專利名稱：一種半導(dǎo)體激光治療儀的方法及其應(yīng)用的制作方法
一種半導(dǎo)體激光治療儀的方法及其應(yīng)用本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種半導(dǎo)體激光治療儀的方法及其應(yīng)用。 伴隨著人類醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，對(duì)疾病診斷和治療的精細(xì)和準(zhǔn)度度的要求越來(lái)越 高，激光以其方向性和高強(qiáng)度等性能，受到了醫(yī)學(xué)臨床界的重視。其中，650納米波長(zhǎng)的紅色 弱激光，被世界醫(yī)學(xué)界稱為人體的“黃金波段”，最新激光醫(yī)學(xué)研究表明，當(dāng)650納米激光束 垂直入射機(jī)體從體表照射橈動(dòng)脈時(shí)，大約有1/10的激光能量透過(guò)皮膚、肌肉和血管壁，被 血液吸收，激光激發(fā)的血液熒光主要在600-670納米之間，而630-650納米光譜處于峰值， 由分子熒光發(fā)光機(jī)制不難得出激發(fā)血液由基態(tài)至激發(fā)態(tài)，由630-650納米的激光作為激 光源最有效，治療的效果最好。由于為低能量激光，其安全可靠，但電路設(shè)計(jì)不合理，容易造 成治療儀損壞。本發(fā)明的目的克服現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種半導(dǎo)體激光治療儀和方法及其應(yīng)用， 對(duì)人體腦部血管起到醫(yī)療作用。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)一種半導(dǎo)體激光治療儀，主要由半導(dǎo)體激光管，控制裝 置，光纖頭，電源適配器等組成。其特征在于殼體上設(shè)有電源開關(guān)鍵開和關(guān)(1，2)、功率選擇 鍵(3)、治療開啟鍵G)、功率指示燈(5)、治療指示燈(6)、電池盒(7)，殼體內(nèi)設(shè)有微處理控 制電路充電控制電路，激光驅(qū)動(dòng)電路，激光驅(qū)動(dòng)電路電阻R37輸出端、三極管Q31集電極、運(yùn) 算放大器U30的10端分別通過(guò)三芯絲包線連接到激光發(fā)射器裝置，所述的微處理器控制電 路U20芯片引腳1、2、3、4端分別連接發(fā)光二極管Led5至Led2 一端，引腳6端接電源地，引 腳7端接電源正極，引腳11、12、13、14端分別連接功能按鍵Key4至Keyl 一端，引腳17端 連接激光驅(qū)動(dòng)電路電阻R31 —端，引腳18端連接充電檢測(cè)電路三極管QlO集電極，引腳20 端連接充電控制電路Rll的一端，引腳21端連接充電控制電路UlO的1端，引腳23端連接 蜂鳴器電路R25 —端，引腳沈端連接低電壓檢測(cè)電路電阻R13和R14之間的抽頭端，引腳 27端連接激光驅(qū)動(dòng)電路電阻R30 —端，引腳28端接電源正極，引腳四端接電源地，引腳30 端連接激光驅(qū)動(dòng)電路電阻R39 —端。激光治療儀的技術(shù)參數(shù)為激光輸出波長(zhǎng)650nm士 lOnm，光纖尾端輸出功率極限 5mff,光纖尾端輸出功率指示治療儀設(shè)有3mW、4mW和5mW三檔，激光輸出功率的不確定度控 制在士20%，一次治療儀輸出時(shí)間為30min，內(nèi)部電源電壓DC 3. 7V，采用1節(jié)鋰離子充電 電池；電源適配器技術(shù)參數(shù)為 INPUT :100-240V 50_60Hz，400mA，OUTPUT :5. OV-1. OA。所述激光發(fā)射器裝置的激光頭組件由激光管、螺母、鼻夾和光纖頭等構(gòu)成，所述激 光頭組件頂部設(shè)有鼻夾，鼻夾上設(shè)有螺母，螺母頂端設(shè)有光纖頭。充電控制電路由充電管理芯片UlO的4端上設(shè)有電源極性保護(hù)開關(guān)Ql 1和充電器 插座J10，U10的5端設(shè)有電阻R10，U10的1端連接微處理控制電路U20的20端，并抽頭一端串聯(lián)電阻Rll至微處理控制電路U20的20端，在電阻Rll —端抽頭連接電阻Rl2至電源 正極；UlO的2端接地，UlO的3端上接有電池座Jl 1，并抽頭一端連接電子切換開關(guān)Q12至 穩(wěn)壓芯片Ull的1端和3端，在穩(wěn)壓芯片Ull的1端和3端上設(shè)有穩(wěn)壓管D10、電容C13和 C14及電阻R17，穩(wěn)壓芯片Ull的5端為控制裝置工作電源正極。