【正文】 ........................... 28 半導(dǎo)體紅外激光器及其控制電路 ................................................................ 29 16位鍵盤電路 .......................................................................................................... 30 LED顯示 .................................................................................................................... 31 激光控制電路圖 ....................................................................................................... 32 軟件實現(xiàn) ................................................................................................................... 33 結(jié)論 .......................................................................................................................................... 35 致謝 .......................................................................................................................................... 36 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 37 附錄 A ...................................................................................................................................... 38 附錄 B ...................................................................................................................................... 39 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 1 頁 1 緒論 激光針灸的產(chǎn)生和發(fā)展簡史 針灸的誕生 針灸術(shù)是一種中國也有的治療疾病的方法。 灸法是把燃燒著的艾絨按一定穴位熏灼皮膚，利用熱的刺激來治療疾病 。其端緒甚至可以追溯到距今數(shù)萬年乃至數(shù)十萬年前的舊石器時代。新石器時代，人們制出種類較多而又比較精細(xì)的石器，這才有了適合醫(yī)用的貶石。異法方宜論》中就有針法、灸法起源地的論述，而早在我國先秦時期就奠定了針灸學(xué)臨床和理論基礎(chǔ)。 激光針灸的產(chǎn)生 激光穴位照射，俗稱激光針灸， 是在中醫(yī)經(jīng)絡(luò)理論辯證論思想指導(dǎo)下，采用激光（主要是弱激光）對穴位進(jìn)行照射以達(dá)到防病、治病、保健作用的一種治療方法。 1976年 Plog首先提出以“光針”代替?zhèn)鹘y(tǒng)的針灸針，并研制出 Akuplas 氦氖激光針刺儀，用這種機(jī)器可以治療傳統(tǒng)毫針常治的急性和慢性病。我國第二軍醫(yī)大學(xué)南京軍醫(yī)學(xué)院的研究小組用小功率氦氖激光照射健康人體的血液，發(fā)現(xiàn)紅血球的溶血率稍有增加。而血液中氧的含量會直接影響治療效果，可以促進(jìn)生理和生化反應(yīng)。大致可分為兩步：第一步分物實驗和研究階段，在這一階段中，不管是什么激光器都拿來試 試，看看是否有生物效應(yīng)，大部分是對光生物學(xué)或?qū)刂菩枰私夂苌偎龅墨C奇觀測，具有很大的盲目性。第二步，臨床應(yīng)用階段，通常采用的方法是：①激光穴位照射療效統(tǒng)計，即取數(shù)名確診病人，用激光照射穴位，將治療效果列表，分痊愈、顯效、有效、無效四個級別，從而確定有效率；②分組對比研究，即取數(shù)名病者和健康者，采用激光穴位照射，分別在照射前后測定出兩組人的某些生理生化方面某些指標(biāo)的變化，來對比研究激光針灸的作用機(jī)理；③同一疾病采用激光照 射不同的穴位對比研究，其目的在于找出更能適應(yīng)激光針灸的穴位；④針刺與激光針刺對比研究；⑤激光針灸對人體物理參數(shù)的影響研究。 第三階段：激光針灸醫(yī)療的新時代，當(dāng)這個時期到來時，人們已能很好地了解現(xiàn)有光療的光生物學(xué)基礎(chǔ)，并熟知酶和細(xì)胞的光激活作用和新陳代謝過程。 