專利名稱：低強度半導體激光治療儀的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種醫療儀器，特別涉及一種用于改變人體血液流變性質的低強度半導體激光治療儀，以及用于該治療儀的驅動半導體激光電路，應用該電路使本發明的激光治療儀可以恒功率輸出激光，使激光治療儀的性能更穩定。將該治療儀用于鼻腔照射時可在較短時間內改變人體血液流變性質，改變紅細胞的變形能力，使血液粘度降低。
背景技術：
自激光問世以來，其在醫學領域已經得到廣泛的應用。其中一種重要應用就是將其用于改變人體血液流變性質。
近年來，非傳染性慢性疾病，如冠心病，糖尿病，高血壓，高血脂癥等越來越多，它們已成為致死、致殘的主要原因，且均與血栓形成或栓塞有關。血液淤積、血管損傷和血液高凝狀態是發生血栓的三聯癥。所以，預防和治療血栓必須從三方面入手，即預防血液淤積、預防血管損傷和預防高凝狀態。血液粘度主要是紅細胞的聚集能力、變形能力以及血小板的聚集能力和纖溶系統決定的，而低強度激光照射血液，可以顯著地影響上述功能，使血液粘度降低，血液流變性質得到改善。
低強度激光對紅細胞的作用主要是1、低強度激光照射可改變紅細胞的變形能力恢復正常的極性，提高解聚能力增加卟啉產生使血紅蛋白增高。
2、低強度激光照射紅細胞可提供一些生物信息，從而產生一系列生物效應能提高紅細胞膜納鉀泵ATP酶的活性，增加紅細胞內ATP含量能激發血卟啉類物質，導致血紅蛋白活性增加能提高紅細胞內過氧岐化酶(SOD)的水平，有利于消除缺氧或疾病時產生的大量自由基。能使紅細胞中膽固醇/磷脂的比值趨向正常化，使膜穩定性提高，從而恢復紅細胞的變形能力。紅細胞中有多種與糖醇解有關的酶，低強度激光射能使紅細胞有足夠的能源。
3、低強度激光照射對其它血液細胞及其它有形成分的生物效應包括低強度激光照射血液后，由于血液中超氧岐化酶(SOD)增高，可以增加血細胞的吞噬能力，提高人體免疫能力。
低強度激光照射血液后，能使血小板聚集率下降、能增強纖溶系統。
評價指標包括纖維蛋白質(FBG)含量；纖溶酶及激光抑制劑(PAI)活性；組織型纖溶酶及激活物(t-PAI)活性；纖維蛋白降解物(FDP)含量。
低強度激光照射血液后，能使以上前二者降低，后二者增高，從而預防血管內血栓的形成。
4、能降低5-羚色胺的含量，提高組織疼痛閥值；同時，促使血漿β-內啡肽的含量提高，從而發揮鎮痛效果。
5、使血液中的中分子物質吸收光量子，分子處于激發態，從而使中分子物質裂解或降解。
自1971年中分子物質作為尿毒癥的本源性物質的假說得到證實以來，現已證實中分子物質與肝昏迷，毒血癥，心肌梗死等多種疾病的發生有關。同時中分子物質還能抑制血紅蛋白的合成，抑制糖原異生和DNA合成，抑制白細胞的游走和吞噬活性；抑制成纖維細胞的增值，抑制體液免疫及細胞免疫，抑制多種酶的活性，由于體內多種酶受到抑制，從而導致糖，脂肪，蛋白質和能量代謝障礙，阻礙生物膜的運送機能，中樞神經系統，離子運送障礙是中分子的神經毒性作用的可能機制之一。激光照射有益于中分子物質參與的病理過程的治療，包括尿毒癥、肝昏迷，毒血癥，心肌梗死等疾病的治療。
低強度激光血液照射最初是采取氦氖激光照射自體血回輸的方法，由于需把患者血液抽出，體外對血液照射后再回輸，不但必須有采血設備而且無菌條件要求高，不利于廣泛開展。
