一种物理因子输出控制方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了一种物理因子输出控制方法和装置，将接收到的振荡参数以及预存的与该振荡参数对应的功率校准参数代入预设函数，计算治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比；将振荡高端功率作为振荡峰值，振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号，以使电源控制电路在设定的治疗时间内，控制输出设备按照PWM脉冲信号输出物理因子，因其功率在0到额定最大功率之间的任意区间不断变化，避免了因物理因子能量固定不变，使患者的生物组织产生耐受性，以及因物理因子能量过大对患者肌体组织造成伤害，满足了不同个体及不同阶段的病情对物理因子的能量要求，提高了治疗仪的辅助治疗的效果。
【专利说明】一种物理因子输出控制方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及医疗应用领域，更具体的说是涉及一种物理因子输出控制方法和装置。
【背景技术】
[0002]目前，随着医疗水平的快速发展，采用各种治疗仪辅助治疗某些疾病已成为本领域的发展主流，如光治疗仪，通过在光源发生器上施加或输入某固定值的电压或电流信号，使其产生能量强弱固定的光信号，照射到患者相关部位来辅助治疗急慢性疾病、神经性疼痛及功能障碍等，具体的如运动系统的急慢性损伤、风湿病、感染及非感染炎症和皮肤病等，大大缩短了患者的治疗时间，减轻了患者的病痛。
[0003]然而，在实际治疗中，由于光源发生器输出的无论是连续的光信号还是断续的光信号，其功率均是固定不变的，也就是说，照射到患者的患病处的光能量的强弱是固定不变的，因而，经多次治疗后，容易使患者的生物组织系统对其产生耐受性，从而影响治疗效果，同时，也会因为无法满足不同阶段病情对不同强度的光能量的需要，而降低治疗效果，甚至会因为某阶段所接受的光能量强度过大，而对患者的肌体组织造成伤害。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提供了一种物理因子输出控制方法和装置，能够根据患者的病情变化而输出具有合适能量的物理因子，避免了患者的生物组织对固定能量的耐受性，提高了治疗效果，同时，也避免了在治疗过程中患者接受物理因子照射的能量过大而对肌体组织造成伤害。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
[0006]一种物理因子输出控制方法，应用于治疗仪，所述方法包括:
[0007]根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，其中，所述振荡参数包括振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，且所述振荡高端功率大于振荡低端功率且不大于额定最大功率，所述振荡低端功率不小于零；
[0008]将所述振荡高端功率作为振荡峰值，所述振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号；
[0009]在所述治疗时间内，控制所述治疗仪的输出设备按照所述PWM脉冲信号输出物理因子。
[0010]优选的，所述根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，包括:
[0011]将接收到的振荡参数中的振荡高端功率与振荡低端功率之间的功率值按照预设的步进量进行划分，得到对应所述治疗仪的每一个功率档位的功率值；
[0012]将所述功率值以及与所述振荡参数对应的功率校准参数代入预设函数，计算得到各功率档位对应的PWM脉冲的占空比。
[0013]优选的，所述预设函数具体为:
[0014]X (i) = (Y+i*k)/a+b;
[0015]其中，X(i)表示所述治疗仪的输出设备的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比；Y表示所述治疗仪的输出设备的当前功率档位的功率值，k表示为预设步进量；i表示所述治疗仪的输出设备的各功率档位的序号，即0，1,2,…，(振荡高端功率-振荡低端功率)/k ；a和b均为所述功率校准参数。
[0016]优选的，所述预设振荡方式包括多个功率上升阶段、多个功率过渡阶段和多个功率下降阶段，其中，
[0017]功率上升阶段的输出函数Y1 = (t-m) * (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率；
[0018]功率下降阶段的输出函数Y2 = (m2_t)* (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率；
[0019]功率过渡阶段的输出函数Y3 = Ki* (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率；
[0020]其中，t表示治疗时间,Hl1和Hl2为O~所述治疗时间内的变量，且Hl1为所述功率上升阶段的起始时间，Hi2为所述功率下降阶段的结束时间，Ki为O~100%之间的变量。
