一示例中，对一个或多个可膨胀的气囊充气包括将一个或多个可膨胀的气囊中的每者加压到阈值压力，在该阈值压力下，一个或多个可膨胀的气囊中的每者直接与内腔上皮层的期望表面区域接触。在一示例中，阈值压力可以基于目标部位处的内腔直径。在一示例中，期望表面区域基于感染的程度或扩散。在一示例中，阈值压力足以去除内腔上皮层表面上的碎片、粪便和生物膜中的一者或多者。
153.在一些示例中，除了选择性地给一个或多个气囊充气之外，方法500可以包括基于治疗区域处疾病进展的程度，选择性地调节每个气囊内的光强度(将在下面514处讨论)。特别地，随着治疗部位的感染和/或炎症的严重程度的增加，发射的uv光的强度可以增加。因此，目标部位处的辐照量随着疾病严重程度的增加而增加。
154.转向图6f，其示出了充气后的所有气囊658。特别地，在将输送管652定位在导丝上时，多个气囊658通过经由它们各自的气囊充气端口和气囊控制单元660向气囊658提供充气流体(例如，空气)而被充气。虽然图6f中的本示例显示了对所有气囊充气，但是在一些示例中，可以基于治疗区域选择性地给一个或多个气囊658进行充气。作为一个非限制性示例，如果治疗区域位于升结肠和横结肠中而不在降结肠中，则可以对升结肠620中的第一气囊和横结肠622中的第二气囊进行充气，而降结肠624中的第三气囊和乙状结肠626中的第四气囊可以不充气，或者它们的充气量比第一和第二气囊的充气量更小(例如，为了稳定输送装置)。
155.此外，在一些示例中，如图6f所示，将所有气囊658都通过各自的气囊充气端口(未示出)并使用气囊控制单元660充气到相同的压力。
156.在一些其他示例中，可以针对每个气囊独立地调节充气量。在一示例中，充气量可以基于治疗区域的感染和/或炎症的直径和/或扩散程度。
157.总之，可以基于治疗区域的数量和/或治疗区域的位置选择性地对一个或多个气囊加压(即，对一个或多个气囊加压而其余气囊不被加压)。补充地或替代地，当充气时，基于治疗区域的直径和范围中的一者或多者，(例如，通过经由气囊控制单元调节充气量)可以选择性地调节每个充气气囊中的充气量(无论是所有气囊都充气还是选择性地给一个或
多个气囊充气)。此外，除了选择性地给气囊充气之外，如下文进一步讨论的，可以在部署期间调节一个或多个uv光参数。以此方式，可以根据感染和/或炎症的位置、严重程度、扩散范围和模式中的一者或多者，通过选择性操作和/或调节气囊来定制uv光疗法。
158.返回参考图5a，在514处，方法500包括在对一个或多个气囊充气之后提供uv光治疗。提供uv光治疗包括调节从输送装置内的uv led发射的uv光的强度和从uv led发射的uv光的持续时间中的一者或多者。在一示例中，调节从uv led发射的uv光的强度和持续时间中的一者或多者可以包括基于相应治疗区域处炎症和/或感染的范围和/或严重程度，调节每个气囊的强度和持续时间中的一者或多者(步骤516)。例如，与治疗不太严重的感染和/或炎症的区段相比，在输送装置的治疗更严重状况的一个或多个区段中，可以增加从uv led输出的光的持续时间和/或强度。作为调节向治疗区域输送uv光的区段上的相应气囊中的充气量的补充或替代方案，可以进行强度和持续时间的调节。
159.在一些示例中，发光部中的所有led可以基于疾病状况的总体严重程度以相同的强度和/或持续时间进行操作。
160.在一些示例中，提供足够抗菌效果而不引起与uv相关的dna损伤的uv波长可以包括以下一种或多种：335nm、336nm、337nm、338nm、339nm、340nm、341nm、342nm、342nm、344nm、345nm、346nm、347nm、348nm、349nm或350nm。因此，如本文所公开的uv led可以以具有治疗意义的强度发射具有前述一种或多种波长的光。此外，通过使用用于改善uv光分布并增加目标区域处的辐照度的气囊，在对患者胃肠道内的广泛区域(例如，整个结肠)的治疗是安全的同时，进一步改善了uv光疗法的有效性。
161.在一些示例中，使用uv光导管组件治疗的胃肠道腔内的长度可以在5cm至45cm之间的范围内。在一些示例中，可以使用输送装置来治疗长度大于40cm的治疗部位。
162.在一些示例中，具有led的输送管可以通电至少15分钟、16分钟、17分钟、18分钟、19分钟、20分钟、21分钟、22分钟、23分钟、24分钟、25分钟、26分钟、27分钟、28分钟、29分钟、30分钟、40分钟、60分钟、80分钟或90分钟，该led发射波长以339nm、340nm、341nm、342nm、343nm、344nm、345nm、346nm、347nm、348nm或349nm为中心的最大发射强度的光。治疗的重复性可以基于疾病进展、症状和/或由医疗服务人员进行的其他评估。基于感染的严重程度，施加的强度可以是1500uw/cm2、1600uw/cm2、1700uw/cm2、1800uw/cm2、1900uw/cm2、2000uw/cm2、2100uw/cm2、2200uw/cm2、2300uw/cm2、2400uw/cm2、2500uw/cm2、2600uw/cm2、2700uw/cm2、2800uw/cm2、2900uw/cm2、3000uw/cm2、3100uw/cm2、3200uw/cm2、3300uw/cm2或在这些范围之间的其他合适的强度。
163.在一些示例中，多个uv led中的每者可以发射的峰值波长为335nm、336nm、337nm、338nm、339nm、340nm、341nm、342nm、343nm、344nm、345nm、346nm、347nm、348nm、349nm、350nm、351nm、352nm、353nm、354nm、355nm。在一些示例中，led可以发射具有在其峰值强度发射波长附近+/-1nm、2nm、3nm、4nm、5或6nm范围内的显著强度的光。
164.在一些示例中，每个led可以发射光束角在100度和150度之间的光。在一示例中，每个led可以发射光束角在120度和135度之间的光。
165.在其他示例中，可以由护理人员输送10分钟、15分钟、18分钟、19分钟、20分钟、21分钟、22分钟、23分钟、24分钟、25分钟、26分钟、27分钟、28分钟、29分钟、30分钟、60分钟、90分钟、120分钟或160分钟、10到160分钟之间的任何分钟范围或其他合适的时间的光治疗。
此外，本发明的方法可以包括施用至少10分钟、15分钟、18分钟、19分钟、20分钟、21分钟、22分钟、23分钟、24分钟、25分钟、26分钟、27分钟、28分钟、29分钟、30分钟、或60分钟的阈值持续时间的治疗。取决于应用和与治疗效果相关的其他因素，光源强度可以至少是1,000μwatt/cm2(微瓦特/平方厘米)、1,100μwatt/cm2、2,000μwatt/cm2、2,100μwatt/cm2、2,200μwatt/cm2、2,300μwatt/cm2、2,400μwatt/cm2、2,500μwatt/cm2、2,600μwatt/cm2、2,700μwatt/cm2、2,800μwatt/cm2、2,900μwatt/cm2、3,100μwatt/cm2、3100μwatt/cm2、3,200μwatt/cm2、1,000至5,000μwatt/cm2或其他合适的强度。发明人已经证实，在高达5,000μwatt/cm2的强度下，uv-a光的应用是安全的。在一些示例中，将连续输送光，并且在其他示例中，光将被并入到脉冲治疗中。
166.下面将参考图6g来说明在大肠的腔内提供uv光的示例性操作。
167.图6g示出了包括多个通电的uv led的输送管654。在开始uv光疗法之前，在对一个或多个气囊充气时移除导丝。接下来，在对一个或多个气囊658充气时，uv led通电，通过相应的气囊照射治疗部位。另外，在一些示例中，未被气囊覆盖的uv led也可以通电，从而照射气囊邻近区域。由uv led发射的uv光通过充气的气囊658传输到治疗部位。如更粗的线670所示，气囊增加了治疗部位处的辐照度，并且额外地改善了治疗部位处的uv光分布。此外，多个气囊658在膨胀并与粘膜接触时可以减少褶皱，并有助于扩散形成在结肠上皮细胞上的任何潜在生物膜或外来碎片，并且减少可能阻止uv光有效到达结肠上皮细胞的任何障碍。此外，多个气囊658可以减少粪便下降到治疗区域。
168.以此方式，具有气囊的uv光导管组件提高了uv光治疗胃肠道的效率和有效性。此外，多个气囊658在膨胀以与结肠上皮细胞接触时，可以稳定结肠壁以及腔内的输送装置，并减少输送装置部署期间和治疗期间造成的损伤。
169.图5b示出了高级流程图，其说明了在使用诸如图1a、图2a或图3a处讨论的uv光导管组件等uv光导管组件在患者的胃肠道腔内传输的uv光治疗期间用于调节气囊充气量和uv光强度中的一者或多者的示例性方法550。在一些示例中，在向uv光导管组件内的uv led供电时，方法550可以由控制器(例如，控制器103)基于存储在控制单元(例如，控制单元102)的存储器(例如，非暂时性存储器105)中的可执行指令连同气囊控制单元(例如，气囊控制单元120)以及联接到uv光导管组件的一个或多个传感器(例如，热敏电阻)来执行。
