CN103984266B - 一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法及装置，该方法和装置能较好满足用户和医院之需，除了可以多种照射模式进行治疗，还能与心率、心电、脉搏等信号进行同步治疗。一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置，包括：电源模块，为所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置供电；模式选择装置，用于选择工作模式；当所述模式选择装置选择血压自适应模式时，血压信号采集装置实时采集用户血压信号，并将所采集的血压舒张压值信号以及血压收缩压值信号分别实时发送给功率信号调整装置以及导通时间调整装置，以控制光能发生器的工作功率以及导通时间。

Description

一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法及装置

技术领域

本发明涉及电子领域，尤其涉及一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法及装置。

背景技术

随着现在医学的发展和普及，特别是理疗治疗仪得到了广泛应用，对理疗治疗仪的数量和特性要求越来越高。目前使用的理疗灯照射模式较单一，基本是开机直接照射用户需要的部位，夏季还存在照射部位温升较快，容易引起用户皮肤烫伤；而且照射方式是单一的，开机连续照射患部，不能适应人们对健康，治疗方式多样式的需求。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法及装置，该方法和装置能较好满足用户和医院之需，除了可以多种照射模式进行治疗，还能与心率、心电、脉搏等信号进行同步治疗。

本发明所采用的技术方案如下：

一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置，其特征在于，包括：

电源模块(100)，为所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置供电；

模式选择装置(101)，用于选择工作模式；

当所述模式选择装置(101)选择血压自适应模式时，血压信号采集装置(102)实时采集用户血压信号，并将所采集的血压舒张压值信号以及血压收缩压值信号分别实时发送给功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，以控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间；

当模式选择装置(101)选择心率自适应模式时，心率信号采集装置(103)实时采集用户心率信号，并将所采集的心率值信号实时发送给功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，以控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间；

当模式选择装置(101)选择血压和心率自适应模式时，血压信号采集装置(102)和心率信号采集装置(103)分别实时采集用户血压信号及心率信号，并将所采集的血压舒张压值、血压收缩压值、以及心率值信号实时发送给功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，以控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间。

优选地，当模式选择装置(101)选择全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制或半功率+半调制模式中任一时，经由脉搏信号采集装置(107)提取脉搏信号后，由固定模式功率控制装置(108)根据模式选择装置(101)所选择的模式以及是否接收到脉冲信号，控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间。

优选地，所述光能发生器(106)根据功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，或者固定模式功率控制装置108所发出的控制信号，确定工作功率以及导通时间。

优选地，所述血压信号采集装置(102)和心率信号采集装置(103)为手臂式、手腕式或手指式血压/心率采集器。

一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法，其特征在于：

当所述理疗治疗仪工作在血压和心率自适应模式下，总输出功率为：

$P_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{t_i}{\overset{t_{i+1}}{\∫}}Pdt=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}\underset{t_i}{\overset{t_{i+1}}{\∫}}(P_d\×(1+c_1\×HR+c_2\×{\mathrm{BP}}_h+c_3\×{\mathrm{BP}}_l\left)\right)dt$

其中：

P₀：理疗治疗仪工作期间的总输出功率；

[t_i，t_i+1]：理疗治疗仪照射工作时间段；

P_d：理疗治疗仪照射基础输出功率

c₁：功率信号调整装置104根据心率信号采集装置103发送的心率值信号所选择的工作参数；

c₂：功率信号调整装置104根据血压信号采集装置102发送的血压舒张压值信号所选择的工作参数；

c₃：功率信号调整装置104根据血压信号采集装置102发送的血压收缩压值信号所选择的工作参数；

HR：心率值；

BP_l：血压舒张压值；

BP_h：血压收缩压值。

优选地，c₁的取值由功率信号调整装置(104)根据函数取得：

$f_{c_1}\left(HR\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& HR\&le;40\\ -0.003,& 40<HR\&le;50\\ -0.002,& 50<HR\&le;60\\ 0.001,& 60<HR\&le;100\\ -0.001,& 100<HR\&le;120\\ -0.002,& 120<HR\&le;140\\ -0.003,& HR>140\end{array}\right.$

其中，所述HR为心率值。

优选地，c₂的取值由功率信号调整装置(104)根据函数取得：

$f_{c_2}\left({\mathrm{BP}}_l\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& {\mathrm{BP}}_l\&le;40\\ -0.003,& 40<{\mathrm{BP}}_l\&le;50\\ -0.002,& 50<{\mathrm{BP}}_l\&le;60\\ 0.001,& 60<{\mathrm{BP}}_l\&le;90\\ -0.001,& 90<{\mathrm{BP}}_l\&le;100\\ -0.0015,& 100<{\mathrm{BP}}_l\&le;120\\ -0.0024,& {\mathrm{BP}}_l>120\end{array}\right.$

