CN100569200C

CN100569200C - 半导体激光弱视治疗仪

Info

Publication number: CN100569200C
Application number: CNB200610082229XA
Authority: CN
Inventors: 刘文六; 刘艳新; 万勇; 吴垒
Original assignee: Individual
Current assignee: SUZHOU XUANJIA OPTOELECTRONICS TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2005-08-31
Filing date: 2006-05-12
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2026-05-12
Also published as: CN1903151A

Abstract

半导体激光弱视治疗仪，它包括控制单元和电压调节电路、电流调节电路、定时器、半导体激光器；所述控制单元和电压调节电路、电流调节电路、定时器连接，半导体激光器与电压调节电路，电流调节电路，定时开关K串联连接。本发明克服了现有治疗仪治疗效果差、安全性差的不足，具有体积小、自重轻、便于携带、使用安全；治疗时间短、治疗效果好的优点。

Description

半导体激光弱视治疗仪

技术领域

本发明涉及一种半导体激光弱视治疗仪，采用视锥敏感的半导体激光(波长为630～650nm)刺激眼底黄斑区视锥细胞，使视锥细胞受到良性刺激，激活视锥细胞的功能，达到有效治疗弱视的目的。

背景技术

弱视是非器质性病变引起的，以功能性因素为主的矫正视力达不到0.9者称为弱视。弱视的治疗方法很多，包括遮盖法、压抑疗法、光栅疗法、后像法及红色滤光疗法、精细作业训练及同视机训练等等，

目前，市面上的弱视治疗仪器都是由发光二极管作为红绿色发散光源或利用普通无色或有色光源作视觉刺激源，然而这些光源是发散的光源，光源波长范围较大，有效刺激视锥细胞的光波所占的比例较小，不能使视锥细胞产生有效的兴奋性刺激，达不到治疗的目的；市面上也有一种由He-Ne激光作为光源的弱视治疗仪器，这种激光是一种脉冲激光，为了能有效刺激视锥细胞的平均功率，激光的瞬间功率必然较大，容易对眼角膜造成一定程度的损伤。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有背景技术的不足之处，而提供一种半导体激光弱视治疗仪，它利用眼底黄斑区视锥细胞的生理刺激效应，即视锥细胞对630～650nm的红光特别敏感，在一定能量的该波段的光照射刺激下，人眼的视锥细胞容易被激活，从而提高人眼的视觉功能，达到治疗弱视的目的。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：半导体激光弱视治疗仪，其特征在于它包括控制单元和电压调节电路、电流调节电路、定时器、半导体激光器；所述控制单元分别与电压调节电路、电流调节电路、定时器连接，半导体激光器、电压调节电路、电流调节电路、定时开关K依次串联连接；定时器的一端与控制单元连接，定时器的另一端与定时开关K连接；所述控制单元为起着激光输出功率特性分析和激光器工作电压值、电流值的调整作用的单片机，定时器起着时间检测和控制激光器工作状况的作用，电压调节电路，电流调节电路按照89C2051单片微型计算机的指令调节激光器的工作电压和电流，以达到调节激光输出功率的目的。

在上述技术方案中，所述半导体激光器的输出波长为630-650nm，输出功率为2-3mW。

在上述技术方案中，所述控制单元控制电压调节电路、电流调节电路、定时器的工作程序为：开始01→初始化02→功率计算03→电压调节04→电流调节05→定时比较06，若时间未到，则返回03；若时间到，开关K断开07→结束08。

在上述技术方案中，所述半导体激光器的输出波长为640nm。

采用半导体激光器(激光波长为630～650nm)作为刺激光源，89C2051型单片微型计算机作为激光输出控制的核心单元，外加电压调节电路、电流调节电路，定时控制电路共同组成该治疗仪的电气部分。实现了提供630～650nm红色激光光源，能有效的控制激光的输出功率和输出时间。

本治疗仪的电路原理框图如图1所示，89C2051作为核心控制单元直接和电压调节电路、电流调节电路、定时器相连接；半导体激光器与电压调节电路，电流调节电路，定时开关K串联连接。本控制电路的软件流程图如图2所示，激光的输出功率随时间的变化特性如图3所示。结合图1、图2、图3，本治疗仪的工作过程如下：

治疗仪开始工作时，89C2051根据图3所示的特性计算激光的输出功率，计算激光器的工作电压、电流，发指令给电压调节电路、电流调节电路，激光器的输出相应功率的激光，同时定时器判断激光工作时间，当工作时间达到三分钟时，定时器发出指令关断定时开关K，治疗仪停止工作。

本治疗仪的特点是：①提供了630～650nm的半导体激光，由于激光具有方向性强、相干性好，波长单一性等优点，单色性纯的红色激光可使眼底黄斑区视锥细胞得到有效的刺激，从而激活视觉功能；②严格依据《GB7247.1-2001激光产品的安全第1部分；设备分类，要求和用户指南》，控制激光的输出功率和输出时间，以保证治疗过程的安全性；③本治疗仪的激光输出功率为2～3mW，激光治疗时间为三分钟；④本治疗仪激光输出为连续激光；⑤本治疗仪即可使用电池供电又可使用便携直流电源供电，保证了使用的安全性；

