CN113616935B - 激光针灸装置及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光针灸装置及控制系统，其中，激光针灸装置包括：激光发射器，用于发出对人体穴位针灸的脉冲激光；CCD相机，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；移动组件，所述激光发射器和CCD相机安装在移动组件上，所述移动组件用于根据CCD相机获取的基于脉冲激光作用点的人体穴位的信息对激光发射器的位置进行调整；以及控制装置，本发明提供了一种在作用不同穴位时，可以通过调节激光输出功率和激光输出光斑点的大小来调节对穴位的刺激作用，提高激光针灸的刺激作用。

Description

激光针灸装置及控制系统

技术领域

本发明涉及一种激光针灸技术领域，特别是涉及一种激光针灸装置及控制系统。

背景技术

与传统针灸方法相比，激光针灸的特点是无针刺引起的疼痛，对组织无损害，无滞针、断针及针穴感染之可能，不但有类似针灸的作用，同时还有激光本身所引起的一系列生物效应。因此，激光针灸广泛的应用在临床治疗上，目前公开的技术，例如公开号为CN106621070A的专利文献公开了一种激光针灸系统及激光针灸设备，其中，激光针灸系统包括：支架；可相对于支架移动地安装于支架上的针灸单元，该针灸单元包括至少一个激光发射器；反馈单元，该反馈单元包括安装于支架上的图像采集装置；与针灸单元和图像采集装置信号连接的控制单元，该控制单元用于对图像采集装置获取的图像进行分析、并根据图像分析结果控制针灸单元相对于支架移动。上述激光针灸系统可以自动获取治疗者的穴位信息，并可以控制针灸单元移动从而实现对激光光束的自动定位；因此，利用上述激光针灸系统进行针灸的操作过程非常简单方便。

上述公开的技术中，仅能实现位置定位，但是由于人体穴位位置不同，器穴位对激光的刺激反应不同，如果不能对相关穴位处激光的功率进行调节，其也很难达到有效刺激的作用。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种激光针灸装置及控制系统。

本发明采用的技术方案如下：

激光针灸装置，是设置在针灸治疗台上的用于控制针灸激光对人体穴位进行治疗调节，具有：

激光发射器，用于发出对人体穴位针灸的脉冲激光；

CCD相机，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；

移动组件，所述激光发射器和CCD相机安装在移动组件上，所述移动组件用于根据CCD相机获取的基于脉冲激光作用点的人体穴位的信息对激光发射器的位置进行调整；

以及控制装置，所述控制装置包括：

处理模块，该处理模块用于对CCD相机获取的脉冲激光相对于人体穴位的信息进行处理，获取基于脉冲激光作用点的人体穴位的位置定位，

检测模块，该检测模块用于对激光发射器发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，

调节模块，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时，将作为激光发射器发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器的发射功率的下限值小；以及

控制模块，该控制模块对治疗周期内激光发射器的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍。

优选的，还包括治疗周期内对激光发射器的发射功率进行控制的控制机构，所述控制机构用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度和当前脉冲激光的输出功率进行一致性判断，作为触发控制机构进行控制的控制条件。

优选的，所述控制机构是以脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断并控制，其具有：

光源，发出对人体穴位针灸的脉冲激光；

光纤耦合器组件，用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断的结果出发多级光纤耦合器进行多级耦合，以使得输出的脉冲激光具有对应的光斑点。

优选的，所述针灸治疗台包括底座，底座的底部设置有具有移动的轮组；

在底座的上部设置有支座，在支座的上部是支座台，在支座台的中间部设置有下凹的槽体，在槽体内设置有多个升降机构；以及

在支座台上设置有治疗床，所述升降机构的上部与所述治疗床的底部固定；

在支座台的一侧设置有支柱座，支柱座与支座台之间通过连接板固定，在支柱座上设置有移动组件，所述移动组件包括：

旋转座，该旋转座设置在支柱座上，套柱设置在旋转座上，支柱设置在套柱内，在支柱上设置有Z向滑轨，在Z向滑轨上设置有Z向驱动及移动组件，Z向驱动及移动组件上设置有X轴横梁，在X轴横梁上设置有X向驱动及移动组件；