激光驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)算放大器U30的1端和2端相連，并串聯(lián)電阻R30至微處理控 制電路U20的27端，U30的3端上串聯(lián)電阻R34并與U30的13端和8端及9端相接，U30 的4端上接有驅(qū)動(dòng)三極管Q30集電極和電阻R39 —端，電阻R37另一端連接激光輸出接插 件3端，三極管Q30發(fā)射極接電源正極，三極管Q30基極串聯(lián)電阻R39至U20的30端，U30 的5端上接有兩個(gè)電阻R32和R31串聯(lián)，電阻R31另一端接U20的17端，U30的6和7端 相連并串聯(lián)電阻R33與U30的12端相連，U30的10端上接有電阻R38 —端和激光輸出接 插件1端，電阻R38另一端接有可變電阻VAR30和并聯(lián)電阻R310，U30的11端接地，U30的 14端上串聯(lián)電阻R35至三極管Q31基極，Q31發(fā)射極通過(guò)電阻R36接地，Q31集電極上連接 激光輸出接插件2端組成。儀器設(shè)有按鍵和指示燈，其中按鍵Keyl為開機(jī)按鍵，Key2為關(guān)機(jī)按鍵，Key3為功 率調(diào)節(jié)按鍵，Key4為啟動(dòng)治療按鍵；L2為啟動(dòng)治療提示，L3為3mW功率指示，L4為4mW功 率指示，L5為5mW功率指示。充電控制電路的極性保護(hù)的方法通過(guò)Qll和Q12分別實(shí)現(xiàn)防止電源極性反接的功能。充電控制電路的智能充電管理方法，通過(guò)U20的18、20、21實(shí)現(xiàn)充電狀態(tài)檢查，QlO 對(duì)充電輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)，UlO的1端產(chǎn)生充電狀態(tài)信號(hào)，Q12、D10、R17實(shí)現(xiàn)外部電源盒內(nèi) 部電源的切換控制。充電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換至由外部適配器供電，同時(shí)，對(duì)電池進(jìn)行充電，充 電完畢后，自動(dòng)進(jìn)入涓流充電狀態(tài)。當(dāng)只有內(nèi)部電源的時(shí)候，則自動(dòng)切換到內(nèi)部電池供電。充電控制電路的電源低功耗管理的方法，該治療儀在開機(jī)情況下，如果5分鐘之 內(nèi)無(wú)任何有效操作，則由U20芯片實(shí)現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)功能，當(dāng)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)后U20進(jìn)入低功耗狀 態(tài)，U20的1、2、3、4、30端輸出高電平，U20的23端輸出低電平，使相關(guān)的外部電路進(jìn)入低功 耗狀態(tài)。激光驅(qū)動(dòng)電路采用負(fù)反饋控制方式達(dá)到恒定的輸出功率的方法，由U20的17端輸 出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)U30進(jìn)行積分濾波，U30的17端輸入激光功率監(jiān)控信號(hào)，U30的14端輸出 激光功率控制信號(hào)，VAR30實(shí)現(xiàn)輸出功率的外置校準(zhǔn)調(diào)節(jié)，Q30實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)電路電源的開
關(guān)管理。所述半導(dǎo)體激光治療通過(guò)光化效應(yīng)，電磁效應(yīng)和刺激效應(yīng)，改善血液流變學(xué)的特 性，應(yīng)用于心腦血管疾病，起到輔助治療的作用。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)低功耗管理，具有自動(dòng)關(guān)機(jī)功能和關(guān)機(jī)后 進(jìn)入低功耗狀態(tài)，同時(shí)充電時(shí)系統(tǒng)供電科切換至由外部適配器供電；恒功調(diào)節(jié)電路，由未處 理產(chǎn)生的控制信號(hào)，調(diào)解輸出的功率，對(duì)激光輸出功率進(jìn)行監(jiān)控，采用負(fù)反饋控制方式，達(dá) 到恒定的輸出功率。