其中，所述BP_l为血压舒张压值。

优选地，c₃的取值由功率信号调整装置(104)根据函数取得：

$f_{c_3}\left({\mathrm{BP}}_h\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& {\mathrm{BP}}_h\&le;60\\ -0.003,& 60<{\mathrm{BP}}_h\&le;70\\ -0.002,& 70<{\mathrm{BP}}_h\&le;80\\ 0.001,& 90<{\mathrm{BP}}_h\&le;140\\ -0.001,& 140<{\mathrm{BP}}_h\&le;150\\ -0.0015,& 150<{\mathrm{BP}}_h\&le;160\\ -0.0019,& {\mathrm{BP}}_h>160\end{array}\right.$

其中，所述BP_h为血压收缩压值。

优选地，所述导通时间调整装置(105)根据HR(心率值)、BP_l(血压舒张压值)以及BP_h(血压收缩压值)进一步设置理疗治疗仪照射工作时间段[t_i，t_i+1]；

其中，当HR≤30、HR≥150，或者BP_l≤30、BP_l≥130，或者BP_h≤50、BP_h≥170时，导通时间调整装置(105)设置导通时间段为0；

当30＜HR≤50、120＜HR≤150，或者30＜BP_l≤50、100＜BP_l≤130，或者50＜BP_h≤70、150＜BP_h≤170时，导通时间调整装置(105)设置为照射3分钟、停止3分钟；形成一明一暗等间隔交替照射效果；

当50＜HR≤60、100＜HR≤120，或者50＜BP_l≤60、90＜BP_l≤100，或者70＜BP_h≤90、140＜BP_h≤150时，导通时间调整装置(105)设置为照射4分钟、停止2分钟；形成一明一暗不等间隔交替照射效果；

当60＜HR≤100、或者60＜BP_l≤90、或者90＜BP_h≤140时，导通时间调整装置(105)设置为始终照射；形成长明照射效果。

一种固定模式功率控制装置，其特征在于：

二极管D1-D4组成桥式整流电路，其中二极管D1、D2的负极与电容C7的一端以及电解电容E1的正极相连，二极管D3、D4的正极与电容C7的另一端以及电解电容E1的负极相连，二极管D1的正极与二极管D3的负极相连，二极管D2的正极与二极管D4的负极相连；所述电容C7以及电解电容E1并联连接，进行滤波；所述电容C7与电解电容E1正极相连的一端连接至稳压源U1的输入端1，所述电容C7与电解电容E1负极相连的一端连接至稳压源U1的接地端2；稳压源U1的输出端与电解电容E2的正极以及5V电源相连，电解电容E2的负极接地；另一电容C8与电解电容E2并联连接，与稳压源U1、电容C8、电解电容E2构成电源提供5V恒压输出，为该部分电路供电；

二极管D5-D8组成桥式整流电路，其中二极管D5、D6的负极与电容C3的一端以及电解电容E3的正极相连，二极管D7、D8的正极与电容C3的另一端以及电解电容E3的负极相连，二极管D5的正极与二极管D7的负极相连，二极管D6的正极与二极管D8的负极相连；所述电容C3以及电解电容E3并联连接，进行滤波；所述电容C3与电解电容E3正极相连的一端连接至稳压源U2的输入端1，所述电容C3与电解电容E3负极相连的一端连接至稳压源U2的接地端3；稳压源U2的开关端5接地；稳压源U2的输出端经由电感L1与电源VCC相连，二极管D10的负极与稳压源U2的输出端相连，所述续流二极管D10的正极接地；电容C4与电解电容E4并联连接，所述电解电容正极连接至VCC，负极接地；由稳压源U2与电感L1、以及续流二极管D10、电容C4、电解电容E4，构成电源提供5V恒压输出，为该部分电路供电；

变压器B1包含主线圈以及两个副线圈，所述主线圈连接在市电AC220V的相线端L以及零线端N之间，其中第一副线圈的一端连接至二极管D1的正极以及D3的负极、第一副线圈的另一端连接至二极管D2的正极以及D4的负极；第二副线圈的一端连接至二极管D5的正极以及D7的负极、第二副线圈的另一端连接至二极管D6的正极以及D8的负极；

