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半导体大功率激光光动力肿瘤治疗仪
    本发明属于理疗仪器，更具体地说是一种半导体大功率激光光动力肿瘤治疗仪。

    近年来，激光理疗已得到广泛应用。激光光动力学的理论研究与临床实践表明：由于光敏剂血卟啉衍生物(HPD)对肿瘤组织有较强的亲和性和光反应性，用HPD注入人体后，肿瘤组织的吸收浓度要高于正常组织2～10倍，在选择特定的时间内，用激光照射肿瘤部位，使吸收了高浓度光敏剂的肿瘤细胞在光化作用下产生单态氧，破坏肿瘤细胞和肿瘤血管，造成肿瘤组织坏死，从而达到选择性杀死肿瘤细胞、对正常组织的细胞损伤降至最低点的目的。但是，目前生产的激光治疗仪，例如采用氦氖激光器做的治疗仪，其光输出功率≤50mw，满足不了人体深层次、多血管部位的治疗需要，而且疗效并不显著，此外，还存在体积大、工作电压高、安全性差等缺点。

    本发明的目的是提供一种半导体大功率激光光动力肿瘤治疗仪，它能够适应治疗人体各部位良、恶性肿瘤的需要。

    为了实现上述任务，本发明采取的技术措施是：该治疗仪包括双整流稳压电源U1、IC1和U2、IC2，分别向定时器、定时时间显示器、报警器和激光器、光源电流调节器、光功率检测显示器等电路提供工作电源；一个电子定时器D3，它的驱动输出端与定时时间显示器II2的输入端连接，另一输出分两路，一路与报警器HA的启动控制端b1连接，另一路与继电器K1的受控端b2连接，K1的受控触点K1-1串接在IC1的输出端与光功率检测显示器的供电端之间，受控触点K1-2、K1-3分别串接在U2的交流输入两端与T1输出两端之间；一个光功率显示器H1的输入端与检测器D2的驱动输出端连接，检测器的输入端与检测头的输出端连接；其特征在于，它还包括：一个光输出功率范围100～1000mw、激光波长范围为0.630～0.750微米的大功率半导体激光器LD与一个光源电流调节器的输出端相串联，并接在所述IC2的输出端与共地端之间，激光由光耦合器耦合经光纤输出。

    激光器LD既可单体使用，也可以两个以上并联使用。

    本发明的优点是：1、光输出功率大，≥100～1000mw，与同类产品相比，约高10倍，且从下限到上限可进行任意连续调节，完全能够满足临床治疗人体任何部位地良性、恶性肿瘤的需要。2、工作电压低，最高只有6V，并设有过流保护装置，安全可靠。3、体积小、重量轻、还设有定时、数显、报警装置，使用操作非常方便。

