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1、(10)申请公布号 CN 102133456 A (43)申请公布日 2011.07.27 CN 102133456 A *CN102133456A* (21)申请号 201110041515.2 (22)申请日 2011.02.21 A61N 5/067(2006.01) (71)申请人 上海道恒医疗器械有限公司 地址 200331 上海市普陀区真南路 2548 号 第 10 号 2 楼西面 (72)发明人 熊飞武 孙文姬 (74)专利代理机构 上海三方专利事务所 31127 代理人 吴干权 (54) 发明名称 一种半导体激光治疗仪的方法及其应用 (57) 摘要 本发明涉及医疗技术领域， 具。
2、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，。
3、 采用负反馈控制方式， 达到 恒定的输出功率。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 CN 102133459 A1/2 页 2 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 (4)、 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。
4、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 Key1 一端， 引脚 17 端连接激光驱动电路电阻 R31一端， 引脚18端连接充电检测电路三极管Q10集电极， 引脚20端连接充电控制电路R11 的一端， 引脚 21 端连接充电控制电路 U10 的 1 端， 引脚 23 端连接蜂鸣器电路 R25 一端， 引 脚 26 端。
5、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 一端， 引脚 28 端接电源正极， 引脚 29 端接电源地， 引脚 30 端连接激光驱动电路电 阻 R39 一端。 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 650nm10nm， 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。
6、参数为 INPUT ： 100-240V 50-60Hz， 400mA， OUTPUT ： 5.0V-1.0A。 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 U10 的 4 端上设有电源极性保护开关 Q11 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。
7、联电阻 R11 至微处理控制电路 U20 的 20 端， 在电阻 R11 一端抽头连接电阻 R12 至电源正极 ； U10 的 2 端接地， U10 的 3 端 上接有电池座 J11， 并抽头一端连接电子切换开关 Q12 至稳压芯片 U11 的 1 端和 3 端， 在稳 压芯片 U11 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 U11 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。
8、 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 一端， 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 一端和激光输出接插件 。
9、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 Key1 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。 权 利 要 求。
10、 书 CN 102133456 A CN 102133459 A2/2 页 3 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 Q11 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， Q10 对充电输入电压进行检测， U10 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。
11、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，。
12、 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。 权 利 要 求 书 CN 102133456 A CN 102133459 A1/4 页 4 一种半导体激光治疗仪的方法及其应用 技术领域 0001 本发明涉及医疗技术领域， 具体。
13、地说是一种半导体激光治疗仪的方法及其应用。 背景技术 0002 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-。
14、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。 发明内容 0003 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。 0004 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(4)、 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。
15、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 Key1 一端， 引脚 17 端 连接激光驱动电路电阻 R31 一端， 引脚 18 端连接充电检测电路三极管 Q10 集电极， 引脚 20 端连接充电控制电路 R11 的一端， 引脚 21 端连接充电控制电路 U10 的 1 端， 引脚 23 。
16、端连接 蜂鸣器电路 R25 一端， 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 一端， 引脚 28 端接电源正极， 引脚 29 端接电源地， 引脚 30 端连接激光驱动电路电阻 R39 一端。 0005 激光治疗仪的技术参数为激光输出波长 650nm10nm， 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 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。
17、为 INPUT ： 100-240V 50-60Hz， 400mA， OUTPUT ： 5.0V-1.0A。 0006 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。 0007 充电控制电路由充电管理芯片 U10 的 4 端上设有电源极性保护开关 Q11 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 说 明 书 CN 102133456 A CN 102133459 A2/4 页 5 端串联电阻 R11 至微处。
18、理控制电路 U20 的 20 端， 在电阻 R11 一端抽头连接电阻 R12 至电源 正极 ； U10 的 2 端接地， U10 的 3 端上接有电池座 J11， 并抽头一端连接电子切换开关 Q12 至 稳压芯片 U11 的 1 端和 3 端， 在稳压芯片 U11 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 U11 的 5 端为控制装置工作电源正极。 0008 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 。
19、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 一端， 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 一端和激光输出接 插件 1 端， 电阻 R38 另一端接有可变电阻 VAR30 和并联电阻 R310，。
20、 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。 0009 仪器设有按键和指示灯， 其中按键 Key1 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。 0010 充电控制电路的极性保护的方法通过Q11和Q12分别实现防止电源极性反接的功 能。 0011 充电控制电路的智能充电管理方法， 通过U2。
21、0的18、 20、 21实现充电状态检查， Q10 对充电输入电压进行检测， U10 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。 0012 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 2。
22、3 端输出低电平， 使相关的外部电路进入低功 耗状态。 0013 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。 0014 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。 0015 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。
23、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。 附图说明 0016 图 1 为本发明的左视图 ； 说 明 书 CN 102133456 A CN 102133459 A3/4 页 6 0017 图 2 为本发明的主视图 ； 0018 图 3 为本发明的右视图 ； 0019 图 4 为本发明的后视图 ； 0020 图 5(a)(b)(c)(d)(e) 为本发明的电路图。 0021 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，。
24、 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 具体实施方式 0022 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。 0023 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。 0024 1、 安装电池 0025 产品使用前， 检查内部是否装有锂离子充电电池。 0026 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。 0027 a. 打开电池盒 0028 b. 按正负极正确安装可充电电池 0029 c. 合上电池盒 0030 2、 安装鼻夹、 光纤头 0031 a. 旋开螺帽， 。
25、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。 0032 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 )。 0033 3、 使用步骤 0034 a. 从包装盒中取出半导体激光治疗仪。 0035 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 ； 0036 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。 0037 d. 按下电源开关键 “开” ， 4mW 功率灯指示灯亮。 0038 e. 将光纤头插入鼻孔内， 鼻夹夹住鼻翼固定光纤头。 0039 注 ： 照射的亮光点集。
26、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。 0040 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， 4mW， 5mW 之间调节， 建议在 3mW 或 4mW 输出功率下使用。 0041 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” 。 0042 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。 0043 停止治疗。
27、 ： 如下 3 种情况都将停止治疗 0044 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。 0045 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。 0046 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。 说 明 书 CN 102133456 A CN 102133459 A4/4 页 7 0047 将光纤头取下， 扔入垃圾桶中。 0048 治疗结束后， 可把三芯丝包线和激光头缠绕在机身上。 0049 充电指南 0050 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 ( 。
28、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 )。 0051 注意 ： 0052 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。 0053 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。 0054 c. 应尽量在产品提示电量不足以后再进行充电。 0055 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。 0056 e. 请勿在无人监视的情况下进行充电， 以免发生危险。 0057 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。 说 明 书 CN 102133456 A CN 102133459 A1/3 页 8 图 1 图 2 图 3 图 4 说 明 书 附 图 CN 102133456 A CN 102133459 A2/3 页 9 图 5(a) 图 5(b) 说 明 书 附 图 CN 102133456 A CN 102133459 A3/3 页 10 图 5(c) 图 5(d) 图 5(e) 说 明 书 附 图 CN 102133456 A 。