CN216091901U - 手具及安装有该手具的治疗仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及手具及安装有该手具的治疗仪，其中所述手具包括手具外壳、发光结构、聚光结构、定距支架。所述发光结构和所述聚光结构安装在所述外壳内，所述聚光结构包括反光部、入光部和出光部；所述入光部和所述出光部设置于所述反光部的两端；所述定距支架安装在所述手具外壳上，紧邻所述聚光结构的光线出口。安装有该手具的治疗仪还包括操作系统、控制系统、喷雾冷却系统和负压系统。该治疗仪在使用时，手具无需紧贴皮肤，借此不仅可以避免耦合剂的使用还为安装冷却喷嘴提供了空间。

Description

手具及安装有该手具的治疗仪

技术领域

本实用新型涉及一种医疗美容器械，尤其是涉及一种治疗手具，以及安装有该手具的治疗仪。

背景技术

中国医疗美容市场近年来越发扩大，对医美有需求的人群也在扩张、需求越发多样化，目前通过激光、光子治疗仪产生光热效应可以实现的美容种类包括嫩肤、祛红(去除红血丝、鲜红斑痣)、祛斑、脱毛和减脂等。

除了激光治疗仪，目前临床广泛使用的光子治疗仪运用了非相干性脉冲强光(Intense pulsed noncoherent light,IPL)技术，是由脉冲氙灯产生和发射的一种波长为500-1200nm的强复色光。光子治疗仪具有宽光谱的特点，可以在整个皮肤内产生光热效应，目前广泛应用于嫩肤和美白。

由于光子治疗仪不具备激光良好的方向性，发射出来的治疗光杂乱无章，经过皮肤后反射损失较大。使用时需采用皮肤耦合剂涂抹于患处，治疗手具紧贴耦合剂，以减少光子进入皮肤时的散射损失并使治疗光均衡分布在皮肤上。然而这种结构限制了皮肤表面高效冷却技术的应用，目前只能采用冷却效率较低且不便于精确操作的接触式冷却，极大地限制了治疗用的光通量，影响了临床治疗效果。表皮黑色素含量较高容易形成表皮色素异常、表皮热损伤等治疗副作用。此外，光子治疗仪光的无序传播也导致光子能量浪费、治疗深度浅等，影响美容效果。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题在于提供一个可以将光子发射的杂乱无章的治疗光，重整为聚拢光束的治疗手具，使得所述治疗手具在使用时无需紧贴皮肤。

为达到上述目的，本实用新型提供一种手具，其包括：手具外壳；发光结构，所述发光结构安装在所述手具外壳内，所述发光结构包括光源；聚光结构，安装在所述外壳内，所述聚光结构包括反光部、入光部、出光部；所述入光部、出光部分别对应设置于所述反光部的两端，所述入光部及所述出光部各具有一曲面；定距支架，安装在所述手具外壳上，设置于所述手具外壳与工作表面之间；所述入光部设置在所述发光结构处，所述反光部设置在所述定距支架处；所述光源发出的光线经过所述聚光结构的聚拢穿过所述定距支架照射在所述工作表面上。

进一步，所述入光部、出光部的曲面为平滑的曲面。

可选的，所述入光部、出光部的曲面包括有多个平滑的平面。

进一步，所述入光部、出光部的曲面均为凸面。

进一步，所述聚光结构为一实心的透光晶体。

进一步，所述聚光结构的中心到所述光源中心的距离大于所述聚光结构焦距的2倍。

进一步，所述手具还包括负压吸头，所述负压吸头安装在所述手具外壳上并包覆所述定距支架。

更进一步，所述手具还包括冷却喷嘴，所述冷却喷嘴安装在所述手具外壳上，且位于所述定距支架内侧。

本实用新型还提供了一种安装有上述手具的治疗仪，其包括操作系统；控制系统，与操作系统电连接，接收所述操作系统的指令；喷雾冷却系统，所述喷雾冷却系统的输出端为所述手具的冷却喷嘴，所述冷却喷嘴安装在所述手具的手具外壳上，且位于所述手具的定距支架内；负压系统，所述负压系统的输出端为所述手具的负压吸头，所述负压吸头包覆于所述手具的定距支架；所述手具、所述喷雾冷却系统和所述负压系统均电连接于所述控制系统，接受所述控制系统的控制。

