CN109498425A - 智能近视治疗系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能近视治疗系统，属于医疗器械技术领域，其结构包括近视治疗主机和辅助训练仪，近视治疗主机的主机电路是由CPU主控电路分别连接脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路、运放滤波电路、升压电路、供电电路、输入输出电路，辅助训练仪机架上设置有滑台，滑台上设置有滑竿和履带，履带通过步进电机架设在滑台上，电机驱动器控制连接步进电机，滑竿竖直固定连接在履带上，滑竿的顶端固定连接有标识物底托，标识物底托上固定连接有标识板。本发明基于中医的穴位理论结合电脉冲刺激，代替传统的针灸按摩方法以达到治疗和改善近视眼的目的。

Description

智能近视治疗系统

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体地说是一种智能近视治疗系统。

背景技术

近年来，儿童青少年近视率居高不下、不断攀升，近视低龄化、重度化日益严重，严重影响儿童青少年健康，成为困扰儿童青少年、家庭、学校、社会的重大公共卫生问题。现阶段亟待需要全面加强儿童青少年近视综合防控，亟待实现儿童青少年新发近视率明显下降趋势，亟待需要儿童青少年视力健康整体水平得到明显提升。

近视尤其是高度近视可能并发青光眼、视网膜脱离等眼病，有导致永久性视力丧失的潜在风险。但目前，临床控制青少年近视的手段不多。传统针刺疗法具有一定效果，但对于操作者的针刺技术水平要求较高，且青少年对针刺的接受度不高。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种智能近视治疗系统。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，该智能近视治疗系统的近视治疗装置，其结构包括近视治疗主机和辅助训练仪以及近视治疗主机的主机电路，

主机电路是由CPU主控电路分别连接脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路、运放滤波电路、升压电路、供电电路、输入输出电路，

脉冲产生控制电路输出电脉冲波连接导电胶片，导电胶片输出脉冲电波；

心率检测电路连接心率检测导线，心率检测导线连接有手指指端套夹，手指指端套夹上设置有发光二极管和光敏三极管，发光二极管和光敏三极管检测心率光电信号的变化通过心率检测导线回传CPU主控电路；

血压检测电路连接血压检测导线，血压检测导线连接有袖带，袖带内设置有压力传感器，压力传感器通过血压检测导线将血压压力信号回传CPU主控电路；

CPU主控电路将脉冲产生控制电路输出的电脉冲波信号、电流信号、心率光电信号、血压压力信号通过显示和触摸电路以及输入输出电路，实时显示在显示屏上，

CPU主控电路实时将所获得的电脉冲波信号、电流信号、心率光电信号、血压压力信号通过存储电路储存在存储器上，并进行信号的运算比对和控制输出；

显示屏配置触摸屏通过输入输出电路与CPU主控电路连接；

辅助训练仪的结构是：

辅助训练仪机架上设置有滑台，滑台上设置有滑竿和履带，履带通过步进电机架设在滑台上，电机驱动器控制连接步进电机，滑竿竖直固定连接在履带上，滑竿的顶端固定连接有标识物底托，标识物底托上固定连接有标识板，标识板正面朝向检测标架，检测标架上固定设置有环形检测标环，

标识板的中心设置在环形检测标环的中心轴线的延长线上；

CPU主控电路控制连接电机驱动器驱动步进电机，带动履带转动，履带转动带动标识物底托沿滑台往复运动，使标识板与检测标架上的环形检测标环之间的间距增大或减小。

近视治疗主机的主机电路设置为电路集成连接的上层电路板和下层电路板，

CPU主控电路、脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路集成设置在上层电路板；

运放滤波电路、升压电路、供电电路、输入输出电路集成设置在下层电路板。

脉冲产生控制电路由脉冲放大电路和脉冲输出电路组成，脉冲输出电路连接导电胶片，输出脉冲电波。

通讯电路配置有蓝牙和WiFi通讯模块，移动终端平台通过蓝牙或WiFi连接到蓝牙和WiFi通讯模块进行数据的输入，输入的数据经过CPU主控电路的数据处理器处理，经过CPU主控电路生成控制信号传输到脉冲产生控制电路，脉冲产生控制电路生成电脉冲，电脉冲通过导电胶片输出。

供电电路分别为CPU主控电路、脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路、运放滤波电路、升压电路、输入输出电路进行供电，且供电电路连接辅助训练仪的电机驱动器和步进电机。

近视治疗主机的脉冲输出电路脉冲输出工作时长默认设置为20min，可调范围：10~40min；电脉冲输出强度：0~90（加强度单位）；

脉冲输出电路脉冲输出模式采用以下任一模式输出：

模式1脉冲波形：针形脉冲脉宽1ms，脉冲1频率40ms，脉冲2频率200ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次循环周期为30s；

模式2脉冲波形：针形脉冲波形，频率周期为固定为24ms；

模式3脉冲波形：针形脉冲波形脉冲1频率周期40ms，针形脉冲波形脉冲2频率周期80ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次，循环周期为30s；

模式4脉冲波形：3种不同频率的针形脉冲波形，根据每种脉冲持续时间长短进行组合切换，循环周期600s；

模式5脉冲波形：2种不同频率的矩形波，每隔12s切换一次，循环周期为24s；

模式6脉冲波形：10种不同形状的非针形波形，每隔12s切换一次，循环周期为120s；

模式7脉冲波形：6种不同形状的针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

模式8脉冲波形：6种不同形状的非针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

或，通过CPU主控电路控制脉冲产生控制电路改变设定脉冲的波形和循环周期的时间任意组合形成新的设定模式。

智能近视治疗系统，将近视治疗装置搭配互联网形成一个智能、自动化的，集应用操作、信息反馈于一体的智能近视治疗系统，

近视治疗装置的脉冲输出设备输出电脉冲对用户进行穴位电刺激，同时配合辅助训练仪来进行使用和操作，

用户可通过触摸屏、手柄控制和语音识别方式，对脉冲输出强度进行调整，

通过对近视治疗装置的输出电流、用户体征信息的实时监测和警报系统，脉冲输出设备自动调整输出强度，

脉冲输出设备结合互联网和数据分析平台，实时远程控制、实时与用户交流沟通；

整体流程：

首先，用户通过移动终端平台进行注册和基本信息录入，通过脉冲输出设备上的摄像头，进行远程协助；

用户在移动终端APP端进行授权，然后用户在脉冲输出设备上进行指纹、人脸的信息录入，上传到平台与授权信息进行对比，确认用户身份信息与授权信息相符后，平台发送信号给脉冲输出设备，开启近视治疗装置，

