專利名稱：半導(dǎo)體激光弱視治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體激光弱視治療儀，采用視錐敏感的半導(dǎo)體激光(波長為630～650nm)刺激眼底黃斑區(qū)視錐細(xì)胞，使視錐細(xì)胞受到良性刺激，激活視錐細(xì)胞的功能，達(dá)到有效治療弱視的目的。
背景技術(shù)：
弱視是非器質(zhì)性病變引起的，以功能性因素為主的矯正視力達(dá)不到0.9者稱為弱視。弱視的治療方法很多，包括遮蓋法、壓抑療法、光柵療法、后像法及紅色濾光療法、精細(xì)作業(yè)訓(xùn)練及同視機(jī)訓(xùn)練等等，目前，市面上的弱視治療儀器都是由發(fā)光二極管作為紅綠色發(fā)散光源或利用普通無色或有色光源作視覺刺激源，然而這些光源是發(fā)散的光源，光源波長范圍較大，有效刺激視錐細(xì)胞的光波所占的比例較小，不能使視錐細(xì)胞產(chǎn)生有效的興奮性刺激，達(dá)不到治療的目的；市面上也有一種由He-Ne激光作為光源的弱視治療儀器，這種激光是一種脈沖激光，為了能有效刺激視錐細(xì)胞的平均功率，激光的瞬間功率必然較大，容易對眼角膜造成一定程度的損傷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有背景技術(shù)的不足之處，而提供一種半導(dǎo)體激光弱視治療儀，它利用眼底黃斑區(qū)視錐細(xì)胞的生理刺激效應(yīng)，即視錐細(xì)胞對630～650nm的紅光特別敏感，在一定能量的該波段的光照射刺激下，人眼的視錐細(xì)胞容易被激活，從而提高人眼的視覺功能，達(dá)到治療弱視的目的。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是半導(dǎo)體激光弱視治療儀，其特征在于它包括控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器、半導(dǎo)體激光器；所述控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器連接，半導(dǎo)體激光器與電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路，定時開關(guān)K串聯(lián)連接；所述控制單元為起著激光輸出功率特性分析和激光器工作電壓值、電流值的調(diào)整作用的單片機(jī)，定時器起著時間檢測和控制激光器工作狀況的作用，電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路按照89C2051單片微型計(jì)算機(jī)的指令調(diào)節(jié)激光器的工作電壓和電流，以達(dá)到調(diào)節(jié)激光輸出功率的目的。
在上述技術(shù)方案中，所述半導(dǎo)體激光器的輸出波長為630-650nm，輸出功率為2-3mW。
在上述技術(shù)方案中，所述控制單元控制電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器的工作程序?yàn)殚_始01→初始化02→功率計(jì)算03→電壓調(diào)節(jié)04→電流調(diào)節(jié)05→定時比較06，若時間未到，則返回03→若時間到，開關(guān)K斷開07→結(jié)束08。
在上述技術(shù)方案中，所述半導(dǎo)體激光器的輸出波長為640nm。
采用半導(dǎo)體激光器(激光波長為630～650nm)作為刺激光源，89C2051型單片微型計(jì)算機(jī)作為激光輸出控制的核心單元，外加電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路，定時控制電路共同組成該治療儀的電氣部分。實(shí)現(xiàn)了提供630～650nm紅色激光光源，能有效的控制激光的輸出功率和輸出時間。
本治療儀的電路原理框圖如圖1所示，89C2051作為核心控制單元直接和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器相連接；半導(dǎo)體激光器與電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路，定時開關(guān)K串聯(lián)連接。本控制電路的軟件流程圖如圖2所示，激光的輸出功率隨時間的變化特性如圖3所示。結(jié)合圖1、圖2、圖3，本治療儀的工作過程如下治療儀開始工作時，89C2051根據(jù)圖3所示的特性計(jì)算激光的輸出功率，計(jì)算激光器的工作電壓、電流，發(fā)指令給電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路，激光器的輸出相應(yīng)功率的激光，同時定時器判斷激光工作時間，當(dāng)工作時間達(dá)到三分鐘時，定時器發(fā)出指令關(guān)斷定時開關(guān)K，治療儀停止工作。