170.在552处，如上文在图5a中所讨论的，方法500包括向患者提供uv光治疗。接下来，在554处，方法500包括确定治疗方案是否完成。例如，用户可以设定治疗方案，其包括以从多个led(例如，图2a中的led 222)发射的期望强度的uv光提供20分钟的uv光治疗。控制器可以监测光治疗的持续时间，并且可以响应于监测持续时间达到零值的计时器来确定治疗完成。如果治疗方案完成，则方法550进行到562。在562处，方法550包括停止对led供电，并且随后在564处，方法550包括使一个或多个充气的气囊放气。在一示例中，一个或多个气囊可以被完全放气。在另一示例中，例如在从患者体内移除输送管期间，当输送管要导引通过肝曲和/或脾曲时，一个或多个膨胀的气囊可被部分放气以保持一个或多个气囊的更小体积，以便有助于输送管穿过胃肠道的内腔，并且减少输送管与结肠上皮细胞的接触，从而减少由于输送管提供光治疗而造成的潜在损伤。在使一个或多个气囊(部分或全部)放气之后，使用者可从内腔中移除输送管。
171.返回到554，如果在554的答案是否定的，则uv光治疗正在进行并且方法550进行到
556以继续提供uv光。这包括，在558处，监测输送管温度和一个或多个气囊每者内的压力中的一者或多者。输送管的温度可以基于来自位于输送管内并输出输送管温度的热敏电阻(例如，热敏电阻228)的信号进行监测。在一示例中，如图2a所示，热敏电阻228可以位于发光部的端部处；然而，应当理解的是，热敏电阻228可以定位在输送管的发光部内的任何位置。在一些示例中，联接到气囊的(发光部的)每个发光段可以包括热敏电阻，以监测对应于被气囊包围的每个发光段的温度。例如，图3a中的每个发光段330、332、334、336可以分别包括热敏电阻，以便监测位于气囊230、232、234和236内的相应发光段内的温度。
172.此外，每个气囊内的压力可以通过与相应充气端口流体连通的压力传感器来监测。也就是说，每个气囊充气端口流体连接到相应的压力传感器，并且可以通过气囊控制单元和/或控制器接收和监测来自每个压力传感器的压力信号。通过压力传感器，控制器可以监测气囊的泄漏。此外，在一些示例中，结合热敏电阻，压力传感器可用于监测对应于气囊的各个光段中的温度。
173.此外，在560处，方法550包括基于输送管温度和每个气囊内的相应压力中的一者或多者调节uv光强度、持续时间和/或气囊充气量中的一者或多者。例如，当气囊内的温度升高时，由于温度升高导致空气膨胀，气囊内的压力可能增加。响应于温度升高超过阈值和压力增加超过阈值压力中的一者或多者，控制器可以调节致动器以增加冷却剂流量和/或减压，使得气囊内的压力在阈值压力内(例如，以确保在不施加过大压力的情况下气囊与上皮细胞的期望接触)。在一些示例中，对于治疗不同直径的治疗区域的气囊，阈值压力可能不同。例如，对于治疗具有更大直径的目标区域的气囊，阈值压力可能更高。
174.在一些示例中，补充地或替代地，可以通过控制器调节uv光强度或持续时间。
175.然后，方法550返回到554。
176.在一个非限制性示例中，提供通过一个或多个气囊的窄带uv光治疗以治疗仅影响胃肠道的粘膜层和/或粘膜下层的炎症和/或感染状况。在另一示例中，提供通过一个或多个气囊的窄带uv光治疗以治疗影响比粘膜和/或粘膜下层更远离肠腔的一个或多个更深层的炎症和/或感染状况。一个或多个更深层可以包括固有肌层和/或浆膜。
177.转向图7，其示出了输送管的发光部206的示意图，包括led 222和冷却管224在输送管202内的示例性定位以及冷却剂流动指示。在该示例中未显示气囊。特别地，发光部206包括布置在输送管202内部的多个led 222，以及也布置在输送管202内部的冷却管224。在一示例中，如图所示，led 222被定位为彼此旋转90度并面向输送管202，使得当向led 222供电时，led 222沿输送管202的长度从输送管202向外以360度模式发射光。此外，在该示例中，每个相邻的led旋转90度。例如，第一led处于0度的基准角，沿输送管202的长度与第一led相邻放置的第二led(即，紧邻第一led的第二led)从第一led旋转90度。此外，沿输送管202的长度与第二led相邻的第三led相对于第二led旋转90度(即，相对于第一led旋转180度)，依此类推，使得与第(n-1)个led相邻的第n个led相对于第n个led旋转90度，其中，n是取决于沿输送管202的期望光发射长度的任意数。
178.在一些示例中，可以以圆周构造来布置led。例如，4个led可以彼此以90度的角度布置，使得第一led和第三led背靠背放置，并且第二led和第四led背靠背放置，第二led位于第一led与第三led之间，并且第四led位于第三led和第一led之间，并且4个led不交错，并且在通电时，4个led围绕输送管202的圆周以360度发光。在离该4个led的短距离处可以
放置另一组4个led，以在输送管202的期望长度上提供连续的基本均匀的照明。以此方式，可以放置多组led以覆盖用于照明的导管的期望长度。沿导管的期望长度覆盖360度照明的led的其他构造也是可以的，并且在本发明的范围内。例如，在使用具有更宽光束角的led时，可以使用少于4个led来提供360度照明。作为一个非限制性示例，可以使用彼此旋转120度，以交错方式(即，沿管的长度相邻地布置)或以圆周方式(即，相邻地围绕冷却管的圆周)布置的3个led。以此方式，3个led的组可以提供360度照明。
179.此外，冷却管224布置在输送管202内，并且将冷却空气引入到输送管202。输送管202具有朝向导管的近端218的开口端704，冷却空气通过该开口端704从冷却管流出并且朝向led循环返回以冷却led(冷却空气流如箭头702所示)。冷却管224可被构造为接收来自压缩机(例如，图1a中的压缩机108)的冷却空气。冷却管224相对于led 222居中定位。具体地，led 222定位为使得每个led的一部分与冷却管224接触。例如，led 222布置为使得背部(例如，led基板的一部分)与冷却管224接触。在一些示例中，led 222可以定位在内管上(即，图3a和图3b中的管324)，该内管可以包括内管内的一个或多个冷却管。
180.此外，冷却管224是柔性的并且缠绕通过每个led的背部，这允许led以紧凑的方式布置。在一些示例中，可以为冷却管提供一个或多个附加开口，以允许冷却空气从一个或多个附加出口点排出。
181.图8、图9a-图9c、图10a-图10b、图11a-图11c和图12示出了几个不同的实施例，这些实施例可用于能够联接到一个或多个气囊的输送管的发光部。如图8所示，这可以包括能够连接到输送管802的一个或多个板上芯片(cob)迷你棒。输送管可以包括能够改善uv分布并增加目标组织处的辐照度的气囊808。整个系统可以连接到能够联接到电源单元(未示出)的柔性金属杆804。具有一个以上cob迷你棒的本示例示出了具有10cm长度的uv照射区域。应当理解的是，根据应用，长度可以小于10cm或大于10cm。在一些示例中，除了迷你棒805和806之外，还可以包括一个或多个额外的cob迷你棒以覆盖输送管802的更大长度。
182.图9a-图9c示出了具有cob光引擎902的示例光纤解决方案，该解决方案可以与输送管集成以展开光疗。在该示例中，单个led(图9a的904)或多个led(图9b和图9c)连接到(例如，经由联接件906)将光传输到uv辐射区域的光纤电缆908，并且光纤被构造或处理为使得其在管的该部分辐射光。此外，在一些示例中，如图9c所示，准直透镜914可以用于聚集光并导引光通过光纤电缆908。如上所述，光纤电缆908可被构造为在输送管的期望长度上发射光。
183.图10a至图10b示出了具有包括led 1010的散热器(图10b)的柔性印刷电路板(pcb)1004的示例。在一个示例中，柔性pcb可以形成在管1005中，使得围绕管1005的圆周放置led 1010。由于柔性pcb的大表面积，该实施方案有助于散热。此外，可以设置一个以上气孔1008以使得能够改进柔性pcb管的冷却。
184.图11a至图11c示出了输送管的另一实施例的各种组件，该输送管包括一系列线性反射器和led。如图11b所示，输送管包括瞄准附近反射器的led单元串。每个led单元包括led 1108、反射器1110和基板1114。两个led 1108之间的示例距离可以是9mm，并且led 1108与接收来自led的光的反射器1110的端部之间的距离可以是2mm。例如，led与反射器的端部之间的距离可以足够小，以使反射器能够接收光并将光散开。以此方式，在提高输送管的均匀性的同时实现了更大的光分布。图11b示出了利用图11a的实施例可以实现的示例性
散热器。此外，在图11a所示的输送管中可以使用的窄带(例如343nm-345nm)led的示例性光束角可以是135度。
