CN2629745Y - 混沌激光保健医疗仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种混沌激光保健医疗仪，混沌激光保健医疗仪由：1.生物频谱发生器，2.调制器，3.驱动器，4.输出装置，5.电源等部分组成，本实用新型根据混沌学理论、光子的生物效应，以及中华传统医学的经络学说和生物控制论等研究而成的仪器。本实用新型对人体的保健医疗和延年益寿等方面有显著的效果。

Description

混沌激光保健医疗仪

                        技术领域

本实用新型涉及一种医疗器械，特别涉及一种混沌激光保健医疗仪。

                        背景技术

在二十世纪六十年代初激光器问世后，很快就应用到医学领域，发展异常迅速。但弱激光，即功率为毫瓦级的低能量激光，在医学上较广泛的应用却是近二十年的事。所谓弱激光是指激光直接照射生物体时，不会对生物体组织造成不可逆的损伤。换句话说，不会破坏生物体组织，即弱激光具有无伤害性的特点。在国际上，首先由前苏联于八十年代初期开始研制弱激光医疗仪，并于八十年代后期生产出世界上第一台氦—氖弱激光医疗仪。我国于一九***引进该医疗仪，九十年代初期，国内一些医疗器械生产厂家，开始仿制生产该医疗仪，并在许多医院中使用，取得一定的医疗效果。与此同时，国外也有许多厂家相继生产弱激光医疗仪。如英国的达美德公司、美国的康奥公司、德国的视明公司、以色列的ESC Sharplan等公司。不过，到目前为止，国内、外所有生产弱激光医疗仪的厂家，其激光输出一般为连续输出或脉冲输出，均无信号调制。故其医疗适用范围较窄，仅在消炎、消肿、镇痛、伤口愈合等方面有较好的医疗效果，而对神经***调节、心律调节、提高机体免疫功能等方面，医疗效果不是很显著。

                       实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有的弱激光医疗仪输出的光波由于没有信号调制，特别是没有混沌信号调制，而出现医疗适用范围和疗效等方面存在的不足，并根据生物体细胞组织和器官活动的混沌特性，应用混沌学理论和中华传统医学经络学说以及光子的生物效应和生物控制论原理，进行混沌激光保健医疗仪的全新设计。

混沌激光保健医疗仪由生物频谱发生器，调制器，驱动器，输出装置构成。

生物频谱发生器包括有混沌信号发生器、音乐语音发生器、极低频率信号发生器、低频混频器。低频混频器将音乐语音发生器发生的音乐语音信号和极低频率信号发生器产生的极低频信号混频后与混沌信号发生器产生的混沌信号一起输送到调制器，并经驱动器推动输出装置的光输出。

混沌激光保健医疗仪不仅具有现有弱激光医疗仪在消炎、消肿、镇痛、伤口愈合等方面的有益效果，而且在神经***调节、心律调节、提高机体免疫功能等方面也有较好的疗效。如治疗耳鸣、耳聋等均有疗效。

                        附图说明

图1是本实用新型的总体结构框图

图2是本实用新型的混沌信号发生器结构框图

图3是本实用新型的音乐语音发生器、极低频率信号发生器、低频混频器的联接关系框图

图4是本实用新型的极低频率信号发生器原理线路图

                      具体实施方式

本实用新型的核心是生物频谱的产生，包括混沌信号发生器、音乐语音发生器、极低频率信号发生器，产生的生物频谱调制信号经调制器，驱动器，对输出光进行调制。下面结合原理结构框图和示意图对本实用新型的具体实施方式作详细说明：

图1中，1为生物频谱发生器，包括混沌信号发生器6、音乐语音发生器7、极低频率信号发生器8、低频混频器9，它们的联接关系：音乐语音发生器7输出的音乐语音信号与极低频率信号发生器8输出的极低频信号共同输送到低频混频器9，混频后输出的信号与混沌信号发生器6输出的混沌信号一起输送到调制器2，并经驱动器3输出，推动输出装置4的光输出。这样，输出装置4的输出光子同时受到三种信号，即混沌信号、音乐语音信号、极低频信号的共同调制。这种调制的方式属于直接调制，或叫内调制，即，加在激光器的电源按调制信号的规律变化，从而使输出的光强度也按此规律变化。因此，这种调制方式也称为电源调制。

采取上述的具体实施方式是为了实现本实用新型的目的，这是因为：第1，对输出光子进行混沌信号的直接调制后，使其输出光的变化规律具有类随机性，即其行为具有不可预测，将这种输出光作用到生物体时，使生物体的感受器对此刺激不会产生适应性，因此，有用的作用信号不会被滤除。

