CN1056541C - 微波激光治疗仪 - Google Patents

Abstract

微波激光治疗仪是一种将微波、激光通过辐射头同时直接照射人体穴位进行的非接触式电子针灸仪器，该仪器包括能产生300～4000MHZ频率微波及能发射632.8纳米氦氖激光的组合式发生器和由环形微带天线与带有会聚透镜的石英光纤所构成的同心共轴辐射头。治疗时，与人体不接触的辐射头使微波、激光产生协同效应，达到治疗目的。该仪器对针刺禁忌的软组织和肿胀尤为适用，且有加速骨骼愈合的作用。

Description

微波激光治疗仪

本发明涉及一种微波、激光治疗仪，使微波和激光产生协同效应，能同时向人体穴位辐射微波和激光的微波激光治疗仪，可替代传统针灸进行治疗。属于医疗仪器技术领域。

现有的技术中，针灸的方式有两类，一类是传统针灸，另一类是无刺痛理疗仪，常见的有微波理疗仪、激光针灸仪等，后者虽然克服了传统针灸的刺痛和交叉感染，但它们的功能单一，尤其是微波理疗仪(如发明专利CN85 1 900912U)，它的结构是由一个微波发生器和一个由柱状金属为内导体、特殊几何形状的屏蔽层为外导体，内外导体同时与人体表面接触的微波输出头所构成。根据微波原理从输出头的结构可知，电磁能量主要集中在输出头内部，不易向外辐射，所以对穴位的穿透作用很小，起到针感效应差，也就是这种输出头输出的微波，无法辐射到人体穴位深处，对人体难以形成一种由浅入深的穴位刺激。

本发明的目的是专门针对机械刺激穴位的传统针灸，存在刺痛和交叉感染危险，提供一种新型无针电子针灸的微波激光治疗仪，它能同心共轴、同时定向向人体穴位深处辐射具有协同效应的微波和激光，从而达到无需接触人体，不刺破皮肤，就能起到电子针灸的功能。对针刺禁忌的软组织和肿胀部位治疗尤为适用，且有加速骨骼愈合的治疗作用。

本发明的目的是这样实现的：

微波激光治疗仪，由一个能同时产生微波的微波发生器及激光的氦氖激光发生器所构成的组合式发生器和一个与之连接能同时辐射微波、激光的同心共轴辐射头或复合形同心共轴辐射头组成。

微波发生器是由可调微波发生器电源、高频晶体三极管、振荡电路、阻抗变换器等组成。当220伏交流电接通可调微波发生器电源后输出一定电压时，高频晶体三极管振荡，调节可调电容或电感即可调节微波的振荡频率，频率可在300-4000MHZ之间变化。调节可调微波发生器电源的电压，即可调节微波输出功率，功率可在0.3-2.5瓦之间变化，实现微波发生器产生、输出功率为0.3-2.5瓦、频率为300-4000MHZ微波。氦氖激光发生器是由无变压器直流高电压电源、氦氖激光管、会聚透镜等组成。当220伏交流电接通无变压器直流高电压电源，触发氦氖激光管点燃振荡产生激光，调节该电源中的可调电阻，氦氖激光管工作电流随之改变，其输出的激光功率也随之变化，氦氖激光管点燃振荡发射红色的波长为632.8纳米，实现氦氖激光发生器产生、输出功率为毫瓦级、波长为632.8纳米的激光。

本发明的同心共轴辐射头是由同轴电缆、环形微带天线、石英光纤等组成。用具有微波低损耗介质基片的双面覆铜板制造环形微带天线，其辐射元由基片上的圆环导体制成，它的平均半径R与欲辐射出的微波频率关系由下式决定： $R=\frac{\mathrm{\σ}}{f{\left({\∈}_r\right)}^{1/2}}----\left(1\right)$

式中，σ是肌肉电导率，一般取1.28/mΩ，∈_r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CM。

同轴电缆一端的同轴电缆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，并把同轴电缆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，在与圆环导体、同轴电缆芯线的焊接点相对称点上，用金属销钉垂直穿通环形微带天线的金属底板、圆环导体，把金属销钉分别与圆环导体和金属底板焊接。同轴电缆另一端的同轴电缆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中的阻抗变换器连接。这样，当微波发生器产生、输出的微波，经同轴电缆传输后，从环形微带天线的圆环导体中心轴线方向向前辐射。

石英光纤一端经氦氖激光发生器中的会聚透镜与氦氖激光管衔接，另一端垂直穿通环形微带天线的圆环导体的中心，并置于圆环导体的中心点处。这样，氦氖激光发生器产生、输出的激光，经石英光纤传输后，从环形微带天线的圆环导体中心轴线方向向前辐射。