185.提供以下一组实验数据以更好地说明要求保护的发明，并且不应被解释为是对保护范围的限制。
186.示例1：e.coli(大肠杆菌)
187.图12a和图12b示出了显示用于防止e.coli增殖的本发明的uv发射装置的示例的实验数据。如图所示，未施加uv光的对照组继续增长，而通过uv发射装置施加uv光的测试组随着时间的推移显示出e.coli数量的持续减少。随着时间的推移，uv光显示出既能够防止e.coli增殖，也能够杀死细菌。
188.图15b示出了用于包含e.coli的液体培养物的本发明的uv发射装置的示例。例如，图15a和图16、图17a-图17b、图18-图20、图21a和图21b示出了该实验和用其他细菌和真菌、c.albicans(白念珠菌)进行的类似实验的结果。所有结果都说明在通过本发明的uv发射装置将uv-a和uv-b光发射到液体样品上的情况下，液体样品中e.coli和其他感染原的生长显著减少。
189.示例2：细菌
190.在另一示例中，根据本发明的两个示例性装置被用于uva实验以治疗细菌。第一装置是用稀硫酸、氟化氢钠、硫酸钡和氟化氢铵的混合物反复蚀刻的硼硅酸盐杆(外径3mm)，在杆端部添加通过其侧面发射uva的反射涂层。如光谱仪(ocean optics；extech)所证实，该过程产生了uva(峰值波长为345nm)的侧面发光杆。第二装置包含具有峰值波长(为345nm)的窄带led。
191.将uva杆插入液体介质中。汞蒸气灯用作光源(asahi max 303，asahi spectra co.，东京，日本)。第二uva发光装置是安装在散热器(seoul viosys,gyeonggi-do，韩国)上的微型发光二极管(led)阵列(峰值波长345nm)。该装置用于下面提到的铺板实验。
192.大肠杆菌、大肠杆菌gfp、绿脓杆菌、化脓性链球菌、表皮葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、粪肠球菌、奇异变形杆菌、艰难梭菌和白色念珠菌的原种培养物在如图22示出的表所述的适当的液体培养基和条件下生长。美国典型培养物保藏中心(atcc)菌株和一种临床分离物按照atcc对每种微生物(manassas,va,usa)建议的说明在适当的固体和液体培养基中生长。使用无菌技术，打开装有微生物菌株的小瓶，并且用约500μl液体培养基将整个颗粒重新水化。
193.在无菌的条件下，将重悬的颗粒转移到含有5至6ml与用于重悬细胞的液体相同的液体培养基的管中。用几滴剂的初级培养基试管接种固体微生物琼脂，并分离单个菌落形成单位(cfu)。在图22所述的特定温度、大气条件和时间下培养液体和固体培养物。
194.最初，由每种微生物的单个cfu制备液体培养物，以保证uva治疗期间菌株的纯度。在实验期间只使用了新的纯液体培养物。将单个菌落添加到含有5ml液体培养基的10ml无菌管中，然后彻底涡旋以使微生物细胞均质化。培养图22所示的液体培养物直到它们达到0.5麦氏比浊标准。在达到标准浊度之后，将微生物培养物充分混合1分钟，并且将1000μl液体培养物转移到两个1.7ml微量离心无菌管中，以用于治疗和对照。将每管的100μl等分试样连续稀释并在固体微生物培养基上制作显微片，以确定图23所示的基线处的cfu/ml数量。
195.在uva光疗法之前，通过使用加热的玻璃棒贯穿顶部形成小孔来制备几个无菌的1.7ml管盖。小孔的形状和大小与用于传输uva光的棒的形状和大小相同。
196.在无菌条件下，来自1.7ml试管中的液体培养物的原始盖被替换为带孔的无菌盖。uv光发射器棒(用70％乙醇消毒的)被放置在各盖顶部形成的孔中。相同的棒也被放置在对照管中。使用max-303xenon光源(asahi spectra usa,inc.,torrance,ca)将光透过插入到试管中的玻璃棒。评估了uv带宽和辐照度峰值(flame uv-vis fiber optic spectrometer，ocean optics)。使用sdl470和uv510 uv光度计(extech,nh,usa)extech)测量uv强度。使用sdl470 uv光度计(extech nh,usa)确认不存在uvc。图22说明了应用于细菌培养物的uva光的强度和暴露时间。
197.在治疗时间结束之后，从处理管和对照管中移除棒，并使用没有孔的新无菌帽来封闭液体培养物。处理组和对照组均通过涡旋均质化。将每管的100μl等分试样连续稀释并在固体微生物培养基上制作显微片，以确定图23所示的表格中所示的uva处理后的cfu/ml数。重复该过程，直到完成图23中所述的所有时间点。
198.在各时间点(基线和uva处理后)之后，将100μl液体微生物培养物(处理过的和对照)连续稀释到无菌1x pbs(emd millipore,billerica,ma)。最终的连续稀释因子为1:10(100μl微生物培养物和900μl无菌1xpbs)、1:100、1:1000、1:10,000和1:100,000。将100μl的每种稀释液一式两份地在固体琼脂板上制作显微片，并在图22所述的时间、温度和大气条件下进行培养。培养后，使用scan 300自动菌落计数器(interscience，woburn,ma,usa)对菌落进行计数，并在校正体积和稀释因子之后限定cfu/ml的数量。
199.在这些实验中使用的第二装置包含安装在铝散热器(seoul viosys,gyeonggi-do,korea)上的微型发光二极管(led)阵列(峰值波长为345nm，带宽为10nm)。在第一实验中，该系统被放置在距具有厚的大肠杆菌菌苔的培养板表面1cm处，以大约2000μw/cm2持续20分钟。随后，在单独的实验中，该光源被应用于大肠杆菌和铜绿假单胞菌的102cfu/ml的液体培养物。
200.对于这两种情况，uva在不同的实验组中以500μw/cm2、1000μw/cm2、2000μw/cm2和3000μw/cm2的强度在1cm处测试20和40分钟，以产生剂量反应曲线。培养后，对菌落计数并使用scan 300自动菌落计数器(interscience)测量菌落大小，并且在校正体积和稀释因子之后限定cfu/ml的数量。
201.结果
202.暴露于uva与各种病原微生物的显著减少有关联，包括如图23所示的表格所示的白念珠菌(p＝0.007)和艰难梭菌(p＝0.01)。20分钟的uva暴露时间(强度范围为1300至3500μw/cm2)是观察到与对照(p＜0.05)相比除肺炎克雷伯菌(p＝0.17)、粪肠球菌(p＝0.1)和化脓性链球菌(p＝0.64)以外的大多数测试微生物的减少的最短有效持续时间。与未处理的对照(p＜0.05，图33)相比，40分钟和60分钟的uva光暴露时间对所有测试的微生物均是有效的。显而易见的是，如图23所示，杀细菌和杀真菌效果表现出对uva光反应的剂量依赖性，暴露时间越长，微生物减少得越多。
203.uva光治疗也应用于从人类泌尿道获得的临床分离的大肠杆菌菌株。在一组五个连续的实验中测试uva光，将这种细菌培养物在1100到1300μw/cm2的uva暴露20分钟、40分钟、60分钟和80分钟。与基线相比，在暴露于uva光的细菌培养物中观察到的cfu/ml数量在
评估的所有时间点均减少，如图24所示，时间点包括20分钟(p＝0.03)、40分钟(p＝0.0002)、60分钟(p＜0.0001)和80分钟(p＜0.0001)。
204.最后，进行实验以测试led窄带uva(345nm的峰值波长)对大肠杆菌和铜绿假单胞菌的影响。如图25a-图25n所示，在这些实验中，这种特定波长的uva导致细菌细胞的显著减少。例如，图25a示出了培养皿中细菌菌落的图片以及在施用20分钟和40分钟的led光的部位周围菌落的消失模式。图25b示出了随后铺板时uva治疗对大肠杆菌液体培养物的效果。液体大肠杆菌培养物以3000w/cm2处理20分钟(右侧)或不处理作为对照(左侧)，然后铺板在固体培养基上。uva处理后(右图)，大肠杆菌菌落的数量和大小显著减少。
205.图25c-图25f示出了显示当以各种强度施加峰值波长为345nm的uv-a光时大肠杆菌的菌落形成单位(cfu)随时间变化的图表。如图所示，大多数细菌用2000uw的强度照射40分钟而消除(图25e)，并且大部分细菌用3000uw的强度照射20分钟而消除(图25f)。当以500uw和1000uw的强度施用相同的光时，通过40分钟cfu显著减少，但仅减少了大约一半(图25c和图25d)。
206.图25g-图25j示出了显示当以各种强度施加峰值波长为345nm的uv-a光时铜绿假单胞菌的菌落形成单位(cfu)随时间变化的图表。如图所示，与对照相比，以1000uw、2000uw和3000uw的强度处理显示出cfu的显著减少(图25h、图25i和图25j)，并且大多数细菌用2000uw和3000uw的强度照射20分钟而消除(图25i和图25j)。
