CN2535056Y - 半导体激光辐照血液治疗仪 - Google Patents

Abstract

一种半导体激光辐照血液治疗仪，由半导体激光器、多孔基板、热电致冷器构成，半导体激光器嵌入多孔基板小孔内，热电致冷器的低温面安装在多孔基板上面；本实用新型中，半导体激光器在多孔基板上按阵列式分布，它由多个半导体激光器按一定规则排列，以提高辐射功率，透过人体皮肤、浅层组织及血管壁而辐照血液；本实用新型采用多个半导体激光排列而成的阵列，工作时无传输损耗，所以显著提高了激光辐射功率，扩大了照射面积，可以提高疗效、缩短每次治疗时间及疗程；由于使用本实用新型可以在体表辐射治疗，无须静脉血管穿刺，所以对人体无创伤，无交叉感染，无须每次入院治疗。

Description

半导体激光辐照血液治疗仪

本实用新型涉及激光技术，特别是半导体激光辐照血液治疗仪。

弱激光血管内照射治疗方法，已在国内广泛用于临床。经过很多临床实践和生物学指标检测证明，它有改变血细胞携氧能力的功能。但是，目前一个最大的问题就是创伤问题，需要对患者进行连续一周或更长时间的静脉穿刺，而且必须去医院接受治疗。目前临床大量使用半导体激光器，不用考虑激光的相干性、偏振性的效应。所以从物理上考虑，血管内外的照射只是体表组织的多余吸收问题，如果不考虑散射引起的入射光偏振性的改变，只是加大照射功率就能补偿这一损失。现已有基础实验证明体外激光辐照可对血脂及血液流变学指标产生治疗作用(杨玉东等，低功率半导体激光血管外照射对血脂、血液流变学指标的影响，激光杂志，23，80-81，2002)。此实验中以光纤输出直接辐照舌下和鼻孔，存在以下缺点：1，光纤存在传输损耗，2，照射面积小(1mm光斑直径)，3，对舌下和鼻孔处治疗时装置极不易固定引起治疗效果不稳定，4，患者将因治疗产生轻微痛苦。

本实用新型的目的在于提供一种半导体激光辐照血液治疗仪，可置于体表进行治疗，不必进行穿刺或触及舌下和鼻孔，患者无痛苦，并不限于在医院治疗，治疗效果稳定。

本实用新型的半导体激光辐照血液治疗仪由半导体激光器、多孔基板、热电致冷器构成，半导体激光器嵌入多孔基板小孔内，热电致冷器的低温面安装在多孔基板上面。

使用时，将多孔基板的下面置于血管分布较丰富的体表面，半导体激光器、热电致冷器的电源引线连接到外部供电电源并接通，就可进行治疗。

所述多孔基板是导热、导电的抛光材料，即具有高光反射率的金属材料，可以是抛光铜块等。它可以将体表辐照时被组织反射的光再反射回组织以提高辐照效率。

所述热电致冷器是通用的基于珀尔帖效应产生温度差的致冷器，其作用是使半导体激光器工作在稳定温度范围内。

在多孔基板上嵌入多个半导体激光器时，各半导体激光器之间可以用电极连接线连接，将激光器工作时产生的热量迅速传导至致冷器的低温面。

在热电致冷器的高温面上安装散热片，可以更有效地保证热电致冷器正常工作，从而保证半导体激光器的工作温度稳定。

为了保护半导体激光器免受外部灰尘等影响而能长期正常工作，在多孔基板下面安装一保护片以保护半导体激光器，该保护片可以是玻璃片、塑料片、聚酯片等。

由人体解剖学知识可知，人体手腕处血管分布丰富，且都在表层皮下，所以配戴在手腕上进行辐照治疗时，疗效最佳，同时患者完全无痛苦。为方便使用，用保温材料做成的外盒封装好，外盒连接带子，可以配戴在手腕上进行血管内辐射治疗。

为了形成功率足够大的面光场照射到体表以达到最佳治疗效果，所说的多孔基板上的小孔均匀排列，孔的大小、形状与半导体激光器外径一致，孔的数量等于体表光场功率密度除以每个半导体激光器的功率。

