・２８・ Ｔｈｅｓｉｓ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔ Ｉ研究论著 一种新型腕式外照射激光治疗仪的研制 袁冬冬 。贺志强 ，王华峰 （１广东省医学装备学会，广州５１００１０；２．南方医科大学生物医学工程学院，广州５１０５１５） ［摘要］ 目的：研制一种新型的腕式外照射激光治疗仪。方法：以６５０ ａｍ弱激光为照射，采用型号为ＡＴ８９Ｓ５２的单片 机．通过４ｘ４矩阵键盘可以全天候多次全自动定时照射，采用时钟芯片提供精确时间标准。结果：在没有照射时液晶 显示器可作为一块正常的电子表使用，１２２３２液晶显示器支持汉字字符，人机交互十分方便，体现了设计的人性化 通 过液晶提示可以在全天２４ ｈ通过矩阵键盘设置照射的次数和时常．程序一旦运行．则启动全自动控制．无需再人为操 作 、结论：该新型腕式外照射激光治疗仪具有疗效显著、功能齐全、节能环保、携带方便等优点。 【关键字】腕式；外照射激光治疗仪；弱激光 ｆ中国图书资料分类号】Ｒ３ｌ８．６：ＴＨ７７２．２［文献标识码】Ａ［文章编号】 １００３—８８６８（２０１２）０１—００２８—０３ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｅｗ Ｗｒｉｓｔ Ｂｌｏｏｄ Ｅｘｔｅｒｎａｌ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｌａｓｅｒ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＹＵＡＮ Ｄｏｎｇ－ｄｏｎｇ ，ＨＥ Ｚｈｉ－ｑｉａｎｇ ，ＷＡＮＧ Ｈｕａ－ｆｅｎｇ ｆ１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００１０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｈｏｏｌ，Ｓｏｕｔｈｅｒｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０５１５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｏｂｊｅｃｔｉｖｅ Ｔｏ ｄｅｖｅｌｏｐ ａ ｎｅｗ ｗｒｉｓｔ ｂｌｏｏｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ．Ｍｅｔｈｏｄｓ Ｔｈｅ ６５０ ｎｍ ｗｅａｋ ｌａｓｅｒ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ＡＴ８９ｓ５２ ｗａｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｃｈｉｐｓ．Ｔｈｅ ａｌｌ—ｗｅａｔｈｅｒ ｒｅｐｅａｔｅｄｌｙ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｉｍｉｎｇ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｒｅａｌｉｚｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ａ ４ ｘ４ ｍａｔｒｉｘ ｋｅｙｂｏａｒｄ，ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｃｌｏｃｋ ｃｈｉｐ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａｃｃｕｒａｔｅ ｔｉｍｅ ｓｔａｎｄａｒｄ．Ｒｔ￣ｍｌｔｓ Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｕｓｅｄ ａｓ ａ ｎｏｒｍａｌ ｓｐｒｅａｄｓｈｅｅｔ ｃｌｏｃｋ，ａｎｄ １ ２２３２ ＬＣＤ ｓｕｐｐｏｒｔｅｄ Ｃｈｉｎｅｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｓ，ｗｈｉｃｈ ｍａｄｅ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｖｅｒｙ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ。ａｌｓｏ ｒｅｆｌｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｈｕｍａｎｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ．Ｔｈｅ ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｉｍｅｓ ａｎｄ ｐｅｒｉｏｄ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｓｅｔ ｂｙ ｔｈｅ ｍａｔｒｉｘ ｋｅｙｂｏａｒｄ ｉｎ ２４ ｈｏｕｒｓ ｔｈｒｏｕｇｈ ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｔｉｐ．Ｏｎｃｅ ｔｈｅ ｐｒｏｇｒａｍ ｗａｓ ｒｕｎｎｉｎｇ，ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ ｗｏｕｌｄ ｓｔａｒｔ ｗｉｔｈ ｎｏ ｌｏｎｇｅｒ ｈｕｍａｎ ａｃｔｉｏｎ．Ｃ，ｏｎｅｌｕｓｉｏｎ Ｔｈｅ ｎｏｖｅｌ ｗｒｉｓｔ ｂｌｏｏｄ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ｈａｓ ｍａｎｙ ｒｅｍａｒｋａｂｌｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｓｕｃｈ ａｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｃｕｒａｔｉｖｅ ｅｆｆｅｃｔ，ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎｓ，ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｃａｒｒｙｉｎｇ． 【Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１ １，３３（１）：２８－３０】 Ｋｅｙ ｗｏｒｄ ｗｒｉｓｔ；ｅｘｔｅｒｎａｌ ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ；ｗｅａｋ ｌａｓｅｒ １ 引言 随着激光与生物组织相互作用的机理与临床应用研究 组织恢复正常状态，其对人体有以下几个方面显著治疗作 用［３１：（１）对中枢神经系统、自主神经系统和周围神经有明显 的刺激作用；（２）激光照射穴位、反射区，局部可以引起血管 的深入和激光技术的发展，激光治疗仪器也得到迅速发展， 并产生了良好的社会效益和经济效益ｌ】１。激光治疗仪通过特 定强度的激光对血液中氧发挥作用，改善微循环．增强体内 扩张，血流速度加快，改善血液循环；（３）激光照射骨组织，有 刺激骨痂生长，促使骨折愈合作用；（４）激光照射皮肤组织， 可使成纤维细胞数目增加，加速胶原的形成，加强细胞的新 生，促进肉芽组织和毛发生长，进而促进创伤愈合：（５）激光 可引起血液良好变化，如：改变血液流变学性质，改善血流状 态；抗脂质过氧化；纠正脂代谢异常；改善微循环等作用。 血液照射的激光治疗波长的选择［４１：６５０ ｎｍ的低强度激 光处于血红蛋白吸收光谱，可被血红蛋白强烈吸收。该强度 超氧化物的活性．加强人体的代谢机能．实现净化血液、清 除血液毒素，调节机体免疫力的治疗效果【 。本研究研制的 一种新型腕式激光治疗仪．是根据激光医学原理及临床实 践经验而研究开发的家用型便携式激光治疗仪。它采用 ６５０ ａｍ波长的弱激光，通过腕部桡动脉、内关穴及鼻腔的同 时照射．使得疗效更确切，携带使用更方便。 ２ 系统设计 ２．１ 激光血液照射治疗原理 激光血液照射的治疗机制是激光中光量子被血液中的 血细胞，血浆中的蛋白质（包括酶）、脂类等吸收，引起电子向 的激光照射血液能使血红细胞外表脂肪层脱落，达到令血 红细胞恢复正常带电性能，降低血粘度、预防和治疗缺血性 心脑血管疾病的目的。同时．该强度的激光照射血液后，由 于血红细胞外表脂肪层脱落．细胞膜通透性能改善，可明显 高能级跃迁，使相应分子进入激发状态．进而发生一系列光 化学反应。弱激光不会对生物组织造成损伤，又能促进病灶 基金项目：广东省科技计划项目（２００９Ａ０３０２００００８） 作者简介：袁冬冬（１９６８一），男，副主任，工程师，主要从事医疗设备维修 与管理方面的研究工作，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｕａｎｄｄ＠１２６．ｃｏｎ；王华锋（１９７５一），男， 博士研究生，讲师，主要从事生物医学工程方面的研究丁作。 通讯作者：王华峰．Ｅ－ｍａｉｌ：５７１６１１６２１＠ｑｑ．