一种激光针灸仪及其使用方法

本发明属于医疗器械领域，具体涉及一种激光针灸仪及其使用方法。

背景技术：

1、传统的艾炙疗法有着许多方面的问题，目前市面上主要有两类艾炙仪：一是针灸盒，这类装置仅用于固定艾条，无其他功能；二是无烟针灸仪，以无烟为核心，主要是在原本的针灸基础上添加了滤除烟雾的功能，同时，无烟针灸仪分大小两种型号，小型号类似台灯，需要手动调整位置，而大型号虽然不必进行位置的调整，但是是用较大的占用空间来换取较大的照射范围。两种型号的针灸仪使用的依旧是明火加热或者电阻加热，存在安全隐患，使用时需要手动固定或者调整针灸仪的位置并且部分型号占用空间较大。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供一种激光针灸仪及其使用方法，具有结构简单，占用空间小，无任何烟雾产生和有效代替传统针灸等优点。

2、为实现上述目的，根据本发明的第一方面实施例的一种激光针灸仪，包括激光单元、视觉单元、控制单元和搬运单元；搬运单元包括底座和机械臂，机械臂安装在底座上，视觉单元包括摄像头和标签，标签粘贴在需要针灸的位置一侧，摄像头设置在机械臂的最末端，激光单元包括激光发射器和激光控制模块，激光发射器连接激光控制模块，激光控制模块设置在摄像头一侧，激光发射器激光照射方向与摄像头镜头朝向相同；控制单元与机械臂、摄像头和激光控制模块连接。

3、本发明提供的一种激光针灸仪，至少具有以下优点：使用时，首先在患者需要针灸的位置一侧贴上标签，机械臂上的摄像头与激光发射器朝向成一定夹角，摄像头与激光发射器朝向的交点为针灸的部位，交点到激光发射器的距离是固定的，同时交点也是摄像头的拍摄出来图像的中心点，机械臂上的摄像头将标签及附近图像拍摄下来，并把图像数据传输给控制单元，控制单元分析和计算图像中标签与图像中心点的位置偏差，然后再结合标签和需要针灸位置之间距离的固定差值，最后根据拍摄出来的标签图像大小，计算出激光发射器与标签的垂直距离，从而计算出位置三维的补偿参数(即需要针灸的位置与机械手的三维位置偏差数据)，控制单元根据补偿参数控制机械臂进行摆动，使机械臂上激光发射器能对准需要针灸的位置，激光发射器发射出激光，摄像头会持续拍摄，当标签位置发生偏移时(比如患者移动)，摄像头拍摄出来的数据也会发生改变，控制单元会自动分析标签位置数据的变化，计算出补偿后的参数，控制单元控制机械臂进行移动，使激光发射器跟随标签位置变化，激光发射器射出的激光能一直精准投射到需要针灸位置上，不会因为使用者的动作而偏移位置，而激光针灸的原理：在激光对人体的作用下，穴位处的细胞、分子、原子吸收激光能量后，状态发生了改变，穴位处产生的信号，通过人体经络和神经系统传输到患病部位，使患病部位机能获得改善，从而达到治病的目的，代替传统针灸。

4、优选的，激光发射器选择激光波长为600nm到1000nm，波长选择这个区间是因为同时能穿透传统的皮下细胞又能模拟艾灸红外辐射产生的波长。

5、优选的，激光发射器数量为两个及以上。

6、优选的，激光发射器功率范围为30mw到100mw，30mw是人体穴位刺激最低功率，100mw是人体皮肤持续照射激光承受的安全最大值。

7、优选的，机械臂包括依次连接的第一活动关节、第二活动关节、第三活动关节和第四活动关节，其中第一活动关节以底座为中心做轴向旋转运动，第二活动关节、第三活动关节和第四活动关节做弯曲运动，以四自由度机械手实现激光发射器的空间搬运和定位，降低成本。

