續(xù)恒定輸出,直到所設(shè)定的照射結(jié)束時(shí)間到達(dá)為止。如果在照射時(shí) 間內(nèi)由于特殊事件造成過(guò)量輸出,則達(dá)到溫度1所設(shè)定的第2個(gè)數(shù)值時(shí),設(shè)備的輸出將受到 限制(降低或停止),從而達(dá)到對(duì)機(jī)體的保護(hù)作用。更為復(fù)雜的控制還可以列舉一些,如果將 這些功能設(shè)計(jì)在紅外線治療儀中,具有專業(yè)知識(shí)的操作者(醫(yī)師)就可以根據(jù)需要自行選擇 多種治療(程序)功能。而本發(fā)明人作為紅外線治療儀的設(shè)計(jì)人員,目前所需要做的僅僅是 將溫度1的傳感器作為一個(gè)物理實(shí)體設(shè)計(jì)到紅外線治療儀的輻射面上,面對(duì)被照射部位的 表面溫度可以進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),并以智能化的控制方式為操作者(醫(yī)師)提供可操作的模式。 在設(shè)備的內(nèi)置程序中應(yīng)對(duì)溫度1設(shè)計(jì)1個(gè)以上的溫度門檻值,多的溫度1的溫度門檻數(shù)值的 設(shè)定是有利于使用者(醫(yī)師)依據(jù)門檻溫度點(diǎn)進(jìn)行多階梯的時(shí)間程序和溫度階梯治療。本發(fā) 明人在自己設(shè)計(jì)的紅外線治療儀的產(chǎn)品中對(duì)溫度1最多可以預(yù)置了 10個(gè)溫度1的溫度門檻 數(shù)據(jù)點(diǎn),以供臨床醫(yī)務(wù)人員可以根據(jù)治療需要最多可以自行設(shè)計(jì)的時(shí)間溫度治療階梯可以 達(dá)到10階梯。
[0067] 為了說(shuō)明時(shí)間溫度治療的程序模式,本發(fā)明人在圖9中將預(yù)置的溫度1的10個(gè)溫度 使用了 6個(gè),設(shè)計(jì)了依賴于溫度1的預(yù)置的6個(gè)溫度門檻值(序號(hào)25-A至序號(hào)30-F)所進(jìn)行的 溫度時(shí)間(°C_t)控制治療程序。對(duì)這個(gè)程序本發(fā)明人進(jìn)一步解釋如下:
[0068] 在開始治療(啟動(dòng)紅外線治療儀)后,設(shè)備依據(jù)所設(shè)定的輸出功率的提高速率由溫 度〇提升到溫度序號(hào)25-A,并在溫度25-A維持一定時(shí)間,然后從溫度25-A以較慢的輸出功率 提升速率緩慢的上升到溫度序號(hào)26-B,到達(dá)溫度26-B以后,設(shè)備以較快的輸出功率提升速 率快速的上升到溫度序號(hào)27-C,并在溫度27-C上維持一定時(shí)間,然后從溫度27-C以一定的 輸出功率提升速率上升到溫度序號(hào)28-D,并在溫度28-D上維持一定時(shí)間,然后停止功率輸 出,自然等待到機(jī)體表面溫度下降到溫度序號(hào)29-E,到達(dá)溫度29-E后,設(shè)備以恒定的輸出功 率將機(jī)體表面溫度維持在溫度29-E上并持續(xù)一定的時(shí)間后,設(shè)備停止向外輸出功率,自然 等待到機(jī)體表面溫度下降到溫度序號(hào)30-F,如果我們將溫度F與設(shè)備的報(bào)警功能聯(lián)系起來(lái), 則機(jī)體表面溫度下降到溫度30-F時(shí),設(shè)備發(fā)出停止治療的報(bào)警告知,此時(shí)治療結(jié)束。
