一种多波段光谱治疗仪论文和设计-杨浩亮

全文摘要

本实用新型公开了一种多波段光谱治疗仪，属于医疗设备技术领域，治疗仪包括开关控制柜、灯头以及连接灯头与开关控制柜的支臂，关键在于：所述的灯头包括依次排列的左灯头单元、中间灯头单元及右灯头单元三部分，中间灯头单元与支臂连接，左灯头单元与中间灯头单元之间、右灯头单元与中间灯头单元之间都是借助旋转轴连接且旋转轴与中间灯头单元之间设置有自锁结构，使左灯头单元和右灯头单元都具有竖向的旋转自由度，旋转轴为中空的管状结构，旋转轴的侧壁上开设有进线孔，旋转轴内部的空腔形成为灯头的走线腔。可以根据治疗部位的不同形状进行相应的改变，方便人体各部位的照射治疗，可以提高治疗效果，结构简单，操作方便。

主设计要求

1.一种多波段光谱治疗仪，包括开关控制柜(3)、灯头(1)以及连接灯头(1)与开关控制柜的支臂(2)，其特征在于：所述的灯头(1)包括依次排列的左灯头单元(1-1)、中间灯头单元(1-2)及右灯头单元(1-3)三部分，中间灯头单元(1-2)与支臂(2)连接，左灯头单元(1-1)与中间灯头单元(1-2)之间、右灯头单元(1-3)与中间灯头单元(1-2)之间都是借助旋转轴(1-4)连接且旋转轴(1-4)与中间灯头单元(1-2)之间设置有自锁结构，使左灯头单元(1-1)和右灯头单元(1-3)都具有竖向的旋转自由度，旋转轴(1-4)为中空的管状结构，旋转轴(1-4)的侧壁上开设有进线孔，旋转轴(1-4)内部的空腔形成为灯头的走线腔。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：所述的左灯头单元(1-1)和右灯头单元(1-3)在中间灯头单元(1-2)的左右两侧对称设置，左灯头单元(1-1)和右灯头单元(1-3)沿左右方向的长度都小于中间灯头单元(1-2)沿左右方向的长度，左灯头单元(1-1)和右灯头单元(1-3)沿前后方向的长度都等于中间灯头单元(1-2)沿前后方向的长度。

3.根据权利要求1所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：所述的支臂(2)包括摇臂(2-2)、水平设置的支撑臂(2-1)，支撑臂(2-1)的一端借助第一转轴(2-3)与开关控制柜(3)形成转动配合、另一端连接有与其形成转动配合的第二转轴(2-4)，摇臂(2-2)的一端借助第一横轴(2-5)与第二转轴(2-4)铰接使摇臂(2-2)具有竖向的旋转自由度，摇臂(2-2)的另一端借助第三转轴(2-6)与中间灯头单元(1-2)铰接，第二转轴(2-4)与摇臂(2-2)之间设置有气弹簧。

4.根据权利要求1所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：所述的左灯头单元(1-1)、右灯头单元(1-3)和中间灯头单元(1-2)结构相同，都是包括壳体及设置在壳体内的LED光源模组，LED光源模组包括紫外LED、红光LED和红外LED，紫外LED的发光波长为305-315nm，红光LED的发光波长为600-760nm，红外LED的发光波长为760-1000nm；开关控制柜(3)包括底部带有万向轮的柜体(3-1)、设置在柜体(3-1)内的电控模块(3-2)、以及设置在柜体上方的触控屏(3-3)和键盘(3-4)，电控模块(3-2)包括开关电源(3-21)、PLC控制器(3-22)和LED驱动电源(3-23)，LED驱动电源(3-23)包括与紫外LED连接的紫外电源、与红光LED连接的红光电源以及与红外LED连接的红外电源，触控屏(3-3)和键盘(3-4)的输出端都与PLC控制器(3-22)的输入端连接，PLC控制器(3-22)的输出端同时与紫外电源、红光电源和红外电源连接。

5.根据权利要求4所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：在柜体(3-1)顶部固定有连接轴(3-5)，触控屏(3-3)与连接轴(3-5)铰接使触控屏(3-3)与柜体(3-1)扣合或分离，触控屏(3-3)与柜体(3-1)扣合形成为键盘(3-4)的防护罩。

6.根据权利要求4所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：所述的柜体(3-1)上设置有抽屉，抽屉内装有打印机和骨密度测试仪，骨密度测试仪的输出端与PLC控制器(3-22)的输入端连接，PLC控制器(3-22)的输出端与打印机连接。

7.根据权利要求4所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：所述的柜体(3-1)内壁上固定有支撑架。