1984年，國內外曾使用靜脈血管內照射，為低能量氦氖激光在臨床上應用開辟了一個新途徑。1990年我國引進此項治療時，也是采取血管內照射的方法，但該方法是一種創傷性的方法，尤其是對中老年人較為脆弱的血管損害更為嚴重，并且需專業醫護人員操作，治療費用較高。
近年來，利用低強度激光治療儀，采用醫用低強度激光通過鼻腔照射，向血液中注入單色低能量激光，可改變人體血液流變性質，治療各種與上述指標相關的疾病。
低強度激光治療儀的創新意義，在于通過激光照射鼻腔對降低全血漿粘度，降低血小板聚集及斜率有明顯效果。低強度激光治療儀采用醫用低強度激光通過鼻腔照射，向血液中注入單色低能量激光，促使血中的溶濁脂肪層和膽固醇的酶體如脂蛋白酶、膽固醇轉換酶等數量增加，從而剝去了包裹在紅細胞外面的脂肪層，有效地恢復了它的通氣能力，提高紅細胞的攜氧功能，同時，紅細胞表面包裹層被剝離，恢復紅細胞表面的負電荷量，加大相互間排斥力，使原來聚集成紅細胞分散開。還可使血液中的蛋白質(酶和其它功能蛋白質)分子構象發生改變，通過換能性的光化學作用使機體產生一系列的生物效應。激光照射刺激鼻腔內的交感神經和副交感神經，可使鼻粘膜血管收縮、擴張，從而反射性引起顱內血循環和全身血液微循環的改善。低強度激光血液照射可改變人體血液流變性質，能改善多種酶的功能、降低血脂，對有上述指標劣化引起的頭痛，頭暈，胸悶，乏力等癥狀有較好的改善作用；通過激光照射鼻腔對于改善人體微循環有明顯功效，對與血液循環有關的冠心病、高血壓、高血脂、糖尿病、腦中風、腦梗塞等有一定的抑制和改善作用。
目前市場上已經有面向家庭的低強度半導體激光治療儀，但是其性能都存在一些問題。例如中國專利申請CN00133615.0公開了一種半導體激光鼻腔照射治療儀，該治療儀由半導體激光器和控制電路組成，工作波長650nm，工作電壓為直流電2.4V。但該專利的激光治療儀的電路系統不夠完善，不能保證得到恒功率輸出的激光，且其配套系統也不夠完善。
另外，為了確保使用衛生和安全，通常此類治療儀用于插入鼻腔的鼻腔導入體必須是一次性使用的，因此而提高了治療成本。
本發明的目的是提供一種性能更理想的非創傷性的、價格低廉的、能面向個兒和家庭的、利用650nm半導體激光點光源的低強度半導體激光鼻腔治療儀。該治療儀具有良好的控制和調節功能，可控制激光恒功率輸出，具備顯示功能，且體積小，使用方便。通過用激光照射鼻腔來降低全血漿粘度，降低血小板聚集及斜率，對由于上述指標劣化引起的頭痛，頭暈，胸悶，乏力等癥狀有較好的改善作用；通過激光照射鼻腔對于改善人體微循環有明顯功效，對與血液循環有關的冠心病、高血壓、高血脂、糖尿病、腦中風等有一定的抑制和改善作用。
發明內容
本發明的目的是提供一種便于攜帶的、適合家庭或個人應用的半導體激光治療儀，使用650nm半導體激光的點光源，工作電壓為直流電2.4V。通過使用該治療儀對鼻腔進行照射，可改變人體血液流變性質，改善人體微循環。
更具體地，本發明的目的是提供一種低強度半導體激光鼻腔照射治療儀，該治療儀主要由主機體或稱治療儀盒、激光導光線或稱激光耦合線和鼻頭組成。其中激光耦合線的一端與鼻頭相連，另一端通過設置于治療儀盒體上的激光連接口與治療儀盒相連。所述的激光連接口通常設置在治療儀盒體某一側面的適當位置。