[0021]优选的，当按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号时，还包括:
[0022]进行倒计时，并实时显示计时时间以及所述振荡参数。
[0023]优选的，在所述治疗时间内，控制所述治疗仪的输出设备按照所述PWM脉冲信号输出物理因子，包括:
[0024]对所述PWM脉冲信号进行平滑滤波处理，得到模拟信号；
[0025]利用所述模拟信号调整所述治疗仪的输出设备的功率，以使所述输出设备在所述治疗时间内输出物理因子。
[0026]优选的，在所述治疗过程中，当操作者对所述振荡高端功率和所述振荡低端功率进行调整后，还包括:
[0027]接收调整后的振荡高端功率以及调整后的振荡低端功率；
[0028]将所述调整后的振荡高端功率作为振荡峰值，所述调整后的振荡低端功率作为振荡谷值，返回所述利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号步骤继续执行。
[0029]一种物理因子输出控制装置，应用于治疗仪，所述控制装置包括:依次相连的输入设备、控制器、电源控制电路和输出设备，其中，
[0030]所述输入设备，用于接收操作者输入的振荡参数，其中，所述振荡参数包括振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，且所述振荡高端功率大于振荡低端功率且不大于额定最大功率，所述振荡低端功率不小于零。
[0031]所述控制器，用于根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，并将所述振荡高端功率作为振荡峰值，所述振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号；[0032]所述电源控制电路，用于在所述治疗时间内，控制所述治疗仪的输出设备按照所述PWM脉冲信号输出物理因子。
[0033]优选的，所述电源控制电路包括:由第一级运放和第二级运放构成的积分电路，以及与所述积分电路相连，由第三级运放和功放管构成的电流反馈控制电路。
[0034]优选的，所述装置还包括:
[0035]与所述控制器相连的计时器，用于在所述控制器输出所述PWM脉冲信号时，进行倒计时；
[0036]分别与所述控制器、所述输入设备以及所述计时器相连的显示器，用于实时显示所述计时器的计时时间以及所述输入设备输出的所述振荡参数。
[0037]经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种物理因子输出控制方法和装置，根据接收到的振荡参数以及所述治疗仪预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算出治疗仪的各功率档位对应的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)脉冲的占空比,其中，由于该振荡参数包括操作者输入的振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，因而，将该振荡高端功率作为振荡峰值，振荡低端功率作为振荡谷值，并利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，就能够按照预设振荡方式输出功率不断变化的PWM脉冲信号，那么，在治疗时间内，控制该治疗仪的输出设备按照该PWM脉冲信号输出的物理因子的能量(或功率)将不断变化，从而避免了因物理因子的能量固定不变，而使患者的肌体组织产生耐受性，降低辅助治疗效果，以及在治疗过程中，因物理因子的能量过大对患者肌体组织造成伤害，同时，更好地满足了不同个体及其不同阶段的病情对物理因子的不同能量的需求，提高了治疗仪辅助治疗的效果。
【专利附图】
【附图说明】
[0038]为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0039]图1为本发明一种物理因子输出控制方法的流程图；
[0040]图2A为本发明激光治疗仪的光源发生器的功率和电流的关系曲线；
[0041]图2B为本发明激光治疗仪的光源发生器输出的PWM脉冲信号的占空比与电流的关系曲线；
[0042]图2C为本发明PWM脉冲的占空比与治疗仪的输出设备的功率的关系曲线；
[0043]图3A为本发明一种预设振荡方式的输出波形图
[0044]图3B为本发明另一种预设振荡方式的输出波形图；
[0045]图4为本发明一种物理因子输出控制装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0046]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0047]在实际应用中，由于各医院通常都会使用治疗仪进行物理治疗，以辅助治疗一些急慢性疾病、神经性疼痛及功能障碍等，例如，运动系统的急慢性损伤、风湿病、感染及非感染炎症和皮肤病等，以缩短了患者的治疗时间，降低患者的病痛。但是，经研究发现，由于现有的光源输出控制方法是由激光治疗仪的光源发生器输出能量固定不变的连续或断续的光信号，照射到患者的患病处，因而，经过一段时间的照射后，患者的生物组织容易对该能量固定不变的光信号产生一定的耐受性，使得这种辅助治疗的疗效大打折扣；而且，由于在治疗过程中，患者的病情也是不断变化的，显然，这种能量固定不变的光信号无法适应患者不同阶段的病情对该能量的不同需求，这不仅会影响辅助治疗的效果，甚至会对患者的肌体组织造成伤害，导致病情更加严重或者会引发一些并发症，对患者的康复非常不利。