本治療儀的特點(diǎn)是①提供了630～650nm的半導(dǎo)體激光，由于激光具有方向性強(qiáng)、相干性好，波長單一性等優(yōu)點(diǎn)，單色性純的紅色激光可使眼底黃斑區(qū)視錐細(xì)胞得到有效的刺激，從而激活視覺功能；②嚴(yán)格依據(jù)《GB7247.1-2001激光產(chǎn)品的安全第1部分；設(shè)備分類，要求和用戶指南》，控制激光的輸出功率和輸出時間，以保證治療過程的安全性；③本治療儀的激光輸出功率為2～3mW，激光治療時間為三分鐘；④本治療儀激光輸出為連續(xù)激光；⑤本治療儀即可使用電池供電又可使用便攜直流電源供電，保證了使用的安全性；


圖1是本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀電路原理框圖；圖2是本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀軟件流程圖；圖3是本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀激光輸出波形圖；圖4是本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀控制面板圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成對本發(fā)明專利保護(hù)的限定，同時本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)將會變得更加清楚和容易理解。
參閱附圖可知本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀，它包括控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器、半導(dǎo)體激光器；所述控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器連接，半導(dǎo)體激光器與電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路，定時開關(guān)K串聯(lián)連接；所述控制單元為起著激光輸出功率特性分析和激光器工作電壓值、電流值的調(diào)整作用的單片機(jī)，定時器起著時間檢測和控制激光器工作狀況的作用，電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路按照89C2051單片微型計(jì)算機(jī)的指令調(diào)節(jié)激光器的工作電壓和電流，以達(dá)到調(diào)節(jié)激光輸出功率的目的。半導(dǎo)體激光器的輸出波長為630-650nm，功率為2～3mW；若輸出波長為640nm，效果較好。
所述控制單元控制電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器的工作程序?yàn)殚_始01→初始化02→功率計(jì)算03→電壓調(diào)節(jié)04→電流調(diào)節(jié)05→定時比較06，若時間未到，則返回03→若時間到，開關(guān)K斷開07→結(jié)束08。
如圖1所示，89C2051作為核心控制單元直接和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器相連接；半導(dǎo)體激光器與電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路，定時開關(guān)K串聯(lián)連接。89C2051作為治療儀的核心控制單元起著激光輸出功率特性分析和激光器工作電壓值、電流值的調(diào)整作用，定時器起著時間檢測和控制激光器工作狀況的作用，電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路按照89C2051的指令調(diào)節(jié)激光器的工作電壓和電流，以達(dá)到調(diào)節(jié)激光輸出功率的目的，使激光輸出滿足圖3的要求。
本治療儀的使用方法為打開電源開關(guān)，電源指示燈亮，患者雙眼緊靠近注視窗口，按治療儀控制面板上“激光”鍵(如圖4)，激光指示燈亮，激光窗口發(fā)射到患眼(如果患者僅有一只眼睛患有弱視，請用遮蓋片遮擋正常眼)，患者用患眼直視激光，直到激光發(fā)射完畢，治療過程結(jié)束。
以下為本治療儀臨床驗(yàn)證報(bào)告。
