毕业设计基于单片机的电子针灸仪设计

1、毕业设计(论文)电子针灸仪设计系 别自动化工程系专 业生物学工程班级学号5061619姓 名孙佳指导教师范立娜2010年 6 月 18 日电子针灸仪设计 摘 要现代针灸治疗仪器的研究和发展已逐步走上了现代科技发展与结合的道路，尤其在基于传统中医理论基础上，结合计算机、微电子和激光等多种技术开发的性能完善且功能强大的智能化仪器，是传统中医针灸理论和实践与现代仪器科学技术的重要结合。本文研究的激光针灸仪器基于单片机AT89系列并与半导体激光器技术相结合，它具有传统针灸许多无法比拟的优点，而且成本低，使用灵活，操作方便，克服了现有的一些仪器体积和重量大的缺点，也弥补了连续性直接照射或通过简单电子电路

2、控制输出简单规律的光刺激信号存在容易被人体适应的不足。论文主要采用对针灸占空比的调节，达到针灸强度上的调节，从而实现针灸的补泻手法。概括而言，本文首先介绍了了激光针灸产生和发展及存在的问题，及其医学基础，探讨了激光针灸治疗的作用机理，分析了激光针灸的生物医学效应，对激光治疗的灸法问题进行一定了解。在上述理论研究的基础上，结合传统中医理论，设计激光安全照射硬件电路。关键字：激光针灸仪，红外线，灸疗，补泻Electric acupuncture instrumentsAuthor: Sunjia Tutor: FanLinaAbstractThe research and development

3、of the modern acupuncture therapeuticinstruments have stepped in a developmental and associated way of moderntechnology stage by stage Especially intelligent instruments with perfectperformance and great functionsaretheimportantassociation of both moderninstruments technologies andthetraditionalacup

4、uncturetheoriesandexperiences, whicharebasedontraditionalChinesemedicinetheoryandcombinedwithcomputers,micro-electronics and laser technologies.The laseracupuncture instrument in this paper is based on single chip AT89 and associated bysemiconductor laser technology, which is superior to traditional

5、 acupunctureand has many excellences like low cost,smart application and convenientoperation with some shortcoming recuperated like large capacity and weight. Paper mainly used for acupuncture of the regulation of free to use acupuncture on the strength of the adjustments, acupuncture of a way. all

6、this article first introduced the laser acupuncture produce and develop and existing problems and medical foundation, acupuncture treatment of laser mechanism analysis of laser acupuncture biomedical effect on the laser treatment, the hub with the problem must be understood. In the doctrine based on

7、 combination of traditional Chinese medicine,design laser security hardware circuit breaking.Keywords Laser acupuncture instrument, Infrared radiation, Moxibustion,Reinforcing and reducing目录1 绪论11.1激光针灸的产生和发展简史11.1.1针灸的诞生11.1.2激光针灸的产生11.1.3激光针灸的发展21.2激光针灸仪的原理和特性2激光针灸仪的分类2激光针灸仪的研究现状31.3论文的主要研究意义和研究内容

8、42 激光针灸的医学效应52.1激光针灸的医学理论概述5激光针灸的作用5激光针灸对皮肤的影响52.2激光针灸的热效应62.3激光的生物压力效应72.4红外线介绍7红外线的发现7红外线的特性82.5红外线对人体的作用9人体对红外线的吸收9红外对人体的生理效应93 红外激光的灸法及实现113.1经络学113.2激光针灸用于穴位的理论123.3传统中医针灸的研究13灸法的起源13灸法分类13灸法的作用14灸疗取穴的选用原则16针灸的补泻173.4激光针灸针法实现研究184 红外激光针灸仪的系统设计204.1系统硬件设计204.2 单片机的选择214.2.1 AT89S52型单片机21单片机最小系统2

