CN103041513B - 多波长激光治疗系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多波长激光治疗系统，包括：信号控制模块101、电源驱动模块103、激光输出模块102、恒流控制模块106、恒温控制模块104及显示模块105。其中，信号控制模块101分别与电源驱动模块103、激光输出模块102、恒温控制模块104及显示模块105连接。电源驱动模块103分别与激光输出模块102、恒流控制模块106连接。同时，激光输出模块102还分别与恒温控制模块104、恒流控制模块106连接。本发明在实际应用过程中，通过显示模块105设定参数，并通过第一单片机201控制激光驱动电源，最终驱动激光管及LED灯管发光，实现治疗系统同步输出多种波长。且具有安全性能高的特点。
Description
技术领域
本发明属于激光医疗设备设计技术领域，特别涉及一种多波长激光治疗
系统。
背景技术
人体组织对不同波长的激光的吸收并不相同，且不同波长的激光对组织的穿透深度也有差异。同时，临床上患者患处的区域大小及位置也各有差异，现有技术中的激光治疗仪并不能根据治疗需要同步输出多种波长，且不能根据患处的状况灵活地更换治疗单元。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现多波长同步输出的激光治疗系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种多波长激光治疗系统，包括：信号控制模块、电源驱动模块、激光输出模块、恒流控制模块、恒温控制模块及显示模块；所述信号控制模块分别与所述电源驱动模块、所述激光输出模块、所述恒温控制模块及所述显示模块连接；所述电源驱动模块分别与所述激光输出模块、所述恒流控制模块、所述恒温控制模块连接；所述恒温控制模块与所述激光输出模块连接；所述恒流控制模块与所述激光输出模块连接。
进一步地，所述信号控制模块包括：第一单片机、第二单片机；所述第一单片机分别与所述电源驱动模块、所述显示模块、所述激光输出模块及所述第二单片机连接；所述第二单片机与所述恒温控制模块连接。
进一步地，所述激光输出模块包括：第一治疗单元、第二治疗单元、第一电阻及第二电阻；所述第一治疗单元通过所述第一电阻与所述第一单片机连接；所述第二治疗单元通过所述第二电阻与所述第一单片机连接；所述第一治疗单元分别与所述恒温控制模块、所述电源驱动模块及所述恒流控制模块连接；所述第二治疗单元分别与所述恒温控制模块、所述电源驱动模块及所述恒流控制模块连接。
进一步地，所述恒温控制模块包括：TEC驱动电路、TEC制冷片及温度探测单元；所述TEC驱动电路分别与所述第二单片机、所述TEC制冷片及所述电源模块连接，用于控制所述治疗单元工作温度；所述温度探测单元通过所述第二单片机与所述TEC驱动电路连接，并分别与所述第一治疗单元、所述第二治疗单元连接进行温度探测。
进一步地，所述温度探测单元是温度探测电路或温度传感器。
进一步地，所述第一治疗单元包括：数量为M的激光管；所述第二治疗单元包括：数量为N的LED灯管；所述电源驱动模块包括：数量为Q的激光驱动电源；所述恒流控制模块包括：数量为Q的反馈电阻；所述激光驱动电源与所述激光管、所述LED灯管一对一连接；所述反馈电阻与所述激光管、所述LED灯管一对一连接；所述激光驱动电源与所述反馈电阻一对一连接；其中，M≥2，N≥2，且Q=M+N。
进一步地，还包括：报警模块；所述报警模块包括：检测单元、指示单元；所述检测单元、所述指示单元分别与所述第一单片机连接。
进一步地，所述检测单元包括：电源驱动检测电路、安全连锁检测电路、光温度检测电路、光电流检测电路及治疗单元类型检测电路；所述第一单片机分别与所述检测单元中各电路连接；所述指示单元包括：指示灯、扬声器；所述第一单片机分别与所述指示灯、所述扬声器连接。