激光針灸儀的原理和特性 激光針灸儀的分類 在醫(yī)學(xué)上，由于強(qiáng)、弱激光的生物作用機(jī)理不同，所以臨床應(yīng)用時其目的和方法也不同。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 3 頁 1967 年 MesterE 首次發(fā)現(xiàn)了弱激光作用于生物組織產(chǎn)生生物效應(yīng)的現(xiàn)。 激光針灸儀按工作方式分為：連續(xù)波激光治療儀、沖激光治療儀；按工作波段可分為：可見激光治療儀、紅外激光治療儀；按激光器工作物質(zhì)分類：氣體激光治療儀、固體激光治療儀、半導(dǎo)體激光治療儀。如 HeNe 激光針灸治療機(jī)，輸出 2～ 30 mW 不等，輸出小的多用于激光針灸，輸出較大的用于理 療； YAG 激光治療機(jī)，輸出 40～ 100W 不等，這種激光對人體組織穿透能力強(qiáng)，可以產(chǎn)生凝固、碳化、氣化或切割作用，并可用光纖傳輸，與窺鏡配合可進(jìn)入體腔進(jìn)行治療，可用于外科、腫瘤科、口腔科、皮膚科、婦科、泌尿科、神經(jīng)外科、耳鼻喉科、肛腸科、胃腸科及呼吸道系統(tǒng)的治療或手術(shù)；半導(dǎo)體激光器的性能價格比較已往有了很大提高，可連續(xù)輸出功率幾十毫瓦至幾十瓦，而且與其它類型的激光器相比，它有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：體積很小、功耗較低、冷卻方便、壽命較長等，因此半導(dǎo)體激光器正得到越來越廣泛的應(yīng)用，在醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用中也展示了廣闊的前景。按照應(yīng)用和治療的方式不同可分兩大類：一類采用直接照射，另一類是采用光纖和激光針將激光直接導(dǎo)入組織內(nèi)部治療。 HeNe 深部激光針灸儀是針對穴位深部治療的典型，它將波長 nm 的 HeNe 激光經(jīng)由調(diào)制器調(diào)制成矩形波，調(diào)制頻率為 0～ 8 Hz 可調(diào)，調(diào)制激光進(jìn)入光分束器，分成三束， 經(jīng)光纖耦合器耦合到三根單絲光導(dǎo)纖維中，通過光纖連接器進(jìn)入三根激光針灸針中，單根激光針灸針的輸出功率為 ～ mW 連續(xù)可調(diào) [25]。更重要的是，與激光穴位體表照 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 4 頁 射方法相比，對那些需刺入較深的穴位所對應(yīng)的疾病，這種深部激光針灸的療效尤其顯著，例如中風(fēng)后遺癥、坐骨神經(jīng)痛等。 論文的主要研究意義和研究內(nèi)容 隨著科技的發(fā)展，醫(yī)療水平的進(jìn)步，以及對醫(yī)療事業(yè)的重視；現(xiàn)在針灸治療儀走上了一條更科技的道路。 激光針灸儀便是在傳統(tǒng)中醫(yī)針灸的基礎(chǔ)上與現(xiàn)今前沿的激光技術(shù)相集合，它對于臨床醫(yī)學(xué)、醫(yī)療器械的發(fā)展都有著重大的意義。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 5 頁 2 激光 針灸 的醫(yī)學(xué) 效應(yīng) 激光針灸的醫(yī)學(xué)理論概述 激光針灸的 作用 激光與生物體相互作用時，可以引發(fā)許多特有的生物效應(yīng)，如熱效應(yīng)、電磁效應(yīng)、壓力效應(yīng)和生化效應(yīng)等。 從光源上講， HeNe激光、半導(dǎo)體激光、 CO Ar+激光和 N2 激光等都可以作為激光照穴光源。 激光針灸在臨床應(yīng)用上已取得了肯定的療效，對機(jī)體能起到刺激、消炎、止痛和舒張血管等作用。激光照射穴位，直接刺激經(jīng)穴，可起到疏通經(jīng)絡(luò)、宜導(dǎo)氣血、調(diào)和陰陽、補(bǔ)虛瀉實、散痰止痛的作用。它對人體的治療作用與紅外線基本相似，但熱刺激較紅外線弱。 (3)鎮(zhèn)痛作用：實驗證明，急性炎癥早期和中期，局部組織的五羥色胺含量增多，而激光照射以后，可使局部的五羥色胺含量減少釋放出嗎啡樣物質(zhì)，故有鎮(zhèn)痛作用。 激光針灸對皮膚的影響 人體皮膚由于生理結(jié)構(gòu)有很敏感的觸、疼、溫等功能，構(gòu)成一個完整的保護(hù)層。激光照到皮膚時，如其能量（功率）過大時可引起皮膚的損傷，當(dāng)然損傷灶可以由組織修復(fù)，雖然功能有所下降，但不影響整體功能結(jié)構(gòu)，與對眼睛的損傷要輕得多。激光損害皮膚的閾值也很高，各種激光器的輸出能量相差很大，目前使用大功率激光器的范圍很廣泛。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 照射皮膚時使用的激光功率密度（或能量密度）越大，則皮膚受到的損傷越大，二者呈正相關(guān)比例。因此激光損傷皮膚的機(jī)理主要是由激光的熱作用所致。