专利名称：一种半导体激光治疗仪的方法及其应用的制作方法
一种半导体激光治疗仪的方法及其应用本发明涉及医疗技术领域，具体地说是一种半导体激光治疗仪的方法及其应用。 伴随着人类医学的不断发展，对疾病诊断和治疗的精细和准度度的要求越来越 高，激光以其方向性和高强度等性能，受到了医学临床界的重视。其中，650纳米波长的红色 弱激光，被世界医学界称为人体的“黄金波段”，最新激光医学研究表明，当650纳米激光束 垂直入射机体从体表照射桡动脉时，大约有1/10的激光能量透过皮肤、肌肉和血管壁，被 血液吸收，激光激发的血液荧光主要在600-670纳米之间，而630-650纳米光谱处于峰值， 由分子荧光发光机制不难得出激发血液由基态至激发态，由630-650纳米的激光作为激 光源最有效，治疗的效果最好。由于为低能量激光，其安全可靠，但电路设计不合理，容易造 成治疗仪损坏。本发明的目的克服现有技术不足，提供一种半导体激光治疗仪和方法及其应用， 对人体脑部血管起到医疗作用。为了实现上述目的，设计一种半导体激光治疗仪，主要由半导体激光管，控制装 置，光纤头，电源适配器等组成。其特征在于壳体上设有电源开关键开和关(1，2)、功率选择 键(3)、治疗开启键G)、功率指示灯(5)、治疗指示灯(6)、电池盒(7)，壳体内设有微处理控 制电路充电控制电路，激光驱动电路，激光驱动电路电阻R37输出端、三极管Q31集电极、运 算放大器U30的10端分别通过三芯丝包线连接到激光发射器装置，所述的微处理器控制电 路U20芯片引脚1、2、3、4端分别连接发光二极管Led5至Led2 一端，引脚6端接电源地，引 脚7端接电源正极，引脚11、12、13、14端分别连接功能按键Key4至Keyl 一端，引脚17端 连接激光驱动电路电阻R31 —端，引脚18端连接充电检测电路三极管QlO集电极，引脚20 端连接充电控制电路Rll的一端，引脚21端连接充电控制电路UlO的1端，引脚23端连接 蜂鸣器电路R25 —端，引脚沈端连接低电压检测电路电阻R13和R14之间的抽头端，引脚 27端连接激光驱动电路电阻R30 —端，引脚28端接电源正极，引脚四端接电源地，引脚30 端连接激光驱动电路电阻R39 —端。激光治疗仪的技术参数为激光输出波长650nm士 lOnm，光纤尾端输出功率极限 5mff,光纤尾端输出功率指示治疗仪设有3mW、4mW和5mW三档，激光输出功率的不确定度控 制在士20%，一次治疗仪输出时间为30min，内部电源电压DC 3. 7V，采用1节锂离子充电 电池；电源适配器技术参数为 INPUT :100-240V 50_60Hz，400mA，OUTPUT :5. OV-1. OA。所述激光发射器装置的激光头组件由激光管、螺母、鼻夹和光纤头等构成，所述激 光头组件顶部设有鼻夹，鼻夹上设有螺母，螺母顶端设有光纤头。充电控制电路由充电管理芯片UlO的4端上设有电源极性保护开关Ql 1和充电器 插座J10，U10的5端设有电阻R10，U10的1端连接微处理控制电路U20的20端，并抽头一端串联电阻Rll至微处理控制电路U20的20端，在电阻Rll —端抽头连接电阻Rl2至电源 正极；UlO的2端接地，UlO的3端上接有电池座Jl 1，并抽头一端连接电子切换开关Q12至 稳压芯片Ull的1端和3端，在稳压芯片Ull的1端和3端上设有稳压管D10、电容C13和 C14及电阻R17，稳压芯片Ull的5端为控制装置工作电源正极。激光驱动电路由运算放大器U30的1端和2端相连，并串联电阻R30至微处理控 制电路U20的27端，U30的3端上串联电阻R34并与U30的13端和8端及9端相接，U30 的4端上接有驱动三极管Q30集电极和电阻R39 —端，电阻R37另一端连接激光输出接插 件3端，三极管Q30发射极接电源正极，三极管Q30基极串联电阻R39至U20的30端，U30 的5端上接有两个电阻R32和R31串联，电阻R31另一端接U20的17端，U30的6和7端 相连并串联电阻R33与U30的12端相连，U30的10端上接有电阻R38 —端和激光输出接 插件1端，电阻R38另一端接有可变电阻VAR30和并联电阻R310，U30的11端接地，U30的 14端上串联电阻R35至三极管Q31基极，Q31发射极通过电阻R36接地，Q31集电极上连接 激光输出接插件2端组成。