一种可产生时变光强输出的光子治疗装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种可产生时变光强输出的光子治疗装置，涉及医疗设备技术领域。该装置包括调强信号发生器、强度调制模块、电流驱动模块、光子能量模块；所述调强信号发生器用于产生控制信号，所述控制信号是根据预先设定的光强输出模式转化而来的随时间变化的电信号；所述强度调制模块用于对控制信号进行调制编码，调制编码后的控制信号可改变电流强度，使电流驱动模块输出的电流强度与其保持一致的时变特性；所述电流驱动模块用于驱动光子能量模块输出光源。本发明专利技术通过时变的光能量输出，减少了非时变光能量可能使被照射组织因适用而降低疗效的可能，也减小了因长时间连续恒定照射可能引起的局部生物组织接收光能量过高造成的组织损伤。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种可产生时变光强输出的光子治疗装置，涉及医疗设备
。该装置包括调强信号发生器、强度调制模块、电流驱动模块、光子能量模块；所述调强信号发生器用于产生控制信号，所述控制信号是根据预先设定的光强输出模式转化而来的随时间变化的电信号；所述强度调制模块用于对控制信号进行调制编码，调制编码后的控制信号可改变电流强度，使电流驱动模块输出的电流强度与其保持一致的时变特性；所述电流驱动模块用于驱动光子能量模块输出光源。本专利技术通过时变的光能量输出，减少了非时变光能量可能使被照射组织因适用而降低疗效的可能，也减小了因长时间连续恒定照射可能引起的局部生物组织接收光能量过高造成的组织损伤。【专利说明】-种可产生时变光强输出的光子治疗装置
本专利技术涉及医疗设备
，特别涉及一种可产生时变光强输出的光子治疗装 置。
技术介绍
1963年Goldman等人用激光有效治疗了皮肤病，从而揭开了光子治疗技术在医疗 领域的应用与推广，目前光子治疗已经普遍应用在眼科、外科妇科、耳鼻喉科、心脑血管科 等领域，为人类在疾病治疗方面做出突出的贡献。 光子治疗仪治疗疾病的基本原理就是用到一定能量密度的光子辐射，使人体辐射 部位组织产生一系列的生物效应。不同实验室的研究结果证实，光子治疗仪主要通过光热 效应、光压效应、光化效应、生物刺激效应、强电磁场效应等对生物组织产生治疗效果。在生 物组织中观察到的疗效包括：有效促进ATP酶的生成，增强细胞的新陈代谢；提高红细胞携 氧能力，以及增强组织对氧的利用；提高机体的代谢机能，改善微循环，降低体内中分子物 质；增强体内超氧化物（S0D)的活性，清除组织中的毒素、自由基；使糖元含量增加，蛋白合 成和三磷酸腺苷分解增加，从而加快细胞的新生速度，促进伤口和溃疡的愈合；增强白血球 的吞噬作用，提高机体的免疫能力。光子的生物效应机理及医学上的临床应用已经被各国 学者所认同并确认其有真实的疗效。 光子治疗仪器大多采用恒定强度的光子辐射（以下简称光强）输出方式，如中国 专利多波长激光治疗系统（CN203389229U)公开了一种由信号控制模块、电源驱动模块、恒 流控制模块、激光输出模块以及显示模块等构成光子治疗仪，它的治疗头输出的功率恒定 不变，组织通过连续接收强度一定的光子辐射引起组织的反应来取得一定的治疗效果。为 了实现不同的治疗模式，现有的光子治疗产品都设置了不同的档位来调节不同的治疗强 度，即每个档位通过改变电路参数获得不同的光强输出，但每个档位下光子治疗仪照射强 度保持恒定，如中国专利CN100374172C公开了一种通过选择按钮来选取不同的调节档位， 并通过调节相应的电位器来实现光子输出峰值的变更。 虽然恒定光强输出的光子治疗模式被广泛采用，但长时间的恒定光强照射治疗方 式也存在一些不足，如被照射组织吸收过多的光能量会造成组织局部温度过高，可能引起 组织热损伤。为此，又出现了脉冲输出的光子治疗模式，即光子治疗仪的输出以"有一无一 有一无……"的状态交替工作，在"有"状态光子治疗仪以恒定光强输出作用于生物组织，在 "无"状态光子治疗仪无光照作用于生物组织，如中国专利光子治疗仪（CN203315562U)提 出一种高强度脉冲治疗仪，通过脉冲式的输出去除皮肤深层的色素；美国专利US8480719 提出了一种脉冲在1到500微秒，脉冲占空比为0. 01 %到0. 5%的高脉冲治疗方式对组织 进行治疗；另一个美国专利US8444683提出一种脉冲式的，单个光子脉冲持续时间小于热 量在神经组织中传导扩散时间的方式刺激神经组织，通过不断重复刺激促进神经组织的修 复。 脉冲式与连续式相比，脉冲式治疗模式包括有光输出和无光输出两个状态，"无" 状态时，组织将在"有"状态吸收的光能进行转换和传递，利于组织温度内部的传导，减小 对组织造成损伤的风险。