光耦芯片IC6的管脚1、4与变压器B1的第二副线圈一端相连，管脚2、3通过电阻R18与变压器B1的第二副线圈的另一端相连；电源VCC经由电阻R19与光耦芯片IC6的管脚6、8相连，光耦芯片IC6的管脚5、7接地；电容C9经由电阻R20跨接在光耦芯片IC6的管脚6、8的连接点与地之间；所述电阻R18-R20、光耦芯片IC6与电容C9用于AC220V市电相位取样，以输出100Hz的窄脉冲；所述光耦芯片IC6的管脚6、8的连接点经由电阻R20与微控制器IC4的管脚8相连；

插座J1的管脚1输入调制信号，即模式选择装置(101)所发送的模式选择信号；管脚2输入脉搏信号，即脉搏信号采集装置107所采集的脉搏信号；管脚3输入功率信号、管脚4、5输出+5V电源，管脚6接地；VCC经由电阻R21与三极管BG3的集电极相连；三极管BG3的基极经由电阻R22与插座J1的管脚1相连，三极管BG3的发射极接地；所述电阻R21、R22、以及三极管BG3用于对调制信号进行反相，输入到微控制器的管脚7，提供P3.2信号；插座J1的管脚3经由电阻R24与三极管BG2的基极相连，VCC经由电阻R23与三极管BG2的集电极相连，三极管BG2的发射极接地；所述电阻R23、R24以及三极管BG2用于对功率信号进行反相，输入到微控制器的管脚5，提供P3.0信号；

IC4为微控制器，其中管脚5接收功率信号作为P3.0信号、管脚7接收调制信号作为P3.2信号，管脚8接收市电相位信号作为P3.3信号，管脚1输出全功率或半功率驱动信号P3.4，管脚3输出全调制或半调制信号P3.5，管脚2接电源VCC，管脚4接芯片IC3的管脚2，管脚6接电阻R14、LED灯L2及电源VCC用于微控制器工作指示；

光耦IC3为随机型可控硅驱动芯片，管脚1经由电阻R11与VCC相连、管脚2与IC4的管脚3相连，以由P3.5充当驱动信号；管脚6经由电阻R4与二极管D9的负极相连，管脚4与单向可控硅T3的控制极相连、并进一步经由电阻R6与单向可控硅T3的负极相连；所述电阻R4、R6、R11、光耦IC3、二极管D9、单向可控硅T3组成半调制电路；

光耦IC2为随机型可控硅驱动芯片，管脚1经由电阻R9与VCC相连、管脚2与三极管BG1的集电极相连，三极管BG1的发射极接地，三极管BG1的基极经由电阻R16接地，并经由电阻R15与插座J1的管脚2相连，通过脉搏信号驱动光耦IC2；IC2的管脚6经由电阻R3与二极管D9的正极相连，并与双向可控硅T2的一端相连；管脚4与双向可控硅T2的控制极相连、并进一步经由电阻R5与双向可控硅T2的另一端相连；电阻R8与电容C2串联后与双向可控硅T2相并联；所述电阻R3、R5、R9、光耦IC2、双向可控硅T2组成全调制电路；

光耦IC1为随机型可控硅驱动芯片，管脚1经由电阻R10与VCC相连、管脚2与IC4的管脚2相连，由P3.4信号充当驱动信号；IC2的管脚6经由电阻R1与双向可控硅T1的一端相连，并进一步经由自恢复保险丝F1与交流电源AC220V的零线端N相连；管脚4与双向可控硅T1的控制极相连、并进一步经由电阻R2与双向可控硅T2的另一端相连；电阻R7与电容C1串联后与双向可控硅T1相并联；电阻R1、R2、R10、光耦IC1、双向可控硅T1组成全/半功率电路；

其中，电容C1、C2，电阻R7、R8构成可控硅T1、T2、T3的RC吸收网络；光能发生器DS1作为红外理疗灯连接在交流电源AC220V的相线端L与单向可控硅T3的负极端。

本发明的优点主要有：该装置能较好满足用户和医院之需，照射方式至少有三种自适应工作模式及四种固定工作模式，还能由人体心率、血压、脉搏等生理信号同步进行照射。该装置还可以不使用自耦变压器降压，减去了继电器切换。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1示出了根据本发明一个具体实施方式的一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置结构示意图；

图2示出了本发明一个具体实施方式中，一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置的电路图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种理疗治疗仪照射双工功率控制方法及装置的具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

