光子治疗仪的改进设计及实验研究

发布时间：2017-08-30 00:00

  本文关键词：光子治疗仪的改进设计及实验研究

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【摘要】：光子治疗技术作为一种无创、无副作用的物理治疗方式,通过将不同波长的光线照射组织引起组织内部细胞色素团、线粒体等分子一系列的生物效应。这些生物效应具有促进组织伤口愈合、消除炎症、缓解肌肉组织疲劳以及促进组织修复等功效,因此光子治疗技术广泛应用皮肤科、康复科疾病的治疗。目前市场上的光子治疗产品照射治疗模式大多数为光强连续恒定输出,部分产品带有脉冲治疗模式。组织长期接受同样的光刺激后会出现一定的适应性,这种适应性会大大减弱光子技术治疗疾病的效果。针对这一现状,本文设计出一种具有多种模式治疗模式输出光强时变的新型光子治疗系统。本文首先对实验室前期开发的连续型光子治疗系统进行仪器外观结构和部分电气结构改进。根据人机工程学有关知识运用Solid Works 2014软件对仪器外观结构进行设计,并进行模拟安装测试。根据热力学传热定律对光子治疗探头进行电子热设计确保治疗探头的稳定可靠运行。删除原有仪器控制电路板上冗余功能,对控制电路板重新设计,对机箱内部走线进行科学布局,同时对治疗探头连接方式进行改进确保改进后的光子治疗系统的安全性、稳定性。样机完成后送到重庆市医疗器械质量检测中心接受国家标准规定的漏电流、接地阻抗、电介质强度等电气安全参数和功能参数的检测,最终获得编号为ZC140278合格质量检测报告。在市场调研和大量阅读文献的基础上,本文提出输出光强时变的新型光子治疗系统,并通过硬件设计和软件编程完成该系统的设计。在完成新型光子治疗系统的开发工作以后,对所设计的光子系统进行模块测试和系统测试。测试结果表明本文开发的新型光子治疗系统满足设计要求。为了进一步验证不同模式光子治疗缓解肌肉疲劳的效果,本文设计手指伸肌疲劳实验,采集受试者的手指指力输出信号和对应肌肉组织的表面肌电信号,并对采集的信号进行分析统计。实验结果表明光子治疗能够在一定程度上缓解肌肉组织的疲劳。同时也针对本次实验存在的不足提出改进方案,为进一步研究不同模式光子治疗效果之间的差异和新型光子治疗系统进一步改进升级奠定基础。
【关键词】：光子治疗 注册检测 嵌入式 时变模式
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH774
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-21
• 1.1 光子治疗概述9-14
• 1.1.1 引言9-10
• 1.1.2 光子治疗的机理10-12
• 1.1.3 光子治疗的临床应用进展12-14
• 1.2 光子治疗系统国内外研究现状14-17
• 1.2.1 国外光子治疗技术的现状14-16
• 1.2.2 国内光子治疗技术现状16-17
• 1.3 研究背景、目的和内容17-21
• 1.3.1 课题研究背景和目的17-19
• 1.3.2 课题研究内容及结构安排19-21
• 2 光子治疗系统的改进设计21-39
• 2.1 仪器机箱结构改进设计21-30
• 2.1.1 外壳结构设计要求21-22
• 2.1.2 机箱结构设计22-24
• 2.1.3 连接器结构设计24-25
• 2.1.4 治疗探头设计25-30
• 2.1.5 模拟安装测试30
• 2.2 仪器电气结构改进设计30-36
• 2.2.1 电气结构改进要求30-31
• 2.2.2 电气结构改进设计31-36
• 2.3 仪器改进前后性能对比36-37
• 2.4 本章小结37-39
• 3 光子治疗系统的检测39-57
• 3.1 光功率相关测试39-41
• 3.2 治疗探头温度测试41-42
• 3.3 光子治疗系统引起治疗组织温度变化测试42-44
• 3.4 光子治疗系统剩余能量测试44-45
• 3.5 光子治疗系统的漏电流测试45-48
• 3.6 光子治疗系统的接地阻抗测试48-49
• 3.7 光子治疗系统的电介质强度测试49-52
• 3.8 光子治疗系统光谱测试52-53
• 3.9 光子治疗系统外壳测试53-54
• 3.10 光子治疗系统输入功率测试54-55
• 3.11 本章小结55-57
• 4 时变型光子治疗系统硬件设计57-75
• 4.1 时变型光子治疗系统设计内容要求及其技术路线57-59
• 4.1.1 时变型光子治疗系统设计内容要求57
• 4.1.2 光子治疗系统设计参数指标57-58
• 4.1.3 设计策略和技术路线58-59
• 4.2 系统硬件电路整体设计59-60
• 4.3 嵌入式上位机系统60-73
• 4.3.1 嵌入式处理器选型60
• 4.3.2 最小系统设计60-65
• 4.3.3 温度反馈模块65-67
• 4.3.4 串行通信模块67-68
• 4.3.5 LCD交互模块68-70
• 4.3.6 恒流驱动的设计70-73
• 4.4 微控制器下位机系统73
• 4.5 本章小结73-75
• 5 时变型光子治疗系统的软件系统设计75-89
• 5.1 开发系统搭建75-82
• 5.1.1 UCOS的简介75-76
• 5.1.2 UCOS III的移植76-79
• 5.1.3 UCGUI的简介79-80
• 5.1.4 UCGUI的移植80-82
• 5.2 系统软件设计82-88
• 5.2.1 温度反馈模块驱动设计82-83
• 5.2.2 串.通信模块驱动设计83-84
• 5.2.3 LCD交互模块驱动设计84-87
• 5.2.4 LCD GUI界面设计87-88
• 5.2.5 下位机软件设计88
• 5.4 本章小结88-89
• 6 时变型光子治疗系统性能测试89-103
• 6.1 时变型光子治疗系统模块测试89-94
• 6.2 光子治疗系统效果测试94-101
• 6.2.1 实验方法95
• 6.2.2 实验结果95-100
• 6.2.3 讨论100-101
• 6.3 本章小结101-103
• 7 总结与展望103-105
• 7.1 总结103-104
• 7.2 展望104-105
• 致谢105-107
• 参考文献107-115
• 附录115
• A. 作者在攻读学位期间发表的专利目录115

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本文编号：756129