光学伤口治疗仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗器械,尤其涉及伤口治疗仪。适用于瘫痪病人、糖尿病人的皮肤溃疡及各种常见烧伤、烫伤、创伤、外伤的临床康复治疗。
【背景技术】
[0002]生物创面溃疡愈合是一个非常复杂的过程,包括炎性期、增生期和修复期3个阶段,各个阶段互相重叠、互相影响,涉及到的细胞包括血小板、炎性细胞、血管内皮细胞、成纤维细胞、上皮细胞等。愈合期间经常由于治疗护理不当,伤口强度降低,血管生成减少,伤口愈合不良,小溃疡导致更深溃疡的事情时有发生,甚至还会进一步引发并发症,这样,不仅会导致病程延长,耗费巨大,还会面临截肢以切断感染的基本组织和骨头的危险。难以愈合的伤口严重影响个人的生活质量,也可以导致情绪受损。皮肤伤口在成年人中比较常见。伤口的发生率似乎随着人口预期寿命的增长而增加。这类病患近年来在中老年人群中呈上升趋势。如何促进创面快速愈合,降低其致残率和治疗费用,是医学领域研究的课题之一。
[0003]作为伤口管理重要助手,超声波治疗和电疗等物理治疗同样在临床中被引用。这些疗法似乎是有利的,但它们有局限性,并不能总是取得令人满意的结果。在治疗这些病变的方法中低强度的光疗是一个很显著的治疗途径。
[0004]该疗法主要是采用了低能量激光(LASER)或发光二极管(LED)作为光设备,选用适当波长、适当剂量的光照射生物组织,经激光照射后,可使细胞内Ca2+浓度增高,进而激活细胞内蛋白质的合成。不同细胞(白细胞、成纤维细胞、角化细胞等)被激活后会产生不同生理效应(杀菌活性、合成蛋白质和细胞因子、细胞增生),达到不同方面的临床治疗效果。同时激光照射亚硝酰基血红蛋白复合物(NO —血红蛋白及细胞色素C 一 NO)可以使其释放出游离的NO,NO能够使血管扩张,增加血流,改善血液循环,这也有利于伤口的愈合。
[0005]目前,关于低强度激光照射在伤口愈合等方面的应用还存在争议,一方面因为其作用效果不稳定性,这与其本身强烈依赖光学参数有关,包括不同的波长、功率密度、能量密度、辐照频率(连续波还是脉冲波)、辐照时间以及在临床上的治疗次数、治疗间隔等,也可能与生物机体自身的光学性质、机能特点等有关,或者与这两方面都有关系,而针对于不同生物机体或机体的不同状态、不同症状如何选择合适的照射参数,则需要进一步研究低强度光的生物作用机制和规律。另一方面也因为现在激光居高不下,影响普及。
【发明内容】
[0006]—般来说,光波长越长穿透能力越强,不同的波长可以穿透皮肤组织到达不同的位置,同时被人体组织中不同的色基所吸收。
[0007]研究表明,150nm?380nm(紫外线)穿透距离小于0.1mm,390?470nm(蓝紫色到深蓝色)穿透距离约0.3mm,475?545nm(蓝色到绿色)穿透距离约0.3mm?0.5mm,545?600nm(黄色到澄色)穿透距离约0.5mm?Imm,600?650nm(红色)穿透距离约Imm?2mm,650?950nm(深红-近红外线)穿透距离约2mm?3mm,950?1200nm(近红外线)穿透距离约Imm0
[0008]光的吸收主要是依赖于波长和主要组织的发色团(血红蛋白和黑色素)。红色光被线粒体内细胞色素C氧化酶吸收,而红外波长是由特定的蛋白质的细胞膜直接吸收,两种途径导致相同的光生物反应。吸收波长小于600nm。因为这些原因,红光和近红外光的光谱中存在有一个治疗窗口。在对580?860nm光谱进行分析时,发现了四个活跃的光谱区域,2个红色(613.5?623.5nm,667.5?683.7nm)和个2近红外(峰从750.7?772.3nm,812.5?846nm)。人体组织的血红蛋白对这些波段的附近的光吸收是红外线最少,光的组织穿透性强。这些光可最大化的深入组织内部发挥治疗作用,对加速伤口愈合有积极的作用,而波长730和980nm则影响较小,这可以用发色团对不同波长光具有不同的吸收特性来解释。在临床上它们常被用于治疗深层的皮肤组织结构,例如皮脂腺。