进一步，所述喷雾冷却系统包括多个制冷喷雾剂储存罐，所述多个制冷喷雾剂储存罐储存有不同沸点的制冷喷雾剂。

本实用新型中的手具及安装有该手具的治疗仪的优势在于以下几点：

(1)本实用新型中的手具可以将光子发出的杂乱无章的治疗光聚拢，减少了光子穿越皮肤界面的损失，使得治疗手具无需紧贴皮肤就可以发挥治疗效果，无需使用表面耦合剂。同时也可以使负压吸头充分吸住皮肤，利用足够的空间最大限度的减少皮肤厚度，尽可能的打开毛孔，进一步增加了光子的穿透深度。

(2)由于本实用新型中的治疗手具在治疗时无需紧贴皮肤，导致手具与皮肤之间留有一定空间，以便于高效的喷雾冷却装置的安装，提高冷却效果。

(3)安装了本实用新型中的治疗手具的治疗仪，可以通过使用不同沸点的制冷喷雾剂实现精准高效多样化的制冷效果。针对不同的治疗需求均可实现皮肤瞬态冷却散热。极大降低了表皮色素异常、表皮热损伤等治疗副作用的出现。

附图说明

图1为本实用新型的手具的示意图。

图2为本实用新型的手具的内部结构图。

图3为本实用新型的手具内部结构的侧视图

图4为安装于手具内的聚光结构的示意图

图5为另一种聚光结构的立体图。

图6为本实用新型的一实施例中聚光结构的切割尺寸示意图。

图7为本实用新型的实施例中聚光结构的反光部全反射示意图。

图8A、图8B为聚光结构切割优化前后模拟光线传播的对比图。

图9为本实用新型实施例一中的治疗手具与现有技术的治疗手具的光照强度对比图。

图10为本实用新型中的治疗仪的主视图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“一侧”、“一端”、“一边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。以下配合图式及本实用新型的较佳实施例，进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段。

如图1及图2所示，本实用新型所述的手具A包括：手具外壳1、发光结构2、聚光结构3、定距支架4、负压吸头5以及冷却喷嘴6。其中，发光结构 2、聚光结构3均安装在手具外壳1内。如图3所示，聚光结构3与发光结构2 相邻设置，聚光结构3接收发光结构2发出的光线。定距支架4安装在手具外壳1的外表面，且位于聚光结构3远离发光结构2的一端。负压吸头5安装在手具外壳1的外表面且将定距支架4侧面包覆。冷却喷嘴6安装于手具外壳1，并在定距支架4的内侧伸出，优选地，冷却喷嘴6的数量设计为两个，分布在定距支架4的左右两侧，使冷却喷雾可以均匀的喷洒在皮肤表面。

如图1所示，手具外壳1包括握持部11、滤光部12、治疗部13、手具显示屏14、手具开关15以及连接部16。握持部11设置在手具的顶部，形成一个弧形的把手供使用者握持；滤光部12为一长方形开口设置于手具外壳1的中部，并贯穿手具外壳1的左右两侧；治疗部13为一开口，设置在手具外壳1 的下表面；手具显示屏14安装在手具外壳1的前部靠近握持部11的位置，用以监控手具的治疗状态；手具开关12设置在握持部11与手具显示屏14之间，使得操作人员在手握握持部11时可触摸到手具开关15，借此控制手具A的工作状态；连接部16设置在手具外壳1的后部，用以连接主设备。

结合图2、图3所示，发光结构2设置在握持部11与滤光部12之间。聚光结构3设置在滤光部12与治疗部13之间。定距支架4安装在治疗部13的外表面，将治疗部13与皮肤的治疗表面隔开一定距离。

如图2、图3所示，发光结构2包括光源21、套管22、滤光结构23、液体流道24、进液口25以及出液口26。在本实施例中光源21设置为氙灯，但不以此为限，本实用新型中的光源21可根据治疗目的进行更换。光源21安装在手具外壳1内，位于握持部11下方，套管22套设在光源21的外周，较佳的是，套管22是采用透明材质比如玻璃或透光性较高的塑料材质，具体来说，本实施例采用玻璃材质。滤光结构23安装在光源21及套管22下部，且位于滤光部12处。滤光结构23接收并过滤光源21发出的光线，得到所需的不同波长区间的治疗光。液体流道24包裹在套管22外部，并在套管22的正下方留有通向滤光结构23的开口供光线射入滤光结构23。液体流道24分别与进液口25、出液口26连通，冷却水从进液口25流入液体流道24，液体流道24的内壁紧贴套管22的外壁，使得冷却水可高效带走氙灯产生的热量，并最终从出液口26流出。

