CN104666066A - 微波激光针灸治疗仪 - Google Patents

Abstract

微波激光针灸治疗仪，属医疗器械类。设置了一个频率和功率均可调节的微波发生器，一个半导体激光器和一个与之连接能同时辐射微波、半导体激光的同心共轴辐射头或N个同心共轴辐射头。本发明的有益效果是：微波穿透深激光穿透浅，对人体穴位穿透深浅刺激作用，等同于传统针灸用毫针提插手法的刺激功能。因此，这种通过同心共轴辐射头产生协同效应的微波和半导体激光，同时辐射在人体穴位中产生一种有深有浅、深浅互补的刺激，收到类似于毫针针灸的治疗效果，达到电子针灸治疗的功能。避免了传统针灸中存在的禁穴和禁忌症的限制。

Description

微波激光针灸治疗仪

技术领域

本发明涉及一种微波激光针灸治疗仪，属医疗器械类。    

背景技术

现有技术中，本人发明专利96123002.9已公开了一种微波激光治疗仪，包括由一个组合式发生器和一个环形微带天线与带有“反望远镜光路系统” 的单根石英光纤组成的辐射头。其中的光路系统由氦氖激光管、会聚透镜和石英光纤等组成。这种结构的激光输出功率受到诸多因素的影响，例如，光纤端面射出的激光具有一定的发散角，与激光入射和射出间存在着折射率匹配、耦合效率问题。两者同轴线、光纤端面与空气折射率匹配，耦合效率最高；两者不同轴线、光纤端面与空气折射率不匹配，产生菲涅耳反射损耗，耦合效率急剧降低，两者间不易调节到最佳耦合。因此，在上述情形下光纤两端都不能传输激光的全部能量，激光输出功率难以达到最大化。同时，氦氖激光管是易破碎玻璃制品，激光输岀功率越大其体积也要求越大，不利于结构小型和实用化。导致这种微波激光治疗仪在临床治疗中推广应用受到极大限制。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型的微波激光针灸治疗仪，它能同时产生同心共轴协同效应输岀功率连续可调的微波和半导体激光。利用微波对穴位刺激，收到类似于针灸疗法的功能。利用输出功率连续可调的激光模似毫针插针的深浅，利用激光输出功率变化快慢模仿毫针插针、提针的缓疾，达到激光针灸疗法的功能。从而使微波激光针灸治疗仪，实现不需接触人体、避免刺破皮肤，就能起到电子针灸的治疗功能。

本发明的技术方案如下。

微波激光针灸治疗仪，设置了一个频率和功率均可调节的微波发生器，一个半导体激光器和一个与之连接能同时辐射微波、半导体激光的同心共轴辐射头或N个同心共轴辐射头。

    同心共轴辐射头是由一个与同轴电缆连接的环形微带天线和一个直接与环形微带天线背面固定连接的、带有准直聚焦光路系统的半导体激光二极管组成。环形微带天线的辐射元由固体微波低损耗介质基片上的圆环导体制成。同轴电缆一端的屏蔽层与环形微带天线的金属底板连接，同轴电缆芯线垂直穿通环形微带天线的金属底板、圆环导体，并把芯线与圆环导体焊接用作馈电。以圆环导体的圆心为对称中心点，在与圆环导体、同轴电缆芯线的焊接点相对称点上，用销钉垂直穿通环形微带天线的金属底板、圆环导体，并把销钉两端分别与圆环导体和金属底板焊接。同轴电缆另一端的屏蔽层与微波发生器金属外壳连接、同轴电缆芯线与微波发生器内的振荡电路中的微带阻抗变换器通过耦合电容连接。当微波发生器产生的微波，经同轴电缆传输后，从环形微带天线的圆环导体中心轴线前方辐射。

    半导体激光器是由可调恒流源、半导体激光二极管、准直聚焦光路系统等组成。准直聚焦光路系统是由两个口径为16毫米、相距15毫米、相互平行并且垂直其轴线放置的准直透镜组成，置于半导体激光二极管输出端前，两者相距15毫米。半导体激光二极管出射光斑位于准直透镜的前焦点（即15毫米处）上，准直聚焦光路系统的出射光斑基本上会聚在聚焦透镜的前焦点（即25毫米处）上，使得焦点处的输出激光功率密度最大，增强激光的光生物刺激作用，提高疗效。把带有准直聚焦光路系统的半导体激光二极管，直接固定置于环形微带天线背面并调整正好落在圆环导体的圆心点处。当可调恒流源接通半导体激光二极管时，触发半导体激光二极管振荡产生的激光，从环形微带天线的圆环导体中心轴线前方辐射。这种结构的辐射头称为同心共轴辐射头。实现微波和激光同心共轴的同时辐射。用固体微波低损耗介质基片的双靣覆铜板制造环形微带天线，其内的辐射元由在基片上的圆环导体制成，它的平均半径R与欲辐射出的微波工作频率关系由下式决定：