近视治疗装置的参数配置发送给控制电路，生成控制信号，发送给脉冲输出电路，最终产生的电脉冲通过导电胶片作用到用户人体，于此同时，脉冲输出设备通过蓝牙/WiFi方式控制辅助设备进入运行状态；

脉冲输出强度的控制，可以选择设备自动控制或者手动控制，

设备处于自动控制模式时，电流、血压、心率检测器实时监测输出电流和人体血压、心跳等数据，把检测到的数据反馈给CPU，经过近视治疗装置处理，自动调整脉冲输出，当输出电流超过警戒范围时，直接强制停机，并发出警报；

近视治疗装置的手动控制方式有三种方式，一是使用触摸屏控制，二是用手柄控制，三是语音控制，

近视治疗装置的运行过程中，所有脉冲输出设备的参数配置和辅助训练仪的运动状态配置以及输出电流数据都进行保存并实时上传到移动终端平台；

移动终端平台将治疗结果发到移动终端APP，监护人可以通过APP查看治疗状况，也可通过APP进行信息反馈，

智能治疗系统组成：

整个治疗系统主要包含三部分：电脉冲输出设备，辅助设备和移动终端平台，三个部分之间相互配合，形成整体的治疗体系。

智能近视治疗系统包含CPU主控模块、脉冲产生放大升压电路模块、电流血压心率检测模块、显示触摸模块、手柄控制语音识别模块、指纹识别摄像头模块；

移动终端平台包含移动终端APP和平台服务器；

平台服务器的平台数据传输具有保密性：应用程序编程接口API可采用两种方式，第一种是采用设计签名的方式进行加密，自己选用签名算法进行数据加密传输；第二种是采用HTTPS传输协议，HTTPS因为添加了SSL安全协议，自动对请求数据进行了压缩加密；

辅助训练仪可选择性采用直线训练器、足疗机或按摩椅；或其中两者或三者的结合；

CPU主控模块：

CPU主控模块兼容各器件的端口，同时具备一定的运算处理能力。

CUP与各模块进行配合完成初始脉冲输出控制，接收反馈电流血压心率信息并进行有效处理，接收手柄和语音识别模块的信息，重新调整脉冲输出强度，处理指纹模组和摄像头录入的信息，与移动终端平台配合，实时向平台反馈信息，控制辅助设备的运行；

手柄/语音控制：

手柄和语音控制模块的作用是控制设备的脉冲输出强度；

手柄上设有一键启停按钮和对应每一路的强度调节按钮，可以实现对每一路脉冲输出的单独控制，

语音识别模块的语音控制是基于语音识别，搭载语音识别芯片，通过定制唤醒词命令词的方式对用户发出的语音信息进行甄别，当用户话语中包含控制命令时，语音识别芯片会识别其中的有效信息，产生相对应的控制信号，实现度脉冲强度的控制；

指纹识别/摄像头：

指纹识别和摄像头模块的作用是确认用户信息和远程诊断；

指纹识别是通过指纹识别芯片模组来进行识别的，首先启动设备的自动信息识别流程，然后用户用手指在指纹模组上录入指纹信息，然后设备会将此指纹信息上传到平台服务器，与服务器数据库中存放的指纹信息进行对比，来确认此用户是否经过授权；

摄像头的作用有两个，一是用于用户信息确认，基于人脸识别算法来进行面部识别：首先启动设备的自动识别流程，然后用户人脸正面对着摄像头，摄像头会自动进行人脸特征检测，并将检测数据上传到平台服务器，与服务器数据库中存放的人脸特征信息进行对比，来确认此用户是否经过授权；二是用户可以通过摄像头远程沟通交流，达到远程诊断的目的；

电流/血压/心率检测模块的主要作用是实时监测设备的输出电流，人体血压、心率的信息；

设备处于自动调整模式下，对最佳范围和警戒范围都会进行判断；当检测到电流、血压、心率不在最佳范围时，就会自动对输出强度进行调整，直到电流、血压、心率都处于最佳范围时再停止调整，以保证治疗效果始终保持在最佳状态；当检测到电流、血压、心率中任何一项超出警戒范围时，设备会强制停机并发出警报，以保证安全；

设备处于手动模式下，不对最佳范围进行判断，只判断警戒范围，当检测到电流、血压、心率中任何一项超出警戒范围时，设备会强制停机并发出警报。

本发明与现有技术相比所产生的有益效果是：

本发明的智能近视治疗系统的基本原理是基于中医的穴位理论结合电脉冲刺激，代替传统的针灸按摩方法以达到治疗和改善近视眼的目的。

仪器主要作用穴位：太阳穴，晴明穴，风池穴，阳明穴，阴明穴和其他和人体视觉相关的辅助穴位。

通过不同频率、伏值和波形的电脉冲组合，作用于不同穴位，为每个不同视觉情况的人定制单独的定制治疗方案。

基本波形主要有针形脉冲波，方波，三角波和梯形波，不同模式搭配不同的波形，并且呈规律周期性的进行切换。

本发明的智能近视治疗系统采用穴位电刺激通过电脉冲信号刺激眼睛局部穴位，从而实现治疗眼病功能的低频脉冲设备，利用导电硅胶将电脉冲刺激输入眼周围的攒竹、鱼腰、丝竹空、承泣、睛明、太阳、瞳子髎等穴位。通过电压差的变化产生针灸、按摩的刺激效应，促使眼周的气血通畅，经络调达，激发经气。