图1示出了本发明一个具体实施方式中，一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置的结构示意图。100为电源模块，为所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置供电。所述电源模块100可以采用市电AC 220V直接供电，也可以采用电池等现有技术中的方式提供，在此不再赘述。101为模式选择装置，可以提供多种工作模式，可供选择地，模式选择装置101可以提供血压和/或心率自适应模式；以及全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制等四种固定模式。当模式选择装置101选择血压自适应模式时，血压信号采集装置102实时采集用户血压信号，并将所采集的血压舒张压值信号以及血压收缩压值信号分别实时发送给功率信号调整装置104以及导通时间调整装置105，以控制光能发生器106的工作功率以及导通时间。当模式选择装置101选择心率自适应模式时，心率信号采集装置103实时采集用户心率信号，并将所采集的心率值信号实时发送给功率信号调整装置104以及导通时间调整装置105，以控制光能发生器106的工作功率以及导通时间。当模式选择装置101选择血压和心率自适应模式时，血压信号采集装置102和心率信号采集装置103分别实时采集用户血压信号及心率信号，并将所采集的血压舒张压值、血压收缩压值、以及心率值信号实时发送给功率信号调整装置104以及导通时间调整装置105，以控制光能发生器106的工作功率以及导通时间。其中，所述血压信号采集装置102和心率信号采集装置103可以采用现有技术中已有的血压/心率信号采集装置，诸如手臂式、手腕式、手指式等血压/心率采集器。当模式选择装置101选择全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制等四种固定模式中任一时，经由脉搏信号采集装置107提取脉搏信号后，由固定模式功率控制装置108根据模式选择装置101所选择的模式以及是否接收到脉冲信号，控制光能发生器106的工作功率以及导通时间。当所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置工作在血压和心率自适应模式下，所述功率信号调整装置104和导通时间调整装置105接收血压信号采集装置102和/或心率信号采集装置103发送的血压值信号和/或心率值信号，选择合适的功率及导通时间，从而控制光能发生器106的工作。当所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置工作在全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制等四种固定模式下，固定模式功率控制装置108经由脉搏信号采集装置107接收模式选择装置101所发送的模式选择信号，并根据所述全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制以及是否接收到脉搏信号分别选择合适的功率及导通时间，从而控制光能发生器106的工作。所述光能发生器106根据功率信号调整装置104以及导通时间调整装置105，或者固定模式功率控制装置108所发出的控制信号，确定工作功率以及导通时间。

根据本发明的一个具体实施方式，其中所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置在工作期间的总输出功率可以表示为：

$P_0\&equiv;\stackrel{\&OverBar;}{P}\&times;(t_{i+1}-t_i)---\left(1\right)$

其中：

P₀：理疗治疗仪照射默认工作功率；

t_i+1-t_i：理疗治疗仪照射工作时长；

理疗治疗仪照射平均输出功率。

根据本发明的一个具体实施方式，当所述理疗治疗仪工作在血压和心率自适应模式下，瞬时输出功率可以表示为：

P＝P_d×(1+c₁×HR+c₂×BP_h+c₃×BP_l) (2)

其中：

P_d：理疗治疗仪照射基础输出功率；

HR：心率值；

BP_l：血压舒张压值；

BP_h：血压收缩压值。

其中，HR(心率值)的单位为次数/每分钟；BP_l(血压舒张压值)的单位为mmHg(毫米汞柱)；BP_h(血压收缩压值)的单位为mmHg(毫米汞柱)；为简便起见，在代入公式(2)进行计算时，HR、BP_l以及BP_h均仅采用无量纲的数值形式。

根据本发明的一个具体实施方式，当所述理疗治疗仪工作在血压和心率自适应模式下，总输出功率可以表示为：

$P_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{t_i}{\overset{t_{i+1}}{\&Integral;}}Pdt=\underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{t_i}{\overset{t_{i+1}}{\&Integral;}}(P_d\&times;(1+c_1\&times;HR+c_2\&times;{\mathrm{BP}}_h+c_3\&times;{\mathrm{BP}}_l\left)\right)dt---\left(3\right)$

其中：

P₀：理疗治疗仪工作期间的总输出功率；

[t_i，t_i+1]：理疗治疗仪照射工作时间段；

n：为正整数，表示理疗治疗仪照射工作时间总段数；

P_d：理疗治疗仪照射基础输出功率

c₁：功率信号调整装置104根据心率信号采集装置103发送的心率值信号所选择的工作参数；

c₂：功率信号调整装置104根据血压信号采集装置102发送的血压舒张压值信号所选择的工作参数；

c₃：功率信号调整装置104根据血压信号采集装置102发送的血压收缩压值信号所选择的工作参数；

HR：心率值；

BP_l：血压舒张压值；

BP_h：血压收缩压值。

其中，HR(心率值)的单位为次数/每分钟；BP_l(血压舒张压值)的单位为mmHg(毫米汞柱)；BP_h(血压收缩压值)的单位为mmHg(毫米汞柱)；为简便起见，在代入公式(3)进行计算时，HR、BP_l以及BP_h均仅采用无量纲的数值形式。