207.图25k-图25l分别示出了比较各种强度下的铜绿假单胞菌在20分钟和40分钟时的对数减少的生长曲线。图25m示出了显示在各种强度和治疗时间下大肠杆菌菌落直径减小的生长曲线。图25n示出了显示在各种强度和治疗时间下铜绿假单胞菌菌落直径减小的生长曲线。
208.检查光强度对减少大肠杆菌和铜绿假单胞菌的影响，发现细菌水平和菌落大小都有剂量反应关系(图25b-图25n)。当使用峰值波长为345nm的窄带led时，影响细菌的理想uva强度出现在2000μw/cm2和3000μw/cm2之间，并且在一些示例中，该uva强度可能取决于细菌或病原体类型和种类以及本文公开的其他因素。
209.示例3：安全数据
210.为了评估uva对哺乳动物细胞的安全性，进行了三个实验。第一个是将uva暴露于培养物中的hela细胞。将hela细胞添加到在60
×
15mm细胞培养皿(falcon)中的dmem细胞培养基(gibco,waltham,ma)加上10％牛血清(omega scientific,tarzana,ca)和1
×
抗霉素(100
×
gibco)，并在37℃(5％ co2)下培育24小时以达到每板1,000,000至1,800,000个细胞。此时，细胞暴露于uva led光(1800μw/cm2)下0分钟(对照)、10分钟或20分钟。在24小时后，用0.05％胰蛋白酶(trypsin-edta)(1
×
)(gibco)去除细胞，用台盼蓝(trypan blue 0.4％即用型(1:1)(gibco))染色，并通过自动细胞计数器(biorad t20,hercules,ca)进行定量。在类似的实验中，led uva光以更高强度(5000μw/cm2)使用20分钟。再次，在暴露于uva后24小时对hela细胞进行定量。
211.还在两种人类呼吸细胞类型中研究了uva的安全性。这些包括肺泡(atcc a549)和原发性具纤毛的气管上皮细胞(htepc)(promocell,heidelberg,germany)。对于各细胞系，铺板250,000个细胞并在dmem中生长48小时，直到每板的细胞计数约为750,000个。此时，细胞暴露于uva(2000μw/cm2)下0分钟(对照)或20分钟(处理)，并在24小时后获得细胞计数。
212.还在用uva处理的细胞的dna中分析了8-羟基-2
’‑
脱氧鸟苷(8-ohdg)的水平。8-ohdg被广泛认为是氧化性dna损伤和氧化应激的敏感指标。按照制造商的说明，使用allprep dna/rna/蛋白迷你试剂盒(qiagen)提取dna。使用epiquik
tm 8-ohdg dna损伤定量直接试剂盒按照制造商的说明(epigentek,farmingdale,ny)检测8-ohdg的水平。对于最佳定量，输入dna量为300ng，因为基底8-ohdg通常小于总dna(epigentek,farmingdale,ny)的0.01％。
213.将野生型129s6/svev小鼠(n＝20，雌性＝10)和balb/cj小鼠(n＝10，雌性＝5)用于uva光安全性测试。在手术前对所有动物进行麻醉。在uva光治疗之前，将动物置于含有异氟醚麻醉气体(1-5％)的诱导室中。异氟醚的载气是压缩氧气(100％氧气)。一旦呼吸速率减慢(大约每秒一次呼吸)，将动物从诱导室中取出，并使用鼻锥麻醉(nose coneanesthesia)(1-2％异氟醚)维持在镇静状态。对脚趾捏的反应不足证实了麻醉深度。
214.在麻醉下，将定制的棒(d＝4mm，l＝40mm)从肛门被引入直至脾曲。使用相同但不发光的棒将相同的过程应用于对照组。使用与液体培养实验所述相同的光源和测量设备。
215.在第一实验中，5只balb/cj小鼠接受30分钟的结肠uva照射(2,000μw/cm2)，与用相同技术用不发光的视杆治疗的5只小鼠进行比较。
216.在第二实验中，10只129s6/svev小鼠连续两天每天接受20分钟的结肠uva照射(3,000-3,500μw/cm2)，与用不发光的棒治疗的10只小鼠(雄性＝5)进行比较。
217.在uva光疗法之前和之后的结肠内窥镜检查
218.将刚性小儿膀胱镜(olympus a37027a)用于评估7天uva照射之前和之后的肠粘膜。在麻醉动物中进行内窥镜检查。镇静方法如上所述。
219.首先，用水基凝胶(biofilm,inc.,vista,ca,usa)润滑肛门。然后，将内窥镜插入脾曲，并使用经由内窥镜端口注入的室内空气吹入结肠。所有内窥镜检查均由两名在动物模型内窥镜检查方面具有专业知识的胃肠病学家记录和盲读。基于肛周检查、肠壁透明度、黏膜出血和局灶性病变分析内镜表现。
220.在第14天，对对照和治疗的小鼠实施安乐死，并按照bialkowska等人的建议进行整个结肠的瑞士卷(swiss roll)制备。简而言之，取出整个结肠并在改良的bouin定影液(50％乙醇/5％乙酸的dh2o)中冲洗。使用剪刀，沿肠系膜线纵向打开结肠，并在含有1
×
pbs的培养皿中短暂冲洗。识别出内腔侧并对打开的组织进行swiss滚动(swiss rolling)。一旦整个结肠长度被卷起，将结肠小心地转移到组织处理/嵌入盒中。将盒子在室温下置于10％缓冲福尔马林中一夜，然后切下结肠的石蜡切片，用苏木精和伊红(h&e)染色，并由不知情的病理学家(ss)进行评估。
221.组间细菌计数的数据不是正态分布的，因此使用非参数检验(mann whitney u检验)进行比较。通过使用graphpad prism 7(graphpad,san diego,ca)的t检验比较其他定量数据。
222.结果
223.总体而言，基于细胞随时间的生长，led uva在测试的哺乳动物细胞(hela、肺泡a549和主气管细胞)中显示出是安全的。无论uva照射如何，所有板都显示出持续的细胞生长，与对照相比，每个板的细胞数量是对照的1.5-2倍，表明持续的复制能力很强。如图26a所示，在hela细胞的情况下，与未照射的对照相比，uva不会影响24小时的活细胞数量(分别
p＝0.99和p＝0.55，在约2000μw/cm2的uva下进行10分钟和20分钟)。如图26b所示的条形图所示，更高强度的uva(5000μw/cm2)不会影响hela细胞的生长。如图26c所示，在2000μw/cm2持续20分钟(p＝0.99)的肺泡细胞中也观察到了类似的发现。最后，纤毛上皮细胞生长在暴露于约1000μw/cm2和约2000μw/cm2的强度20分钟后也不受uva的影响。
224.此外，如图26d(hela细胞)、图26e(肺泡细胞)和图26f(气管细胞)所示，暴露于uva不会在分析的任何细胞系中造成dna损伤，并且用窄带led uva治疗的细胞中8-氧代-2
’‑
脱氧鸟苷(8-ohdg)的水平类似于未暴露于uva(p《0.05)的对照组。更高强度的led uva(5000μw/cm2)显示出增加了8-ohdg的水平(p＝0.07)，但8-ohdg的百分比仍远低于普遍接受的总dna的0.01％的阈值。
225.uva光暴露与内窥镜或组织损伤无关
226.为了评估uva疗法对内脏细胞和组织的安全性，将两种不同的野生小鼠暴露于使用被设计为均匀地侧发射宽光谱uva的光学杆的结肠内广谱uva光。仅直至脾曲的结肠左侧暴露于uva光；因此，未暴露的右侧用作自我对比。在第一实验中，在麻醉下，5只小鼠接受结肠uva暴露(2,000μw/cm2)30分钟，与用相同技术用不发光的视杆治疗的5只小鼠进行比较。
227.在第二实验中，10只小鼠(129s6/svev，雄性＝5)连续两天每天接受20分钟的结肠宽光谱uva(3,000-3,500μw/cm2)暴露，与用不发光的棒治疗的10只小鼠(雄性＝5)进行比较。在任何实验中都没有看到穿孔、出血或死亡。小鼠结肠镜图像显示uva暴露之前和之后没有变化。
228.在这两个实验中，在uva施用之前和之后对小鼠的内窥镜评估证实没有粘膜红斑、脆性、溃疡或出血的宏观证据。经不知情的病理学家(ss)评估，与对照和未处理的结肠部分进行比较，在检查的暴露于宽光谱uva的全层结肠标本上未发现慢性/急性炎症、膀胱炎、腺窝脓肿、肉芽肿、溃疡或异型增生。
229.rna病毒实验数据
230.此外，所公开的系统和方法用于获得用uva光处理各种rna病毒的实验数据。因此，数据表明，从led发出的峰值波长为340nm的uv-a光可以杀死像柯萨奇病毒这样的rna病毒。例如，感染柯萨奇病毒的hela细胞在应用这种uv-a处理时存活，但在感染后不应用uv-a光处理时无法存活。此外，实验数据表明，uv-a光在通过et插管后仅损失15％。
231.近几年报道了一种新型冠状病毒疾病(sars-cov-2或covid-19；以前称为2019-ncov)的爆发。covid-19是在上呼吸道有效复制的一种病毒性感染。作为作用机制的一部分，病毒感染具纤毛的气管上皮细胞，然后脱落并损害肺泡功能。还注意到继发性细菌感染，并且这两个过程可以导致进一步的炎症、急性呼吸窘迫综合征(ards)，并最终导致死亡。据估计，10-15％的感染者有严重的临床病程，并且大约5％的感染者病情危重，需要机械通气以应对呼吸和其他器官系统的衰竭。据估计，covid-19的病死率在0.5％至9.5％之间，尽管这些估计因对有症状患者的优先检测和长达14天的症状表现的滞后时间而混淆。死亡被认为是由于ards和/或包括呼吸机相关性肺炎(vap)的继发性感染的呼吸衰竭而引起的。