所述的治療儀主機體至少應該包括LCD顯示器窗口、電子電路板盒、電池盒、開關按鈕、充電器接口、激光連接口以及與治療控制有關的輔助配件，例如與治療控制相關的選擇按鈕或開關按鈕等。其中電池盒通常包括電池槽和電池槽蓋。另外，主機體上還可包括一些選擇性部件，如功率選擇鍵和治療啟動鍵等。以結構緊湊、使用方便和/或美觀為原則，其中所述的開關按鈕、充電器接口、激光連接口、功率選擇鍵和治療啟動鍵等接口、按鈕或按鍵可設置在盒體的適當位置，例如設置在該盒體側面的某一部位，并且可將數個功能部件設置在相同或不同的側面。
所述的主機體的電子電路板盒內裝有激光治療儀的全部電路系統，該電路系統包括電源控制電路、電源檢測電路、充電電路、LCD顯示控制電路、按鍵控制電路、MCU主控制電路、激光功率控制電路等，本發明的電路系統采用單芯片控制，外圍電路相對簡單。
本發明的控制電路由LCD驅動模塊(1)、激光驅動模塊(2)、按鍵控制模塊(3)和電源管理模塊(4)組成。MCU(U1)內置LCD驅動功能直接連接LCD，用于系統顯示功能。
在本發明的電路系統中，微處理器MCU(U1)可直接驅動LCD功能，采用直接按鍵掃描電路連接K1、K2、K3和多個發光二極管，例如使用三個二極管組成按鍵掃描模塊，MCU通過U2電壓比較器檢測系統電源電量。MCU(U1)通過兩個I/O口連接電位器VR1～VR4和三極管Q1～Q3組成激光驅動反饋電路，控制不同功率激光的輸出。在進行治療操作時，使用者可通過功率選擇按鈕選擇所需的治療功率，例如選擇3、4或5mw的功率，以確保患者得到良好的治療效果。
MCU(U1)連接U2等電路組成電源檢測控制電路。
本發明電路系統的特征是1、該電路中采用了電源閉環反饋檢測電路原理，能更可靠的控制激光輸出。由于電源電壓不穩定會造成激光輸出功率不穩定，影響設備的性能。采用本發明的電源閉環反饋檢測電路，MCU可實時采集電源電量數據，控制激光恒功率輸出。
2、由于本發明的激光治療儀電路系統包括了充電電路，因此本發明的治療儀可使用充電電池作為電源。當電池電壓下降時，本發明的治療儀本身可作充電器使用。當然，用戶也可以使用市場上買到的標準電池作為電源。
其中所述的充電電路可采用充電器通常使用的電路。
所述的激光耦合線或稱為激光導光線是電流導線。
所述的鼻頭包括鼻頭體、螺紋連接件和鼻腔導入體，并可選擇性地包括鼻夾等輔助組件。所述的鼻頭體是保護激光器的套件，其中配置有半導體激光發生器和玻璃凸鏡。所述的半導體激光發生器是可發射低強度650nm激光的激光發生器，所發射的激光通過玻璃凸鏡被聚焦成點光源。臨床試驗證明，點光源對人體細胞光能效應更有效。所述激光器的一端連接鼻腔導入體，另一端連接激光導光線。所述的鼻腔導入體用于插入鼻腔，對鼻腔進行照射，將光源傳輸照射至正確的鼻咽膜部位；該鼻腔導入體內植入專用的導光光纖，并且可以是適于插入鼻孔的任何形狀，例如圓柱形。為方便使用，優選將鼻腔導入體制成易于插入鼻孔的形狀或大小，例如與鼻孔相似并略小的大小和形狀。該鼻腔導入體可以適當的方式，例如以插入或螺紋連接的方式，優選以插入的方式與螺紋連接件相連，并通過螺紋連接件與鼻頭體部分連接，形成鼻頭整體。所述的輔助組件鼻夾對鼻腔導入體的固定具有輔助作用，有利于治療中患者頭部的活動。
為確保使用衛生，本發明激光治療儀還配備了無菌軟膠套，用于套裝在所述的鼻腔導入體外壁。所述的無菌軟膠套用符合醫學要求的軟質材料制成，如乳膠制的無菌軟膠套。其形狀可以是簡單的圓筒形，優選其外形是可與鼻腔導入體的外壁緊密配合的形狀和大小。它可以是能夠多次使用的，也可以是能夠隨時更換、一次性使用的無菌軟膠套，以確保使用衛生和不會發生交叉感染。