8.根据权利要求4所述的一种多波段光谱治疗仪，其特征在于：所述的紫外LED、红光LED、红外LED所占的百分比分别为2％-5％、45％-60％、35％-50％。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于医疗设备技术领域，涉及到一种多波段光谱治疗仪。

背景技术

传统的紫外光源以水银灯和特殊烧制的荧光粉灯为主，使用波段太宽，有较高红斑效应波段的紫外线极易对人体造成伤害，所以不宜用于人体医疗。随着紫外LED(UV-LED)的出现及技术应用的推广，使得在“安全紫外”范围的紫外LED用于医疗器械成为可能。

《骨折愈合学》中讲到前苏联学者首先发现，采用紫外线照射骨折部位后，可使骨痂生长加快、骨折愈合过程缩短。

随着人口老龄化时代的到来，骨质疏松症作为一种退化性的老年疾病，逐步成为影响人类健康的重大问题，尤其是骨质疏松导致的颈部及椎体、关节的骨折，严重影响了老年人群的健康和生活质量，并增加了死亡率。

目前骨质疏松症治疗主要采取药物疗法，如双磷酸盐、钙剂、维生素D、降钙素、雌激素等，对于提升骨密度效果不太明显，而且药物治疗存在不少不良反应及副作用。

所以，开发一种多波段光谱治疗仪已成为该领域的重要课题。现有治疗仪的灯头形状都是固定的，无法根据治疗部位的不同形状进行相应的改变，会影响治疗效果。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术的缺陷，设计了一种多波段光谱治疗仪，可以根据治疗部位的不同形状进行相应的改变，方便人体各部位的照射治疗，可以提高治疗效果，结构简单，操作方便。

本实用新型所采取的具体技术方案是：一种多波段光谱治疗仪，包括开关控制柜、灯头以及连接灯头与开关控制柜的支臂，关键在于：所述的灯头包括依次排列的左灯头单元、中间灯头单元及右灯头单元三部分，中间灯头单元与支臂连接，左灯头单元与中间灯头单元之间、右灯头单元与中间灯头单元之间都是借助旋转轴连接且旋转轴与中间灯头单元之间设置有自锁结构，使左灯头单元和右灯头单元都具有竖向的旋转自由度，旋转轴为中空的管状结构，旋转轴的侧壁上开设有进线孔，旋转轴内部的空腔形成为灯头的走线腔。

所述的左灯头单元和右灯头单元在中间灯头单元的左右两侧对称设置，左灯头单元和右灯头单元沿左右方向的长度都小于中间灯头单元沿左右方向的长度，左灯头单元和右灯头单元沿前后方向的长度都等于中间灯头单元沿前后方向的长度。

所述的支臂包括摇臂、水平设置的支撑臂，支撑臂的一端借助第一转轴与开关控制柜形成转动配合、另一端连接有与其形成转动配合的第二转轴，摇臂的一端借助第一横轴与第二转轴铰接使摇臂具有竖向的旋转自由度，摇臂的另一端借助第三转轴与中间灯头单元铰接，第二转轴与摇臂之间设置有气弹簧。

所述的左灯头单元、右灯头单元和中间灯头单元结构相同，都是包括壳体及设置在壳体内的LED光源模组，LED光源模组包括紫外LED、红光LED和红外LED，紫外LED的发光波长为305-315nm，红光LED的发光波长为600-760nm，红外LED的发光波长为760-1000nm；开关控制柜包括底部带有万向轮的柜体、设置在柜体内的电控模块、以及设置在柜体上方的触控屏和键盘，电控模块包括开关电源、PLC控制器和LED驱动电源，LED驱动电源包括与紫外LED连接的紫外电源、与红光LED连接的红光电源以及与红外LED连接的红外电源，触控屏和键盘的输出端都与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端同时与紫外电源、红光电源和红外电源连接。

在柜体顶部固定有连接轴，触控屏与连接轴铰接使触控屏与柜体扣合或分离，触控屏与柜体扣合形成为键盘的防护罩。

所述的柜体上设置有抽屉，抽屉内装有打印机和骨密度测试仪，骨密度测试仪的输出端与PLC控制器的输入端连接，PLC控制器的输出端与打印机连接。

所述的柜体内壁上固定有支撑架。

所述的紫外LED、红光LED、红外LED所占的百分比分别为2％-5％、45％-60％、35％-50％。

本实用新型的有益效果是：将灯头分成左灯头单元、中间灯头单元及右灯头单元三部分，可以根据治疗部位的形状对灯头形状进行相应的改变，将左灯头单元和右灯头单元向下翻转所需角度即可，自锁结构使得左灯头单元和右灯头单元可以保持在所需的位置不动，这种灯头可方便人体各部位的照射治疗，可以提高治疗效果，结构简单，操作方便。将灯头的连接线隐藏在旋转轴内，整体更加整齐美观。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型中开关控制柜的结构示意图。

