激光與生物能探討
世界網絡www.linkwan.com 創辦人 林和安 發表于《中無通訊》第84期
由于筆者近期正在從事弱激光與生物能的探討,決定以香港電子工作者身份,談談“弱激光與生物能”的一些看法和思考,從技術、療效、創意、創新角度與朋友們一起交流、分享。
光療法是人類使用的古老的治療方法之一,Nils Finsen于1904年獲得諾貝爾獎的紫外線(UV)療法建基于古埃及人的太陽療法演變。自1960年美國梅曼制成世界第一臺紅寶石激光器開始,已有五十年的歷史。激光發明以后,光對生物能調節作用(photobiomodulation,PBM)就成為快速發展的生物醫學研究領域。激光療法廣泛用于鎮痛、消除炎癥、加快傷口愈合和毛發生長、預防細胞死亡和組織損傷、改善血液循環等。PBM利用低強度激光和發光二極管作為光源,通過對人體皮膚、鼻腔、耳道等位置照射,增強人體細胞活性,進而修復人體受損部位,達到治療目的。麻省理工學院的一個神經科學家小組,將10Hz/40Hz脈沖調制紅色650nm及紅外線780/810nm照射在患者的鼻子,通過顱骨的引導,脈沖光子能觸發大腦中的生化鏈式反應,對探索治療腦部疾病提供新的方法。哈佛醫學院的皮膚科Michael Hamblin 教授,2015年對癡呆癥的研究中發現,使用激光治療12周后,身體體質增強,睡眠改善,易怒、焦慮等癥狀得到有效緩解。
太陽光發射在250到2500nm(納米)的范圍,在激光療法中,則采用激光二極管產生各種顏色波長光波,達到不同的治療效果。例如采用激光二極管發射波長為630-670nm(納米)的紅光,可以促進毛囊細胞的增殖,加速傷口愈合,促使頭發更快的生長。但在690-1100nm(納米)的波長下,激光可除毛,藉由毛囊基質中黑色素吸收激光的原理來破壞毛囊,僅對黑色毛發有效。
盡管弱激光療法low level laser therapy(LLLT)現在用于治療各種各樣的疾病,但需要根據不同的疾病來選擇不同波長、能量密度、脈沖頻率、持續治療的時間等參數。如果參數選擇不正常,可能會導致治療效果降低,甚至是負面的治療效果。
什么是激光
激光(Laser)在港澳臺音譯為鐳射或雷射,是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的首字母,意思是“受激輻射所產生的光放大”,激光一詞由大陸學者翻譯后由錢學森定議采用。激光是20世紀四大發明之一(半導體、原子能、電腦和激光)。光是地球生命來源之一,光以能量的形式存在,光速每秒為30萬公里。我們看得到的光波在電磁頻譜中是很小波段,波長范圍約在380nm-780nm(納米)。
圖1:可見光波長
激光可由半導體激光器產生,半導體激光器又稱激光二極管,是用半導體材料作為工作物質的激光器。半導體激光器是最實用最重要的一類激光器。
圖2:半導體激光器結構
半導體激光器效率高,體積小,使用方便,價格便宜,工作壽命長。它是由1個P-N結構組成,由1塊P型半導體和1塊N型半導體結合而成,兩端相互平行構成諧振腔的兩個反射鏡,組成諧振腔,使光振蕩、反饋,光的輻射放大,最后輸出激光。P型半導體接正電極,N型半導體接負電極。
圖3:雙波長紅光和紅外光激光二極管集成結構
雙波長紅光660nm和紅外光780nm激光二極管采用單晶片實現所需要的輸出,低工作電流,波長和相位都整齊、穩定。激光二極管是非常脆弱,使用不當容易造成損壞,工作電壓、電流均不能過高,要符合產品規格,要確保限流、穩壓激光的輸出才能穩定。所以需要有優良設計的驅動電路。
圖4:新型激光二極管限流穩壓驅動電路