正常人在的心率波动范围为60-100次/每分钟，当HR(心率值)出现异常数值时，考虑到用户的耐受能力，应当适当减小理疗治疗仪工作期间的总输出功率P₀。c₁的取值由功率信号调整装置104根据函数取得：

$f_{c_1}\left(HR\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& HR\&le;40\\ -0.003,& 40<HR\&le;50\\ -0.002,& 50<HR\&le;60\\ 0.001,& 60<HR\&le;100\\ -0.001,& 100<HR\&le;120\\ -0.002,& 120<HR\&le;140\\ -0.003,& HR>140\end{array}\right.---\left(4\right)$

正常人的血压受年龄影响在一定范围内波动，通常情况下，舒张压为60-90mmhg、收缩压为90-140mmhg。当BP_l(血压舒张压值)或BP_h(血压收缩压值)出现异常数值时，考虑到用户的耐受能力，也应当适当减小理疗治疗仪工作期间的总输出功率P₀。c₂及c₃的取值由功率信号调整装置104分别根据函数取得：

$f_{c_2}\left({\mathrm{BP}}_l\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& {\mathrm{BP}}_l\&le;40\\ -0.003,& 40<{\mathrm{BP}}_l\&le;50\\ -0.002,& 50<{\mathrm{BP}}_l\&le;60\\ 0.001,& 60<{\mathrm{BP}}_l\&le;90\\ -0.001,& 90<{\mathrm{BP}}_l\&le;100\\ -0.0015,& 100<{\mathrm{BP}}_l\&le;120\\ -0.0024,& {\mathrm{BP}}_l>120\end{array}\right.---\left(5\right)$

$f_{c_3}\left({\mathrm{BP}}_h\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& {\mathrm{BP}}_h\&le;60\\ -0.003,& 60<{\mathrm{BP}}_h\&le;70\\ -0.002,& 70<{\mathrm{BP}}_h\&le;80\\ 0.001,& 90<{\mathrm{BP}}_h\&le;140\\ -0.001,& 140<{\mathrm{BP}}_h\&le;150\\ -0.0015,& 150<{\mathrm{BP}}_h\&le;160\\ -0.0019,& {\mathrm{BP}}_h>160\end{array}\right.---\left(6\right)$

所述导通时间调整装置105根据HR(心率值)、BP_l(血压舒张压值)以及BP_h(血压收缩压值)进一步设置理疗治疗仪照射工作时间段[t_i，t_i+1]。

其中，当HR≤30、HR≥150，或者BP_l≤30、BP_l≥130，或者BP_h≤50、BP_h≥170时，导通时间调整装置105设置导通时间段为0。

当30＜HR≤50、120＜HR≤150，或者30＜BP_l≤50、100＜BP_l≤130，或者50＜BP_h≤70、150＜BP_h≤170时，导通时间调整装置105设置为照射3分钟、停止3分钟；形成一明一暗等间隔交替照射效果。

当50＜HR≤60、100＜HR≤120，或者50＜BP_l≤60、90＜BP_l≤100，或者70＜BP_h≤90、140＜BP_h≤150时，导通时间调整装置105设置为照射4分钟、停止2分钟；形成一明一暗不等间隔交替照射效果。

当60＜HR≤100、或者60＜BP_l≤90、或者90＜BP_h≤140时，导通时间调整装置105设置为始终照射；形成长明照射效果。

根据本发明的一个具体实施方式，当所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置工作在全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制等四种固定模式下，固定模式功率控制装置108接收脉搏信号采集装置107所发送的脉搏信号，以及接收模式选择装置101所发送的模式选择信号，并根据所述模式选择信号是全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制以及是否接收到脉搏信号分别选择合适的功率及导通时间，从而控制光能发生器106的工作。由微控制器根据相位、功率、调制、脉搏等输入信号对光能发生装置(简称：光能发生器)输出进行控制，可以实现以下四种照射模式：

模式一：全功率+全调制

无脉搏信号输入情况下，光能发生器不工作，有脉搏信号输入情况下，AC220V正半波、负半波全部作用到光能发生器，这时光能发生器以额定的全功率照射，形成全功率一亮一暗照射用户需要的部位。