本發明激光治療儀的部件鼻頭和鼻頭套的形狀可參見本申請人的外觀設計專利申請200530021694.9。
本發明的激光治療儀應用無菌軟膠套作為鼻腔導入體的保護套，因此，該鼻腔導入體本身就沒有必要是一次性使用的。從而克服了現有技術中將鼻腔導入體本身制成一次性使用的產品所帶來的成本提高的缺陷。
本發明的激光治療儀采用單側鼻頭照射，用戶可由系統提示每15分鐘切換治療位置。
本發明的激光治療儀可提供多功率選擇，如3、4或5mw的功率選擇，以確保患者得到良好的治療效果。
本發明的低強度激光治療儀采用了微處理器(MCU)控制系統，可提供安全可靠的治療操作。系統中增加了電源電量檢測模塊和激光功率檢測反饋電路，有效的增強了系統的可控功能。
本發明的激光治療儀把低強度650nm半導體激光聚焦成點光源照射鼻腔，照射30分鐘左右即可改變人體血液流變性質，改變紅細胞的變形能力，降低血液粘度。本發明的治療儀使用簡單方便，治療時只需將鼻腔導入體插入鼻孔內，并選擇適當的功率進行照射即可，照射15分鐘時，治療儀會提示患者更換治療位置。
本發明激光治療儀的優越性是1、本發明的低強度激光治療儀采用了恒功率650nm激光，并通過凸鏡等裝置使光源聚焦成點光源，臨床證實點光源對于人體細胞光能效應更有效。
2、本發明的激光治療儀內部采用電源閉環反饋檢測電路原理，能更可靠的控制激光輸出。由于電源電壓的不穩定會造成激光輸出功率不穩定，影響設備的性能。采用電源閉環反饋檢測電路，MCU實時采集電源電量數據，控制激光恒功率輸出，并且可以調節和選擇適當的治療功率。
3、本發明的激光治療儀應用無菌軟膠套作為鼻腔導入體的保護套，因此，鼻腔導入體本身就沒有必要是一次性使用的。從而既保證了使用衛生，又降低了成本。
4、本發明的激光治療儀具有LCD顯示屏，該顯示屏可動態顯示治療功率、治療時間、電源電量和充電動態指示等，方便用戶操作。
5、由于該儀器的電路系統配備有充電電路，因此用戶既可采用標準電池作為電源，也可采用充電電池作為電源。該治療儀的顯示屏可動態顯示電源電量，在進行充電電操作時，還具有充電動態指示功能。
6、本發明的激光治療儀體積小，外觀美觀，只用三個按鈕即可控制整個治療過程，而且控制靈活，用戶在治療過程中如果發生其他事情可隨時中斷治療。
下面參照附圖描述本發明的具體實例。
圖1是本發明半導體激光治療儀實例的示意圖，其中顯示了本發明半導體激光治療儀的基本構成。
圖2是上述半導體激光治療儀主機體背面的示意圖，其中顯示了由該治療儀主機體背面可見的治療儀主要部件。
圖3是本發明低強度激光治療儀的電路圖。
具體實施例方式
下面結合
本發明半導體激光治療儀的構成。
圖1的半導體激光治療儀示意圖是本發明激光治療儀的一個具體實例。該治療儀的主要組成部件是主機體1、激光導光線2和鼻頭3；由激光導光線將主機體與鼻頭連接而形成一體。圖中還顯示了用于套在鼻腔導入體外壁的無菌軟膠套4。
圖2是上述半導體激光治療儀實例的背面示意圖，其中顯示了由該治療儀背面可見的治療儀主要部件。