在X向驱动及移动组件下部设置有一安装槽，在安装槽内设置有激光发射器，在激光发射器的一端设置有一第一连杆，第一连杆上设置有第一调节连杆，第一调节连杆上设置有CCD相机。

优选的，所述治疗床的一侧设置有颈部调节组件，该颈部调节组件包括：

固定块，该固定块设置在治疗床的两侧，在固定块之间设置有调节架，在调节架上设置有旋转支架，以及旋转支架中间部设置有头枕部。

优选的，所述光纤耦合器组件包括：壳体，在壳体内部左侧设置有激光发射通道，在激光发射通道的左侧设置有光源，所述激光发射通道上至少设置有一个第一对接套筒，

该第一对接套筒能与激光发射通道对接，且激光发射通道与第一对接套筒处设置有密封圈，在第一对接套筒下部设置有滑块，滑块固定在移动滑轨上，在滑块上设置有第二对接套筒，在第二对接套筒内设置有至少一个光纤耦合器；

所述滑块与设置在壳体内的微型气缸组件连接。

优选的，所述微型气缸组件包括微型气缸以及设置在微型气缸上的推杆，所述推杆与第二对接套筒连接。

本发明还提供了一种控制系统，包括上述所述的激光针灸装置，包括：

CCD相机，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；

处理模块，该处理模块用于对CCD相机获取的脉冲激光相对于人体穴位的信息进行处理，获取基于脉冲激光作用点的人体穴位的位置定位，

移动控制模块，该移动控制模块用于根据人体穴位的位置定位控制移动组件进行微调以对激光发射器的位置进行调整；

检测模块，该检测模块用于对激光发射器发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，

调节模块，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时，将作为激光发射器发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器的发射功率的下限值小；

控制模块，该控制模块对治疗周期内激光发射器的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍；

控制机构，是以脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断并控制。

本发明的有益效果为：

本发明提供了一种在作用不同穴位时，可以通过调节激光输出功率和激光输出光斑点的大小来调节对穴位的刺激作用，提高激光针灸的刺激作用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中图1的俯视图；

图3为发明中控制机构的结构示意图；

图4为发明中控制系统的框架原理图；

图5为本发明中连杆组件的结构示意图；

图6为本发明中分束器分光角度调整的示意图。

具体实施方式：

以下参照实施例和附图对本发明进行详细的描述。

参照图1至图4，本发明提供了激光针灸装置，是设置在针灸治疗台上的用于控制针灸激光对人体穴位进行治疗调节，具有：

激光发射器117，用于发出对人体穴位针灸的脉冲激光；

CCD相机119，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；

移动组件，所述激光发射器117和CCD相机119安装在移动组件上，所述移动组件用于根据CCD相机119获取的基于脉冲激光作用点的人体穴位的信息对激光发射器117的位置进行调整；

以及控制装置，所述控制装置包括：

处理模块，该处理模块用于对CCD相机119获取的脉冲激光相对于人体穴位的信息进行处理，获取基于脉冲激光作用点的人体穴位的位置定位，

检测模块，该检测模块用于对激光发射器117发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，

调节模块，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器117发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时，将作为激光发射器117发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器的发射功率的下限值小；以及

控制模块，该控制模块对治疗周期内激光发射器117的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍；

控制机构，用于治疗周期内对激光发射器117的发射功率进行控制，所述控制机构117用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度和当前脉冲激光的输出功率进行一致性判断，作为触发控制机构进行控制的控制条件。

具体的，所述控制机构是以脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断并控制，其具有：

光源200，发出对人体穴位针灸的脉冲激光；

光纤耦合器组件，用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断的结果出发多级光纤耦合器进行多级耦合，以使得输出的脉冲激光具有对应的光斑点。