是肌肉电导率，一般取1.28/mΩ，是基片的相对介电常数，f是微波频率，单位为GHZ，R是平均半径，单位为厘米。

本发明的有益效果是：微波穿透深激光穿透浅，对人体穴位穿透深浅刺激作用，等同于传统针灸用毫针提插手法的刺激功能。因此，这种通过同心共轴辐射头产生协同效应的微波和半导体激光，同时辐射在人体穴位中产生一种有深有浅、深浅互补的刺激，收到类似于毫针针灸的治疗效果，达到电子针灸治疗的功能。避免了传统针灸中存在的禁穴和禁忌症的限制。

附图说明

附图1是本发明所述同心共轴辐射头示意图。

附图2是本发明所述同心共轴辐射头中微波、半导体激光电磁场辐射方向性图。

附图3是本发明整体结构的电路原理图。

附图4是本发明所述N个同心共轴辐射头示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

在附图1中，同轴电缆1右端的同轴电缆屏蔽层2与环形微带天线4的金属底板8连接、芯线3垂直穿通环形微带天线4的金属底板8、圆环导体6，并把芯线3与圆环导体6焊接用作馈电。以圆环导体6的圆心为对称中心点，在与圆环导体6、同轴电缆芯线3的焊接点相对称点上，用销钉7垂直穿通环形微带天线4的金属底板8、圆环导体6，再把销钉7的两端分别与圆环导体6和金属底板8焊接。同轴电缆1左端的屏蔽层2与微波发生器10（附图3）金属外壳连接，芯线3与微波发生器10内的微带阻抗变换器13通过耦合电容C4连接。这样，当微波发生器10接通可调直流稳压电源12时产生的微波，经本发明的同心共轴辐射头0中的同轴电缆1传输后，从环形微带天线4的圆环导体6中心轴线前方辐射。半导体激光发生器11（附图3）中的半导体激光二极管15的电源正负极与可调恒流源14的正负极连接，触发半导体激光二极管15振荡产生激光。在半导体激光二极管15输出端前，放置准直聚焦光路系统9使得输出的激光聚焦成光点5，把带有准直聚焦光路系统9的半导体激光二极管15，直接固定置于环形微带天线4的背面并调整正好落在圆环导体6的圆心点处。这样，当可调恒流源14接通半导体激光二极管15时，触发半导体激光二极管振荡产生的激光，从本发明的同心共轴辐射头0中的环形微带天线4的圆环导体6中心轴线前方发射。因此，这种结构的同心共轴辐射头0，实现了微波和激光同心共轴的辐射效果。

附图2所示为本发明的同心共轴辐射头微波、半导体激光电磁场辐射方向性图。图中的方向性图分别示意出由同心共轴辐射头0（附图1）辐射出的微波22和激光21的能量同时沿着环形微带天线4的圆环导体6中心轴线方向分布情况。

附图3所示为本发明整体结构的电路原理图。图中设有准直聚焦光路系统9、微波发生器10、半导体激光发生器11、可调直流稳压电源12、微带阻抗变换器13、可调恒流源14、半导体激光二极管15、微波功率晶体三极管V1、振荡电路、组合发生器16、与微波发生器10连接的同轴电缆1。

在附图3中，微波发生器10的电路制作在微波低损耗介质基片上的双面覆铜板上，可调直流稳压电源12通过穿心电容C5、限流电阻R1与电阻R2、电感L1相接，电容C1、电阻R2的另一端均接地，电感L1的另一端与微波功率晶体三极管V1基极相连，再经串联电感L2、可调电容C2后接地，微波功率晶体三极管V1的集电极接地，发射极的一路经电感L3、并联的电阻R3、电容C3串联后接地，而另一路与微带阻抗变换器13、耦合电容C4相接后，再与本发明的同心共轴辐射头0(附图1) 中同轴电缆1的芯线3连接，同轴电缆1的屏蔽层2与微波发生器10的金属外壳连接。微带阻抗变换器13宽度按指数曲线从振荡电路的连接端，向与通过耦合电容C4连接的同轴电缆1的芯线3端渐小。其作用是，可在较宽频率范围将微波功率晶体三极管V1输出阻抗变换成50欧同轴电缆的阻抗，获得较大的微波输出功率。

微波发生器10产生微波的工作过程是这样的。微波功率晶体三极管V1及其周围的电阻R、电容C、电感L组成微波掁荡电路。当220伏交流电接通可调直流稳压电源12输出一定电压时，微波功率晶体三极管V1振荡工作，调节可变电容C2电容量或电感L2电感量，即可调节到915MHZ或2450MHZ频率微波；改变可调直流稳圧电源12电压值，即可调节到输出功率0.1-2.5瓦连续可调的微波。同时，微波发生器10的金属外壳作为屏蔽层，以保证其自身良好屏蔽并避免向外界泄漏微波，还为微波功率晶体三极管散热部件。