9、54.3半导体红外激光器26半导体激光器介绍及主要应用26半导体激光器工作原理274.3.3红光治疗的理论28半导体红外激光器及其控制电路294.4 16位键盘电路314.5 LED显示314.6激光控制电路图324.7软件实现33结论35致谢36参考文献37附录A38附录B391 绪论1.1激光针灸的产生和发展简史1.1.1针灸的诞生针灸术是一种中国也有的治疗疾病的方法。针灸即针法和灸法的合成，针法是把毫针按一定穴位刺入患者体内，运用捻转与提插等针刺手法来治疗疾病。灸法是把燃烧着的艾绒按一定穴位熏灼皮肤，利用热的刺激来治疗疾病。中国针灸历史源远流长，据后世文献对远古往事的记述和出土文物，一般

10、是把针灸术的起始，定在新石器时代。其端绪甚至可以追溯到距今数万年乃至数十万年前的旧石器时代。那时还没有专用的针刺工具，用作生产的刮削器、尖状器等，同时也被用来治病。新石器时代，人们制出种类较多而又比较精细的石器，这才有了适合医用的贬石。在皇帝内经素问·异法方宜论中就有针法、灸法起源地的论述，而早在我国先秦时期就奠定了针灸学临床和理论基础。今天人们使用的不锈钢银针，就是在古代砭石、石针、骨针、竹针等原始针具的基础上，历经铜针、金针等不同阶段，不断发展更新而来。1.1.2激光针灸的产生激光穴位照射，俗称激光针灸，是在中医经络理论辩证论思想指导下，采用激光（主要是弱激光）对穴位进行照射以达

11、到防病、治病、保健作用的一种治疗方法。自 1960年美国的 Mainam研制出第一台红宝石激光器、1961年 Gavan研制出氦氖激光器以来，激光针灸治疗就开始为古老的针灸医学增添了现代新方法。1976年 Plog首先提出以“光针”代替传统的针灸针，并研制出 Akuplas氦氖激光针刺仪，用这种机器可以治疗传统毫针常治的急性和慢性病。我国是针灸的故乡，从1973年开始把激光针灸应用于临床，主要是用氦氖激光，治疗内、外、妇、小儿、耳鼻喉、口腔、眼、皮肤和神经科等约 200多种病症，取得了较好的疗效。我国第二军医大学南京军医学院的研究小组用小功率氦氖激光照射健康人体的血液，发现红血球的溶血率稍有增

12、加。陕西大学研究人员在研究人体血液的荧光光谱后发现，受到氦氖激光照射后血液中氧的含量有明显增加。而血液中氧的含量会直接影响治疗效果，可以促进生理和生化反应。1.1.3激光针灸的发展激光针灸的发展大致可以分为三个阶段：第一阶段：低功率激光辐射和治疗阶段。大致可分为两步：第一步分物实验和研究阶段，在这一阶段中，不管是什么激光器都拿来试试，看看是否有生物效应，大部分是对光生物学或对控制需要了解很少所做的猎奇观测，具有很大的盲目性。正是这种盲目性，使激光医疗普遍开花，积累了丰富的临床经验，促进了激光医疗的研究和发展。第二步，临床应用阶段，通常采用的方法是：激光穴位照射疗效统计，即取数名确诊病人，用激光

13、照射穴位，将治疗效果列表，分痊愈、显效、有效、无效四个级别，从而确定有效率；分组对比研究，即取数名病者和健康者，采用激光穴位照射，分别在照射前后测定出两组人的某些生理生化方面某些指标的变化，来对比研究激光针灸的作用机理；同一疾病采用激光照射不同的穴位对比研究，其目的在于找出更能适应激光针灸的穴位；针刺与激光针刺对比研究；激光针灸对人体物理参数的影响研究。第二阶段：在积累了大量的临床经验的基础上，激光针灸由实验研究，逐步上升为科学理论，由定性认识，上升为定量研究，其目的在于揭示激光针灸的作用机理，形成激光针灸的科学理论，以指导激光针灸的临床应用。第三阶段：激光针灸医疗的新时代，当这个时期到来时，