附图说明

图1是本发明半导体激光弱视治疗仪电路原理框图；

图2是本发明半导体激光弱视治疗仪软件流程图；

图3是本发明半导体激光弱视治疗仪激光输出波形图；

图4是本发明半导体激光弱视治疗仪控制面板图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明半导体激光弱视治疗仪的实施情况，但它们并不构成对本发明专利保护的限定，同时本发明的优点将会变得更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：本发明半导体激光弱视治疗仪，它包括控制单元和电压调节电路、电流调节电路、定时器、半导体激光器；所述控制单元分别与电压调节电路、电流调节电路、定时器连接，半导体激光器、电压调节电路、电流调节电路、定时开关K依次串联连接；定时器的一端与控制单元连接，定时器的另一端与定时开关K连接；所述控制单元为起着激光输出功率特性分析和激光器工作电压值、电流值的调整作用的单片机，定时器起着时间检测和控制激光器工作状况的作用，电压调节电路，电流调节电路按照89C2051单片微型计算机的指令调节激光器的工作电压和电流，以达到调节激光输出功率的目的。

半导体激光器的输出波长为630-650nm，功率为2～3mV；若输出波长为640nm，效果较好。

所述控制单元控制电压调节电路、电流调节电路、定时器的工作程序为：开始01→初始化02→功率计算03→电压调节04→电流调节05→定时比较06，若时间未到，则返回03；若时间到，开关K断开07→结束08。

如图1所示，89C2051作为核心控制单元直接和电压调节电路、电流调节电路、定时器相连接；半导体激光器与电压调节电路，电流调节电路，定时开关K串联连接。89C2051作为治疗仪的核心控制单元起着激光输出功率特性分析和激光器工作电压值、电流值的调整作用，定时器起着时间检测和控制激光器工作状况的作用，电压调节电路，电流调节电路按照89C2051的指令调节激光器的工作电压和电流，以达到调节激光输出功率的目的，使激光输出满足图3的要求。

本治疗仪的使用方法为：打开电源开关，电源指示灯亮，患者双眼紧靠近注视窗口，按治疗仪控制面板上“激光”键(如图4)，激光指示灯亮，激光窗口发射到患眼(如果患者仅有一只眼睛患有弱视，请用遮盖片遮挡正常眼)，患者用患眼直视激光，直到激光发射完毕，治疗过程结束。

以下为本治疗仪临床验证报告。

45例弱视半导体激光治疗疗效分析

弱视在国内的发病率逐年居高不下，在我国其在儿童中的发病率为2.83％，并呈增高趋势。中华医学会全国儿童弱视斜视防治学组对于弱视的定义是：眼部无明显器质性病变，以功能性因素引起的矫正视力≤0.8者。许多学者认为弱视的发病基础是形觉剥夺或双眼的异常相互作用，导致视皮质功能不良或抑制所致，动物实验及临床患者的电生理检查也支持此观点。目前对弱视治疗以传统遮盖疗法、视刺激疗法(CAM)、后像法、压抑疗法、红色滤胶片疗法、药物治疗及近年出现的氦氖激光治疗为主。用半导体激光弱视治疗仪治疗45例弱视儿童，最长疗程6月，最短3月，取得明显疗效，现报道如下：

1、对象

从2005.7-2006.3在门诊收治弱视儿童45例共计81只眼，其中男23例，女22例，最大年龄16岁，最小年龄3岁，平均年龄6.3岁。按弱视类型其中屈光不正性61只，屈光参差性10只，斜视性8只，形觉剥夺性2只。轻度40眼，中度35眼，重度6眼。其中视神经萎缩1眼，视神经周围渗出6眼，后囊膜混浊1眼。并且有14眼为旁中心注视，67眼为中心注视。39眼PVEP检查示P₁₀₀波潜伏期延长，37眼正常，6眼未查。

2、方法

本发明半导体激光弱视治疗仪发射波长630-650nm，输出功率2.5±0.5mW，视网膜光斑直径5mm。治疗前常规检查远、近视力，并做眼前节及眼底检查。8岁以下用1％阿托品，8岁以上用复方托品酰胺散瞳/检影验光，并佩戴治疗镜片。用半导体激光弱视治疗仪经瞳孔照射治疗，每日一次-三次，每次3分钟，连续治疗3个月，若视力提高到1.0以上，逐渐改为每天一次维持三个月。每次激光治疗完毕，可选用配套的后像训练、红闪训练、软件视刺训练、旁中心注视患者可选用中心训练等方法训练数分钟。无双眼立体视者，配合双眼立体视训练；若3个月治疗无效者，停止治疗，改用其他疗法。