[0009]实验研究表明,清除创面分泌物,生理盐水清洁创面,然后调整光学参数并选用直径4cm的光斑以连续波方式照射创面进行弱光治疗。根据伤口创面大小分区照射,每个光斑照射5分钟,照射完毕以无菌敷料包扎创面。治疗每日I次,10日为一个疗程,疗程间间隔5日。研究结果证实,功率密度范围为3.5mW/cm2?(5mW/cm2?12.38mW/cm2?)20mW/cm2,能量密度范围为2.IJ/cm2?(3J/cm2?7.43J/cm2?)12J/cm2,波长分别选633nm/635nm/688nm/810nm/833nm照射伤口可改善创面肉芽组织的微循环,使肉芽组织血流量以及毛细血管长度和面积密度增加,这些都使血管生长因子分泌量增高,从而促进创面新生血管的生长与创伤的愈合。并以10mW/cm2,2.1?2.4J/cm2效应最佳。另外实验表明,照射次数与治疗效果呈现抛物线效应,即当照射次数达到极大值后,再继续增加次数,刺激作用反而减弱,甚至变成抑制作用。
[0010]糖尿病伤口因为血流量下降,伤口感染是一个主要问题。最近研究发现,蓝色光照射也可以显著地影响生物系统,蓝色光在光动力学治疗(PDT)中用于治疗位于表皮的皮损。蓝紫光波长410nm具有清除感染效果,预防与治疗伤口感染和缓解疼痛。蓝色光波长主峰425nm?475nm,至今仍然是光疗最好的光源,波长450?460nm光线能被胆红素能充分吸收,470nm波长光线明显降低耐甲氧西林金黄色葡萄球菌均数(MRSA),具有抑制细菌效果。
[0011]在治疗感染伤口时,建议采用多种色光综合照射方式来提高疗效,400?490nm蓝色光进行杀菌,清除感染;600?690nm红色光进行浅层组织修复,加快组织愈合过程;780?970nm近红外光进行深层组织修复。
[0012]由于光刺激效应主要与波长、照射剂量和照射方式有关,而相干光的条件不是必须的。所以在相干性、光强、波长、实用性、和价格等方面,LED以它固有的优势,完全有可能在未来的生物学领域逐步替代目前的低能量半导体LASER光疗。
[0013]为了解决现有技术中问题,结合上述研究成果,本发明提供了一种光学伤口治疗仪。包括壳体及设置在壳体内或壳体上的控制器主体、光源以及散热片等。控制器主体设有微处理器和光学参数调节键,根据不同生物机体或机体的不同状态、不同症状,灵活选择合适的光照射参数。光源为低功率激光灯或超亮LED灯。所述光源包括三种色光:第一种为蓝色可见光,波段为400nm?490nm,杀菌,清除感染;第二种为红色可见光,波段为600?690nm,浅层受伤组织修复,促进肉芽组织成熟,加快愈合;第三种为近红外光,波段为780?970nm,改善血液循环,深层受伤组织修复,促进肉芽组织成熟,提升愈合。
[0014]作为本发明的进一步改进,所述光源为低功率激光灯源或超亮LED灯源。
[0〇15] 作为本发明的进一步改进,第一种光源的波长为405nm或410nm或415nm或425nm或435nm 或 442nm 或或445nm\4 或 447 或或 450 或454nm 或457nm 或 460nm 或 465nm 或 470nm 或480nm或488nm。
[0016]作为本发明的进一步改进,第二种光源的波长为607nm或615nm或622nm或627nm或633nm 或 635nmnm 或 640nm 或 655nm 或 660nm 或 670nm 或 685nm 或 690nm 或 700nm。
[0017]作为本发明的进一步改进,第三种光源的波长为785nm或810nm或825nm或830nm或845nm或 852nm或 880nm或 885nm或 915nm或 940nm或 946nm或 965nm。
[0018]作为本发明的进一步改进,采用三种色光综合照射方式,400?490nm蓝色光,清除感染、抑制杀菌,促进炎症吸收;600?690nm红色光,修复浅层受伤组织,促进肉芽组织成熟,加快愈合过程;780?970nm近红外光,改善血液循环,修复深层受伤组织,促进肉芽组织成熟,提升愈合速度。
[0019]作为本发明的进一步改进,设有微处理器和光学参数选择调节键。可根据不同生物机体或机体的不同状态、不同症状,灵活选择合适的功率密度、能量密度、光照频率(连续波还是脉冲波)、光照时间等光照参数去照射受伤组织部位即而影响生物系统。
[0020]作为本发明的进一步改进,光照频率
,分为常亮、慢闪、快闪三种,其中,慢闪采用500mS脉宽、1:1占空比的连续脉冲;快闪采用200mS?300mS脉宽、1:1占空比的连续脉冲;光照时间,首先蓝色光连续照射2分钟后熄灭,接着红色光连续照射20分钟后熄灭。此专利包括但不限于以上定义的参数。