[0048]基于上述问题，本发明提供了一种物理因子输出控制方法和装置，不仅适用于激光治疗仪，而且还可以用于其他物理因子治疗仪，如红外光治疗仪、紫外光治疗仪、超声波治疗仪、静电治疗仪、中频治疗仪等等，也就是说，现有的物理因子治疗方法中所涉及的物理因子均可采用本发明所提供的物理因子输出控制方法来控制，以使相应的治疗仪输出所需能量的物理因子，如声、光、电、磁等。
[0049]具体的，操作者可根据实际需要输入振荡参数，则控制器将根据接收到的振荡参数以及所述治疗仪预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算治疗仪的各功率档位对应的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)脉冲的占空比，其中，由于该振荡参数包括操作者输入的振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，因而，将该振荡高端功率作为振荡峰值，振荡低端功率作为振荡谷值，并利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，就能够按照预设振荡方式输出功率不断变化的PWM脉冲信号，那么，在治疗时间内，控制该治疗仪的输出设备按照该PWM脉冲信号输出的物理因子的能量(或功率)强弱将会不断变化，从而避免了因物理因子的能量固定不变，而使患者的肌体组织产生耐受性，降低辅助治疗效果，以及在治疗过程中，因物理因子的能量过大对患者肌体组织造成伤害；同时，更好地满足了不同个体及其不同阶段的病情对物理因子的不同能量的需求，进一步提高了治疗仪辅助治疗的效果。
[0050]需要说明的是，本申请提供的物理因子控制方法可适用于各种治疗仪，如激光治疗仪、红外光治疗仪、紫外光治疗仪、磁治疗仪等等，因而，在上述实施例中，在治疗时间内，控制输出装置输出的物理因子可以为激光信号、红外光信号、紫外光信号、磁信号等，本申请对此不做任何限定，为了更清楚的理解本发明所提供的物理因子输出控制方法，以下实施例均以激光治疗仪为例进行具体说明，其他治疗仪的控制过程类似。
[0051]实施例一:
[0052]如图1所示，为本发明一种物理因子输出控制方法的流程图，该方法应用于治疗仪，则该方法的具体步骤可以包括:
[0053]步骤Sll:根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比。
[0054]其中，上述振荡参数可以包括:振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间等，且所述振荡高端功率大于振荡低端功率且不大于额定最大功率，所述振荡低端功率不小于零。
[0055]在本发明实施例中，操作者可以先根据患者的具体病情，确定其适合哪种物理因子进行治疗(在本实施例以激光治疗为例进行说明)，之后，确定其需要辅助治疗的光源的能量的变化范围(即振荡高端功率和振荡低端功率)、治疗时间以及变化方式(即预设振荡方式)，并将该变化范围和治疗时间作为振荡参数通过输入设备进行设置，当控制器接收到该振荡参数，并获取到预存的与其对应的功率校准参数后，即可进行后续PWM脉冲占空比的计算。
[0056]而对于该变化方式，可通过对各类型的患者的所得各种疾病的统计和分析，针对各种疾病以及同一疾病的不同病情，在控制器内预先存储相应的振荡方式，当确定某患者的病情时，只需直接调取与其对应的振荡方式即可。
[0057]以激光治疗仪为例，经研究发现，如图2A所示的激光治疗仪的光源发生器的功率和电流的关系曲线，其光源发生器的功率和电流的对应关系近似为一条不经过零点的直线，而如图2B所示的激光治疗仪的光源发生器输出的PWM脉冲信号的占空比与电流的关系曲线，可知其PWM占空比(即PWM脉冲的占空比)与电流的关系近似一条经过零点的直线，基于此，可得知光源发生器的功率和PWM占空比的对应关系近似一条不经过零点的直线，如图2C所示，在治疗开始前，可利用图2C所示的对应关系，通过功率计校准的方式得到步骤Sll中的功率校准参数。
[0058]具体的，例如可取200mW(单位:毫瓦)和400mW两个点作为取样点，在使用激光功率计对光源发生器的实际输出功率进行测量的同时手动调整PWM占空比值(可通过该激光治疗仪上的PWM占空比调节装置实现)，记录激光功率计显示200mW时对应的PWM占空比值，之后，再调整该PWM占空比，并记录该激光功率计显示400mW时对应的PWM占空比，从而得到了图2C中的直线的两点的坐标值，据此得到该直线的斜率和截距。此时，系统可将计算所得斜率和截距存储到数据存储器，作为功率校准参数以备后续操作调用，当然，在本发明实施例中还可以获取其他采样点或现有的其他计算方式，来确定该直线的斜率和截距，本申请在此将不再一一 详述。