    图1是该仪器的外形结构示意图。

    图2是工作原理框图。

    图3是图1的内部电路图。

    下面结合附图对本发明作进一步详细地描述。

    在图1中，1是仪器的壳体，所有电路均安装在壳体内，2是电源线，X1是电源插头。壳体正面板上安装有光功率显示屏H1和时间显示屏H2，分别用于显示实时输出的光功率和定时工作时间，HA为报警器，当定时工作时间到，自动切断激光器及光功率显示部分的电源，同时发出警告声。面板下部安装控制按键和光耦合器，其中，S1为总电源开关，RP1为光电流的调节电位器，S2是电子定时显示器的启动按钮，S3是清零复位按钮，S4和S5分别是定时时间的个位与十位数的设置按钮，设定时间从1分钟～99分钟，正计时，g1是光耦合器接口，可与光导纤维连接。从图2和图3可见，电路主要由整流稳压器、激光器(源)电流调节器、激光器(源)、光耦合器、光导纤维、光功率检测显示器、电子定时显示报警器以及过流保护器组成。图3中，插头X1、总电源开关S1、保险管FU、变压器T1、桥式整流器U1、U2、三端集成稳压源IC1、IC2、滤波电容C1～C4、C14～C17构成两个整流、滤波、稳压电路，一个输出为+5V，向电子定时显示报警器及光功率检测显示器提供稳定的工作电源，另一个输出为+6V，向激光器的电流调节器、激光源提供稳定的工作电源。激光器(源)为激光管LD本身，通过光耦合器g1与光导纤维g2连接，LD的光功率设计为500mW，若两只合成使用，光的输出功率可增至1000mW，激光波长范围设定为0.630～0.75微米(红光)。激光器的电流调节器用于控制输出功率，由分压电阻R17、调节电位器RP1、隔离电阻R18、前级调整管V4、输出电阻R27、运算放大器N1、分压电阻R25、R23、隔离电阻R24、后级调整管V5构成，V4接成射极输出器用，其基极的偏置电压由R17与RP1分压取得，输出端连接N1的同相输入端，分压电阻R25、R23的中点连接在N1的反相输入端，提供比较电压基准，N1的输出端连接V5的输入端，V5的输出端与LD、限流电阻R26串联并接在工作电源的两端，调节RP1可使LD两端的电压在0～2.5V之间变化，从而光的输出功率也限定在0～500mW之间变化。LED1是发光二极管，R20是它的限流电阻，作指示灯用。光输出功率检测显示器用于显示实时的光输出功率，由检测头硅光电池B1、A/D转换、译码驱动器D2、显示屏H1以及外围元件二极管D1～D3、电容C9～C13、电阻R10～R16构成。RP2是较零电位器、RP3是较准电位器，这两个电位器是供专业人员调试仪器时才使用，通常情况下不用。D1是负电源，用它给D2的26脚提供4V左右的负电压。D2是一块大规模集成电路，它包含双积分A/D转换器(将输入的模拟量电信号转换成数字电信号输出)、BCD七段译码器和驱动器，可直接驱动H1，并具有自动显示、回零功能。当光纤输出的激光直接照射在B1上时，B1产生的电压从D2的31脚输入，经D2处理直接驱动H1显示出数据。电子定时显示报警器由两只二——十进制(BCD)进制开关D3、定时时间显示器H2、S2～S5、蜂鸣器HA、半导体三极管V1、V2、继电器K1以及电阻R1～R9、电容C5～C8构成，定时时间常数由R1、C5、C6决定。K1有三对常闭触点，一对K1-1串接在IC1的输出端与光功率检测显示器的供电端之间，另两对K1-2、K1-3分别串接在U2交流输入的两端，S2是启动按钮，S3是复位清零按钮，S4和S5分别是BCD进制开关的个位数和十位数的设置键，VD4是保护二极管、LED2是发光二极管，作指示灯用。当接通定时器并调好定时时间，此时A点为低电位，V1、V2均截止，LED2发光，HA、K1均不工作；当预置时间一到，D310脚输出高电平，A点跳变为高电位，V1、V2饱和导通，K1动作，将所有常闭触点拉开，切断激光器、光功率显示器等的电源，仪器停止工作，同时蜂鸣器鸣叫。过流保护器由分压取样电阻R21、R27、运放N2、隔离电阻R19、半导体三极管V3构成，分压取样电阻R21、R27的中点连接在N2的反相输入端，V3的集电极和发射极分别接在RP1的两端，当流过LD的电流过大超载时，例如超过500mA，其过流保护过程如下：LD电流↑→电源电压↓→N2(-)↓→V3b极↑→V3C极↓→V4b极↓→V4e极↓→N1(+)↓→V5b极↓→V5截止，激光器停止工作，从而使LD得到保护。

    整个电路的工作过程是：

    1、合上S1，U1、IC1、 IC2分别向定时器、激光器、光功率检测显示器等电路供电。

    2、将光纤照射B1，观察H1显示数字检查光输出功率是否符合规定的要求，若不符合要求，应进行调整。

    3、按动拨码开关(BCD)S4和S5到所需的时间，按一下S2启动定时器工作。仪器即可工作。

    4、当预置的时间一到H2显示所需的时间，定时器D3的10脚输出高电平，使V1饱和导通，HA得电工作，蜂鸣器鸣叫，与此同时，V2也饱和导通，K1得电动作，将K1-1～K1-3的三对常闭触点拉开，切断激光器和检测器的电源，仪器即停止工作。