应用穴位电刺激治疗，能够改善近视患儿的视力、屈光度、调节幅度及调节灵敏度等方面，但改善程度优于传统的针刺治疗。

将中医传统的针灸方式改变为穴位电刺激应用于近视的治疗，缓解了少年儿童对传统针刺方法抗拒心理，利用设备精确输出电脉冲解决了因不同的操作人员操作水平和熟练程度对治疗效果的影响，也避免了传统的针灸的不良反应。在治疗时间和地点的选择上也有较灵活的优势。

穴位电刺激对青少年近视有较好的疗效，对于青少年早期及轻度近视患者，可以提高视力、改善视功能，是一种有效的治疗手段，对改善青少年体质具有积极作用。

该智能近视治疗系统设计合理、结构简单、安全可靠、使用方便、易于维护，具有很好的推广使用价值。

附图说明

附图1是本发明的结构示意图；

附图2是本发明的近视治疗主机的模块示意图；

附图3是本发明的脉冲产生控制电路图；

附图4是本发明的运放滤波电路图；

附图5是本发明的升压电路图；

附图6是本发明的心率检测电路图；

附图7是本发明的血压检测电路图;

附图8是本发明的电路布局示意图。

附图中的标记分别表示：

1、近视治疗主机，2、辅助训练仪，

3、主机电路，4、CPU主控电路，5、脉冲产生控制电路，6、电流检测电路，7、心率检测电路，8、血压检测电路，9、显示和触摸电路，10、存储电路，11、通讯电路，12、运放滤波电路，13、升压电路，14、供电电路，15、输入输出电路，

16、导电胶片，

17、心率检测导线，18、手指指端套夹，19、发光二极管，20、光敏三极管，

21、血压检测导线，22、袖带，23、压力传感器，

24、显示屏，25、存储器，

26、滑台，27、滑竿，28、履带，29、步进电机，30、电机驱动器，31、标识物底托，32、标识板，33、检测标架，34、环形检测标环，

35、上层电路板，36、下层电路板，

37、蓝牙和/或WiFi通讯模块，38、移动终端平台。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的智能近视治疗系统作以下详细说明。

如附图所示，本发明的智能近视治疗系统的近视治疗装置，其结构包括近视治疗主机1和辅助训练仪2以及近视治疗主机的主机电路3，

主机电路3是由CPU主控电路4分别连接脉冲产生控制电路5、电流检测电路6、心率检测电路7、血压检测电路8、显示和触摸电路9、存储电路10、通讯电路11、运放滤波电路12、升压电路13、供电电路14、输入输出电路15，

脉冲产生控制电路5输出电脉冲波连接导电胶片16，导电胶片16输出脉冲电波；

心率检测电路7连接心率检测导线17，心率检测导线17连接有手指指端套夹18，手指指端套夹上设置有发光二极管19和光敏三极管20，发光二极管和光敏三极管检测心率光电信号的变化通过心率检测导线回传CPU主控电路；

血压检测电路8连接血压检测导线21，血压检测导线21连接有袖带22，袖带内设置有压力传感器23，压力传感器通过血压检测导线将血压压力信号回传CPU主控电路；

CPU主控电路将脉冲产生控制电路输出的电脉冲波信号、电流信号、心率光电信号、血压压力信号通过显示和触摸电路以及输入输出电路，实时显示在显示屏24上，

CPU主控电路实时将所获得的电脉冲波信号、电流信号、心率光电信号、血压压力信号通过存储电路储存在存储器25上，并进行信号的运算比对和控制输出；

显示屏24配置触摸屏通过输入输出电路与CPU主控电路连接；

辅助训练仪2的结构是：

辅助训练仪机架上设置有滑台26，滑台26上设置有滑竿27和履带28，履带28通过步进电机29架设在滑台26上，电机驱动器30控制连接步进电机29，滑竿27竖直固定连接在履带28上，滑竿27的顶端固定连接有标识物底托31，标识物底托31上固定连接有标识板32，标识板33正面朝向检测标架33，检测标架33上固定设置有环形检测标环34，检测标架33通过架体坐落在地面上；

标识板32的中心设置在环形检测标环34的中心轴线的延长线上；

CPU主控电路控制连接电机驱动器驱动步进电机，带动履带转动，履带转动带动标识物底托沿滑台往复运动，使标识板与检测标架上的环形检测标环之间的间距增大或减小。

近视治疗主机的主机电路设置为电路集成连接的上层电路板35和下层电路板36，

CPU主控电路4、脉冲产生控制电路5、电流检测电路6、心率检测电路7、血压检测电路8、显示和触摸电路9、存储电路10、通讯电路11集成设置在上层电路板35；

运放滤波电路12、升压电路13、供电电路14、输入输出电路15集成设置在下层电路板36。

脉冲产生控制电路由脉冲放大电路和脉冲输出电路组成，脉冲输出电路连接导电胶片，输出脉冲电波。

通讯电路11配置有蓝牙和/或WiFi通讯模块37，移动终端平台38通过蓝牙或WiFi连接到蓝牙和/或WiFi通讯模块进行数据的输入，输入的数据经过CPU主控电路的数据处理器处理，经过CPU主控电路生成控制信号传输到脉冲产生控制电路，脉冲产生控制电路生成电脉冲，电脉冲通过导电胶片输出。

供电电路分别为CPU主控电路、脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路、运放滤波电路、升压电路、输入输出电路进行供电，且供电电路连接辅助训练仪的电机驱动器和步进电机。

近视治疗主机的脉冲输出电路脉冲输出工作时长默认设置为20min，可调范围：10~40min；电脉冲输出强度：0~90个强度单位；

脉冲输出电路脉冲输出模式采用以下任一模式输出：

模式1脉冲波形：针形脉冲脉宽1ms，脉冲1频率40ms，脉冲2频率200ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次循环周期为30s；

模式2脉冲波形：针形脉冲波形，频率周期为固定为24ms；

模式3脉冲波形：针形脉冲波形脉冲1频率周期40ms，针形脉冲波形脉冲2频率周期80ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次，循环周期为30s；