在组合式发生器同时产生、输出微波和激光的情况下，并分别经同心共轴辐射头中的同轴电缆、石英光纤传输后，都从环形微带天线的圆环导体中心轴线方向向前辐射，实现微波和激光同心共轴的辐射效果。微波、激光对人体的穿透深度与其功率成正比而与其频率成反比。微波、激光功率愈大，穿透深度愈深。微波、激光频率愈低，穿透深度愈深。微波比激光的穿透深度深，同时辐射微波和激光时，其穿透深度有深有浅，它们对人体的穿透深浅针刺作用等同于传统针灸用的金属针扎在人体内深浅位置的刺激功能。因此，这种通过同心共轴辐射头产生协同效应的微波和激光对人体形成一种有深有浅、深浅互补的穴位刺激，产生了特殊的治疗效果，达到了针与灸的功能。还冲破了传统针灸中存在的禁穴和禁忌症的限制。

本发明操作简单，使用方便，具有无创伤、无交叉感染的特点。

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

附图1是本发明的同心共轴辐射头示意图。

附图2是本发明的同心共轴辐射头微波、激光电磁场辐射方向性图。

附图3是本发明实施例的电路原理图。

附图4是本发明同心共轴辐射头的另一种形式一复合形同心共轴辐射头示意图。

附图1所示为本发明的同心共轴辐射头示意图。图中设有同轴电缆1，同轴电缆屏蔽层2，同轴电缆芯线3，环形微带天线4，石英光纤5，圆环导体6，金属销钉7，金属底板8。

在附图1中，同轴电缆1右端的同轴电缆屏蔽层2与金属底板8连接、同轴电缆芯线3垂直穿通环形微带天线4的金属底板8、圆环导体6，并把同轴电缆芯线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，在与圆环导体6、同轴电缆芯线3的焊接点相对称点上，用金属销钉7垂直穿通环形微带天线4的金属底板8、圆环导体6，把金属销钉7分别与圆环导体6和金属底板8焊接。同轴电缆1左端的同轴电缆屏蔽层2与微波发生器10(附图3)金属外壳连接，同轴电缆芯线3与微波发生器10中的阻抗变换器13连接。这样，当微波发生器10产生、输出的微波，经本发明的同心共轴辐射头20中的同轴电缆1传输后，从环形微带天线4的圆环导体6中心轴线方向向前辐射，微波电磁场辐射方向性图如附图2所示，表示出微波22的能量沿着环形微带天线4中心轴线方向分布。石英光纤5右端垂直穿通环形微带天线4的圆环导体6的中心，并置于圆环导体6的中心点处，石英光纤5左端经氦氖激光发生器11(附图3)中的会聚透镜9与氦氖激光管15衔接。这样，当氦氖激光发生器11产生、输出的激光，经本发明的同心共轴辐射头20中的石英光纤5传输后，从环形微带天线4的圆环导体6中心轴线方向向前辐射，激光电磁场辐射方向性图如附图2所示，表示出激光21的能量沿着环形微带天线4中心轴线方向分布。实现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、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20(附图1)辐射出的微波22和激光21的能量沿着环形微带天线4中心轴线方向分布情况。

附图3所示为本发明实施例的电路原理图。图中设有会聚透镜9，微波发生器10，氦氖激光发生器11，可调微波发生器电源12，阻抗变换器13，无变压器直流高电压电源14，氦氖激光管15，组合式发生器16，高频晶体三极管V₁，振荡电路等。

在附图3中，微波发生器10的电路制作在覆铜板上，可调微波发生器电源12通过穿心电容C₅、限流电阻R₁与电阻R₂、电感L₁、电容C₁相接，电容C₁、电阻R₂的另一端均接地，电感L₁的另一端与高频晶体三极管V₁基极相连，再经串联电感L₂、可调电容C₂后接地，高频晶体三级管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接地，而另一路与阻抗变换器13、耦合电容C₄相接，再与同心共轴辐射头20(附图1)中同轴电缆1的同轴电缆芯线3连接。阻抗变换器13为一微带阻抗变换器，其宽度按指数曲线从振荡电路的连接端向与同轴电缆1的连接端渐小，其作用是，可在较宽频率范围将高频晶体三极管V₁较低的输出阻抗变换成50Ω输出阻抗，获得较大微波输出功率。

微波发生器10产生、输出微波的工作过程是这样的。高频晶体三极管V₁及其周围的电阻R、电容C、电感L组成微波振荡电路。当220伏交流电接通可调微波发生器电源12输出一定电压时，高频晶体三极管V₁振荡，调节可调电容C₂容量或电感L₂电感量，即调节微波的振荡频率，频率可在300-4000MHZ之间变化，改变可调微波发生器电源12电压，即可调节微波发生器10微波输出功率，功率可在0.3-2.5瓦之间变化。微波发生器10的外壳为金属屏蔽层，以保证其自身良好屏蔽并避免向外界泄漏微波，同时还作为散热部件。

