优秀毕业设计论文：基于at89系列单片机的电子针灸仪设计

优秀毕业设计论文：基于at89系列单片机的电子针灸仪设计内容摘要：

论概述 激光针灸的 作用 激光与生物体相互作用时，可以引发许多特有的生物效应，如热效应、电磁效应、压 力效应和生化效应等。 激光针灸的实质是：在激光与人体的相互作用下，穴位处的细胞、分子、原子吸收激光能量后，状态发生了改变，穴位处产生的信号，通过人体经络和神经系统传输到患病部位，使患病部位机能获得改善，从而达到治病的目。 从光源上讲， HeNe激光、半导体激光、 CO Ar+激光和 N2 激光等都可以作为激光照穴光源。 我国目前主要采用 HeNe激光及半导体激光，也有人开始用 HeNe与 CO2 同光路照射穴位，认为它有针与灸的双重作用，很有发展前途。 激光针灸在临床应用上已取得了肯定的疗效，对机体能起到刺激、消炎、 止痛和舒张血管等作用。 (1)刺激作用：这是激光针灸的主要作用。 激光照射穴位，直接刺激经穴，可起到疏通经络、宜导气血、调和阴阳、补虚泻实、散痰止痛的作用。 (2)抗炎作用：激光可加强机体细胞和体液的免疫机能。 它对人体的治疗作用与红外线基本相似，但热刺激较红外线弱。 由于它的穿透力强，可引起深部组织的血管扩张、血流加快、增强白细胞的吞噬作用，加速病理产物和代谢产物的吸收，起到消炎作用。 (3)镇痛作用：实验证明，急性炎症早期和中期，局部组织的五羟色胺含量增多，而激光照射以后，可使局部的五羟色胺含量减少释放出吗啡样物质 ，故有镇痛作用。 (4)增强代谢作用：激光可影响细胞膜的通透性和一些酶的活性，因而可加强机体的代谢，改善机体的功能。 激光针灸对皮肤的影响 人体皮肤由于生理结构有很敏感的触、疼、温等功能，构成一个完整的保护层。 而且皮肤由多组织层次组成，在每一层中都有不同的细胞。 激光照到皮肤时，如其能量（功率）过大时可引起皮肤的损伤，当然损伤灶可以由组织修复，虽然功能有所下降，但不影响整体功能结构，与对眼睛的损伤要轻得多。 但也须引起高度重视。 激光损害皮肤的阈值也很高，各种激光器的输出能量相差很大，目前使用大功率激光器 的范围很广泛。 激光对皮肤的损伤程度与激光的照射剂量，激光的波长，肤色深浅，组织水分以及皮肤的角质层厚薄诸因素有关，以前三个因素为主要。 东北大学秦皇岛分校毕业设计 （论文） 第 6 页 照射皮肤时使用的激光功率密度（或能量密度）越大，则皮肤受到的损伤越大，二者呈正相关比例。 皮肤吸收超过安全阈值的激光能量后，受照部位的皮肤将随剂量的增大而依次出现热致红斑、水泡、凝固及热致炭化、沸腾，燃烧及热致汽化。 因此激光损伤皮肤的机理主要是由激光的热作用所致。 皮肤吸收激光能量以后，局部的皮肤温度在短时内升高，温度升高的程度不同，造成的损害也不同。 尤其是红外激光突出，如 CO2激光（汽体激光），皮肤对此类 波长红外激光吸收率很高，透过率很低，皮肤对CO2激光产生强烈吸收，使皮肤的局部温度快速升高，极容易造成损害。 激光损害皮肤的严重程度是由皮肤对激光吸收率决定的，皮肤对激光的吸收率由激光的波长所决定。 皮肤对某波长激光的吸收率越高，受到的损伤也越严重。 如皮肤对紫外激光和红外激光的吸收率很高时，这两类激光就是损伤皮肤的主要波段激光。 红外激光对皮肤主要作用是热烧伤，此类激光照射皮肤，功率比较小时而致毛细血管扩张，皮肤发红发热。 随着激光功率密度增大，热损伤 程度也随着增大。 相反的是，紫外激光对皮肤的作用主要是光作用。 在紫外激光照射皮肤时可以引起皮肤红斑、老化，过量时严重的致癌变。 对皮肤危害性最大的紫外光波在 270～ 290nm，波长比 270～ 290nm大的或小的其危害程度都相对地减少。 激光针灸的热效应 皮肤是穴位最外层组织，只有能穿过皮肤被穴位组织所吸收的激光，才对穴位有刺激作用。 研究表明：波长 600～ 1500 nm的激光，在皮肤组织中有较深的穿透深度，因此，称这一波段为“治疗窗口”。 常用的 nm的 HeNe激光、 的 Nd:YAG激光 以及 、 或 的铟镓砷磷半导体激光都处在“治疗窗口”中，但这一波段光的量子能量较小，组织分子吸收光子能量后，只能使组织分子的振动和转动加强，在宏观上表现为该处组织温度的升高。 因此，我们认为激光针灸的有益刺激主要来源于激光对组织的热效应。 热效应 是 可见和红外光谱区的长脉冲（脉冲宽为毫秒级）及连续波激光 ,作用于生物组织时 ,引起生物物质变化的主要机制是产热。 