232.机械通气至少48小时的重症监护病房(icu)患者可能会出现呼吸机相关性肺炎(vap)，这在covid-19患者中是常见的。vap的发生率大体上在从5％到67％的范围，这取决于所使用的诊断标准和研究的患者人群。致病生物体包括肠杆菌科(25％)、金黄色葡萄球
菌(20％)、铜绿假单胞菌(20％)、流感嗜血杆菌(10％)和链球菌(13)。多重耐药菌在迟发性病例中更为常见。早发性vap的死亡率被认为约为6％，而迟发性vap的死亡率为10％。
233.目前，没有用于covid-19的治疗方法，并且迄今为止，减少机械通气患者中的继发性感染的常规手段被证明是不够的。对这些患者采用安全有效的广泛抗病毒和抗菌方法可能会减少血液中所含的病毒数量、继发性感染和vap、机械通气时间以及因呼吸衰竭导致的死亡。
234.如本文所公开的，紫外(uv)光具有抗菌性。uvc(110-280nm)被广泛用于工业灭菌(16)，但其对人体dna有不良影响。外部uva(320-400nm)和uvb(280-320nm)装置具有fda批准的适应症，以治疗诸如牛皮癣、湿疹和皮肤淋巴瘤等人类疾病。这些波长穿透黏膜和黏膜下层组织。在这三个光谱中，uva显示出对哺乳动物细胞造成的损害最小。目前，没有研究显示uva光对细菌或病毒性感染的内部应用的影响。发光二极管(led)的改善使得将窄带uva应用于内脏器官成为可能。
235.因此，公开了说明宽和/或窄带uva对治疗已知与vap相关联的常见细菌病原体的效果的实验数据。此外，还公开了证明特定波长的uva对b组柯萨奇病毒和冠状病毒229e的影响的数据。最后，进一步的数据证明了uva暴露对哺乳动物细胞和体内上皮细胞的安全性。
236.示例4：柯萨奇病毒
237.柯萨奇病毒样品的提取和感染细胞
238.使用clai限制酶(er0142,thermo fisher)使表达增强型绿色荧光蛋白(egfp-cvb)质粒的重组柯萨奇病毒b(pmks1)线性化，并使用标准苯酚/氯仿提取和乙醇沉淀使线性化质粒纯化。然后，使用mmessage mmachine t7转录试剂盒(am1344,thermo fisher)产生病毒rna。然后，使用lipofectamine 2000(11668027,thermo fisher)将病毒rna转染到hela细胞中(约80％融汇率)。一旦细胞表现出约50％的细胞病变效应，就将细胞刮下并收集细胞/培养基悬浮液。然后，将该混合物进行三轮快速冻融循环并以1000
×
g离心10分钟，以澄清细胞碎片的培养基。上层清液被用作第1代病毒原液。然后，将第1代病毒原液置于单独的hela细胞(约80％融汇率)上，以将原液扩增为用于后续实验的第2代病毒原液。
239.对感染b组柯萨奇病毒的hela细胞的uva处理
240.hela细胞被用于四个不同的实验，其具有增强型绿色荧光蛋白(egfp)-表达b组柯萨奇病毒(egfp-cvb)。在第一实验中，hela细胞(每板253,000个)(n＝12板)培养24小时。一半的egfp-cvb等分试样暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)20分钟，而另一半并未进行暴露；然后，用暴露于uva或未暴露于uva的病毒(moi＝0.1)感染hela细胞。六小时后，去除上层清液，并用1
×
无菌pbs(ph＝7.0)洗涤细胞两次。添加新的dmem培养基。感染了暴露于uva的病毒的板接受额外20分钟的uva(2000μw/cm2)暴露。收集上层清液中的死细胞并在24小时后量化。评估了六块板(uva处理和未经uva处理的各3块)的活细胞。在剩余的六块板中，最初暴露于峰值波长为340nm的uva的3块板随后再暴露于20分钟的uva(2000μw/cm2)。再过24小时后，从剩余的板上获得死细胞和活细胞计数。
241.用uva预处理的hela细胞对b组柯萨奇病毒感染
242.在第二实验中，铺板了hela细胞(235,000个细胞)，然后在dmem中培育24小时。然后，将板分成未暴露的对照(n＝3)和暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)20分
钟(n＝3)。再过24小时后，用egfp-cvb(moi＝0.1)感染所有板。再过24小时后，如先前所述对细胞进行计数。
243.用uva预处理b组柯萨奇病毒对hela细胞感染
244.在第三实验中，对hela细胞培育24小时，然后，用egfp-cvb(moi＝0.1)进行感染。就在感染之前，一半的egfp-cvb等分试样暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)，并且另一半保持未暴露。在24小时后，获得活细胞计数。
245.在持续的b组柯萨奇病毒感染期间hela细胞的长期uva处理
246.在该实验中，铺板了250,000个hela细胞。在24小时，细胞被划分成三组。在第一组中，细胞被egfp-cvb(moi＝0.1)感染。这些细胞作为阳性感染对照。在第二组中，hela细胞被uva处理的(2000μw/cm2，20分钟；峰值波长为340nm)egfp-cvb(moi＝0.1)感染，并且6小时后，感染的细胞用uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)处理20分钟，然后进行4次额外处理，额外处理包括第2天两次每次隔8小时处理20分钟，第3天两次每次隔8小时处理20分钟。第三组未感染egfp-cvb，但在与第二组相同的时间点用uva处理5次。这是未感染的阳性对照，以证明uva的安全性。在所有条件下，都获得了成像和细胞计数。
247.对感染b组柯萨奇病毒的肺泡(a549)细胞的uva处理
248.感染后细胞死亡的理想时间点在使用肺泡细胞的初步实验中确定为感染后的48小时。在这项研究中，铺板了200,000个肺泡细胞并在48小时计数(细胞计数为754,000)。然后，用egfp-cvb(moi＝0.1)感染肺泡细胞。感染后24小时，将肺泡细胞板暴露于led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)0分钟(对照)或20分钟(处理)，并且每24小时重复一次持续三天，感染后96小时进行成像和细胞计数。
249.结果
250.仅在hela细胞的感染之前对b组柯萨奇病毒进行uva预处理不会减轻感染
251.在该实验中，一半具有hela细胞的板被egfp-cvb处理，并且另一半被暴露于峰值波长为340nm的约2000μw/cm2的led uva光20分钟的b组柯萨奇病毒处理。在24小时对感染率的影响在各组之间没有差异。
252.在感染b组柯萨奇病毒之前对hela细胞进行uva预处理不会减轻病毒效应
253.在该实验中，一半具有hela细胞的板未经处理，并且另一半被约2000μw/cm2的led uva进行预处理；峰值波长为340nm，持续20分钟，没有进一步uva处理。两组均加入egfp-cvb。两组均受到感染，这表明在感染前处理hela细胞不会影响感染率。
254.感染b组柯萨奇病毒后uva处理降低了病毒对hela细胞的影响
255.在这项研究中，在hela细胞被egfp-cvb感染之后，应用uva。处理后的细胞在感染后6小时暴露于峰值波长为340nm的约2000μw/cm2的led uva，然后每天两次，持续两天，在感染后72小时进行细胞计数。这与感染但未经处理的对照进行比较。如图27所示的条形图所示，在处理后的组中，uva光防止了由egfp-cvb导致的细胞死亡，在72小时细胞计数增加到339,333
±
60,781，相比之下，在未处理的对照中在48和72小时时没有活细胞留在板上。重要的是，未感染但同时接受uva暴露的第三组hela细胞在同样的间隔下显示出正常的细胞增殖，72小时的细胞计数为2,413,333
±
403,773。
256.用gfp标记的b组柯萨奇病毒(egfp-cvb)的其他实验数据
257.通过对感染gfp-cvb的肺泡细胞进行荧光显微镜分析来评估uva处理(图30)
258.将培养24小时的肺泡细胞转染gfp-cvb，48小时后进行荧光显微镜检查以建立基线(图像3002)。然后，用uva处理转染的细胞，并且在转染后24小时(图像3006)和48小时(图像3010)进行成像。对照组包括gfp-cvb转染的细胞，但未进行uva处理。未进行uva处理的对照组也在转染后24小时(图像3004)和48小时(图像3008)进行了成像。从图30的图像中可以看出，uva处理导致gfp-cvb感染在24小时减少约70，gfp-cvb在48小时减少约90。uva处理是用峰值波长为345nm的uv led进行的，持续20分钟。
259.通过对感染gfp-cvb的hela细胞进行定量分析来评估uva处理(图31)