进一步地，所述安全连锁检测电路包括：安全联锁装置、限流电阻及光耦合片；所述安全联锁装置通过所述光耦合片与所述第一单片机连接实现安全检测；所述光耦合片通过所述限流电阻与外界电源电连接；所述治疗单元类型检测电路通过将第一单片机内置ADC，并通过实时检测所述第一电阻或所述第二电阻上电压值实现所述第一治疗单元、所述第二治疗单元类型识别。
进一步地，所述显示模块是触摸屏显示器。
本发明提供的多波长激光治疗系统，工作过程中通过触摸屏显示器选择输出波长、输出光功率及定时时间等参数，并通过串行接口将指令传输至第一单片机，第一单片机通过控制对应激光驱动电源，进而实现驱动对应激光管及LED灯管发光，并通过反馈电阻将电流反馈至激光驱动电源，实现系统恒流控制。同时，第一单片机通过ADC检测第一电阻、第二电阻上的电压值，对治疗单元进行识别，并将识别信息传输至触摸屏显示器，进而对治疗单元进行选择切换。实现了激光治疗系统同步输出多种波长的治疗效果，并可根据不同患者治疗部位的不同深度，及不同病痛的治疗需求选择合适的波长进行治疗，同时还具有安全性能高、激光准确度高的结构特点，使得本发明在临床应用中效果更稳定、可靠、显著。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的多波长激光治疗系统原理结构框图。
图2为本发明实施例一提供的多波长激光治疗系统工作过程中的电路连接关系示意图。
图3为本发明实施例一、实施例二提供的多波长激光治疗系统中安全连锁检测电路的原理图。
图4为本发明实施例一、实施例二提供的多波长激光治疗系统中治疗单元类型检测电路的原理图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明提供的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例一
参见图1-2，本发明实施例一提供的一种多波长激光治疗系统，包括：信号控制模块101、电源驱动模块103、激光输出模块102、恒流控制模块106、恒温控制模块104及显示模块105。其中，信号控制模块101分别与电源驱动模块103、激光输出模块102、恒温控制模块104及显示模块105连接。电源驱动模块103分别与激光输出模块102、恒流控制模块106及恒温控制模块104连接。同时，激光输出模块102还分别与恒温控制模块104、恒流控制模块106连接。
本实施例一中，信号控制模块包括：第一单片机201（核心控制单片机）、第二单片机202（恒温控制单片机）。其中，第一单片机201通过PWM信号接口与电源驱动模块103连接，通过ADC信号接口与激光输出模块102连接，通过串行接口与显示模块105连接。同时，第二单片机202通过ADC温度探测接口与恒温控制模块104连接，并与第一单片机201连接。
本实施例一中，激光输出模块102包括：第一治疗单元、第二治疗单元、第一电阻301（识别电阻）及第二电阻302（识别电阻）。其中，第一治疗单元通过第一电阻301与第一单片机201中ADC识别接口A连接。第二治疗单元通过第二电阻302与第一单片机201中ADC识别接口B连接。且接口A与接口B相互独立。同时，第一治疗单元还分别与恒温控制模块104、电源驱动模块103及恒流控制模块106连接；第二治疗单元也分别与恒温控制模块104、电源驱动模块103及恒流控制模块106连接。工作过程中，第一单片机201通过ADC检测电阻301-302上的电压实现治疗单元的识别。
本实施例中1，恒温控制模块104包括：TEC驱动电路204、TEC制冷片205及温度探测单元203。其中，TEC驱动电路204分别与第二单片机202、TEC制冷片205及电源驱动模块103连接，用于控制治疗单元的工作环境温度。温度探测单元203通过第二单片机202与TEC驱动电路204连接，并同时与治疗单元连接进行温度探测。
