專利名稱：雙波長光療儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種醫療設備，具體涉及一種雙波長光療儀。
背景技術：
光線療法(光療)是指利用可見光、紫外光、和/或紅外光對生物組織進行治療的 方法。治療光線的作用包括消毒、消炎、促進微循環、促進細胞生長、促進三磷酸腺苷(ATP) 的合成、增加酶的活性、促進纖維細胞中膠原的合成等。光線療法的典型應用包括促進傷口 愈合、緩解疼痛、治療軟組織損傷和肌肉拉傷、治療褥瘡、及光子嫩膚等。光線療法的效果受到多種因素的影響，例如光源的參數，如波長、功率密度、工作 模式(連續模式或脈沖模式)、治療時間等，以及待治療生物組織的光學特性，如吸收系數、 散射系數、折射率等。而后者又受到治療對象的膚色、年齡、體質以及待治療組織的部位等 影響。不恰當的光源參數往往使光線療法的效果大打折扣，甚至對生物組織造成損傷。 因此為了取得最佳的治療效果，就需要根據治療對象的特性對光源的參數進行調節。
實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種雙波長光療儀，它可以根據治療對象 的光學特性，對光源的參數進行調節，以取得最佳的治療效果。為解決上述技術問題，本實用新型雙波長光療儀的技術解決方案為包括兩個紅外激光器、合波器、輸出手柄、控制單元，兩個激光器的輸出端分別連 接合波器的輸入端，合波器的輸出端連接輸出手柄；控制單元分別連接兩個激光器。進一步，還包括一可見光激光器，所述可見光激光器的輸出端連接合波器的輸入 端，可見光激光器同時連接控制單元。所述可見光激光器的波長為630士 lOnm。進一步，還包括一光學傳感器，控制單元連接所述光學傳感器。所述光學傳感器是 一個紅外相機或紅外光譜分析儀。所述輸出手柄包括連接光波導的光學透鏡。所述兩個紅外激光器的波長分別為980士 10nm、810士 lOnm。所述合波器為多個光纖，所述多個光纖的輸出端捆綁在一起；或者所述合波器包 括多個輸出端捆綁在一起的輸入光纖、光學元件、輸出光纖，光學元件設置于輸入光纖與輸 出光纖之間；或者所述合波器為光纖合波器；或者所述合波器為薄膜濾波型波分復用器； 或者所述合波器為二向色鏡。所述兩個紅外激光器的工作模式為連續模式或脈沖模式。所述兩個紅外激光器為半導體激光器。本實用新型可以達到的技術效果是本實用新型采用兩種激光器產生不同波長的激光，其中SlOnm的激光易為生物組 織中的血紅蛋白和黑色素成分所吸收，而980nm的激光易為生物組織中的水分所吸收。利用控制器根據待治療生物組織的構成和相應光學特性，調節所述激光器的光功率、工作模 式(連續模式或脈沖模式)和持續時間等參數以取得最佳的治療效果。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明
圖1是本實用新型雙波長光療儀的結構示意圖；圖加至圖加是本實用新型采用不同結構的合波器合并不同波長激光的示意圖。圖中附圖標記說明101為980nm紅外激光器，102為810nm紅外激光器，103為630nm可見光激光器，104為合波器，105為輸出手柄，106為控制單元，107為光學傳感器，108為治療對象，201為輸出端捆綁在一起的多個光纖，202為輸入光纖，203為光學元件，204為輸出光纖，205為光纖合波器，206為薄膜濾波型波分復用器，207為二向色鏡。
具體實施方式
如