圖1為本發(fā)明的左視圖2為本發(fā)明的主視圖；圖3為本發(fā)明的右視圖；圖4為本發(fā)明的后視圖；圖5(a) (b) (c) (d) (e)為本發(fā)明的電路圖。參見附圖，1為電源開關(guān)鍵開，2為電源開關(guān)鍵關(guān)，3為功率選擇鍵，4為治療開啟 鍵，5為功率指示燈，6為治療指示燈，7為電池盒以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，這種制造技術(shù)對(duì)本專業(yè)的人士來(lái) 說(shuō)是清楚的。本發(fā)明用于血管性頭痛和腦梗塞、腦外傷后遺癥和慢性心、腦血管疾病的治療。1、安裝電池產(chǎn)品使用前，檢查內(nèi)部是否裝有鋰離子充電電池。注意應(yīng)使用本公司指定的正規(guī)廠家的鋰離子充電電池給產(chǎn)品供電。a.打開電池盒b.按正負(fù)極正確安裝可充電電池c.合上電池盒2、安裝鼻夾、光纖頭a.旋開螺帽，取下鼻夾，反向套在激光管螺旋柱的底部，取出螺帽，然后將螺帽套 在激光管螺旋柱上稍微旋緊。b.將光纖頭輕輕插入頂部的插孔內(nèi)，然后輕輕旋緊螺帽(不要太用力，以防很難 取下光纖頭)。3、使用步驟a.從包裝盒中取出半導(dǎo)體激光治療儀。b.將鋰離子可充電電池按照電池盒內(nèi)的正負(fù)極提示安裝好；c.將光纖頭從包裝袋中取出，并將光纖插入激光管連接器上，鎖緊。d.按下電源開關(guān)鍵“開”，4mW功率燈指示燈亮。e.將光纖頭插入鼻孔內(nèi)，鼻夾夾住鼻翼固定光纖頭。注照射的亮光點(diǎn)集中在鼻梁，也就是鼻腔粘膜，因?yàn)樗侨梭w最敏感、最薄、血液 循環(huán)最快的交感神經(jīng)網(wǎng)交匯處。治療功率選擇按下“功率”選擇鍵調(diào)節(jié)治療功率，根據(jù)功率指示燈，顯示當(dāng)前的功 率選擇狀態(tài)，功率可以在3mW，4mff, 5mff之間調(diào)節(jié)，建議在3mW或4mW輸出功率下使用。啟動(dòng)治療按下“治療”鍵，治療指示燈亮，同時(shí)激光管有激光輸出，開始“治療”。每次治療時(shí)間為30分鐘，左、右鼻孔各照射15分鐘，(啟動(dòng)治療15分鐘之后有蜂 鳴聲提示)15分鐘后治療者將光纖頭換至另一鼻腔繼續(xù)照射。停止治療如下3種情況都將停止治療1)治療定時(shí)到后有蜂鳴聲提示，關(guān)閉激光輸出，然后自動(dòng)關(guān)機(jī)，停止治療。2)治療過(guò)程中，按下電源開關(guān)鍵“關(guān)”使進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)，停止治療。3)在治療過(guò)程中，如果電池電壓低，也將關(guān)閉激光輸出，停止治療。
將光纖頭取下，扔入垃圾桶中。治療結(jié)束后，可把三芯絲包線和激光頭纏繞在機(jī)身上。充電指南充電時(shí)，治療指示燈不亮，功率指示燈全亮，充滿電時(shí)功率指示燈閃爍并有蜂鳴音 提示(每次充電大概4小時(shí)，沖滿一次電可持續(xù)治療使用30小時(shí)左右)。注意a.確保使用正規(guī)廠家的鋰離子充電電池給產(chǎn)品供電，否則可能存在燒毀產(chǎn)品或爆 炸的危險(xiǎn)。b.應(yīng)使用本發(fā)明產(chǎn)品指定的電源適配器給產(chǎn)品鋰離子充電電池充電。c.應(yīng)盡量在產(chǎn)品提示電量不足以后再進(jìn)行充電。d.充電時(shí)如果產(chǎn)品發(fā)出煙霧或不正常氣味，應(yīng)立即切斷電源適配器電源。e.請(qǐng)勿在無(wú)人監(jiān)視的情況下進(jìn)行充電，以免發(fā)生危險(xiǎn)。f.