CN2759507Y - 家庭医疗保健用激光治疗仪 - Google Patents

Abstract

一种家庭医疗保健用激光治疗仪，它设置有壳体、在壳体上组装按键、液晶显示屏，在壳体内设置电池盒和电子电路，其特征是设置激光头，在壳体上设置激光头插孔；电子电路中设置充电控制电路、充电器检测电路、核心单片机、电源管理电路、电压检测电路、激光驱动和控制电路、两个功率调节电路、激光头检测电路。本实用新型的优点是主要适用于心脑血管疾病的患者及亚健康人群。能通过对鼻腔、体表和穴位的激光照射，疏通人体血管、清出体内垃圾，有效改善微循环，保护机体新陈代谢，恢复各脏器机能，防治动脉硬化和高血脂、高血压、高血糖、实现对人体的调整、修理，并延缓衰老。使用双通道独立控制激光头，体积小，容易携带。

Description

家庭医疗保健用激光治疗仪

技术领域：

本实用新型属于一种医疗保健器具，特别是一种家庭医疗保健用激光治疗仪。

背景技术：

随着人们生活水品的提高，心脑血管疾病已经成为第一疾病杀手，每年新增患者400万，目前有9000万患者存在，市场上已经有多种药物，但都具有不同程度的毒副作用，并且病人需要长期购买使用，投资巨大。虽然现在市场上也提供了某些保健仪器，但是对于这类疾病的防治效果不是很显著。在这个领域未来的主要趋势，是向着使用方便、疗效显著、无毒副作用的高科技产品方向发展。另外，随着经济社会发展水平的提高，人们越来越重视自身的健康。

激光医疗由于在20世纪末引进了半导体激光技术，在家庭医疗保健领域，这种技术就成为首选的手段。它仅靠不到手指大小的半导体的发光器件，配以相应的电路，便可发射一定波长和功率的激光。通过控制半导体发光器件，便可根据需要发生一定激光用于照射治疗。激光医疗技术虽然在目前已经不是新鲜的事情了，可是整个中国的激光医疗普及程度并不高，在家庭保健领域内的就更少见了。

实用新型内容：

本实用新型的目的是提供一种家庭医疗保健用激光治疗仪，体积小，容易携带，主要适用于心脑血管疾病的患者及亚健康人群。能通过对鼻腔、体表和穴位的激光照射，疏通人体血管、清出体内垃圾，可清血、稀血、净血、抗血稠、调整血液，有效改善微循环，保护机体新陈代谢，恢复各脏器机能，防治动脉硬化和高血脂、高血压、高血糖、实现对人体的调整、修理，并延缓衰老。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：它设置有壳体、在壳体上组装按键、液晶显示屏，在壳体内设置电池盒和电子电路，其特征是：设置激光头，在壳体上设置激光头插孔；电子电路中设置充电控制电路，充电控制电路的输出部分分别连接电池和充电器检测电路的输入部分，充电器检测电路的输出连接到核心单片机的输入口；电池连接电源管理电路的输入部分，通过电源管理电路的输出部分提供给核心单片机和其他电路，同时电池连接到电压检测电路的输入部分，电压检测电路的输出部分连接到核心单片机的输入口；激光驱动和控制部分是一个反馈控制系统，核心单片机的的输出口分别连接两个功率调节电路的输入，两个功率调节电路的输出连接到激光驱动控制电路的输入部分，激光驱动控制电路的输出分别连接两个激光头，两个激光头分别连接激光头检测电路的输入，再经激光头检测电路输出到核心单片机的输入口；键盘电路与液晶显示电路分别连接核心单片机的相应接口。

上述的激光驱动控制电路设置有双路运算放大器，分别控制两路激光的输出电流，双路运算放大器的供电端由核心单片机的输出口控制，双路运算放大器的两个输出端分别连接两个三极管的基极，根据运算放大电路的输入不同导致输出不同，可以控制三极管的关闭、导通以及导通后的三极管上的电压降，从而调节两路激光器的驱动电流。双路运算放大器的其中两个输入端分别连接两个数字电位计的滑动端，另两个输入端接参考电压。两路激光器插孔的发光管脚各自通过一个电阻连接上述各自三极管的集电极，三极管射极连接一个电阻接地。上述电路形成一个反馈控制调节系统来驱动激光器。