3、疗效评价

依据中华医学会全国儿童弱视斜视防治学组(1996.4)弱视的疗效评价标准：

(1)无效：治疗后视力提高＜2行或不变

(2)进步；治疗后视力增进＞＝2行

(3)基本治愈：视力提高到＞＝0.9

(4)痊愈：经过3年随访，视力保持＞＝1.0

4、统计方法

对于疗效评价采用x²检验，检验标准α＝0.05。

表1 不同程度弱视治疗疗效

注：作卡方检验中，基本治愈与进步合并为有效列，以下类同。

表2不同类型治疗疗效

表3不同患病年限治疗疗效

表4不同年龄治疗疗效

表5不同注视性质治疗疗效

弱视的发生是由于在儿童视觉发育敏感期由多种原因造成：一侧或两侧视网膜光刺激减少，视网膜感光细胞代谢减退，活性降低，视觉通路中神经突触形成减少，进而大脑视皮质区抑制，引起患侧视力下降，导致弱视形成。

国外有报道在视觉剥夺造成弱视的动物实验中，发现在视皮质层有不同程度神经元数量减少，外侧膝状体皱缩等病理变化。同时，在弱视患者中，多存在精细视力的减退较空间感觉要明显得多，从而也证明弱视主要损伤发生在以视锥细胞为主的X-细胞系统。因此弱视治疗集中在增强弱视眼的光刺激，从而激活视锥细胞。而视锥细胞对于波长为630-650nm的光线最为敏感。

本临床实验所采用的半导体激光弱视治疗仪激光波长630-650nm，功率2.5±0.5mW，可以容易地穿透角膜而很少被吸收，从而可以充分作用于黄斑中心凹，激活视锥细胞，促进正常视觉通路的建立；一方面，激光照射局部的光热、电磁效应可以促进视网膜血液循环，改善感光细胞代谢，促进感光细胞功能的恢复，因而适宜各种类型的弱视治疗；另一方面，红色激光仅作用于视锥细胞，而视杆细胞对其不敏感，故可以同时矫正弱视眼所伴随的旁中心注视；最后，该波长的激光可以穿透混浊的屈光间质，故对先天白内障或角膜云翳等后天因素所致的形觉剥夺性弱视理论上也有效。

临床实验结果统计分析显示，总有效率可达71.60％，其中轻度有效率为82.50％，中度有效率为68.57％。不同程度的弱视疗效观察有统计学差异：轻度治疗效果最好，中度次之，重度最差。不同患病年限的弱视疗效观察也有统计学差异：病程小于1年者疗效最好，4年之内者次之，4年以上效果较差。不同类型的疗效观察显示：屈光不正性、屈光参差性及斜视性之间无明显统计学差异(P＞0.05)。不同年龄的疗效观察也无明显统计学差异(P＞0.05)。旁中心注视与中心注视疗效间也无明显统计学差异(P＞0.05)。

治疗过程中定期检查，未见明显眼前节及眼底损伤反应，黄斑正常，39例PVEP异常者P₁₀₀潜伏期均有明显缩短，其中18例降至100ms以下。对于无效病例进行分析可能有以下几方面原因：(1)患儿依从性差，在照射过程中故意闭眼或转移注视，从而使照射光线不能作用于眼底黄斑部位，影响治疗效果。(2)患者发病年限的长短，发病时间越长，治疗效果越差。(3)弱视的程度，弱视视力越低，疗效越差。(4)有无伴发眼底其他病损，有眼底其他病损者治疗效果较差。

实验结果显示半导体激光治疗弱视短期内相对是安全有效的，并且简化治疗，缩短了治疗周期；与氦氖激光相比，其操作方法简单，更便于家庭治疗，可以较快提高患儿视力，具有较好临床应用价值。结合使用后像训练、红闪训练、软件视刺训练等综合训练方法效果更好。对于其远期疗效，以及远期对于屈光介质及视网膜的损伤反应，我们将做进一步观察和报道。

需要说明的是对于本专业普通的技术人员来说，在不改变本发明原理的情况下，还可以对本发明做出适当的改变和变形，这同样属于本发明的保护范围。

Claims

1、半导体激光弱视治疗仪，其特征在于它包括控制单元和电压调节电路、电流调节电路、定时器、半导体激光器；所述控制单元分别与电压调节电路、电流调节电路、定时器连接，半导体激光器、电压调节电路、电流调节电路、定时开关K依次串联连接；定时器的一端与控制单元连接，定时器的另一端与定时开关K连接；所述控制单元为起着激光输出功率特性分析和激光器工作电压值、电流值的调整作用的单片机，定时器起着时间检测和控制激光器工作状况的作用，电压调节电路，电流调节电路按照89C2051单片微型计算机的指令调节激光器的工作电压和电流，以达到调节激光输出功率的目的，所述半导体激光器的输出波长为630-650nm，输出功率为2-3mW。

2、根据权利要求1所述的半导体激光弱视治疗仪，其特征在于所述控制单元控制电压调节电路、电流调节电路、定时器的工作程序为：开始(01)→初始化(02)→功率计算(03)→电压调节(04)→电流调节(05)→定时比较(06)，若时间未到，则返回(03)；若时间到，开关K断开(07)→结束(08)。

3、根据权利要求1所述的半导体激光弱视治疗仪，其特征在于所述半导体激光器的输出波长为640nm。