一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法

文档序号:1959024 发布日期:2021-12-14 浏览:17次 >En<

阅读说明:本技术 一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法 (Output light pulse modulation method for intense pulse light xerophthalmia treatment ) 是由 邱选兵 李传亮 魏琪 李�杰 秦少春 尚建平 于 2021-09-17 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法,包括控制主板和灯管电源板;还包括输出光脉冲调制方法,输出光脉冲调制方法为脉冲控制算法,用单片机运行脉冲算法的程序,实现脉冲信号的输出,然后将输出信号通过控制主板和灯管电源板,最终控制出光放电模块及灯管以光脉冲的形式输出来;输出光脉冲调制方法为脉冲控制算法,其逻辑表现为:基于单片机进行控制,用三个定时器控制单片机输出PWM波的触发、占空比、脉冲个数与每一小串脉冲串之间的延时时间,通过对PWM波波形输出控制。本发明结构设计合理,便于提高对干眼症患者的治疗效果。(The invention discloses an output light pulse modulation method for intense pulse light xerophthalmia treatment, which comprises a control mainboard and a lamp tube power panel, wherein the control mainboard is connected with a lamp tube power panel; the output light pulse modulation method is a pulse control algorithm, a program of the pulse algorithm is operated by a single chip microcomputer to realize the output of pulse signals, and then the output signals pass through a control main board and a lamp tube power panel to finally control the light-emitting discharge module and the lamp tube to output in a light pulse mode; the output light pulse modulation method is a pulse control algorithm, and the logic expression of the method is as follows: based on the control of the single chip microcomputer, three timers are used for controlling the triggering, duty ratio and pulse number of the PWM waves output by the single chip microcomputer and the delay time between each small pulse string, and the waveform output of the PWM waves is controlled. The invention has reasonable structural design and is convenient for improving the treatment effect on xerophthalmia patients.)

一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法

技术领域

本发明涉及医学领域,具体涉及一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法。

背景技术

目前现有市面上常见的强脉冲光类型的治疗仪,主要输出的是一串占空比相同的脉冲,而这种脉冲光输出的能量,对干眼症的治疗效果不明显,而真正可以实现完美治疗效果的是3大1小的脉冲光控制,3个大脉冲开始对皮肤先加热,脉冲之间的低电平期间,皮肤内部进行热传递;连续3个大脉冲;紧接着输出一个小脉冲,等待能量聚集,进行辅助加热和热传递,以便疏通、治疗睑板腺腺体。

为了解决以上问题,本发明提供一种用于干眼治疗仪强脉冲光的调制方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题,提供一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法,通过脉冲控制算法输出确定的脉冲信号,脉冲信号通过控制电路输出到氙灯管,触发氙灯管输出确定的光脉冲,以实现对干眼症患者的治疗。

为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明是通过以下技术方案实现:

一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法,包括控制主板和灯管电源板;

所述控制主板包括主控芯片、电压比较器、调制信号输出电路和连接到灯管电源板的接口一;

所述灯管电源板包括充电模块、出光放电模块及灯管、光耦、反馈控制器、出光信号采样反馈装置和连接到控制主板的接口二;

还包括输出光脉冲调制方法,输出光脉冲调制方法为脉冲控制算法,用单片机运行脉冲算法的程序,实现脉冲信号的输出,然后将输出信号通过控制主板和灯管电源板,最终控制出光放电模块及灯管以光脉冲的形式输出来;

输出光脉冲调制方法为脉冲控制算法,其逻辑表现为:基于单片机进行控制,用三个定时器控制单片机输出PWM波的触发、占空比、脉冲个数与每一小串脉冲串之间的延时时间,通过对PWM波波形输出控制,实现了对输出光脉冲的调制,最终输出的光脉冲为八个脉冲,分为前四个与后四个两组,每组里的四个,前三个为高而窄的波形,第四个为低而略宽的波形;

脉冲控制算法步骤为:

步骤1、当按下出光按钮后,主控芯片获取到出光信号;

步骤2、主控芯片设置脉冲参数,参数有脉冲周期与占空比;开启PWM波形输出,开始输出波形,当一串波形输出结束后,芯片关闭波形输出,进入定时器2的中断,设置两个小脉冲串之间的延时,然后开启脉冲延时计时;

步骤3、计时结束后进入延时结束的中断,即定时器3的中断,在中断内设置下一串脉冲的参数,开启PWM输出,开始输出下一串脉冲;

步骤4、判断是否所有脉冲都输出完毕;

步骤5、如果波形没有全部输出完毕,则设置该脉冲串之后与下一串脉冲之间的延时时间,然后开启延时,延时结束后,跳到步骤3;

步骤6、若都输出完毕,则结束。

优选地,脉冲调制的参数如下:

脉冲信号由八个大脉冲串组成;其中,第一个脉冲串只有一个小脉冲串,第一个脉冲串由若干个占空比相同的小脉冲组成;其余七个脉冲串中,每个里面都有前后两个小脉冲串,每一个小脉冲串中有若干个占空比相同的小脉冲。

优选地,在每一个小脉冲串的波形中,参数包括:脉冲周期,占空比,脉冲数和2个小脉冲串之间有脉冲串间的延时时间;其中,不同脉冲串的脉冲个数可能相同,也可能不同,但每个小串内的脉冲个数是固定不变的;脉冲的参数中,只有脉冲数是不可变的,其余的参数,脉冲周期的误差为正负5μs,占空比最大为正负1%,延时时间为正负5μs。

优选地,所述主控芯片为32位的Cortex-M7内核的单片机,所述主控芯片上设置有GPIO端口、ADC端口和DAC端口,所述调制信号输出电路需要的控制信号由所述主控芯片的DAC端口的其中一个通道输出,所述调制信号输出电路的输出信号与所述接口一中的脉冲输出信号端连接,所述电压比较器的输入为所述主控芯片的DAC端口的另一个通道和所述接口二的电流采样反馈信号端,所述电压比较器的输出信号连接到所述调制信号输出电路,所述接口一的充电电压监测信号与充电控制信号分别连接到所述主控芯片的ADC端口通道与脉冲输出口的充电控制信号连接口。

优选地,所述控制主板上的同名接口分别与连接到灯管电源板中的充电控制信号、充电电压监测信号、脉冲输出信号和电流采样反馈信号对应相连接,所述接口二的充电控制信号、充电电压监测信号连接到充电模块,所述充电模块包括直流电源和电容器,所述反馈控制器与脉冲输出信号相连接,所述反馈控制器连接到所述光耦,所述光耦与所述充电模块共同连接到所述出光放电模块及灯管,所述出光放电模块及灯管连接到所述出光信号采样反馈装置,所述出光信号采样反馈装置的输出分两路,一路至所述反馈控制器,另一路至所述接口二的电流采样反馈信号端。

与现有技术相比,本发明的有益效果如下:

本发明结构设计合理,通过脉冲控制算法产生的脉冲信号由控制主板电路放大,产生脉冲控制信号,然后传输到灯管电源板,再由灯管电源板触发氙灯管输出强脉冲光,从而可以通过光热作用加热睑脂,疏通睑板腺的堵塞,使干眼症得到缓解;可以优先被血红蛋白吸收,封闭睑板腺腺体周围的毛细血管,抑制炎症因子传播,并杀死细菌等微生物,减少炎症的产生;以及可以通过刺激细胞来使萎缩的睑板腺复苏,使睑板腺的功能得以恢复。

当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的脉冲控制信号的波形;

图2为本发明提供的第一串脉冲串的小脉冲波形;

图3为本发明提供的八个脉冲串中后面七个脉冲串中任意一个脉冲波形;

图4为本发明提供的八个脉冲串的轮廓图;

