多波長雷射治療系統的製作方法
2023-06-02 02:49:51 1
專利名稱：多波長雷射治療系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於雷射醫療設備設計技術領域，特別涉及一種多波長雷射治療系統。
背景技術：
人體組織對不同波長的雷射的吸收並不相同，且不同波長的雷射對組織的穿透深度也有差異。同時，臨床上患者患處的區域大小及位置也各有差異，現有技術中的雷射治療儀並不能根據治療需要同步輸出多種波長，且不能根據患處的狀況靈活地更換治療單元。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠實現多波長同步輸出的雷射治療系統。為解決上述技術問題，本發明提供了一種多波長雷射治療系統，包括信號控制模塊、電源驅動模塊、雷射輸出模塊、恆流控制模塊、恆溫控制模塊及顯示模塊；所述信號控制模塊分別與所述電源驅動模塊、所述雷射輸出模塊、所述恆溫控制模塊及所述顯示模塊連接；所述電源驅動模塊分別與所述雷射輸出模塊、所述恆流控制模塊、所述恆溫控制模塊連接；所述恆溫控制模塊與所述雷射輸出模塊連接；所述恆流控制模塊與所述雷射輸出模塊連接。進一步地，所述信號控制模塊包括第一單片機、第二單片機；所述第一單片機分別與所述電源驅動模塊、所述顯示模塊、所述雷射輸出模塊及所述第二單片機連接；所述第二單片機與所述恆溫控制模塊連接。進一步地，所述雷射輸出模塊包括第一治療單元、第二治療單元、第一電阻及第二電阻；所述第一治療單元通過所述第一電阻與所述第一單片機連接；所述第二治療單元通過所述第二電阻與所述第一單片機連接；所述第一治療單元分別與所述恆溫控制模塊、所述電源驅動模塊及所述恆流控制模塊連接；所述第二治療單元分別與所述恆溫控制模塊、所述電源驅動模塊及所述恆流控制模塊連接。進一步地，所 述恆溫控制模塊包括TEC驅動電路、TEC製冷片及溫度探測單元；所述TEC驅動電路分別與所述第二單片機、所述TEC製冷片及所述電源模塊連接，用於控制所述治療單元工作溫度；所述溫度探測單元通過所述第二單片機與所述TEC驅動電路連接，並分別與所述第一治療單元、所述第二治療單元連接進行溫度探測。進一步地，所述溫度探測單元是溫度探測電路或溫度傳感器。進一步地,所述第一治療單元包括數量為M的雷射管；所述第二治療單元包括數量為N的LED燈管；所述電源驅動模塊包括數量為Q的雷射驅動電源；所述恆流控制模塊包括數量為Q的反饋電阻；所述雷射驅動電源與所述雷射管、所述LED燈管一對一連接；所述反饋電阻與所述雷射管、所述LED燈管一對一連接；所述雷射驅動電源與所述反饋電阻一對一連接；其中，M彡2，N彡2，且Q=M+N。
進一步地，還包括報警模塊；所述報警模塊包括檢測單元、指示單元；所述檢測單元、所述指示單元分別與所述第一單片機連接。進一步地，所述檢測單元包括電源驅動檢測電路、安全連鎖檢測電路、光溫度檢測電路、光電流檢測電路及治療單元類型檢測電路；所述第一單片機分別與所述檢測單元中各電路連接；所述指示單元包括指示燈、揚聲器；所述第一單片機分別與所述指示燈、所述揚聲器連接。進一步地，所述安全連鎖檢測電路包括安全聯鎖裝置、限流電阻及光耦合片；所述安全聯鎖裝置通過所述光耦合片與所述第一單片機連接實現安全檢測；所述光耦合片通過所述限流電阻與外界電源電連接；所述治療單元類型檢測電路通過將第一單片機內置ADC，並通過實時檢測所述第一電阻或所述第二電阻上電壓值實現所述第一治療單元、所述第二治療單元類型識別。進一步地，所述顯示模塊是觸控螢幕顯示器。本發明提供的多波長雷射治療系統，工作過程中通過觸控螢幕顯示器選擇輸出波長、輸出光功率及定時時間等參數，並通過串行接口將指令傳輸至第一單片機，第一單片機通過控制對應雷射驅動電源，進而實現驅動對應雷射管及LED燈管發光，並通過反饋電阻將電流反饋至雷射驅動電源，實現系統恆流控制。同時，第一單片機通過ADC檢測第一電阻、第二電阻上的電壓值，對治療單元進行識別，並將識別信息傳輸至觸控螢幕顯示器，進而對治療單元進行選擇切換。實現了雷射治療系統同步輸出多種波長的治療效果，並可根據不同患者治療部位的不同 深度，及不同病痛的治療需求選擇合適的波長進行治療，同時還具有安全性能高、雷射準確度高的結構特點，使得本發明在臨床應用中效果更穩定、可靠、顯著。