圖1所示，本實用新型雙波長光療儀，包括一個波長在980nm左右的紅外激光器 101、一個波長在810nm左右的紅外激光器102、合波器104、輸出手柄105和控制單元106 ； 合波器104的輸入端分別連接激光器101和激光器102，以將二者的輸出光合并；輸出手柄 105連接合波器104的輸出端，該輸出手柄105可包括透鏡、波導等光學元件，以控制輸出光 的尺寸和發散角；控制單元106分別連接激光器101和激光器102，以根據治療對象108的 光學特性調節兩個激光器的參數；本實用新型還包括一個波長在630nm左右的可見光激光器103，可見光激光器103 產生的激光通過合波器104與紅外激光器101和102產生的激光合并在一起用于指示紅外 激光器的輸出；合波器104可采用多種形式將不同波長的激光合并在一起形成共同的輸出。如圖加所示，各激光器的輸出首先耦合到光纖201中，再將各光纖的輸出端捆綁 在一起，形成共同的輸出；如圖2b所示，各激光器的輸出首先耦合到輸入光纖202中，再通過一光學元件 (如透鏡)203將各光纖的輸出耦合到一具有較大芯徑的輸出光纖204中，形成共同的輸 出；如圖2c所示，各激光器的輸出λ 1、λ 2、λ 3通過一光纖合波器205合并在一起， 形成共同的輸出；如圖2d所示，各激光器的輸出λ 1、λ 2、λ 3通過一薄膜濾波型波分復用器206合 并在一起形成共同的輸出；如圖2e所示，各激光器的輸出λ 1、λ 2通過一個二向色鏡207合并在一起形成共 同的輸出。[0037]本實用新型還包括一個光學傳感器107，用于測量治療對象108的光學特性，并取 得一個測量結果；控制單元106連接光學傳感器107，以根據其測量結果調節所述980nm激 光器101和8IOnm激光器102的參數；該光學傳感器107可以是一個紅外相機或紅外光譜分析儀，用于分析目標生物組 織在治療激光波長(980nm和SlOnm)的吸收、反射和散射等光學特性；激光器101、102和103通常采用半導體激光器，其中980nm激光器101和8IOnm激 光器102的輸出功率范圍為0 10瓦(W)，630nm激光器103的輸出功率為< 5毫瓦(mW)； 激光器101和102可以工作在連續(CW)模式，或通過直接調制或外部調制使其工作在脈沖 模式；激光器101和102的參數包括光功率、工作模式(連續模式或脈沖模式)和持續 時間等；當其工作在脈沖模式時，激光器的參數還包括脈沖寬度、重復頻率和占空比等。本實用新型的工作原理如下首先根據治療對象108的膚色、年齡、體質以及待治療組織的部位等因素，估算不 同波長的激光在生物組織中的吸收系數和散射系數等光學特性。其中治療對象的年齡、體質和待治療組織的部位會影響治療對象的皮膚厚度、皮 膚密度、以及組織中肌肉和脂肪的構成，這進一步影響到激光在組織中的穿透深度和散射 損耗；治療對象的膚色反映了皮膚組織中色素(如黑色素、血紅蛋白、水分等)的含量，由于 不同波長的激光會被組織中的不同成分所吸收，例如，980nm波長的激光易為生物組織中的 水分所吸收，而SlOnm波長的激光易為生物組織中的血紅蛋白和黑色素成分所吸收，這一 因素影響到激光在組織中的吸收系數；待治療組織的部位影響到所需的激光穿透深度，例 如治療皮膚水腫所需的穿透深度就遠小于治療肌肉拉傷所需的穿透深度，治療四肢所需的 激光功率也不同于治療軀干所需的激光功率。基于上述因素，操作者可判斷需采用何種激光參數(波長、功率、工作模式(連續 模式或脈沖模式)、持續時間等)才能取得最佳的治療效果，進而通過控制單元106相應調 節980nm激光器101和SlOnm激光器102的參數以優化光療程序；此外，通過輸出手柄105 控制輸出光的尺寸、發散角和工作距離，可輔助調節照射到生物組織表面的激光功率密度。上述優化過程可通過控制單元106自動完成，以提高該光療儀的易用性。在這種 情況下，操作者只需輸入治療對象108的膚色、年齡、體質以及待治療組織的部位等特征， 控制單元106就可根據輸入的信息及預先設計好的程序計算出最佳的激光參數，并相應調 節激光器101和102以取得最佳的治療效果。對激光參數的優化可在光學傳感器107的輔助下完成，該光學傳感器可以是一個 紅外相機或紅外光譜分析儀，用于分析目標生物組織在治療激光波長(980nm和SlOnm)的 吸收、反射和散射等光學特性；通過編程，控制單元106可以根據光學傳感器107的分析結 果，自動調節980nm激光器101和810nm激光器102的參數，以完成對光療程序的優化。