在上述中，所述针灸治疗台包括底座100，底座100的底部设置有具有移动的轮组；

在底座100的上部设置有支座101，在支座101的上部是支座台103，在支座台103的中间部设置有下凹的槽体，在槽体内设置有多个升降机构102；以及

在支座台103上设置有治疗床104，所述升降机构102的上部与所述治疗床的底部固定；所述升降机构102可以采用升降气缸，用于治疗床104高低的微调。

在支座台103的一侧设置有支柱座108，支柱座108与支座台103之间通过连接板固定，在支柱座108上设置有移动组件，所述移动组件包括：

旋转座109，该旋转座109具有360°旋转的功能，其具体实施时，可以是电机驱动旋转座109转动，旋转座109设置在支柱座上，套柱110设置在旋转座上，支柱113设置在套柱110内，在支柱113上设置有Z向滑轨112，在Z向滑轨112上设置有Z向驱动及移动组件，Z向驱动及移动组件可以是电机驱动直线丝杠移动，其具体的实施方式不做限定，只要可以完成在Z向滑轨112上完成往复运动即可。在Z向驱动及移动组件上设置有X轴横梁114，在X轴横梁114上设置有X向驱动及移动组件116；X向驱动及移动组件116可以是电机带动拖链115进行移动的方式，具体实施时不做限定。

在X向驱动及移动组件116下部设置有一安装槽121，在安装槽121用于激光发射器117的安装，在激光发射器的一端设置有一第一连杆，第一连杆上设置有第一调节连杆118，第一调节连杆118上设置有CCD相机119。

所述治疗床104的一侧设置有颈部调节组件，该颈部调节组件包括：

固定块122，该固定块122设置在治疗床的两侧，在固定块122之间设置有调节架105，在调节架上设置有旋转支架107，以及旋转支架107中间部设置有头枕部106。旋转支架107可以用于坐在治疗床104上时，靠背的调整。

在上述中，所述光纤耦合器组件包括：壳体201，在壳体201内部左侧设置有激光发射通道202，在激光发射通道202的左侧设置有光源200，近光源200的激光发射通道202至少设置有一个第一光纤耦合器203，在所述激光发射通道上至少设置有一个第一对接套筒205，

该第一对接套筒205能与激光发射通道202对接，且激光发射通道202与第一对接套筒处设置有密封圈204，密封圈204时固定在激光发射通道202上，在第一对接套筒下部设置有滑块208，滑块固定在移动滑轨206上，在滑块208上设置有第二对接套筒207，在第二对接套筒207内设置有至少一个第二光纤耦合器211；第二对接套筒207和第一对接套筒205通过连接件212连接。

所述滑块208与设置在壳体内的微型气缸组件连接。所述微型气缸组件包括微型气缸210以及设置在微型气缸上的推杆209，所述推杆209与第二对接套筒连接。

本发明还提供了一种控制系统，包括上述所述的激光针灸装置，包括：

CCD相机119，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；

处理模块，该处理模块用于对CCD相机119获取的脉冲激光相对于人体穴位的信息进行处理，获取基于脉冲激光作用点的人体穴位的位置定位，

移动控制模块，该移动控制模块用于根据人体穴位的位置定位控制移动组件进行微调以对激光发射器的位置进行调整；

检测模块，该检测模块用于对激光发射器发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，

调节模块，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时，将作为激光发射器发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器的发射功率的下限值小；

控制模块，该控制模块对治疗周期内激光发射器的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍；

控制机构，是以脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断并控制。

其原理为，在进行穴位定位时，先通过外部设置的控制台进行人工定位，将激光发射器117移动到需要刺激的穴位附近，并启动激光发射器117，此时，检测模块用于对激光发射器117发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器117发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时将作为激光发射器117发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器117的发射功率的下限值小，此时激光发射器发出的脉冲激光对人体的刺激作用微弱，然后通过CCD相机119采集脉冲激光作用在人体上的作用点，根据作用点和人体穴位的位置，移动控制组件根据人体穴位的位置定位以控制移动组件进行微调完成对激光发射器117的输出作用点的位置进行调整。