[0069] 為了配合這個(gè)程序的運(yùn)行,在輸出功率的電路和智能控制上設(shè)計(jì)輸出功率的提升 速率(即紅外發(fā)光器件的電壓或電流與時(shí)間相關(guān)聯(lián)的上升斜率)和報(bào)警電路是必要的。實(shí)現(xiàn) 這種設(shè)計(jì)有很多方法和現(xiàn)成的電路以及程序模塊可供參考,屬于電控專業(yè)技術(shù)人員必備的 常識(shí)性技術(shù),本發(fā)明人在本說(shuō)明書中不再做特殊的表述。
[0070] 圖10是圖7的另外一種保護(hù)模式。在圖10中也是預(yù)設(shè)了溫度1的兩個(gè)體表面溫度門 檻數(shù)值序號(hào)32-B(B點(diǎn))和序號(hào)35-E(E點(diǎn)),當(dāng)達(dá)到體表面溫度35-E(E點(diǎn))時(shí)紅外線治療儀停 止向機(jī)體輻照,當(dāng)體表面溫度下降到32-B(B點(diǎn))時(shí),紅外線治療儀重新向機(jī)體輻照,如同圖 10中所示,在時(shí)間如士區(qū)間機(jī)體被輻照,此區(qū)間是熱量積累區(qū)間。在trto區(qū)間機(jī)體不被輻 照,此區(qū)間是熱積累釋放區(qū)間。如此反復(fù),在溫度門檻32-B(B點(diǎn))和溫度門檻35-E(E點(diǎn))的控 制下對(duì)機(jī)體實(shí)施脈沖輻照方式。與圖7的狀態(tài)相比較,圖10中的溫度E點(diǎn)的設(shè)定溫度可以比 圖7中的溫度B點(diǎn)高,最高可達(dá)到機(jī)體被熱破壞的臨界溫度,這樣將更有利于紅外線的非熱 效應(yīng)得到充分的發(fā)揮。
[0071] 紅外發(fā)光器件的發(fā)射光(熱)強(qiáng)度依賴于溫度2的反饋控制的基本作用是對(duì)紅外線 發(fā)光器件的發(fā)射溫度(或輻射強(qiáng)度)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和事件報(bào)警的作用。
[0072] 第一個(gè)作用是可以依據(jù)溫度2對(duì)紅外線發(fā)光器件的實(shí)時(shí)發(fā)射強(qiáng)度的檢測(cè)反饋信 號(hào),進(jìn)行輸出功率的穩(wěn)定/或恒定性控制。
[0073] 第二個(gè)作用是事件報(bào)警作用。假如紅外線發(fā)光器件出現(xiàn)故障,造成紅外線發(fā)光器 件的輸出功率過(guò)高或過(guò)低或出現(xiàn)熄滅,可依據(jù)溫度2對(duì)紅外線發(fā)光器件的實(shí)時(shí)發(fā)射強(qiáng)度的 檢測(cè)反饋信號(hào),發(fā)出事件的警示告知。
[0074] 輸出功率的升高(增加)或恒定輸出,都可以通過(guò)紅外線發(fā)光器件的控制電路的電 壓或電流的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn),這是電路控制的一般性常識(shí),相應(yīng)的電控專業(yè)技術(shù)人員在了解了 本發(fā)明人的目的以后,可以用不同的電路來(lái)實(shí)現(xiàn),且可供參考的電路范例也很多,技術(shù)相當(dāng) 成熟,本發(fā)明人就不再贅述。需要說(shuō)明的是應(yīng)該在紅外線治療儀的設(shè)計(jì)中,需要面向操作 者(醫(yī)師)設(shè)計(jì)有紅外線治療儀的輸出功率的升高(增加)的速率參數(shù)設(shè)定功能,例如如果輸 出功率是采用能量表示,則設(shè)計(jì)的上升速率參數(shù)應(yīng)該是"能量參數(shù)/時(shí)間",例如mj (毫焦 耳)、J(焦耳)/min(分鐘);如果輸出的功率采用溫度表示,則設(shè)計(jì)的參數(shù)應(yīng)該是"溫度/時(shí) 間"。