仪器设有按键和指示灯，其中按键Keyl为开机按键，Key2为关机按键，Key3为功 率调节按键，Key4为启动治疗按键；L2为启动治疗提示，L3为3mW功率指示，L4为4mW功 率指示，L5为5mW功率指示。充电控制电路的极性保护的方法通过Qll和Q12分别实现防止电源极性反接的功能。充电控制电路的智能充电管理方法，通过U20的18、20、21实现充电状态检查，QlO 对充电输入电压进行检测，UlO的1端产生充电状态信号，Q12、D10、R17实现外部电源盒内 部电源的切换控制。充电时，系统自动切换至由外部适配器供电，同时，对电池进行充电，充 电完毕后，自动进入涓流充电状态。当只有内部电源的时候，则自动切换到内部电池供电。充电控制电路的电源低功耗管理的方法，该治疗仪在开机情况下，如果5分钟之 内无任何有效操作，则由U20芯片实现自动关机功能，当进入关机状态后U20进入低功耗状 态，U20的1、2、3、4、30端输出高电平，U20的23端输出低电平，使相关的外部电路进入低功 耗状态。激光驱动电路采用负反馈控制方式达到恒定的输出功率的方法，由U20的17端输 出控制信号，经过U30进行积分滤波，U30的17端输入激光功率监控信号，U30的14端输出 激光功率控制信号，VAR30实现输出功率的外置校准调节，Q30实现功率调节电路电源的开
关管理。所述半导体激光治疗通过光化效应，电磁效应和刺激效应，改善血液流变学的特 性，应用于心脑血管疾病，起到辅助治疗的作用。本发明与现有技术相比，具有以下优点低功耗管理，具有自动关机功能和关机后 进入低功耗状态，同时充电时系统供电科切换至由外部适配器供电；恒功调节电路，由未处 理产生的控制信号，调解输出的功率，对激光输出功率进行监控，采用负反馈控制方式，达 到恒定的输出功率。
图1为本发明的左视图2为本发明的主视图；图3为本发明的右视图；图4为本发明的后视图；图5(a) (b) (c) (d) (e)为本发明的电路图。参见附图，1为电源开关键开，2为电源开关键关，3为功率选择键，4为治疗开启 键，5为功率指示灯，6为治疗指示灯，7为电池盒以下结合附图对本发明创造做进一步详细说明，这种制造技术对本专业的人士来 说是清楚的。本发明用于血管性头痛和脑梗塞、脑外伤后遗症和慢性心、脑血管疾病的治疗。1、安装电池产品使用前，检查内部是否装有锂离子充电电池。注意应使用本公司指定的正规厂家的锂离子充电电池给产品供电。a.打开电池盒b.按正负极正确安装可充电电池c.合上电池盒2、安装鼻夹、光纤头a.旋开螺帽，取下鼻夹，反向套在激光管螺旋柱的底部，取出螺帽，然后将螺帽套 在激光管螺旋柱上稍微旋紧。b.将光纤头轻轻插入顶部的插孔内，然后轻轻旋紧螺帽(不要太用力，以防很难 取下光纤头)。3、使用步骤a.从包装盒中取出半导体激光治疗仪。b.将锂离子可充电电池按照电池盒内的正负极提示安装好；c.将光纤头从包装袋中取出，并将光纤插入激光管连接器上，锁紧。d.按下电源开关键“开”，4mW功率灯指示灯亮。e.将光纤头插入鼻孔内，鼻夹夹住鼻翼固定光纤头。注照射的亮光点集中在鼻梁，也就是鼻腔粘膜，因为它是人体最敏感、最薄、血液 循环最快的交感神经网交汇处。治疗功率选择按下“功率”选择键调节治疗功率，根据功率指示灯，显示当前的功 率选择状态，功率可以在3mW，4mff, 5mff之间调节，建议在3mW或4mW输出功率下使用。启动治疗按下“治疗”键，治疗指示灯亮，同时激光管有激光输出，开始“治疗”。每次治疗时间为30分钟，左、右鼻孔各照射15分钟，(启动治疗15分钟之后有蜂 鸣声提示)15分钟后治疗者将光纤头换至另一鼻腔继续照射。停止治疗如下3种情况都将停止治疗1)治疗定时到后有蜂鸣声提示，关闭激光输出，然后自动关机，停止治疗。2)治疗过程中，按下电源开关键“关”使进入关机状态，停止治疗。3)在治疗过程中，如果电池电压低，也将关闭激光输出，停止治疗。