8、优选的，标签采用二维码标签中的apriltag标签(四月标签)，apriltag标签(四月标签)具有二维空间特征，但它的结构要简单许多，拥有更小的数据有效载荷，使apriltag检测距离更远。由于它对光照强度和角度变化具有强烈的抗干扰性，即使在有效处理边缘被遮挡或者光线较差等干扰环境下，仍可精确计算标签相对于摄像头的三维位置，方向与标识，具有良好的识别率。

9、优选的，激光发射器为半导体激光器，半导体激光器具备价格低、工艺成熟、体积小,重量轻，结构简单，便于调制和可调谐的多项特点，更为符合激光针灸仪的设计需求。

10、优选的，控制单元包括触摸屏、主控板和视觉识别模块，其中主控板分别连接触摸屏、视觉识别模块、机械臂和激光控制模块，所述视觉识别模块与所述摄像头连接，所述视觉识别模块用于接收并分析摄像头拍摄的图像。

11、根据本发明的第二方面实施例的一种激光针灸仪的使用方法，包括以下步骤：

12、步骤s1，在需要针灸位置一侧贴上标签；

13、步骤s2，启动仪器，摄像头拍照获得标签的图像数据，并把图像数据传输给控制单元；

14、步骤s3，控制单元根据图像数据计算出坐标数据，控制单元控制机械臂进行摆动，直到激光发射器对准需要针灸的位置；

15、步骤s4，激光发射器持续发射激光到指定位置，到达额定时间后，停止发射；

16、步骤s5，控制单元控制机械臂回缩，完成工作。

17、本发明提供的一种激光针灸仪的使用方法，至少具有以下优点：整个操作过程简单，无需人手调整激光发射器位置，贴好标签后就可以由仪器自动对准位置进行激光针灸。

18、优选的，针灸位置和所述标签之间的距离是固定差值的，所述控制单元还需根据固定差值控制机械臂进行微调摆动。

技术特征：

1.一种激光针灸仪，其特征在于，包括：搬运单元、视觉单元、激光单元和控制单元；

2.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述激光发射器选择激光波长为600nm到1000nm。

3.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述激光发射器数量为两个及以上。

4.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述激光发射器功率范围为30mw到100mw。

5.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述机械臂包括依次连接的第一活动关节、第二活动关节、第三活动关节和第四活动关节，其中所述第一活动关节以所述底座为中心做轴向旋转运动，所述第二活动关节、第三活动关节和第四活动关节做弯曲运动。

6.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述标签采用二维码标签中的apriltag标签。

7.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述激光发射器为半导体激光器。

8.根据权利要求1所述的一种激光针灸仪，其特征在于：所述控制单元包括触摸屏、主控板和视觉识别模块，其中所述主控板分别连接所述触摸屏、视觉识别模块、机械臂和激光控制模块，所述视觉识别模块与所述摄像头连接，所述视觉识别模块用于接收并分析摄像头拍摄的图像。

9.一种激光针灸仪的使用方法，适用于权利要求1-8项中任意一种激光针灸仪，其特征在于，包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的一种激光针灸仪的使用方法，其特征在于：所述针灸位置和所述标签之间的距离是固定差值，所述控制单元还需根据距离的固定差值控制所述机械臂进行微调摆动。

技术总结
本发明提供了一种激光针灸仪及其使用方法，包括激光单元、视觉单元、控制单元和搬运单元；搬运单元包括底座和机械臂，机械臂安装在底座上，视觉单元包括摄像头和标签，标签粘贴在需要针灸的位置一侧，摄像头设置在机械臂的最末端，激光单元包括激光发射器和激光控制模块，激光发射器连接激光控制模块，激光控制模块设置在摄像头一侧，激光发射器激光照射方向与摄像头镜头朝向相同；控制单元与机械臂、摄像头和激光控制模块连接，当摄像头拍摄出来的数据发生改变，控制单元会自动分析标签位置数据，控制单元控制机械臂进行移动，使激光发射器跟随标签位置变化，激光发射器射出的激光能一直精准投射到需要针灸位置上。

技术研发人员：刘红秀,周琪淋,李岸芸
受保护的技术使用者：广东药科大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13