[0059]需要说明的是，不同的光治疗仪的光源发生器的功率与电流的关系、PWM占空比与电流的关系都是不同的，因而，基于此得到的不同光源发生器的PWM占空比与功率的关系也是不同的，上述实施例仅是以激光治疗仪的光源发生器为例进行的说明，其他光治疗仪的光源发生器的PWM占空比与功率的关系的获取过程类似；同理，其他治疗仪的输出设备的功率和电流的关系、PWM占空比与电流的关系也可根据实际情况确定，具体过程类似，本申请将不再详述。
[0060]在上述各实施例中，对于激光治疗仪的光源发生器的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比的计算方法，举例说明:
[0061]假设X(i)表示激光治疗仪的光源发生器的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，Y表示该光源发生器的当前功率档位输出的功率值，则图2C所表示出的PWM脉冲的占空比与光源发生器的功率的关系式(即预设函数)可以表示为:
[0062]X (i) = (Y+i*k)/a+b(I)
[0063]其中，k表示为步进量，即相邻功率档位之间的功率差；i表示光源发生器的各功率档位的序号，即0，1,2,…，(振荡高端功率-振荡低端功率)/k ;3和b表示所述功率校准参数，此处是指预设函数的斜率和截距。
[0064]需要说明的是，当控制器接收到输入设备输出的振荡参数中的振荡高端功率和振荡低端功率的具体数值后，将会按照预设的步进量k，对该振荡高端功率与振荡低端功率之间的功率值进行划分，从而得到对应光源发生器的每一个功率档位的功率值。具体的，假设振荡高端功率为500mW，振荡低端功率为300mW，预设的步进量为lmW，那么在300mW~
500mW 之间可分设 201 个功率档位，分别为 300mW、301mW、302mW、......、498mW、499mW、500mW，
之后，可将各功率档位功率值以及与上述振荡参数对应的功率校准参数代入预设函数即上述公式(I)，计算出各功率档位对应的PWM占空比。
[0065]在本发明实施例中，由于在操作者启动激光治疗仪之前，已将通过上述功率校准方法得到的功率校准参数预存到数据存储器中，因而，在计算各功率档位对应的PWM占空比时，只需从该数据存储器中调用对应的功率校准参数即可。例如，当预存的预设函数的斜率和截距分别为1.5和2，即上述公式(I)中的a = 1.5，b = 2时，控制器通过运行记录上述PWM占空比的计算方法的预设程序，从而得出各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，若按上述例子，将得到201个功率档位的PWM占空比，分别为202,202.6、……,335.3，此时可将计算得到的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比发送到数据存储器中，以备后续操作的调用。
[0066]需要说明的是，计算不同的治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比的方法并不仅限于上述方法，而且，对于不同的光源发生器或其他治疗仪的输出设备的功率与电流及PWM占空比的相应的对应关系，均可以通过上述方法推算出相应的预设函数的具体表达式，并将其编写成对应的预设程序，从而利用该预设程序计算出不同光源发生器或其他输出设备的功率档位所对应的PWM脉冲的占空比，本申请对此将不再--详述。
[0067]而且，当所设置 的振荡高端功率、振荡低端功率以及步进量不同时，基于此得到的功率档位设置也是不同的，上述实例仅是一种设置方式并非唯一的设置方式，也就是说，本发明实施例对振荡高端功率、振荡低端功率以及步进量的具体大小不做具体限定，只要该振荡高端功率不大于额定最大功率且大于振荡低端功率，该振荡低端功率不小于零即可，而该预设的步进量可根据功率档位的细分要求确定，为了提高功率的精度，确保治疗仪的辅助治疗效果，该步进量取值应尽量小。
[0068]步骤S12:将该振荡高端功率作为振荡峰值，振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号。
[0069]在实际应用中，当计算出各功率档位对应的PWM脉冲的占空比时，控制器将会获取当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，并将接收到的操作者设置的振荡高端功率作为振荡峰值，将振荡低端功率作为振荡谷值，利用所获取的该PWM占空比，按照操作者预设振荡方式输出PWM脉冲信号。
[0070]其中，上述预设振荡方式是指在上述振荡功率区间内(该功率振荡区间为[振荡低端功率，振荡高端功率])，光源发生器输出的功率随治疗时间的变化规律，具体可以是正弦波振荡方式、锯齿波振荡方式、方波振荡方式、随机不规则波振荡方式和/或某种特定波形振荡方式。
[0071]在实际应用中，可根据临床治疗需要确定一种或多种预设振荡方式，在本发明实施例中，本领域技术人员可根据上述要求将实现各预设振荡方式的输出函数编写成对应的程序，并预先存储到数据存储器中，当确定治疗所需的某预设振荡方式后，直接调用与其对应的程序执行，就能够得到所需的PWM脉冲信号。
[0072]如图3A所示，为本发明实施例提供的一种特殊的预设振荡方式，该预设振荡方式是由多段输出函数组合而成，对于该预设振荡方式的振荡区间，假设振荡低端功率PuO ^ Pl ^ (Pa-1OOmff);振荡高端功率Ph: (PL+1OOmff) ^ Ph ^ Pem (即额定最大功率);t表示治疗时间，则不同治疗时间的输出功率Y具体可以为:
[0073](I)Y = t*(Ph-Pl)+Pl(O ≤ t ≤ Is)；
[0074]⑵Y = K0*(Ph-Pl)+Pl(ls<t ^ 2s)；
[0075](3) Y = (3-t) * (Ph-Pl)+Pl(2s〈t ≤ 3s);
[0076](4) Y = (t-3) * (Ph-Pl)+Pl(3s〈t ( 3.4s)；
[0077](5) Y = K1* (Ph-Pl) +Pl(3.4s〈t ( 5.4s)；
[0078](6) Y = (5.8-t) * (Ph-Pl) +Pl (5.4s〈t ( 5.8s)；
[0079](7) Y = (t-5.8) * (Ph-Pl) +Pl (5.8s〈t ( 6.4s)；
[0080](8) Y = K2* (Ph-Pl) +Pl(6.4s〈t ( 7.4s)；
[0081](9) Y = (8-t) * (Ph-Pl)+Pl(7.4s〈t ( 8s)；
[0082](IO)Y= (t-8) * (Ph-Pl)+Pl(8s〈t ≤ 8.3s);
[0083](Il)Y = K3*(Ph-Pl)+Pl(8.3s〈t ( 10.3s)；
[0084](12) Y = (10.6-t)* (Ph-Pl)+Pl (10.3s<t ^ 10.6s)；
[0085]其中，上述每个输出函数的时间范围都是可以根据实际情况改变的，也就是说，每个输出函数中t的变化范围可在O到设定的治疗时间之间变化，且上述输出功率中的IVKpK2和K3均为O~100%之间的变量，优选的，每个输出函数中t的取值范围可如上述图3A的实例所示，并且K。= 100% ,K1 = 40%, K2 = 60%,K3 = 30%。此外,本发明实施例可将上述12个输出函数作为一个周期，输出的PWM脉冲信号的波形将会按照该周期的振荡方式循环变化，因此，本实施例中其他周期内各时间段的输出功率的表达式可依次类推，将不再详述。
[0086]由上述实例可以看出，本发明实施例所预设振荡方式(例如图3A所示振荡波形)，包括多个功率上升阶段(如图3A中的O~ls，3~3.4s，5.8~6.4s，8~8.3s等)、多个功率过渡阶段(如图3A中的I~2s，3.4~5.4s，6.4~7.4s, 8.3 ~ 10.3s等)和多个功率下降阶段(如图3A中的2~3s，5.4~5.8s, 7.4~8s，10.3~10.6s等)，其中，对于每一阶段的输出函数可用以下表达式进行表示，即功率上升阶段的输出函数1= (t-mi)*(振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率，功率下降阶段的输出函数Y2 = (m2-t) * (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率，功率过渡阶段的输出函数Y3 = Ki* (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率，其中，t表示治疗时间,Hl1和m2为O~设定的治疗时间内的变量，且Hl1为功率上升阶段的起始时间，Hl2为功率下降阶段的结束时间,Ki为O~100%之间的变量。
[0087]当然，在实际应用中，具有预设振荡方式的PWM脉冲信号的波形变化并不仅限于图3A这种方式，其可根据具体情况而定，本发明在此将不再一一列举，只要满足振荡区间的要求即可，相应的，上述各阶段的输出函数的表达式可根据具体的振荡方式而定，并不限于上述一种表达方式。
[0088]此外，需要说明的是，当如图3A所示的振荡高端功率和振荡低端功率的具体数值在(0，Pem)区间内时，PWM脉冲信号并不需要全部在[振荡高端功率，振荡低端功率]这个区间内，偶尔有某时刻或者某相对较短时间段内的PWM脉冲信号超出该区间范围也是允许的，这均属于本发明的保护范围，即如图3B所示另一种特殊的预设振荡方式，在预设治疗时间内，起始时刻和终止时刻，甚至是治疗时间内的某时刻或者某相对较短时间段内的信号都可以超出该区间，这与上述图3A所述实施例的控制方法并无实质区别，不会影响整个治疗效果，所以，控制器输出如图3B及其类似的PWM脉冲信号也属于本发明保护范围，也就是说，只要大部分时间内的PWM脉冲信号的振荡范围在所设置的振荡区间内变化，均属于本发明保护范围。
[0089]步骤S13:在治疗时间内，控制治疗仪的输出设备按照该PWM脉冲信号输出物理因子。
[0090]在本发明实施例中，控制器得到上述PWM脉冲信号后，会将其发送给电源控制电路，经该电源控制电路中的第一级运放和第二级运放构成的积分电路的处理后，得到平滑稳定的直流控制电平信号(即模拟信号)，并发送到由第三级运放与功放管构成的电流反馈控制电路，从而利用该模拟信号调整功放管的导通角或导通程度，改变该电源控制电路的输出电流，实现对输出设备(若该治疗仪为激光治疗仪，则该输出设备为光源发生器)的功率的调整，使其在治疗时间内按照PWM脉冲信号输出物理因子(例如光源发生器输出的光信号)，以满足临床的具体需求。
