專利名稱：動(dòng)畫色光弱視治療儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于眼科弱視、早期近視的治療設(shè)備，特別是一種動(dòng)畫色光弱視治療儀。
人眼視網(wǎng)膜由視錐和視桿細(xì)胞組成，而視錐細(xì)胞又分為紅視錐、綠視錐、藍(lán)視錐細(xì)胞，其中紅視錐、綠視錐細(xì)胞分布于中心凹及附近區(qū)域，藍(lán)視錐細(xì)胞位于紅、綠視錐細(xì)胞的周邊區(qū)域，視桿細(xì)胞位于更周邊區(qū)域，在約20-30度視角處密度最高。根據(jù)不同視細(xì)胞在網(wǎng)膜分布的特點(diǎn)，應(yīng)用顏色頡頏的敏感方法分別選擇性的進(jìn)行刺激，可以明顯提高弱視治療效果，本發(fā)明就是根據(jù)這一原理設(shè)計(jì)的。
本發(fā)明動(dòng)畫色光弱視治療儀，包括機(jī)箱、置于機(jī)箱的LED(發(fā)光二極管)顯示屏以及控制器；LED顯示屏由顯示基板、位于基板中央?yún)^(qū)中心的紅色LED、紅色LED周圍設(shè)置的高亮度白色LED環(huán)以及中央?yún)^(qū)外圍依次排列的紅/綠、黃/藍(lán)、白多種顏色的LED環(huán)組成；控制器由單片機(jī)、I/O控制卡及若干驅(qū)動(dòng)電路組成，驅(qū)動(dòng)器連接I/O控制卡的輸出，LED顯示屏的所有發(fā)光二極管組成矩陣連接到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路輸出，由單片機(jī)控制按設(shè)定程序有序的變化色光對(duì)視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞進(jìn)行選擇性刺激。
本治療儀根據(jù)針對(duì)視網(wǎng)膜不同視細(xì)胞的分布密度而設(shè)計(jì)，利用多顏色發(fā)光二極管按照一定的規(guī)律排列，組成LED(發(fā)光二極管)矩陣，由單片機(jī)按設(shè)定程序有序的變化色光對(duì)視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞進(jìn)行選擇性刺激。軟件可隨意控制每個(gè)位置LED的閃滅，從而可模擬靜止和運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)，將后像刺激、智能化游戲精細(xì)目力訓(xùn)練、針對(duì)不同視細(xì)胞分別刺激結(jié)合起來；本顯示屏就象一個(gè)具有一定空間頻率、可以運(yùn)動(dòng)的條柵，使弱視眼的視細(xì)胞在各個(gè)方位上都能接受一定空間頻率、可以運(yùn)動(dòng)的條柵的刺激，從而創(chuàng)造良好的視覺發(fā)育環(huán)境。治療時(shí)可單眼也可雙眼進(jìn)行刺激，以促進(jìn)雙眼視覺競爭的平衡。同時(shí)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)多種程控智能化游戲方法，進(jìn)行精細(xì)目力訓(xùn)練，訓(xùn)練患者大腦反應(yīng)、眼睛追蹤及動(dòng)手能力，更加真實(shí)的模仿外界自然世界，具有更加自然、智能化及針對(duì)性的治療效果。
應(yīng)用此設(shè)計(jì)，可智能化的模仿后像治療、黃斑色覺訓(xùn)練、CAM訓(xùn)練、掃視及追隨運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練等多種弱視訓(xùn)練方法，將多種治療方法智能化的融合在一起，極大提高了訓(xùn)練的趣味性和有效性。
圖6為其控制器實(shí)施電路圖。
LED顯示屏針對(duì)視網(wǎng)膜不同視細(xì)胞的分布密度而設(shè)計(jì)，LED顯示屏由顯示基板和有序分布在基板上的多顏色發(fā)光二極管組成。在

圖1、2中LED顯示屏2的顯示基板為平板狀，LED顯示屏安裝在機(jī)箱面板上。圖3、4所示實(shí)施例之LED顯示屏2的顯示基板為球殼狀，機(jī)箱1上部為空心球體，前面開有觀察窗口4，LED顯示屏2安裝于所述空心球體內(nèi)后壁上。如圖5所示，紅色LED位于基板中央?yún)^(qū)中心，紅色LED周圍設(shè)置由4個(gè)高亮度白色LED組成的光環(huán)，在高亮度白色LED環(huán)外側(cè)約10度視角范圍內(nèi)，設(shè)置交替排列的7個(gè)紅色、綠色LED環(huán)；在紅、綠色LED環(huán)外側(cè)約10-15度視角范圍內(nèi)，設(shè)置交替排列的7個(gè)黃色、藍(lán)色LED環(huán)；在黃、藍(lán)色LED環(huán)外側(cè)約15-25度視角范圍內(nèi)，設(shè)置7個(gè)白色LED環(huán)。
在所有的LED表面覆蓋一層透明塑料薄膜，構(gòu)成面光源，中央?yún)^(qū)的紅色面光源直徑為￠2cm，白色LED環(huán)呈寬度為1cm白色面光源。