14、人们已能很好地了解现有光疗的光生物学基础，并熟知酶和细胞的光激活作用和新陈代谢过程。为了取得好的治疗效果，可根据什么酶和基因需要加以激活来选择最佳波长和能量去实现这种治疗效应。1.2激光针灸仪的原理和特性1.2.1激光针灸仪的分类在医学上，由于强、弱激光的生物作用机理不同，所以临床应用时其目的和方法也不同。激光照射生物组织后，若直接造成了该生物组织的不可逆损伤，则此受照表面处的激光称为强激光；若不会直接造成不可逆损伤者，称为弱激光。1967年MesterE首次发现了弱激光作用于生物组织产生生物效应的现。从此众多学者通过动物和临床实验，对其机理和治疗疾病的疗效做了深入的研究，并提出弱激光疗法(L

15、ow level laser therapy，LLLI)主要是利用弱激光照射生物体产生的生物刺激效应调整机体的免疫系统、神经系统、血液循环系统和组织代谢系统等，使之病理状态恢复正常，从而达到治疗疾病的目的。激光针灸仪按工作方式分为：连续波激光治疗仪、冲激光治疗仪；按工作波段可分为：可见激光治疗仪、红外激光治疗仪；按激光器工作物质分类：气体激光治疗仪、固体激光治疗仪、半导体激光治疗仪。而目前从产量和销售来看现在这几类激光医疗仪器已经形成了一定的规模生产。如He-Ne激光针灸治疗机，输出230 mW不等，输出小的多用于激光针灸，输出较大的用于理疗；YAG激光治疗机，输出40100W不等，这种激光对

16、人体组织穿透能力强，可以产生凝固、碳化、气化或切割作用，并可用光纤传输，与窥镜配合可进入体腔进行治疗，可用于外科、肿瘤科、口腔科、皮肤科、妇科、泌尿科、神经外科、耳鼻喉科、肛肠科、胃肠科及呼吸道系统的治疗或手术；半导体激光器的性能价格比较已往有了很大提高，可连续输出功率几十毫瓦至几十瓦，而且与其它类型的激光器相比，它有独特的优点：体积很小、功耗较低、冷却方便、寿命较长等，因此半导体激光器正得到越来越广泛的应用，在医学临床应用中也展示了广阔的前景。1.2.2激光针灸仪的研究现状 70年代初由中国、原苏联和东欧国家开始用氦氖激光照射穴位应用于临床治疗至今，应用最早的为He-Ne激光。按照应用和治疗

17、的方式不同可分两大类：一类采用直接照射，另一类是采用光纤和激光针将激光直接导入组织内部治疗。采用光纤和激光针将激光直接导入组织内部治疗，主要用于穴位深部治疗及血管内照射疗法等方面。He-Ne深部激光针灸仪是针对穴位深部治疗的典型，它将波长 632.8 nm的He-Ne激光经由调制器调制成矩形波，调制频率为 08 Hz可调，调制激光进入光分束器，分成三束，经光纤耦合器耦合到三根单丝光导纤维中，通过光纤连接器进入三根激光针灸针中，单根激光针灸针的输出功率为 0.51.5 mW连续可调25。激光直接导入穴位深部，避免了激光在组织中的传输损耗，因此仅使用几毫瓦的激光管，仪器成本比较低。更重要的是，与激

18、光穴位体表照射方法相比，对那些需刺入较深的穴位所对应的疾病，这种深部激光针灸的疗效尤其显著，例如中风后遗症、坐骨神经痛等。低强度He-Ne激光血管内照射疗法28通常采用静脉留置针穿刺静脉，成功后退出针芯，从管腔内导入激光针，把输出功率为毫瓦级的低强度He-Ne激光通过光纤和激光针引入到血管内照射体内的循环血液，使血液不断地吸收He-Ne激光，从而产生一系列的激光生物学效应。1.3论文的主要研究意义和研究内容 随着科技的发展，医疗水平的进步，以及对医疗事业的重视；现在针灸治疗仪走上了一条更科技的道路。在基于传统的中医理论的基础上，集合微机技术、激光技术等多种技术共同开发出性能完善、功能强大的智能

19、化治疗仪成为先进医疗事业的点。激光针灸仪便是在传统中医针灸的基础上与现今前沿的激光技术相集合，它对于临床医学、医疗器械的发展都有着重大的意义。 本文重点进行红外激光针灸仪的研究，它主要基于单片机平台，具有成本低、使用灵活等特点。2 激光针灸的医学效应2.1激光针灸的医学理论概述2.1.1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

