全方位多轨迹的激光灸疗仪的研制--《上海交通大学》2012年硕士论文
全方位多轨迹的激光灸疗仪的研制
【摘要】：艾灸是一种物理和药理结合的中医疗法,也是传统中医疗法的重要组成部分。艾灸起源于中国古代,是利用由艾草制成的艾绒燃烧来治病养生的方法。艾灸疗法的应用范围十分广泛,用于内科、外科、妇科、儿科、五官科疾病等,尤其对乳腺炎、前列腺炎、颈椎病、糖尿病等有特效。
但是在传统的艾灸过程中,其治疗安全得不到保障,治疗过程复杂,劳动量大,治疗效率低,灸疗过程中产生的烟雾会污染环境等问题。因此,现代化的灸疗仪器的研制是非常必要的,也是今后医疗行业发展的必然趋势。
目前市场上的激光灸疗器械存在以下问题:艾灸治疗所依据的中医机理没有统一,激光照射强度的控制方法并不理想,灸疗仪器不能完全实现全自动施灸,存在激光安全问题等。为了解决上述问题,本课题研究了艾灸和激光灸的机理,并研制了二款新型的全方位多轨迹激光灸疗仪器,提出了大型激光针灸疗仪的设计思路。
本论文主要包括以下内容:
(1)艾灸和激光灸疗的医学机理研究。艾灸是一个多因素作用的过程,其作用机理较为复杂,人们还没有形成统一的定论。本文首先测量了2种不同的常用艾条燃烧时光谱的波长,以此做参考来选择激光器的类型;再对艾条燃烧的空间温度场进行分析;进行了艾灸和激光灸疗的疗效实验研究;分别对激光照射离体组织和模拟活体组织的温度场研究。
(2)激光灸疗仪的设计。基于上述的实验研究,选取808nm半导体激光为光源,采用光纤输出,二次开发金橙子激光控制系统,设计振镜系统和多自由度的仪器机械结构,并开发温度反馈系统来保证治疗安全。
(3)小型化激光灸疗仪的设计。为了使仪器结构更简单、操作更方便、成本更低廉,本课题采用MSP430单片机作为控制芯片,设计了硬件、软件系统,开发新振镜系统,改进插补算法,并研制了小型样机。
(4)现代化大型高端的自寻经多光谱全自动激光针灸疗仪设计思路。为了提高激光灸疗仪的治疗功能、治疗效果和治疗效率,本文提出了激光针灸灸疗仪的全新设计思路,并开始搭建实验平台,已申报上海市科委重点项目。
【关键词】：
【学位授予单位】：上海交通大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2012【分类号】：TH789;R245【目录】：
摘要3-5ABSTRACT5-9第一章 绪论9-17 1.1 课题的背景以及研究的意义9-11 1.2 激光灸疗仪的研究现状11-14
1.2.1 激光灸疗仪的种类11-12
1.2.2 激光灸疗仪的研究现状12-14 1.3 本课题的研究内容14-17第二章 艾灸和激光灸疗的机理研究17-37 2.1 引言17-18 2.2 艾条燃烧的光谱波长18-20 2.3 艾灸燃烧温度场20-21 2.4 艾灸和激光灸的医疗效果研究21-27
2.4.1 动物模型构建22
2.4.2 艾灸和激光灸疗效22-27 2.5 激光照射组织的温度场模拟研究和实验验证27-35
2.5.1 激光照射离体猪肝组织的温度场有限元分析27-30
2.5.2 激光照射模拟活体猪肝组织的温度场有限元分析30-31
2.5.3 激光照射离体猪肝组织的温度场测量实验31-32
2.5.4 激光照射模拟活体猪肝组织的温度场测量实验32-33
2.5.5 数据对比及结论33-35 2.6 本章小结35-37第三章 激光灸疗仪的设计37-46 3.1 引言37 3.2 激光器37-39 3.3 激光控制系统39-40 3.4 温度反馈设计40-43 3.5 灸疗仪的机构设计43-44 3.6 本章小结44-46第四章 小型激光灸疗仪46-69 4.1 引言46 4.2 单片机控制系统46-55
4.2.1 单片机结构49-51
4.2.2 单片机电路设计51-55 4.3 开发环境55-57 4.4 振镜系统设计57-63
4.4.1 振镜系统原理58-60
4.4.2 电机控制60-63 4.5 多轨迹的实现63-68
4.5.1 插补原理64-67
4.5.2 算法实现67-68 4.6 本章小结68-69第五章 大型激光针灸疗机69-80 5.1 引言69-70 5.2 多光谱激光束设计70-73 5.3 病床设计73-74 5.4 激光束的调制74-75 5.5 穴位和经脉的图像采集和显示控制75-78 5.6 本章小结78-80第六章 总结与展望80-83 6.1 全文总结80-81 6.2 创新点81 6.3 课题展望81-83参考文献83-87致谢87-88攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利申请88-90
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