上述的激光头检测电路的激光器插孔的发光管脚连接一个三极管的基极，三极管的集电极接一个上拉电阻到供电端，同时连接到核心单片机的输入口，三极管射极接地。三极管导通后工作在饱和状态，激光头插入时，激光器的发光管电流经过三极管的通路将该三极管导通，则单片机检测到集电极的电压变化来判断是否有激光头插入。

使用方法和工作原理：白天夜间均可方便使用；带有6个按键的键盘，可单手或双手操作；带有128*64分辨率的图形点阵液晶显示屏；具有类似手机等数码产品的中文系统菜单及操作方式；双通道激光照射可独立使用，并且激光头与机体采取耳机式插接方法，方便拆卸和更换；为了保护激光头，本机带有激光头检测功能，激光头插入与否的状态在本机上有实时的显示，只有某通道的激光头正确插入，操作本机时对应该通道控制电路才可开启，否则本机提示重新插入激光头；激光功率可在3到10毫瓦间4个档值调节；激光照射方式可在连续照射和脉冲照射两种方式间选择；激光照射时间可在1到60分钟间调节；使用3节7号可充电电池，与普通7号电池兼容，充满电后，在两个通道的激光功率都设置在最大的情况下(10毫瓦)可工作4个小时左右，同时本机有电池电量显示；当电池电量不足时，可直接插入充电器充电；本机带有一个复位功能键，在任何状态下按下此键即可恢复到初始系统菜单状态。在系统上电时，电源管理部分工作，核心部分的单片机运行，同时打开液晶显示，键盘处于就绪状态，电池电量监测部分工作，激光头插入状态监测部分工作，屏幕显示中文系统菜单和电池电量及激光插入状态。当用户按下键时，键盘管理部分通过中断方式通知单片机，单片机分辨出是哪个按键动作后立即查询目前液晶画面所处状态，随之进行相应动作。在不同的画面，按下某一键的动作可能是不同的功能，因此单片机需要查询目前液晶所处画面状态。然后实施相应功能，并更新液晶画面的显示。由于单片机采取周期查询电池电量和激光头插入状态的方法，所以电池电量和激光头插入状态能实时显示。当激光器各参数设置完毕后，单片机根据各参数启动并调整激光驱动电路部分，使激光头正常工作。并定时查询激光工作状态和照射时间的变化，在液晶上显示出来。激光正常工作状态下，用户可以按下按键关闭正在使用的某一路或两路激光，也可以设置本机的液晶屏背光还有按键声音的开启和关闭。当计时完毕后，单片机关闭激光驱动电路部分，返回主菜单，其余部分仍然和开始一样，准备接受用户新的操作。

治疗原理：本激光治疗仪的治疗是采用低强度半导体弱激光来对人体照射，激光照射位置主要是鼻腔及身体上部分穴位，由于半导体激光器的特性，通过它直接发出的激光是在一定角度内发散的，利用这一点，当激光器插入鼻腔中，便可对鼻腔壁及鼻腔深处达到充分照射，使鼻腔内毛细血管网中血细胞吸收激光的能量，从而达到：

(1)提高细胞膜Na⁺、K′-ATP酶的活性，增强细胞内过氧化物歧化酶(SOD)水平，抗脂质过氧化，降低氧自由基。

(2)改善血液流变性，降低血液粘度，降低纤维蛋白原浓度，减少红细胞、血小板聚集性，增强红细胞变形能力。

(3)改善微循环，消除微血栓。

(4)调整血管内皮素水平，改善血管痉挛。

(5)减少血液中的中分子物质、清除体内毒素。

(6)增强细胞免疫及体液免疫，提高抗病能力。

(7)调节神经及内分泌功能。

本实用新型的优点是：1、主要适用于心脑血管疾病的患者及亚健康人群。能通过对鼻腔、体表和穴位的激光照射，疏通人体血管、清出体内垃圾，可清血、稀血、净血、抗血稠、调整血液，有效改善微循环，保护机体新陈代谢，恢复各脏器机能，防治动脉硬化和高血脂、高血压、高血糖、实现对人体的调整、修理，并延缓衰老。2、使用双通道独立控制激光头，激光功率调节范围为3-10毫瓦。具有激光头插入状态实时监测功能。3、设置大屏幕128*64带背光图形液晶显示屏。具有类似手机类数码产品的中文显示菜单和操作方式以及方便老人操作的默认设定值的傻瓜式一键操作方式。4、充电时不必拆卸电池和专门购买充电器。5、体积小，容易携带。