20、上讲，He-Ne激光、半导体激光、CO2、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He-Ne激光及半导体激光，也有人开始用He-Ne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、

21、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。2.1.2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

22、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。  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

23、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10.6m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

24、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270290nm，波长比270290nm大的或小的其危害程度都相对地减少。2.2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6001500 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632.8 nm的He-Ne激光、1.06m的Nd:YAG激光以及0.83m、0.9m或1.3m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

25、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45°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

26、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。2.3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

27、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。2.4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

28、研究。2.4.1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0.76-1000微米之间。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2.5微米以上的红外线称为远红外线，其中90%的波长介乎8-14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

29、长。水的远红外线吸收光为3微米和612微米，动植物的吸收波长为612微米，也就是说，生命之源的水和有机物能够吸收312微米大远红外线。在远红外线中，波长814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910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，814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

30、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。2.4.2红外线的特性1、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。2、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

31、透性。3、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6-14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。2.5红外线对人体的作用2.5.1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

32、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0.52mm。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0.5cm左右。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46.2%、37.5%、26.2%、19

33、.3%，因而也粗略地反映了在这一波长范围内（0.810.6m）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。2.5.2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

34、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。1.活血化瘀：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。2.镇痛消炎：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。3.解痉止渗：红外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

35、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0.81.6m和4.87m。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

36、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

37、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。3.1经络学经络学说是祖国医学基础理论的核心之一，源于远古，服务当今。在两千多年的医学长河中，一直为保障中华民族的健康发挥着重要的作用。二千五百年前，中国诞生了第一部医学巨著黄帝内经，在这部典籍中，一个重要的概念贯穿于全书，那就是经络。经络是经脉和络脉的总称，古人发现人体上有一些纵贯全身的路线，称之为经脉；又发现这些大干线上有一些分枝，在分枝上又有更细小的分枝，古人称这些分枝为络脉，“脉”是这种结构的总括概念。黄帝内经对经络的

38、认识是从大量的临床观察中得来的，记载这些临床观察的文献，近年来已在马王堆帛书、张家山竹简和绵阳木人经络模型等出土文物中逐渐找到。这些早期文献主要描述了经脉系统，并涉及了三种古老的医疗手段：一个是灸法，一个是砭术（即用石头治病的一种医术），另一个就是导引术（一种古老的气功），而经脉是这三种医术施用时借助的途径。在中医中指人体内气血运行通路的主干和分支为经络；经络也是经脉和络脉的统称。经尤如直行的径路，是经络系统的主干。络则有网络的含义，是经脉的细小分支。经络内属腑脏，外络肢节，行气血，通阴阳，沟通表里内外，网络周布全身，把人体各个部分联结成一个统一的整体，以保持其机能活动的协调和平衡。这种平衡一

39、旦遭到破坏，就会导致疾病的发生。经络学说就是阐明经络在人体生命活动过程中的生理作用和病理变化规律的学说。灵枢经别指出：“十二经脉者，人之所以生，病之所以成，人之所以治，病之所以起，学之所始，工之所止也。”充分说明了学习和研究经络学说的重要意义。经络在内连属于腑脏，在外联络于筋肉、皮肤。经络系统是由经脉、络脉、经筋、皮部等组成。可分为正经和奇经两类。正经有十二，即手足三阴经和手足三阳经，合称“十二经脉”，是气血运行的主要通道。十二经脉有一定的起止、循行部位和交接顺序，在肢体的分布和走向有一定的规律，同体内脏腑有直接的络属关系，即灵枢海论：“夫十二经脉者，内属于腑脏，外络于肢节。”奇经有八条，即督

40、、任、冲、阴跷、阳跷、阴维、阳维，合称“奇经八脉”，有统率、联络和调节十二经脉的作用。十二经别是从十二经脉别出的经脉，它们分别起自四肢，循行于体腔脏腑深部，上出于颈项浅部，它能补正经之不足。3.2激光针灸用于穴位的理论中国古代医家奇迹般地总结出穴位分布的规律，独创出针灸医学重要的经穴理论。激光针灸是在1966年，匈牙利的Mester提出了弱激光的生物刺激作用之后，人们把弱激光的刺激作用与原来中医针灸理论中的腧穴、经络理论相结合而发展起来的新的针灸治疗方法。在当代，研究者在传统理论基础上，借助现代先进的科学方法和手段，进一步深化了对传统理论合理成分的理解，科学地研究了穴位的结构及本质特性，认为穴

