专利名称：多功能家用半导体激光治疗仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种物理疗法器械，具体是一种用于预防和治疗耳、鼻、咽喉疾病的多功能家用半导体激光治疗仪。
背景技术：
在我国，耳、鼻、咽喉部位疾病的发病率一直居高不下，特别是最近几十年里，影响生活环境的因素增加，学习、工作压力加大，使人们的身体健康受到了严重的影响。从多家医院了解，近十年来，上呼吸道疾病的发病率呈现急剧上升趋势，尤其是患有咽喉炎、鼻炎、中耳炎的患者大量增加，由于人的耳、鼻、咽喉器管相通所以各部位病灶之间互相影响，如果不加重视、治疗不当极易形成慢性炎症，并诱发全身性疾病。传统的治疗方式主要是药物治疗，但是各种药物治疗都会产生不同程度的的副作用。科学的发展使人们发现弱激光能提高细胞活性、促进血液循环，其本身的生物学效应包括消炎、镇痛、消肿、收敛作用，对于耳、鼻、咽喉疾病(以炎性疾病为主)的预防和治疗有显著效能，而且弱激光治疗无痛，无毒副作用。
申请号为200510011469.6的中国发明专利于2005年9月7日公开了一种低强度半导体激光治疗仪，它采用650nm波长、3-5mw可调功率的激光用于鼻腔照射，通过改变血液流变特性、改善人体微循环达到治疗冠心病、糖尿病、高血压等非传染性慢性疾病的目的。该发明主要由主机体、激光耦合线(激光导光线)和鼻头组成。治疗仪主机体系统包括LCD显示、按键面板、电子电路板、电池盒、充电接口、激光输出接口以及辅助部件。在改善人体微循环方面有一定的功效，但该发明存在治疗作用范围、作用部位局限，没有挖掘出弱激光在各器管的消炎、镇痛方面的作用，落后于当代治疗器械人性化、计算机化社会的发展，作为家用激光治疗仪，应当整合利用计算机功能，更方便于治疗人的各个部位。
发明内容
本实用新型为解决上述现有公知技术及已有治疗方法的不足，提供一种微电脑控制、光纤外导治疗耦合器输出的多功能家用半导体激光治疗仪。
更具体的说，本实用新型内置微电脑控制，LCD(液晶显示屏)显示，可通过面板按键实现定时和功率调节，输出630nm～830nm波段、0～100mW功率的弱激光，通过光纤耦合导入人体耳、鼻、咽喉患病部位，光纤出光端引入相应外导治疗耦合器以固定光纤位置、避免光纤受损。外导治疗耦合器针对不同的照射部位而异，其具体技术方案包括前面板具有按键开关及显示屏，侧面具有电源接口、激光输出接口，内部安装电路板及电池槽的外壳；印刷于电路板安装于外壳中，产生并控制激光治疗的主电路；以光纤插接于激光输出接口将主电路产生的激光传导于耳、鼻、咽喉的治疗耦合器构成，其特征是其主电路由通过电阻串接于电源与地间的定时、功率选择按键开关及定时、功率增减调节按键开关，设定输出按键开关分别并接于并入串出寄存器芯片，并入串出寄存器芯片再通过单片机选通信号线和寄存信号传输线接输于单片机芯片，单片机又通过选通信号线及显示数据传输线将显示数据信号接输至LCD液晶显示控制芯片，以液晶显示屏显示治疗功率及治疗时间；同时并入串出寄存器芯片中寄存信号又经寄存信号传输线接输于数字电位器芯片经数字电位器芯片调节输出并经模拟信号传输线接输于放大器芯片放大后通过电阻接于功率三极管基极，控制串接于上述三极管集电极电路中的激光二极管发出相应于设定治疗功率及时间的激光，为了治疗激光功率的稳定三极管射极电压又经反馈线反馈接回至放大器芯片的反相输入端。
上述主电路电源由外部输入+3～5伏直流电压通过外壳前面板电源按键开关接于触发器芯片进行触发后输出再接至升压芯片，升压后输出形成主电路电源电压并接于主电路各供电端。
其定时治疗自动结束是由单片机治疗定时下降脉冲沿输出接口连线经二极管整向、电阻分压接于上述触发器芯片输入端使其翻转为零电平从而使主电路电源电压为零构成。
其主电路电源可由电池装于电池槽、市电电源经电源线和电脑USB插口电源三种方式供电，直流供电范围3～5伏。
其电脑USB插口供电方式，是由USB电源线将电脑USB插口和治疗仪电源接口耦合，USB电源线一端为USB插头，另一端为单柱形接头，由内、外导线外套软塑套连接。
