CN103272336B - 高能窄谱治疗仪 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高能窄谱治疗仪，包括：集成LED阵列光源（1）上设有前置聚光透镜阵列（3）和聚焦透镜阵列（5），上方光纤阵列固定架中连接阵列的光纤（7），光纤与聚焦透镜、前置透镜一一对应；将光纤阵列集束形成光纤束（8），前面加装电控聚焦物（9）。本发明的优点在于：采用阵列LED光源聚焦光纤耦合传输方式，配合大焦距的输出聚焦透镜，使得输出光束质量得到提高；集束光纤的小尺寸也方便隐藏式布线。本发明可加快创面和溃疡愈合速度，缩短临床治疗时间，对于常规临床治疗手段治疗效果不佳的难愈性创面有着显著的治疗效果。
Description
技术领域：
本发明涉及光子治疗设备，细胞接收的光子能量越多，光子的生物化学效应越显著，可加快创面和溃疡愈合速度，缩短临床治疗时间。
背景技术：
现有的高能窄谱光动力治疗仪常采用一锥面反射聚光器来约束光束的形状，但由于各发光光源的位置不同以及同一光源的大发散角，不可避免的在聚光器中存在不同反射次数，对光束不能有效的约束，使得聚光效果不理想，出射光束质量较差。
发明内容：
本发明的目的就是为了现有技术中存在的缺点，提供的一种高能窄谱治疗仪。
本发明采用的技术方案：
一种高能窄谱治疗仪，其特征在于包括：
a、集成LED阵列光源；
b、前置聚光透镜阵列，它用胶粘连接于集成LED阵列光源上，其中的每个前置透镜分别与集成LED阵列中的每个LED一一对应；
c、聚焦透镜阵列，其中的每个聚焦透镜分别与前置聚光透镜阵列中的每个前置透镜一一对应；
d、光纤阵列固定架，其中连接阵列的光纤，每个光纤分别与聚焦透镜阵列中的聚焦透镜一一对应；
e、光纤阵列集束形成光纤束；
f、光纤束前面加装电控聚焦物镜。
另外，在集成LED阵列光源下面连有散热器。
本发明的优点在于：
聚光用光学器件均采用高分子树脂模压或注塑成型工艺，阵列式设计，设计有安装定位配合轴、孔，器件的导光面均镀有增透膜，减少了能量传输损耗；
提高了功率集成度且减小了芯片热阻，有利于集中散热和芯片工作温度的控制，提高了芯片的可靠性；
采用PMMA塑料光纤传输光能量，其传输效率较高；与光源耦合的阵列式光纤固定架采用注塑件，既节约了成本亦具有较高的尺寸精度和较好的安装性，光纤集束后尾端尺寸6mm，配合较大焦距的输出聚焦透镜，使得输出光束质量得到提高；集束光纤的小尺寸也方便隐藏式布线；
本发明的高能窄谱光动力治疗仪可加快创面和溃疡愈合速度，缩短临床治疗时间。更为重要的是，对于常规临床治疗手段治疗效果不佳或没有治疗效果的难愈性创面有着显著的治疗效果。
附图说明：
图1是本发明的系统硬件结构组成示意图；
图2是本发明的采用的高能窄谱集成LED光源结构图；
图3本发明的前置集成聚光结构示意图；
图4是本发明的系统结构原理图。
具体实施方式：
本发明提供的一种高能窄谱治疗仪，主要由以下部分组成：
一、如图1所示，本发明提供的一种高能窄谱治疗仪，硬件部分由治疗头和机箱构成，机箱设置了集成高能窄谱光源（即集成LED阵列光源）及其相应的散热器，并采用集束光纤耦合阵列作为能量耦合传递，光纤集束后连接到治疗头，经输出耦合聚焦系统后输出治疗光束。机箱内还光源驱动和电源以及控制系统和人机界面。
二、高能窄谱集成LED光源及前置聚光透镜阵列
如图2所示，高能窄谱集成光源为集成LED光源阵列1，采用厚膜电路结构，各点LED光源2阵列排布，各点光源2的发散角>120o。
现有的治疗机常采用一锥面反射聚光器来约束光束的形状，但由于各发光光源的位置不同以及同一光源的大发散角，不可避免的在聚光器中存在不同反射次数，对光束不能有效的约束，使得聚光效果不理想，出射光束质量较差。
如图3所示的前置聚光透镜阵列结构，在集成LED光源阵列1上连接一个与集成LED光源阵列对应的前置聚光透镜阵列3，它采用高分子树脂透镜模压注塑成型，其上面设有凸透镜3a，凸透镜3a阵列排列，可以保证其与集成LED光源阵列1中的每个LED一一对齐。在集成LED光源阵列1和前置聚光透镜阵列3之间涂有折射率相近的胶装体4，且前置聚光透镜阵列与空气接触面镀增透膜640nm，以减少光能耦合的损失。该结构可以使出射光束的总发散角A1￡30o，为后继光纤耦合做好光束的约束准备。
三、集束光纤耦合输出部分
集束光纤耦合输出系统如图4所示，该系统包含聚焦物镜阵列5、光纤阵列固定架6、光纤7集束阵列、光纤束输出物镜和输出物镜电控调节器等部件。
1、聚焦物镜阵列5采用高分子树脂透镜模压注塑成型且两面镀增透膜640nm，其上下面分别设有聚焦透镜5a，聚焦透镜5a形成阵列排列并与前置聚光透镜相一一对应，设计要求两系统的各阵列元的光轴重合，从LED光源阵列所发出的光束被聚焦于物镜阵列后的聚焦像面A2。
2、光纤阵列固定架6，对集束光纤7进行阵列排布，使得各光纤阵列元的位置与上述聚焦像面A2各光源点重合且各光纤前端面也与聚焦像面重合.
集束光纤7采用阶跃折射率PMMA塑料光纤，可见光透过率>95%/m，光纤尾端为集束密集排列。塑料光纤一般分为裸光纤和缆型光纤，为减小尾端集束的尺寸，采用裸光纤进行集束，集束后加护套8保护。单根光纤的直径设计为0.5mm，数值孔径0.5，集束后尺寸为5mm*5mm或直径6mm。
四、输出聚焦物镜9设计为80mm，此时集束8边缘光线对透镜9中心连线与主光轴夹角约为3o，在进行输出光线计算时，可近似以点光源进行设计。
由于输出聚焦物镜9是作为光能量的传输和光束的约束，采用常用于光能汇聚的费列尔透镜，透镜焦距80mm，直径80mm。物镜电控调节器可以调节输出物镜与集束光纤尾端的间距，设计该间距在20~40mm，设计的电控自由调节行程为30mm，两端设置行程限制光电传感器。
Claims (2)
1.一种高能窄谱治疗仪，由治疗头和机箱构成，机箱内设有光源驱动、电源、控制系统和人机界面，其特征在于机箱中设有：
a、集成LED阵列光源（1）；
b、前置聚光透镜阵列（3），它用粘胶（4）连接于集成LED阵列光源上，其中的每个前置透镜分别与集成LED阵列中的每个LED对应；
c、聚焦透镜阵列（5），其中的每个聚焦透镜分别与前置聚光透镜阵列中的每个前置透镜对应；
d、光纤阵列固定架（6），其用于连接阵列的光纤（7），每个光纤分别与聚焦透镜阵列中的聚焦透镜对应；
e、光纤阵列集束形成光纤束，光纤束加护套（8）；
f、光纤束前面加装电控聚焦物镜（9）。
2.根据权利要求1所述的高能窄谱治疗仪，其特征在于：集成LED阵列光源（1）下面连有散热器。
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