如圖1和2所示，本發明的激光治療儀主機體盒體包括的主要部件是電子電路板盒12和電池盒11，在該盒體的正面有LCD顯示屏5，所述的顯示屏可動態顯示治療功率、治療時間、電源電量和充電動態指示等，便于控制治療時的操作。該治療儀盒體上的連接接口包括激光連接口9和充電器連接口10，兩種接口均配置于治療儀頂部。前者可與充電電源相連，用于為充電電池充電；后者通過激光導光線連接主機體與鼻頭，使之相連而形成一體。該治療儀主機體盒體上配置的各類按鈕或選擇鍵包括開關按鈕6、功率選擇按鈕7和啟動按鈕8，三種按鈕均配置于該治療儀的一側。
圖1還給出了本發明治療儀的主要部件鼻頭的結構示意圖。其中顯示了鼻頭的基本組成，所述的鼻頭的基本構成包括鼻頭體3-1、螺紋連接件3-3、鼻腔導入體3-4和鼻夾3-2，所述的鼻頭通過激光導光線與治療儀主機體相連。
所述的鼻頭體是保護激光器的套件，其中配置有半導體激光發生器和玻璃凸鏡。所述的半導體激光發生器可發射低強度650nm激光，所發射的激光通過玻璃凸鏡被聚焦成點光源。用于插入鼻孔的鼻腔導入體的關鍵部分是一根貫穿其中的導光光纖，用于傳輸激光；該鼻腔導入體以插入式與螺紋連接件相連，并通過螺紋連接件與鼻頭體部分連接，形成照射鼻腔用的鼻頭整體。在螺紋連接件與鼻頭體之間還配備了將該鼻頭體和患者的鼻子固定的鼻夾，使用該鼻夾有利于治療中患者頭部的活動。
本發明的激光治療儀還配備了用于套在鼻腔導入體外壁的無菌軟膠套4，該無菌軟膠套由乳膠制成，其形狀與大小是可與鼻腔導入體的外壁緊密配合，該無菌軟膠套可隨時更換，以確保使用衛生和不會發生交叉感染。
本發明激光治療儀的全部電路系統裝在所述主機體的電子電路板盒內，圖3給出了本發明激光治療儀的電路圖，該電路系統包括電源控制電路、電源檢測電路、充電電路、LCD顯示控制電路、按鍵控制電路、MCU主控制電路和激光功率控制電路。
如圖3所示，本發明低強度半導體激光治療儀的系統電路設計主要包含以下幾大模塊框圖(1)----LCD驅動模塊；框圖(2)----激光驅動控制模塊；框圖(3)----按鍵掃描模塊；框圖(4)----電源管理模塊。
圖中MCU(U1)可直接驅動LCD功能，通過框圖(1)中所示數據線組成LCD顯示電路；MCU(U1)采用直接按鍵掃描電路連接K1、K2、K3和3個發光二極管組成按鍵掃描模塊，MCU通過U2電壓比較器檢測系統電源電量；MCU(U1)通過兩個I/O口連接電位器VR1～VR4和三極管Q1～Q3組成激光驅動反饋電路，控制不同功率激光的輸出。在進行治療操作時，使用者可通過設置在治療儀上的功率選擇按鈕選擇所需的治療功率。
控制電路由LCD驅動模塊(1)、激光驅動模塊(2)、按鍵控制模塊(3)和電源管理模塊(4)組成。MCU(U1)內置LCD驅動功能直接連接LCD，用于系統顯示功能。
MCU(U1)連接U2等電路組成電源檢測控制電路。
本發明的低強度激光治療儀采用了微處理器(MCU)控制系統，因此可提供安全可靠的治療操作。系統中增加了電源電量檢測模塊和激光功率檢測反饋電路，可有效的增強系統的可控功能，保證該激光治療儀具有穩定的性能。
由于本發明的激光治療儀電路系統包括了充電電路，因此本發明的治療儀可使用充電電池作為電源。當電池電壓下降時，本發明的治療儀本身可作充電器使用。當然，用戶也可以使用市場上買到的標準電池作為電源。
以上已經詳細描述了本發明的實施方案，對本領域技術人員來說顯然可以做很多改進和變化而不會背離本發明的基本精神，所有這些變化和改進都被認為是本發明的范圍之內。
權利要求