可见多孔基板的孔大小、形状、数量和排列按一定规律。这些规律由所选用的半导体激光器有关。数量和排列规律则由半导体激光器的功率和波长决定。均匀排列的多个半导体激光器阵列工作时近似形成面光场，要使光场透过组织到达静脉中仍有现用血管内照射使用激光的功率密度(约为3mW/cm²)，此光场在体表的功率密度按公式1近似计算，除以每个半导体激光器的功率就得到孔的数量。

公式1： $I_t=I_0\×e^{{\mathrm{\μ}}_{\mathrm{eff}}}$

公式1中的I_t为静脉中光场功率密度，I₀为体表光场功率密度，μ_eff为有效衰减系数表示为公式2。

公式2： ${\mathrm{\μ}}_{\mathrm{eff}}=\sqrt{3{\mathrm{\μ}}_a({\mathrm{\μ}}_a+{\mathrm{\μ}}_s^{\′})}=\sqrt{3{\mathrm{\μ}}_a[{\mathrm{\μ}}_a+(1-g){\mathrm{\μ}}_s]}$

公式2中μ_a为组织对此波长光的吸收系数，μ_s’为约化散射系数，g为各向异性因子，μ_s为散射系数。

本实用新型与现有技术相比，具有下列优点：

1、半导体激光器在多孔基板上按阵列式分布，它由多个半导体激光器按一定规则排列，以提高辐射功率，透过人体皮肤、浅层组织及血管壁而辐照血液。

2、本实用新型采用多个半导体激光排列而成的阵列，工作时无传输损耗，所以显著提高了激光辐射功率，扩大了照射面积，可以提高疗效、缩短每次治疗时间及疗程。

3、由于使用本实用新型可以在体表辐射治疗，无须静脉血管穿刺，所以对人体无创伤，无交叉感染，无须每次入院治疗(可在医生指导下回家辐照治疗)。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

图2为图1的A-A截面结构示意图。

具体实施方式

以下是本实用新型的一个具体实施方式，本实用新型并不仅限于此例。

如图1、2所示，半导体激光器2嵌入多孔基板1小孔内，热电致冷器3的低温面安装在多孔基板上面。各半导体激光器2之间用电极连接线连接。在热电致冷器2的高温面上安装散热片4。在多孔基板下面安装一保护片7。半导体激光器、热电致冷器的电源引线5、6连接到外部供电电源。外盒8封装整个治疗仪，并连接带子9。

将一抛光铜金属块按3×3排列挖开9个小孔，小孔间间隔相等，小孔直径为半导体激光器外径，将9个Hamamatsu公司生产的L8048-04型半导体激光器嵌入小孔，排列成3×3的激光器阵列，的将它们的电源引线用导线并联连接引出再连接到外部+2伏市场通用的供电电源，在铜块上面安装市场上通用的热电致冷器的低温面，热电致冷器的电源引线连接到外部+12伏市场通用的电源上，在热电致冷器的高温面上安装市场上通用的铜质散热片。在铜块下面安装一保护透明玻璃片以保护半导体激光器。用塑料盒将镶好半导体激光器的铜块、热电致冷器、散热片、玻璃片封装好，连接带子制作成配戴于手腕的上的腕戴式激光辐照头。本辐照头工作时，每个半导体激光器功率为400mW，9个半导体激光器同时工作时产生一功率为3.6W的光场，在手腕部表面接触，皮下2mm的血管内中心处功率密度约为5mW/cm²，稍大于现有的血管内穿刺辐照的功率密度。该辐照头经实验后证实了上述优点中所说的各点，保证了疗效，对人体无创伤，无交叉感染，实用性强。

Claims (7)

1、一种半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于由半导体激光器、多孔基板、热电致冷器构成，半导体激光器嵌入多孔基板小孔内，热电致冷器的低温面安装在多孔基板上面。

2、根据权利要求1所述的半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于所说的多孔基板上的小孔均匀排列，孔的大小、形状与半导体激光器外径一致，孔的数量等于体表光场功率密度除以每个半导体激光器的功率。

3、根据权利要求1或2所述的半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于多孔基板上的各半导体激光器之间用电极连接线连接。

4、根据权利要求1或2或3所述的半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于在热电致冷器的高温面上安装散热片。

5、根据权利要求1或2或3所述的半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于在多孔基板下面安装一保护片。

6、根据权利要求1所述的半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于用外盒封装。

7、根据权利要求1所述的半导体激光辐照血液治疗仪，其特征在于外盒连接带子。

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