将光纤头取下，扔入垃圾桶中。治疗结束后，可把三芯丝包线和激光头缠绕在机身上。充电指南充电时，治疗指示灯不亮，功率指示灯全亮，充满电时功率指示灯闪烁并有蜂鸣音 提示(每次充电大概4小时，冲满一次电可持续治疗使用30小时左右)。注意a.确保使用正规厂家的锂离子充电电池给产品供电，否则可能存在烧毁产品或爆 炸的危险。b.应使用本发明产品指定的电源适配器给产品锂离子充电电池充电。c.应尽量在产品提示电量不足以后再进行充电。d.充电时如果产品发出烟雾或不正常气味，应立即切断电源适配器电源。e.请勿在无人监视的情况下进行充电，以免发生危险。f.如果需要直接使用电源适配器进行供电治疗时，按“治疗“键3秒钟以上，即可 正常使用，但每次使用结束，需将电源适配器从电源插头中拔下，以免发生危险。
权利要求
1.一种半导体激光治疗仪，主要由半导体激光管，控制装置，光纤头，电源适配器等组 成，其特征在于壳体上设有电源开关键开和关(1，2)、功率选择键(3)、治疗开启键、功 率指示灯(5)、治疗指示灯(6)、电池盒(7)，壳体内设有微处理控制电路，充电控制电路，激 光驱动电路，激光驱动电路电阻R37输出端、三极管Q31集电极、运算放大器U30的10端分 别通过三芯丝包线连接到激光发射器装置，所述的微处理器控制电路U20芯片引脚1、2、3、 4端分别连接发光二极管Led5至Led2 —端，引脚6端接电源地，引脚7端接电源正极，引 脚11、12、13、14端分别连接功能按键Key4至Keyl —端，引脚17端连接激光驱动电路电阻 R31—端，引脚18端连接充电检测电路三极管QlO集电极，引脚20端连接充电控制电路Rll 的一端，引脚21端连接充电控制电路UlO的1端，引脚23端连接蜂鸣器电路R25 —端，引 脚26端连接低电压检测电路电阻R13和R14之间的抽头端，引脚27端连接激光驱动电路 电阻R30 —端，引脚28端接电源正极，引脚四端接电源地，引脚30端连接激光驱动电路电 阻R39 —端。
2.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于激光治疗仪的技术参数为 激光输出波长650nm士 lOnm，光纤尾端输出功率极限5mW，光纤尾端输出功率指示治疗仪 设有3mW、4mW和5mW三档，激光输出功率的不确定度控制在士20%，一次治疗仪输出时间为 30min,内部电源电压DC 3. 7V，采用1节锂离子充电电池；电源适配器技术参数为INPUT 100-240V 50-60Hz,400mA, OUTPUT :5. OV-1. OA。
3.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于所述激光发射器装置的激 光头组件由激光管、螺母、鼻夹和光纤头等构成，所述激光头组件顶部设有鼻夹，鼻夹上设 有螺母，螺母顶端设有光纤头。
4.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于充电控制电路由充电管理 芯片UlO的4端上设有电源极性保护开关Qll和充电器插座J10，U10的5端设有电阻R10， UlO的1端连接微处理控制电路U20的20端，并抽头一端串联电阻Rll至微处理控制电路 U20的20端，在电阻Rll —端抽头连接电阻R12至电源正极；UlO的2端接地，UlO的3端 上接有电池座Jl 1，并抽头一端连接电子切换开关Q12至稳压芯片Ull的1端和3端，在稳 压芯片Ull的1端和3端上设有稳压管D10、电容C13和C14及电阻R17，稳压芯片Ull的 5端为控制装置工作电源正极。