模式4脉冲波形：3种不同频率的针形脉冲波形，根据每种脉冲持续时间长短进行组合切换，循环周期600s；

模式5脉冲波形：2种不同频率的矩形波，每隔12s切换一次，循环周期为24s；

模式6脉冲波形：10种不同形状的非针形波形，每隔12s切换一次，循环周期为120s；

模式7脉冲波形：6种不同形状的针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

模式8脉冲波形：6种不同形状的非针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

或，通过CPU主控电路控制脉冲产生控制电路改变设定脉冲的波形和循环周期的时间任意组合形成新的设定模式。

CPU主控电路配置扬声器，进行提示和报警。

本发明的智能近视治疗系统的基本原理是基于中医的穴位理论结合电脉冲刺激，代替传统的针灸按摩方法以达到治疗和改善近视眼的目的。

设备发出不同频率、伏值和波形电脉冲，对人体穴位进行刺激，来达到代替传统针灸和按摩的功效。

仪器主要作用穴位：太阳穴，晴明穴，风池穴，阳明穴，阴明穴和其他辅助穴位。

通过不同频率、伏值和波形的电脉冲组合，作用于不同穴位，为每个人定制单独的定制治疗方案。

基本波形主要有针形脉冲波，方波，三角波和梯形波，不同模式搭配不同的波形，并且呈规律周期性的进行切换。

在进行电脉冲穴位刺激的同时，使用辅助训练器，对眼部肌肉进行训练，以达到更好的治疗效果。

本发明的智能近视治疗系统的使用整体流程：

该治疗系统主要包括两个设备，近视治疗仪和辅助训练仪。

首先，通过客户反馈的信息，经过专业分析，确定基本治疗方案。治疗方案通过移动终端平台发送到治疗设备，经过软件处理，生成默认的参数配置。

参数配置通过软件处理发送给控制电路，生成控制信号，发送给脉冲输出电路，最终产生的电脉冲通过导电胶片作用到人体。

于此同时，治疗设备通过蓝牙控制辅助训练仪进入对应的合理运动状态。

电流血压心率检测器实时监测输出电流、人体血压、心跳，把检测到的数据反馈给治疗设备，经过软件处理重新调整参数配置，保证处于最佳治疗状态。

治疗过程中，所有治疗设备的参数配置和辅助训练仪的运动状态配置以及输出电流、人体血压、心跳数据都进行保存。治疗完毕后，所有保存的数据自动上传到平台。

通过对上传的数据进行整体分析，重新改善调整治疗方案。

本发明的智能近视治疗系统的电脉冲输出波形：

工作时长：默认设置为20min，可调范围：10～40min；

电脉冲输出模式：8种；

模式1/2/3/4/5/6/7/8电脉冲输出强度：0～90，

模式1脉冲波形：共2种不同频率的针形脉冲波形，针形脉冲脉宽1ms，脉冲1频率40ms，脉冲2频率200ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次循环周期为30s ；

模式2脉冲波形：只有一种针形脉冲波形，频率周期为固定为24ms；

模式3脉冲波形：共2种不同频率的针形脉冲波形，脉冲1频率周期40ms，脉冲2频率周期80ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次，循环周期为30s；

模式4脉冲波形：共3种不同频率的针形脉冲波形，根据每种脉冲持续时间长短进行组合切换，循环周期600s；

模式5脉冲波形：共2种不同频率的矩形波组成，每隔12s切换一次，循环周期为周期为24s；

模式6脉冲波形：共10种不同形状的非针形波形，每隔12s切换一次，循环周期为120s；

模式7脉冲波形：共6种不同形状的针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

模式8脉冲波形：共6种不同形状的非针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s。

本发明的智能近视治疗系统的辅助训练仪：

辅助训练仪的运行原理是：标志物沿着长条形开槽做固定长度的往返运动，运行速度可调，用户眼睛视线与标志物运行轨迹处于同一条直线，并且一直盯着标识物。作用是帮助用户活动眼部肌肉，调节晶状体曲度，达到辅助训练的目的。

辅助训练仪由稳压电源、控制器、脉冲发生器、步进电机、滑台、机壳、标识物组成。

标识物图案可根据用户不同，随时更换。

机壳形状为长方体，长90，宽33，高10，开槽长55，边角处为钝角。

滑台采履带式，滑动平稳，静音效果好；

电机采用大功率步进电机，负载能力强；

脉冲发生器可实现固定起始位置和结束位置，并且对运行速度进行调整；

可编程控制器负责接收脉冲发生器的信号，直接控制电机运行。

本发明的智能近视治疗系统的结构：

1：CUP主控电路负责对波形输出和辅助训练仪进行整体控制，接收反馈电流血压心率等反馈信息，

控制显示/触摸电路，发出提示音和警报。

2：脉冲产生控制电路，负责接收CPU发出的指令，产生和控制PWM脉冲波形的频率和占空比 。

3：心率反馈电路，负责采集人体心率，反馈给CPU；

4：血压反馈电路，负责采集人体血压值，反馈给CPU ；

5：显示和触摸电路，负责将CPU发出的显示信息解析处理，进行显示和接收处理触摸屏信息，

发给CPU。

6：存储模块，负责存储设备运行和参数配置等信息；

7：蓝牙和/或WiFi通讯模块，负责CPU与辅助训练仪/移动终端平台的通讯；

8：供电电路负责将220V交流电转换为对应电压，供给各个电路；

9：运放滤波电路，负责将PWM脉冲波形进行放大滤波；

10：升压电路，负责将运放滤波电路输出的脉冲波形进行升压处理；

11：输入输出接口，负责连接脉冲输出线和电流、心率、血压信号采集线；

12：显示屏和触摸屏，负责显示实时参数和提示、报警等信息，接收人工输入信息，发送给CPU。

脉冲产生控制电路：

通过控制NPN型mos管开关时间和频率，输出频率和占空比可变的PWM脉冲波形，电压为1.8V。

运放滤波电路：

通过运放滤波电路，将1.8V的PWM脉冲波形提升到10V以上，放大倍数可通过调节变阻器进行调整。

升压电路：

通过升压电路，将运放电路输出的脉冲波形进行升压，然后进行输出。

心率检测电路：

基本原理：发光二极管发出的光照射到手指上, 被手指组织的血液吸收和衰减后由光敏三极管接收,由于手指动脉血在血液循环过程中呈周期性的脉动变化, 它对光的吸收和衰减也是周期性脉动的, 于是光敏三极管输出信号的变化也就是周期性变化, 反映了动脉血的变化,更是心脏的搏动变化， 完成了变化的光信号到变化的电信号的转变。之后将信号经后置电路滤波、放大和进一步处理。

