CN109350510A - 一种自动火针治疗仪及其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动火针治疗仪及其操作方法，该自动火针治疗仪包括主控制器及针扎坐标计算模块、火针位置控制模块、针扎模块和火针加热模块五个模块，主控制器与各模块通过控制电路连接；针扎坐标计算模块采用混沌理论算法计算针扎阵列坐标，控制针扎密度；火针位置控制模块、针扎模块和火针加热模块依次固定连接；火针可拆卸的固定在针扎模块上；本发明的自动火针治疗仪采用混沌理论算法计算火针针扎阵列坐标，使每一次火针针扎之间的距离最大化，消除相邻的灼烧微柱之间的交叉热扩散，增加了治疗的安全性和舒适度；本发明的自动火针治疗仪操作方法，使火针针扎操作快速便捷、针扎位置及深度精准，火针温度可调可控，全过程操作参数均可量化。

Description

一种自动火针治疗仪及其操作方法

技术领域

本发明涉及中医医疗器械领域，尤其涉及一种基于混沌控制的自动火针治疗仪及其操作方法。

背景技术

火针疗法是针灸疗法中一种独特有效的治疗方法，是针灸学的重要组成部分，在我国有数千年历史，火针既有针的机械刺激，又有火的温热刺激，对风、寒、湿、痹等具有独到的治疗作用，随着历代医家的临床应用与研究，火针疗法得到不断发展与完善，成为针灸疗法中一个独特的医疗体系，其适应范围广泛、操作简便、安全可靠、疗效明显。

《针灸大成·火针》说“灯上烧，令通红，用方有功。若不红，不能去病，反损于人。”因此，在使用前必须把针烧红，才能作用；火针针刺的深度也需要根据病情、体质、年龄和针刺部位的肌肉厚薄、血管深浅而定。但传统的火针是将针在火上加热后，人工进行针扎治疗，随着社会发展和科技进步，较为方便的方法是用酒精灯烧针，目前，新型的火针治疗仪，已经具有电加热功能，还增加了深度可控功能，还出现了较为方便快捷的按键式针扎，但仍然存在许多不足，如人工手动针扎，按一次扎一次，不仅对操作者操作技术水平要求较高，且效率很低；更主要的是，由于火针疗法的针扎密度确定不当，直接影响火针治疗效果，严重时还可能因密度过大，相邻的灼烧微柱之间形成交叉热扩散，导致治疗的安全性问题。目前，我国尚未进行热扩散方面的研究，在人工手动针扎操作中，针扎治疗的密度是医生根据经验来确定的，尚不能实现精准控制。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种自动火针治疗仪及其操作方法，特别是基于混沌控制的自动火针治疗仪及其操作方法，采用控制模块进行自动针扎，通过混沌理论算法计算火针的针扎阵列坐标，实现每一次火针针扎之间的距离最大化，消除增加了治疗的安全性和舒适度，且整个操作过程快速便捷、针扎位置及深度精准，火针温度可调可控，全过程操作参数均可量化。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是人工手动针扎不够方便快捷，特别是针扎治疗的密度由医生根据经验掌握，全过程无法量化和精准控制，影响治疗效果，甚至可能因相邻的灼烧微柱之间的交叉热扩散，危及治疗安全性。

为实现上述目的，本发明提供了一种自动火针治疗仪，包括主控制器及针扎坐标计算模块、火针位置控制模块、针扎模块和火针加热模块五个模块；所述主控制器与所述各模块通过控制电路连接，向所述各模块发送控制指令、接收各模块信息反馈；所述针扎坐标计算模块可以计算针扎阵列坐标，用以控制针扎密度；所述火针位置控制模块、针扎模块和火针加热模块依次固定连接；所述火针加热模块包括火针及加热组件，所述火针可拆卸的固定在所述针扎模块上。

进一步地，所述针扎坐标计算模块是混沌控制模块，采用混沌理论算法计算针扎阵列坐标，控制针扎密度。

进一步地，所述混沌控制模块的控制算法包括如下步骤：

S1，设置火针扎针的范围和形状，火针初始位置(X1,Y1)＝(0,0)；

S2，预设randomvalue取值范围r，优选的，r＝1mm；

S3，计算下一次针扎的坐标：Xi＝Xi-1+randomvalue，Yi＝Yi-1+randomvalue，-r<randomvalue<r，满足(Xi,Yi)∈U，其中U表示设置范围的坐标点集合，i、j表示第i次、第j次下扎，且j<i，L为每次针扎的最小安全距离；