使用者(醫(yī)師)可以通過(guò)對(duì)功率上升速率參數(shù)的設(shè)定獲得自己需要的輸出功率的上升 速率,這對(duì)治療是比較重要的。因?yàn)榭紤]到機(jī)體接受外來(lái)因素的影響也許需要有一定的時(shí) 間要求,快速或慢速的外來(lái)因素施加于機(jī)體所引起的生物反應(yīng)可能會(huì)不同。盡管本發(fā)明人 沒(méi)有檢索到紅外線施加于機(jī)體快慢的反應(yīng)差異,但是本發(fā)明人知道在電生理實(shí)驗(yàn)中,電刺 激信號(hào)的增加速率對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物難受電信號(hào)刺激的閾值會(huì)有所不同,作為紅外線治療儀設(shè)備 的設(shè)計(jì)人員,應(yīng)該具備超前于使用者(醫(yī)師)的意識(shí),將這個(gè)功能設(shè)計(jì)進(jìn)去,給設(shè)備的操作者 (醫(yī)師)以更大的自由度可以按照自己的意愿開展紅外線治療儀的臨床驗(yàn)證工作。
[0075]在進(jìn)行了上述表述之后,本發(fā)明人需要提及的一個(gè)技術(shù)細(xì)節(jié)就是,一些紅外線發(fā) 射器件在獲得電能以后,自身的輻射功率從開始獲得電激勵(lì)到達(dá)到輻射功率的恒定都存在 一個(gè)滯緩時(shí)間段,也就是說(shuō)通電以后到該供電電壓(電流)下的輸出功率(熱能和電磁能)恒 定需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程。有些紅外線發(fā)射器件達(dá)到穩(wěn)定輸出的時(shí)間段很短,例如LED、碳纖維、 氮化硅等器件。而有些則達(dá)到的穩(wěn)定時(shí)間比較長(zhǎng),例如金屬絲燈、金屬鹵素?zé)簟⒓t外發(fā)熱陶 瓷等。因此在考慮使用脈沖控制時(shí),脈沖的脈寬(或占空比)一定要根據(jù)所選擇的紅外線發(fā) 射器件的不同而具體對(duì)待,要考慮到紅外線發(fā)射器件達(dá)到穩(wěn)定輸出的時(shí)間滯后因素,有針 對(duì)性的調(diào)節(jié)脈寬或占空比。作為紅外線治療儀的設(shè)計(jì)人員,在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),可根據(jù)所使用的 紅外線發(fā)射器件的不同,對(duì)控制程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,并根據(jù)所設(shè)定的程序特點(diǎn)在設(shè)備的 說(shuō)明書中加以說(shuō)明即可。這樣使用者(醫(yī)師)就可以根據(jù)紅外線發(fā)射器件和控制程序的具體 的點(diǎn),對(duì)供使用者(醫(yī)師)可設(shè)定的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行正確的設(shè)定,就可以制定出最佳的治療模 式。