經R3限流后,由Q2及U1組成可調精準電壓控制電路,穩壓值從1.1-7V,由RV1連續可調去驅動不同參數激光二極管,適用由脈沖去驅動激光二極管電路要求。
激光具有高亮度、高方向性、高單色性、相干性能好等獨特的功能。醫用激光在皮膚美容、口腔、眼科、高血壓等方面逐漸應用,弱激光在醫學上的應用在20世紀70年代就已開始。激光醫學目前已形成了自有體系,世界衛生組織(WTO)成立有“激光醫學諮詢委員會”,國內醫學院校亦將激光醫學課程列入課程范圍內,特別是激光針灸已廣泛應用于臨床。
圖5:激光針灸
弱激光直接或聚焦或擴束照射穴位,是一種能量傳遞,生物組織吸收光子后,將光能轉為熱能、化學能,從而達到治療效果。光子中醫學已是國家推動的課題之一,主要探討光子學在經絡循行路線上進行無創傷診斷及治療研究。
經科學家研究證明,波長為650nm的紅光激光易被人體吸收,產生明顯的生物效應,前蘇聯將這種激光應用在航天員身體保健上,因而被稱為“人類生命之光”。最近幾年,來自歐美、內地、臺灣專家學者的研究中發現,波長為660nm的紅光是人體的黃金波長,比650nm更具醫學價值。此外,780nm、803nm、830nm、980nm波長的紅外光在弱激光臨床應用各有效果。
圖6:人體對不同波長的激光吸收光透射率
不同波長的激光作用于人體,產生不同的作用。在采用激光治療時,需要考慮需要治療的部位、采用何種波長的激光、激光的功率密度、光斑大小等因素。實驗顯示,弱激光在660nm、780nm波長對人體組織和血液光透射率最高。紅色激光和紅外激光對人體組織的高透射率,而紫外激光405nm透射率低,如對較淺部分則采用紫外光效果好,藍光445nm、綠光520nm在治療、美容中也有采用,對深部組織病變則以紅光和紅外激光效果更好。紅光和紅外激光為暖色光,可使呼吸力增強,心率增加,提高神經興奮性,中醫屬“補”現象。綠光、藍光為冷色光,作用相反,可以減低神經興奮性,作用類似中醫針灸之針刺瀉現象。功率密度是生物效應的重要標志,一般呈正比關系,激光對人體有一定要求的功率密度才能引起機體反應,隨著功率增強,對人體作用就會更明顯,但超過一定量的功率密度,會對人體組織細胞造成損傷。激光光斑大小對人體作用,在同功率時,光斑小的功率強度大,對人體作用大。光斑大則功率強度小,對人體作用小,穴位照射光斑越小越好,對病變組織采用大光斑則可擴大照射范圍。
激光的工作分連續和脈沖兩種模式,市面上的弱激光一般采用連續式,以直流驅動,脈沖模式弱激光一般是采用在大型專業激光治療設備上。筆者本次研制出創新型的生物能脈沖驅動智能雙波長660nm/780nm產品,可將雙波長激光在脈沖驅動下由靜態激光變成動態激光能量,雖表面上光能量會低些,但帶來激光沖擊波引起共振的能量大。660nm紅光、780nm紅外光根據王唯工教授提出十二經絡共振頻率來調制,以激發十二經絡。共振頻率計算方法可參考王唯工教授大作“氣的樂章"。
圖7:激光的連續和脈沖調制模式輸出
王唯工共振脈搏頻譜分析:若以脈率72次/分計,心跳頻率1.2Hz,第1諧波肝經1.2Hz,第2諧波腎經2.4Hz,第3諧波脾經3.6Hz,第4諧波肺經4.8Hz,第5諧波胃經6Hz,第6諧波膽經7.2Hz,第7諧波膀胱經8.4Hz,第8諧波大腸經9.6Hz,第9諧波三焦經10.8Hz,第10諧波小腸經12Hz,第11諧波心經13.2Hz,第12諧波心包經14.4Hz。
圖8:脈沖調制660nm/780nm激光交替照射示意圖
(脈沖調制頻率可依王唯工十二經絡頻率輸出)
腦生物能
圖9:神經元細胞與線粒體示意圖