如果需要直接使用電源適配器進(jìn)行供電治療時(shí)，按“治療“鍵3秒鐘以上，即可 正常使用，但每次使用結(jié)束，需將電源適配器從電源插頭中拔下，以免發(fā)生危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體激光治療儀，主要由半導(dǎo)體激光管，控制裝置，光纖頭，電源適配器等組 成，其特征在于殼體上設(shè)有電源開關(guān)鍵開和關(guān)(1，2)、功率選擇鍵(3)、治療開啟鍵、功 率指示燈(5)、治療指示燈(6)、電池盒(7)，殼體內(nèi)設(shè)有微處理控制電路，充電控制電路，激 光驅(qū)動(dòng)電路，激光驅(qū)動(dòng)電路電阻R37輸出端、三極管Q31集電極、運(yùn)算放大器U30的10端分 別通過(guò)三芯絲包線連接到激光發(fā)射器裝置，所述的微處理器控制電路U20芯片引腳1、2、3、 4端分別連接發(fā)光二極管Led5至Led2 —端，引腳6端接電源地，引腳7端接電源正極，引 腳11、12、13、14端分別連接功能按鍵Key4至Keyl —端，引腳17端連接激光驅(qū)動(dòng)電路電阻 R31—端，引腳18端連接充電檢測(cè)電路三極管QlO集電極，引腳20端連接充電控制電路Rll 的一端，引腳21端連接充電控制電路UlO的1端，引腳23端連接蜂鳴器電路R25 —端，引 腳26端連接低電壓檢測(cè)電路電阻R13和R14之間的抽頭端，引腳27端連接激光驅(qū)動(dòng)電路 電阻R30 —端，引腳28端接電源正極，引腳四端接電源地，引腳30端連接激光驅(qū)動(dòng)電路電 阻R39 —端。
2.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于激光治療儀的技術(shù)參數(shù)為 激光輸出波長(zhǎng)650nm士 lOnm，光纖尾端輸出功率極限5mW，光纖尾端輸出功率指示治療儀 設(shè)有3mW、4mW和5mW三檔，激光輸出功率的不確定度控制在士20%，一次治療儀輸出時(shí)間為 30min,內(nèi)部電源電壓DC 3. 7V，采用1節(jié)鋰離子充電電池；電源適配器技術(shù)參數(shù)為INPUT 100-240V 50-60Hz,400mA, OUTPUT :5. OV-1. OA。
3.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于所述激光發(fā)射器裝置的激 光頭組件由激光管、螺母、鼻夾和光纖頭等構(gòu)成，所述激光頭組件頂部設(shè)有鼻夾，鼻夾上設(shè) 有螺母，螺母頂端設(shè)有光纖頭。
4.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于充電控制電路由充電管理 芯片UlO的4端上設(shè)有電源極性保護(hù)開關(guān)Qll和充電器插座J10，U10的5端設(shè)有電阻R10， UlO的1端連接微處理控制電路U20的20端，并抽頭一端串聯(lián)電阻Rll至微處理控制電路 U20的20端，在電阻Rll —端抽頭連接電阻R12至電源正極；UlO的2端接地，UlO的3端 上接有電池座Jl 1，并抽頭一端連接電子切換開關(guān)Q12至穩(wěn)壓芯片Ull的1端和3端，在穩(wěn) 壓芯片Ull的1端和3端上設(shè)有穩(wěn)壓管D10、電容C13和C14及電阻R17，穩(wěn)壓芯片Ull的 5端為控制裝置工作電源正極。
5.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于激光驅(qū)動(dòng)電路由運(yùn)算放大 器U30的1端和2端相連，并串聯(lián)電阻R30至微處理控制電路U20的27端，U30的3端上 串聯(lián)電阻R34并與U30的13端和8端及9端相接，U30的4端上接有驅(qū)動(dòng)三極管Q30集電 極和電阻R39 —端，電阻R37另一端連接激光輸出接插件3端，三極管Q30發(fā)射極接電源正 極，三極管Q30基極串聯(lián)電阻R39至U20的30端，U30的5端上接有兩個(gè)電阻R32和R31串 聯(lián)，電阻R31另一端接U20的17端，U30的6和7端相連并串聯(lián)電阻R33與U30的12端相 連，U30的10端上接有電阻R38 —端和激光輸出接插件1端，電阻R38另一端接有可變電 阻VAR30和并聯(lián)電阻R310，U30的11端接地，U30的14端上串聯(lián)電阻R35至三極管Q31基 極，Q31發(fā)射極通過(guò)電阻R36接地，Q31集電極上連接激光輸出接插件2端組成。
6.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于儀器設(shè)有按鍵和指示燈， 其中按鍵Keyl為開機(jī)按鍵，Key2為關(guān)機(jī)按鍵，Key3為功率調(diào)節(jié)按鍵，Key4為啟動(dòng)治療按 鍵；L2為啟動(dòng)治療提示，L3為3mW功率指示，L4為4mW功率指示，L5為5mW功率指示。