如图3所示，聚光结构3安装在滤光结构23的下方，由光源21发出的光线通过滤光结构23射入聚光结构3中。结合图1、图4所示，聚光结构3包括反光部31、入光部32和出光部33。入光部32设置于反光部31的一端，出光部33设置于反光部31的另一端。聚光结构3安装于手具外壳1内部，其中入光部32位于滤光部12的下方，且靠近滤光结构23；出光部33位于治疗部13 的开口处，且远离滤光结构23。光线通过入光部32聚拢射入聚光结构3内，再通过反光部31反射至出光部33，最后通过出光部33的二次聚拢从聚光结构 3中射出。

优选地，如图4所示入光部32和出光部33均具有允许光线通过并发生折射的曲面；优选地，入光部32为一凸面，且入光部32的凸面朝向光源21，以利于将光源21发出的发散的光线聚拢于聚光结构3内，并可以保证全部聚拢于聚光结构3内的光线在反光部31上发生全反射；优选地，出光部33为一凸面，且出光部33的凸面面朝向光线射出的方向，以利于将反光部31反射的光线进一步聚拢，提高出射光线的光照强度。

在本实用新型中，入光部32也可为一凹面，借此同样可以通过对聚光结构3的结构设计以及位置设计也可达到将光源21发出的一部分光线聚拢并通过反射后从出光部33集中射出的效果，但效果没有入光部为一凸面显著。

为便于加工并减少光能损失，聚光结构3优选为一体成型的实心晶体，但不以此为限。

本实用新型对聚光结构3的材料没有特殊限制，当聚光结构3为实心晶体时，聚光结构3的折射率与空气折射率的倍数关系定义为为折射系数n，折射系数n没有明确限制，仅要求使射入聚光结构内的光线在到达反光部31的表面时发生全反射即可，从而无法逃逸出聚光结构3。

如图1所示，出光部33的下方设置有定距支架4、负压吸头5以及冷却喷嘴6，其中负压吸头5的材料不受限制，在本实用新型的实施例中，负压吸头5是透明硅胶质软材料。

为了便于切割，聚光结构3A的入光部和出光部可设计成由多个平面所形成的曲面，如图5所示，其中的入光部35和出光部36的凸面均包括有多个四边形。

当本实用新型中的聚光结构3为实心晶体，且入光部35和出光部36均为由多个四边形形成的凸面时，为保证聚光结构的聚光效果，需遵循以下设计原则：

1、聚光结构3的参数关系：

取一长方体的晶体，按照如图6的尺寸关系，将其切割成聚光结构3。其中，该长方体的高为b，宽为a，长与光源的长度相适应。Δx和Δy分别为被切割部分的两条直角边。且切割后的聚光结构3，其高与宽组成的侧面左右对称、上下对称。

在切割后的聚光结构3的侧面上，入光部35上的四边形的顶点两个顶点 P1和P2均位于同一个圆上，且该圆的半径为r。根据几何关系可得到以下关系式：

设经切割后的聚光结构3的材料折射率为n，聚光结构3的聚光焦距为f′，若要使光线汇聚在治疗表面，则折射率n与焦距f′的关系如下：

结合关系式(1)和(2)，同时在折射率n和聚光焦距f′适当取值后，便可确定a，b，Δx，Δy之间的关系式(3)，如下：

为了使所有射入聚光结构3的光线在反射部31上均发生全反射，仅需保证到达反射部31的光线中入射角最小的光线发生全反射即可。如图7所示，从P2点位射入的光线L1其投射在反射部31内表面的入射角C最小，则仅需保证L1可以在反射部31上发生全反射即可。

由几何光学公式得到以下关系：

如图7的几何关系加之光学公式可得出以下关系式：

θ₁＝90°-β+α、 (4)

其中θ₁为光线在P2点位的入射角度，θ₂为光线L1的折射角，α为点P1、 P2之间的连线与水平线的夹角，β为P2点的入射光线与P2、P3连线的夹角， d为光源中心到达P2、P3连线的垂直距离。

