专利名称：红光光动力治疗系统的制作方法
红光光动力治疗系统技术领域
本发明属于医疗设备设计技术领域，特别涉及一种红光光动力治疗系统。
背景技术：
目前随着使用激光光动力治疗仪治疗各种癌症、顽固性皮肤病，或作为理疗使用的临床应用日渐增加，对激光光动力治疗仪的需求也不断增加。但激光光动力治疗仪主要以波长630nm — 670nm的红光为工作波长，因为在这个范围内的红色激光具有较满意的人体组织穿透功能，且与光敏剂作用能取得较好的临床治疗效果。激光光动力治疗仪利用波长630nm — 670nm的红光作为工作波长只是当前技术条件下取得理论治疗效果的前提，要想在临床中切实取得预期效果，还有多重因素需要考虑，其中红光激光器连续出光时，激光光功率的稳定性是重要的影响之一，这种影响可以分为激光器驱动电流得波动和激光器温度波动的影响，在这两种影响因素中一般温度是主要因素，因为在红光波长范围内的激光模块出光功率对温度极敏感，这种温度的影响在激光治疗仪的设计中应该得到有效处理， 但当前医疗设备市场上的红光激光治疗仪对温度的控制只做了一般医疗激光的温控处理。 另一重要影响因素就是激光治疗仪在临床应用中的人为操作程序。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激光器连续出光且输出光功率稳定的红光光动力治疗系统。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种红光光动力治疗系统，包括信号控制模块、显示模块、光功率探测模块、电流驱动模块、电源模块及激光器；所述信号控制模块分别与所述显示模块、光功率探测模块、电流驱动模块及电源模块连接；所述激光器分别与所述电流驱动模块、所述光功率检测模块连接；所述电源模块分别与所述显示模块、所述光功率探测模块及所述电流驱动模块连接。
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显示模块、所述光功率探测模块、所述电源模块及所述电流驱动模块连接；所述第二单片机分别与所述电流驱动模块、所述电源模块及所述第一单片机连接。
进一步地，所述光功率探测模块包括信号放大变送电路、PD探测器及光信号传递单元；所述信号放大变送电路分别与所述第一单片机、所述ro探测器及所述电源模块连接；所述ro探测器与所述电源模块连接，并通过所述光信号传递单元(经由光纤)与所述激光器进行光信号传递。
进一步地，所述光信号传递单元是光学腔体；所述光学腔体内壁设有硫酸钡涂层。
进一步地，所述电流驱动模块包括恒温控制单元、激光二极管驱动电路；所述恒温控制单元分别与所述第二单片机、所述电源模块、所述激光二极管驱动电路连接；所述激光二极管驱动电路分别与所述第一单片机、所述激光器连接。
进一步地，所述恒温控制`单元包括温度探测电路、TEC驱动电路及TEC制冷片；所述温度探测电路通过所述第二单片机与所述TEC驱动电路连接，并与所述激光器连接进行温度探测；所述TEC驱动电路与所述TEC制冷片连接，用于控制所述激光器温度；所述TEC 制冷片与所述电源模块连接。
进一步地，所述电源模块包括第一开光电源、第二开关电源、继电器及控制开关； 所述第一开关电源与所述激光二极管驱动电路连接，并由信号控制模块通过所述继电器控制其交流输入的通断；所述第二开关电源分别与所述显示模块、所述信号控制模块、所述恒温控制单元、所述光功率探测模块连接，用于对各模块中各电路单元进行供电；所述控制开关分别与所述第一开关电源、所述第二开关电源连接，用于控制所述红光光动力治疗系统的开启与关闭。
进一步地，所述显示模块是触摸屏显示器；所述第一开关电源是+5V开关电源；所述第二开关电源是+12V开关电源。
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检测电路、光纤连接检测电路、安全连锁检测电路、脚踏开关连接检测电路、光纤温度检测电路、激光器光温度检测电路及激光器光电流检测电路；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LED 灯、扬声器；所述第一单片机分别与所述LED灯、所述扬声器连接。
本发明提供的红光光动力治疗系统，通过信号控制模块分别与显示模块、光功率探测模块、电流驱动模块及电源模块连接；激光器分别与电流驱动模块、光功率检测模块连接；电源模块分别与显示模块、光功率探测模块及电流驱动模块连接；实现了激光器连续出光且输出光功率稳定，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。