尤其是紅外激光突出，如 CO2激光（汽體激光），皮膚對此類 波長紅外激光吸收率很高，透過率很低，皮膚對CO2激光產(chǎn)生強(qiáng)烈吸收，使皮膚的局部溫度快速升高，極容易造成損害。皮膚對某波長激光的吸收 率越高，受到的損傷也越嚴(yán)重。 紅外激光對皮膚主要作用是熱燒傷，此類激光照射皮膚，功率比較小時而致毛細(xì)血管擴(kuò)張，皮膚發(fā)紅發(fā)熱。相反的是，紫外激光對皮膚的作用主要是光作用。對皮膚危害性最大的紫外光波在 270～ 290nm，波長比 270～ 290nm大的或小的其危害程度都相對地減少。研究表明：波長 600～ 1500 nm的激光，在皮膚組織中有較深的穿透深度，因此，稱這一波段為“治療窗口”。因此，我們認(rèn)為激光針灸的有益刺激主要來源于激光對組織的熱效應(yīng)。生物組織吸收激光輻射后，溫度升高；當(dāng)組織中溫度超過 45176。熱效應(yīng)與曝光范圍和持續(xù)時間關(guān)系密切。同時，激光的作用可降低血漿內(nèi)中分子物質(zhì)的含量增加超氧化物歧 化酶的活性，改善機(jī)體中毒狀態(tài)，從而達(dá)到治療的目的。聚焦激光束焦點(diǎn)上的能量，在短時間轉(zhuǎn)換成熱能 ,同時伴隨有受照射面上物質(zhì)的蒸發(fā) ,組織熱膨脹和組織液從液相到氣相的相變等現(xiàn)象。由這種作用產(chǎn)生的沖擊波是激光致傷的另一原因。戈爾德曼指出：脈沖時程 50毫微秒的 Q開關(guān)激光產(chǎn)生的沖擊波壓力，可大于 10個大氣壓。例如 用紅寶石激光照射小鼠頭部時，發(fā)現(xiàn)頭皮輕度損傷，顱骨和大腦硬膜并無損傷，而大腦本身卻大面積出血，甚至造成死亡。本章將結(jié)合中醫(yī)腧穴、經(jīng)絡(luò)理論來對紅外激光針灸的機(jī)理進(jìn)行研究，并最終在傳統(tǒng)灸療法的基礎(chǔ)上，對應(yīng)用混沌技術(shù)的灸療手法進(jìn)行研究。 由于它位于可見光中紅光的外側(cè)，故而稱之為紅外線。在紅外線中，波長較短的為近紅外線，而遠(yuǎn)紅 外線是紅外線中波長最長的一段紅外線。水的遠(yuǎn)紅外線吸收光為 3微米和 6－ 12微米，動植物的吸收波長為 6－ 12微米，也就是說，生命之源的水和有機(jī)物能夠吸收 3－ 12微米大遠(yuǎn)紅外線。試驗證實， 8－ 14微米的遠(yuǎn)紅外線具有改善微循環(huán)的功能。 紅外線是從物質(zhì)內(nèi)部發(fā)射出來的，物質(zhì)的運(yùn)動是產(chǎn)生紅外線的根源。由此可見，紅外輻射的物理本質(zhì)是熱輻射。特別是熱 輻射的強(qiáng)度及光譜成分取決于輻射體的溫度，也就是說溫度這個物理量對熱輻射現(xiàn)象起著決定性作用。 滲透性（滲透力） ：雖然遠(yuǎn)紅外是屬于光線的電磁波，但在滲透力上與其它可見光不同。這就是遠(yuǎn)紅外線的滲透性。在同一溫度下，輻射體本領(lǐng)越大，其吸收本領(lǐng)越強(qiáng)，兩者成正比關(guān)系，所有含遠(yuǎn)紅外的物體，既可以輻射遠(yuǎn)紅外線，也可以吸收遠(yuǎn)紅外線，輻射與吸收對等，特別是 614微米遠(yuǎn)紅外線和人體表面峰值正相匹配，形成最佳吸收并可轉(zhuǎn)化為人體的內(nèi)能，極為密切影響到人類生命的起源、發(fā)生和發(fā)展，所以我們又稱這一波長 范圍的遠(yuǎn)紅外線為生命光波。 東北大學(xué)秦皇島分校畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 紅外線對人體的作用 人體對紅外線的吸收 紅外線對人體產(chǎn)生有益作用的基礎(chǔ)是基于一個重要的因素，那就是紅外線在人體中的穿透深度和吸收，所謂穿透深度 是指進(jìn)入人體的紅外線的強(qiáng)度下降到起始強(qiáng)度的 50%的深度。 實驗證明，人的皮膚、皮下組織和肌肉內(nèi)的溫度，受遠(yuǎn)、近紅外輻射的影響結(jié)果是有明顯差別的 。從白熾燈、近紅外燈、遠(yuǎn)紅外輻射器及二氧化碳激光（散焦）對離體動物皮標(biāo)本所做的升溫試驗中，大致也得到類似的結(jié)果，即白熾燈的有效穿透深度可接近 1 cm，其它各燈則在 。因此遠(yuǎn)紅外輻射的熱效應(yīng)雖較強(qiáng)烈而作用深度反而不如近紅外輻射，在活體條件下，由于受輻照而產(chǎn)生的熱可通過血液循環(huán)擴(kuò)散到皮下及身體其他遠(yuǎn)隔部位，故紅外輻射的作用深度可超過 1cm。穴位紅外線 療法，雖是利用紅外線的熱輻射直接作用于經(jīng)絡(luò)穴位或阿是穴（壓痛點(diǎn)或病灶部位），但照射后，除了可以使局部血管擴(kuò)張、血流加快外，血流還能把局部的熱量帶給全身，使全身的溫度增高，從而作用于整個機(jī)體。 ：接受紅外照射的肌肉組織溫度升高，微血管擴(kuò)張，血液循環(huán)加快，從而能消散瘀血，促進(jìn)病理代謝產(chǎn)物的排泄。 ：紅外照射可抑制感覺神經(jīng)的異常興奮，故有鎮(zhèn)痛 作用。但必須指出的是，在炎癥的急性期不適用本法，否則不僅會加重疼痛，且可能造成炎癥擴(kuò)散。 生物組織在得不到足夠能量時，便不能正常生長，會誘發(fā)出各種疾病。在紅外線醫(yī)療儀的臨床試驗中也證明，