[0021]作为本发明的进一步改进,设有锂充电电池及充电管理系统,S卩2A/H锂充电电池及充电管理1C,还包括过流、过压保护系统,智能散热系统等。
[0022]作为本发明的进一步改进,设有红色、绿色LED状态指示灯。红色点亮表示低电量;红色闪烁表示充电进行中;绿色表示充电结束。
[0023]本发明的有益效果是:
[0024]有效清除感染、抑制细菌,促进炎症吸收、镇痛。改善血液循环,促进肉芽组织成熟,修复受伤组织,显著提升了伤口的愈合速度。
[0025]1.只需清除创面分泌物,用生理盐水清洁创面,即可直接进行光学治疗,免去使用敷料的麻烦。
[0026]2.降低使用成本,全民普及。由于光刺激效应主要与波长、照射剂量和照射方式有关,而相干光的条件不是必须的。在不影响愈合效果的大前提下,蓝色光可考虑采用峰值波长更稳定、发光强度高、半波带宽更窄、单色性能好、方向性好的超亮LED灯进行杀菌消炎处理。
[0027]3.提升愈合速度。采用三种色光综合照射方式,不但具有清除感染、抑制细菌、促进炎症吸收、镇痛的效果,而且改善血液循环、促进肉芽组织成熟,使皮肤细胞以3?5倍的增长速度加速受伤组织恢复,显著提升受伤组织愈合速度。
[0028]4.操作简单,大大减少医疗与复康护理人员的工作量。由于具有光照调节功能。可根据不同生物机体的不同状态、不同症状,灵活选择合适的光照参数去照射受伤组织部位。大大减轻护理人员的工作强度,减少工作量。
【附图说明】
[0029]图1是本发明光学伤口治疗仪立体结构示意图;
[0030]图2是本发明光学伤口治疗仪俯视结构示意图;
[0031]图3是本发明光学伤口治疗仪仰视结构示意图;
[0032]图4是本发明光学伤口治疗仪右视结构示意图;
[0033]图5是本发明光学伤口治疗仪的线路框图。
【具体实施方式】
[0034]下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0035]如图1至图5所示,图1至图4是本发明光学伤口治疗仪的结构示意图;图5是本发明光学伤口治疗仪的线路框图。图中,
[0036]①顶盖同PCBA、底盖一起完成组装。
[0037]②电源开关/模式复合键长按:开/关机;短按:模式设置。
[0038]③LED状态指示灯
[0039]红灯常亮:电量不足;红灯闪亮:充电;绿灯亮:结束充电。
[0040]④光照参数调节键10档光源强度/3档光照频率。
[0041]⑤蓝色治疗灯源兼系统指示灯
[0042]清除感染、抑制细菌,促进炎症吸收、镇痛。
[0043]蓝色灯a: 400nm?490nm低功率激光灯;
[0044]蓝色灯b: 400nm?490nm超亮LED灯
[0045]⑥红色治疗灯源改善血液循环,促进肉芽组织成熟,修复组织。
[0046]红色灯a: 600nm?690nm低功率激光灯;
[0047 ]红色灯 b: 600nm ?690nm 超亮 LED 灯。
[0048]⑦条形散热槽散发热量,延长灯体使用寿命。
[0049]⑧定位孔通过螺丝将顶盖和下盖连接,完成整体组装。
[0050]⑨USB插座锂电池充电外接端口,便于用户充电。
[0051]⑩底盖同PCBA、顶盖一起完成组装。
[0052]本发明提供的是一种简单实用、安全、经济有效的光学伤口治疗仪。其包括壳体及设置在壳体内或壳体上的控制器主体、光源以及散热片等。
[0053]长按①键开机,治疗灯瞬间点亮后熄灭。短按①键,进入光照模式设置,根据不同生物机体或机体的不同状态、不同症状,通过④键,进行功率密度、能量密度、光照频率(连续波还是脉冲波)、光照时间等光照参数设置。比如,光照频率分为常亮、慢闪、快闪等三种。其中,慢闪采用500mS脉宽、1:1占空比的连续脉冲;快闪采用200mS?300mS脉宽、1:1占空比的连续脉冲。光照时间,首先蓝色治疗灯连续照射2分钟后熄灭,接着红色治疗灯连续照射20分钟后熄灭。此专利包括但不限于以上定义的参数。
[0054]③中红色LED灯常亮表示电量不足;红色LED灯闪亮表示充电中;绿色LED灯长亮表示充电结束。
[0055]控制器主体内置有⑤超亮LED灯和⑥低功率激光灯作为治疗灯,蓝光波长400nm?490nm,蓝光进行杀菌,清除感染;红光波长600?690nm,红光进行浅层修复,加快组织愈合过程。