图1为本发明实施例提供的红光光动力治疗系统原理结构框图。
图2为本发明实施例提供的红光光动力治疗系统工作过程中的线路连接关系示意图。
图3为本发明实施例提供的红光光动力治疗系统中光功率调节闭环回路框图。
图4为本发明实施例提供的红光光动力治疗系统操作流程图。
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。
参见图1-2，本发明实施例提供的一种红光光动力治疗系统，包括信号控制模块 101、显示模块104、光功率探测模块103、电流驱动模块102、电源模块105及激光器205。其中，信号控制模块101分别与显示模块104、光功率探测模块103、电流驱动模块102及电源模块105连接。激光器205分别与电流驱动模块102、光功率检测模块103连接。电源模块 105分别与显示模块104、光功 率探测模块103及电流驱动模块102连接。
本实施例中，信号控制模块101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通过触摸屏显示接口与显示模块104连接，通过光功率探测接口与光功率探测模块103连接，通过电源接口与电源模块105连接，通过电流驱动电路接口与电流驱动模块102连接。同时，第二单片机202也通过电流驱动电路接口与电流驱动模块102连接，通过电源接口与电源模块105连接，并与第一单片机 201连接。
本实施例中，光功率探测模块103包括信号放大变送电路209、H)探测器210及光信号传递单元。其中，信号放大变送电路209分别与第一单片机201、PD探测器210及电源模块105连接；Η)探测器210与电源模块105连接，并通过光信号传递单元(经由光纤 S0)与激光器205进行光信号传递。
优选地，光信号传递单元是光学腔体211 (光学反射混合腔体结构)。同时，光学腔体211内壁设有硫酸钡涂层。在实际应用过程中，先将光纤SO末端柱状发光体完全插入光学腔体211，在激光器205出光时，进入光学腔体211内的红色激光经过内壁设置的硫酸钡涂层有效反射，并集中照射到ro探测器210上，ro探测器210产生的电信号经过信号放大变送电路209的变送处理，被送到第一单片机201上，再经过第一单片机201进行运算处理后传输至显示模块104，显示模块104就能显示出当前激光器205输出的光功率。
本实施例中，电流驱动模块102包括恒温控制单元、激光二极管驱动电路212。其中，恒温控制单元分别与第二单片机202、电源模块105、激光二极管驱动电路212连接；激光二极管驱动电路212分别与第一单片机201、激光器205连接。
优选地，恒温控制单元包括温度探测电路208、TEC驱动电路206及TEC制冷片 207。其中，温度探测电路208通过第二单片机202与TEC驱动电路206连接，并与激光器 205连接进行实时温度探测。同时，TEC驱动电路206与TEC制冷片207连接，用于控制激光器205工作温度；TEC制冷片207还与电源模块105连接。在实际应用中，温度探测电路 208将激光器205的温度电信号传递给第二单片机202，经过第二单片机202运算处理后输出温度控制信号给TEC驱动电路206，再通过TEC驱动电路206驱动TEC制冷片207制冷 (包括加热)，最终使激光器205始终保持恒温。
本实施例中，电源模块105包括第一开光电源301、第二开关电源302、继电器 304及控制开关303。其中，第一开关电源301与激光二极管驱动电路212连接，用于驱动激光二极管驱动电路212为激光器205供电，并由信号控制模块101通过继电器304控制第一开关电源301交流输入的通断，进而有效控制激光器205电源供给。第二开关电源302 分别与显示模块104、信号控制模块101、恒温控制单元、光功率探测模块103连接，用于对各模块中各电路单元进行供电。控制开关分别与第一开关电源301、第二开关电源302连接，用于控制本实施例提供的红 光光动力治疗系统的开启与关闭。
优选地，继电器304是固态继电器，固态继电器主要是控制第一开关电源301交流输入的通断，有效的控制激光器电源供给。
优选地，控制开关303包括急停开关、钥匙开关。其中，急停开关用于紧急停止治疗系统的运作；钥匙开关用于正常情况下控制治疗系统的运作。