综上，切割后的聚光结构3的各项参数需同时满足关系式(3)和关系式 (9)。

2、与聚光焦距f′相关的设计原则：

如图6、图7所示为了使光源发出的发散光线在通过聚光结构3时可以经过最少次数的全反射，同时也为了光线经过聚光结构3后具有聚光效果；需要聚光结构3的中心P4到光源中心的距离大于聚光焦距f′的两倍。聚光结构3的中心P4到治疗表面的距离介于f′到2f′之间。

图8A为光源发出的光线通过切割优化前的聚光结构3’的模拟图,图8B 为光源发出的光线通过按照上述设计原则切割优化后的聚光结构3的模拟图，由图中对比可以看出，通过聚光结构3的光线大量汇集到治疗表面S，效果明显。

以下通过具体实施例与现有技术的对比，验证本实用新型的技术效果。

本实施例中的聚光机构3为一整体成型的晶体，且该晶体的折射率n取值范围为1.2到1.8之间；d的取值范围为1cm到3cm之间。

如图9所示，横坐标为手具A的治疗部13到皮肤的距离，纵坐标中的I0 为现有技术的手具出光口紧贴皮肤时皮肤接收到的光照强度；纵坐标为实际光照强度I与I0的比值。方形点图代表现有技术中的手具的实验数据，三角形点图为实施例的实验数据。由图可知实施例的光照强度虽然随着距离的增加有所衰减，但始终优于现有技术的光照强度。实施例在使用时定距支架4的长度设置为10mm，此时该实施例的光照强度如图7所示为I0的1.104倍，且10mm的距离足够安装冷却喷嘴。

利用现有技术中的手具，在距离显像纸0mm、10mm、20mm的位置分别进行打光，记录光斑在显像纸上的散射情况；利用实施例中的手具，调节至与前述现有技术中的手具同样的光照强度，在距离显像纸0mm、10mm、20mm的位置分别进行打光，记录光斑在显像纸上的散射情况。通过对比得出以下结论：

在距离显像纸10mm的位置打光时，现有技术的手具在显像纸上打出的光斑已经发生散射，且光斑较小，光斑强度较弱，而实施例中的手具在显像纸上打出的光斑虽然形状与距离显像纸0mm时打出的光斑略有不同，但光斑的密度和强度均较现有技术有很大改善。

在距离显像纸20mm的位置打光时，现有技术的手具在显像纸上打出的光斑几乎消失，但实施例中的光斑仍比较明显，光斑的密度和强度较现有技术仍有很大改善。

为达到预定实用新型的目的，本实用新型还揭露了一种治疗仪，如图10所示，所述治疗仪B包括了：手具A、操作系统7、控制系统8、喷雾冷却系统9、负压系统0以及冷却水系统C。其中控制系统8与操作系统7电连接，手具A、喷雾冷却系统9、负压系统0以及冷却水系统C均与控制系统8电连接。控制系统8接收操作系统7的指令，进而控制手具A、喷雾冷却系统9、负压系统0 以及冷却水系统B工作。

如图10所示，操作系统7包括操作面板71、紧急开关72以及脚踏板开关73；操作面板71用以操作设备，紧急开关72用以在紧急情况下关闭设备，脚踏板开关73用以在正常情况下开关设备，手具A中的光源只有在脚踏板开关73和手柄开关15同时处于打开状态时才会发光。控制系统8包括CPU81、散热风扇82以及电源83；其中CPU81接收操作系统7的指令控制整台仪器，散热风扇82用以给CPU81散热，电源83用以给治疗仪供电。

如图2、图10所示，喷雾冷却系统9包括制冷剂储液罐91、制冷剂控制阀92以及喷雾冷却电磁阀93。制冷剂控制阀92的一端连接制冷剂储液罐91 并控制制冷剂储液罐91的开闭，制冷剂控制阀92的另一端连接喷雾冷却电磁阀93，喷雾冷却电磁阀93与冷却喷嘴6连接，可控制冷却喷嘴6的喷雾量。优选地，控制制冷剂储液罐91可安装多个，具体数量本实用新型不做限制。在本实用新型的实施例中安装了4个制冷剂储液罐91，里面装有不同沸点的制冷剂，以提供强弱不同的喷雾冷却效果，满足多样化的冷却需求。