优选地，温度探测单元203是温度探测电路或温度传感器。
本实施例一中，第一治疗单元（大光斑照射治疗单元）包括：数量为M的激光管。其中，每个激光管均装在圆形散热器中，且圆形散热器贴在散热铝块以便散热。第二治疗单元（定点照射治疗单元）包括：数量为N的LED灯管。电源驱动模块103包括：数量为Q的激光驱动电源。恒流控制模块106包括：数量为Q的反馈电阻。其中，Q=M+N；同时，激光驱动电源与激光管206、LED灯管207一对一连接；反馈电阻与激光管206、LED灯管207一对一连接。激光驱动电源与反馈电阻一对一连接。工作过程中，Q组激光驱动电源对应Q组电流反馈电阻，电流依次经过激光输出模块102、恒流控制模块106返回至电源驱动模块103，形成负反馈网络，进而实现恒流控制。
优选地，M=3，N=3；第一治疗单元是输出光波长为980nm、810nm、650nm的三种激光管；第二治疗单元是输出光波长为532nm、417nm、633nm的三种LED灯管。
本实施例一中，为了提高治疗系统在操作工程中的安全性能，还包括：报警模块107。其中，报警模块107包括：检测单元、指示单元。同时，检测单元、指示单元分别通过安全报警接口与第一单片机201连接。
优选地，检测单元包括：电源驱动检测电路、安全连锁检测电路、光温度检测电路、光电流检测电路及治疗单元类型检测电路。第一单片机201分别与上述检测单元中各电路连接，以实时获取各检测电路输出的电信号，并在软件或硬件处理后送至指示单元进行安全指示。指示单元包括：指示灯、扬声器及其他软件操作信息指示。第一单片机201也分别与上述指示灯、扬声器及其他软件操作信息指示连接。
本实施例一中，参见图3，安全连锁检测电路包括：安全联锁装置401、限流电阻403及光耦合片402。其中，安全联锁装置401通过光耦合片402与第一单片机201连接实现系统安全检测。同时，光耦合片402通过限流电阻403与外界电源电连接（安全联锁装置401、光耦合片402还分别与地线连接）。
本实施例一中，参见图4，治疗单元类型检测电路通过将第一单片机201内置ADC，并通过实时检测第一电阻301或第二电阻302上电压值实现第一治疗单元、第二治疗单元类型识别。
本实施例一中，显示模块105是由液晶显示屏与触摸屏（电阻式）构成的触摸屏显示器；并通过触摸屏显示接口与第一单片机201连接，实现操作者对治疗系统的准确控制。
本实施例一中，第一单片机201、第二单片机202可通过软件控制程序对其操作应用进行控制。
实施例二
本实施例一提供的多波长激光治疗系统，为使其生产成本更加低廉，可对系统结构进行简化。即去掉第二单片机202（恒温控制单片机），采用电风扇替换原有的恒温控制模块，通过电风扇与外界电源连接，实现对激光管及LED灯管进行散热制冷。其他电路连接与实施例一相同。
本发明实施例一、实施例二提供的多波长激光治疗系统，在实际工作过程中，首先通过检测单元中的各检测电路对系统电路连接进行检测，出现故障时，则通过指示单元报警提示；安全检测无误后，操作者通过触摸屏显示器选择输出波长、输出光功率及定时时间等参数，并通过串行接口将指令传输至第一单片机201，第一单片机201通过定时器产生Q组PWM信号，并经过低通滤波网络形成模拟DA值输出至对应激光驱动电源（输出功率的调节是通过控制PWM信号占空比实现输出电流的改变）。最终驱动对应激光管及LED灯管发光，并通过反馈电阻将电流反馈至激光驱动电源，实现系统恒流控制。同时，第一单片机201通过ADC检测电阻301-302上的电压值，对治疗单元进行识别，并将识别信息传输至触摸屏显示器，操作者可通过触摸屏显示器对治疗单元进行选择切换。
本发明实现了激光治疗系统同步输出多种波长的治疗效果，并可根据不同患者治疗部位的不同深度，及不同病痛的治疗需求选择合适的波长进行治疗，同时还具有安全性能高、激光准确度高的结构特点，使得本发明在临床应用中效果更稳定、可靠、显著。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (8)