优选地，第一开关电源301是+5V开关电源；第二开关电源302是+12V开关电源。 同时，与电源模块105连接的电源接口包含了两个DC-DC转换模块，即能够实现电源模块 105输出+12V、-12V、+5V (隔离)三种电压为上述各模块中电路单元进行供电。
优选地，显示模块104是由液晶显示屏与触摸屏(电阻式)构成的触摸屏显示器203 ;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 204。其中，报警模块204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，检测单元包括电源检测电路、光纤连接检测电路、安全连锁检测电路、脚踏开关连接检测电路、光纤温度检测电路、激光器光温度检测电路及激光器光电流检测电路。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LED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LED灯、扬声器及其他软件操作信息指示连接。
下面参加图3-4，通过对本实施例的操控方法进行介绍进而对本发明提供的红光光动力治疗系统作进一步详细说明
步骤S401 :开机系统自检；其包含激光器供电电源检测、光纤连接检测、安全连锁检测、脚踏开关连接检测、光纤温度检测、激光器光温度检测及激光器光电流检测。
1、自检不通过时，治疗系统自动作出对应安全处理(如关闭固态继电器304)，并通过指示单元报警提示；
2、自检通过时，则自动进入下一步骤。
步骤S402 : 选择弥散光纤类型并测试最大功率；
1、将选用的光纤SO插入光学腔体211，并根据所选用光纤SO的类型在触摸屏显示器203上选择弥散光纤类型(如发光端存在各种长短或形状)；
2、操作者做好必要的防护措施(如带护目镜)；
3、踩脚踏，激光器205出光，触摸屏显示器203上显示激光最大功率，当最大功率测试通过时，则操作者通过触摸屏显示器203键入“下一步”指令进入下一步骤。
步骤S403 :设置激光功率并检测光功率；操作者通过触摸屏或飞梭键，设置治疗所需功率。此时光纤SO末端柱状发光体应完全插入光学腔体211 (若没有则重新插入)，踩脚踏，激光器205出光，触摸屏显示器203上显示激光实时功率，并与设定功率比较；
1、若显示功率(激光器205实际出光功率)与设定功率一致，则操作者通过触摸屏显示器203键入“下一步”指令进入下一步骤；
2、若显示功率(激光器205实际出光功率)与设定功率不一致，则治疗系统内部构成的光功率调节闭环回路(参见图3)自动调节激光器205输出的光功率，使其达到设定功率。光功率调节闭环回路由光通路加电通路构成。其中，光通路包括激光器205出光部分、光纤S0、光学腔体211 ;电通路包括Η)探测器210、信号放大变送电路209、第一单片机 201、激光二极管驱动电路212及激光器205电路部分。光功率调节闭环回路检测光功率完成后，操作者通过触摸屏显示器203键入“下一步”指令进入下一步骤。
步骤S404 :设置治疗时间；操作者通过触摸屏或飞梭键，设置治疗所需的时间。并通过触摸屏显示器203键入“下一步”指令进入下一步骤。
步骤S405 :治疗主页治疗；通过触摸屏或飞梭键调节激光指示光，准备好实际治疗条件(如将光纤SO插入病人体内)，通过触摸屏和脚踏配合操作，治疗系统出光，治疗开始。触摸屏显示器203显示激光功率、使用时间、剩余时间及治疗能量。通过触摸屏显示器203键入“重设治疗参数”命令返回步骤S403，重复参数设置。同时，也可通过触摸屏显示器203键入“系统设置”命令进入系统设置页。
步骤S406 :系统设置；操作者通过触摸屏或飞梭键，设置系统声音指示音量、显示屏背景亮度。
其中，步骤S404与步骤S405之间，操作者可对治疗参数(激光功率、治疗时间、总能量等)进行确认，若治疗参数不符合治疗要求，则操作者通过触摸屏显示器203键入“上一步”指令可从步骤S405进入步骤S404重新设置治疗时间。(步骤S402与步骤S403之间、 步骤S403与步骤S403之间、步骤S405与步骤S406之间均可通过操作指令进行切换。)
本发明提供的红光光动力治疗系统，通过信号控制模块101分别与显示模块104、 光功率探测模块103、电流驱动模块102及电源模块105连接。激光器205分别与电流驱动模块102、光功率检测模块103连接。电源模块105分别与显示模块104、光功率探测模块103及电流驱动模块102连接；实现了激光器205连续出光且输出光功率稳定，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。