图5为本发明提供的氙灯管输出的光脉冲的波形;

图6为本发明提供的脉冲控制算法的运行流程图;

图7为本发明提供的控制主板电路的模型图;

图8为本发明提供的灯管电源板原理图;

图9为本发明提供的脉冲串的参数图表1;

图10为本发明提供的脉冲串的参数图表2;

图11为本发明提供的脉冲串的参数图表3;

图12为本发明提供的脉冲串的参数图表4。

具体实施方式

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-12所示,一种用于强脉冲光干眼治疗输出光脉冲调制方法,包括控制主板和灯管电源板;

控制主板包括主控芯片、电压比较器、调制信号输出电路和连接到灯管电源板的接口一,用于控制灯管电源板的充放电及获取灯管电源板充放电的实时工作反馈信号,以保证灯管电源板安全稳定地工作;

主控芯片为32位的Cortex-M7内核的单片机,主控芯片上至少设置有GPIO(通用输入输出)端口、ADC(模数转换器)端口和DAC(数模转换器)端口,ADC端口用于连接灯管电源板上监测充电电容电压的采样反馈,DAC端口用于连接电压比较器和调制信号输出电路,调制信号输出电路需要的控制信号由主控芯片的DAC端口的其中一个通道输出,调制信号输出电路的输出信号与接口一中的脉冲输出信号端连接,调制信号输出电路用于获取主控芯片输出的调制脉冲触发信号并经过放大后通过接口一的脉冲输出接口输出到灯管电源板,电压比较器的输入为主控芯片的DAC端口的另一个通道和接口二的电流采样反馈信号端,电压比较器的输出信号连接到调制信号输出电路,接口一的充电电压监测信号与充电控制信号分别连接到主控芯片的ADC端口通道与脉冲输出口的充电控制信号连接口;

电压比较器用于设置灯管电源板的脉冲光出光时的瞬时最高电流,当电流高于设置阈值时,则电压比较器输出高电平,关断调制信号输出电路的脉冲输出,即电压比较器通过获取灯管电源板放电电流实时采样信号,与控制芯片中设置的最高安全电流阈值进行比较,当采样信号高于设置的电流阈值时,则输出高电平关闭调制信号输出电路的脉冲输出口,禁止调制信号输出电路的脉冲输出;

灯管电源板包括充电模块、出光放电模块及灯管(灯管为氙灯管)、光耦、反馈控制器、出光信号采样反馈装置和连接到控制主板的接口二,接口二用来传递控制主板电路上的控制信息和灯管电源板电路的充放电反馈信息;控制信息包括:灯管电源板电容充电开关信号,脉冲输出信号;充放电反馈信息包括:灯管电源板电容充电电压采样信号,灯管放电电流实时采样信号;

控制主板上的同名接口分别与连接到灯管电源板中的充电控制信号、充电电压监测信号、脉冲输出信号和电流采样反馈信号对应相连接,接口二的充电控制信号、充电电压监测信号连接到充电模块,充电模块包括直流电源和电容器,反馈控制器与脉冲输出信号相连接,反馈控制器连接到光耦,所述光耦与充电模块共同连接到出光放电模块及灯管,出光放电模块及灯管连接到出光信号采样反馈装置,出光信号采样反馈装置的输出分两路,一路至反馈控制器,另一路至接口二的电流采样反馈信号端;

GPIO端口用于连接手柄和灯管电源板的充电开关,即GPIO端口中,一个作为开关用于连接控制手柄,另一个作为充电控制开关信号,连接到接口一的充电控制信号端口,通过该端口进一步连接到灯管电源板上的接口二的充电控制信号端口,进而连接到充电模块,控制充电模块中的直流电源给放电电容充电;