260.在用gfp-cvb转染之前，对培养了24小时的hela细胞进行计数(图31的时间零)。转染后，用gfp-cvb培养hela细胞24小时。在24小时，对一组进行uva处理。对照组包括未经uva处理的gfp-cvb转的染hela细胞。对uva处理和未处理的gfp-cvb转染的hela细胞进行最终细胞计数。如图31所示，用uva处理的hela细胞的存活率显著增加。与上述实验类似，uva处理是用峰值波长为345nm的uv led进行的，持续时间为20分钟。
261.uva处理对感染b组柯萨奇病毒的肺泡(a549)细胞的影响
262.在感染egfp-cvb的肺泡细胞中，细胞死亡远低于在hela细胞中看到的。感染后96小时，对照组中细胞明显且广泛感染。用峰值波长为340nm的led uva处理的肺泡细胞也表现出感染，但视觉评估表明感染率较低，产生病毒egfp信号的细胞要少得多。另外，与未处理组相比，uva处理组的活细胞计数似乎更高。
263.示例5：冠状病毒
264.在另一示例中，感染冠状病毒的具纤毛的气管上皮细胞(htec)如下所述进行uv光处理。
265.将具纤毛的气管上皮细胞(promocell,heidelberg,germany)铺板(每板135,000个)成三组。一组感染了冠状病毒229e(cov-229e)(每板50ul)。在另一组中，就在感染前，冠状病毒229e被峰值波长为340nm(2000μw/cm2)的led uva处理20分钟。第三组没有受到感染或uva。感染后，每天用uva(峰值波长为340nm，2000μw/cm2，距离板表面处4cm)处理细胞20分钟。在16小时、72小时和96小时对板进行成像，并在感染后72和96小时获得细胞计数。
266.uva挽救已感染(冠状病毒229e)的具纤毛的气管上皮细胞
267.在该实验中，具纤毛的气管上皮细胞(htec)板如上所述用cov-229e感染。在24小时，将板分成两组。留下第1组继续感染。在第2组中，用峰值波长为340nm(2000μw/cm2，距板表面4cm)的uva处理板20分钟。在48小时，对板进行成像，并获得活细胞计数。
268.uva治疗近范围处的感染冠状病毒的具纤毛的气管上皮细胞
269.在使用uva技术的气管内装置的预期中，进行与上述实验相同的另一实验，使用较低强度的光(1300μw/cm2，在距板表面仅1cm距离处)，每天进行20分钟。这将是光导管与从气管内插管内部进行通气的患者的气管细胞之间的预期距离。
270.经过uva处理或未经uva处理的细胞中冠状病毒的水平
271.将allprep dna/rna/蛋白质迷你试剂盒(qiagen)用于从细胞样品中提取总蛋白。将蛋白质装入bolt 4-12％bis-tris凝胶(nw04122 thermo fisher)并转移到biotrace nt硝酸纤维素膜(27376-991,vwr)上。总蛋白被丽春红(ponceau)s溶液(p7170,sigma-aldrich)染色。然后，将膜封闭在封闭溶液(含有3％牛血清白蛋白(a7030,sigma-aldrich)和0.1％吐温20(tween 20)(p1379,sigma-aldrich)的缓冲液)中。然后，将膜在4℃下与封
闭液中稀释的兔抗冠状病毒刺突蛋白抗体(1:1000；pa5-81777,thermo fisher)或小鼠抗mavs(线粒体抗病毒信号)抗体(1:200；sc-166583,santa cruz biotechnology)一起培育一夜。在缓冲液+0.1％吐温20(tbs-t)中洗涤之后，然后，该膜被辣根过氧化物酶(hrp)标记山羊抗兔igg抗体(horseradish peroxidase(hrp)-conjugated goat anti-rabbit igg antibody)(1:300；95058-734,vwr)或hrp标记山羊抗鼠igg抗体(hrp-conjugated goat anti-mouse igg antibody)(1:300；5220-0286,seracare)覆盖。然后，将膜在tbs-t中洗涤，随后暴露于增强的化学发光溶液(rpn2235,ge healthcare)。使用chemidoc成像系统(bio-rad laboratories,hercules,ca usa)对免疫反应蛋白质带进行成像。
272.led uva光保存感染冠状病毒229e的具纤毛的气管上皮细胞
273.将用冠状病毒229e和led uva(2000μw/cm2；峰值波长为340nm)每天预处理20分钟的具纤毛的气管上皮细胞与对照细胞(无uva和未感染)和感染冠状病毒但无uva曝光的细胞进行比较。直接显像显示出感染后(无uva)细胞形态的明显变化。然而，对照细胞和用uva每天处理的感染细胞表现出类似的形态。在96小时，去除上层清液并对活细胞(粘附在板上)进行计数。对照和用uva处理的感染细胞之间的气管细胞数量没有差异。然而，如图28所示的条形图所示，与经uva处理的细胞(p＝0.005)相比，感染者中的活细胞显著减少。
274.有趣的是，与未处理的感染细胞相比，用led uva处理的感染细胞显示出cov-229e刺突(s)蛋白(约130kda)的减少。此外，与感染cov-229e但未使用uva处理的细胞相比，感染cov-229e并使用uva处理的水平具有增加的mavs水平(图29)。图29中的第1、2、3列代表转染cov-229e的细胞；第4、5、6列代表转染cov-229e并经nb-uva处理的细胞。将丽春红(ponceau)s染色剂用于定位整体蛋白质带，以检查凝胶上装载的蛋白量。据此，实验数据证实了在感染肺部上皮组织后uv-a光会杀死冠状病毒229e，并验证了其与et管和其他装置结合照射肺部组织作为对冠状病毒感染患者的治疗的应用。
275.图32和图33是显示对冠状病毒229e转染的htec细胞进行uva处理在uva处理后48小时和72小时与未处理的对照组相比的效果的柱状图。如图33和图34所示，uva处理增加了冠状病毒229e转染的htec细胞的细胞存活率。
276.其他实施例
277.在一实施例中，包括一个或多个气囊和一个或多个uv led或其他输送管(例如，输送管202)的内窥镜可以通过口腔穿过食道插入到胃中。在该示例中，胃肠道中的感染或炎性疾病可以用uv光源222和一个或多个气囊选择性地膨胀到胃和/或小肠(包括十二指肠、空肠和回肠中的一者或多者)中的一个或多个目标区域来治疗。
278.在一实施例中，提供了一种用于执行腔内光疗法的光输送装置。光输送装置包括：输送管，其包括发光部，该发光部具有被构造为发射波长在335nm和349nm之间的紫外线a(uv-a)范围内的窄带光的多个光源；多个可膨胀的气囊，其在发光部处连接到输送管，多个可膨胀的气囊中的每者与相应的充气端口流体连通；其中，多个可膨胀气囊中的每者均由紫外线(uv)透明材料构成。在光输送装置的第一示例中，多个可膨胀气囊中的每者被构造为增加从多个光源发射并输送到对应的腔内治疗部位的光的辐照度和/或辐照度分布。在可选地包括第一示例的光输送装置的第二示例中，多个可膨胀气囊沿发光部的长度连续布置；并且其中，多个可膨胀气囊中的任意两个之间的间隔是可调节的。在可选地包括第一和第二示例中的一者或两者的光输送装置的第三示例中，发光部包括不连接到多个可膨胀气
囊的一个或多个部段；并且其中，一个或多个部段包括多个光源中的一个或多个光源。在可选地包括第一至第三示例中的一者或多者的光输送装置的第四示例中，多个光源是电连接到电源的发光二极管(led)；并且其中，多个光源被构造为从输送装置向外发射光。在可选地包括第一至第四示例中的一者或多者的光输送装置的第五示例中，多个光源定位在输送装置内的冷却管上，该冷却管被构造为接收来自包括医疗级压缩机和冷却器的冷却系统的冷却空气。在可选地包括第一至第五示例中的一者或多者的光输送装置的第六示例中，多个光源被构造为发射在338nm和346nm之间的uv-a范围内的峰值波长。在可选地包括第一至第六示例中的一者或多者的光输送装置的第七示例中，光输送装置还包括气囊控制单元，其被构造为通过相应气囊充气端口对多个可膨胀气囊中的每者进行充气和/或放气。在可选地包括第一至第七示例中的一者或多者的光输送装置的第八示例中，光输送装置还包括在输送管内并且贯穿输送管的长度延伸的导丝通道，该导丝通道被构造为使输送装置穿过定位在患者腔内的导丝。在可选地包括第一至第八示例中的一者或多者的光输送装置的第九示例中，uv透明材料是聚醚嵌段酰胺(peba)或环烯烃共聚物(coc)或硅树脂。在可选地包括第一至第九示例中的一者或多者的光输送装置的第十示例中，多个可膨胀气囊包括至少三个气囊。