第2，关于音乐语音信号对生物体的细胞组织和器官的功能具有良好的调节作用，早有实例报导，国内、外有些医院还设有音乐治疗室，可见它具有良好的医疗效果。本实用新型采用，一面对输出光子进行音乐语音调制，再对生物体进行照射，同时用音响设备播出该乐曲，这样在接受光照的同时还能感受到美妙的歌曲，对身心都能起到良好的调节作用。另外，用现代计算机对音乐节奏进行分析表明，音乐的节奏间隔如同健康人的心博一样，具有微小的不规则，即很小的涨落，从来不像完全机械的节拍器那样准确固定不变。这就说明了音乐的节奏间隔具有混沌特性的规律。因此，增加了音乐语音信号的调制和音响的效果，必然会带来对生物体功能调节作用的增强。

第3，生物医学工程理论指出：人体主要器官的生理参数中的频率分布大多数在极低频段，如从0.01Hz到100Hz，因此，对输出光子进行极低频信号的直接调制，使输出光照射到生物体时，提高了生物体器官对光子能量的吸收，从而加强了对生物体功能的调节作用。

图2给出了混沌信号发生器结构框图，它是依据E N Lorenz非线性微分方程组成的电子线路。详细说明如下：

为便于电路实现，将E N Lorenz方程进行标度变换，整理后得：

$\stackrel{.}{U}=\mathrm{\σ}(v-u)\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

$\stackrel{\·}{v}=\mathrm{\ρu}-v-20w\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

$\stackrel{\·}{W}=5\mathrm{uv}-\mathrm{\βw}\·\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

根据以上非线性微分方程组成的电路框图如图2所示。该电路各级的器件为常用的集成电路和电阻电容元件，现就其工作过程作一介绍。图中，6.0级为比较器，输入信号为v和u，信号v由三路分配器6.7输出反馈到比较器6.0的反相输入端，信号u由积分器6.1输出反馈到比较器6.0的同相输入端，这样，比较器6.0输出就满足了方程 $\stackrel{.}{U}=\mathrm{\σ}(v-u)$ 的要求。只要适当调节电路元件参数值，满足6＝16，即可。比较器6.0输出经积分器6.1积分后获得输出信号u，并经三路分配器6.2分别输送到运算放大器6.3、乘法器6.4和乘法器6.9。运算放大器6.3输出信号为ρu，经调节使ρ＝45.6即可。乘法器6.4可选用普通常用的乘法集成电路，如MC1496/MC1596或4302等，为非线性器件，其输入端信号为u和从三路分配器6.12反馈来的信号w，经调节输出为20uw。此信号作为比较器6.5的一路输入信号，另两路输入信号为运算放大器6.3的输出信号ρu和从三路分配器6.7反馈来的信号v。故比较器6.5总输出信号为 $\stackrel{\·}{v}=\mathrm{\ρu}-v-20\mathrm{uw},$ 满足方程组(2)的要求。最后经积分器6.6积分，获得输出信号v，并经三路分配器6.7输送到功率放大器6.8。另一路为获得信号w的通路，其工作过程为：从三路分配器6.2输出的信号u和从三路分配器6.7反馈来的信号v，共同输入到乘法器6.9，其输出为5uv，并与三路分配器6.12反馈来的信号w，共同输入到比较器6.10，获得总输出为W＝5uv-βw经调节β＝4，然后经积分器6.11积分，获得输出信号w，并经三路分配器6.12输送到功率放大器6.13。至此，E N Lorenz非线性微分方程的三个变量u，v，w在电路中均可获得。只要调节电路中有关元件的参数值，使得σ＝16，ρ＝45.6，β＝4，就能获得混沌信号输出。从本电路组成结构看有以下几个特点：一是经过多个反馈回路，这是从电路中获得混沌信号的必要条件，另一是电路必需具有非线性元件，在此前提下，适当调节电路元件参数值，就能使电路出现混沌现象。而且本电路调节容易，工作稳定。

为了获得较大的混沌信号的功率输出，以满足发光器，包括激光器和普通发光器输出功率的要求，为此，需加功率放大器6.8和功率放大器6.13。

图3是本实用新型的音乐语音发生器、极低频率信号发生器、低频混频器的联接关系框图。关于音乐语音信号的产生，本实用新型采用内置和外接两种方法，内置方法是在本装置内部设置已录好音乐语音的集成电路，这种方法优点是简单方便，但音乐语音固定不变，不能由使用者随意选择。外接方法是外接CD机或其它录放机等，只要在装置的面板上加装插口和转换开关K即可，优点是可按使用者的需要任选乐曲等，但价格贵些。关于联接关系说明如下：通过开关K接通外或内音乐语音发生器，将音乐语音信号传送到多路分配器。一路输出到音响电路，驱动扬声器放出乐曲；一路输出到光电耦合器，再传送到低频混频器，与极低频率信号发生器传送来的极低频信号混频后，输出到调制器，并与混沌信号发生器输出的混沌信号，共同对输出光的强度进行调制。