在治疗时中，需要根据穴位信息来调节脉冲激光的功率，以达到对穴位的有效刺激，在进行调整时，控制模块对治疗周期内激光发射器的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍，同时控制机构对激光发射器117的发射功率进行控制，所述控制机构用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度和当前脉冲激光的输出功率进行一致性判断，作为触发控制机构进行控制的控制条件，具体的，根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断的结果出发多级光纤耦合器进行多级耦合，以使得输出的脉冲激光具有对应的光斑点。

其具体的机械运动原理为：微型气缸推动气缸推杆向前运动，使得将第一对接套筒与激光发射通道对接处推出，并使得第二对接套筒与激光发射通道对接，由于第二对接套筒内设置有光纤耦合器，其与设置在激光发射通道内的光纤耦合器进行不同数量的耦合来达到控制输出激光光斑点大小的目的。

在本发明中，还可以通过在激光发射器的位置设置一个红外探测器，红外探测器可以利用与CCD相机相同的连杆组件进行固定，参照图5，连杆组件包括第二连杆300，可以与激光发射器的一端连接，设置在第二连杆上的第一调节槽301，第一调节槽内通过第一调节螺钉302与第二调节连杆304连接，所述第二调节连杆上设置有第二调节槽303，在第二调节槽内通过第二调节螺钉306连接有红外探测器305，所述红外探测器可以通过第一调节槽以及第二调节槽来调节其角度为位置，红外探测器用于对激光作用点人体穴位处的温度进行探测，防止长时间进行激光针灸造成皮肤的灼伤。

在本发明中，在第一光纤耦合器203的后侧还可以设置有第一分束器，第一分束器将第一光纤耦合器203耦合成的一束激光分成至少两束，然后再经过第二光纤耦合器211将至少两束激光再次聚焦耦合，然后再第二光纤耦合器211的后侧设置第二分束器，第二分束器将至少两束耦合后的激光分成若干束。上述中，激光分束的结果由进行激光针灸的部位进行确定，比如，人体的眼睛部位有13个穴位，可以通过分别对每个穴位进行针灸达到精确针灸的目的，当然，在上述中的，通过调节激光的光斑同样达到对某一部分所有穴位进行覆盖的目的。

在上述中，在进行激光分束时，还可以调节每一束激光的功率大小，比如，作用在人眼部分的激光的总功率是可以确定的，眼部位每一穴位作用的激光点的功率也可以确定，因此，在第一分束器进行激光分束时，可以通过设定一个第一分配器，以确定每一分束的激光的功率。同样，在第二分束器进行激光分束时，可以通过设定一个第二分配器，以确定每二分束的激光的功率。

对于人体不同部位的激光针灸，本发明还可以通过调节第一分束器和第二分束器输出光束之间的发散角来完成不同输出激光的角度的调节，具体的原理如下：由上述可知，需要在特定距离处生成不同角度的聚焦良好的光斑，这可以通过在分束器DOE之后添加光纤耦合器实现，该光纤耦合器的后焦距(BFL)确定了到焦平面(加工面)的工作距离(WD)，如图6显示的是三个光束的例子。

其原理式如下：

D＝WD*tan(α)

其中D是相邻两个阶的输出光束距离，WD是工作距离，α是相邻两个阶次的输出光束之间的发散角，通过改变相邻两个阶次的输出光束之间的发散角即可达到调整输出激光的角度，以达到对不同部位同时进行针灸的目的。

焦平面上的输出光束光斑直径有如下公式：

其中L是工作距离，λ是入射激光波长，D是入射激光直径，M²是入射激光质量因子。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.激光针灸装置，是设置在针灸治疗台上的用于控制针灸激光对人体穴位进行治疗调节，其特征在于，具有：

激光发射器，用于发出对人体穴位针灸的脉冲激光；

CCD相机，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；

移动组件，所述激光发射器和CCD相机安装在移动组件上，所述移动组件用于根据CCD相机获取的基于脉冲激光作用点的人体穴位的信息对激光发射器的位置进行调整；

以及控制装置，所述控制装置包括：

处理模块，该处理模块用于对CCD相机获取的脉冲激光相对于人体穴位的信息进行处理，获取基于脉冲激光作用点的人体穴位的位置定位，

检测模块，该检测模块用于对激光发射器发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，

调节模块，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时，将作为激光发射器发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器的发射功率的下限值小；以及