[0076]能量上升速率的參數(shù)單位從醫(yī)療領(lǐng)域的習(xí)慣考慮以111」71]1;[11、]71]1;[11、°(3/1]1;[11較好。 其中mj (毫焦耳)的最小值為lmj、J(焦耳)的最小值為0.0011、111111(分鐘)的最小值為1111111、 °C(溫度)的最小值為0.1°C。這四個(gè)參數(shù)的最大值不限,根據(jù)設(shè)備的設(shè)計(jì)要求確認(rèn)上限即 可。另外也可以采用W(瓦特)/時(shí)間、KW(千瓦特)/時(shí)間、mw(毫瓦特)/時(shí)間來(lái)表示。這樣設(shè)計(jì) 比較省事,因?yàn)榧t外線發(fā)光器件一般是用W、KW、mw來(lái)表示的,這樣省略了器件的電功率與醫(yī) 療領(lǐng)域用的能量(也有稱為能量密度)或溫度的標(biāo)定。本發(fā)明人的觀點(diǎn)是如果能通過(guò)標(biāo)定將 紅外線發(fā)光器件的輸出功率與醫(yī)療的習(xí)慣單位進(jìn)行標(biāo)定后采用能量單位表示為設(shè)計(jì)方案 的上策。如果采用溫度表示,但是難免受到客觀因素(周邊環(huán)境溫度和照射距離)的干擾,為 設(shè)計(jì)方案的下策,采用電功率W和mw來(lái)表示,雖然設(shè)涉嫌懶漢思想,但簡(jiǎn)單,且不受客觀因 素的干擾,因此本發(fā)明人認(rèn)為是設(shè)計(jì)方案的中策。
[0077]本發(fā)明人相對(duì)于現(xiàn)有紅外線治療儀的技術(shù)改進(jìn)的第五個(gè)技術(shù)特征是,在紅外線發(fā) 光器件的上部(照射面的反方向)安裝風(fēng)扇或其它功效的排熱系統(tǒng),用于在需要的時(shí)候(例 如在盡可能大限度的實(shí)施紅外線的非熱效應(yīng)進(jìn)行醫(yī)療時(shí)),盡可能最大限度的將紅外線發(fā) 光器件所發(fā)出的富裕熱量排泄走。對(duì)該風(fēng)扇的控制不僅依賴于操作者對(duì)風(fēng)扇參數(shù)的設(shè)定, 也依賴于反饋控制信號(hào)溫度1和溫度2的測(cè)控。
[0078] 排風(fēng)扇應(yīng)該選擇耐高溫的軸流排風(fēng)扇,軸流排風(fēng)扇的體積小、重量輕。耐溫要求應(yīng) 該達(dá)到120°C以上的溫度要求,耐溫太低風(fēng)扇容易損壞,尤其是在使用紅外線的熱效應(yīng)狀態(tài) 治療,風(fēng)扇要求關(guān)閉,此時(shí)紅外線的發(fā)光器件的背側(cè)溫度比較高,因此對(duì)排風(fēng)扇的耐溫要求 也應(yīng)該盡量高。同時(shí)也應(yīng)該對(duì)排風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速有調(diào)頻控制,可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)風(fēng)量的大小。
[0079] 排風(fēng)扇的排熱方向可以是與紅外線發(fā)射器件的發(fā)射方向不同,采用抽風(fēng)的原理將 照射面下的熱量排走,也可以與之相同,采用吹風(fēng)的方式將照射面下的熱量吹走。如果使用 面對(duì)紅外線發(fā)射器件發(fā)射方向吹風(fēng),所使用的紅外線發(fā)射器件如果沒(méi)有反射層。最好在紅 外線發(fā)射器件與排風(fēng)扇之間安裝一個(gè)反射板將發(fā)射器件遮掩住,這樣紅外線發(fā)射器件的輻 射就會(huì)被反射板阻擋住被重新反射出去,避免直接面對(duì)排風(fēng)扇輻射。這種情況特別適合紅 外線陶瓷類發(fā)射器件的使用場(chǎng)合。在有反射板的情況下,如果排風(fēng)扇直接對(duì)發(fā)射器件吹風(fēng), 吹來(lái)的風(fēng)被反射板阻擋后,氣流從反射板迂回后再吹向照射面,照射面與被照射部位的富 裕熱和皮膚表面溢出來(lái)的內(nèi)熱被迂回的氣流帶走,從而降低皮膚表面的溫度,并以此獲得 后續(xù)來(lái)的更大的輻射。
