一种新型腕式外照射激光治疗仪的研制_袁冬冬（可编辑）

一种新型腕式外照射激光治疗仪的研制_袁冬冬（可编辑） ??28 ?? Thesis & Research Report 研究 论著 一种新型腕式外照射激光治疗仪的研制 1 2 2 袁冬冬 ，贺志强 ，王华 峰 ( 广东省医学装备学会，广州 ; 南方医科大学生物医学工程学院，广州 ) 1 510010 2. 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 弱激光为照射，采用型号为 的单片 [ ] 650 nm AT89S52 机，通过4×4 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 [ ] 中国图书资料分类号 ; 文献标识码 文章编号 ( ) [ ] R318.6 TH772.2 [ ] A [ ] 1003-8868 2012 01-0028-03 Development of New Wrist Blood External Radiation Laser Instrument 1 2 2 YUAN Dong-dong , HE Zhi-qiang , WANG Hua-feng 1.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 ×4 matrix keyboard, using the clock chip to provide accurate time standard. Results Liquid crystal display could be used as a normal spreadsheet clock, and 12232 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. Conclusion 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 2011 33 1 28-30] Key word wrist; external radiation laser instrument; weak laser 1 引言 组织 恢复正常状态， 其对人体有以下几个方面显著治疗作 [3] 随着激光与生物组织相互作用的机理与临床应用研究 用 :(1)对中枢神经系统、 自主神经系统和周围神经有明显 的深入和激光技术的发展，激光治疗仪器也得到迅速发展， 的刺激作用;(2 )激光照射穴位、反射区，局部可以引起血管 [1] 扩张，血 流速度加快，改善血液循环;(3 )激光照射骨组织，有 并产生了良好的社会效益和经济效益 。 激光治疗仪通过特 刺激骨 痂生长，促使骨折愈合作用;( )激光照射皮肤组织， 定强度的激光对血液中氧发挥作用，改善微循环，增强体内 4 超氧化物的活性，加强人体的代谢机能，实现净化血液、清 可使成纤维细胞数目增加，加速胶原的形成，加强细胞的新 [2] 生，促进 肉芽组织和毛发生长，进而促进创伤愈合;(5 )激光 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 可引起血液良好变化，如:改变血液流变学性质，改善血流状 践经验而研究开发的家用型便携式激光治疗仪。 它采用 态;抗脂质过氧化;纠正脂代谢异常;改善微循环等作用。 [4] 650 nm 波长的弱激光，通过腕部桡动脉、 内关穴及鼻腔的同 血液照射的激光治疗波长的选择 :650 nm 的低强度激 时照射，使得疗效更确切，携带使用更方便。 光处于血红蛋白吸收光谱，可被血红蛋白强烈吸收。 该强度 2 系统设计 的 激光照射血液能使血红细胞外表脂肪层脱落， 达到令血 2.1 激光血液照射治疗原理 红细胞恢复正常带电性能，降低血粘度、预防和治疗缺血性 激光血液照射的治疗机制是激光中光量子被血液中的 心脑血管疾病的目的。 同时，该强度的激光照射血液后， 由 血细胞，血浆中的蛋白质(包括酶)、脂类等吸收，引起电子向 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 改善血液携氧能力，使细胞利用氧的能力和氧化过程加强， 化学反应。 弱激光不会对生物组织造成损伤，又能促进病灶 从而改善全身供养。 2.2 硬 件电路设计 如 图 所示，新型腕式外照射激光治疗仪的硬件电路主 基金项目:广东省科技 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项目(2009A030200008 ) 1 作者简介:袁冬冬(1968―)， 男，副主任，工程师，主要从事医疗设 备维修 要由 个部分组成: 主控模块、 显示模块、 复位电 7 AT89S52 与管理方面的研究工作， : ;王华锋( ―)， 男， E-mail yuandd@126 1975 路、激光 电路、矩阵键盘模块、精密时钟模块、 电源模块。 主 博士研究生，讲师，主要从事生物医学工程方面的研究工作。 通讯作者:王华峰， : 控模块采用了 AT89S52 系列，该芯片的主要特点是低功耗， E-mail 571611621@ ??医疗卫生装备?? 