41、位组织不论在结构上还是性质上都有其相对特异性，激光针灸正是利用这些特性起到治疗作用。穴位是人体脏腑经络气血输注于体表的部位，也是针灸、推拿等疗法主要的施术部位。相对于经络而言，穴位在体表成“点”状。通过各种研究表明，穴位在体表可以通过一定的方法显示出来。由于显示和观察的方法不同，测出穴位在体表的形态与结果也是人各有别。我们知道，激光照射生物组织或器官后一般都会产生热作用，只是由于使用的功率不同，生物组织会出现不同的反应。因此我们认为激光针灸之所以会对机体起到有益的刺激作用，主要是由于激光对机体的热效应。皮肤是穴位的最外层组织，而穴位的多种特性可在皮肤上得以反映，针灸也必须通过穴位皮肤才可以发挥

42、作用。激光针灸多数使用的波长为0.61.5 m附近的红光和近红外光，对皮肤组织的穿透性比较好。此外，由于这一波段光的量子能量较小，用它们去辐照穴位组织，如被吸收能引起分子振动和转动，并转化为平移能，即增强了分子的热运动，在宏观上表现为该处组织温度升高。激光针灸应以穴位部产生温热感为宜，温度一般在40 左右，此温度附近可引起组织刺激性反应，促进生理性活力，若温度再高，则会对组织产生破坏作用。3.3传统中医针灸的研究3.3.1灸法的起源灸法可能是在热熨法的基础上产生的。据推测，原始人在烤火取暖、煮食或篝火防兽时，有时可能会被迸出的火星烧灼烫伤皮肤，但同时这种局部的烧灼也可以减轻某些疾病的症状。这种

43、情形反复多次出现，就使人们受到启发，他们开始有意识地选用一些干枯的植物茎叶作燃料，对局部进行温热刺激。由于艾叶具有易于燃烧，气味芳香，资源丰富，易于加工贮藏等特点，因而后来成为了最主要的灸治原料。3.3.2灸法分类灸法是我国传统针灸医学的一个主要部分。从总体上看，灸疗法和针刺法一样都通过刺激腧穴或特定部位激发经络、神经、体液的功能，调整机体各组织、系统的失衡状态，从而达到防病治病的目的。但是，灸疗法又有着自己较为独特的作用特点。和针刺法不同，灸疗法是通过温热、寒冷及其他非机械刺激的作用，来进行扶正劫邪，平衡阴阳，防治疾病，康复保健。尤其是灸法的防病保健作用在古代就得以十分重视。备急千金要方提到

44、以灸疗预防“瘴疠温疟毒气”。扁鹊心法指出：“人于无病时，常灸关元、气海、命门、中脘，虽未得长生，亦可保百余年寿矣”。现代不仅已为大量的临床所证实，而且得以进一步发扬。同时，对灸法作用机理也进行了较为广泛和系统的探讨。灸法，是指应用高温（主要是艾药或其他物质燃烧后产生的温热）或低温，或者以某些材料（对皮肤有剌激作用的药物或其他物质）直接接触皮肤表面后产生的刺激，作用于人体的穴位或特定部位，从而达到预防或治疗疾病的一种疗法。是针灸医学的主要组成部分，也是我国重要的传统非药物疗法之一。灸，灼烧的意思。灸法是指利用某些燃烧材料，熏灼或温熨体表一定部位，通过调整经络脏腑功能，达到防治疾病的一种方法。医学