S4，经过n次迭代后，确认火针扎针的范围和形状内满足要求的针扎点坐标均已计算完成；

S5，缩小randomvalue的随机取值范围，优选的，将randomvalue的随机取值范围铰前一次计算缩小一半；

S6重复S3～S5，直到r值满足设定条件为止，优选的，r<0.1mm时，针扎阵列的计算完成。

进一步地，所述火针位置控制模块包括X轴向和Y轴向控制组件，所述X轴向和Y轴向火针位置控制组件固定连接、相互随动，可控制所述火针加热模块在二维平面内移动位置。

进一步地，所述X轴向和Y轴向火针位置控制组件为X轴向步进电机和Y轴向步进电机，通过X轴向和Y轴向的步进电机可以准确控制火针的位置。

进一步地，所述针扎模块包括快速下扎控制组件及火针复位组件，分别在所述主控制器的控制下，自动完成快速下扎和复位操作。

进一步地，所述快速下扎控制组件为电源线圈组件，所述电源线圈组件包括铁芯、电源线圈和金属块，所述火针复位组件包括复位弹簧和定位板；所述电源线圈套装在所述铁芯上，所述金属块位于所述电源线圈和所述铁芯下方；所述定位板固设于所述金属块下方，所述复位弹簧固定安装在所述定位板和所述金属块之间；当所述电源线圈通电状态下，所述铁芯电磁力带动所述金属块下移，使所述火针加热模块快速下扎，断电状态下，所述复位弹簧弹性恢复力带动所述金属块上移，使所述火针加热模块复位。

进一步地，所述火针加热模块包括所述火针及电加热组件，优选的，所述火针电加热组件是加热线圈。

进一步地，通过调整流经所述火针电加热模块中加热线圈的电流大小，来控制所述火针的加热温度，以达到治疗要求的温度。

本发明还提供了一种使用该自动火针治疗仪的操作方法，包括如下步骤：

S1，启动所述主控制器，输入初始操作指令；

S2，所述针扎坐标计算模块根据所述主控制器的初始指令计算第1次至第n次针扎的阵列坐标；

S3，所述火针位置控制模块根据针扎阵列坐标信息，调整所述火针移动至S2计算确定的第1次(第2次...第n次)针扎位置坐标；

S4，所述火针加热模块根据所述初始操作指令，加热所述火针至合适的温度；

S5，所述针扎模块根据所述主控制器的指令控制所述火针快速下扎，完成第1次(第2次...第n次)针扎；

S6，重复S3～S5的操作，直至调整所述火针的第n次针扎位置，完成第n次针扎，治疗结束。

本发明的自动火针治疗仪采用控制模块进行自动针扎，特别是采用了混沌理论控制模块，通过混沌理论算法计算火针的针扎阵列坐标，使每一次火针针扎之间的距离最大化，消除相邻的灼烧微柱之间的交叉热扩散，增加了治疗的安全性和舒适度；本发明的自动火针治疗仪操作方法，使得火针针扎操作从完全人工操作，按一次扎一次，转变为输入初始指令后，仪器自动计算阵列坐标，根据坐标调整多次针扎位置、加热火针、自动快速下扎，直至完成治疗，整个操作过程快速便捷、针扎位置及深度精准，火针温度可调可控，全过程操作参数均可量化。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的控制***结构框图；

图2是本发明的一个较佳实施例的混沌控制模块计算流程图；

图3是本发明的一个较佳实施例的火针位置控制模块、针扎模块及火针加热模块结构示意图。

其中，1-主控制器，2-针扎坐标计算模块，21-混沌控制模块，3-火针位置控制模块，31-X轴向步进电机，32-Y轴向步进电机，4-针扎模块，41-铁芯，42-电源线圈，43-金属块，44-复位弹簧，45-弹簧定位板，5-火针加热模块，51-加热线圈，6-火针。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1所示，本发明自动火针治疗仪，包括主控制器1及针扎坐标计算模块2、火针位置控制模块3、针扎模块4和火针加热模块5五个模块，主控制器1通过控制电路连接各子模块，向所述各模块发送控制指令、接收各模块信息反馈。

如图2所示，本发明自动火针治疗仪，其针扎坐标计算模块2为混沌控制模块21，采用混沌理论算法计算针扎阵列坐标，控制针扎密度。

该混沌控制模块的控制算法包括如下步骤：

S1，设置火针扎针的范围和形状，火针初始位置(X1,Y1)＝(0,0)；

S2，预设randomvalue取值范围r，本实施例中，r＝1mm；

S3，计算下一次针扎的坐标：Xi＝Xi-1+randomvalue，Yi＝Yi-1+randomvalue，-r<randomvalue<r，满足(Xi,Yi)∈U，其中U表示设置范围的坐标点集合，i、j表示第i次、第j次针扎，且j<i，L为每次针扎的最小安全距离；

S4，经过n次迭代后，判断确认火针扎针的范围和形状内满足要求的针扎点坐标是否均已计算完成；

S5，如果找不到下一个满足要求的针扎点，则缩小randomvalue的随机取值范围，本实施例中，randomvalue的随机取值范围r＝0.5mm；

S6重复S3～S5，本实施例中，直到r<0.1mm为止，针扎阵列的计算完成。

如图3所示，本发明自动火针治疗仪的火针位置控制模块3、针扎模块4和火针加热模块5依次固定连接，火针加热模块5包括火针6及加热组件，火针5可拆卸的固定在针扎模块4上；火针位置控制模块包括X轴向和Y轴向控制组件，该X轴向和Y轴向控制组件固定连接、相互随动，可控制火针加热模块5在二维平面内移动位置；针扎模块4包括快速下扎控制组件及火针复位组件，分别在主控制器1的控制下，自动完成快速下扎和复位操作；火针加热模块5包括火针6及电加热组件。