年 月第 卷第 期 ?? ?? ?? ?? 2012 1 33 1 Chinese Medical Equipment Journal Vol(33 No(1 January 2012 研究论著 Thesis & Research Report ??29 ?? [5-6] 满足了便携式产品的需求 。 图 为 主控电路和 如图 所示， 新型腕式外照射激光治 疗仪一个最大的 2 AT89S52 3 激光发射电路、精密时钟模块。 图 为该激光治疗 仪电源电 优点是可以采用工作电压为 的电源。 使用工作电压体 3 6 V 路，图 为该激光治疗仪 液晶显示模块电路。 现当今社会所倡导的绿色环保节能的理念。 同时，仪器内配 4 12232 置 节 号电池， 以备不时之需。 液晶显示电路如图 所 2 7 4 显示模块 示。 如图 所示， 的矩阵键盘是本设计的亮点之一。 通 5 4×4 复位电路 矩阵键盘模块 过 4 ×4 矩阵键盘可以全天候多次全自动或人为定时照射， AT89S52 主控模块 打破了传统模式的单一性。 人们根据自己的需要设置合适 精密时钟模块 的时间，DS12C887 精密时钟芯片提供精确的时间标准，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 电源模块 液晶显示器支持汉字字符， 使得人机交互十分方便，也体现 [7] 图 新型腕式外照射激光治疗仪电路组成 了设计的人性化 。 1 弱激光发射模块 主控芯片AT89s52 电路 VCC D3 VCC P1 R2 P10 U2 1 1 kΩ P10 1 ( ) ( ) 9 P0.0 P0.0 2 P1.0 T2 AD0 P0.0 激光二极管 P11 2 ( ) ( ) 8 P0.1 P0.1 3 P1. 1 T2EX AD1 P0.1 P12 3 7 P0.2 P0.2 P1.2 (AD2 )P0.2 4 4 6 P0.3 P0.3 ( ) 5 P1.3 AD3 P0.3 P14 5 5 P0.4 P0.4 P1.4 (AD4 )P0.4 6 P15 6 4 P0.5 P0.5 ( ) ( ) 7 P1.5 NOSI AD5 P0.5 P16 7 3 P0.6 P0.6 R ( ) ( ) 8 4 D4 P1.1 P17 8 P1.5 NISO AD6 P0.6 2 P0.7 P0.7 P1.7 (SCK ) (AD7 )P0.7 9 GND 1 kΩ P33 13 1 SCLK Header9 VCC ( ) ( ) P3.3 DNT1 A8 P2.0 红色指示灯 P32 12 P3.2 (DNT0 ) ( ) 2 SID 1 NOT VCC 24 A9 P2.1 3 CS 2 23 GND ( ) NC SQW A 10 P2.2 P35 15 4 3 22 ( ) ( ) NC NC P3.5 T1 A 11 P2.3 C3 P34 14 ( ) ( ) 5 P0.0 4 AD0 NC 21 C3 P3.4 T0 A 12 P2.4 6 P0.1 5 7 20 ( ) AD1 NC 22 μF 22 μF VCC 31 A 13 P2.5 7 P0.2 6 8 19 P33 EA/VPP ( ) AD2 8 IRO A 14 P2.6 C R5 Y1 ( ) 8 P0.3 7 AD3 2 KCSKT 18 VCC A 15 P2.7 1 1 2 XTAL XTAL1 19 P0.4 8 S 17 P17 1 kΩ XTAL XTAL2 18 XTAL1 40 VCC P0.5 9 AD4 D DS 16 VCC C5 XTAL XTAL2 VCC 20 OND P0.6 10 AD5 NC 15 P16 2 1 RST RST 9 OND 10 P3.0 P0.7 11 AD6 R/W 14 P15 P-ST ( ) AD7 A/S RXD P3.0 11 P3.1 12 13 P14 + R6 D5 P12 P37 17 (TXD )P3.1 10 OND CS SN CLK P36 16 P3.7 (RD ) ALEPROG 9 ds12c887 ( ) 1 kΩ P3.6 WR PSEN 1 2 GND 绿色指示灯 3 4 AT89s52 高精度时钟部分 S10 BUTTON GND 图 新型腕式外照射激光治疗仪主 控电路和激光发射、精密时钟电路 2 GND D1 3 4 6 S5 J1 六角 D2 1 2 5 开关 U1 Diode IN4007 VCC R1 1 3 IN OUT GND PWR2.5 GND Res2 + 470 LED1 BT1 + C2 C2 2 Cap Po11 Cap Po11 100 μF 100 μF LM7805CT Battery 电源供电模块 GND 图 激光 治疗仪电源电路 3 2.3 控制软件设计 时，允许报警。 根据系统功能要求，参考已有半导体激光治疗仪控制软 计时子模块是定时器中断服务子程序，如图 ( )所示， 6 b 件资料[8-9] ，该激光治疗仪系统控制软件主要包括主程序、计 主要采用定时器和软件计数器控制来完成 10~20 min(或自 时、选择控制按键、关闭输出控制按键、输出控制按键等 5 己设定所需要的时间)的定时功能。 