整体结构：它包含传感器模块、放大模块、滤波模块、波形迟滞比较比较模块。其中的传感器电路将动脉脉搏波转换为相应的电信号;滤波、放大将微弱的脉搏波提取出来,然后调整为适合矩形波信号，发送给CPU主控电路，进行分析处理。

血压检测电路：

基本原理：通过置于袖带内的压电传感器将袖带内的静态压力和动脉压力波转化为比较微弱的电信号输出，然后信号分为两路进行放大滤波分别得到静态压力和动脉压力波信号，再通过A/D（模数）转换器分别将信号转为数字信号。

整体结构：本电路采用BP01型压力传感器和运放MAX4472。BP01型压力传感器是为检测血压而专门设计的，主要用于便携式电子血压计。它采用精密厚膜陶瓷芯片和尼龙塑料封装，具有高线性、低噪声和外界应力小的特点；采用内部标定和温度补偿方式，提高了测量精度、稳定性和重复性，在全量程范围内，精度为±1%、零点失调不大于±300μV。MAX4472是MAXIM公司的一款集成了四个运算放大器的低功耗放大芯片。本系统中内部集成运放A接恒流源，为压力传感 器提供恒定的电流，运放B和运放C，运放D组成差分输入、单端输出放大电路，直接输入ADC0监视血压直流分量。

显示屏：

显示屏采用LCD屏，HD分辨率， 60hz刷新率，通讯方式为mipi传输，传输速率快，抗干扰能力强，显示清晰。

显示屏模块主要由：显示驱动IC，FPC电路，背光模组和液晶室组成。

触摸屏：

触摸屏采用双层互容屏，触摸精准，抗干扰能力强，不易出现跳点、漏点等现象。

触摸屏模块主要由：触摸IC，FPC电路和GFF结构的双层ITO膜组成。

辅助训练仪：

辅助训练仪的运行原理是：标志物沿着长条形开槽做固定长度的往返运动，运行速度可调，用户眼睛视线与标志物运行轨迹处于同一条直线，并且一直盯着标识物。作用是帮助用户活动眼部肌肉，调节晶状体曲度，达到辅助训练的目的。

辅助训练仪由变压器电源、脉冲发生器、步进电机驱动器、步进电机、滑台、机壳、标志物和光感装置和机壳组成。

标识物图案可根据用户不同随时更换。

机壳形状为长方体，长90cm，宽33cm，高10cm，开槽长55cm，宽1.5cm边角处为钝角。

变压器负责将220V交流电转化为24V直流电，为电机驱动器和脉冲发生器供电；

滑台采履带式，滑动平稳，静音效果好；

电机采用大功率步进电机，负载能力强；

脉冲发生器可实现固定起始位置和结束位置，并且对运行速度进行调整；

步进电机驱动器负责接收脉冲发生器的信号，直接控制电机运行；

光感装置负责检测标识物底托位置，每次启动时确保标识物正确的位置，如果位置不正确会自动进行复位校准。

辅助训练仪工作原理：

电源模块分别为脉冲发生器和步进电机驱动器提供电源，脉冲发生器连接步进电机驱动器，步进电机驱动器连接步进电机，步进电机连接滑台组件。

辅助训练仪内部结构：外供电源插孔；变压器电源，将220V交流电转换为24V直流电；脉冲发生器；电机驱动器；步进电机；滑台装置，包括滑竿和履带等；标识物底托；固定滑台的装置；光感装置。

本装置的近视治疗主机和辅助训练仪的电力来源由供电电网提供或供电电池提供。

移动终端平台采用具有蓝牙和/或WiFi功能的手机或平板，或其他通讯传输控制装置。

本装置可拓展设计，利用本装置的穴位电刺激设备搭配互联网形成一个智能、自动化的，集诊断、治疗、信息反馈于一体的智能近视治疗系统。

长期以来，中国始终是服务方强势，支付方弱势，一切按照服务方自身的需求来发展，而服务方更多是推动现行医疗体系内最能赚钱的部分来大规模发展，不能赚钱的则逐步弱化。举例来说，医生的收入主要来自产品，对病情的诊断正越来越依赖仪器检查，治疗的方案也主要依赖药品和手术，而对于产品之外的服务如复诊和疾病管理的兴趣越来越小，因为无法从这些服务中获取相同的收益。这就慢慢扭曲了整个医疗服务，使得服务链的断裂越来越明显。基于医院的互联网医疗，支付方长期不赔付非诊疗环节，诊前和诊后一直是断裂的，这导致医疗服务链条整体是断裂的。

中医传统针刺疗法对多种疾病都有很好的治疗效果，但对于操作者的针刺技术水平要求较高，且人们对针刺的接受度不高。穴位电刺激方法将中医传统的针灸和应用于近视的治疗，缓解了人们对传统针刺方法抗拒心理，解决了因不同的操作人员操作水平和熟练程度对治疗效果的影响，也避免了传统的针灸的不良反应，在治疗时间和地点的选择上也有较灵活的优势。

目前的网络普及率已经很高，远程医疗是大势所趋，基于医院的互联网医疗很难在短时间内实现。基于电刺激的远程医疗方式，不需要用药，诊断和治疗都只需要穴位电刺激设备来完成，治疗信息可以直接通过电刺激设备实时反馈，可以解决诊疗不同步、诊前和诊后的断裂问题。

综上所述，穴位电刺激设备搭配互联网形成一个智能、自动化的，集诊断、治疗、信息反馈于一体的治疗系统，可以极大地减少人力成本，提高治疗效果，建立专业医师与客户的有效沟通机制，改善全民体质。