半导体激光发生器11产生激光的工作过程是这样的。半导体激光发生器11的电路制作在单面聚四氟乙稀覆铜板上。准直聚焦光路系统9是由两个口径为16毫米、相距15毫米、相互平行并且垂直其轴线放置的准直透镜组成。可调恒流源14的正负极与半导体激光二极管15的正负极连接。当220伏交流电接通可调恒流源14输出一定的恒流时，触发半导体激光二极管15振荡产生波长650纳米激光。改变可调恒流源14恒流值，即可调节到输出功率0.05-0.5瓦连续可调的激光。在半导体激光二极管15的输出端前，放置准直聚焦光路系统9使得输出的激光聚焦成光点5。把带有准直聚焦光路系统9的半导体激光二极管15，直接固定置于环形微带天线4背靣并调整正好落在圆环导体6的圆心点处。这样，当可调恒流源14接通半导体激光二极管15时，触发半导体激光二极管15振荡产生的激光，沿着环形微带天线4的圆环导体6中心轴线前方发射。  

微波发生器10与半导体激光发生器11构成组合发生器16。微波发生器10通过同轴电缆1与环形微带4连接构成微波针灸治疗仪。半导体激光发生器11、准直聚焦光路系统9及环形微带4连接构成激光针灸治疗仪。组合发生器16与同心共轴辐射头0构成本发明的微波激光针灸治疗仪。

附图4描述了本发明另一种实施例的N个同心共轴辐射头30。图中设有N根同轴电缆A1、A2…An，N个环形微带天线4，N个准直聚焦光路系统9，N个半导体激光二极管B1、B2、…Bn。

附图4中，采用制作附图1中的同心共轴辐射头0的工艺方法，制作成N个同心共轴辐射头0。N个微波发生器10（附图3）金属外壳分别与N根同轴电缆A1、A2 …An的屏蔽层2连接，N个微波发生器10中的微带阻抗变换器13通过耦合电容C4输出端分别与N根同轴电缆A1、A2…An的芯线3连接。N根同轴电缆A1、A2、…An的屏蔽层2分别与N个环形微带天线4的金属底板8连接，而芯线3与微带天线4的圆环导体6焊接用作馈电。实现N束微波能量沿着环形微带天线4的圆环导体6中心轴线前方辐谢。

N个半导体激光二极管B1、B2、…Bn的输出端前，放置N个准直聚焦光路系统9使得输岀的激光聚焦成N个光点5，把带有N个准直聚焦光路系统9的N个半导体激光二极管B1、B2、…Bn，直接固定置于环形微带天线4背面并调整正好落在圆环导体6的圆心点处。实现N朿半导体激光能量沿着环形微带天线4的圆环导体6中心轴线前方发射。

这样，N根同轴电缆A1、A2…An、带有N个准直聚焦光路系统9的N个半导体激光二极管B1、B2…Bn 、N个环形微带天线4共同构成N个同心共轴辐射头30。这一实施例有效地扩大了本发明的使用范围，达到单人多点或多人单点、多点同时治疗的效果。

Claims (4)

1.微波激光针灸治疗仪，由一个能同时产生微波的微波发生器（10）及激光的半导体激光发生器（11）所构成的组合发生器（16）或N个组合发生器（16） 和一个与之连接能同时辐射微波、激光的同心共轴辐射头(0) 或N个同心共轴辐射头(0)构成，其特征在于，所述同心共轴辐射头(0) 是由一个与同轴电缆（1）连接的环形微带天线（4）和一个直接与环形微带天线（4）背面固定连接的、带有准直聚焦光路系统（9）的半导体激光二极管（15）构成；所述的微波发生器（10）通过同轴电缆(1)与环形微带天线(4) 连接构成微波针灸治疗仪；半导体激光发生器(11) 及准直聚焦光路系统（9）与环形微带天线(4) 连接构成激光针灸治疗仪；组合发生器(16) 、同轴电缆(1)、准直聚焦光路系统(9)分别与同心共轴辐射头（0）连接构成微波激光针灸治疗仪；N个组合发生器(16)与N个同心共轴辐射头（0）构成N个同心共轴辐射头的微波激光针灸治疗仪。

2.如权利要求1所述的微波激光针灸治疗仪，其特征在于：所述的半导体激光发生器（11）是由带有准直聚焦光路系统（9）的半导体激光二极管（15）和可调恒流源（14）等组成；准直聚焦光路系统（9）是由两个口径为16毫米、相距15毫米、相互平行并且垂直其轴线放置的准直透镜组成；半导体激光发生器（11）产生并能同时向同心共轴辐射头(0) 输出波长650纳米、0.05-0.5瓦连续可调的半导体激光。

3.如权利要求1所述的微波激光针灸治疗仪，其特征在于：所述的微波发生器（10）是由可调直流稳压电源（12）、微波功率晶体三极管V1、振荡电路、微带阻抗变換器（13）组成；微波发生器（10）产生并能同时向同心共轴辐射头（0）输出915MHZ或2450MHZ频率、0.1-2.5瓦连续可调的微波。

4.如权利要求1所述的微波激光针灸治疗仪，其特征在于：所述的同心共轴辐射头（0）内的环形微带天线(4) 辐射元是由固体微波低损耗介质基片上的圆环导体（6）制成，其平均半径R应符合下式关系：

σ为肌肉电导率取为1.28/mΩ，εr为基片的相对介电常数，f是微波频率，单位GHZ，R单位为厘米。