1.一种多波长激光治疗系统，其特征在于，包括：信号控制模块、电源驱动模块、激光输出模块、恒流控制模块、恒温控制模块及显示模块；
所述信号控制模块分别与所述电源驱动模块、所述激光输出模块、所述恒温控制模块及所述显示模块连接；
所述电源驱动模块分别与所述激光输出模块、所述恒流控制模块及所述恒温控制模块连接；
所述恒温控制模块与所述激光输出模块连接；
所述恒流控制模块与所述激光输出模块连接；
所述信号控制模块包括：第一单片机、第二单片机；所述第一单片机分别与所述电源驱动模块、所述显示模块、所述激光输出模块及所述第二单片机连接；所述第二单片机与所述恒温控制模块连接；
所述激光输出模块包括：第一治疗单元、第二治疗单元、第一电阻及第二电阻；所述第一治疗单元通过所述第一电阻与所述第一单片机连接；所述第二治疗单元通过所述第二电阻与所述第一单片机连接；所述第一治疗单元分别与所述恒温控制模块、所述电源驱动模块及所述恒流控制模块连接；所述第二治疗单元分别与所述恒温控制模块、所述电源驱动模块及所述恒流控制模块连接；
其中，所述第一治疗单元至少包括2个激光管；所述第二治疗单元至少包括2个LED灯管；
其中，所述第一单片机、所述第二单片机将接收所述显示模块所输入的参数指令，并通过低通滤波网络输出至所述电源驱动模块，由所述电源驱动模块对应驱动所述第一治疗单元、所述第二治疗单元进行作业；
且，所述第一单片机通过检测所述第一电阻及所述第二电阻上的电压值，对所述第一治疗单元、所述第二治疗单元进行识别，并将识别信息传输至所述显示模块，根据所述识别信息对所述第一治疗单元、所述第二治疗单元选择切换。
2.根据权利要求1所述多波长激光治疗系统，其特征在于，所述恒温控制模块包括：TEC驱动电路、TEC制冷片及温度探测单元；
所述TEC驱动电路分别与所述第二单片机、所述TEC制冷片及所述电源驱动模块连接，用于控制所述治疗单元工作温度；
所述温度探测单元通过所述第二单片机与所述TEC驱动电路连接，并分别与所述第一治疗单元、所述第二治疗单元连接进行温度探测；
其中，所述TEC是半导体制冷器。
3.根据权利要求2所述多波长激光治疗系统，其特征在于：所述温度探测单元是温度探测电路或温度传感器。
4.根据权利要求3所述多波长激光治疗系统，其特征在于：
所述电源驱动模块包括：激光驱动电源；
所述恒流控制模块包括：反馈电阻；
所述激光驱动电源与所述激光管、所述LED灯管一对一连接；
所述反馈电阻与所述激光管、所述LED灯管一对一连接；所述激光驱动电源与所述反馈电阻一对一连接。
5.根据权利要求4所述多波长激光治疗系统，其特征在于，还包括：报警模块；
所述报警模块包括：检测单元、指示单元；
所述检测单元、所述指示单元分别与所述第一单片机连接。
6.根据权利要求5所述多波长激光治疗系统，其特征在于：
所述检测单元包括：电源驱动检测电路、安全连锁检测电路、光温度检测电路、光电流检测电路及治疗单元类型检测电路；
所述第一单片机分别与所述检测单元中各电路连接；
所述指示单元包括：指示灯、扬声器；
所述第一单片机分别与所述指示灯、所述扬声器连接。
7.根据权利要求6所述多波长激光治疗系统，其特征在于，所述安全连锁检测电路包括：安全联锁装置、限流电阻及光耦合片；
所述安全联锁装置通过所述光耦合片与所述第一单片机连接实现安全检测；
所述光耦合片通过所述限流电阻与外界电源电连接；
所述治疗单元类型检测电路通过将第一单片机内置ADC，并通过实时检测所述第一电阻或所述第二电阻上电压值实现所述第一治疗单元、所述第二治疗单元类型识别。
8.根据权利要求7所述多波长激光治疗系统，其特征在于：所述显示模块是触摸屏显示器。
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