45例弱視半導(dǎo)體激光治療療效分析弱視在國內(nèi)的發(fā)病率逐年居高不下，在我國其在兒童中的發(fā)病率為2.83％，并呈增高趨勢。中華醫(yī)學(xué)會全國兒童弱視斜視防治學(xué)組對于弱視的定義是眼部無明顯器質(zhì)性病變，以功能性因素引起的矯正視力≤0.8者。許多學(xué)者認(rèn)為弱視的發(fā)病基礎(chǔ)是形覺剝奪或雙眼的異常相互作用，導(dǎo)致視皮質(zhì)功能不良或抑制所致，動物實(shí)驗(yàn)及臨床患者的電生理檢查也支持此觀點(diǎn)。目前對弱視治療以傳統(tǒng)遮蓋療法、視刺激療法(CAM)、后像法、壓抑療法、紅色濾膠片療法、藥物治療及近年出現(xiàn)的氦氖激光治療為主。用半導(dǎo)體激光弱視治療儀治療45例弱視兒童，最長療程6月，最短3月，取得明顯療效，現(xiàn)報(bào)道如下1、對象從2005.7-2006.3在門診收治弱視兒童45例共計(jì)81只眼，其中男23例，女22例，最大年齡16歲，最小年齡3歲，平均年齡6.3歲。按弱視類型其中屈光不正性61只，屈光參差性10只，斜視性8只，形覺剝奪性2只。輕度40眼，中度35眼，重度6眼。其中視神經(jīng)萎縮1眼，視神經(jīng)周圍滲出6眼，后囊膜混濁1眼。并且有14眼為旁中心注視，67眼為中心注視。39眼PVEP檢查示P100波潛伏期延長，37眼正常，6眼未查。
2、方法本發(fā)明半導(dǎo)體激光弱視治療儀發(fā)射波長630-650nm，輸出功率2.5±0.5mW，視網(wǎng)膜光斑直徑5mm。治療前常規(guī)檢查遠(yuǎn)、近視力，并做眼前節(jié)及眼底檢查。8歲以下用1％阿托品，8歲以上用復(fù)方托品酰胺散瞳/檢影驗(yàn)光，并佩戴治療鏡片。用半導(dǎo)體激光弱視治療儀經(jīng)瞳孔照射治療，每日一次-三次，每次3分鐘，連續(xù)治療3個月，若視力提高到1.0以上，逐漸改為每天一次維持三個月。每次激光治療完畢，可選用配套的后像訓(xùn)練、紅閃訓(xùn)練、軟件視刺訓(xùn)練、旁中心注視患者可選用中心訓(xùn)練等方法訓(xùn)練數(shù)分鐘。無雙眼立體視者，配合雙眼立體視訓(xùn)練；若3個月治療無效者，停止治療，改用其他療法。
3、療效評價(jià)依據(jù)中華醫(yī)學(xué)會全國兒童弱視斜視防治學(xué)組(1996.4)弱視的療效評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(1)無效治療后視力提高＜2行或不變(2)進(jìn)步；治療后視力增進(jìn)＞＝2行(3)基本治愈視力提高到＞＝0.9(4)痊愈經(jīng)過3年隨訪，視力保持＞＝1.04、統(tǒng)計(jì)方法對于療效評價(jià)采用x2檢驗(yàn)，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)α＝0.05。
表1不同程度弱視治療療效

注作卡方檢驗(yàn)中，基本治愈與進(jìn)步合并為有效列，以下類同。
表2不同類型治療療效

表3不同患病年限治療療效

表4不同年齡治療療效

表5不同注視性質(zhì)治療療效

弱視的發(fā)生是由于在兒童視覺發(fā)育敏感期由多種原因造成一側(cè)或兩側(cè)視網(wǎng)膜光刺激減少，視網(wǎng)膜感光細(xì)胞代謝減退，活性降低，視覺通路中神經(jīng)突觸形成減少，進(jìn)而大腦視皮質(zhì)區(qū)抑制，引起患側(cè)視力下降，導(dǎo)致弱視形成。
國外有報(bào)道在視覺剝奪造成弱視的動物實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)在視皮質(zhì)層有不同程度神經(jīng)元數(shù)量減少，外側(cè)膝狀體皺縮等病理變化。同時，在弱視患者中，多存在精細(xì)視力的減退較空間感覺要明顯得多，從而也證明弱視主要損傷發(fā)生在以視錐細(xì)胞為主的X-細(xì)胞系統(tǒng)。因此弱視治療集中在增強(qiáng)弱視眼的光刺激，從而激活視錐細(xì)胞。而視錐細(xì)胞對于波長為630-650nm的光線最為敏感。
本臨床實(shí)驗(yàn)所采用的半導(dǎo)體激光弱視治療儀激光波長630-650nm，功率2.5±0.5mW，可以容易地穿透角膜而很少被吸收，從而可以充分作用于黃斑中心凹，激活視錐細(xì)胞，促進(jìn)正常視覺通路的建立；一方面，激光照射局部的光熱、電磁效應(yīng)可以促進(jìn)視網(wǎng)膜血液循環(huán)，改善感光細(xì)胞代謝，促進(jìn)感光細(xì)胞功能的恢復(fù)，因而適宜各種類型的弱視治療；另一方面，紅色激光僅作用于視錐細(xì)胞，而視桿細(xì)胞對其不敏感，故可以同時矯正弱視眼所伴隨的旁中心注視；最后，該波長的激光可以穿透混濁的屈光間質(zhì)，故對先天白內(nèi)障或角膜云翳等后天因素所致的形覺剝奪性弱視理論上也有效。
臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析顯示，總有效率可達(dá)71.60％，其中輕度有效率為82.50％，中度有效率為68.57％。不同程度的弱視療效觀察有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異輕度治療效果最好，中度次之，重度最差。不同患病年限的弱視療效觀察也有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異病程小于1年者療效最好，4年之內(nèi)者次之，4年以上效果較差。不同類型的療效觀察顯示屈光不正性、屈光參差性及斜視性之間無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。不同年齡的療效觀察也無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。旁中心注視與中心注視療效間也無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P＞0.05)。