模式二：全功率+半调制

无脉搏信号输入情况下，AC220V正半波或负半波一直作用光能发生器，这时光能发生器以额定的半功率照射，有脉搏信号输入情况下，AC220V正半波、负半波全部作用到光能发生器，这时光能发生器以额定的全功率照射，形成全功率一亮一暗照射用户需要的部位。

模式三：半功率+全调制

无脉搏信号输入情况下，光能发生器不工作，有脉搏信号输入情况下，AC220V正半波的半波、负半波的半波(两个四分之一波)作用到光能发生器，这时光能发生器以额定的半功率照射，形成半功率一亮一灭照射用户需要的部位。

模式四：半功率+半调制

无脉搏信号输入情况下，AC220V正半波或负半波的半波(四分之一波)一直作用光能发生器，这时光能发生器以额定的四分之一功率照射，有脉搏信号输入情况下，AC220V全部作用到光能发生器，这时光能发生器以额定的半功率照射，形成半功率一亮一暗照射用户需要的部位。

图2示出了本发明一个具体实施方式中，一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置的电路图。如图2所示，二极管D1-D4组成桥式整流电路，其中二极管D1、D2的负极与电容C7的一端以及电解电容E1的正极相连，二极管D3、D4的正极与电容C7的另一端以及电解电容E1的负极相连，二极管D1的正极与二极管D3的负极相连，二极管D2的正极与二极管D4的负极相连。所述电容C7以及电解电容E1并联连接，进行滤波。所述电容C7与电解电容E1正极相连的一端连接至稳压源U1的输入端1，所述电容C7与电解电容E1负极相连的一端连接至稳压源U1的接地端2；稳压源U1的输出端与电解电容E2的正极以及5V电源相连，电解电容E2的负极接地。另一电容C8与电解电容E2并联连接，与稳压源U1、电容C8、电解电容E2构成电源提供5V恒压输出，为该部分电路供电。

二极管D5-D8组成桥式整流电路，其中二极管D5、D6的负极与电容C3的一端以及电解电容E3的正极相连，二极管D7、D8的正极与电容C3的另一端以及电解电容E3的负极相连，二极管D5的正极与二极管D7的负极相连，二极管D6的正极与二极管D8的负极相连。所述电容C3以及电解电容E3并联连接，进行滤波。所述电容C3与电解电容E3正极相连的一端连接至稳压源U2的输入端1，所述电容C3与电解电容E3负极相连的一端连接至稳压源U2的接地端3；稳压源U2的开关端5接地；稳压源U2的输出端经由电感L1与电源VCC相连，二极管D10的负极与稳压源U2的输出端相连，所述续流二极管D10的正极接地。电容C4与电解电容E4并联连接，所述电解电容正极连接至VCC，负极接地。由稳压源U2与电感L1、以及续流二极管D10、电容C4、电解电容E4，构成电源提供5V恒压输出，为该部分电路供电。

如图2所示，变压器B1变压器B1包含主线圈以及两个副线圈，所述主线圈连接在市电AC220V的相线端L以及零线端N之间，其中第一副线圈的一端连接至二极管D1的正极以及D3的负极、第一副线圈的另一端连接至二极管D2的正极以及D4的负极；第二副线圈的一端连接至二极管D5的正极以及D7的负极、第二副线圈的另一端连接至二极管D6的正极以及D8的负极。

光耦芯片IC6的管脚1、4与变压器B1的第二副线圈一端相连，管脚2、3通过电阻R18与变压器B1的第二副线圈的另一端相连。电源VCC经由电阻R19与光耦芯片IC6的管脚6、8相连，光耦芯片IC6的管脚5、7接地。电容C9经由电阻R20跨接在光耦芯片IC6的管脚6、8的连接点与地之间。所述电阻R18-R20、光耦芯片IC6与电容C9用于AC220V市电相位取样，以输出100Hz的窄脉冲。所述光耦芯片IC6的管脚6、8的连接点经由电阻R20与微控制器IC4的管脚8相连。

如图2所示，所述插座J1的管脚1输入调制信号(即模式选择装置101所发送的模式选择信号)、管脚2输入脉搏信号(即脉搏信号采集装置107所采集的脉搏信号)、管脚3输入功率信号、管脚4、5输出+5V电源，管脚6接地。VCC经由电阻R21与三极管BG3的集电极相连；三极管BG3的基极经由电阻R22与插座J1的管脚1相连，三极管BG3的发射极接地。所述电阻R21、R22、以及三极管BG3用于对调制信号进行反相，输入到微控制器的管脚7，提供P3.2信号。插座J1的管脚3经由电阻R24与三极管BG2的基极相连，VCC经由电阻R23与三极管BG2的集电极相连，三极管BG2的发射极接地。所述电阻R23、R24以及三极管BG2用于对功率信号进行反相，输入到微控制器的管脚5，提供P3.0信号。