其用于耳部治疗的外导治疗耦合器为耳机形耦合器，其采用耳机外形塑制结构与和激光输出接口匹配的接头以外包软塑套光纤连接构成，光纤通过软塑套及两个耳机外壳后由“耳机”中央孔出光。
其用于鼻腔治疗的外导治疗耦合器在鼻腔端软塑套边塑制有鼻夹，可以夹在鼻壁上，上述耦合器另端设计有和激光输出接口匹配的接头，该外导耦合器可一体塑制一次性使用。
其用于咽喉部位治疗的外导治疗耦合器注塑为适应人体口腔部位生理结构的口含塑料薄壳，，光纤由其一端导入，通过薄壳另一端开口处出光。上述外导治疗耦合器薄壳、外套软塑套光纤、和激光输出接口匹配的接头可一体塑制一次性使用。
本激光治疗仪输出弱激光波段在630～830nm，功率在0～100mW范围内可调。
优点及积极效果该实用新型的优点主要包括1.本实用新型整合了多种部位治疗功能，可根据用户需要，分别进行耳、鼻、咽喉各部位的治疗和保健，改变外导治疗耦合器的形状也可治疗其它部位；2.本实用新型电源供电方式包括220V市电供电、2节5号可充电电池供电和USB(通用串行总线)插口电源连接线供电，方便使用和携带；3.用于耳部照射的外导治疗耦合器采用耳机外形；4.用于鼻腔照射的外导治疗耦合器使用鼻夹固定；5.用于咽喉照射的外导治疗耦合器采用与人体口腔形状匹配的仿舌形口含塑料薄壳结构，结构简单、实用；6.外导治疗耦合器可多次使用，也可一次性更换，有定时定、功率选择设定及显示，操作方便。
图1是本实用新型多功能家用半导体激光治疗仪插接耳部照射的外导治疗耦合器立体示意图；图2是本实用新型多功能家用半导体激光治疗仪插接鼻腔照射的外导治疗耦合器的立体示意图；图3是本实用新型多功能家用半导体激光治疗仪插接用于咽喉照射的外导治疗耦合器立体斜视图；图4是本实用新型的USB电源连接线结构示意图图5是本实用新型用于咽喉照射的外导治疗耦合器示意图；图6是本实用新型用于鼻腔照射的外导治疗耦合器示意图；图7是主电路原理框图；图中主要标号说明1、LCD液晶显示屏、显示屏； 2、外壳；3、激光输出接口； 4、电源接口；5、电池槽； 6、口含塑料薄壳；
7、耳机耦合器； 8、鼻夹；9、光纤； 10、电源线；11、USB电源线 12、单片机芯片13、并入串出寄存器芯片14、LCD控制芯片15、数字电位器芯片16、放大器芯片17、选通信号线18、数据传输线19、模拟信号传输线20、反馈线21、触发器芯片、触发器22、升压芯片23、软塑套24、USB插头Vcc、主电路电源电压 LD、激光二极管Vin、输入+3-5伏电压 K、按键开关K1、电源按键开关 K2、定时、功率选择按键开关K3、K4定时、功率增减调节按键开关 K5、设定输出按键开关具体实施方式
为了进一步说明本实用新型的内容、特点及功效，
以下结合附图实例进一步详细说明如下如图1-图7所示，本实用新型的多功能家用半导体激光治疗仪结构包括前面板具有按键开关K及显示屏1，侧面具有电源接口4、激光输出接口3，内部安装电路板及电池槽5的外壳2；印刷于电路板安装于外壳中，产生并控制激光治疗的主电路；以光纤插接于激光输出接口将主电路产生的激光传导于耳、鼻、咽喉的外导治疗耦合器构成，其特征是其主电路由通过电阻R1串接于电源与地间的定时、功率选择按键开关K2、定时、功率增减调节按键开关K3、K4，定时、功率设定输出按键开关K5分别并接于并入串出寄存器芯片13，并入串出寄存器芯片再通过单片机选通信号线17和寄存信号传输线18接输于单片机芯片12，单片机又通过选通信号线17及显示数据传输线18′将显示数据信号输至LCD液晶显示控制芯片14，以液晶显示屏1显示治疗功率及治疗时间；同时并入串出寄存器芯片中寄存信号又经寄存信号传输线接输于数字电位器芯片15经过数字电位器芯片调节其输出经模拟信号传输线19接输于放大器芯片16放大后通过电阻R2接于功率三极管T基极，控制串接于上述三极管集电极电路的激光二极管LD发出相应于设定治疗功率及时间的激光，为了治疗激光功率的稳定，三极管射极电阻R3压降又经反馈线20反馈接回至放大器芯片16的反相输入端。
上述主电路电源Vcc由外部输入+3～5伏直流电压Vin通过外壳前面板电源按键开关K1接于触发器芯片21进行触发后输出再接至升压芯片22，升压后输出形成并接于主电路各供电端。
