半导体激光牙科治疗仪

　　一、概述

　　半导体激光治疗仪,是90年代初国外发展起来的一种激光医疗系统。光源采用镓铝砷(GaAlAs)半导体激光二极管,输出功率百毫瓦量级,属于低功率激光。低功率激光与外科手术用激光不同,低功率激光被组织吸收后产生的热能和化学能非常小,小到不会伤害组织,却能起到对机体产生刺激调整作用。专利文献(US005445146A)对于使用低功率激光照射机体后观察到的组织和细胞的某些生理学机理进行了详细报导。主要是:改善微循环系统,抑制平滑肌紧张,增加毛细血管血流量,减少血小板凝聚,减少血液中缓冲物质聚集,减少血脂氧合作用产物,稳定血红细胞损伤指数,增强抗凝血酶活性系数,增加组织渗透性,减少水肿和血肿,在细胞中已看到线粒体产生更多的ADP和ATP,增强了细胞膜的Ca和Na泵作用,对于神经元首先增加了破碎的和完好的神经的运动电位,增加了供血量和神经轴突数,抑制创伤组织,增加神经膜渗透性,增加了RNA和DNA产量,产生了单分子氧,它对细胞再生起着重要作用,恢复由神经损伤造成的病理学退化,增强了血细胞杀菌作用,消炎止痛,基本上杜绝了感染,促进渗出物的吸收,加快伤口的愈合.

　　二、结构原理

　　半导体激光治疗仪是激光、电子、光学技术的综合应用。它采用镓铝砷(GaAlAs)激光二极管、LED红光指示、硬光纤输出耦合、电子定时、功率实时监测等技术。原理框图如下。

　　治疗仪整机设计采取了集成块结构,由四部分组成,每一部分的连接都采用了多头接插件,防止松动或脱落,这样设计有利于维修和更换。

　　(1)面板和触摸键

　　选择轻触摸凸有感键,该种选择是鉴于医疗仪器安全可靠的要求,触模凸有感键使操作者确信已经开始了某一功能。这样设计的另一个好处是触模凸有感键完全封闭在面板中,避免潮湿和灰尘的影响,比普通的开关按键更安全可靠。面板和触模键颜色设计得柔和明快,对比度鲜明般配。

　　(2)控制和显示板

　　该板的设计主要完成两大功能,一是实现或完成面板触摸键发出的各种指令,二是给出功率实时监测的显示。鉴于可靠,简便,经济三方面的考虑,对完成第一类功能的设计,采用了模拟电子线路,鉴于要求显示≥130mW的激光功率,采用了3位半的数字显示电路。

　　(3)主电源板

　　主电源板由四部分组成。第一部分是12V、5V供电电源;第二部分是定时电路,它给出了30s,60s,120s定时及CW(连续工作)状态;第三部分是功率检测电路,第四部分是激光电源,为了避免半导体激光二极管的击穿损坏:激光电源的稳流精度优于3‰,并采取了消除瞬间脉冲,短路保护等措施。由于光功率输出达到额定功率时,通过激光管的工作电流一般都很大,为了防止激光管因瞬时电流过大而损坏,在电源电路中采取了慢启动技术,使开启激光经过一段时间(100ms)延迟后,才能达到给定的工作电流值。稳功率输出,是通过光电管PD、运算放大器A和三极管Tr组成的功率负反馈来实现。参见原理电路图2。