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全方位多轨迹的激光灸疗仪的研制

作　者: 王群超
导　师: 邓琦林
学　校: 上海交通大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 激光 艾灸 活体 温度场 灸疗仪 针灸仪
分类号: R245
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


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。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
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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中图分类: > 医药、卫生 > 中国医学 > 中医临床学 > 针灸学、针灸疗法
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