如图2所示，IC4为微控制器，其中管脚5接收功率信号作为P3.0信号、管脚7接收调制信号作为P3.2信号，管脚8接收市电相位信号作为P3.3信号，管脚1输出全功率或半功率驱动信号P3.4，管脚3输出全调制或半调制信号P3.5，管脚2接电源VCC，管脚4接芯片IC3的管脚2，管脚6接电阻R14、LED灯L2及电源VCC用于微控制器工作指示。

IC4的输入输出真值表如下表所示：

表1

光耦IC3为随机型可控硅驱动芯片，管脚1经由电阻R11与VCC相连、管脚2与IC4的管脚3相连，以由P3.5充当驱动信号。管脚6经由电阻R4与二极管D9的负极相连，管脚4与单向可控硅T3的控制极相连、并进一步经由电阻R6与单向可控硅T3的负极相连。所述电阻R4、R6、R11、光耦IC3、二极管D9、单向可控硅T3组成半调制电路。

光耦IC2为随机型可控硅驱动芯片，管脚1经由电阻R9与VCC相连、管脚2与三极管BG1的集电极相连，三极管BG1的发射极接地，三极管BG1的基极经由电阻R16接地，并经由电阻R15与插座J1的管脚2相连，通过脉搏信号驱动光耦IC2。IC2的管脚6经由电阻R3与二极管D9的正极相连，并与双向可控硅T2的一端相连。管脚4与双向可控硅T2的控制极相连、并进一步经由电阻R5与双向可控硅T2的另一端相连。电阻R8与电容C2串联后与双向可控硅T2相并联。所述电阻R3、R5、R9、光耦IC2、双向可控硅T2组成全调制电路。

光耦IC1为随机型可控硅驱动芯片，管脚1经由电阻R10与VCC相连、管脚2与IC4的管脚2相连，由P3.4信号充当驱动信号。IC2的管脚6经由电阻R1与双向可控硅T1的一端相连，并进一步经由自恢复保险丝F1与交流电源AC220V的零线端N相连。管脚4与双向可控硅T1的控制极相连、并进一步经由电阻R2与双向可控硅T2的另一端相连。电阻R7与电容C1串联后与双向可控硅T1相并联。电阻R1、R2、R10、光耦IC1、双向可控硅T1组成全/半功率电路。

其中，电容C1、C2，电阻R7、R8构成可控硅T1、T2、T3的RC吸收网络。光能发生器DS1作为红外理疗灯连接在交流电源AC220V的相线端L与单向可控硅T3的负极端。从而实现理疗治疗仪工作在全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制、半功率+半调制等四种固定照射模式。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种理疗治疗仪照射双工功率控制装置，其特征在于，包括：

电源模块(100)，为所述理疗治疗仪照射双工功率控制装置供电；

模式选择装置(101)，用于选择工作模式；

当所述模式选择装置(101)选择血压自适应模式时，血压信号采集装置(102)实时采集用户血压信号，并将所采集的血压舒张压值信号以及血压收缩压值信号分别实时发送给功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，以控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间；

当模式选择装置(101)选择心率自适应模式时，心率信号采集装置(103)实时采集用户心率信号，并将所采集的心率值信号实时发送给功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，以控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间；

当模式选择装置(101)选择血压和心率自适应模式时，血压信号采集装置(102)和心率信号采集装置(103)分别实时采集用户血压信号及心率信号，并将所采集的血压舒张压值、血压收缩压值、以及心率值信号实时发送给功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，以控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间；

当所述理疗治疗仪工作在血压和心率自适应模式下，总输出功率为：

$P_0=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\underset{t_i}{\overset{t_{i+1}}{\&Integral;}}Pdt=\underset{i=1}{\overset{n}{\&Sigma;}}\underset{t_i}{\overset{t_{i+1}}{\&Integral;}}(P_d\&times;(1+c_1\&times;HR+c_2\&times;{\mathrm{BP}}_h+c_3\&times;{\mathrm{BP}}_l\left)\right)dt$