ｃｏｎ 改善血液携氧能力，使细胞利用氧的能力和氧化过程加强， 从而改善全身供养 ２．２硬件电路设计 如图１所示，新型腕式外照射激光治疗仪的硬件电路主 要由７个部分组成：ＡＴ８９Ｓ５２主控模块、显示模块、复位电 路、激光电路、矩阵键盘模块、精密时钟模块、电源模块。主 控模块采用了ＡＴ８９Ｓ５２系列，该芯片的主要特点是低功耗， ・医疗卫生装备・２０１２年１月第３３卷第１期 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ・Ｖｏ１．３３・Ｎｏ．１・Ｊａｎｕａｒｙ・２０１２ ・３０・ Ｔｈｅｓｉｓ＆Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｒｅｐｏｒｔ Ｉ研究论著 Ｖｃｃ １２２３２液晶显示器模块 工 ，＿ 譬．．詈 Ｐ３．０厂１Ｗ—Ｐ — ｒ１Ｗ—Ｐ — ｒ丽～Ｐ — ｗ—Ｐ 一 军一一ｓ ，。＿。Ｏ Ｐ３．１厂蜀一Ｐ 一 厂菊一Ｐ 一 一 Ｏ。＿＿一Ｐ３．２ Ｊ ＳＷ—ＰＢ 一ｓ ３ Ｉ 一ＳＰＰ — Ｂ ｓ ｒ蚤一Ｐ 一 厂 一Ｐ 一 ｒ前一Ｐ 一 厂齑一 一 一 —ｓ 一Ｐ 一 厂萧一Ｐ — 一Ｐ 一 ｒ葡一Ｐ 一ｓ Ｐ３．４ Ｐ３．５ Ｐ３．６ Ｐ３．７ 矩阵键盘模块 图５矩阵键盘模块电路 图４激光治疗仪液晶显示电路 显示屏推开。底部孑Ｌ为红外照射位置［１Ｏ－ｌｌ】。 ３结束语 新型腕式外照射激光治疗仪具备以下优点： （１）自动化功用：该激光治疗仪设有全自动开关机及全 自动定时定量照射治疗功能，无需人为操作便可全自动照 射治疗。 （２）设计合理：该激光治疗仪定位装置根据人体工效学 设计，使用舒适、安全、可靠。 （３）节能环保：该激光治疗仪操作程序智能化，整机采 用低功耗节能设计。 ｌ循环次数减１ ｌ ／人＼Ｎ ｏｍｉｎ到否 ＼／ ●Ｙ ｌ循环次数减１ ｌ 由 设置ＫＯ＝Ｉ．关闭输出 （４）使用方便：该激光治疗仪体积小巧，佩戴于腕部，对 工作和学习无影响，可实现随时随地治疗。 （５）疗效显著：腕式激光治疗仪综合桡动脉、内关穴和 鼻腔照射，实现了多部位的照射治疗。 【参考文献】 （ａ）主程序流程图 （ｂ）计时子程序流程图 （ｃ）控制按键流程图 ［１ Ｊ朱平．激光血液辐射照治疗手册［－Ⅵ］．北京：人民军医出版社， ２０００：２３—２８． 图６新型腕式外照射激光治疗仪控制程序框图 【２】章萍．激光医学【Ｍ］．郑州：郑州大学出版社，２００７：５８—６１． 的Ｐ１．０，按下Ｓ４，Ｐ１．０置１，功率按程序要求输出，相应指示 灯显示。 ２．４系统外形结构设计 ［３】李志远，虞乐华．弱激光血管内照射疗法应用进展［Ｊ１＿激光杂志， ２０００（５）：６６－６７． 【４】孙成芝，杨加文，邵英启．低能量氦氖激光血管内照射治疗高血 脂病人临床研究报告［Ｊ】．激光杂志，２００１（３）：７０—７１． ［５】华成英，童诗白．模拟电子技术基础［Ｍ】．北京：高等教育出版社， １９８０：４２９—４３３． 新型腕式外照射激光治疗仪的设计是基于现代滑盖手 机的外形结构设计，它打破传统的整体设计方法．采用分部 滑动的设计。其结构如图７所示，激光治疗仪合上盖，表面 有１个液晶显示屏、１个红灯，１个绿灯。滑开上盖，内部是 一［６ 郭天祥．新概念５１单片机Ｃ语言教程［６］Ｍ］．北京：电子工业出版 社．２００９：１１２—１２７． 个４ｘ４的矩阵键盘，通过键盘，可以设置定时照射的时 间。背后有２个凹槽，类似与手机上挂绳的孔，使用时直接 【７】李广弟，朱月秀，冷祖祁．单片机基础［Ｍ】．３版．北京：北京航空航 天大学出版社，２００７：１３—１８． 用绳子套上去就可以了。采用滑盖模型，需要用键盘时可将 ［８］靳孝峰，梁超．便携式半导体激光治疗仪［Ｊ１．安阳工学院学报， ２００８（４）：１－４． ４ｐ ｑｌ ｌ￣ ［１０】王一［９］张扶人．低功率激光血液照射疗法及其新型治疗仪研究ｆＪ］．西南 师范大学学报：自然科学版，１９９５（６）：７０６—７１０． 茁，李颖卓，张波．机电一体化系统设计【Ｍ】．北京：化学工 业出版社．２００５：２７—２８． ［１１］胡仁喜，王渊峰，刘昌丽．ＡｕｔｏＣＡＤ２００７三维造型实例教程【Ｍ】． 北京：机械工业出版社．２００７：１２２—１３５． （收稿：２０１１－０４—２０修回：２０１１－０８—０８） 图７腕式外照射激光治疗仪的外形结构设计 ・医疗卫生装备・２０１２年１月第３３卷第１期 Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｊｏｕｒｎａｌ・Ｖｏ１．３３・Ｎｏ．１・Ｊａｎｕａｒｙ・２０１２