5.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于激光驱动电路由运算放大 器U30的1端和2端相连，并串联电阻R30至微处理控制电路U20的27端，U30的3端上 串联电阻R34并与U30的13端和8端及9端相接，U30的4端上接有驱动三极管Q30集电 极和电阻R39 —端，电阻R37另一端连接激光输出接插件3端，三极管Q30发射极接电源正 极，三极管Q30基极串联电阻R39至U20的30端，U30的5端上接有两个电阻R32和R31串 联，电阻R31另一端接U20的17端，U30的6和7端相连并串联电阻R33与U30的12端相 连，U30的10端上接有电阻R38 —端和激光输出接插件1端，电阻R38另一端接有可变电 阻VAR30和并联电阻R310，U30的11端接地，U30的14端上串联电阻R35至三极管Q31基 极，Q31发射极通过电阻R36接地，Q31集电极上连接激光输出接插件2端组成。
6.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于仪器设有按键和指示灯， 其中按键Keyl为开机按键，Key2为关机按键，Key3为功率调节按键，Key4为启动治疗按 键；L2为启动治疗提示，L3为3mW功率指示，L4为4mW功率指示，L5为5mW功率指示。
7.如权利要求1或5所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于充电控制电路的极性 保护的方法通过Qll和Q12分别实现防止电源极性反接的功能。
8.如权利要求1或5所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于充电控制电路的智能 充电管理方法，通过U20的18、20、21实现充电状态检查，QlO对充电输入电压进行检测， UlO的1端产生充电状态信号，Q12、D10、R17实现外部电源盒内部电源的切换控制。充电 时，系统自动切换至由外部适配器供电，同时，对电池进行充电，充电完毕后，自动进入涓流 充电状态，当只有内部电源的时候，则自动切换到内部电池供电。
9.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于充电控制电路的电源低功 耗管理的方法，该治疗仪在开机情况下，如果5分钟之内无任何有效操作，则由U20芯片实 现自动关机功能，当进入关机状态后U20进入低功耗状态，U20的1、2、3、4、30端输出高电 平，U20的23端输出低电平，使相关的外部电路进入低功耗状态。
10.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于激光驱动电路采用负反 馈控制方式达到恒定的输出功率的方法，由U20的17端输出控制信号，经过U30进行积分 滤波，U30的17端输入激光功率监控信号，U30的14端输出激光功率控制信号，VAR30实现 输出功率的外置校准调节，Q30实现功率调节电路电源的开关管理。
11.如权利要求1所述的一种半导体激光治疗仪，其特征在于通过光化效应，电磁效应 和刺激效应，改善血液流变学的特性，应用于心脑血管疾病，起到辅助治疗的作用。
全文摘要
本发明涉及医疗技术领域，具体地说是一种半导体激光治疗仪的方法及其应用，其特征在于壳体上设有电源开关键开和关、功率选择键、治疗开启键、功率指示灯、治疗指示灯、电池盒，壳体内设有微处理控制电路，充电控制电路，激光驱动电路，激光驱动电路电阻R37输出端、三极管Q31集电极、运算放大器U30的10端分别通过三芯丝包线连接到激光发射器装置，本发明与现有技术相比，具有以下优点低功耗管理，具有自动关机功能和关机后进入低功耗状态，同时充电时系统供电科切换至由外部适配器供电；恒功调节电路，由未处理产生的控制信号，调解输出的功率，对激光输出功率进行监控，采用负反馈控制方式，达到恒定的输出功率。
文档编号A61N5/067GK102133456SQ20111004151
公开日2011年7月27日 申请日期2011年2月21日 优先权日2011年2月21日
发明者孙文姬, 熊飞武 申请人:上海道恒医疗器械有限公司