[0091]结合上述分析得知，由于电源控制电路接收到的PWM脉冲信号的功率是随着治疗时间不断变化的，而不是一成不变的，因而，根据该PWM脉冲信号得到的物理因子的能量必然是不断变化的，满足了实际治疗的需要，避免了因收能量固定的物理因子的长时间照射，而使患者生物组织对其产生耐受性，从而影响治疗仪的辅助治疗效果；而且，由于该PWM脉冲信号的功率是在O?额定最大功率之间的任意振荡区间内变化，从而使输出设备输出具有在该任意区间内连续且强弱交替的能量的物理因子，更好地满足了临床中某些疾病对物理因子的能量变化范围的特殊要求。
[0092]其中，需要说明的是，在本发明实施例的治疗过程中，还可以对所设置的振荡高端功率和振荡低端功率进行调整，当控制器接收到调整后的振荡高端功率以及调整后的振荡低端功率后，将会把该调整后的振荡高端功率作为振荡峰值，调整后的振荡低端功率作为振荡谷值，并返回步骤S12继续执行，这样，可根据实际需要及时调整振荡高端功率和振荡低端功率，从而使得输出设备输出的物理因子对患者的辅助治疗效果最佳，进一步提高辅助治疗效率。
[0093]优选的，作为本发明另一实施例，当控制器按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号时，还可以通过一计时器进行倒计时，并实时显示计时时间以及操作者所设置的振荡参数。其中，该计时器的倒计时时间与治疗时间相关，也就是说，计时器是从设定的治疗时间开始进行倒计时，直至时间显示为零，则结束本次治疗。当然，在治疗过程中，还可以对系统中的其他参数进行实时显示，以使操作者实时掌握治疗的当前情况。
[0094]另外，只要将上述预设振荡方式更改为一常数函数(或常数分段函数)，即可按照上述控制方法控制输出设备输出能量固定不变(或在振荡高端功率值和振荡低端功率值上交替变化)的物理因子，对此，本发明将不再详述。
[0095]本发明实施例中，根据接收到的振荡参数以及治疗仪预存的与该振荡参数对应的功率校准参数，计算出治疗仪的各功率档位对应的PWM(Pulse Width Modulation，脉宽调制)脉冲的占空比,其中，由于该振荡参数包括操作者输入的振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，因而，将该振荡高端功率作为振荡峰值，振荡低端功率作为振荡谷值，并利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，就能够按照预设振荡方式输出功率不断变化的PWM脉冲信号，那么，在治疗时间内，控制该治疗仪的输出设备按照该PWM脉冲信号输出的物理因子的能量(或功率)将不断变化，从而避免了因物理因子的能量固定不变，而使患者的肌体组织产生耐受性，降低辅助治疗效果，以及在治疗过程中，因物理因子的能量过大对患者肌体组织造成伤害；同时，更好地满足了不同个体及其不同阶段的病情对物理因子的不同能量的需求，进一步提高了治疗仪辅助治疗的效果。
[0096]实施例二:
[0097]如图4所示，本发明实施例提供了一种物理因子输出控制装置的结构示意图，该控制装置应用于治疗仪，具体可以包括:依次相连的输入设备S41、控制器S42、电源控制电路S43以及输出设备S44，其中，
[0098]输入设备S41:用于接收操作者输入的振荡参数。
[0099]在本发明实施例中，该振荡参数可以包括振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间,且该振荡高端功率大于振荡低端功率且不大于额定最大功率,振荡低端功率不小于零，在实际应用中，该输入设备具体可以为按键板(即键盘)，在该按键板上设置有对应不同操作的按键，这样，操作者即可通过对该不同按键操作实现功率参数的设置。
[0100]具体的，仍以激光治疗仪为例进行说明，在开始治疗时，操作者可以首先按下振荡模式命令按键，再通过振荡高端功率命令按键、振荡低端功率命令按键、治疗时间命令按键设置振荡参数，之后，当控制器接收到振荡参数后，即可根据其以及对应到功率校准参数进行计算处理，得到激光治疗仪的光源发生器的各功率档位对应的PWM占空比，从而控制光源发生器自动输出能量强弱交替的光信号，以满足不同临床的需求。
[0101]在实际应用中，激光治疗仪可以包括左、右两个治疗头(这两个治疗头是通过两个支臂与装置本体相连)，也可以仅包括一个治疗头，本发明实施例所提供的物理因子输出控制装置均适用，而且，每一个治疗头都可以设置与其对应的输入设备(如键盘)，以便操作者针对该治疗头输入对应的振荡参数和/或操作命令。
[0102]优选的，在一个键盘上均可以包括功率设置键、时间设置键、高端功率调节键、低端功率调节键、支臂调节键(包括上升和下降调节键)、音量调节旋钮、振荡模式键、停止键、待机键以及启动键等。
[0103]另外，作为本发明另一实施例，在输入设备中间可嵌入显示器，用于显现操作者对该输入设备的操作结果，如所设置的治疗时间、振荡高端功率以及振荡低端功率等，优选的，该显示器可以是液晶显示器。
[0104]当然，上述输入设备还可以是一个包括上述按键的触摸屏，本发明实施例对该输入设备并不作任何限定，只要能使操作者进行上述各种操作即可。
[0105]控制器S42:用于根据接收到的振荡参数以及预存的与该振荡参数对应的功率校准参数，计算治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，并将振荡高端功率作为振荡峰值，将振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号。