附图说明

图1是本实用新型的正面结构示意图。

图2是本实用新型的后面结构示意图。

图3是图1的仰视图。

图4是本实用新型连接线缆和插头的激光头示意图。

图5是本实用新型的电路结构原理框图。

图6是充电控制电路及充电器检测电路部分结构示意图。

图7是电源管理电路及电池电压检测电路部分结构示意图。

图8是核心控制电路及液晶显示和键盘电路部分结构示意图。

图9是激光驱动控制电路及激光头检测电路部分结构示意图。

具体实施方式

见图1-4，在壳体1的正面组装按键3和液晶显示屏2，在壳体1的上端面设置两个激光头插孔4，用来插接激光头插头8，激光头插头8用缆线9连接激光头10。壳体1的侧端面设置一个充电插孔5，用来连接充电电源。在壳体1内设置电池盒6和电子电路板；见图5，电子电路板上的电子电路中设置充电控制电路，充电控制电路的输出部分分别连接电池和充电器检测电路的输入部分，充电器检测电路的输出连接到核心单片机的输入口；电池连接电源管理电路的输入部分，通过电源管理电路的输出部分提供给核心单片机和其他电路，同时电池连接到电压检测电路的输入部分，电压检测电路的输出部分连接到核心单片机的输入口；激光驱动和控制部分是一个反馈控制系统，核心单片机的的输出口分别连接两个功率调节电路的输入，两个功率调节电路的输出连接到激光驱动控制电路的输入部分，激光驱动控制电路的输出分别连接两个激光头，两个激光头分别连接激光头检测电路的输入，再经激光头检测电路输出到核心单片机的输入口；键盘电路与液晶显示电路分别连接核心单片机的相应接口。

上述电路中的各部分详细结构见如下所述：

见图6，充电控制电路及充电器检测电路部分：充电器的接插件J102通过电阻R104连接智能充电控制芯片IC1的输入端5。充电器的接插件J102并经过三极管Q101，二极管D101连接电池接口J101正极。智能充电控制芯片IC1的管脚13连接传感电阻R106，用来检测充电电流。R102，R105为温度采样电阻。在智能充电控制芯片IC1的输入端5和三极管Q101的基极间连接三极管Q102，用来开启和关断充电电流的通路。智能充电控制芯片IC1的其余管脚用来设置充电参数。充电信号通过电阻R104进入到智能充电控制芯片IC1的输入端5。充电器输入电流经过三极管Q101，二极管D101到达电池接口J101的正极。智能充电控制芯片IC1的管脚15提供一个5V的电压基准。单片机IC31发出信号T1，当充电器插入时，通过三极管Q101的导通发出中断通知单片机IC31。同时通过信号O1开启电源管理部分的控制端给系统供电。

见图7，电源管理电路及电池电压检测电路部分：电源管理芯片IC21内部具有升压转换和线性稳压的功能。电池电压通过二极管D201，电感L201进入到电源管理芯片IC21的输入端1，电流通过二极管D203到电源管理芯片IC21的管脚12。经电源管理芯片IC21内部转换后从输出端9输出提供系统电压VCC1。电源管理芯片IC21的管脚11连接用来提供低电压检测标准输入的电阻R201、R203，当电池电压低后，自动关闭芯片输出。

