一种多模能量治疗系统的制作方法

本发明涉及理疗系统，具体涉及一种多模能量治疗系统

背景技术：

1、理疗利用人工或自然界物理因素作用于人体，使之产生有利的反应，达到预防、改善及治疗的目的。

2、物理因素通过对局部的直接作用，和组织、神经、体液等间接或直接作用引起人体反应，调整血液循环，改善营养代谢，提高免疫功能，调节神经系统功能，促进组织再生或修复，因而消除致病等不利因素，改善病理、生理过程，达到预期目的。常用人工物理因素有电、光、声、磁、温度和机械力等。

3、如专利cn202310738438.9和cn202121904738.2提供的终端及系统，没有对通道内的流体状态进行监控、控制的器件以及相关控制程序，将导致：患者损伤、限制适用范围、喷头寿命下降、管道堵塞等风险；

4、现有理疗终端及系统没有对流体通道内的流体进行实时监控，对输出温度不能精准控制，在使用时对于不同治疗区域，输出能量大小不同，不能很好的变换使用，一个终端上配置多种理疗模式，需要快捷切换和终端空间的合理布局。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种多模能量治疗系统，以解决上述背景技术中提出的现有理疗终端及系统对于流体通道内的流体状态监控，从而做到温控、防止通道堵塞的问题，以及一个终端内设有多个模式的精准控制、布局及切换的问题。

2、为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种多模能量治疗系统，包括同一物理治疗终端1和同一物理治疗终端2，所述同一物理治疗终端1由开放式冷疗与多色光疗组成，所述同一物理治疗终端2由封闭式冷疗、封闭式热疗和多色光疗组成。

4、所述同一物理治疗终端1与所述同一物理终端2的配置比例为1：4，系统内至少存在4个通道的所述同一物理治疗终端，一个通道即一个终端，治疗过程至少涉及1个通道的所述同一物理治疗终端1参与治疗，当治疗位置不同时，多个所述同一物理治疗终端2同时参与理疗过程。

5、所述多色光疗的波长切换包括主动波长切换和被动波长切换，多色光的多波长的可见光封装于同一灯珠，所述同一物理治疗终端1和所述同一物理治疗终端2的多色光疗波长为：460nm、630nm以及525nm。

6、所述开放式冷疗的制冷技术方案为相变冷却，制冷工质为l-co2，通过低温流体通过相变冷却实现对治疗区域的降温，低温流体通过所述同一物理治疗终端1的开放式喷口，形成多相流体喷雾，喷雾喷洒至治疗区域通过相变冷却实现降温。

7、所述同一物理治疗终端1中的制冷技术方案，冷冻工质从压力容器至所述同一物理治疗终端1的开放式喷口，通过流体通道内的闭环控制实现对喷雾相态各相占比的控制，从同一物理治疗终端1的开放式喷口喷出的喷雾相态各相占比可选择性的控制气态co2或固态co2在多相流体内的占比，以固态co2为例，其在多相流内的占比范围为：0％～100％。

8、所述闭环控制是通过气路组件对流体在通道内的状态进行采集，结合控制算法实现对喷雾相态、喷雾相态各相占比的控制，所述控制设有主动控制和被动控制，完成对干冰颗粒的抑制，防止喷口堵塞及颗粒对治疗区域造成伤害。

9、依据二氧化碳物性特点，焦耳-汤姆逊效应明显，因此在经过阀门或变截面流体通道内将发生等焓膨胀现象(焦耳-汤姆逊效应)，压力降低导致温度急剧下降，当温度将至干冰升华温度(-78℃)时，将形成干冰颗粒。不规则的干冰颗粒随多相流体流动过程中，对管道内壁或喷口内壁造成磨损，甚至发生堵塞，流体通道内的闭环控制，通过气路组件，对流体在通道内的状态进行采集，通过控制算法抑制干冰进入开放式喷口。避免了开放式喷口堵塞、延长了开放式喷口使用寿命，通过所述闭环控制实现对喷雾相态、喷雾相态各相占比实现控制，避免了开放式喷口堵塞、延长了开放式喷口使用寿命、可适用于不同理疗部位或不同治疗群体。还可以避免干冰颗粒随喷雾治疗区域形成冲击，造成刺痛。

10、控制算法为以下步骤，对于二氧化碳的温降可以通过积分进行定量计算：

11、

12、t1、t2表示流体节流前、后的温度，p1、p2表示流体节流前、后的压力；

13、液态二氧化碳汽化热与温度的关系可表示如下：

14、rt＝a·(t0-tc)n

15、其中，rt为二氧化碳在当前温度tc下的汽化热，t0为二氧化碳的临界温度，tc为二氧化碳当前温度，a、n取决于二氧化碳物性；

16、则二氧化碳的升华热：

17、r升＝665.57-0.10086tc+0.0062496t1-0.000018057t2

18、则有冷凝热：

19、r固＝r冷凝＝r升-rt

20、依据热量守恒：

21、m气r气＝m固r固

22、则可得干冰固相所占比率：

23、η＝m固/(m固+m气)＝r固/(r固+r气)

24、从而控制喷雾相态、喷雾相态各相占比。

25、本系统对于安全防护方面，通过物理治疗终端1的传感器与导引器采集与指引实现主动靶区温度控制与被动靶区温度控制，结合流体通道内的闭环控制，实现对治疗区域的温度控制，所述物理治疗终端1的传感器与导引器，能够直接或间接获取温度信息，该温度信息通过系统主控器处理，参与流体通道内的闭环控制以及通过同一物理治疗终端1的治疗屏幕显示温度信息，辅助物理治疗师的治疗。