[0080] 反射板可采用薄的耐熱金屬板,具有涂布反射面的金屬板最好,例如鍍鋁、鍍硅、 鍍鋅的鏡面涂層等。
[0081] 其它功效的排熱一般是指采用水冷卻,通過(guò)循環(huán)栗將冷卻水送到紅外線發(fā)光器件 的背后的散熱片內(nèi)進(jìn)行散熱,但是水冷方法比較笨,不應(yīng)是首選方法。
[0082] 本發(fā)明人認(rèn)為,紅外線發(fā)光器件對(duì)機(jī)體的發(fā)熱作用是機(jī)體接受了紅外線發(fā)光器件 發(fā)射的輻射后,在機(jī)體內(nèi)由于接受紅外線電磁波的生物大分子發(fā)生振動(dòng)而產(chǎn)生熱。實(shí)際還 有另一個(gè)熱源的影響不容忽略,就是紅外發(fā)光器件在電激勵(lì)發(fā)光的同時(shí)自身也在發(fā)熱。由 于紅外線治療儀的治療面往往距離被照射的機(jī)體部位比較近,紅外線發(fā)光器件本身產(chǎn)生的 熱量通過(guò)空氣介質(zhì)也被傳導(dǎo)到被照射的機(jī)體部位,當(dāng)紅外線照射到人體后,首先會(huì)受到皮 膚的反射,反射率平均為0.34,這部分被反射的熱量也會(huì)與照射面再次反射到被照射部位 并在此反復(fù),所以有相當(dāng)?shù)臒崃勘粌?chǔ)存在被照射部位與發(fā)光器件之間的狹窄空間。同時(shí)入 射到人體皮膚內(nèi)部的紅外線的絕大部分能量均被淺層皮膚吸收,所以紅外線照射人體以后 絕大多數(shù)的熱量是產(chǎn)生在人體皮膚的表層。上述的兩種熱量都會(huì)對(duì)紅外線的非熱效應(yīng)產(chǎn) 生負(fù)面作用。但如果在紅外線發(fā)光器件發(fā)光面的背側(cè)安裝排風(fēng)扇(軸流排風(fēng)扇)啟動(dòng)時(shí),排 風(fēng)扇就會(huì)將上述兩種熱量有效的排泄掉。紅外器件發(fā)射和產(chǎn)生的熱量被排泄走,使被照射 部位的皮膚溫度有效的降低,而紅外器件發(fā)射的電磁波不會(huì)被風(fēng)扇排泄走,因此在相同的 發(fā)射功率下,被照射部位的溫度偏低而所接受的紅外電磁波的輻射則沒(méi)有損失。
[0083] 關(guān)于對(duì)紅外線治療儀的照射面進(jìn)行排熱問(wèn)題,一般情況下認(rèn)為,紅外線治療儀的 熱能和電磁能是相伴而生的,沒(méi)有電磁能也就沒(méi)有熱能,因此在對(duì)紅外線治療儀的照射面 進(jìn)行排熱時(shí),也會(huì)使紅外線發(fā)射器件的溫度降低而導(dǎo)致其發(fā)射的電磁能量下降。
[0084] 本發(fā)明人在本發(fā)明的過(guò)程中對(duì)此也有過(guò)討論,討論的結(jié)果是可以對(duì)紅外線治療儀 的發(fā)射器件的發(fā)射功率選擇的大些,當(dāng)排熱系統(tǒng)工作時(shí),一方面將在皮膚表面與照射頭之 間的空間中儲(chǔ)存的熱量、以及將由于輻射產(chǎn)生于表皮內(nèi)部的熱量傳導(dǎo)到表皮外的部分熱量 排泄走,這將導(dǎo)致皮膚表面的溫度下降,可以繼續(xù)接受新的輻照;一方面也將紅外線發(fā)射器 件表面的熱量排泄走,這將導(dǎo)致紅外線發(fā)射器件的發(fā)射強(qiáng)度下降。如果使用者繼續(xù)提高紅 外線高發(fā)射器件的發(fā)射能量(通過(guò)提升電壓或電流),則將會(huì)使皮膚接受新的輻射能量,新 的輻射能量所產(chǎn)生的新的熱量補(bǔ)充了前面提到的皮膚表面溫度因?yàn)楸慌艧嵯到y(tǒng)排熱所下 降的溫度。