弱激光生物刺激
學者的研究印證,經用紅光和紅外光的弱激光照射對細胞線粒體的細胞色素會起反應,可促進神經元內線粒體三磷酸腺苷酶ATP的合成。ATP是細胞進行新陳代謝和進行各種活動的原材料,ATP的變化導致了細胞內鈣離子(Ca2+)濃度變化,可將細胞外的信息傳遞到細胞內,弱激光照射后2-3分鐘細胞內的鈣離子Ca2+增加2-3倍,這對細胞功能的調節起重要作用,增加細胞組織和器官的自我修復機制。增強腦神經元功能。
雙波長激光脈沖鼻療器
圖10:雙波長激光脈沖鼻療器
雙波長激光脈沖鼻療器是采用660nm紅光/780nm紅外光雙波長脈沖技術交替輸出,紅光持續工作9秒,紅外光持續工作9秒,18分鐘后輸出自動關閉。由可調生物能頻率產生器0.5-999.9Hz調制后照射鼻腔,向鼻腔內注入大量光子。
激光鼻腔照射是利用激光能量的生物刺激作用,刺激鼻腔內的交感神經和副交感神經,使鼻粘膜血管伸縮、擴張,反射性地引起顱內血循環和全身血循環的改善,從而達到輔助治療血壓、血脂、血粘度的目的。
鼻腔內通道沒有毛發和皮膚阻擋,鼻腔富含血液毛細血管。鼻腔每平方厘米的毛細血管比身體的大多數器官都要多。由于血液的供應量很大,而在鼻腔內分隔血液的薄鼻內膜簿而透氣,所以這個區域適宜激光血液照射。鼻腔距離大腦僅7厘米,屏障很小,光能利用率高,也是直接刺激大腦的極好來源。鼻腔內有豐富自主神經,刺激鼻腔內均可反射性改變內臟(心、胃等)活動,更可改善心腦血管缺氧缺血性疾病,可啟動90%腦睡眠神經元。
圖11: 激光鼻內刺激技術示意圖
雙波長激光脈沖鼻療器最大功率不超過5mw,弱激光功率在10mw以下遠小于肌體和血液的損傷閾值,在進行激光鼻腔照射時,激光穿透人的肌體而不會引起肌體的任何損傷。但已足以在生物體內激起反應。雖然本研究是采用美容級5mw安全弱激光,但使用時仍禁止直視。照射時間在10-20分鐘比較合適。
圖12:最佳照射時間
多功能弱激光、負脈沖磁能換能器
圖13:多功能弱激光、負磁能換能器
負脈沖磁能治療頭經由中國電子測量專家著名電磁專家向天明高工指導完成,采用負磁能換能器,中央一粒雙波長弱激光660nm紅光/780nm紅外光及左右共八粒633nm紅光LED。發光二極管(LED)和弱激光有相似的功能,但是弱激光可更深入到組織中。光能、磁能經生物能頻率調制后才總輸出。雙波長自動9秒交替照射,光能照射人體時相當將人置于大的電磁場中,配合負磁能換能器加強電磁場渦流強度,使分子發生極化重新排列。導至細胞元的線粒體呼吸鏈的啟動,ATP生產增加。能量沿經絡傳輸到五臟六腑。
圖14:多功能弱激光、負磁能換能器臨床示意圖
圖15:LED受單晶片機指令脈沖調制
肩頸保健應用
圖16:肩頸保健的應用
眾所周知,肩頸是人體的上半身十字路口,是氣血運作的關鍵路口。頸椎病是嚴重危害人類健康的常見疾病,頸椎動脈長時間受壓,就會造成血液循環不暢通,發生血瘀的病理過程,引致多種疾病。而隨著智能手機的廣泛應用,“低頭族”患頸椎病的比例亦呈明顯上升趨勢,如何解決頸椎的過早退化已成重要的研究課題。
采用多功能弱激光、負磁能換能器時弱激光紅光660nm /紅外光 780nm雙波長交替照射及負磁能綜合場能可改善關節及其周圍軟組織的血液供應。采用弱激光器照射天柱穴、風池穴、風府穴,加速椎動脈血流速度增快,可起到中醫活血化淤、養血醒腦,鎮靜安神的作用。同時幫助矯正頸部曲歪,打通膀胱經絡,解風排毒。
頭部保健應用