基本原理：

基于中医针灸理论，脉冲输出设备输出一定规律的电脉冲对用户进行穴位电刺激，同时配合辅助设备来进行简单的身体机能训练，进行治疗。

用户可通过触摸屏、手柄控制和语音识别等方式，对脉冲输出强度进行调整，保证刺激的持续有效性。

通过对输出电流、血压、心率等信息的实时监测和警报系统，脉冲输出设备可自动调整输出强度，确保治疗的有效性和安全性。

脉冲输出设备结合互联网技术和数据分析平台，实现及时调整治疗方案、实时远程控制、实时与客户交流沟通。

总体来说，本系统是集远程诊断与治疗于一体，集设备自动化和专业治疗方案定制于一体，实时监控治疗设备，实时反馈治疗效果，保证有效性和安全性的智能治疗系统。

整体流程：

首先，用户通过移动终端平台进行注册和基本信息录入，通过脉冲输出设备上的摄像头，专业医师进行远程诊断，然后医师基于平台大数据分析加上自身经验，确定基本治疗方案。

每次治疗之前，需要用户在移动终端APP端进行授权，然后用户在脉冲输出设备上进行指纹/人脸的信息录入，上传到平台与授权信息进行对比，确认用户身份信息与授权信息相符后，平台发送信号给脉冲输出设备，开启治疗流程。治疗方案通过平台发送给脉冲输出设备，经过软件处理，生成默认的参数配置。如果客户在脉冲输出设备上录入的信息在平台端没有找到匹配信息，则设备无法开启治疗流程。

参数配置通过软件处理发送给控制电路，生成控制信号，发送给脉冲输出电路，最终产生的电脉冲通过导电胶片作用到人体。于此同时，脉冲输出设备通过蓝牙/WiFi等方式控制辅助设备进入合理的运行状态。

脉冲输出强度的控制，可以选择设备自动控制或者手动控制，需根据具体治疗方案进行选择。

设备处于自动控制模式时，电流、血压、心率检测器实时监测输出电流和人体血压、心跳等数据，把检测到的数据反馈给CPU，经过软件处理，自动调整脉冲输出，保证用户处于最佳治疗状态。当输出电流、血压、心跳数据超过警戒范围时，直接强制停机，并发出警报。

手动控制方式有三种方式，一是使用触摸屏控制，二是用手柄控制，三是语音控制，此模式下设备正常情况下不会自动调整输出强度，只有在输出电流、血压、心跳数据超过警戒范围时，强制停机，并发出警报。

治疗过程中，所有脉冲输出设备的参数配置和辅助设备的运动状态配置以及输出电流、人体血压、心跳等数据都进行保存并实时上传到移动终端平台。

治疗完毕后，所有数据上传到平台服务器，平台将治疗结果发到移动终端APP，监护人可以通过APP查看治疗状况，也可通过APP进行信息反馈，或者与其他用户进行交流沟通。

智能治疗系统组成：

整个治疗系统主要包含三部分：电脉冲输出设备，辅助设备和移动终端平台，三个部分之间相互配合，形成整体的治疗体系。

电脉冲输出设备包含CPU，脉冲产生/控制/输出电路，指纹识别/摄像头模块，显示/触摸屏模块，手柄/语音控制模块和电流/血压/心率检测模块。

各模块功能如下：

1：CPU主控模块，负责对波形输出和辅助设备进行整体控制，与移动终端平台配合，接收反馈电流、血压、心率等信息，向平台反馈信息。

2：脉冲产生/放大/升压电路，负责接收CPU发出的指令，产生电脉冲。

3：电流/血压/心率检测模块，负责实时监测脉冲输出电流和人体血压、心率的数据，反馈给CPU。

4：显示/触摸模块，负责显示实时参数和提示、报警等功能，接收人工输入信息。

5：手柄控制/语音识别模块，负责接收客户发出的控制信息，传给CPU，改变脉冲输出强度。

6：指纹识别/摄像头模块，负责客户指纹/人脸信息录入，进行身份确认，保证每次治疗经过用户监护人的授权，保证用户每次治疗都是有针对性订制的最合理的治疗方案。

移动终端平台包含：移动终端APP，平台服务器和脉冲输出设备。负责用户信息采集分析，治疗方案定制，授权确认，沟通交流等。

辅助设备，通过简单的物理手段，对人体机能进行基本的训练和恢复，以达到增强治疗效果的目的。

移动终端平台：

移动终端平台包含：移动终端APP，平台服务器和脉冲输出设备。

移动终端APP：主要功能包括用户注册，信息录入，治疗授权，治疗档案查看，用户意见反馈，用户之间沟通交流，治疗费用支付，相关产品推送等。

平台服务器：主要功能包括接收用户信息，基于大数据技术对用户信息进行批量分析整理，治疗方案归纳总结，制定和配送治疗方案，管控治疗设备，实时监控整个治疗过程等。

治疗设备：负责录入并上传用户身份信息，接收平台发送的治疗方案，记录治疗数据并实时上传和GPS定位。

平台数据传输具有保密性：API（应用程序编程接口）可采用两种方式，第一种是采用设计签名的方式进行加密，自己选用签名算法进行数据加密传输；第二种是采用HTTPS传输协议，HTTPS因为添加了SSL安全协议，自动对请求数据进行了压缩加密。这两种方式都可以增加用户信息安全性。

辅助设备：

辅助设备通过简单的物理手段，对人体机能进行基本的训练和恢复，来增强治疗效果。

辅助设备的运行一种处于脉冲输出设备控制下，脉冲输出设备通过蓝牙、WiFi等通讯方式对辅助设备发出控制信号，实时控制辅助设备的运行。

辅助设备有很多种，直线训练器，足疗机，按摩椅等设备都用可作为辅助设备，针对不同的病症，治疗方案上会配置对应的辅助设备，以达到最好的治疗效果。

CPU主控模块：

CPU主控模块需要兼容各器件的端口，同时具备一定的运算处理能力。

CUP与各模块进行配合完成初始脉冲输出控制，接收反馈电流血压心率等信息并进行有效处理，接收手柄和语音识别模块的信息，重新调整脉冲输出强度，处理指纹模组和摄像头录入的信息，与移动终端平台配合，实时向平台反馈信息，控制辅助设备的运行。