這個(gè)At(變化溫度)的消失與補(bǔ)充,實(shí)際上也是皮膚得到新的能量(AE)的體現(xiàn)。 因此具有排熱系統(tǒng)的紅外線治療儀在相同的皮膚表面溫度熱耐受平衡狀態(tài)下可以獲得更 多的電磁輻射。這個(gè)更多的電磁輻射是指富裕熱量所造成的皮膚額外的溫度提升以及皮膚 自身溫度被排泄后得到的新的補(bǔ)充這兩個(gè)部分的電磁能的之和。上面所述不僅僅是一種假 象的推導(dǎo),在現(xiàn)實(shí)中也得到一定的證實(shí)。
[0085] -些被稱為非熱效應(yīng)紅外線治療儀的設(shè)備基本上都是采用了這種排熱方式,且這 種方式的紅外線非熱效應(yīng)治療儀在臨床實(shí)踐中也取得了與沒(méi)有安裝排風(fēng)扇的紅外線治療 儀不同的治療效果。例如臺(tái)灣生產(chǎn)的寬譜遠(yuǎn)紅外線治療儀(WS Far Infrared Therapy Unit型號(hào):TY-101N)在多種治療中獲得了比普通不具備排熱系統(tǒng)的紅外線治療儀較好的治 療效果。當(dāng)然臺(tái)灣設(shè)備生產(chǎn)者并沒(méi)有像本發(fā)明人這樣解釋具有排熱系統(tǒng)的紅外線治療儀為 何比不具有排熱系統(tǒng)的紅外線治療儀好的上述原因,而是將自己的設(shè)備的療效進(jìn)行概念性 神奇化的宣傳。盡管本發(fā)明人并不贊成這種客觀依據(jù)不扎實(shí)的宣傳方式,但卻是認(rèn)可這類 紅外線治療儀的優(yōu)越性的。
[0086] 目前接受腎透析的患者比較多,長(zhǎng)期的靜脈血管穿刺造成血管痿疾病比較普遍。 普通的紅外線治療儀雖然也具有血管再生和愈合的作用,但是高的輻射溫度顯然對(duì)正在進(jìn) 行的透析注射不利。而臺(tái)灣生產(chǎn)的這種帶有排風(fēng)扇的遠(yuǎn)紅外線治療儀,由于輻照產(chǎn)生的熱 量比較低(絕大多數(shù)熱量被排風(fēng)扇排泄掉),所以在患者接受腎透析的同時(shí),也接受紅外線 治療儀對(duì)注射部位輻照,確實(shí)具有較好的治療效果。
[0087] 本發(fā)明人相對(duì)于現(xiàn)有紅外線治療儀的技術(shù)改進(jìn)的第六個(gè)技術(shù)特征是,應(yīng)在紅外線 治療儀上設(shè)計(jì)有對(duì)溫度1和溫度2以及輸出功率進(jìn)行標(biāo)定的功能。這里的標(biāo)定不是指設(shè)備在 出工廠前,在工廠的內(nèi)部由生產(chǎn)或質(zhì)檢的人員對(duì)設(shè)備所進(jìn)行的上述內(nèi)容的標(biāo)定,而是將對(duì) 上述需要標(biāo)定的項(xiàng)目作為紅外線治療儀的常規(guī)操作的內(nèi)容,由設(shè)備的使用者(醫(yī)師)在設(shè)備 出廠以后的使用過(guò)程中,由使用者(醫(yī)師)根據(jù)自己的需要,由使用者(醫(yī)師)自己對(duì)溫度1、 溫度2和輸出功率進(jìn)行標(biāo)定。所以作為紅外線治療儀的設(shè)計(jì)者,本發(fā)明人認(rèn)為應(yīng)該將這三個(gè) 因素的標(biāo)定設(shè)計(jì)在紅外線治療儀的功能中,而目前的紅外線治療儀都忽略了這個(gè)設(shè)計(jì)要 點(diǎn)。
[0088] 對(duì)溫度的標(biāo)定一般是采用將溫度1和溫度2的傳感器與標(biāo)準(zhǔn)