45、入门说：“凡病药之不及，针之不到，必须灸之。”灸法属于温热疗法，与火的关系密切，火的历史在我国可以追溯到50万年前的“北京人”或80万年前的“蓝田人”时代，乃至更远。据考古学的研究，在北京周口店发掘的含骨化石地层中，就发现有遗留的灰烬和烧过的动物骨骼或土石。灸疗法可分为艾卷灸法、艾炷灸法和温针灸法三类。“灸”字在现存文献记载中，以庄子盗跖最早提及，如孔子劝说柳下跖：“丘所谓无病自灸也.”孟子离娄也曾记载：“今人欲王者，犹七年之病，求三年之艾也”，显然也是指的艾灸。艾卷灸法艾卷灸法是临床上最常用的一种灸法，按照其灸法的方式不同又可分为3 种：温和灸、雀啄灸、熨热灸；艾炷灸法是把艾绒捏紧成规格大小

46、不同的圆锥形艾炷。小者如麦粒大，中等如半截枣核大，大者如半截橄榄大。每燃烧一个艾炷，称为一壮。艾炷灸可分为直接灸和间接灸两类；温针灸法：温针灸法又叫“针上加灸”或“针柄灸”，是针、灸并用的一种方法。先将针刺入穴位，得气后，取23cm长的一段艾卷，套在针柄上，点燃其下端，使艾卷之热通过针体传到穴位里。但是施灸者也有禁忌：1）实热证：阴虚发热者，不宜施灸。但乳痈早期和高热者也可用灸法。2）对颜面、五官和有大血管的部位，不宜采用瘢痕灸。3）孕妇的腹部和腰骶部不宜施灸。3.3.3灸法的作用古往今来灸法主要表现为以下几个方面作用：    1.温经散寒 人体的正常生命活动有赖

47、于气血的作用，气行则血行，气止则血止，血气在经脉中流行，完全是由于“气”的推送。各种原因，如“寒则气收，热则气疾”等，都可影响血气的流行，变生百病。而气温则血滑，气寒则血涩，也就是说，气血的运行有遇温则散，遇寒则凝的特点。所以朱丹溪说：“血见热则行，见寒则凝”。因此，凡是一切气血凝涩，没有热象的疾病，都可用温气的方法来进行治疗。灵枢刺节真邪篇中说：“脉中之血，凝而留止，弗之火调，弗能取之”。灵枢禁服亦云：“陷下者，脉血结于中，血寒，故宜灸之”。灸法正是应用其温热刺激，起到温经通痹的作用。通过热灸对经络穴位的温热性刺激，可以温经散寒，加强机体气血运行，达到临床治疗目的。所以灸法可用于血寒运行不畅

48、，留滞凝涩引起的痹证、腹泻等疾病，效果甚为显著。    2.行气通络 经络分布于人体各部，内联脏腑，外布体表肌肉、骨骼等组织。正常的机体，气血在经络中周流不息，循序运行，如果由于风、寒、暑、湿、燥、火等外因的侵袭，人体或局部气血凝滞，经络受阻，即可出现肿胀疼痛等症状和一系列功能障碍，此时，灸治一定的穴位，可以起到调和气血，疏通经络，平衡机能的作用，临床上可用于疮疡疖肿、冻伤、癃闭、不孕症、扭挫伤等，尤以外科、伤科应用较多。    3.扶阳固脱 人生赖阳气为根本，得其所则人寿，失其所则人夭，故阳病则阴盛，阴盛则为寒、为厥，或元气虚陷，脉

49、微欲脱，当此之时，正如素问厥论所云：“阳气衰于下，则为寒厥”。阳气衰微则阴气独盛，阳气不通于手足，则手足逆冷。凡大病危疾，阳气衰微，阴阳离决等症，用大炷重灸，能祛除阴寒，回阳救脱。此为其他穴位刺激疗法所不及。宋代针灸资生经也提到：“凡溺死，一宿尚可救，解死人衣，灸脐中即活”。伤寒论指出：“少阴病吐利，手足逆冷脉不至者，灸少阴七壮”。“下利，手足厥冷，烦躁，灸厥阴，无脉者，灸之”。说明凡出现呕吐、下利、手足厥冷，脉弱等阳气虚脱的重危患者，如用大艾炷重灸关元、神阙等穴，由于艾叶有纯阳的性质，再加上火本属阳，两阳相得，往往可以起到扶阳固脱，回阳救逆，挽救垂危之疾的作用，在临床上常用于中风脱症、急性腹