其定时治疗自动结束是由单片机定时下降脉冲沿输出接口连线经二极管D整向、电阻R4分压接于上述触发器芯片21输入端使其翻转为零电平从而主电路电源电压为零构成。
其主电路电源可由电池装于电池槽5、市电电源经电源线10和电脑USB插口电源三种方式供电，直流供电范围3～5伏。
其电脑USB插口供电方式，是由USB电源线11将电脑USB插口和治疗仪电源接口4耦合，USB电源线一端为USB插头24，另一端为单柱形接头4’，由内、外导线外套软塑套连接。
其用于耳部治疗的外导治疗耦合器为耳机形耦合器7，其采用耳机外形塑制结构与和激光输出接口匹配的接头以外包软塑套23的光纤连接构成，光纤9通过软塑套及两个耳机外壳后由“耳机”中央孔出光。
其用于鼻腔治疗的外导治疗耦合器在光纤9导入鼻腔端软塑套边塑制有鼻夹8，可以夹在鼻壁上；上述耦合器另端设计有和激光输出接口3匹配的接头，该外导耦合器可一体塑制一次性使用。
其用于咽喉部位治疗的外导治疗耦合器注塑为适于人体口腔部位生理结构的口含塑料薄壳6，，光纤9由其一端导入，通过薄壳另一端开口处出光。上述外导治疗耦合器薄壳、外套软塑套23的光纤、和激光输出接口匹配的接头可一体塑制一次性使用。
本治疗仪输出弱激光波段在630～830nm，功率在0～100mW范围内可调。
电路原理说明当治疗仪处于停机状态时，接通外界电源(市电稳压直流接入+5V或USB插口接入+3.3V或电池组接入+3V，当有市电或USB电接入时，电池断开不供电)，电路板上触发器芯片和升压芯片供电，但主电路未供电，治疗仪处于低功耗待机状态。此时，按下前面板电源按键开关K1，使下降沿触发触发器芯片，其输出电平由低电平翻转为高电平，从而选通升压芯片，将外界输入电压升压稳定为+5V输至主电路使主电路供电。
当主电路供电后，激光二极管处于低功耗状态，按动前面板定时、功率选择及增减调节按键开关K2、及K3、K4，调节输入并入串出寄存器芯片中存放的数据，该寄存器一方面实时将其中数据送到单片机芯片，再由单片机芯片送到LCD控制芯片，使LCD液晶显示屏上显示相应治疗定时及功率状态，实现控制信息的反馈，另外协调单片机芯片一起调节数字电位器芯片的电压输出值；当按下设定输出按键开关K5，寄存器将确认信号送到单片机芯片，单片机芯片实现倒计时，并通过数据传输线传输在LCD液晶显示屏上实时显示，同时启动数字电位器芯片输出相应电压，再通过放大器芯片及三极管推动激光二极管工作在相应时间及功率下，并将实际通过激光二极管的电流反馈到放大器芯片的反向输入端调节稳定输出，实现恒功率控制。
当倒计时结束，单片机芯片将等待10秒时间，若在这段时间内前面板上定时、功率选择按键开关K2按下，则等待下一次工作开始，否则单片机芯片将传送一个下降沿信号到触发器芯片，使触发器输出由高电平翻转为低电平，主电路电源关断，治疗仪恢复低功耗待机状态。
在治疗仪自动停机前，也可以通过按下前面板电源按键开关K1来关断主电路电源。
运转操作原理接通电源，治疗仪处于低功耗待机状态，主电路未供电，无显示；按下电源按键开关K1，主电路供电，激光二极管处于低功耗状态，等待输出；第一次按下定时、功率选择按键开关K2，LCD液晶显示屏上显示调节定时数值，可通过按动定时、功率增减调节按键开关K3(增加)、K4(减少)来调节；第二次按下定时、功率选择按键开关K2，LCD液晶显示屏上显示调节功率数值，可通过按动上述按键开关K3、K4调节增减功率数值；按下设定输出按键开关K5，治疗仪开始工作，激光按设定时间、功率工作，倒计时开始；倒计时结束后，10秒内按下定时、功率选择按键开关K2，治疗仪等待下次输出确定，否则，自动关机；也可按下电源按键开关K1关机。