个功能模块，如图 所示。 控制按键子模块使用外部中断服务子程序， 如图 ( ) 6 6 c 主程序主要是完成初始化与报警监控功能。 如图 ( ) 所示，情况异常时，紧急关闭输出。 是关闭按键，采用外部 6 a S2 所示，其中， 是报警允许标志: 时，禁 止报警; 中断控制，按下 ，关闭输出。 为输出按键，对应芯片中 K0 K0 0 K0 1 S2 S4 ??医疗卫生装备?? 年 月第 卷第 期 ?? ?? ?? ?? 2012 1 33 1 Chinese Medical Equipment Journal Vol(33 No(1 January 2012 ??30 ?? Thesis & Research Report 研究 论著 VCC 12232 液晶显示器模块 S1 S2 S3 S4 SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB GND P3.0 S6 S7 S8 S9 P3.1 SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB JP1 S10 S11 S12 S13 1 P3.2 SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB 2 R3 3 S14 S15 S16 S17 Res Tap SCLK 4 SW-PB SW-PB SW-PB SW-PB 10 kΩ SID 5 P3.3 CS 6 P3.4 12232 液晶 P3.5 P3.6 P3.7 矩阵键盘模块 GND 图 矩阵键盘模块电路 5 图 激光治疗仪液晶显示电路 4 [10-11] 显示 屏推开。 底部孔为红外照射位置 。 3 结束语 现场保护 现场保护 初始化 新型腕式外照射激光治疗仪具备以下优点: 初值赋值 初值赋值 (1) 自动化功用:该激光治疗仪设有全自动开关机及全 堆栈定义 自动定时定量照射治疗功能， 无需人为操作便可全自动照 循环次数减 1 Y 射治 疗。 S2 是否按下, 定时器 N (2 )设计合理:该激光治疗仪定位装置根据人体工效学 数据缓冲 10 min 到否, 报警标记 N 设计，使用舒适、安全、可靠。 Y 位置初始化 ， ， ， …… (3 )节能环保:该激光治疗仪操作程序智能化，整机采 3OH 0 3 6 9 循环次数减 1 用低 功耗节能设计。 K0 检测 置K0 1 N (4 )使用方便:该激光治疗仪体积小巧，佩戴于腕部，对 S4 是否按下, 工作 和学习无影响，可实现随时随地治疗。 N K0 1, N 20 min 到否, Y (5 )疗效显著:腕式激光治疗仪综合桡动脉、 内关穴和 Y 功率输出 鼻腔照射，实现了多部位的照射治疗。 Y 照射指示灯亮 设置K0 1 ，关闭输出 报警、清除标记 [参考文献] 中断返回 中断返回 朱 平 激光血液辐射照治疗手册 北京:人民军医出版社， (a )主程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 (b )计时子程序流程图 (c )控 制按键流程图 [1] . [M]. : 2000 23-28. 图 新型腕式外照射激光治疗仪控制程序框图 6 章 萍 激光医学 郑州:郑州大学出版社， : [2] . [M]. 2007 58-61. 李志远，虞乐华 弱激光血管内照射疗法应用进展 激光杂志， 的 ，按下 ， 置 ，功率按程序要求输出，相应指示 [3] . [J]. P1.0 S4 P1.0 1 灯显示。 2000 (5 ):66-67. 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 2.4 系统外形结构设计 [4] . 脂病人临床研究报告 激光杂志， ( ): 新型腕式外照射激光治疗仪的设计是基于现代滑盖手 [J]. 2001 3 70-71. 华成英，童诗白 模拟电子技术基础 北京:高等教育出版社， 机的外形结构设计，它打破传统的整体设计方法， 采用分部 [5] . [M]. : 1980 429-433. 滑动的设计。 其结构如图 所示，激光治疗仪合上盖，表面 7 郭天祥 新概念 单片机 语言教程 北京:电子工业出版 有 个液晶显示屏、 个红灯， 个绿灯。 滑开上盖， 内部是 [6] . 51 C [M]. 1 1 1 社， : 2009 112-127. 一个4×4 的矩阵键盘， 通过键盘， 可以设置定时照射的 时 李广弟，朱月秀，冷祖祁 单片机基础 版 北京:北京航空航 间。 背后有 个凹槽，类似与手机上挂绳的孔，使用时直接 [7] . [M]. 3 . 2 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 靳孝峰，梁 超 便携式半导体激光治疗仪 安阳工学院学报， [8] . [J]. ( ): 2008 4 1-4. 张扶人 低功率激光血液照射疗法及其新型治疗仪研究 西南 [9] . [J]. 师范大学学报: 自然科学版， ( ): 1995 6 706-710. 王 茁，李颖卓，张 波 机电一体化系统设计 北京:化学工 [10] . [M]. 业出版社， :