50、痛吐泻、痢疾等急症的急救。    4.升阳举陷 由于阳气虚弱不固等原因可致上虚下实，气虚下陷，出现脱肛、阴挺、久泄久痢、崩漏、滑胎等，灵枢经脉篇云：“陷下则灸之”，故气虚下陷，脏器下垂之症多用灸疗。关于陷下一症，脾胃学说创始者李东垣还认为“陷下者，皮毛不任风寒”，“天地间无他，唯阴阳二者而已，阳在外在上，阴在内在下，今言下陷者，阳气陷入阴气之中，是阴反居其上而复其阳，脉证俱见在外者，则灸之”。因此，灸疗不仅可以起到益气温阳，升阳举陷，安胎固经等作用，对卫阳不固、腠理疏松者，亦有效果。使机体功能恢复正常。如脱肛、阴挺、久泄等病，可用灸百会穴来提升阳气，以“推而上之”

51、，又如类经图翼云：“洞泄寒中脱肛者，灸水分百壮”。总之，这也是灸法的独特作用之一。    5.拔毒泄热 历代有不少医家提出热证禁灸的问题，如圣济总录指出：“若夫阳病灸之，则为大逆”；近代不少针灸教材亦把热证定为禁灸之列。但古今医家对此有不同见解。在古代文献中亦有“热可用灸”的记载，灸法治疗痈疽，就首见于黄帝内经，历代医籍均将灸法作为本病证的一个重要治法。唐代备急千金要方进一步指出灸法对脏腑实热有宣泄的作用，该书很多处还对热毒蕴结所致的痈疽及阴虚内热证的灸治作了论述，如载：“小肠热满，灸阴都，随年壮”，又如“肠痈屈两肘，正灸肘尖锐骨各百壮，则下脓血，即差”。“消渴，

52、口干不可忍者，灸小肠俞百壮，横三间寸灸之”。金元医家朱丹溪认为热证用灸乃“从治”之意；医学入门则阐明热症用灸的机理：“热者灸之，引郁热之气外发，火就燥之义也”。医宗金鉴痈疽灸法篇指出：“痈疽初起七日内，开结拔毒灸最宜，不痛灸至痛方止，疮痛灸至不痛时”。总之，灸法能以热引热，使热外出。灸能散寒，又能清热，表明对机体原来的功能状态起双向调节作用。特别是随着灸增多和临床范围的扩大，这一作用日益为人们所认识。    6.防病保健 我国古代医家中早就认识到预防疾病的重要性，并提出了“防病于未然”、“治未病”的学术思想，而艾灸除了有治疗作用外，还有预防疾病和保健的作用，是防病

53、保健的方法之一，这在古代文献中有很多记载。早在黄帝内经就提到；在“犬所啮之处灸三壮，即以犬伤法灸之”，以预防狂犬病。备急千金要方有“凡宦游吴蜀，体上常须三两处灸之，勿令疮暂瘥，则瘴疠温疟毒气不能着人”。说明艾灸能预防传染病。针灸大成提到灸足三里可以预防中风。民间俗话亦说“若要身体安，三里常不干”、“三里灸不绝，一切灾病息”。因为灸疗可温阳补虚，所以灸足三里、中脘，可使胃气常盛，而胃为水谷之海，荣卫之所出，五脏六腑，皆受其气，胃气常盛，则气血充盈；命门为人体真火之所在，为人之根本；关元、气海为藏精蓄血之所，艾灸上穴可使人胃气盛，阳气足，精血充，从而加强了身体抵抗力，病邪难犯，达到防病保健之功。现

54、代，灸疗的防病保健作用已成为重要保健方法之一。3.3.4灸疗取穴的选用原则施用灸法在选取腧穴时，一般应以经络学说为指导，循经取穴为主，同时要结合病证反映局部取穴或对症取穴。这是灸法取穴的基本规则，可以单独实施或结合运用。(一)循经取穴：循经取穴是以经络理论为依据的取穴方法。某一经络或脏腑有病，就选该经脉或所病脏腑本经腧穴施灸。(二)局部取穴：局部取穴是根据每一腧穴都能治疗所在部位的局部或邻近部位的病症这一特性，选取病症局部或邻近的腧穴施灸。(三)随证取穴：随证取穴亦叫对症取穴或辨证取穴。它是根据中医理沦和腧穴的特殊功效提出的，与循经取穴和局部取穴有所不同。以上三种方法既可单独应用于临床，也可结