权利要求1.一种多功能家用半导体激光治疗仪包括前面板具有按键开关及显示屏，侧面具有电源接口、激光输出接口，内部安装电路板及电池槽的外壳；印刷于电路板安装于外壳中，产生并控制激光治疗的主电路；以光纤插接于激光输出接口将主电路产生的激光传导于耳、鼻、咽喉的治疗耦合器构成，其特征是其主电路由通过电阻串接于电源与地间的定时、功率选择及定时、功率调节按键开关，设定输出按键开关分别并接于并入串出寄存器芯片，并入串出寄存器芯片再通过单片机选通信号线和寄存信号传输线接输于单片机芯片，单片机又通过选通信号线及显示数据传输线将显示数据信号输至LCD液晶显示控制芯片，以液晶显示屏显示治疗功率及治疗时间；同时并入串出寄存器芯片中寄存信号又经寄存信号传输线接输于数字电位器芯片经数字电位器芯片调节输出再经模拟信号传输线接输于放大器芯片放大后通过电阻接于功率三极管基极，控制串接于三极管集电极电路的激光二极管发出相应于设定治疗功率及时间的激光，为了治疗激光功率的稳定，三极管射极电压又经反馈线反馈接回至放大器芯片反相输入端。
2.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪其特征是其主电路电源由外部输入+3～5伏直流电压通过外壳前面板电源按键开关接于触发器芯片进行触发后输出再接至升压芯片，升压后输出形成主电路电源电压并接于主电路各供电端。
3.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪其特征是其定时治疗自动结束是由单片机定时下降脉冲沿输出接口接二极管整向、电阻分压后接于上述触发器芯片输入端，触发器输出接升压芯片后接至主电路电源构成。
4.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪，其特征是其主电路电源可由电池装于电池槽、市电电源经电源线或电脑USB插口电源三种方式供电，直流供电范围3～5伏。
5.根据权利要求4所述的多功能家用半导体激光治疗仪，其特征是其电脑USB插口供电方式，是由USB电源线将电脑USB插口和治疗仪电源接口耦合，USB电源线一端为USB插头，另一端为单柱形接头，由内、外导线外套软塑套连接。
6.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪，其特征是其用于耳部治疗的外导治疗耦合器为耳机形耦合器，其采用耳机外形塑制结构与和激光输出接口匹配的接头以外包软塑套光纤连接构成，光纤通过软塑套及两个耳机外壳后由“耳机”中央孔出光。
7.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪，其特征是其用于鼻腔治疗的外导治疗耦合器在鼻腔端软塑套边塑制有鼻夹，可以夹在鼻壁上，上述耦合器另端设计有和激光输出接口匹配的接头，该外导耦合器可一体塑制一次性使用。
8.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪，其特征是其用于咽喉部位治疗的外导治疗耦合器注塑为适于人体口腔部位生理结构的口含塑料薄壳，光纤由其一端导入，通过薄壳另一端开口处出光，上述外导治疗耦合器薄壳、外套软塑套光纤、和激光输出接口匹配的接头可一体塑制一次性使用。
9.根据权利要求1所述的多功能家用半导体激光治疗仪，其特征是其输出弱激光波段在630～830nm，功率在0～100mW范围内可调。
专利摘要本实用新型涉及理疗器械，具体是一种多功能家用半导体激光治疗仪。它由前面板具有按键开关及显示屏，侧面具有激光输出接口，内部安装电路板及电池槽的外壳；产生并控制激光治疗的主电路；以光纤插接于激光输出接口将主电路产生的激光传导于耳、鼻、咽喉等部位的治疗耦合器构成，其主电路定时、功率选择及调节输出按键开关，分别并接于并入串出寄存器芯片，该寄存器芯片输出再接输于单片机芯片，单片机将显示数据信号输至液晶显示屏显示治疗功率及治疗时间同时并入串出寄存器芯片又经过数字电位器及放大器芯片接于激光功率调整三极管基极，控制激光二极管发出激光的功率及时间，为了功率的稳定，三极管射极压降又馈接至放大器芯片反相输入端。
文档编号A61B18/22GK2905104SQ20062002526
公开日2007年5月30日 申请日期2006年1月25日 优先权日2006年1月25日
发明者李迎新, 黄永旺, 朱险峰, 陈谦锐, 潘振华 申请人:天津医科大学