1.一種半導體激光治療儀，該激光治療儀包括主機體、激光導光線和鼻頭，該治療儀的電路系統包括電源控制電路、電源檢測電路、充電電路、LCD顯示控制電路、按鍵控制電路、MCU主控制電路和激光功率控制電路，其特征在于該治療儀的電路系統包括電源電量檢測模塊和激光功率檢測反饋電路，可有效的增強系統的可控功能，控制激光恒功率輸出。
2.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其特征在于該治療儀的電路系統中包括了微處理器MCU主控制電路，為該治療儀提供安全可靠的治療操作，所述的MCU主控制電路包括通過兩個I/O口連接電位器VR1～VR4和三極管Q1～Q3組成激光驅動反饋電路，控制不同功率激光的輸出。
3.按照權利要求1或2的半導體激光治療儀，其特征在于該激光治療儀具有功率選擇功能。
4.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其特征在于該激光治療儀可采用充電電池或標準電池作為電源。
5.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其特征在于該治療儀是將恒功率650nm的激光通過凸鏡使光源聚焦成點光源，并將其照射至正確的鼻咽膜部位。
6.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其特征在于該激光治療儀采用單鼻頭照射，并可在適當的時間通過系統提示切換治療位置。
7.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其特征在于該激光治療儀具有動態顯示功能，可動態顯示治療功率、治療時間、電源電量和指示充電動態。
8.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其中所述組件鼻頭包括鼻頭體、螺紋連接件和鼻腔導入體；所述的鼻頭體是保護激光器的套件，其中配置有半導體激光發生器和玻璃凸鏡，可發射低強度650nm的激光并通過玻璃凸鏡將所發射的激光聚焦成點光源；所述的鼻腔導入體用于插入鼻腔，對鼻腔進行照射，將光源傳輸照射至正確的鼻咽膜部位；該鼻腔導入體可以常規的方式與螺紋連接件連接，并通過螺紋連接件與鼻頭體部分連接，形成鼻頭整體；所述的鼻頭還可以包括部件鼻夾，用以將所述的鼻頭和使用者的鼻子固定。
9.按照權利要求8的半導體激光治療儀，其特征在于所述的組件鼻頭的部件鼻腔導入體被制成易于插入鼻孔的形狀或大小，在其中央植入一根貫穿其中的導光光纖，用于傳輸激光。
10.按照權利要求1的半導體激光治療儀，其特征在于該激光治療儀用于插入鼻孔的鼻腔導入體可套裝能夠隨時更換、一次性使用的無菌軟膠套。
全文摘要
本發明公開了一種激光治療儀，該治療儀是便于攜帶的、適合家庭或個人應用的、利用650nm半導體激光點光源的低強度半導體激光鼻腔照射治療儀，通過使用該治療儀對鼻腔進行照射，可改變人體血液流變性質，改善人體微循環。具體地，本發明的半導體激光治療儀主要由主機體、激光導光線和鼻頭組成；該治療儀采用微處理器控制，其電路系統包括電源電量檢測模塊和激光功率檢測反饋電路，可有效地增強系統的可控功能，控制激光恒功率輸出。
文檔編號A61N5/06GK1663634SQ200510011469
公開日2005年9月7日 申請日期2005年3月24日 優先權日2005年3月24日
發明者賈俊飛, 張云端 申請人:賈俊飛