本实施例中，火针位置控制模块3、针扎模块4和火针加热模块5自上到下依次固定连接，火针6可拆卸的固定在针扎模块4的金属块43上；火针加热模块5的电加热组件为加热线圈51，火针位置控制模块3中的X轴向和Y轴向控制组件为X轴向步进电机31和Y轴向步进电机32，针扎模块4的快速下扎控制组件为电源线圈组件，该电源线圈组件包括铁芯41、电源线圈42和金属块43，该火针复位组件包括复位弹簧44和定位板45；电源线圈42套装在铁芯41上，金属块43位于电源线圈42和铁芯41下方；复位组件中的定位板45固设于金属块43下方，复位弹簧44固定安装在定位板45和金属块43之间；当电源线圈42通电状态下，铁芯41产生的电磁力推动金属块下移，使火针加热模块5快速下扎，复位弹簧44被压缩，当电源线圈42断电状态下，在复位弹簧44的弹性恢复力推动下，金属块43上移，带动火针加热模块5复位，从而实现针扎模块4在主控制器1的控制下，自动完成快速下扎和复位操作。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种自动火针治疗仪，其特征在于，包括主控制器及针扎坐标计算模块、火针位置控制模块、针扎模块和火针加热模块五个模块；所述主控制器与所述各模块通过控制电路连接，向所述各模块发送控制指令、接收各模块信息反馈；所述针扎坐标计算模块可以计算针扎阵列坐标，用以控制针扎密度；所述火针位置控制模块、针扎模块和火针加热模块依次固定连接；所述火针加热模块包括火针及加热组件，所述火针可拆卸的固定在所述针扎模块上。

2.如权利要求1所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述针扎坐标计算模块是混沌控制模块，采用混沌理论算法计算针扎阵列坐标，控制针扎密度。

3.如权利要求2所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述混沌控制模块的控制算法包括如下步骤：

S1，设置火针扎针的范围和形状，火针初始位置坐标(X1,Y1)＝(0,0)；

S2，预设randomvalue的取值范围r，-r<<r；

S3，计算下一次针扎的坐标：Xi＝Xi-1+randomvalue，Yi＝Yi-1+randomvalue，满足(Xi,Yi)∈U，其中U表示设置范围的坐标点集合，i、j表示第i次、第j次下扎，且j<i，L为每次针扎的最小安全距离；

S4，经过n次迭代后，确认火针扎针的范围和形状内满足要求的针扎点坐标均已计算完成；

S5，缩小randomvalue的随机取值范围；

S6，重复S3～S5，直到r值满足设定条件为止，针扎阵列的计算完成。

4.如权利要求1或2所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述火针位置控制模块包括X轴向和Y轴向火针位置控制组件，所述X轴向和Y轴向火针位置控制组件固定连接、相互随动，可控制所述针扎模块及火针加热模块在二维平面内移动位置。

5.如权利要求4所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述X轴向和Y轴向火针位置控制组件为X轴向步进电机和Y轴向步进电机。

6.如权利要求1或2所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述针扎模块包括快速下扎控制组件及火针复位组件，分别在所述主控制器的控制下，自动完成快速下扎和复位操作。

7.如权利要求6所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述快速下扎控制组件为电源线圈组件，所述电源线圈组件包括铁芯、电源线圈和金属块，所述火针复位组件包括复位弹簧和定位板；所述电源线圈套装在所述铁芯上，所述金属块位于所述电源线圈和所述铁芯下方；所述定位板固设于所述金属块下方，所述复位弹簧固定安装在所述定位板和所述金属块之间。

8.如权利要求1或2所述的自动火针治疗仪，其特征在于，所述火针加热模块包括所述火针及加热组件，所述加热组件是电加热组件。

9.如权利要求8所述的自动火针治疗仪，其特征在于，可以通过调整流经所述火针加热模块中电加热组件的电流大小，来控制所述火针的加热温度。

10.一种使用权利要求1或2所述自动火针治疗仪的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，启动所述主控制***，输入初始操作指令；

步骤二，所述针扎坐标计算模块根据所述初始指令计算第1次至第n次针扎的阵列坐标；

步骤三，所述火针位置控制模块根据针扎阵列坐标信息，调整所述火针的第1次针扎位置；

步骤四，所述火针加热模块根据所述主控制***初始操作指令，加热所述火针；

步骤五，所述针扎模块根据所述主控制***指令控制所述火针快速下扎，完成第1次针扎；

步骤六，重复步骤三、步骤四、步骤五的操作，直至调整所述火针的第n次针扎位置，完成第n次针扎，治疗结束。