圖1為本發明實施例一提供的多波長雷射治療系統原理結構框圖。圖2為本發明實施例一提供的多波長雷射治療系統工作過程中的電路連接關係示意圖。圖3為本發明實施例一、實施例二提供的多波長雷射治療系統中安全連鎖檢測電路的原理圖。圖4為本發明實施例一、實施例二提供的多波長雷射治療系統中治療單元類型檢測電路的原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發明提供的具體實施方式
作進一步詳細說明。實施例一參見圖1-2，本發明實施例一提供的一種多波長雷射治療系統，包括信號控制模塊101、電源驅動模塊103、雷射輸出模塊102、恆流控制模塊106、恆溫控制模塊104及顯示模塊105。其中，信號控制模塊101分別與電源驅動模塊103、雷射輸出模塊102、恆溫控制模塊104及顯示模塊105連接。電源驅動模塊103分別與雷射輸出模塊102、恆流控制模塊106及恆溫控制模塊104連接。同時，雷射輸出模塊102還分別與恆溫控制模塊104、恆流控制模塊106連接。本實施例一中，信號控制模塊包括第一單片機201 (核心控制單片機)、第二單片機202 (恆溫控制單片機)。其中，第一單片機201通過PWM信號接口與電源驅動模塊103連接，通過ADC信號接口與雷射輸出模塊102連接，通過串行接口與顯示模塊105連接。同時，第二單片機202通過ADC溫度探測接口與恆溫控制模塊104連接，並與第一單片機201連接。本實施例一中，雷射輸出模塊102包括第一治療單元、第二治療單元、第一電阻301 (識別電阻)及第二電阻302 (識別電阻)。其中，第一治療單元通過第一電阻301與第一單片機201中ADC識別接口 A連接。第二治療單元通過第二電阻302與第一單片機201中ADC識別接口 B連接。且接口 A與接口 B相互獨立。同時，第一治療單元還分別與恆溫控制模塊104、電源驅動模塊103及恆流控制模塊106連接；第二治療單元也分別與恆溫控制模塊104、電源驅動模塊103及恆流控制模塊106連接。工作過程中，第一單片機201通過ADC檢測電阻301-302上的電壓實現治療單元的識別。本實施例中I，恆溫控制模塊104包括TEC驅動電路204、TEC製冷片205及溫度探測單元203。其中，TEC驅動電路204分別與第二單片機202、TEC製冷片205及電源驅動模塊103連接，用於控制治療單元的工作環境溫度。溫度探測單元203通過第二單片機202與TEC驅動電路204連接，並同時與治療單元連接進行溫度探測。優選地，溫度探測單元203是溫度探測電路或溫度傳感器。本實施例一中，第一治療 單元(大光斑照射治療單元)包括數量為M的雷射管。其中，每個雷射管均裝在圓形散熱器中，且圓形散熱器貼在散熱鋁塊以便散熱。第二治療單元(定點照射治療單元)包括數量為N的LED燈管。電源驅動模塊103包括數量為Q的雷射驅動電源。恆流控制模塊106包括數量為Q的反饋電阻。其中，Q=M+N;同時，雷射驅動電源與雷射管206、LED燈管207 —對一連接；反饋電阻與雷射管206、LED燈管207 —對一連接。雷射驅動電源與反饋電阻一對一連接。工作過程中，Q組雷射驅動電源對應Q組電流反饋電阻，電流依次經過雷射輸出模塊102、恆流控制模塊106返回至電源驅動模塊103，形成負反饋網絡，進而實現恆流控制。