手柄/语音控制：

手柄和语音控制模块的作用是，控制设备的脉冲输出强度。

用户进行治疗过程中，头部和肩部需要保持相对固定的姿势，通过触摸屏进行强度控制的式会很不方便，所以需要更便捷的控制方式，使用手柄或者语音的方式会更加方便。

治疗过程中，用户可根据体表感受，通过手柄或语音的方式分别对每一路路输出脉冲进行实时控制，以保证每一路都保持最合理的输出强度。

手柄上设有一键启停按钮和对应每一路的强度调节按钮，可以实现对每一路脉冲输出的单独控制，手柄可以固定到人的手臂和桌椅把手等位置。

语音控制是基于语音识别技术，搭载语音识别芯片，通过定制唤醒词命令词的方式对用户发出的语音信息进行甄别，当用户话语中包含控制命令时，语音识别芯片会识别其中的有效信息，产生相对应的控制信号，实现度脉冲强度的控制。

指纹识别/摄像头：

指纹识别和摄像头模块的作用是确认用户信息和远程诊断

指纹识别是通过指纹识别芯片模组，配合软件算法来进行识别的。首先启动设备的自动信息识别流程，然后用户用手指在指纹模组上录入指纹信息，然后设备会将此指纹信息上传到平台服务器，与服务器数据库中存放的指纹信息进行对比，来确认此用户是否经过授权。

摄像头的作用有两个，一是用于用户信息确认，基于人脸识别算法来进行面部识别：首先启动设备的自动识别流程，然后用户人脸正面对着摄像头，摄像头会自动进行人脸特征检测，并将检测数据上传到平台服务器，与服务器数据库中存放的人脸特征信息进行对比，来确认此用户是否经过授权。二是用户可以通过摄像头与专业医师进行远程沟通交流，达到远程诊断的目的。

电流/血压/心率检测模块：

电流/血压/心率检测模块的主要作用是实时监测设备的输出电流，人体血压、心率的信息。

输出电流、人体血压、心率都根据配置的治疗方案，设置对应的最佳范围和警戒范围数值。

设备处于自动调整模式下，对最佳范围和警戒范围都会进行判断。当检测到电流、血压、心率不在最佳范围时，就会自动对输出强度进行调整，直到电流、血压、心率都处于最佳范围时再停止调整，以保证治疗效果始终保持在最佳状态。当检测到电流、血压、心率中任何一项超出警戒范围时，设备会强制停机并发出警报，以保证安全。

设备处于手动模式下，不对最佳范围进行判断，只判断警戒范围，当检测到电流、血压、心率中任何一项超出警戒范围时，设备会强制停机并发出警报。

Claims (7)

1.近视治疗装置，其特征在于包括近视治疗主机和辅助训练仪以及近视治疗主机的主机电路，

主机电路是由CPU主控电路分别连接脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路、运放滤波电路、升压电路、供电电路、输入输出电路，

脉冲产生控制电路输出电脉冲波连接导电胶片，导电胶片输出脉冲电波；

心率检测电路连接心率检测导线，心率检测导线连接有手指指端套夹，手指指端套夹上设置有发光二极管和光敏三极管，发光二极管和光敏三极管检测心率光电信号的变化通过心率检测导线回传CPU主控电路；

血压检测电路连接血压检测导线，血压检测导线连接有袖带，袖带内设置有压力传感器，压力传感器通过血压检测导线将血压压力信号回传CPU主控电路；

CPU主控电路将脉冲产生控制电路输出的电脉冲波信号、电流信号、心率光电信号、血压压力信号通过显示和触摸电路以及输入输出电路，实时显示在显示屏上，

CPU主控电路实时将所获得的电脉冲波信号、电流信号、心率光电信号、血压压力信号通过存储电路储存在存储器上，并进行信号的运算比对和控制输出；

显示屏配置触摸屏通过输入输出电路与CPU主控电路连接；

辅助训练仪的结构是：

辅助训练仪机架上设置有滑台，滑台上设置有滑竿和履带，履带通过步进电机架设在滑台上，电机驱动器控制连接步进电机，滑竿竖直固定连接在履带上，滑竿的顶端固定连接有标识物底托，标识物底托上固定连接有标识板，标识板正面朝向检测标架，检测标架上固定设置有环形检测标环，

标识板的中心设置在环形检测标环的中心轴线的延长线上；

CPU主控电路控制连接电机驱动器驱动步进电机，带动履带转动，履带转动带动标识物底托沿滑台往复运动，使标识板与检测标架上的环形检测标环之间的间距增大或减小。

2.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于：近视治疗主机的主机电路设置为电路集成连接的上层电路板和下层电路板，

CPU主控电路、脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路集成设置在上层电路板；

运放滤波电路、升压电路、供电电路、输入输出电路集成设置在下层电路板。

3.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于：脉冲产生控制电路由脉冲放大电路和脉冲输出电路组成，脉冲输出电路连接导电胶片，输出脉冲电波。

4.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于：通讯电路配置有蓝牙或WiFi通讯模块，移动终端平台通过蓝牙或WiFi连接到蓝牙和WiFi通讯模块进行数据的输入，输入的数据经过CPU主控电路的数据处理器处理，经过CPU主控电路生成控制信号传输到脉冲产生控制电路，脉冲产生控制电路生成电脉冲，电脉冲通过导电胶片输出。

5.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于：供电电路分别为CPU主控电路、脉冲产生控制电路、电流检测电路、心率检测电路、血压检测电路、显示和触摸电路、存储电路、通讯电路、运放滤波电路、升压电路、输入输出电路进行供电，且供电电路连接辅助训练仪的电机驱动器和步进电机。

6.根据权利要求1所述的近视治疗装置，其特征在于：近视治疗主机的脉冲输出电路脉冲输出工作时长默认设置为20min，可调范围：10~40min；电脉冲输出强度：0~90；

脉冲输出电路脉冲输出模式采用以下任一模式输出：

模式1脉冲波形：针形脉冲脉宽1ms，脉冲1频率40ms，脉冲2频率200ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次循环周期为30s；