26、所述主动靶区温度控制、被动靶区温度控制通过物理治疗终端1的传感器与导引器采集与指引，结合流体通道内的闭环控制，实现对治疗区域的温度控制。主动靶区温度控制与被动靶区温度控制的区别在于，结合流体通道内的闭环控制可以使治疗区域内的温度达到治疗温度区间时为主动靶区温度控制；否则，需调整物理治疗终端1与治疗区域的距离，才能使治疗区域内的温度达到治疗温度区间为被动靶区温度控制。

27、所述直接或间接获取温度信息，通过所述物理治疗终端1的传感器获取的数据经处理后得到的温度信息为直接获取的温度信息，对不同治疗时间下的温度信息处理获得的参与控制的温度数据为间接获取的温度信息。

28、所述物理治疗终端1的治疗屏幕共有2块，以增强物理治疗终端1的使用环境适应性及安全防护性。物理治疗终端1的治疗屏幕1可以通过物理治疗终端1的红外成像传感器采集到的数据经主控器处理后实时显示治疗区域内的热像图，结合显示的温度值、预警与提示信息，辅助物理治疗师的治疗过程。物理治疗终端1的治疗屏幕2可以通过物理治疗终端1的红外传感器数据、激光测距传感器数据经主控器处理后呈现治疗区域内的温度数值和物理治疗终端1与治疗区域的距离数值，辅助物理治疗师的治疗过程。

29、所述同一物理治疗终端2的封闭式冷疗和封闭式热疗采用热电制冷技术，终端结构为封闭式接触式，通过热电制冷器的热电效应，控制热电制冷器输入端口的极性来切换制冷、制热模式，并通过脉冲调制控制制冷、制热功率，结合系统硬件及控制系统实现精准的温度控制，其具体脉冲形式可为：单极性脉冲、双极性脉冲、周期性脉冲、双极性脉冲以及组合性脉冲、双极性脉冲，封闭式接触式的所述同一物理治疗终端2以固体传热方式实现对治疗区域的冷疗和热疗；所述热电制冷器输入端口的极性切换采用h桥驱动实现。

30、对于多通道的同一物理治疗终端2因治疗位置不同，所在治疗位置达到治疗温度时所需的制冷、制热功率不同。通过脉冲调制以及多模能量治疗系统硬件及控制策略可实现多通道的制冷、制热功率的控制，达到全通道的精确控温。

31、所述脉冲调制以及多模能量治疗系统硬件及控制策略可实现多通道的制冷、制热功率的控制，达到全通道的精确控温；多通道的制冷、制热功能的切换通过h桥驱动实现，系统h桥驱动模块的数量n，同一物理治疗终端2通道个数m，其中1≤n≤m，系统采用多通道共用h桥的形式实现各通道的制冷、制热功能的切换，系统通过继电器模块对共用h桥模块的多通道的所述同一物理治疗终端2的脉冲调制进行二次调制以实现全通道的精确控温，即通过再次调整继电器模块各继电器通道的接通与断开，实现对脉冲调制进行二次调制，每一个所述同一物理治疗终端2匹配一个继电器通道，所有继电器通道组合为继电器模块。

32、因多通道的同一物理治疗终端2同时参与理疗过程时，治疗位置不同，即治疗区域的热流密度不同。显而易见的，共用h桥模块通过所述脉冲调制很难实现所有通道的温度保持在一定的温度区间。系统通过继电器模块对共用h桥模块的多通道的同一物理治疗终端2的脉冲调制进行二次调制以实现全通道的精确控温。

33、系统通过继电器模块对脉冲调制进行二次调制，通过对继电器模块各继电器通道的接通与断开，实现对脉冲调制的二次调制以实现对多通道的各同一物理治疗终端2制冷、制热功率的差别控制，匹配所在治疗位置和通道的治疗参数。

34、所述多通道的同一物理治疗终端2的差异性，可以实现对多通道的各同一物理治疗终端2制冷、制热功率的控制。所述系统硬件包含对热电制冷器的电功率与散热能力的数据采集与控制器件，由于对于不同的通道而言，同批次/不同批次的热电制冷器存在差异性和散热结构通过装配后的热阻、热对流换热系统存在差异性；同样散热功率下的不同通道存在散热能力差异性；通过系统硬件对散热能力的控制。

35、与现有技术相比，本发明有益效果如下：

36、本发明在由开放式冷疗和多色光疗组成的同一物理治疗终端1的流体通道内设置有采集通道内流体状态的传感器和引导器，将采集的流体状态信息通过主控制系统处理和指引通道内流体各相占比的控制，对输出的多项流体在通道内实现闭环控制，输出的多项流体符合治疗位置和治疗程度的设置，实现对输出的温度精准控制，且对外喷洒的多相流体通过各相占比控制从而抑制颗粒堵塞和损害治疗区域，对于由封闭式冷疗和封闭式热疗以及多色光疗的同意物理治疗终端2，通过热电制冷器采用h桥切换输入端口的极性来切换制冷制热模式，在通过脉冲调制控制制冷制热功率来实现温控，输出符合治疗区域和治疗程度的的温度，系统通过继电器模块对共用h桥模块的多通道的同一物理治疗终端2的脉冲调制进行二次调制以实现全通道的精确控温。多色光疗组合采用将多波长的可见光封装于一个灯珠，便于终端的空间布局，提高终端集成度。

37、系统内包括至少一个同一物理治疗终端1和至少4个同一物理治疗终端2来实现多个区域的同时治疗，不同区域治疗要求不同，通过系统硬件设有的对热电制冷器的电功率与散热能力的数据采集与控制器件，通过系统硬件对散热能力的控制，实现对多通道的各同一物理治疗终端2制冷、制热功率的控制，通过配置系统硬件实现精确控温。