優選地，M=3, N=3 ;第一治療單元是輸出光波長為980nm、810nm、650nm的三種雷射管；第二治療單元是輸出光波長為532nm、417nm、633nm的三種LED燈管。本實施例一中，為了提高治療系統在操作工程中的安全性能，還包括報警模塊107。其中，報警模塊107包括檢測單元、指示單元。同時,檢測單元、指示單元分別通過安全報警接口與第一單片機201連接。優選地，檢測單元包括電源驅動檢測電路、安全連鎖檢測電路、光溫度檢測電路、光電流檢測電路及治療單元類型檢測電路。第一單片機201分別與上述檢測單元中各電路連接，以實時獲取各檢測電路輸出的電信號，並在軟體或硬體處理後送至指示單元進行安全指示。指示單元包括指示燈、揚聲器及其他軟體操作信息指示。第一單片機201也分別與上述指示燈、揚聲器及其他軟體操作信息指示連接。本實施例一中，參見圖3，安全連鎖檢測電路包括安全聯鎖裝置401、限流電阻403及光耦合片402。其中，安全聯鎖裝置401通過光耦合片402與第一單片機201連接實現系統安全檢測。同時，光耦合片402通過限流電阻403與外界電源電連接(安全聯鎖裝置401、光耦合片402還分別與地線連接)。本實施例一中，參見圖4，治療單元類型檢測電路通過將第一單片機201內置ADC，並通過實時檢測第一電阻301或第二電阻302上電壓值實現第一治療單元、第二治療單元類型識別。本實施例一中，顯示模塊105是由液晶顯示屏與觸控螢幕(電阻式)構成的觸控螢幕顯示器；並通過觸控螢幕顯示接口與第一單片機201連接，實現操作者對治療系統的準確控制。本實施例一中，第一單片機201、第二單片機202可通過軟體控制程序對其操作應用進行控制。實施例二本實施例一提供的多波長雷射治療系統，為使其生產成本更加低廉，可對系統結構進行簡化。即去掉第二單片機202 (恆溫控制單片機)，採用電風扇替換原有的恆溫控制模塊，通過電風扇與外界電源連接，實現對雷射管及LED燈管進行散熱製冷。其他電路連接與實施例一相同。本發明實施例一、實施例二提供的多波長雷射治療系統，在實際工作過程中，首先通過檢測單元中的各檢測電路對系統電路連接進行檢測，出現故障時，則通過指示單元報警提示；安全檢測無誤後，操作者通過觸控螢幕顯示器選擇輸出波長、輸出光功率及定時時間等參數，並通過串行接口將指令傳輸至第一單片機201，第一單片機201通過定時器產生Q組PWM信號，並經過低通濾波網絡形成模擬DA值輸出至對應雷射驅動電源(輸出功率的調節是通過控制PWM信號佔空比實現輸出電流的改變)。最終驅動對應雷射管及LED燈管發光，並通過反饋電阻將電流反饋至雷射驅動電源，實現系統恆流控制。同時，第一單片機201通過ADC檢測電阻301-302上的電壓值，對治療單元進行識別，並將識別信息傳輸至觸控螢幕顯示器，操作者可通過觸控螢幕顯示器對治療單元進行選擇切換。
本發明實現了雷射治療系統同步輸出多種波長的治療效果，並可根據不同患者治療部位的不同深度，及不同病痛的治療需求選擇合適的波長進行治療，同時還具有安全性能高、雷射準確度高的結構特點，使得本發明在臨床應用中效果更穩定、可靠、顯著。最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照實例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求
1.一種多波長雷射治療系統，其特徵在於，包括信號控制模塊、電源驅動模塊、雷射輸出模塊、恆流控制模塊、恆溫控制模塊及顯示模塊；所述信號控制模塊分別與所述電源驅動模塊、所述雷射輸出模塊、所述恆溫控制模塊及所述顯示模塊連接；所述電源驅動模塊分別與所述雷射輸出模塊、所述恆流控制模塊及所述恆溫控制模塊連接；所述恆溫控制模塊與所述雷射輸出模塊連接；所述恆流控制模塊與所述雷射輸出模塊連接。