其中：

P₀：理疗治疗仪工作期间的总输出功率；

[t_i，t_i+1]：理疗治疗仪照射工作时间段；

P_d：理疗治疗仪照射基础输出功率

c₁：功率信号调整装置(104)根据心率信号采集装置(103)发送的心率值信号所选择的工作参数；

c₂：功率信号调整装置(104)根据血压信号采集装置(102)发送的血压舒张压值信号所选择的工作参数；

c₃：功率信号调整装置(104)根据血压信号采集装置(102)发送的血压收缩压值信号所选择的工作参数；

HR：心率值；

BP_l：血压舒张压值；

BP_h：血压收缩压值。

2.如权利要求1所述的理疗治疗仪照射双工功率控制装置，其特征在于：

当模式选择装置(101)选择全功率+全调制、全功率+半调制、半功率+全调制或半功率+半调制模式中任一时，经由脉搏信号采集装置(107)提取脉搏信号后，由固定模式功率控制装置(108)根据模式选择装置(101)所选择的模式以及是否接收到脉冲信号，控制光能发生器(106)的工作功率以及导通时间。

3.如权利要求1或2所述的理疗治疗仪照射双工功率控制装置，其特征在于：

所述光能发生器(106)根据功率信号调整装置(104)以及导通时间调整装置(105)，或者固定模式功率控制装置(108)所发出的控制信号，确定工作功率以及导通时间。

4.如权利要求3所述的理疗治疗仪照射双工功率控制装置，其特征在于：

所述血压信号采集装置(102)和心率信号采集装置(103)为手臂式、手腕式或手指式血压/心率采集器。

5.一种如权利要求1-4任一所述的理疗治疗仪照射双工功率控制装置的功率控制方法，其特征在于：

c₁的取值由功率信号调整装置(104)根据函数取得：

$f_{c_1}\left(HR\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& HR\&le;40\\ -0.003,& 40<HR\&le;50\\ -0.002,& 50<HR\&le;60\\ 0.001,& 60<HR\&le;100\\ -0.001,& 100<HR\&le;120\\ -0.002,& 120<HR\&le;140\\ -0.003,& HR>140\end{array}\right.$

其中，所述HR为心率值。

6.一种如权利要求5所述的功率控制方法，其特征在于：

c₂的取值由功率信号调整装置(104)根据函数取得：

$f_{c_2}\left({\mathrm{BP}}_l\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& {\mathrm{BP}}_l\&le;40\\ -0.003,& 40<{\mathrm{BP}}_l\&le;50\\ -0.002,& 50<{\mathrm{BP}}_l\&le;60\\ 0.001,& 60<{\mathrm{BP}}_l\&le;90\\ -0.001,& 90<{\mathrm{BP}}_l\&le;100\\ -0.0015,& 100<{\mathrm{BP}}_l\&le;120\\ -0.0024,& {\mathrm{BP}}_l>120\end{array}\right.$

其中，所述BP_l为血压舒张压值。

7.一种如权利要求5或6所述的功率控制方法，其特征在于：

c₃的取值由功率信号调整装置(104)根据函数取得：

$f_{c_3}\left({\mathrm{BP}}_h\right)=\left\{\begin{array}{cc}-0.004,& {\mathrm{BP}}_h\&le;60\\ -0.003,& 60<{\mathrm{BP}}_h\&le;70\\ -0.002,& 70<{\mathrm{BP}}_h\&le;80\\ 0.001,& 90<{\mathrm{BP}}_h\&le;140\\ -0.001,& 140<{\mathrm{BP}}_h\&le;150\\ -0.0015,& 150<{\mathrm{BP}}_h\&le;160\\ -0.0019,& {\mathrm{BP}}_h>160\end{array}\right.$

其中，所述BP_h为血压收缩压值。

8.一种如权利要求7所述的功率控制方法，其特征在于：

所述导通时间调整装置(105)根据HR、BP_l以及BP_h进一步设置理疗治疗仪照射工作时间段[t_i，t_i+1]；

其中，当HR≤30、HR>150，或者BP_l≤30、BP_l>130，或者BP_h≤50、BP_h>170时，导通时间调整装置(105)设置导通时间段为0；

当30<HR≤50、120<HR≤150，或者30<BP_l≤50、100<BP_l≤130，或者50<BP_h≤70、150<BP_h≤170时，导通时间调整装置(105)设置为照射3分钟、停止3分钟；形成一明一暗等间隔交替照射效果；

当50<HR≤60、100<HR≤120，或者50<BP_l≤60、90<BP_l≤100，或者70<BP_h≤90、140<BP_h≤150时，导通时间调整装置(105)设置为照射4分钟、停止2分钟；形成一明一暗不等间隔交替照射效果；

当60<HR≤100、或者60<BP_l≤90、或者90<BP_h≤140时，导通时间调整装置(105)设置为始终照射；形成长明照射效果。