图3为本实用新型中灯头和支臂的结构示意图。

附图中，1代表灯头，1-1代表左灯头单元，1-2代表中间灯头单元，1-3代表右灯头单元，1-4代表旋转轴，2代表支臂，2-1代表支撑臂，2-2代表摇臂，2-3代表第一转轴，2-4代表第二转轴，2-5代表第一横轴，2-6代表第三转轴，3代表开关控制柜，3-1代表柜体，3-2代表电控模块，3-21代表开关电源，3-22代表PLC控制器，3-23代表LED驱动电源，3-3代表触控屏，3-4代表键盘，3-5代表连接轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型做详细说明：

具体实施例，如图1、图2和图3所示，一种多波段光谱治疗仪，包括开关控制柜3、灯头1以及连接灯头1与开关控制柜的支臂2，所述的灯头1包括依次排列的左灯头单元1-1、中间灯头单元1-2及右灯头单元1-3三部分，中间灯头单元1-2与支臂2连接，左灯头单元1-1与中间灯头单元1-2之间、右灯头单元1-3与中间灯头单元1-2之间都是借助旋转轴1-4连接且旋转轴1-4与中间灯头单元1-2之间设置有自锁结构，使左灯头单元1-1和右灯头单元1-3都具有竖向的旋转自由度，旋转轴1-4为中空的管状结构，旋转轴1-4的侧壁上开设有进线孔，旋转轴1-4内部的空腔形成为灯头的走线腔。

本实用新型可以改变左灯头单元1-1与中间灯头单元1-2之间的夹角、右灯头单元1-3与中间灯头单元1-2之间的夹角并使左灯头单元1-1和右灯头单元1-3保持在该位置不变，自锁结构的具体形式有很多种，例如，将销轴穿过中间灯头单元1-2与旋转轴1-4顶紧起到自锁的作用；在旋转轴1-4上套装固定一个齿轮，在中间灯头单元1-2内也固定一个齿轮，将两个齿轮啮合在一起也可以起到自锁的作用。

左灯头单元1-1、右灯头单元1-3和中间灯头单元1-2结构相同，都是包括壳体及设置在壳体内的LED光源模组，LED光源模组包括紫外LED、红光LED和红外LED，紫外LED的发光波长为305-315nm，红光LED的发光波长为600-760nm，红外LED的发光波长为760-1000nm，紫外LED、红光LED、红外LED所占的百分比分别为2％-5％、45％-60％、35％-50％；开关控制柜3包括底部带有万向轮的柜体3-1、设置在柜体3-1内的电控模块3-2、以及设置在柜体上方的触控屏3-3和键盘3-4，电控模块3-2包括开关电源3-21、PLC控制器3-22和LED驱动电源3-23，LED驱动电源3-23包括与紫外LED连接的紫外电源、与红光LED连接的红光电源以及与红外LED连接的红外电源，触控屏3-3和键盘3-4的输出端都与PLC控制器3-22的输入端连接，PLC控制器3-22的输出端同时与紫外电源、红光电源和红外电源连接。PLC控制器3-22采用220V继电器式，例如，型号为西门子S7-200的PLC控制器。

通过PLC控制器3-22控制LED驱动电源3-23可以实现单种光谱治疗、任意两种光谱治疗及三种光谱同时治疗。操作者可以通过操作触控屏3-3，选择需要输出的指令(光线、时间、运行或停止等)，通过PLC控制器3-22控制LED驱动电源3-23，也就是控制LED光源模组，触控屏3-3上显示照射治疗的方式，结构简单，操作方便。

左灯头单元1-1和右灯头单元1-3在中间灯头单元1-2的左右两侧对称设置，左灯头单元1-1和右灯头单元1-3沿左右方向的长度都小于中间灯头单元1-2沿左右方向的长度，左灯头单元1-1和右灯头单元1-3沿前后方向的长度都等于中间灯头单元1-2沿前后方向的长度。确保三个灯头单元都能够很好地起到照射作用，以获得更好的治疗效果。

作为对本实用新型的进一步改进，所述的支臂2包括摇臂2-2、水平设置的支撑臂2-1，支撑臂2-1的一端借助第一转轴2-3与开关控制柜3形成转动配合、另一端连接有与其形成转动配合的第二转轴2-4，摇臂2-2的一端借助第一横轴2-5与第二转轴2-4铰接使摇臂2-2具有竖向的旋转自由度，摇臂2-2的另一端借助第三转轴2-6与中间灯头单元1-2铰接，第二转轴2-4与摇臂2-2之间设置有气弹簧。当患者躺在病床上时，不用移动开关控制柜3，通过支承臂2-1的水平旋转、摇臂2-2的上下摆动，就可以使灯头1照射到人体的不同部位，操作简单方便。