[0056]控制器主体还设有锂充电电池及充电管理系统,S卩2A/H锂充电电池及充电管理1C,有过流、过压保护系统,智能散热系统。
[0057]以上示例为本发明的基本实施方式,但本发明的实施方式并不受上述示例的限制,其他的版本方式以及任何未背离本发明精神实质与基本原理的改变、替代、组合、简化、修饰等,均应视为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种光学伤口治疗仪,其特征在于:包括壳体及设置在壳体内或壳体上的控制器主体、PCB板、光源以及散热片,控制器主体包括微处理器,控制器主体设有光学参数调节键,所述光源包括三种,第一种波长为400nm?490nm ;第二种波长为600?690nm ;第三种波长为780?970nm。2.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:所述光源为激光光源或为LED灯光源。3.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:第一种光源波长为405nm或410ηηι??ξ415ηηι??ξ425ηηι??ξ435ηηι??ξ442ηηι??ξ445ηηι??ξ447ηηι??ξ450ηηι??ξ454ηηι??ξ457ηηι??ξ460ηηι??ξ465nm或470nm或480nm 或488nm。4.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:第二种光源的波长为607nm或615nm或 622nm或 627nm或 633nm或635nmnm或640nm或 655nm或660nm或670nm或685nm或690nm或700nm。5.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:第三种光源的波长为785nm或810nmS825nmS830nmS845nmS852nmS880nmS885nmS915nmS940nmS946nmS965nm。6.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:光源光照频率分为常亮、慢闪、快闪三种,其中,慢闪采用500mS脉宽、1:1占空比的连续脉冲;快闪采用200mS?300mS脉宽、1:1占空比的连续脉冲。7.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:设有锂充电电池及充电管理系统。8.根据权利要求7所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:锂充电电池及充电管理系统为2A/H锂充电电池及充电管理1C。9.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:还包括与微处理器连接的过流、过压保护电路、智能散热系统。10.根据权利要求1所述的光学伤口治疗仪,其特征在于:内置与微处理器连接的红色、绿色LED状态指示灯。
【专利摘要】本发明提供了一种光学伤口治疗仪,其包括光源、控制器主体、PCB板以及顶盖、底盖、散热片等相关结构件。内置有蓝色(400nm~490nm)、红色(600nm~690nm)、近红外(780nm~970nm)三种类型低功率激光灯或超亮LED灯光源,采用了综合照射治疗方式,不仅具有清除感染、抑制细菌、促进炎症吸收、镇痛的效果,而且还能改善血液循环、促进肉芽组织成熟,使皮肤细胞以3~5倍的速度增长,显著提升受伤组织愈合速度。本发明设有光照调节功能,可根据不同生物机体或机体的不同状态、不同症状,灵活选择合适的光照参数去照射受伤组织部位即而影响生物系统。这样大大减轻了护理人员的工作强度,减少工作量。
【IPC分类】A61N5/06, A61N5/067
【公开号】CN105498096
【申请号】CN201510960598
【发明人】杨国强, 谭志华
【申请人】金进科技(深圳)有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月18日