[0106]为了进一步提高辅助治疗效果，操作者可在治疗过程中调整振荡高端功率和振荡低端功率，此时，控制器S42还可以用于接收调整后的振荡高端功率和调整后的振荡低端功率，并将调整后的振荡高端功率作为振荡峰值，调整后的振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出新的PWM脉冲信号。
[0107]优选的，该控制器具体可以为MCU(Micro Control Unit，微控制单元)，在装置操作之前，可在该控制器内预先存储与各振荡参数对应的功率校准参数，这样，当其接收到输入设备发送的某振荡参数后，即可直接获取与其对应的功率校准参数，之后，根据预设程序计算出各功率档位对应的PWM脉冲的占空比。其中，该预设程序是技术人员根据预设振荡方式的输出函数编写的，本申请对其具体代码不再详述。
[0108]需要说明的是，在上述实例中，激光治疗仪无论是包括一个治疗头还是包括两个治疗头，控制器都是根据接收到的针对某治疗头的振荡参数及其对应的功率校准参数进行后续计算，从而得到与该治疗头对应的PWM脉冲信号，使该治疗头按照该PWM脉冲信号输出光信号，以满足治疗需求。
[0109]其中，当激光治疗仪包括左右两个治疗头时，所设置的与这两个治疗头对应的功率参数和振荡方式可以相同，也可以不同，因而，控制器输出的分别与左右路治疗头对应的左右路PWM脉冲信号可以相同，也可以不同，本发明实施例对此不作任何限定。
[0110]电源控制电路S43:用于在治疗时间内，控制输出设备按照该PWM脉冲信号输出物理因子。
[0111]在本发明实施例中，该电源控制电路可以包括:由两级运放构成的积分电路，以及与该积分电路相连，且由第三级运放与功放管构成的电流反馈控制电路。
[0112]在实际应用中，控制器得到PWM脉冲信号后，会将其发送给积分电路进行处理，从而将其转变成平滑稳定的直流控制电平信号(即模拟信号)，实现了对PWM脉冲信号的平滑滤波处理，之后，将会把该模拟信号发送给电流反馈控制电路，调整功放管的导通角或导通程度，从而实现对输出设备的输出功率的调整，使得该输出设备按照该PWM脉冲信号输出物理因子。
[0113]其中，当该激光治疗仪包括两个治疗头时，该电源控制电路可包括分别与这两个治疗头一一对应相连的左、右电源控制电路，用于分别控制与其对应的治疗头的输出参数，且该左、右电源控制电路的具体结构与上述电源控制电路的结构相同，在此将不再赘述。
[0114]此外，对于这种情况，输出设备S44也可以包括:位于左路治疗头中与该左路电源控制电路相连的左路输出设备，以及位于右路治疗头中与该右路光源发生器相连的右路输出设备，而且，这两个治疗头可以同时亦可以不同时输出物理因子，这要根据具体治疗方案确定。
[0115]作为本发明另一实施例，上述物理因子输出控制装置还可以包括:
[0116]与所述控制器S42相连的计时器，用于在该控制器输出所述PWM脉冲信号时，进行倒计时。
[0117]分别与所述控制器S42、所述输入设备S41及所述计时器相连的显示器，用于实时显示所述计时器的计时时间以及所述输入设备输出的所述振荡参数。
[0118]其中，上述显示器可以为液晶显示器，且可将其嵌入在输入设备中，这样，当操作者对输入设备上的按键进行操作时，就能够直接看到设置结果，非常方便。此外，该显示器还可以实时显示上述操作过程中的其他参数，以及治疗过程中的各参数的变化情况(如光信号的光能量变化等)，以便操作者能够实时掌握当前治疗情况。[0119]由上述得知，本发明实施例通过输入设备将操作者设置的振荡参数发送给控制器，使其根据接收到的振荡参数以及预存的与该振荡参数对应的功率校准参数，计算治疗仪各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，以便在获得当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比后，将该振荡高端功率作为振荡峰值，振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号，从而使得输出设备按照该PWM脉冲信号输出的物理因子的能量随治疗时间的变化而不断变化，避免因在治疗时间内物理因子的能量固定不变，使患者的生物组织产生耐受性，影响治疗效果的问题，同时也满足了不同阶段的病情对物理因子的不同能量需求，提高了辅助治疗的效果，避免了因物理因子的能量过大对患者肌体组织造成的伤害。
[0120]需要说明的是，在本发明实施例所述的物理因子输出控制装置中，除了上述各部件，还可以包括用于连接各部件的连接设备，以及为该装置供电的电源设备等，在此将不再一一详述，只要不是本领域技术人员付出创造性劳动确定的，均属于本发明保护范围。
[0121]本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
[0122]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
【权利要求】