第一转轴2-3可以带动支撑臂2-1在水平方向旋转，支承臂2-1的水平旋转范围为0～180°，可以满足不同身高人的使用需求，而且这样对电线有保护的作用(如果设计成无限旋转，则有可能因为人使用的疏忽，旋转多圈而折断电线)。第二转轴2-4可以带动摇臂2-2在水平方向旋转±170°。第一横轴2-5可以带动摇臂2-2在竖向上旋转，向上45°、向下60°，通过手拉灯头1，可以满足随拉随停(通过第二转轴2-4与摇臂2-2之间安装的气弹簧来实现)的要求。

第三转轴2-6的下端与灯头1固定连接，形成360°转动，第三转轴2-6的上端与摇臂2-2形成转动配合，第三转轴2-6可以带动灯头1在水平方向旋转，旋转范围为0-360°，并且还可以调节照射头本身的角度，可以随拉随停，大幅度的旋转范围使灯头1朝向非常灵活。

作为对本实用新型的进一步改进，在柜体3-1顶部固定有连接轴3-5，触控屏3-3与连接轴3-5铰接使触控屏3-3与柜体3-1扣合或分离，触控屏3-3与柜体3-1扣合形成为键盘3-4的防护罩。需要使用时，将触控屏3-3抬起，不用时，将触控屏3-3扣合在柜体3-1上，并将键盘3-4隐藏在触控屏3-3下方，可以避免误操作。

作为对本实用新型的进一步改进，柜体3-1上设置有抽屉，抽屉内装有打印机和骨密度测试仪，骨密度测试仪的输出端与PLC控制器3-22的输入端连接，PLC控制器3-22的输出端与打印机连接。使柜体3-1内的空间得到充分利用，同时可以及时对患者的骨密度进行检测，并将检测结果打印出来，使得治疗过程更加方便。

作为对本实用新型的进一步改进，柜体3-1内壁上固定有支撑架，使柜体更加稳固，支撑架为钢结构，设置在柜体的内部，整体外形更加美观。

本实用新型在具体使用时，紫外LED采用96颗，电路设计为串并混合结构4串24并(即每4个紫外LED串联形成为一个小组，再把24个这种小组并联形成的电路)，电源要求输出电压为30V，紫外LED的驱动电源输出电流可调且最大输出电流为480mA，方便在仪器生产过程中的调试；红光LED采用256颗，电路设计为串并混合结构8串32并(即每8个红光LED串联形成为一个小组，再把32个这种小组并联形成的电路)，电源要求输出电压为20V，电流要求为640mA；红外LED采用192颗，电路设计为串并混合结构16串12并(即每16个红外LED串联形成为一个小组，再把12个这种小组并联形成的电路)，电源要求输出电压为25V，电流要求为240mA。

本实用新型将灯头1分成左灯头单元1-1、中间灯头单元1-2及右灯头单元1-3三部分，可以根据治疗部位的形状对灯头1的形状进行相应的改变，将左灯头单元1-1和右灯头单元1-3向下翻转所需的角度即可，例如左灯头单元1-1和右灯头单元1-3都向下翻转90°，使灯头1成为开口朝向下方的U形结构，自锁结构使得左灯头单元1-1和右灯头单元1-3可以保持在所需的位置不动，这种灯头1可方便人体各部位的照射治疗，可以提高治疗效果，结构简单，操作方便。将灯头1的连接线隐藏在旋转轴1-4内，整体更加整齐美观。灯头1的壳体外表面设置有硅胶条，这样灯头1的照射窗表面不会与人体直接接触，既可以保证照射窗离人体的距离，又可以避免人体直接与灯头1接触而被烫伤。

灯头1中的紫外光、红光及红外光直接照射皮肤，其中中波紫外线可使皮肤上的7-脱氢胆固醇转变成维生素D3，维生素D3可促进小肠对钙磷的吸收，调节钙磷代谢，参与骨代谢过程，增进骨对骨盐的吸收，直接促进骨的加速形成与钙化。红光和红外光可改善血液循环，加快转换后的维生素D3和钙磷的吸收，提高组织的新陈代谢和改善骨组织的营养，有利于钙的吸收和骨营养的改善。该治疗仪对原发性骨质疏松症及其引起的腰背疼痛或周身骨骼疼痛有较好的治疗作用，对促进伤口愈合、骨折患者提早恢复有明显的效果，具有较高的社会和经济效益。

设计图

一种多波段光谱治疗仪论文和设计

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