如图10所示，负压系统0包括电动抽气泵01，结合图2所示，电动抽气泵01通过油气管02连接负压吸头5，为负压吸头提供负压缩减皮肤厚度，增强治疗光穿透深度。

如图10所示，冷却水系统C包括冷却水蓄水箱C1、换热器C2、循环泵C3 和循环水风扇C4。其中冷却水蓄水箱C1与手柄A的进液口25和出液口26连接，通过循环泵C3的循环为光源21提供冷却水。换热器C2和循环水风扇C4 用以快速冷却从手柄A中流回至蓄水箱中的冷却水。

本实用新型的治疗仪在使用时，首先打开脚踏板开关73，令仪器处于工作状态，此时光源21会在控制系统8的控制下发出弱强度持续光并在皮肤上投射出指示光斑，随后打开手柄开关15，利用定距支架4接触皮肤，触发后设备按照既定程序实现治疗。上述工作时序和持续时间均由CPU8经可视化操作面板71编辑和控制。

本实用新型中的手具及安装有该手具的治疗仪，其优势在于以下几点：

(1)本实用新型中的手具可以将光子发出的杂乱无章的治疗光聚拢，减少了光子穿越皮肤界面的损失，另治疗手具无需紧贴皮肤就可以起到治疗效果，避免了表面耦合剂的使用。同时也可以另负压吸头充分吸住皮肤，利用足够的空间最大限度的减少皮肤厚度，尽可能的打开毛孔，进一步增加了光子的穿透深度。

(2)由于本实用新型中的治疗手具在治疗时无需紧贴皮肤，导致手具与皮肤之间留有一定空间，以便于高效的喷雾冷却装置的安装，提高冷却效果。

(3)安装了本实用新型中的治疗手具的治疗仪，可以通过使用不同沸点的制冷喷雾剂实现精准高效的多样化的制冷效果。针对不同的治疗需求均可实现皮肤瞬态冷却散热。极大降低了表皮色素异常、表皮热损伤等治疗副作用的出现。

以上仅是本实用新型的优选实施例而已，并非对本实用新型做任何形式上的限制，虽然本实用新型已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，因此,但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种手具，其特征在于，包括：

手具外壳；

发光结构，所述发光结构安装在所述手具外壳内，所述发光结构包括光源；

聚光结构，安装在所述外壳内，所述聚光结构包括反光部、入光部、出光部；所述入光部、出光部分别对应设置于所述反光部的两端，所述入光部及所述出光部各具有一曲面；

定距支架，安装在所述手具外壳上，设置于所述手具外壳与工作表面之间；

所述入光部设置在所述发光结构处，所述反光部设置在所述定距支架处；所述光源发出的光线经过所述聚光结构的聚拢穿过所述定距支架照射在所述工作表面上。

2.如权利要求1所述的手具，其特征在于，所述入光部、出光部的曲面为平滑的曲面。

3.如权利要求1所述的手具，其特征在于，所述入光部、出光部的曲面包括有多个平滑的平面。

4.如权利要求1所述的手具，其特征在于，所述入光部、出光部的曲面均为凸面。

5.如权利要求1所述的手具，其特征在于，所述聚光结构为一实心的透光晶体。

6.如权利要求5所述的手具，其特征在于，所述聚光结构的中心到所述光源中心的距离大于所述聚光结构焦距的2倍。

7.如权利要求1-6中任一项所述的手具，其特征在于，所述手具还包括负压吸头，所述负压吸头安装在所述手具外壳上并包覆所述定距支架。

8.如权利要求7中所述的手具，其特征在于，所述手具还包括冷却喷嘴，所述冷却喷嘴安装在所述手具外壳上，且位于所述定距支架内侧。

9.一种安装有权利要求1至6中任一项所述手具的治疗仪，其特征在于，包括：

操作系统；

控制系统，与操作系统电连接，接收所述操作系统的指令；

喷雾冷却系统，所述喷雾冷却系统的输出端为所述手具的冷却喷嘴，所述冷却喷嘴安装在所述手具的手具外壳上，且位于所述手具的定距支架内；

负压系统，所述负压系统的输出端为所述手具的负压吸头，所述负压吸头包覆于所述手具的定距支架；

所述手具、所述喷雾冷却系统和所述负压系统均电连接于所述控制系统，接受所述控制系统的控制。

10.如权利要求9所述的治疗仪，其特征在于，所述喷雾冷却系统包括多个制冷喷雾剂储存罐，所述多个制冷喷雾剂储存罐储存有不同沸点的制冷喷雾剂。

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