模式2脉冲波形：针形脉冲波形，频率周期为固定为24ms；

模式3脉冲波形：针形脉冲波形脉冲1频率周期40ms，针形脉冲波形脉冲2频率周期80ms，脉冲1和脉冲2每隔15s切换一次，循环周期为30s；

模式4脉冲波形：3种不同频率的针形脉冲波形，根据每种脉冲持续时间长短进行组合切换，循环周期600s；

模式5脉冲波形：2种不同频率的矩形波，每隔12s切换一次，循环周期为24s；

模式6脉冲波形：10种不同形状的非针形波形，每隔12s切换一次，循环周期为120s；

模式7脉冲波形：6种不同形状的针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

模式8脉冲波形：6种不同形状的非针形波形，每隔24s切换一次，循环周期为144s；

或，通过CPU主控电路控制脉冲产生控制电路改变设定脉冲的波形和循环周期的时间任意组合形成新的设定模式。

7.智能近视治疗系统，其特征在于：将权利要求1所述的近视治疗装置搭配互联网形成一个智能、自动化的，集应用操作、信息反馈于一体的智能近视治疗系统，

近视治疗装置的脉冲输出设备输出电脉冲对用户进行穴位电刺激，同时配合辅助训练仪来进行使用和操作，

用户可通过触摸屏、手柄控制和语音识别方式，对脉冲输出强度进行调整，

通过对近视治疗装置的输出电流、用户体征信息的实时监测和警报系统，脉冲输出设备自动调整输出强度，

脉冲输出设备结合互联网和数据分析平台，实时远程控制、实时与用户交流沟通；

整体流程：

首先，用户通过移动终端平台进行注册和基本信息录入，通过脉冲输出设备上的摄像头，进行远程协助；

用户在移动终端APP端进行授权，然后用户在脉冲输出设备上进行指纹、人脸的信息录入，上传到平台与授权信息进行对比，确认用户身份信息与授权信息相符后，平台发送信号给脉冲输出设备，开启近视治疗装置，

近视治疗装置的参数配置发送给控制电路，生成控制信号，发送给脉冲输出电路，最终产生的电脉冲通过导电胶片作用到用户人体，于此同时，脉冲输出设备通过蓝牙/WiFi方式控制辅助设备进入运行状态；

脉冲输出强度的控制，可以选择设备自动控制或者手动控制，

设备处于自动控制模式时，电流、血压、心率检测器实时监测输出电流和人体血压、心跳数据，把检测到的数据反馈给CPU，经过近视治疗装置处理，自动调整脉冲输出，当输出电流超过警戒范围时，直接强制停机，并发出警报；

近视治疗装置的手动控制方式有三种方式，一是使用触摸屏控制，二是用手柄控制，三是语音控制，

近视治疗装置的运行过程中，所有脉冲输出设备的参数配置和辅助训练仪的运动状态配置以及输出电流数据都进行保存并实时上传到移动终端平台；

移动终端平台将治疗结果发到移动终端APP，监护人可以通过APP查看治疗状况，也可通过APP进行信息反馈，

智能治疗系统组成：

整个治疗系统主要包含三部分：电脉冲输出设备，辅助设备和移动终端平台，三个部分之间相互配合，形成整体的治疗体系；

智能近视治疗系统包含CPU主控模块、脉冲产生放大升压电路模块、电流血压心率检测模块、显示触摸模块、手柄控制语音识别模块、指纹识别摄像头模块；

移动终端平台包含移动终端APP和平台服务器；

平台服务器的平台数据传输具有保密性：应用程序编程接口API可采用两种方式，第一种是采用设计签名的方式进行加密，自己选用签名算法进行数据加密传输；第二种是采用HTTPS传输协议，HTTPS因为添加了SSL安全协议，自动对请求数据进行了压缩加密；

辅助训练仪可选择性采用直线训练器、足疗机或按摩椅；或其中两者或三者的结合；

CPU主控模块：

CPU主控模块兼容各器件的端口，同时具备一定的运算处理能力；

CUP与各模块进行配合完成初始脉冲输出控制，接收反馈电流血压心率信息并进行有效处理，接收手柄和语音识别模块的信息，重新调整脉冲输出强度，处理指纹模组和摄像头录入的信息，与移动终端平台配合，实时向平台反馈信息，控制辅助设备的运行；

手柄/语音控制：

手柄和语音控制模块的作用是控制设备的脉冲输出强度；

手柄上设有一键启停按钮和对应每一路的强度调节按钮，可以实现对每一路脉冲输出的单独控制，

语音识别模块的语音控制是基于语音识别，搭载语音识别芯片，通过定制唤醒词命令词的方式对用户发出的语音信息进行甄别，当用户话语中包含控制命令时，语音识别芯片会识别其中的有效信息，产生相对应的控制信号，实现度脉冲强度的控制；

指纹识别/摄像头：

指纹识别和摄像头模块的作用是确认用户信息和远程诊断；

指纹识别是通过指纹识别芯片模组来进行识别的，首先启动设备的自动信息识别流程，然后用户用手指在指纹模组上录入指纹信息，然后设备会将此指纹信息上传到平台服务器，与服务器数据库中存放的指纹信息进行对比，来确认此用户是否经过授权；

摄像头的作用有两个，一是用于用户信息确认，基于人脸识别算法来进行面部识别：首先启动设备的自动识别流程，然后用户人脸正面对着摄像头，摄像头会自动进行人脸特征检测，并将检测数据上传到平台服务器，与服务器数据库中存放的人脸特征信息进行对比，来确认此用户是否经过授权；二是用户可以通过摄像头远程沟通交流，达到远程诊断的目的；

电流/血压/心率检测模块的主要作用是实时监测设备的输出电流，人体血压、心率的信息；

设备处于自动调整模式下，对最佳范围和警戒范围都会进行判断；当检测到电流、血压、心率不在最佳范围时，就会自动对输出强度进行调整，直到电流、血压、心率都处于最佳范围时再停止调整，以保证治疗效果始终保持在最佳状态；当检测到电流、血压、心率中任何一项超出警戒范围时，设备会强制停机并发出警报，以保证安全；

设备处于手动模式下，不对最佳范围进行判断，只判断警戒范围，当检测到电流、血压、心率中任何一项超出警戒范围时，设备会强制停机并发出警报。