279.一实施例涉及一种用于执行腔内紫外线(uv)治疗的方法，该方法包括：提供uv光输送装置，该uv光输送装置包括：具有多个发光段的输送管，多个发光段中的每者包括被构造为发射波长在338nm和346nm之间的紫外线a(uv-a)范围内的窄带光的多个发光二极管(led)；多个可膨胀的气囊，多个可膨胀气囊中的每者联接到多个光段中的一者，并且多个可膨胀气囊中的每者与联接到气囊控制单元的相应充气端口流体连通；其中，多个可膨胀气囊由uv透射材料构成；将输送管定位在患者胃肠(gi)道的腔内，其中，多个可膨胀气囊中的每者都处于放气状态；通过气囊控制单元选择性地给多个可膨胀的气囊充气；基于胃肠道疾病的类型和总体严重程度的一种或多种，以阈值持续时间和阈值强度为多个led供电。第一种方法包括，其中，将输送管定位在腔内包括将多个可膨胀气囊中的一者或多者与腔内的一个或多个病变区域对准。在可选地包括第一示例的方法的第二示例中，选择性地给多个可膨胀气囊充气包括给与一个或多个病变区域对准的一个或多个可膨胀气囊充气，而与正常健康组织对准的剩余数量的气囊保持在放气状态。在可选地包括第一和第二示例中的一者或两者的方法的第三示例中，选择性地给与一个或多个病变区域对准的一个或多个可膨胀气囊充气包括将一个或多个可膨胀气囊加压到阈值压力，一个或多个可膨胀气囊在该阈值压力下与内腔上皮层接触。在可选地包括第一至第三示例中的一者或多者的方法的第四示例中，阈值压力基于内腔的直径。在可选地包括第一至第四示例的方法的第五示例中，在一种情况下，当一个或多个目标区域具有不同严重程度的感染和/或炎症时，对于给定的发光段，基于一个或多个目标区域处的感染和/或炎症的局部严重程度来调节光强度的量。在可选地包括第一至第五示例的方法的第六示例中，输送管包括被构造为接收来自压缩机的冷却空气的冷却剂管；并且还包括通过热敏电阻监测输送管的温度，并且基于该温度调节通过冷却剂管的冷却剂流速。在可选地包括第一至第六示例的方法的第七示例中，输送管被构造为内窥镜，其包括用于使腔内可视化的一个或多个摄像机。在可选地包括第一至第七示例的方法的第八示例中，uv透射材料包括聚醚嵌段酰胺(peba)或环烯烃共聚物(coc)或硅树脂。在可选地包括第一至第八示例的方法的第九示例中，将输送管定位在腔
内包括使输送管穿过定位在腔内的导丝，该导丝使用内窥镜定位在腔内。
280.另一实施例涉及一种治疗、改善和/或预防患者体内胃肠病症的方法，该方法包括：提供输送管；该输送管包括具有发光二极管(led)组的发光部和至少一个联接到发光部的可膨胀气囊；将输送管导引到患者胃肠道的内腔中，将至少一个可膨胀气囊定位成与内腔中需要紫外线(uv)光治疗的目标区域对准；通过与至少一个可膨胀气囊流体连通的气囊充气端口给至少一个可膨胀气囊充气；以足以治疗胃肠疾病的持续时间和强度为连接到输送管并定位在至少一个可膨胀气囊内的led组供电；其中，led组被构造为发射波长在335nm和349nm之间的uv范围内的窄带光。该方法的第一示例包括，其中，至少一个可膨胀气囊由uv透射材料构成，该uv透射材料具有在80％和100％之间的范围内的uv透射率。在可选地包括第一示例的方法的第二示例中，使用包括聚醚嵌段酰胺(peba)或环烯烃共聚物(coc)或硅树脂的材料构造至少一个可膨胀气囊。在可选地包括第一和第二示例中的一者或两者的方法的第三示例中，给至少一个可膨胀气囊充气包括将至少一个可膨胀气囊加压到阈值压力，在该阈值压力下，至少一个可膨胀气囊直接与内腔上皮层的期望表面区域接触。在可选地包括第一至第三示例中的一者或多者的方法的第四示例中，阈值压力基于内腔的直径。在可选地包括第一至第四示例中的一者或多者的方法的第五示例中，强度包括至少1,100μw/cm2、1,500μw/cm2、2,000μw/cm2、2,100μw/cm2、2,200μw/cm2、2,300μw/cm2、2,400μw/cm2、2,500μw/cm2、2,600μw/cm2、2,700μw/cm2、2,800μw/cm2、2,900μw/cm2、3,000μw/cm2或2mw/cm2。在可选地包括第一至第五个示例中的一者或多者的方法的第六个示例中，胃肠疾病包括以下疾病中的至少一者：溃疡性结肠炎、克罗恩病、结肠袋炎、直肠炎、瘘管、炎性狭窄、显微镜下结肠炎、感染性腹泻、难治性幽门螺杆菌、malt淋巴瘤、结肠无力症、热带性口炎性腹泻、乳糜泻、小肠细菌过度生长、盲肠炎、骨髓移植后感染、假息肉、放射性肠炎、难治性艰难梭菌、胃肠道癌、肝胆感染以及粘膜和粘膜下层的炎症和癌症。在可选地包括第一至第六示例中的一者或多者的方法的第七示例中，胃肠疾病是炎症性肠病的一种形式。在可选地包括第一至第六示例中的一者或多者的方法的第八示例中，ibd的形式包括溃疡性结肠炎和/或克罗恩病。
281.在一实施例中，一种uv光治疗组件包括uv光导管，该uv光导管包括一个或多个气囊和一个或多个led。在一个非限制性示例中，当被构造为单气囊装置时，uv光导管的长度可以约为15cm，并包括包含led灯并且被uv透明的充气气囊包围的10cm的部段。在另一非限制性示例中，当被构造为多气囊装置时，uv光导管的长度可以约为100cm，并且可以包括四个10cm的led灯段，每个led灯段被包围在uv透明的可膨胀气囊中。uv灯可以连接在电子印刷电路板上。冷却的空气可以泵入到冷却管内的导管中，冷却管将盘绕在led之间，并在离开导管时围绕灯循环。导管可以是柔性的，以允许使用导丝技术操作进入近端结肠。此外，导管包括热敏电阻，其可以检测热量并在超过体温时关闭装置。在一些示例中，可以提供光导管以供一次性使用。uv光治疗系统还包括控制器，该控制器包括压缩机和冷却器。包括定时器和用户界面/显示器的控制器为led灯供电。控制器还包括空气冷却器/压缩机，该空气冷却器/压缩机被构造为将冷却的空气泵入到导管以减轻热损伤的风险。此外，在一些示例中，控制器和压缩机/冷却器可以安置在移动推车上，并且可以是可重复使用的。uv光治疗系统还包括脐带缆组件。脐带缆包括将控制器连接到导管的柔性管。柔性管可以容纳必要的布线和管道以操作导管。脐带缆可以是可重复使用的。
282.uv透明气囊的优点包括在光照期间将光输送装置固定在适当的位置上，这又为更宽直径的结肠提供了更均匀的光暴露，并且扩散可能作为光输送装置(即，光导管)和结肠上皮细胞之间的障碍物的外来碎片/生物膜，还可以防止粪便下降到治疗部段。此外，气囊在光源和目标组织之间提供了恒定的距离，以实现均匀的暴露剂量。多气囊方法进一步允许装置在穿过肝曲和脾曲时的灵活性以及通过对于个人疾病程度相关的气囊部段的选择性照射以定制的方式将光输送到表现出炎症的部段，而不会暴露到非炎症部段。
283.结论
284.上述各种方法和技术提供了实施本发明的多种方式。当然，应当理解的是，并非所述的目标或优势都需要根据本文所述的任何特定实施方案来实现。因此，例如，本领域技术人员将认识到，可以以实现或优化如本文所教示的一个优势或一组优势的方式执行该方法，而不必实现如本文所教示或建议的其他目标或优势。这里提到了多种替代方案。应当理解的是，一些实施方案具体包括一个、另一或几个特征，而其他具体地排除一个、另一或几个特征，而还有一些实施方案通过包含一个、另一或几个有利特征来减轻特定特征。
285.此外，本领域技术人员将认识到来自不同实施方案的各种特征的适用性。类似地，本领域普通技术人员可以以各种组合采用上述各种元件、特征和步骤以及各种元件、特征或步骤的其他已知等同物，以执行根据本文所述原理的方法。在不同的实施方案中，在各种元件、特征和步骤中，一些将被具体地包括而另一些将被具体地排除。
286.尽管本技术已经在某些实施方案和示例的上下文中被公开，但是本领域技术人员将理解，本技术的实施方案超出具体公开的实施方案扩展到其他替代实施方案和/或用途和变形例及其等同物。
287.在一些实施方案中，在说明本技术的特定实施方案的上下文中使用的术语“一”和“一个”和“该”以及类似的引用(特别是在以下某些权利要求的上下文中)可以被解释为涵盖单数和复数。本文中数值范围的叙述仅旨在用作单独引用落入保护范围内的各单独值的简略的表达方法。除非在本文中另有说明，否则各单独值都包含在说明书中，就像在本文中单独引用的一样。除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则本文所述的所有方法都可以以任何合适的顺序执行。关于本文中某些实施方案提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本技术并且不会对另外要求保护的本技术的保护范围构成限制。说明书中的任何语言都不应被解释为指示对应用的实践必不可少的任何未要求保护的元件。
288.本文说明了本技术的某些实施方案。在阅读上述说明之后，这些实施方案的变化对于本领域普通技术人员将变得显而易见。预期熟练的技术人员可以适当地采用这种变化，并且可以以不同于本文具体说明的方式来实践本技术。因此，本技术的许多实施方案包括在适用法律允许的情况下所附权利要求中所记载的主题的所有变形例和等同物。此外，除非本文另有说明或与上下文明显矛盾，否则上述元件在其所有可能的变形例中的任何组合都包含在本技术中。
289.已经说明了本主题的特定实施。其他实施落入以下权利要求的保护范围内。在某些情况下，权利要求中所述的动作可以以不同的顺序执行，并且仍能实现期望的结果。另外，附图中所述的过程不一定需要所示的特定顺序或先后顺序来实现期望的结果。