55、合使用，还可针灸并用、拔罐与灸法并用。3.3.5针灸的补泻补或泻，是中医学施治的原则。“寒者热之”，“热者寒之”，这是正治的常法。很多人以为，补或泻只是药物治疗的法则，其实，药物与针灸治病采用的方法虽然不同，但施治原则是一致的。针灸时施用补泻手法的准则，必须建立在明确的辨证施治前提下，离开这个准则而抽象地谈补泻，是不现实的。补法用于各种虚证。捻转角度小，用力轻，频率慢，时间短，大拇指向前，食指向后；提插时先浅后深，重插轻提，幅度小，频率慢，时间短，以下插为主；进针慢，出针快；针尖随经脉循行方向，顺经而刺；患者呼气时进针，吸气时出针；出针后按闭针孔。这些都是对患者进行补法针刺时需要注意的。泻法适

56、用于各种实证。捻转角度大，用力重，频率快，时间长，大拇指向后，食指向前；提插时先深后浅，轻插重提，幅度大，频率快，时间长，以上提为主；进针快而出针要慢；针尖应迎着经脉循行方向，逆经而刺；患者呼气时出针，吸气时进针；出针时不必按闭针孔，还可以摇大针孔。这些操作手法对实证患者有着很好的疗效。灸法补泻与中医传统针刺疗法一样，灸疗法当中也有补虚泻实的手法。因此临床采用灸法治疗疾病时，也应根据辨证施治的原则来进行。补和泻是治疗上的两个重要原则。“补”，主要用于治疗虚证。“泻”，主要用于治疗实证在针灸疗法中的补泻主要是通过应用不同手法以产生不同刺激强度与特点而取得的。古代应用的针法补泻种类很多，主要有“

57、迎随补泻”、“提插补泻”、“疾徐补泻”、“捻转补泻”等。实际上，灸法仅属温补的观点确实值得进一步商榷。如果机械地认为针法属泻，灸法属补，就会无形中否定了针和灸法补泻的实际意义。灸和针是两种各不相同的治疗方法，由于针和灸存在一个共同的特点：都是以经络学说为依据，以经穴为刺灸点，在临床上有着相辅相成的治疗作用。中医基本治疗原则是调整阴阳，使之平衡。阴与阳是相对而言的，补与泻也是相对而言。因此，灸法本身应该是既能补虚又能泻实，具有双重调节作用。3.4激光针灸针法实现研究首先，为了实现传统灸法的集成，采用改变控制脉冲的占空比来实现，主要是达到强度和频率的调节。手法频率在一定范围内的变化仅是个量的变化，

58、但超过一定范围的变化则可出现从量变到质变的飞跃，在临床上手法频率高，治疗的总能量不变，作用面积小，能量扩散少，而使单位面积的有效能量增大，克服对周围组织挤压的副作用，方称之为泻法，反之为补，如轮状揉频率快时，可冲击肠道形成波浪激动，促进蠕动，起到泻下作用，若频率慢，可缓和揉动，使肠道处于稳定状态，功能活动平衡，促进吸收而为补法。补即得气后，先浅后深，慢进快出，小幅度，慢频率；而对于泻是：得气后，先深后浅，快进慢出，大幅度，快频率。本文要实现单式补泻手法中的疾徐补泻，疾徐补泻是古代针刺手法的一种。即缓慢进针、疾速出针为补法，疾速进针、缓缓出针为泻法。图3.1（a）补法图3.1（b）泻法具体来讲，在一个周期T内，有高电平T1 和低电平T2，T1 高电平对应为刺激，T2 低电平对应无刺激。一个周期内有无刺激的变化形成了动态刺激，同时这种变化形成了刺激的规律，调整一个周期内的T1和T2时间比例，可以实现强度上的调节