光學(xué)傷口治療儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，尤其涉及傷口治療儀。適用于癱瘓病人、糖尿病人的皮膚潰瘍及各種常見(jiàn)燒傷、燙傷、創(chuàng)傷、外傷的臨床康復(fù)治療。
【背景技術(shù)】
[0002]生物創(chuàng)面潰瘍愈合是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，包括炎性期、增生期和修復(fù)期3個(gè)階段，各個(gè)階段互相重疊、互相影響，涉及到的細(xì)胞包括血小板、炎性細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、上皮細(xì)胞等。愈合期間經(jīng)常由于治療護(hù)理不當(dāng)，傷口強(qiáng)度降低，血管生成減少，傷口愈合不良，小潰瘍導(dǎo)致更深潰瘍的事情時(shí)有發(fā)生，甚至還會(huì)進(jìn)一步引發(fā)并發(fā)癥，這樣，不僅會(huì)導(dǎo)致病程延長(zhǎng)，耗費(fèi)巨大，還會(huì)面臨截肢以切斷感染的基本組織和骨頭的危險(xiǎn)。難以愈合的傷口嚴(yán)重影響個(gè)人的生活質(zhì)量，也可以導(dǎo)致情緒受損。皮膚傷口在成年人中比較常見(jiàn)。傷口的發(fā)生率似乎隨著人口預(yù)期壽命的增長(zhǎng)而增加。這類(lèi)病患近年來(lái)在中老年人群中呈上升趨勢(shì)。如何促進(jìn)創(chuàng)面快速愈合，降低其致殘率和治療費(fèi)用，是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域研究的課題之一。
[0003]作為傷口管理重要助手，超聲波治療和電療等物理治療同樣在臨床中被引用。這些療法似乎是有利的，但它們有局限性，并不能總是取得令人滿意的結(jié)果。在治療這些病變的方法中低強(qiáng)度的光療是一個(gè)很顯著的治療途徑。
[0004]該療法主要是采用了低能量激光(LASER)或發(fā)光二極管(LED)作為光設(shè)備，選用適當(dāng)波長(zhǎng)、適當(dāng)劑量的光照射生物組織，經(jīng)激光照射后，可使細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度增高，進(jìn)而激活細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。不同細(xì)胞(白細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、角化細(xì)胞等)被激活后會(huì)產(chǎn)生不同生理效應(yīng)(殺菌活性、合成蛋白質(zhì)和細(xì)胞因子、細(xì)胞增生)，達(dá)到不同方面的臨床治療效果。同時(shí)激光照射亞硝酰基血紅蛋白復(fù)合物(NO —血紅蛋白及細(xì)胞色素C 一 NO)可以使其釋放出游離的NO，NO能夠使血管擴(kuò)張，增加血流，改善血液循環(huán)，這也有利于傷口的愈合。
[0005]目前，關(guān)于低強(qiáng)度激光照射在傷口愈合等方面的應(yīng)用還存在爭(zhēng)議，一方面因?yàn)槠渥饔眯Ч环€(wěn)定性，這與其本身強(qiáng)烈依賴(lài)光學(xué)參數(shù)有關(guān)，包括不同的波長(zhǎng)、功率密度、能量密度、輻照頻率(連續(xù)波還是脈沖波)、輻照時(shí)間以及在臨床上的治療次數(shù)、治療間隔等，也可能與生物機(jī)體自身的光學(xué)性質(zhì)、機(jī)能特點(diǎn)等有關(guān)，或者與這兩方面都有關(guān)系，而針對(duì)于不同生物機(jī)體或機(jī)體的不同狀態(tài)、不同癥狀如何選擇合適的照射參數(shù)，則需要進(jìn)一步研究低強(qiáng)度光的生物作用機(jī)制和規(guī)律。另一方面也因?yàn)楝F(xiàn)在激光居高不下，影響普及。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]—般來(lái)說(shuō)，光波長(zhǎng)越長(zhǎng)穿透能力越強(qiáng)，不同的波長(zhǎng)可以穿透皮膚組織到達(dá)不同的位置，同時(shí)被人體組織中不同的色基所吸收。
[0007]研究表明，150nm?380nm(紫外線)穿透距離小于0.1mm，390?470nm(藍(lán)紫色到深藍(lán)色)穿透距離約0.3mm，475?545nm(藍(lán)色到綠色)穿透距離約0.3mm?0.5mm，545?600nm(黃色到澄色)穿透距離約0.5mm?Imm，600?650nm(紅色)穿透距離約Imm?2mm，650?950nm(深紅-近紅外線)穿透距離約2mm?3mm，950?1200nm(近紅外線)穿透距離約Imm0
[0008]光的吸收主要是依賴(lài)于波長(zhǎng)和主要組織的發(fā)色團(tuán)(血紅蛋白和黑色素)。紅色光被線粒體內(nèi)細(xì)胞色素C氧化酶吸收，而紅外波長(zhǎng)是由特定的蛋白質(zhì)的細(xì)胞膜直接吸收，兩種途徑導(dǎo)致相同的光生物反應(yīng)。吸收波長(zhǎng)小于600nm。因?yàn)檫@些原因，紅光和近紅外光的光譜中存在有一個(gè)治療窗口。在對(duì)580?860nm光譜進(jìn)行分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)了四個(gè)活躍的光譜區(qū)域，2個(gè)紅色(613.5?623.5nm，667.5?683.7nm)和個(gè)2近紅外(峰從750.7?772.3nm，812.5?846nm)。人體組織的血紅蛋白對(duì)這些波段的附近的光吸收是紅外線最少，光的組織穿透性強(qiáng)。這些光可最大化的深入組織內(nèi)部發(fā)揮治療作用，對(duì)加速傷口愈合有積極的作用，而波長(zhǎng)730和980nm則影響較小，這可以用發(fā)色團(tuán)對(duì)不同波長(zhǎng)光具有不同的吸收特性來(lái)解釋。在臨床上它們常被用于治療深層的皮膚組織結(jié)構(gòu)，例如皮脂腺。