生物组织吸收激光辐射后，温度升高；当组织中温度超过 45176。 C ，并且持续时间超过 1分钟时，就会引起细胞蛋白质变性，使细胞损伤。 热效应与曝 光范围和持续时间关系密切。 激光作用于穴位处血管中的血液，使内源性肝素水平和纤溶性活性提高，红细胞和 东北大学秦皇岛分校毕业设计 （论文） 第 7 页 血小板聚集力降低以及纤维蛋白质水平的下降，形成血液的低凝状态，从而改善血液循环，特别是改善组织器官的微循环。 同时，激光的作用可降低血浆内中分子物质的含量增加超氧化物歧化酶的活性，改善机体中毒状态，从而达到治疗的目的。 激光的生物压力效应 普通光的光压是微不足道的，然而聚焦激光束焦点上的能量密度达到 10兆瓦 /厘米时带来的压力约为 40克 /厘米，这将给生物组织造成相当可观的一次压力作用。 聚焦激光束焦点 上的能量，在短时间转换成热能 ,同时伴随有受照射面上物质的蒸发 ,组织热膨胀和组织液从液相到气相的相变等现象。 这些物理变化产生的压力作用，称为二次压力作用。 由这种作用产生的冲击波是激光致伤的另一原因。 冲击波在组织中以超声速运动，在组织中产生空穴现象，引起组织破坏。 戈尔德曼指出：脉冲时程 50毫微秒的 Q开关激光产生的冲击波压力，可大于 10个大气压。 实际上，激光热效应影响范围十分局限 ，而由压力效应引起的组织损伤，则可波及到远离受照区的部位。 例如 用红宝石激光照射小鼠头部时，发现头皮轻度损伤，颅骨和大脑硬膜并无损伤，而大 脑本身却大面积出血，甚至造成死亡。 红 外 线介绍 激光针灸是对穴位进行有效的刺激，以低强度激光束直接或聚焦照射穴位代替传统的针刺 —— 光针，以低强度激光束直接或扩束照射穴位代替传统的灸疗 —— 光灸，这是激光技术和传统经络理论相结合的产物，其作用机理还须从祖国传统医学的经穴理论的角度进行讨论。 本章将结合中医腧穴、经络理论来对红外激光针灸的机理进行研究，并最终在传统灸疗法的基础上，对应用混沌技术的灸疗手法进行研究。 红外线的发现 红外线是国外著名科学家赫歇尔在一次科学实验中发现的，他发现在太阳的可见光 线以外存在着一种神奇的光线，人的肉眼无法看 见这种光线，但它的物理特性与可见光线极为相似，有着明显的热辐射， 又称为红外热辐射。 由于它位于可见光中红光的外侧，故而称之为红外线。 红外线的波长范围很宽，介于。 在红外线中，波长较短的为近红外线，而远红外线是红外线中波长最长的一段红外线。 根据使用者要求的不同，划分的标准不尽相同，在实际应用中，通常将波长在 东北大学秦皇岛分校毕业设计 （论文） 第 8 页 外线称为远红外线，其中 90%的波长介乎 814微米，科学家称为生命光线，因为这段波长的光线，能促进动物及植物的生长。 水的远红 外线吸收光为 3微米和 6－ 12微米，动植物的吸收波长为 6－ 12微米，也就是说，生命之源的水和有机物能够吸收 3－ 12微米大远红外线。 在远红外线中，波长 8－ 14微米的远红外线与人体皮肤的波长相匹配，人体皮肤表面的峰值波长在 9－ 10微米左右，根据匹配吸收理论，相匹配的电磁波可以形成共振吸收。 试验证实， 8－ 14微米的远红外线具有改善微循环的功能。 这是因为，该波长的远红外线释放出的绝大部分能量可被浅层皮肤吸收，这部分能量在人体内转化为热能，并通过血液循环传到深部组织，从而达到治疗疾病的目的。 红外线是从物质内部发射出来 的，物质的运动是产生红外线的根源。 众所周知，物质是由原子、分子组成的，它们按一定的规律不停地运动着，其运动状态也不断地变化，因而不断地向外辐射能量，这就是热辐射现象。 由此可见，红外辐射的物理本质是热辐射。 这种辐射的量主要由这个物体的温度和材料本身的性质决定。 特别是热辐射的强度及光谱成分取决于辐射体的温度，也就是说温度这个物理量对热辐射现象起着决定性作用。 红外线的 特性 发射性： 因为远红外是属于光线范围的电磁波，所以它与光线一样不需要任何媒介便可直接传导，这就是远红外的发射性。 渗透性（渗透 力） ：虽然远红外是属于光线的电磁波，但在渗透力上与其它可见光不同。 远红外具有独特的穿透力，其能量可作用到皮下组织一定深度，再通过血液循环，将能量达到深层组织及器官中。 这就是远红外线的渗透性。 吸收、共振性： 根据基尔霍夫辐射定律：任何良好的辐射体，必然是良好的吸收体。 