控制模块，该控制模块对治疗周期内激光发射器的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍；

还包括治疗周期内对激光发射器的发射功率进行控制的控制机构，所述控制机构用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度和当前脉冲激光的输出功率进行一致性判断，作为触发控制机构进行控制的控制条件；

所述控制机构是以脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断并控制，其具有：

光源，发出对人体穴位针灸的脉冲激光；

光纤耦合器组件，用于根据脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断的结果出发多级光纤耦合器进行多级耦合，以使得输出的脉冲激光具有对应的光斑点；

所述光纤耦合器组件包括：壳体，在壳体内部左侧设置有激光发射通道，在激光发射通道的左侧设置有光源，所述激光发射通道上至少设置有一个第一对接套筒，

该第一对接套筒能与激光发射通道对接，且激光发射通道与第一对接套筒处设置有密封圈，在第一对接套筒下部设置有滑块，滑块固定在移动滑轨上，在滑块上设置有第二对接套筒，在第二对接套筒内设置有至少一个光纤耦合器；

所述滑块与设置在壳体内的微型气缸组件连接。

2.根据权利要求1所述的激光针灸装置，其特征在于，所述针灸治疗台包括底座，底座的底部设置有具有移动的轮组；

在底座的上部设置有支座，在支座的上部是支座台，在支座台的中间部设置有下凹的槽体，在槽体内设置有多个升降机构；以及

在支座台上设置有治疗床，所述升降机构的上部与所述治疗床的底部固定；

在支座台的一侧设置有支柱座，支柱座与支座台之间通过连接板固定，在支柱座上设置有移动组件，所述移动组件包括：

旋转座，该旋转座设置在支柱座上，套柱设置在旋转座上，支柱设置在套柱内，在支柱上设置有Z向滑轨，在Z向滑轨上设置有Z向驱动及移动组件，Z向驱动及移动组件上设置有X轴横梁，在X轴横梁上设置有X向驱动及移动组件；

在X向驱动及移动组件下部设置有一安装槽，在安装槽内设置有激光发射器，在激光发射器的一端设置有一第一连杆，第一连杆上设置有第一调节连杆，第一调节连杆上设置有CCD相机。

3.根据权利要求2所述的激光针灸装置，其特征在于，所述治疗床的一侧设置有颈部调节组件，该颈部调节组件包括：

固定块，该固定块设置在治疗床的两侧，在固定块之间设置有调节架，在调节架上设置有旋转支架，以及旋转支架中间部设置有头枕部。

4.根据权利要求1所述的激光针灸装置，其特征在于，所述微型气缸组件包括微型气缸以及设置在微型气缸上的推杆，所述推杆与第二对接套筒连接。

5.控制系统，包括权利要求1至4任意一项所述的激光针灸装置，其特征在于，包括：

CCD相机，用于获取脉冲激光作用点相对于人体穴位的信息；

处理模块，该处理模块用于对CCD相机获取的脉冲激光相对于人体穴位的信息进行处理，获取基于脉冲激光作用点的人体穴位的位置定位，

移动控制模块，该移动控制模块用于根据人体穴位的位置定位控制移动组件进行微调以对激光发射器的位置进行调整；

检测模块，该检测模块用于对激光发射器发出的脉冲激光是否在设定的第一阈值内进行检测，

调节模块，当检测模块在起始周期内检测到激光发射器发出的脉冲激光的功率在设定的第一阈值内时，将作为激光发射器发射功率的上限值设定的比治疗周期内激光发射器的发射功率的下限值小；

控制模块，该控制模块对治疗周期内激光发射器的发射功率的上限值进行控制，以使其不超过调节模块设定的第一阈值的上限值的2倍；

控制机构，是以脉冲激光作用点的人体穴位的设定的刺激程度、治疗时长及当前脉冲激光的输出功率为基准进行判断并控制。

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