290.就各方面而言，除了与此相同的任何起诉文件历史、与本文件不一致或矛盾的任
何文件历史或可能对现在或以后相关的权利要求的最广泛保护范围具有限制影响的任何文件历史，本文引用的诸如文章、书籍、说明书、出版物、文件、事物等所有专利、专利申请、专利申请的出版物和其他材料均通过引用整体并入本文。例如，如果在与任何并入材料相关的说明、定义和/或术语的使用和与本文件相关的说明、定义和/或术语的用途之间存在任何不一致或矛盾时，则以本文件中的说明、定义和/或术语的使用为准。
291.最后，应当理解的是，这里公开的本技术的实施方案是对本技术实施方案原理的说明。可以采用的其他变形例可以在本技术的保护范围内。因此，作为示例而非限制，可以根据本文的教导使用本技术的实施方案的替代构造。因此，本技术的实施方案不限于所示和所述的实施方案。

技术特征：
1.一种用于进行腔内光疗法的光输送装置，所述装置包括：输送管，其包括发光部，所述发光部具有多个光源，所述光源被构造为发射波长在335nm和349nm之间的紫外线a(uv-a)范围内的窄带光；多个可膨胀的气囊，其在所述发光部处连接到所述输送管，所述多个可膨胀气囊中的每者与相应的充气端口流体连通；其中，所述多个可膨胀气囊中的每者均由紫外线(uv)透明材料构成。2.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述多个可膨胀气囊中的每者被构造为增加从所述多个光源发射并输送到相应的腔内治疗部位的光的辐照度和/或辐照度分布。3.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述多个可膨胀气囊沿所述发光部的长度连续布置；并且其中，所述多个可膨胀气囊中的任意两者之间的间隔是能够调节的。4.根据权利要求3所述的光输送装置，其中，所述发光部包括不连接到所述多个可膨胀气囊的一个或多个部段；并且其中，所述一个或多个部段包括所述多个光源中的一个或多个光源。5.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述多个光源是电连接到电源的发光二极管(led)；并且其中，所述多个光源被构造为从所述输送装置向外发射光。6.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述多个光源定位在所述输送装置内的冷却管上，所述冷却管被构造为接收来自包括医疗级压缩机和冷却器的冷却系统的冷却空气。7.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述多个光源被构造为发射在338nm和346nm之间的uv-a范围内的峰值波长。8.根据权利要求1所述的光输送装置，其还包括气囊控制单元，所述气囊控制单元被构造为通过所述相应的气囊充气端口对所述多个可膨胀气囊中的每者进行充气和/或放气。9.根据权利要求1所述的光输送装置，其还包括在所述输送管内并贯穿所述输送管的长度延伸的导丝通道，所述导丝通道被构造为使所述输送装置穿过定位在患者腔内的导丝。10.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述uv透明材料为聚醚嵌段酰胺(peba)或环烯烃共聚物(coc)或硅树脂。11.根据权利要求1所述的光输送装置，其中，所述多个可膨胀气囊包括至少三个气囊。12.一种用于进行腔内紫外线(uv)治疗的方法，其包括：提供uv光输送装置，所述uv光输送装置包括：具有多个发光段的输送管，所述多个发光段中的每者包括多个发光二极管(led)，所述发光二极管被构造为发射波长在338nm和346nm之间的紫外线a(uv-a)范围内的窄带光；多个可膨胀气囊，所述多个可膨胀气囊中的每者联接到所述多个光段中的一者，并且所述多个可膨胀气囊中的每者与联接到气囊控制单元的相应充气端口流体连通；其中，所述多个可膨胀气囊由uv透射材料构成；将所述输送管定位在患者的胃肠(gi)道的内腔内，其中，所述多个可膨胀气囊中的每者都处于放气状态；通过所述气囊控制单元选择性地给所述多个可膨胀气囊充气；以及基于胃肠道疾病的类型和总体严重程度中的一者或多者，以阈值持续时间和阈值强度
为所述多个led供电。13.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述输送管定位在所述内腔内包括将所述多个可膨胀气囊中的一者或多者与所述内腔内的一个或多个病变区域对准。14.根据权利要求12所述的方法，其中，选择性地给所述多个可膨胀气囊充气包括给与所述一个或多个病变区域对准的一个或多个所述可膨胀气囊充气，而与正常健康组织对准的剩余数量的气囊保持在放气状态。15.根据权利要求12所述的方法，其中，选择性地给与所述一个或多个病变区域对准的一个或多个所述可膨胀气囊充气包括将一个或多个所述可膨胀气囊加压到阈值压力，在所述阈值压力下，一个或多个所述可膨胀气囊与所述内腔的上皮层接触。16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述阈值压力基于所述内腔的直径。17.根据权利要求11所述的方法，其还包括：在一种情况下，当一个或多个目标区域具有不同严重程度的感染和/或炎症时，对于给定的发光段，基于所述一个或多个目标区域处的感染和/或炎症的局部严重程度来调节光强度的量。18.根据权利要求11所述的方法，其中，所述输送管包括被构造为接收来自压缩机的冷却空气的冷却剂管；并且所述方法还包括通过热敏电阻监测所述输送管的温度，并且基于所述温度调节通过所述冷却剂管的冷却剂流速。19.根据权利要求11所述的方法，其中，所述输送管被构造为内窥镜，所述内窥镜包括用于使所述内腔可视化的一个或多个摄像机。20.根据权利要求11所述的方法，其中，所述uv透射材料包括聚醚嵌段酰胺(peba)或环烯烃共聚物(coc)或硅树脂。21.根据权利要求11所述的方法，其中，将所述输送管定位在所述内腔内包括使所述输送管穿过定位在所述内腔内的导丝，所述导丝使用内窥镜定位在所述内腔内。22.一种治疗、改善和/或预防患者体内胃肠道疾病的方法，所述方法包括：提供输送管；所述输送管包括具有发光二极管(led)组的发光部和联接到所述发光部的至少一个可膨胀气囊；将输送管导引到患者胃肠道的内腔内，将所述至少一个可膨胀气囊定位成与所述内腔中需要紫外线(uv)光治疗的目标区域对准；通过与所述至少一个可膨胀气囊流体连通的气囊充气端口给所述至少一个可膨胀气囊充气；以及以足以治疗胃肠疾病的持续时间和强度为连接到所述输送管并定位在所述至少一个可膨胀气囊内的所述led组供电；其中，所述led组被构造为发射波长在335nm和349nm之间的uv范围内的窄带光。23.根据权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个可膨胀气囊由uv透射材料构成，所述uv透射材料具有在8％和100％之间的范围内的uv透射率。24.根据权利要求21所述的方法，其中，所述至少一个可膨胀气囊使用包括聚醚嵌段酰胺(peba)或环烯烃共聚物(coc)或硅树脂的材料构造。25.根据权利要求21所述的方法，其中，给所述至少一个可膨胀气囊充气包括将所述至少一个可膨胀气囊加压到阈值压力，在所述阈值压力下，所述至少一个可膨胀气囊直接与所述内腔上皮层的期望表面区域接触。
26.根据权利要求21所述的方法，其中，所述阈值压力基于所述内腔的直径。27.根据权利要求21所述的方法，其中，所述强度包括至少1,100μw/cm2、1,500μw/cm2、2,000μw/cm2、2,100μw/cm2、2,200μw/cm2、2,300μw/cm2、2,400μw/cm2、2,500μw/cm2、2,600μw/cm2、2,700μw/cm2、2,800μw/cm2、2,900μw/cm2、3,000μw/cm2或2mw/cm2。28.根据权利要求21所述的方法，其中，所述胃肠疾病是一种形式的炎症性肠病。29.根据权利要求28所述的方法，其中，所述炎症性肠病的形式包括溃疡性结肠炎和/或克罗恩病。30.根据权利要求21所述的方法，其中，所述胃肠疾病包括以下疾病中的至少一者：溃疡性结肠炎、克罗恩病、结肠袋炎、直肠炎、瘘管、炎性狭窄、显微镜下结肠炎、感染性腹泻、难治性幽门螺杆菌、malt淋巴瘤、结肠无力症、热带性口炎性腹泻、乳糜泻、小肠细菌过度生长、盲肠炎、骨髓移植后感染、假息肉、放射性肠炎、难治性艰难梭菌、胃肠道癌、肝胆感染和/或粘膜和粘膜下层的炎症和癌症。

技术总结
提供了一种或多种用于进行用于治疗和/或改善胃肠道炎症和/或感染的腔内紫外线疗法的方法和系统。在一示例中，光输送导管可以包括发光部和非照明部，其中，发光部可以包括一个或多个UV透明气囊。在一些示例中，UV光源被构造为发射波长在335nm和349nm之间的范围内的窄带光。窄带光。窄带光。


技术研发人员：阿里
受保护的技术使用者：西达-赛奈医疗中心
技术研发日：2021.08.13
技术公布日：2023/9/14