[0009]實(shí)驗(yàn)研究表明，清除創(chuàng)面分泌物，生理鹽水清潔創(chuàng)面，然后調(diào)整光學(xué)參數(shù)并選用直徑4cm的光斑以連續(xù)波方式照射創(chuàng)面進(jìn)行弱光治療。根據(jù)傷口創(chuàng)面大小分區(qū)照射，每個(gè)光斑照射5分鐘，照射完畢以無(wú)菌敷料包扎創(chuàng)面。治療每日I次，10日為一個(gè)療程，療程間間隔5日。研究結(jié)果證實(shí)，功率密度范圍為3.5mW/cm2?(5mW/cm2?12.38mW/cm2?)20mW/cm2，能量密度范圍為2.IJ/cm2?(3J/cm2?7.43J/cm2?)12J/cm2,波長(zhǎng)分別選633nm/635nm/688nm/810nm/833nm照射傷口可改善創(chuàng)面肉芽組織的微循環(huán)，使肉芽組織血流量以及毛細(xì)血管長(zhǎng)度和面積密度增加，這些都使血管生長(zhǎng)因子分泌量增高，從而促進(jìn)創(chuàng)面新生血管的生長(zhǎng)與創(chuàng)傷的愈合。并以10mW/cm2，2.1?2.4J/cm2效應(yīng)最佳。另外實(shí)驗(yàn)表明，照射次數(shù)與治療效果呈現(xiàn)拋物線效應(yīng)，即當(dāng)照射次數(shù)達(dá)到極大值后，再繼續(xù)增加次數(shù)，刺激作用反而減弱，甚至變成抑制作用。
[0010]糖尿病傷口因?yàn)檠髁肯陆担瑐诟腥臼且粋€(gè)主要問(wèn)題。最近研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色光照射也可以顯著地影響生物系統(tǒng)，藍(lán)色光在光動(dòng)力學(xué)治療(PDT)中用于治療位于表皮的皮損。藍(lán)紫光波長(zhǎng)410nm具有清除感染效果，預(yù)防與治療傷口感染和緩解疼痛。藍(lán)色光波長(zhǎng)主峰425nm?475nm，至今仍然是光療最好的光源，波長(zhǎng)450?460nm光線能被膽紅素能充分吸收，470nm波長(zhǎng)光線明顯降低耐甲氧西林金黃色葡萄球菌均數(shù)(MRSA)，具有抑制細(xì)菌效果。
[0011]在治療感染傷口時(shí)，建議采用多種色光綜合照射方式來(lái)提高療效，400?490nm藍(lán)色光進(jìn)行殺菌，清除感染;600?690nm紅色光進(jìn)行淺層組織修復(fù)，加快組織愈合過(guò)程;780?970nm近紅外光進(jìn)行深層組織修復(fù)。
[0012]由于光刺激效應(yīng)主要與波長(zhǎng)、照射劑量和照射方式有關(guān)，而相干光的條件不是必須的。所以在相干性、光強(qiáng)、波長(zhǎng)、實(shí)用性、和價(jià)格等方面，LED以它固有的優(yōu)勢(shì)，完全有可能在未來(lái)的生物學(xué)領(lǐng)域逐步替代目前的低能量半導(dǎo)體LASER光療。
[0013]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中問(wèn)題，結(jié)合上述研究成果，本發(fā)明提供了一種光學(xué)傷口治療儀。包括殼體及設(shè)置在殼體內(nèi)或殼體上的控制器主體、光源以及散熱片等?？刂破髦黧w設(shè)有微處理器和光學(xué)參數(shù)調(diào)節(jié)鍵，根據(jù)不同生物機(jī)體或機(jī)體的不同狀態(tài)、不同癥狀，靈活選擇合適的光照射參數(shù)。光源為低功率激光燈或超亮LED燈。所述光源包括三種色光:第一種為藍(lán)色可見(jiàn)光，波段為400nm?490nm，殺菌，清除感染；第二種為紅色可見(jiàn)光，波段為600?690nm，淺層受傷組織修復(fù)，促進(jìn)肉芽組織成熟，加快愈合;第三種為近紅外光，波段為780?970nm，改善血液循環(huán)，深層受傷組織修復(fù)，促進(jìn)肉芽組織成熟，提升愈合。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述光源為低功率激光燈源或超亮LED燈源。
[0〇15] 作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第一種光源的波長(zhǎng)為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]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第二種光源的波長(zhǎng)為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]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，第三種光源的波長(zhǎng)為785nm或810nm或825nm或830nm或845nm或 852nm或 880nm或 885nm或 915nm或 940nm或 946nm或 965nm。
[0018]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，采用三種色光綜合照射方式，400?490nm藍(lán)色光，清除感染、抑制殺菌，促進(jìn)炎癥吸收；600?690nm紅色光，修復(fù)淺層受傷組織，促進(jìn)肉芽組織成熟，加快愈合過(guò)程;780?970nm近紅外光，改善血液循環(huán)，修復(fù)深層受傷組織，促進(jìn)肉芽組織成熟，提升愈合速度。
[0019]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，設(shè)有微處理器和光學(xué)參數(shù)選擇調(diào)節(jié)鍵?？筛鶕?jù)不同生物機(jī)體或機(jī)體的不同狀態(tài)、不同癥狀，靈活選擇合適的功率密度、能量密度、光照頻率(連續(xù)波還是脈沖波)、光照時(shí)間等光照參數(shù)去照射受傷組織部位即而影響生物系統(tǒng)。
[0020]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，光照頻率