通过手柄用于作为启动氙灯管出光的开关,由于手柄连接于主控芯片的GPIO端口上的一个连接口,GPIO端口获取到手柄的控制信号后产生一系列脉冲序列,通过主控芯片上的DAC端口中的一路输出脉冲调制信号到调制信号输出电路,脉冲信号在调制信号输出电路中经过放大后输出到灯管电源板的放大的脉冲信号输出端口,进一步,信号输出到接口二放大的脉冲信号输入端口,反馈控制器获取到放大的脉冲信号输入端口的信号,再输出到光耦,信号通过光耦到达出光放电模块及灯管,控制出光放电模块及灯管产生强脉冲信号激发灯管输出脉冲光;

还包括输出光脉冲调制方法,输出光脉冲调制方法为脉冲控制算法,用单片机运行脉冲算法的程序,实现脉冲信号的输出,然后将输出信号通过控制主板和灯管电源板,最终控制出光放电模块及灯管以光脉冲的形式输出来;

输出光脉冲调制方法为脉冲控制算法,其逻辑表现为:基于单片机进行控制,用三个定时器控制单片机输出PWM波的触发、占空比、脉冲个数与每一小串脉冲串之间的延时时间,通过对PWM波波形输出控制,实现了对输出光脉冲的调制,最终输出的光脉冲为八个脉冲,分为前四个与后四个两组,每组里的四个,前三个为高而窄的波形,第四个为低而略宽的波形(如图5所示);

脉冲控制算法步骤为:

步骤1、当按下出光按钮后,主控芯片获取到出光信号;

步骤2、主控芯片设置脉冲参数,参数有脉冲周期与占空比;开启PWM波形输出,开始输出波形,当一串波形输出结束(即脉冲计数结束)后,芯片关闭波形输出,进入定时器2的中断,设置两个小脉冲串之间的延时,然后开启脉冲延时计时;

步骤3、计时结束后进入延时结束的中断(即定时器3的中断),在中断内设置下一串脉冲的参数,开启PWM输出,开始输出下一串脉冲;

步骤4、判断是否所有脉冲都输出完毕;

步骤5、如果波形没有全部输出完毕,则设置该脉冲串之后与下一串脉冲之间的延时时间,然后开启延时,延时结束后,跳到步骤3;

步骤6、若都输出完毕,则结束。

脉冲调制的参数如下:

脉冲信号由八个大脉冲串组成(如图1所示);其中,第一个脉冲串只有一个小脉冲串,第一个脉冲串由若干个占空比相同的小脉冲组成(如图2所示);其余七个脉冲串中,每个里面都有前后两个小脉冲串,每一个小脉冲串中有若干个占空比相同的小脉冲(如图3所示);

在每一个小脉冲串的波形中,参数包括:脉冲周期,占空比,脉冲数和2个小脉冲串之间有脉冲串间的延时时间;

其中,不同脉冲串的脉冲个数可能相同,也可能不同,但每个小串内的脉冲个数是固定不变的。脉冲的参数中,只有脉冲数是不可变的,其余的参数,脉冲周期的误差为正负5μs,占空比最大为正负1%,延时时间为正负5μs;

脉冲串的参数如图9-12表格中所示,其中,脉冲周期和延时时间的单位为μs,脉冲数的单位为个,占空比按百分比显示。

本实施例的一个具体应用为:本发明结构设计合理,通过脉冲控制算法产生的脉冲信号由控制主板电路放大,产生脉冲控制信号,然后传输到灯管电源板,再由灯管电源板触发氙灯管输出强脉冲光,其中前三个窄脉冲波形通过光热作用加热睑脂,以便疏通睑板腺腺体,使睑板腺堵塞的分泌物能够更快的排出,进而使干眼症得到缓解;

将窄脉冲分开成三个,避免了皮肤表面长时间腔脉冲光照射造成的皮肤损伤,使得三个脉冲的治疗效果叠加,进一步减少了表层皮肤被损伤的风险,提高了安全性;

第四个低而宽的波形用于等待光热量的聚焦,选择性封闭异常扩张的毛细血管,减少炎症的产生。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

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