多路分配器、光电耦合器、低频混频器、调制器、功率放大器等电路均为常用普通电路。

图4给出了极低频率信号发生器原理线路图。此电路能产生极低频率的信号输出，如可低到0.001Hz；本电路由于采用集成运算放大器组成振荡电路，故能克服一般用文氏电桥组成的RC振荡电路因电阻值和电容值过大而不能起振的缺点。电路中A₂级反馈回路加了二极管VD₁、VD₂，保证了该电路容易满足起振条件。因为当振荡刚建立时，由于输出电压较小，加在二极管两端的电压较低，因此，流过二极管的电流小，其等效电阻较大。这样就使A₂的增益提高，使振荡所需的振幅条件易于满足；当建立振荡后，输出电压较高，流过二极管的电流增大，使其等效电阻降低，相应的也使A₂增益下降，从而确保了输出的振荡振幅稳定。另外，为满足输出信号的频率可在0.01Hz到100Hz范围内调节，本电路采取调节接在A₁级反相输入端的反馈回路的电阻和电容的数值。

Claims (5)

1.一种混沌激光保健医疗仪，由生物频谱发生器，调制器，驱动器，输出装置构成，其特征在于：所述的生物频谱发生器(1)，包括混沌信号发生器(6)，音乐语音发生器(7)，极低频率信号发生器(8)，低频混频器(9)，所述的音乐语音发生器(7)、极低频率信号发生器(8)产生的音乐语音信号、极低频信号经低频混频器(9)混频后，与混沌信号发生器(6)产生的混沌信号一起输出到调制器(2)，并经驱动器(3)推动输出装置(4)的光输出。

2.根据权利要求1所述混沌激光保健医疗仪，其特征在于：所说的混沌信号发生器是依据E.N.lorenz非线性微方程组成的混沌电子线路实现，E.N.lorenz非线性微分方程经标度变换，整理后为：

$\stackrel{.}{u}=\mathrm{\σ}(v-u)\·\·\·\·\·\·\left(1\right)$

$\stackrel{\·}{v}=\mathrm{\ρu}-v-20\mathrm{uw}\·\·\·\·\·\·\·\left(2\right)$

$\stackrel{\·}{w}=5\mathrm{uv}-\mathrm{\βw}\·\·\·\·\·\·\left(3\right)$

式中σ＝16，p＝45.6，β＝4，由电路相关元件数值获得，

依据上述方程组成的电路由(A)、(B)、(C)三部分构成，(A)部分包括比较器(6.0)、积分器(6.1)、三路分配器(6.2)、运算放大器(6.3)，(B)部分包括乘法器(6.4)，比较器(6.5)、积分器(6.6)、三路分配器(6.7)、功率输出器(6.8)，(C)部分包括乘法器(6.9)、比较器(6.10)、积分器(6.11)、三路分配器(6.12)、功率输出器(6.13)，(A)部分的比较器(6.0)反相输入端信号为三路分配器(6.7)输出的反馈信号v，同相输入端信号为积分器(6.1)输出的反馈信号u，比较器(6.0)输出信号经积分器(6.1)积分后输出信号为u，并经三路分配器(6.2)，分三路输出：一路经运算放大器(6.3)输出到比较器(6.5)：一路输出到(B)部分的乘法器(6.4)，乘法器(6.4)另一输入为三路分配器(6.12)输出的反馈信号w，两者相乘后输出，并与运算放大器(6.3)输出信号和三路分配器(6.7)输出的反馈信号共同输入到比较器(6.5)，经运算后输出到积分器(6.6)，再输出到三路分配器(6.7)，最后输出到功率输出器(6.8)；另一路输出到(C)部分的乘法器(6.9)，乘法器(6.9)另一输入为三路分配器(6.7)输出的反馈信号v，两者相乘后输出，并与三路分配器(6.12)输出的反馈信号w共同输入到比较器(6.10)，经运算后输出到积分器(6.11)，再输出到三路分配器(6.12)，最后输出到功率输出器(6.13)。

3.根据权利要求1所述的混沌激光保健医疗仪，其特征在于：所说的音乐语音发生器是由内、外发生器构成，内发生器由本装置内设的音乐语音集成电路组成，外发生器由外接的CD机或任选一种录放机提供，两种输出通过本装置面板转换开关任选一种，音乐语音信号分两路：一路输送到音响电路，推动扬声器放出乐曲；另一路输送到光电耦合器，与极低频率信号发生器送来的信号共同输送到低频混频器，混频后再输送到调制器。

4.根据权利要求1所述的混沌激光保健医疗仪，其特征在于，所说的极低频率信号发生器由两级集成运算放大器组成的RC正振荡器，A₂级反馈回路接有二级管VD₁、VD₂，其输出信号的频率可在0.01Hz到100Hz范围内调节。

5.根据权利要求1所述的混沌激光保健医疗仪，其特征在于，所述的输出装置(4)，输出直接调制的激光。

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