采用多功能弱激光、負磁能換能器對頭部神庭穴、百會穴、玉枕穴等進行照射,可刺激神經組織,引起肌肉伸縮,產生運動效應,擴張血管,促進血液循環,緩解頭部疼痛和不適,修復衰老的細胞、促進再生。從認知神經科學角度來說,光能、磁能向大腦發出9.63Hz或40Hz的脈沖頻率光能、磁能,對大腦的額葉-頂葉控制網絡有調節作用,增強大腦潛能量發揮作用,可提高心理敏銳度和認知度。配合雙波長激光脈沖鼻療器同時使用,更有事半功倍之效果。
圖17:頭部佩戴示意圖
佩戴方法:可移動激光器由頭中開始,五分鐘后再移至發際、后脳,大面積覆蓋整個頭部。
膝蓋保健應用
圖18: 膝蓋保健示意圖
慢性膝蓋疼痛是一個比較普遍的問題,中老年人慢性膝蓋疼痛主要是由骨關節炎造成的。光能及磁能可以消炎、止痛及去水腫外,最重要的功效是能加快細胞組織生長,迅速修補勞損的肌肉和筋膜,加快痊愈時間,是痛癥患者的恩物。為了更貼合膝蓋使用,可配合使用彈力松緊魔術貼綁帶輔助捆綁固定。
雙波長弱激光脈沖耳穴器
圖19:雙波長弱激光脈沖耳穴器
耳穴激光器采用660nm紅光/780nm紅外光雙波長智能技術交替輸出照射,提升細胞活性,達到治療效果。此法無痛,使用簡便,治療時問短,每次僅需3~5分鐘.而且免除了耳廓感染、滯針、斷針的可能性,對老年體弱者和兒童尤為適宜。
吸罐紅光、紅外光及藍光、綠光弱激光器
圖20:吸罐紅光、紅外光及藍光、綠光弱激光器
本系統核心技術是半導體弱激光紅光660nm /紅外光 780nm雙波長交替照射、單獨藍光450nm及綠光520nm波長激光器可根據要求特別訂做。激光由可調生物能能量頻率調制后才照射刺激,紅光660nm可促進傷口愈合,紅外光780nm可改善血液循環,藍光450nm有抑制油脂分泌、鎮靜、殺菌作用,綠光波長520nm有安定的作用,能夠改善因疲勞、精神緊張引起的皮膚問題。三種型號吸罐弱激光器互相搭配有良好預防和治療效果。
可在乳房、背部、手足部等,想吸哪就吸哪里,某些部位可加綁帶魔術貼輔助,更簡單方便,不粘連、無拔毛現象,還有火罐功能。
生物能經絡通BG-8介紹
圖21:新型BG8生物能經絡儀方框圖
圖22:BG-8面板示意圖及功能說明
(1)頻率表顯示:0.5Hz~999.9Hz
(2)660nm:當紅色LED長亮時,智能激光波長660nm連續模式輸出;當LED閃爍時,輸出由0.5Hz~99.9Hz脈沖模式調制輸出。(超過100Hz基本看不出閃爍)
(3)780nm:當綠色LED長亮時,智能激光波長780nm連續模式輸出;當LED閃爍時,輸出由0.5Hz~99.9Hz脈沖模式調制輸出。(超過100Hz基本看不出閃爍)
(4)432Hz:當藍色LED亮時,激光主載波432Hz脈沖調制啟動。
(5)MP3指示燈:當黃色LED亮時,使用MP3輸入調制功能。
(6)電源開關:主機電源控制開關。
(7)頻率調整鈕:0.5Hz~999.9Hz可調。短按(小于2秒)--頻率微調功能,長按(大于2秒)為432Hz藍光頻率開關功能,旋轉:順轉為9.63Hz頻率加,逆轉為9.63Hz頻率減。
8)能量強弱調整鈕:調能量輸出強弱,選擇小能量時為連續模式輸出,選擇大能量時為0.5Hz~99.9Hz+432Hz脈沖模式調制輸出。
側面板
圖23:BG-8側面板示意圖
(9)12V電源輸入:電源適配器交流AC100-240V、直流輸出12V /2A。
(10)MP3輸入:由MP3輸入聲音,調制后總輸出驅動紅光/紅外光等輸出。
(11)六芯輸出端:包括智能激光、聲能、磁能、熱能輸出端。
(12)智能激光輸出端: 紅光/紅外光9秒交替輸出端,18分鐘后關閉。
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