氦氖激光发生器11的电路制作在覆铜板上，无变压器直流高电压电源14输出的正、负极与氦氖激光管15的正、负极连接，氦氖激光管15与会聚透镜9衔接，以保证有较大的激光功率注入石英光纤5中。氦氖激光发生器11产生、输出激光的工作过程是这样的。当220伏交流电接通无变压器直流高电压电源14，触发氦氖激光管15点燃振荡产生激光，调节无变压器直流高电压电源14中的可调电阻，氦氖激光管15工作电流随之改变，其输出的激光功率也随之变化，氦氖激光管15点燃振荡发射红色的波长为632.8纳米的激光。

微波发生器10与氦氖激光发生器11构成组合式发生器16。微波发生器10通过同轴电缆1与环形微带天线4连接构成微波治疗仪；氦氖激光发生器11与石英光纤5衔接构成激光治疗仪；组合式发生器16与同心共轴辐射头20或复合形同心共轴辐射头30构成微波激光治疗仪。

附图4描述了本发明同心共轴辐射头另一种实施例的形式—复合形同心共轴辐射头30。图中设有N组微波输出功率分配器31，N根同轴电缆A₁、A₂、……A_n，N组激光输出分叉光纤32，N根石英光纤B₁、B₂、……B_n，N个环形微带天线。

附图4中，在覆铜板上采用印刷电路工艺制造N组微波输出功率分配器31，并和特殊加工的N组激光输出分叉光纤32，将来自微波发生器10、氦氖激光发生器11(附图3)分别输出的微波功率与激光功率都分成N路的功率输出。采用制作附图1中的同心共轴辐射头20的方法，来制作复合形同心共轴辐射头30，N组微波输出功率分配器31一端与微波发生器10(附图3)输出端连接，另一端接N根同轴电缆A₁、A₂、……A_n，N组激光输出分叉光纤32一端与氦氖激光管15(附图3)衔接，另一端接N根石英光纤B₁、B₂、……B_n，其中每一根同轴电缆、石英光纤和每个环形微带天线构成如附图1中的同心共轴辐射头20。这样，N根同轴电缆A₁、A₂、……A_n，N根石英光纤B₁、B₂、……B_n和N个环形微带天线共同构成N个同心共轴辐射头20，从而构成了复合形同心共轴辐射头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多点同时治疗的效果。

Claims (2)

1、一种能同时向人体穴位辐射微波、激光的微波激光治疗仪，它包括一个能同时产生微波的微波发生器(10)及激光的氦氖激光发生器(11)所构成的组合式发生器(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(20)，其特征在于同轴电缆(1)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、同轴电缆芯线(3)垂直穿通环形微带天线(4)的金属底板(8)、圆环导体(6)，并把同轴电缆芯线(3)与圆环导体(6)焊接，以圆环导体(6)的圆心为对称中心，在与圆环导体(6)、同轴电缆芯线(3)的焊接点相对称点上，用金属销钉(7)垂直穿通环形微带天线(4)的金属底板(8)、圆环导体(6)，把金属销钉(7)分别与圆环导体(6)、金属底板(8)焊接。石英光纤(5)垂直穿通环形微带天线(4)的圆环导体(6)的中心，并置于圆环导体(6)的中心点处。

2、一种能同时向人体穴位辐射微波、激光的微波激光治疗仪，它包括一个能同时产生微波的微波发生器(10)及激光的氦氖激光发生器(11)所构成的组合式发生器(16)和一个与之连接能同时辐射微波、激光的复合形同心共轴辐射头(30)，其特征在于N组微波输出功率分配器(31)接N根同轴电缆(A₁)、(A₂)……(A_n)，同轴电缆(A₁)、(A₂)……(A_n)的同轴电缆屏蔽层与N个环形微带天线(4)的金属底板(8)连接、同轴电缆芯线垂直穿通环形微带天线(4)的金属底板(8)、圆环导体(6)，并把同轴电缆芯线与圆环导体(6)焊接，以圆环导体(6)的圆心为对称中心，在与圆环导体(6)、同轴电缆芯线(3)的焊接点相对称点上，用N个金属销钉(7)垂直穿通环形微带天线(4)的金属底板(8)、圆环导体(6)，把N个金属销钉(7)分别与圆环导体(6)、金属底板(8)焊接。N组激光输出分叉光纤(32)接N根石英光纤(B₁)、(B₂)……(B_n)，石英光纤(B₁)、(B₂)……(B_n)垂直穿通上述的N个环形微带天线(4)的圆环导体(6)的中心，并置于圆环导体(6)的中心点处。

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