按键开关S201通过三极管Q201的集电极控制电源管理芯片IC21的开启与关断。开机时单片机IC31送来开机保持信号H1来通过三极管Q202控制三极管Q201的状态，使三极管Q201的集电极保持电源管理芯片IC21的开启。关机时，按键触发单片机IC31的中断使得单片机IC31关闭开机保持信号H1切断系统供电。当电池低电压时，电源管理芯片IC21的管脚8用来产生低电压信号触发单片机IC31中断，通知单片机IC31关闭开机保持信号。信号O1来自充电器的插入，导通三极管Q201来开启电源管理芯片IC21的正常工作。电源管理芯片IC21其余管脚用来选择电源控制参数。电源管理芯片IC21的输出端9连接线性稳压芯片IC22，将电源管理芯片IC21提供的电压VCC1转换成VCC2。数字电位计IC23和电阻R209、R210、三极管Q203连接构成电池电压检测电路。单片机IC31发来X13和X1调节数字电位计IC23的阻值，数字电位计IC23的阻值高端接电池正极，阻值低端接地。滑动端通过电阻R209导通三极管Q203，电阻R209和R210选的合适，使得三极管Q203只在截止和饱和间切换。因为电池电压接数字电位计IC23阻值高端，固其滑动端电压通过单片机调节数字电位计IC23的阻值可使得三极管Q203导通，导通后三极管Q203集电极为低电平，则单片机IC31通过读T2可知道三极管Q203是否导通，而三极管Q203的导通压降基本固定为0.7V，则单片机通过不断对数字电位计IC23的调节使得三极管Q203恰好导通和恰好截止获得数字电位计IC23滑动端的在三极管Q203导通与否的临界值的两个分压比例再结合三极管Q203的导通压降便可知道目前电池电压的范围。

见图8，核心控制电路及液晶显示和键盘电路部分：核心控制芯片IC31为51系列单片机。按键S301，电容C304及电阻R310连接构成核心控制芯片IC31的复位电路。电容C305、C306及晶振Y301连接为核心控制芯片IC31提供时钟信号。液晶显示芯片IC32为128*64分辨率的液晶显示模块。液晶显示芯片IC32的管脚7-14为数据口，与核心控制芯片IC31的管脚39-44、1-3连接传递数据。液晶显示芯片IC32的管脚4-6为显示控制信号，由核心控制芯片IC31的5，7，12管脚控制。液晶显示芯片IC32的管脚18为偏压控制管脚，管脚19为液晶背光控制管脚。液晶显示芯片IC32的管脚17为复位管脚，由核心控制芯片IC31的脚13控制。核心控制芯片IC31的管脚22控制蜂鸣器P301。8-3编码器IC33的编码输出与核心控制芯片IC31的管脚34、35、36连接。按键S302、S303、S304、S305和S306按下时产生低电平通过8-3编码器IC33的管脚14触发核心控制芯片IC31的中断腿8来通知IC31。核心控制芯片IC31通过读取管脚34、35、36的编码来识别中断来源，从而识别按键。当电池电量不足时，电源管理芯片IC21发出电压低信号触发核心控制芯片IC31中断，使得核心控制芯片IC31关闭开机保持信号。IC31的其余管脚用来控制其它部分的芯片，详见其他部分电路说明。

见图9，激光驱动控制电路及激光头检测电路部分：双路运算放大器IC41，由IC41A，IC41B两部分构成，分别控制两路激光的输出电流，从而控制激光的功率，信号A1来自核心控制芯片IC31的控制双路运算放大器IC41供电端。数字电位计IC42、IC43通过接收来自核心控制芯片IC31的控制信号X11、X12和X1来增加或减少数字电位计的电阻大小。数字电位计IC42、IC43的管脚5为滑动端，与其阻值高端3管脚连接，电位计阻值低端6管脚接地。管脚7为片选端，接地一直片选。J401，J402为两路激光器的插孔，其管脚1为激光器的发光管脚，管脚2为激光器的反馈管脚，管脚3为激光器的公共端。两个激光器的发光管脚1分别通过电阻R409、R410和三极管Q405和Q406的集电极连接，电阻R409、R410用来调节激光管功率的上限值。两个三极管的发射极通过分别通过电阻R412、R413接地。它们起到限流保护作用。