7.如權(quán)利要求1或5所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于充電控制電路的極性 保護(hù)的方法通過(guò)Qll和Q12分別實(shí)現(xiàn)防止電源極性反接的功能。
8.如權(quán)利要求1或5所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于充電控制電路的智能 充電管理方法，通過(guò)U20的18、20、21實(shí)現(xiàn)充電狀態(tài)檢查，QlO對(duì)充電輸入電壓進(jìn)行檢測(cè)， UlO的1端產(chǎn)生充電狀態(tài)信號(hào)，Q12、D10、R17實(shí)現(xiàn)外部電源盒內(nèi)部電源的切換控制。充電 時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)切換至由外部適配器供電，同時(shí)，對(duì)電池進(jìn)行充電，充電完畢后，自動(dòng)進(jìn)入涓流 充電狀態(tài)，當(dāng)只有內(nèi)部電源的時(shí)候，則自動(dòng)切換到內(nèi)部電池供電。
9.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于充電控制電路的電源低功 耗管理的方法，該治療儀在開機(jī)情況下，如果5分鐘之內(nèi)無(wú)任何有效操作，則由U20芯片實(shí) 現(xiàn)自動(dòng)關(guān)機(jī)功能，當(dāng)進(jìn)入關(guān)機(jī)狀態(tài)后U20進(jìn)入低功耗狀態(tài)，U20的1、2、3、4、30端輸出高電 平，U20的23端輸出低電平，使相關(guān)的外部電路進(jìn)入低功耗狀態(tài)。
10.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于激光驅(qū)動(dòng)電路采用負(fù)反 饋控制方式達(dá)到恒定的輸出功率的方法，由U20的17端輸出控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)U30進(jìn)行積分 濾波，U30的17端輸入激光功率監(jiān)控信號(hào)，U30的14端輸出激光功率控制信號(hào)，VAR30實(shí)現(xiàn) 輸出功率的外置校準(zhǔn)調(diào)節(jié)，Q30實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)電路電源的開關(guān)管理。
11.如權(quán)利要求1所述的一種半導(dǎo)體激光治療儀，其特征在于通過(guò)光化效應(yīng)，電磁效應(yīng) 和刺激效應(yīng)，改善血液流變學(xué)的特性，應(yīng)用于心腦血管疾病，起到輔助治療的作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種半導(dǎo)體激光治療儀的方法及其應(yīng)用，其特征在于殼體上設(shè)有電源開關(guān)鍵開和關(guān)、功率選擇鍵、治療開啟鍵、功率指示燈、治療指示燈、電池盒，殼體內(nèi)設(shè)有微處理控制電路，充電控制電路，激光驅(qū)動(dòng)電路，激光驅(qū)動(dòng)電路電阻R37輸出端、三極管Q31集電極、運(yùn)算放大器U30的10端分別通過(guò)三芯絲包線連接到激光發(fā)射器裝置，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)低功耗管理，具有自動(dòng)關(guān)機(jī)功能和關(guān)機(jī)后進(jìn)入低功耗狀態(tài)，同時(shí)充電時(shí)系統(tǒng)供電科切換至由外部適配器供電；恒功調(diào)節(jié)電路，由未處理產(chǎn)生的控制信號(hào)，調(diào)解輸出的功率，對(duì)激光輸出功率進(jìn)行監(jiān)控，采用負(fù)反饋控制方式，達(dá)到恒定的輸出功率。
文檔編號(hào)A61N5/067GK102133456SQ20111004151
公開日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者孫文姬, 熊飛武 申請(qǐng)人:上海道恒醫(yī)療器械有限公司