專利名稱：雙波長光療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種醫(yī)療設(shè)備，具體涉及一種雙波長光療儀。
背景技術(shù)：
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(jìn)行治療的 方法。治療光線的作用包括消毒、消炎、促進(jìn)微循環(huán)、促進(jìn)細(xì)胞生長、促進(jìn)三磷酸腺苷(ATP) 的合成、增加酶的活性、促進(jìn)纖維細(xì)胞中膠原的合成等。光線療法的典型應(yīng)用包括促進(jìn)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(shù)，如波長、功率密度、工作 模式(連續(xù)模式或脈沖模式)、治療時間等，以及待治療生物組織的光學(xué)特性，如吸收系數(shù)、 散射系數(shù)、折射率等。而后者又受到治療對象的膚色、年齡、體質(zhì)以及待治療組織的部位等 影響。不恰當(dāng)?shù)墓庠磪?shù)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(jù)治療對象的特性對光源的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種雙波長光療儀，它可以根據(jù)治療對象 的光學(xué)特性，對光源的參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，以取得最佳的治療效果。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型雙波長光療儀的技術(shù)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(jìn)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(jìn)一步，還包括一光學(xué)傳感器，控制單元連接所述光學(xué)傳感器。所述光學(xué)傳感器是 一個紅外相機(jī)或紅外光譜分析儀。所述輸出手柄包括連接光波導(dǎo)的光學(xué)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(xué)元件、輸出光纖，光學(xué)元件設(shè)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(fù)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(xù)模式或脈沖模式。所述兩個紅外激光器為半導(dǎo)體激光器。本實用新型可以達(dá)到的技術(shù)效果是本實用新型采用兩種激光器產(chǎn)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(jù)待治療生物組織的構(gòu)成和相應(yīng)光學(xué)特性，調(diào)節(jié)所述激光器的光功率、工作模 式(連續(xù)模式或脈沖模式)和持續(xù)時間等參數(shù)以取得最佳的治療效果。以下結(jié)合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖1是本實用新型雙波長光療儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖加至圖加是本實用新型采用不同結(jié)構(gòu)的合波器合并不同波長激光的示意圖。圖中附圖標(biāo)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(xué)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(xué)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(fù)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(dǎo)等光學(xué)元件，以控制輸出光 的尺寸和發(fā)散角；控制單元106分別連接激光器101和激光器102，以根據(jù)治療對象108的 光學(xué)特性調(diào)節(jié)兩個激光器的參數(shù)；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(chǎn)生的激光通過合波器104與紅外激光器101和102產(chǎn)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(xué)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(fù)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(xué)傳感器107，用于測量治療對象108的光學(xué)特性，并取 得一個測量結(jié)果；控制單元106連接光學(xué)傳感器107，以根據(jù)其測量結(jié)果調(diào)節(jié)所述980nm激 光器101和8IOnm激光器102的參數(shù)；該光學(xué)傳感器107可以是一個紅外相機(jī)或紅外光譜分析儀，用于分析目標(biāo)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(xué)特性；激光器101、102和103通常采用半導(dǎo)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(xù)(CW)模式，或通過直接調(diào)制或外部調(diào)制使其工作在脈沖 模式；激光器101和102的參數(shù)包括光功率、工作模式(連續(xù)模式或脈沖模式)和持續(xù) 時間等；當(dāng)其工作在脈沖模式時，激光器的參數(shù)還包括脈沖寬度、重復(fù)頻率和占空比等。本實用新型的工作原理如下首先根據(jù)治療對象108的膚色、年齡、體質(zhì)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(shù)和散射系數(shù)等光學(xué)特性。其中治療對象的年齡、體質(zhì)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(gòu)成，這進(jìn)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(shù)；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(yuǎn)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(shù)(波長、功率、工作模式(連續(xù) 模式或脈沖模式)、持續(xù)時間等)才能取得最佳的治療效果，進(jìn)而通過控制單元106相應(yīng)調(diào) 節(jié)980nm激光器101和SlOnm激光器102的參數(shù)以優(yōu)化光療程序；此外，通過輸出手柄105 控制輸出光的尺寸、發(fā)散角和工作距離，可輔助調(diào)節(jié)照射到生物組織表面的激光功率密度。上述優(yōu)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(zhì)以及待治療組織的部位等特征， 控制單元106就可根據(jù)輸入的信息及預(yù)先設(shè)計好的程序計算出最佳的激光參數(shù)，并相應(yīng)調(diào) 節(jié)激光器101和102以取得最佳的治療效果。對激光參數(shù)的優(yōu)化可在光學(xué)傳感器107的輔助下完成，該光學(xué)傳感器可以是一個 紅外相機(jī)或紅外光譜分析儀，用于分析目標(biāo)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(xué)特性；通過編程，控制單元106可以根據(jù)光學(xué)傳感器107的分析結(jié) 果，自動調(diào)節(jié)980nm激光器101和810nm激光器102的參數(shù)，以完成對光療程序的優(yōu)化。激光器101和102產(chǎn)生的激光被待治療生物組織吸收后，產(chǎn)生一系列光化學(xué)反應(yīng)， 以調(diào)節(jié)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(xué)反應(yīng)產(chǎn)生以下治療效果(一)促進(jìn)白細(xì)胞的活性；(二)加速巨噬細(xì)胞活性，生長因子分 泌和膠原合成；(三)促進(jìn)血管重建和微循環(huán)；(四)增加成纖維細(xì)胞數(shù)量和促進(jìn)膠原蛋白 的生成；(五)加速上皮細(xì)胞再生，加速傷口愈合；(六)促進(jìn)生長DNA合成；(七)促進(jìn)細(xì)胞增殖和分化。與現(xiàn)有的光療儀相比，本實用新型能夠根據(jù)治療對象的特征，調(diào)節(jié)激光波長、激光 功率、工作模式(連續(xù)模式或脈沖模式)、治療時間等參數(shù)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(jìn)一步增強(qiáng)其 適用性。本實用新型用于對治療對象進(jìn)行光療。
權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(xué)傳感器，控制 單元連接所述光學(xué)傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙波長光療儀，其特征在于所述光學(xué)傳感器是一個紅外相 機(jī)或紅外光譜分析儀。
6.根據(jù)權(quán)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(dǎo) 的光學(xué)透鏡。
7.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(xué)元件、輸出光纖，光學(xué)元 件設(shè)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(fù)用器； 或者所述合波器為二向色鏡。
9.根據(jù)權(quán)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(xù)模式或脈沖模式。
10.根據(jù)權(quán)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(dǎo)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(chǎn)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(jù)待治療生物組織的構(gòu)成和相應(yīng)光學(xué)特性，調(diào)節(jié)所述激光器的光功率、工作模式(連續(xù)模式或脈沖模式)和持續(xù)時間等參數(shù)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(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者孫大偉, 蔣文琦 申請人:必達(dá)泰克光電設(shè)備(上海)有限公司