驱动激光及调节功率的过程如下：触发核心控制芯片IC31先根据需要设定数字电位计IC42、IC43的阻值，然后发出信号L2、L3为激光器公共端提供电压VCC2，发出控制信号A1开启双路运算放大器IC41的供电端，使之工作。此时，双路运算放大器IC41输出1、7导通三极管Q405、Q406，使得激光器发光管正常导通路线工作。而由于电阻R402、R404阻值很大，所以分流的电流很小，不会影响激光器的正常工作。同时激光器的反馈管脚通过数字电位计接地。数字电位计IC42、IC43上的电压引入到双路运算放大器IC41的反向输入端，双路运算放大器IC41的同向端接固定电阻R414(R416)，R415(R417)对VCC2的分压。而当IC31调节IC42(IC43)的阻值时，激光器的反馈管和数字电位计IC42、IC43形成的通路的电流会发生变化，从而数字电位计IC42、IC43引入到双路运算放大器IC41输入端的电压会发生变化，则会和双路运算放大器IC41的同向端的电压形成一定压差，使得双路运算放大器IC41的输出端1、7的电位变化，而三极管Q405、Q406处于放大工作状态，因此双路运算放大器IC41的输出1、7的变化会使得三极管Q405、Q406调整集电极与射极间电压，从而间接调整激光器的发光管通路的电流，从而调节发出的激光功率。同时由于电路中这个反馈调节的作用存在，当激光功率发生漂移时，反馈管将会通过数字电位计IC42、IC43的电压通知双路运算放大器IC41调节输出，进而调节发光管的通路电流，将激光漂移的激光功率拉回设定值达到稳定功率的目的。

激光头插入检测部分：电阻R402、R404，R403、R405及三极管Q404、Q407用来检测激光头的插入状态。检测时，核心控制芯片IC31控制L2、L3在激光器公共端供电VCC2，当激光头插入时，由于激光器的发光管导通时有一定导通压降(大于三极管射极导通电压0.7V)，则在此形成一条通路：从VCC2经过激光器发光管再经电阻R402、R404，还有三极管Q404、Q407的射极到地。而且电阻R402、R404，R403、R405取得合适可使三极管Q404、Q407处于饱和状态，其集电极为低电平，则核心控制芯片IC31通过读取T3、T4便可得知此时这条通路是否导通，即可知道激光头此时是否插入。

使用性能：激光头采用635半导体激光器系列，使用寿命为10万小时。3节7号可充电电池充满电后在本机两路激光头同时工作并且功率设置到最大10毫瓦的状态下可以工作4小时左右。整机结构紧凑，可以抵抗一般程度的震动及摔击。

Claims (3)

1、一种家庭医疗保健用激光治疗仪，它设置有壳体、在壳体上组装按键、液晶显示屏，在壳体内设置电池盒和电子电路，其特征是：设置激光头，在壳体上设置激光头插孔；电子电路中设置充电控制电路，充电控制电路的输出部分分别连接电池和充电器检测电路的输入部分，充电器检测电路的输出连接到核心单片机的输入口；电池连接电源管理电路的输入部分，通过电源管理电路的输出部分提供给核心单片机和其他电路，同时电池连接到电压检测电路的输入部分，电压检测电路的输出部分连接到核心单片机的输入口；激光驱动和控制部分是一个反馈控制系统，核心单片机的的输出口分别连接两个功率调节电路的输入，两个功率调节电路的输出连接到激光驱动控制电路的输入部分，激光驱动控制电路的输出分别连接两个激光头，两个激光头分别连接激光头检测电路的输入，再经激光头检测电路输出到核心单片机的输入口；键盘电路与液晶显示电路分别连接核心单片机的相应接口。

2、根据权利要求1所述的家庭医疗保健用激光治疗仪，其特征是：激光驱动控制电路设置有双路运算放大器，分别控制两路激光的输出电流，双路运算放大器的供电端由核心单片机的输出口控制，双路运算放大器的两个输出端分别连接两个三极管的基极，双路运算放大器的其中两个输入端分别连接两个数字电位计的滑动端，另两个输入端接参考电压；两路激光器插孔的发光管脚各自通过一个电阻连接上述各自三极管的集电极，三极管射极连接一个电阻接地。

3、根据权利要求1所述的家庭医疗保健用激光治疗仪，其特征是：激光头检测电路的激光器插孔的发光管脚连接一个三极管的基极，三极管的集电极接一个上拉电阻到供电端，同时连接到核心单片机的输入口，三极管射极接地。

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