Ilic等在研究中发现峰值功率为750wM/cm2脉冲照射神经组织， 不会引起组织的损伤，但等效能量的连续照射则引起神经功能的缺失。Kymp 1 〇va等经过 大量样本实验研究发现脉冲式治疗比连续恒定式治疗更能促进伤口愈合及组织的修复。 LapchakPA等在研究两种治疗方式的差异性时发现虽然两种治疗方式都能促进线粒体产生 更多的ATP，连续恒定照射的方式能提高ATP的水平但是在同一个时间窗内不能回归到没 有治疗时的基线状态；脉冲式的照射能够使ATP的达到一个较高的水平同时也能够使其在 同一个时间窗内回到没有治疗时的基线水平。 连续式和脉冲式的治疗方式都能在一定程度上对某些疾病起到一定的治疗效果， 但是也存在一定不足。Gigo-Benato等在研究中发现长时间的连续或脉冲照射治疗都会导 致疗效指标下降；Sushko的研究发现红光和近红外照射初期可明显缓解疼痛，但长期照射 使缓解疼痛的疗效降低。这可能与生物组织的适应性有关，即长时间接受相同模式的刺激， 生物组织会"习惯"这些刺激能量使响应水平下降，类似的情况在生物电刺激中也被观察 至IJ，如侯丽婷等在研究电刺激外周神经发现，随着刺激时间的延长镇痛效果会逐渐降低。事 实上，生物组织适应治疗模式的根本原因是在治疗期间，连续照射在任何时刻到达生物组 织的光子能量是恒定的；虽然脉冲照射是按"有一无"交替工作，但在不同的周期到达生物 组织的能量还是恒定的。要降低生物体对光子治疗的适应性，需要设计开发一种时变的光 能量输出模式，即生物组织在不同时间窗内获得的光刺激能量是变化的。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种可产生时变光强输出的光 子治疗装置，其光能量输出随时间而变，通过控制电路驱动光源在不同时间窗输出非重复 光能量，使生物组织在不同时刻都在接受新的照射模式。 本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的： 一种可产生时变光强输出的光子治疗装置，包括调强信号发生器、强度调制模块、 电流驱动模块、光子能量输出模块，以及电源模块和显示控制模块； 所述调强信号发生器用于产生控制信号，所述控制信号是根据预先设定的光强输 出模式转化而来的随时间变化的电信号； 所述强度调制模块用于对控制信号进行调制编码，调制编码后的控制信号可改变 电流强度，使电流驱动模块输出的电流强度与其保持一致的时变特性； 所述电流驱动模块用于驱动光子能量模块输出光源，并使输出光源的光强随电流 强度改变而改变，从而保证实际输出的光子能量随时间变化的特性符合预先设定的光强输 出模式； 所述电源模块为各个模块提供工作所需电能，所述显示控制模块用于显示各个模 块的工作状态，并通过操作界面对工作进行包括启动、停止、参数改变的人工干预。 进一步的，所述光子能量输出模块用于提供强度随时间变化的红光或红外光光 源。 进一步的，所述光子能量输出模块采用LED阵列或发光芯片。 进一步的，所述强度调制模块采用脉宽调制编码电路对控制信号进行调制编码。 进一步的，所述调强信号发生器产生的控制信号为随时间变化的连续电信号或脉 冲电信号。 进一步的，所述调强信号发生器按预先设定的光强输出模式产生随时间变化的连 续电信号时，该电信号需要通过输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可产生时变光强输出的光子治疗装置，其特征在于：包括调强信号发生器、强度调制模块、电流驱动模块、光子能量输出模块，以及电源模块和显示控制模块；所述调强信号发生器用于产生控制信号，所述控制信号是根据预先设定的光强输出模式转化而来的随时间变化的电信号；所述强度调制模块用于对控制信号进行调制编码，调制编码后的控制信号可改变电流强度，使电流驱动模块输出的电流强度与其保持一致的时变特性；所述电流驱动模块用于驱动光子能量模块输出光源，并使输出光源的光强随电流强度改变而改变，从而保证实际输出的光子能量随时间变化的特性符合预先设定的光强输出模式；所述电源模块为各个模块提供工作所需电能，所述显示控制模块用于显示各个模块的工作状态，并通过操作界面对工作进行包括启动、停止、参数改变的人工干预。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：侯文生，赵鹏，吴小鹰，桑攀逢，周平，王刚林，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;85