在同一温度下，辐射体本领越大，其吸收本领越强，两者成正比关系，所有含远红外的物体，既可以辐射远红外线，也可以吸收远红外线，辐射与吸收对等，特别是 614 微米远红外线和人体表面峰值正相匹配，形成最佳吸收并可转化为人体的内能，极为密切影响到人类生 命的起源、发生和发展，所以我们又称这一波长 范围的远红外线为生命光波。 因此，远红外线具有良好的吸收、共振性。 东北大学秦皇岛分校毕业设计 （论文） 第 9 页 红外线对人体的作用 人体对红外线的吸收 红外线对人体产生有益作用的基础是基于一个重要的因素，那就是红外线在人体中的穿透深度和吸收，所谓穿透深度是指进入人体的红外线的强度下降到起始强度的 50%的深度。 早年文献指出，远红外的作用深度非常浅，绝大部分都在上皮或真皮层吸收，仅小部分能够进入皮下，近红外则相对穿透较深。 实验证明，人的皮肤、皮下组织和肌肉内的温度，受远、近红外辐射的影响结果是有明显 差别的。 近年来的资料也认为，可见光和近红外线的穿透深度约为 1cm，远红外线则仅为～ 2mm。 从白炽灯、近红外灯、远红外辐射器及二氧化碳激光（散焦）对离体动物皮标本所做的升温试验中，大致也得到类似的结果，即白炽灯的有效穿透深度可接近 1 cm，其它各灯则在。 在皮下 1cm深度处，上述 4种不同峰值波长辐射的透过率分别为 %、 %、 %、 %，因而也粗略地反映了在这一波长范围内（ ～ μ m）波长愈长穿透性反而愈差的规律。 因此远红外辐射的热效应虽较强烈而作用深度反而 不如近红外辐射，在活体条件下，由于受辐照而产生的热可通过血液循环扩散到皮下及身体其他远隔部位，故红外辐射的作用深度可超过 1cm。 红外对人体的生理效应 红外线治疗作用的基础是其照射后直接产生的温热效应，进而影响组织细胞的生化代谢以及神经系统功能。 穴位红外线疗法，虽是利用红外线的热辐射直接作用于经络穴位或阿是穴（压痛点或病灶部位），但照射后，除了可以使局部血管扩张、血流加快外，血流还能把局部的热量带给全身，使全身的温度增高，从而作用于整个机体。 适当的红外线辐照机体，不仅可以产生促进血液循环和新陈代谢 的热效应，而且可以产生局部的和全身性的生理效应。 ：接受红外照射的肌肉组织温度升高，微血管扩张，血液循环加快，从而能消散瘀血，促进病理代谢产物的排泄。 消除扭、挫伤而引起的组织肿胀，加快血肿消除和吸收。 ：红外照射可抑制感觉神经的异常兴奋，故有镇痛作用。 对于慢性感染性炎症，可增强细胞的吞噬功能和机体免疫能力；同时，因加速血液流动，有助于带走病理产物，起到消散炎症的作用。 但必须指出的是，在炎症的急性期不适用本法，否则不仅会加重疼痛，且可能造成炎症扩散。 ：红外 东北大学秦皇岛分校毕业设计 （论文） 第 10 页 线照射有调整植物神经功 能，解除平滑肌痉挛；并能增强组织的再生能力和细胞活力，消除肉芽水肿，促进肉芽和上皮生长，减少和制止皮肤表面渗出，加速创伤的愈合。 生物组织在得不到足够能量时，便不能正常生长，会诱发出各种疾病。 在这种情况下，若能用具有上述波长的红外线照射，并能被蛋白质吸收，就可以使蛋白质分子恢复正常和正常传递生物能量，从而可能使生物组织从病态恢复到正常状态，使疾病得到治疗，因此红外线对生物（包括人体）有重要的生物效应和医学功能。 在红外线医疗仪的临床试验中也证明，对生物体或人有一定医疗效果的红外线也正好是在此波长范围内，即 ～ m和 ～ 7μ m。 东北大学秦皇岛分校毕业设计 （论文） 第 11 页 3 红外激光的灸法 及实现 红外线的发现迄今已有两个世纪，但由于测量上的困难，至发现后半个世纪才对它的性质有初步的的了解。 本世纪初，在具备了应用条件的情况下，才引起了对红外线的更大兴趣。 由于红外线局部照射首先引起照射部分的温度升高，和传统的灸法法有相似之处。 故在针灸临床上被逐步得以应用和推广。 大量临床实践和实验研究表明，穴位红外线疗法对风、寒、湿一类的病证，有明显的祛风、散寒、除湿的效果。 因此，在肌肉、关节及某些神医学教育 网原创经系统疾病中多有运 用，近年还用于皮肤病的治疗。 另外，穴位红外线照射与针刺、电针、穴位敷贴、拔罐或刺血等疗法结合，更能产生较好的协同作用。 从已有资料看，穴位红外线疗法与其它一种或数种疗法的综合应用，将成为今后的发展趋势之一。 激光针灸是对穴位进行有效的刺激，以低强度激光束直接或聚焦照射穴位代替传统的针刺 —— 光针，以低强度。