2.根據權利要求1所述多波長雷射治療系統，其特徵在於，所述信號控制模塊包括第一單片機、第二單片機；所述第一單片機分別與所述電源驅動模塊、所述顯示模塊、所述雷射輸出模塊及所述第二單片機連接；所述第二單片機與所述恆溫控制模塊連接。
3.根據權利要求2所述多波長雷射治療系統，其特徵在於，所述雷射輸出模塊包括第一治療單元、第二治療單元、第一電阻及第二電阻；所述第一治療單元通過所述第一電阻與所述第一單片機連接；所述第二治療單元通過所述第二電阻與所述第一單片機連接；所述第一治療單元分別與所述恆溫控制模塊、所述電源驅動模塊及所述恆流控制模塊連接；所述第二治療單元分別與所述恆溫控制模塊、所述電源驅動模塊及所述恆流控制模塊連接。
4.根據權利要求3所述多波長雷射治療系統，其特徵在於，所述恆溫控制模塊包括: TEC驅動電路、TEC製冷片及溫度探測單元；所述TEC驅動電路分別與所述第二單片機、所述TEC製冷片及所述電源驅動模塊連接， 用於控制所述治療單元工作溫度；所述溫度探測單元通過所述第二單片機與所述TEC驅動電路連接，並分別與所述第一治療單元、所述第二治療單元連接進行溫度探測。
5.根據權利要求4所述多波長雷射治療系統，其特徵在於所述溫度探測單元是溫度探測電路或溫度傳感器。
6.根據權利要求4所述多波長雷射治療系統，其特徵在於所述第一治療單元包括數量為M的雷射管；所述第二治療單元包括數量為N的LED燈管；所述電源驅動模塊包括數量為Q的雷射驅動電源；所述恆流控制模塊包括數量為Q的反饋電阻；所述雷射驅動電源與所述雷射管、所述LED燈管一對一連接；所述反饋電阻與所述雷射管、所述LED燈管一對一連接；所述雷射驅動電源與所述反饋電阻一對一連接；其中，M≥2，所述N≥2，且Q=M+N。
7.根據權利要求1-6任一項所述多波長雷射治療系統，其特徵在於，還包括報警模塊；所述報警模塊包括檢測單元、指示單元；所述檢測單元、所述指示單元分別與所述第一單片機連接。
8.根據權利要求7所述多波長雷射治療系統，其特徵在於所述檢測單元包括電源驅動檢測電路、安全連鎖檢測電路、光溫度檢測電路、光電流檢測電路及治療單元類型檢測電路；所述第一單片機分別與所述檢測單元中各電路連接；所述指示單元包括指示燈、揚聲器；所述第一單片機分別與所述指示燈、所述揚聲器連接。
9.根據權利要求8所述多波長雷射治療系統，其特徵在於，所述安全連鎖檢測電路包括安全聯鎖裝置、限流電阻及光耦合片；所述安全聯鎖裝置通過所述光耦合片與所述第一單片機連接實現安全檢測；所述光耦合片通過所述限流電阻與外界電源電連接；所述治療單元類型檢測電路通過將第一單片機內置ADC，並通過實時檢測所述第一電阻或所述第二電阻上電壓值實現所述第一治療單元、所述第二治療單元類型識別。
10.根據權利要求9所述多波長雷射治療系統，其特徵在於所述顯示模塊是觸控螢幕顯示器。
全文摘要
本發明公開了一種多波長雷射治療系統，包括信號控制模塊101、電源驅動模塊103、雷射輸出模塊102、恆流控制模塊106、恆溫控制模塊104及顯示模塊105。其中，信號控制模塊101分別與電源驅動模塊103、雷射輸出模塊102、恆溫控制模塊104及顯示模塊105連接。電源驅動模塊103分別與雷射輸出模塊102、恆流控制模塊106連接。同時，雷射輸出模塊102還分別與恆溫控制模塊104、恆流控制模塊106連接。本發明在實際應用過程中，通過顯示模塊105設定參數，並通過第一單片機201控制雷射驅動電源，最終驅動雷射管及LED燈管發光，實現治療系統同步輸出多種波長。且具有安全性能高的特點。
文檔編號A61N5/067GK103041513SQ20131002066
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月21日 優先權日2013年1月21日
發明者黃緒華, 洪漢潤, 王旭峰 申請人:武漢博激世紀科技有限公司