双波长紫外光治疗仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学领域的一种治疗银肩病、白癜风、硬皮病、湿瘆、外阴白斑、硬皮 病、红斑狼疮、玫瑰糠瘆、扁平苔藓、荨麻瘆、牛皮癣等皮肤病的医疗器械辅助治疗专用仪 器，仪器名字为双波长紫外光治疗仪。
【背景技术】
[0002] 医学上用紫光化学疗法（PUVA)治疗色素性皮肤病，如白癜风、外阴白斑、银肩病、 硬皮病等，已广泛采用，现在的紫外光治疗仪已从汞灯、氯化氙灯、半导体发光二极管向集 成发光二极管演变，然而其光谱波长却包含一定范围，如UVA波段320~400nm，UVB波段 275~320nm，众所周知紫外线对人体皮肤有伤害，甚至可能致癌，波长越长对皮肤穿透越 深，对真皮组织的破坏力越大，真正能够治疗色素性皮肤病的只有特定波长的紫外光才是 最有效的。如308纳米的紫外光治疗银肩病、白癜风等最有效，365纳米的紫外光治疗红 斑狼疮、硬皮病最有效，其它波长对治疗有害无益。但紫光二极管发出的光谱却是包含了 295~320nm宽范围的光谱，为了提高疗效，避免伤害，峰值波长308nm、365nm光谱才是理想 的。
[0003] 根据二极管发光原理，决定发光波长的因素除材料外，最重要的是与其结点温度 有关。其解释是原子外层电子的能量，能量越高，空穴与电子复合时电子从高能级跃迀到低 能级释放的光波越短，外层电子的能量是由温度决定的，当温度恒定时外层电子的能量也 恒定，跃迀时释放的光波也恒定，从而保证了二极管发出308 ± 2nm或365 ± 2nm的峰值波长 的光。
[0004] 通常可将波长随结温的变化表示为式：
[0005] λ (T2) = λ (T1) +k Δ T
[0006] 其中：λ (T2)表不结温以寸的波长（nm) ; λ (T J表不结温1\时的波长（nm) ;k表 示波长随温度变化的系数，一般在〇. 1~〇. 3nm/K之间；Λ T = T2-T1。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的就是让双波长紫外光治疗仪发出峰值为308nm±2nm或365nm±2nm 的紫外光射向病灶区。技术难点与创新点是如何获取发出这样特定波长的紫外光，并把它 限定在特定波长范围之内、特定的能量密度范围内。因为紫外光半导体LED芯片本身体积 很小，辐射的能量密度很高，散热面积小，热阻大，单纯靠风冷或水冷无法保证紫外光半导 体LED芯片维持在特定的范围；且温度是影响所发出紫外光波长的另外一个重要参数。这 就必须使用一个高精度的制冷系统来调节紫外光半导体LED芯片的温度，以此达到控制温 度在特定的范围内，从而控制紫外光半导体LED芯片产生的波长不能超过限制范围。
[0008] 本发明采用的技术方案是：双波长紫外光治疗仪（图1)，一种治疗银肩病、白癜 风、硬皮病、湿瘆、外阴白斑、硬皮病、红斑狼疮、玫瑰糠瘆、扁平苔藓、荨麻瘆、牛皮癣等皮肤 病的医疗器械辅助治疗专用仪器，包括"治疗头1 (图2) "、"支架2"、"机箱3"、"辐射控制器 4"、"制冷系统5"、"温控器6"、"冷却系统7"、"散热器8"、"半导体制冷芯片9"、"温度感应 探头1〇"、"紫外光半导体LED芯片11"、"石英玻璃透镜12"、"杯型反射罩13"、"壳14";"机 箱3"中包含"辐射控制器4"、"制冷系统5"。"支架2"位于"机箱3"的顶部，"支架2"与 "治疗头1"连接。其特征在于，通过设置"辐射控制器4"的辐射强度，由"辐射控制器4"输 出电流，使得"治疗头1"输出能量辐射密度的紫外光，"制冷系统5"产生制冷量确保"治 疗头1"产生的紫外光波长控制在范围内。
[0009] 所述的"制冷系统5"包括以下："温控器6"、"冷却系统7"、"散热器8"。
[0010] 所述的"冷却系统7"可以是风冷、水冷或自然冷却。
[0011] 所述的"治疗头1(图2)"由以下组成：由"散热器8"、"半导体制冷芯片9"、"温度 感应探头1〇"、"紫外光半导体LED芯片11"、"石英玻璃透镜12"、"杯型反射罩13"、"壳14" 组成。
[0012] 所述的"紫外光半导体LED芯片11"为"308芯片"、"365芯片"的单个或其组合。
[0013] 所述的"半导体制冷芯片9"冷面与"紫外光半导体LED芯片11"密贴，热面与"散 热器8"密贴，且"温度感应探头10"紧贴于"紫外光半导体LED芯片11"的侧面。
[0014] 所述的"石英玻璃透镜12"，位置可以是对单个"308芯片"或"365芯片"发光光 束的弧度的调节及光密度的改变，也可以是对"308芯片"及"365芯片"组合或混合后发光 光束的弧度的调节及光密度的改变。
[0015] 所述的"双波长紫外光治疗仪"，根据临床操作的需要，在"辐射控制器4"的人机 界面系统上设置输出辐射强度的参数，从而改变"辐射控制器4"的输出电流，其输出电流 通过穿过"支架2"的空心管的导线与"治疗头1"中的"紫外光半导体LED芯片11"连接， 从而改变"紫外光半导体LED芯片11"的输入电流，达到输出所需要的辐射强度的紫外光。 此时"紫外光半导体LED芯片11"的结点温度会随着辐射强度的增大而升高，从而使得"紫 外光半导体LED芯片11"的表面温度升高；贴于"紫外光半导体LED芯片11"侧面的"温度 感应探头10"检测到"紫外光半导体LED芯片11"的温度升高后，将其检测到的温度数据 传送到"温控器6"的高速AD转换器中，通过"温控器6"的相关控制算法将数据通过高速 的DA转换器控制"半导体制冷芯片9"的输入电流，从而将与"半导体制冷芯片9"冷面接 触的"紫外光半导体LED芯片11"表面的热量带到"半导体制冷芯片9"的热面，而"半导体 制冷芯片9"热面的热量通过与其紧贴的"散热器8"带出，"散热器8"的热量通过"冷却系 统7"带出后将其热量释放于大气中，此过程将"紫外光半导体LED芯片11"的表面的温度 降低在适当的范围内，从而间接控制"紫外光半导体LED芯片11"的结点温度，达到限制紫 外光半导体LED芯片产生的波长在范围内。
[0016] 所述的"紫外光半导体LED芯片11"之所以能够发出308nm或365nm的紫外光，是 由其特殊的晶体结构决定的；然而"紫外光半导体LED芯片11"的结点温度能够使其改变 紫外光发出的波长；图3为紫外光半导体LED芯片结点温度与波长关系图，图4紫外光半导 体LED芯片