激光器101和102產生的激光被待治療生物組織吸收后，產生一系列光化學反應， 以調節生物組織中三磷酸腺苷(ATP)、活性氧自由基和一氧化氮的合成及活性；這些光化 學反應產生以下治療效果(一)促進白細胞的活性；(二)加速巨噬細胞活性，生長因子分 泌和膠原合成；(三)促進血管重建和微循環；(四)增加成纖維細胞數量和促進膠原蛋白 的生成；(五)加速上皮細胞再生，加速傷口愈合；(六)促進生長DNA合成；(七)促進細胞增殖和分化。與現有的光療儀相比，本實用新型能夠根據治療對象的特征，調節激光波長、激光 功率、工作模式(連續模式或脈沖模式)、治療時間等參數以取得最佳的光療效果。本實用 新型還可采用更多個不同波長(包括可見光、紫外光、或紅外光)的激光器以進一步增強其 適用性。本實用新型用于對治療對象進行光療。
權利要求1.一種雙波長光療儀，其特征在于包括兩個紅外激光器、合波器、輸出手柄、控制單 元，兩個激光器的輸出端分別連接合波器的輸入端，合波器的輸出端連接輸出手柄；控制單 元分別連接兩個激光器。
2.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于還包括一可見光激光器，所述可 見光激光器的輸出端連接合波器的輸入端，可見光激光器同時連接控制單元。
3.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于所述可見光激光器的波長為 630士10nm。
4.根據權利要求1或2所述的雙波長光療儀，其特征在于還包括一光學傳感器，控制 單元連接所述光學傳感器。
5.根據權利要求4所述的雙波長光療儀，其特征在于所述光學傳感器是一個紅外相 機或紅外光譜分析儀。
6.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于所述輸出手柄包括連接光波導 的光學透鏡。
7.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于所述兩個紅外激光器的波長分 別為 980士 10nm、810士 10nm。
8.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于 所述合波器為多個光纖，所述多個光纖的輸出端捆綁在一起；或者所述合波器包括多個輸出端捆綁在一起的輸入光纖、光學元件、輸出光纖，光學元 件設置于輸入光纖與輸出光纖之間； 或者所述合波器為光纖合波器； 或者所述合波器為薄膜濾波型波分復用器； 或者所述合波器為二向色鏡。
9.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于所述兩個紅外激光器的工作模 式為連續模式或脈沖模式。
10.根據權利要求1所述的雙波長光療儀，其特征在于所述兩個紅外激光器為半導體激光器。
專利摘要本實用新型公開了一種雙波長光療儀，包括兩個紅外激光器、合波器、輸出手柄、控制單元，兩個激光器的輸出端分別連接合波器的輸入端，合波器的輸出端連接輸出手柄；控制單元分別連接兩個激光器。本實用新型采用兩種激光器產生不同波長的激光，其中810nm的激光易為生物組織中的血紅蛋白和黑色素成分所吸收，而980nm的激光易為生物組織中的水分所吸收。利用控制器根據待治療生物組織的構成和相應光學特性，調節所述激光器的光功率、工作模式(連續模式或脈沖模式)和持續時間等參數以取得最佳的治療效果。
文檔編號A61N5/067GK201832290SQ20102055149
公開日2011年5月18日 申請日期2010年9月30日 優先權日2010年9月30日
發明者孫大偉, 蔣文琦 申請人:必達泰克光電設備(上海)有限公司