[發明專利]基于PID控制激光針灸治療儀

無效

• 申請號: 200710061530.7
• 申請日: 2007-02-07
• 公開（公告）號: CN101164636A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發明（設計）人: 李成偉;黃貞;林英;晉志高
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: A61N5/067
• 分類號: A61N5/067;A61B18/20;A61H39/00
• 代理公司: 秦皇島市維信專利事務所
• 代理人: 鄂長林

技術領域

本發明是將傳統中醫針灸理論和實踐與現代儀器科學技術相結合而發明的醫療儀器，是以MSP430單片機作為控制平臺，將經典PID控制理論融入激光二極管功率控制中，并引入混沌數學模型方法來實現新型的動態、深層且易控的灸療方法的模擬，可實現傳統中醫中最基本的針刺補瀉手法與灸療補瀉手法的半導體激光針灸治療儀。

背景技術

現代針灸治療儀器的研究和發展已逐步走上了現代科技發展與結合的道路，尤其在基于傳統中醫理論基礎上，結合計算機、微電子和激光等多種技術開發的性能完善且功能強大的智能化儀器，是傳統中醫針灸理論和實踐與現代儀器科學技術的重要結合，激光針灸治療以無痛、無感染、無明顯禁忌穴，安全、不暈針且劑量可控、操作簡便等優點，被廣泛的應用于內科、外科、婦科、兒科、神經科、皮膚科、口腔科、耳鼻喉等各科。然而，目前各種激光針灸儀器還存在著缺點和不足：某種波長激光針灸單純的照射方法，如He-Ne激光針灸儀器等，采用連續型的直接照射，這是一種最簡單的工作方式，治療也最簡單但是在治療方法及針灸手法方面都極為單一，缺乏靈活性，更無法實現博大精深的中醫針灸理論，而采用脈沖激光照射，對此有所改進，通過簡單的電子電路能輸出簡單的、一定規律的照射光信號，但是總的來說這種方式只能簡單的模擬傳統針灸中最簡單的針灸手法，而且無法達到針刺與灸療效果的結合實現，通常這種信號也存在容易被人體適應的缺點。后來的微機控制的激光針灸儀采用微機分別控制CO2激光器和He-Ne激光器開關電源，使其分別模擬激光針和激光灸，從軟件上實現其按針灸規律變化，但這種機型最大的不足就是儀器體積和重量大，給使用帶來不便。據了解有的光源達一米多長，而且僅光源就有一百多斤重，不僅如此，昂貴的價格也使其走入家庭醫療保健受到限制。

隨著現代針灸儀器的迅速發展，有學者在多年研究實踐和對傳統針灸要旨的理解基礎上提出了“人體動態、深層刺激”的理論，即對人體系統有效的、合適的刺激信號一定是動態和具有深層刺激效果的。這種理論是對傳統針灸經驗的科學總結，也是從工程技術角度理論上的提升，這種理論不僅用來指導現代針灸器具的開發，也可用來指導臨床實踐。目前，市場上有許多針灸治療儀，大多都存在輸出信號不滿足動態性要求，有些即使滿足了動態性要求但不滿足符合中醫傳統針灸方法的規律性要求，比如對灸療的補瀉手法上還沒有實現。換句話說，國內外所有的基于信號刺激的針灸治療儀還沒有將幾千年不斷豐富的，被實踐證明極為有效的且符合人體調整自然規律的灸法集成到現代針灸儀器中。

發明內容

為了解決現有技術存在的上述不足，本發明提供一種基于PID控制激光針灸治療儀，該發明能夠實現傳統灸法的動態深沉刺激效果，可實現傳統中醫中最基本的針刺補瀉手法和灸療補泄手法。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：以MSP430系列單片機作為控制平臺，選用輸出額定功率為30mW，波長為650nm的AlGaInP半導體激光器作為光源，基于PID控制激光針灸治療儀還包括半導體激光器、光敏二極管、光功率監測電路、AD轉換器、MSP430單片機主控制電路、PID控制、DA轉換器、激光驅動電路、激光保護電路、直流電機控制電路和光學系統。

為了實現傳統灸法的動態刺激效果，蟲口模型作為一個混沌數學模型被引入本發明，通過采用混沌序列占空比信號消除人體適應性，調整和控制輸出占空比的改變以達到灸療的補瀉手法的實現。

本發明通過對混沌數學模型，應用作圖法討論參數對混沌性的影響，并選擇適合的參數和初始值，通過蟲口模型(x_n+1＝μx_n(1-x_n))的迭代產生一系列取直在[0，1]的混沌序列，單片機程序對混沌序列進行數學方法的處理后，進行在每個周期的累加，從而達到對占空比以混沌序列對應數值的遞增或遞減，來實現補瀉手法。在一個周期內，有高電平和低電平，高電平對應有刺激，低電平對應無刺激。一個周期內有無刺激的變化形成了動態刺激，同時這種變化形成了刺激的規律，調整一個周期內高低電平來改變占空比，可以實現強度的調節。頻率的調節就是周期的時間長短調節。

本發明基于以上的數字控制信號，具有動態刺激特性，這種動態深層刺激信號能夠直接到達或接近皮膚下一定深度的腧穴，推動經氣感傳，氣至病所，激發人體自身的調整功能，達到治病的目的。