权利要求
1.一种红光光动力治疗系统，其特征在于，包括信号控制模块、显示模块、光功率探测模块、电流驱动模块、电源模块及激光器；所述信号控制模块分别与所述显示模块、光功率探测模块、电流驱动模块及电源模块连接；所述激光器分别与所述电流驱动模块、所述光功率检测模块连接；所述电源模块分别与所述显示模块、所述光功率探测模块及所述电流驱动模块连接。
2.根据权利要求1所述红光光动力治疗系统，其特征在于，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显示模块、所述光功率探测模块、所述电源模块及所述电流驱动模块连接；所述第二单片机分别与所述电流驱动模块、所述电源模块及所述第一单片机连接。
3.根据权利要求2所述红光光动力治疗系统，其特征在于，所述光功率探测模块包括信号放大变送电路、ro探测器及光信号传递单元；所述信号放大变送电路分别与所述第一单片机、所述ro探测器及所述电源模块连接；所述ro探测器与所述电源模块连接，并通过所述光信号传递单元与所述激光器进行光信号传递。
4.根据权利要求3所述红光光动力治疗系统，其特征在于所述光信号传递单元是光学腔体；所述光学腔体内壁设有硫酸钡涂层。
5.根据权利要求3所述红光光动力治疗系统，其特征在于，所述电流驱动模块包括恒温控制单元、激光二极管驱动电路；所述恒温控制单元分别与所述第二单片机、所述电源模块、所述激光二极管驱动电路连接；所述激光二极管驱动电路分别与所述第一单片机、所述激光器连接。
6.根据权利要求5所述红光光动力治疗系统，其特征在于，所述恒温控制单元包括温度探测电路、TEC驱动电路及TEC制冷片；所述温度探测电路通过所述第二单片机与所述TEC驱动电路连接，并与所述激光器连接进行温度探测；所述TEC驱动电路与所述TEC制冷片连接，用于控制所述激光器工作温度；所述TEC制冷片与所述电源模块连接。
7.根据权利要求6所述红光光动力治疗系统，其特征在于，所述电源模块包括第一开光电源、第二开关电源、继电器及控制开关；所述第一开关电源与所述激光二极管驱动电路连接，并通过所述继电器控制其交流输入的通断；所述第二开关电源分别与所述显示模块、所述信号控制模块、所述恒温控制单元、所述光功率探测模块连接，用于对各模块中各电路单元进行供电；所述控制开关分别与所述第一开关电源、所述第二开关电源连接，用于控制所述红光光动力治疗系统的开启与关闭。
8.根据权利要求7所述红光光动力治疗系统，其特征在于所述显示模块是触摸屏显示器；所述第一开关电源是+5V开关电源；所述第二开关电源是+12V开关电源。
9.根据权利要求2-8任一项所述红光光动力治疗系统，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。
10.根据权利要求9所述红光光动力治疗系统，其特征在于所述检测单元包括电源检测电路、光纤连接检测电路、安全连锁检测电路、脚踏开关连接检测电路、光纤温度检测电路、激光器光温度检测电路及激光器光电流检测电路；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LED灯、扬声器；所述第一单片机分别与所述LED灯、所述扬声器连接。
全文摘要
本发明公开了一种红光光动力治疗系统，包括信号控制模块101、显示模块104、光功率探测模块103、电流驱动模块102、电源模块105及激光器205。其中，信号控制模块101分别与显示模块104、光功率探测模块103、电流驱动模块102及电源模块105连接。激光器205分别与电流驱动模块102、光功率检测模块103连接。电源模块105分别与显示模块104、光功率探测模块103及电流驱动模块102连接。本发明在实际应用过程中，实现了激光器连续出光且输出光功率稳定，同时，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。
文档编号A61N5/067GK103055429SQ20131001205
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月11日 优先权日2013年1月11日
发明者黄绪华, 欧阳文, 熊汪洋, 张磊 申请人:武汉博激世纪科技有限公司