1.一种物理因子输出控制方法，其特征在于，应用于治疗仪，所述方法包括: 根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，其中，所述振荡参数包括振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，且所述振荡高端功率大于振荡低端功率且不大于额定最大功率，所述振荡低端功率不小于零； 将所述振荡高端功率作为振荡峰值，所述振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号； 在所述治疗时间内，控制所述治疗仪的输出设备按照所述PWM脉冲信号输出物理因子。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，包括: 将接收到的振荡参数中的振荡高端功率与振荡低端功率之间的功率值按照预设的步进量进行划分，得到对应所述治疗仪的每一个功率档位的功率值； 将所述功率值以及与所述振荡参数对应的功率校准参数代入预设函数，计算得到各功率档位对应的PWM脉冲的占空比。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预设函数具体为:
X (i) = (Y+i*k)/a+b; 其中，X(i)表示所述治疗仪的输出设备的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比；Y表示所述治疗仪的输出设备的当前功率档位的功率值，k表示为预设步进量；i表示所述治疗仪的输出设备的各功率档位的序号，即0，1，2，…，(振荡高端功率-振荡低端功率)/k毋和b均为所述功率校准参数。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述预设振荡方式包括多个功率上升阶段、多个功率过渡阶段和多个功率下降阶段，其中， 功率上升阶段的输出函数Y1 = (t-m) * (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率； 功率下降阶段的输出函数Y2 = (m2-t) * (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率； 功率过渡阶段的输出函数Y3 = Ki* (振荡高端功率-振荡低端功率)+振荡低端功率；其中，t表示治疗时间,Iii1和m2为O~所述治疗时间内的变量,且Iii1为所述功率上升阶段的起始时间，m2为所述功率下降阶段的结束时间，Ki为O~100%之间的变量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号时，还包括: 进行倒计时，并实时显示计时时间以及所述振荡参数。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述治疗时间内，控制所述治疗仪的输出设备按照所述PWM脉冲信号输出物理因子，包括: 对所述PWM脉冲信号进行平滑滤波处理，得到模拟信号； 利用所述模拟信号调整所述治疗仪的输出设备的功率，以使所述输出设备在所述治疗时间内输出物理因子。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述治疗过程中，当操作者对所述振荡高端功率和所述振荡低端功率进行调整后，还包括: 接收调整后的振荡高端功率以及调整后的振荡低端功率； 将所述调整后的振荡高端功率作为振荡峰值，所述调整后的振荡低端功率作为振荡谷值，返回所述利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空比，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号步骤继续执行。
8.—种物理因子输出控制装置，其特征在于，应用于治疗仪，所述控制装置包括:依次相连的输入设备、控制器、电源控制电路和输出设备，其中， 所述输入设备，用于接收操作者输入的振荡参数，其中，所述振荡参数包括振荡高端功率、振荡低端功率和治疗时间，且所述振荡高端功率大于振荡低端功率且不大于额定最大功率，所述振荡低端功率不小于零； 所述控制器，用于根据接收到的振荡参数以及预存的与所述振荡参数对应的功率校准参数，计算所述治疗仪的各功率档位对应的PWM脉冲的占空比，并将所述振荡高端功率作为振荡峰值，所述振荡低端功率作为振荡谷值，利用当前功率档位对应的PWM脉冲的占空t匕，按照预设振荡方式输出PWM脉冲信号； 所述电源控制电路，用于在所述治疗时间内，控制所述治疗仪的输出设备按照所述PWM脉冲信号输出物理因子。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述电源控制电路包括:由第一级运放和第二级运放构成的积分电路，以及与所述积分电路相连，由第三级运放和功放管构成的电流反馈控制电路。
10.根据权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括: 与所述控制器相连的计时器，用于在所述控制器输出所述PWM脉冲信号时，进行倒计 时； 分别与所述控制器、所述输入设备以及所述计时器相连的显示器，用于实时显示所述计时器的计时时间以及所述输入设备输出的所述振荡参数。
【文档编号】H03K7/08GK103986444SQ201410196162
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】张志标 申请人:健力普（北京）医疗科技有限公司