治療過程中定期檢查，未見明顯眼前節(jié)及眼底損傷反應(yīng)，黃斑正常，39例PVEP異常者P100潛伏期均有明顯縮短，其中18例降至100ms以下。對于無效病例進(jìn)行分析可能有以下幾方面原因(1)患兒依從性差，在照射過程中故意閉眼或轉(zhuǎn)移注視，從而使照射光線不能作用于眼底黃斑部位，影響治療效果。(2)患者發(fā)病年限的長短，發(fā)病時間越長，治療效果越差。(3)弱視的程度，弱視視力越低，療效越差。(4)有無伴發(fā)眼底其他病損，有眼底其他病損者治療效果較差。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示半導(dǎo)體激光治療弱視短期內(nèi)相對是安全有效的，并且簡化治療，縮短了治療周期；與氦氖激光相比，其操作方法簡單，更便于家庭治療，可以較快提高患兒視力，具有較好臨床應(yīng)用價(jià)值。結(jié)合使用后像訓(xùn)練、紅閃訓(xùn)練、軟件視刺訓(xùn)練等綜合訓(xùn)練方法效果更好。對于其遠(yuǎn)期療效，以及遠(yuǎn)期對于屈光介質(zhì)及視網(wǎng)膜的損傷反應(yīng)，我們將做進(jìn)一步觀察和報(bào)道。
需要說明的是對于本專業(yè)普通的技術(shù)人員來說，在不改變本發(fā)明原理的情況下，還可以對本發(fā)明做出適當(dāng)?shù)母淖兒妥冃?，這同樣屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體激光弱視治療儀，其特征在于它包括控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器、半導(dǎo)體激光器；所述控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器連接，半導(dǎo)體激光器與電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路，定時開關(guān)K串聯(lián)連接；所述控制單元為起著激光輸出功率特性分析和激光器工作電壓值、電流值的調(diào)整作用的單片機(jī)，定時器起著時間檢測和控制激光器工作狀況的作用，電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路按照89C2051單片微型計(jì)算機(jī)的指令調(diào)節(jié)激光器的工作電壓和電流，以達(dá)到調(diào)節(jié)激光輸出功率的目的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光弱視治療儀，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的輸出波長為630-650nm，輸出功率為2-3mW。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體激光弱視治療儀，其特征在于所述控制單元控制電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器的工作程序?yàn)殚_始(01)→初始化(02)→功率計(jì)算(03)→電壓調(diào)節(jié)(04)→電流調(diào)節(jié)(05)→定時比較(06)，若時間未到，則返回(03)→若時間到，開關(guān)K斷開(07)→結(jié)束(08)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的半導(dǎo)體激光弱視治療儀，其特征在于所述半導(dǎo)體激光器的輸出波長為640nm。
全文摘要
半導(dǎo)體激光弱視治療儀，它包括控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器、半導(dǎo)體激光器；所述控制單元和電壓調(diào)節(jié)電路、電流調(diào)節(jié)電路、定時器連接，半導(dǎo)體激光器與電壓調(diào)節(jié)電路，電流調(diào)節(jié)電路，定時開關(guān)K串聯(lián)連接。本發(fā)明克服了現(xiàn)有治療儀治療效果差、安全性差的不足，具有體積小、自重輕、便于攜帶、使用安全；治療時間短、治療效果好的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號A61N5/067GK1903151SQ200610082229
公開日2007年1月31日 申請日期2006年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日
發(fā)明者劉文陸, 劉艷新, 萬勇, 吳壘 申請人:武漢浩納醫(yī)療設(shè)備有限公司