在LED顯示屏中，除中央?yún)^(qū)外，所有LED環(huán)上的發(fā)光二極管均位于從中心向外間隔15度排列的放射線上。所有發(fā)光二極管組成LED(發(fā)光二極管)矩陣，由相應(yīng)的橫列驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)。
在紅、綠色LED環(huán)中，紅、綠LED的直徑均為￠3mm，點(diǎn)間距為4mm；在黃、藍(lán)色LED環(huán)中，黃、藍(lán)LED直徑均為￠3.75mm、點(diǎn)間距為4.8mm；在白色LED環(huán)中，白色LED直徑均為￠5mm、點(diǎn)間距為7.6mm。
圖6為其控制器一實(shí)施例電路?？刂破饔蓡纹瑱C(jī)、I/O控制卡及若干驅(qū)動(dòng)電路(如74LS06)組成，I/O控制卡接在單片機(jī)的相應(yīng)的輸出端口，驅(qū)動(dòng)器連接到I/O控制卡的輸出，LED顯示屏的所有發(fā)光二極管組成矩陣連接到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路輸出，由單片機(jī)控制按設(shè)定程序使色光有序的變化，對(duì)視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞進(jìn)行選擇性刺激。
矩陣排列的LED(發(fā)光二極管)，模擬靜止和運(yùn)動(dòng)的目標(biāo)刺激，將后像刺激和針對(duì)不同視錐細(xì)胞、視桿細(xì)胞分別刺激結(jié)合起來；同時(shí)在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程控游戲方式，進(jìn)行精細(xì)目力訓(xùn)練，訓(xùn)練患者大腦反應(yīng)、眼睛追蹤及動(dòng)手能力，具有自然化、智能化、療效高的特點(diǎn)。
圖6中還設(shè)置了反應(yīng)鍵K、計(jì)數(shù)器和計(jì)數(shù)顯示器3，用于測試判定治療的效果?？刂瞥绦蚯袚Q鍵K1、K2和游戲切換鍵K3-K5均接在I/O控制卡的相應(yīng)的輸入端，所述的功能鍵也可接至單片機(jī)的輸入端，通過程序判斷來選擇切換。
其工作過程如下開機(jī)后，病人距離視屏30cm，可單眼也可雙眼進(jìn)行刺激。
首先，進(jìn)行后像聯(lián)合運(yùn)動(dòng)刺激，選擇程序切換鍵，LED顯示屏中央?yún)^(qū)白色LED環(huán)中4個(gè)高亮度白色發(fā)光二極管點(diǎn)亮，此光源持續(xù)亮60秒，隨后熄滅，緊接其中心部的直徑2cm紅色面光源LED按一定頻率閃爍。
然后進(jìn)行視細(xì)胞刺激。在中心部紅燈閃爍的同時(shí)，周圍按一定規(guī)律排列、多種顏色的發(fā)光二極管依次閃爍，模擬出放射狀或環(huán)形運(yùn)動(dòng)的刺激效果，分別選擇性的對(duì)紅、綠、藍(lán)錐細(xì)胞及視桿細(xì)胞進(jìn)行刺激。
其中在白色LED環(huán)外側(cè)約10度視角范圍內(nèi)的7個(gè)紅色、綠色LED環(huán)依次交替閃爍，用來選擇性的刺激紅、綠視錐細(xì)胞；在紅、綠色LED環(huán)外側(cè)10-15度視角范圍內(nèi)的7個(gè)黃色、藍(lán)色LED環(huán)依次交替閃爍，用來選擇性的刺激藍(lán)視錐細(xì)胞；最外層約15-25度范圍內(nèi)的7個(gè)白色LED環(huán)依次閃爍，選擇性的刺激視桿細(xì)胞。2分鐘后，此過程結(jié)束。按鍵可多次重復(fù)上述刺激過程。
以上刺激過程有兩種選擇鍵，可根據(jù)弱視不同程度，針對(duì)性的進(jìn)行刺激。輕度弱視時(shí)選擇切換鍵K1，所有二極管條柵全部閃爍，產(chǎn)生間隔較窄的紅綠、黃藍(lán)、白色光柵依次閃爍的運(yùn)動(dòng)效果；而在中、重度弱視時(shí)，選擇切換鍵K2，則圓周狀光柵間每間隔兩條光柵閃爍，產(chǎn)生間隔較寬的紅綠、黃藍(lán)、白色光柵依次閃爍的運(yùn)動(dòng)效果。
最后選擇游戲鍵進(jìn)行精細(xì)目力訓(xùn)練。根據(jù)不同的視力分別通過游戲切換鍵K3-K5可選擇游戲1、游戲2和游戲3。如輕度弱視則選擇游戲1，中度弱視則選擇游戲2，重度弱視則選擇游戲3。游戲中，LED兩兩靠一定間隔貼在一起，在10個(gè)不同位置中隨機(jī)閃爍，刺激持續(xù)時(shí)間0.5秒，刺激間隔1秒。
如果某一位置中二個(gè)燈光中只有一個(gè)燈光閃爍時(shí)，患者無須按鍵；如果兩個(gè)緊貼在一起的LED同時(shí)閃爍時(shí)，則按下反應(yīng)鍵K，機(jī)器會(huì)自動(dòng)計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)器會(huì)記錄并顯示出正確反應(yīng)的比率，從而家長可根據(jù)隨機(jī)位置10次實(shí)驗(yàn)的正確反應(yīng)率，判定治療的效果。在游戲1中，二個(gè)LED中，每燈的直徑為3mm、點(diǎn)間隔為4mm；同樣道理，在游戲2中，則為10個(gè)不同位置的直徑3.75mm、點(diǎn)間隔4.8mm緊密結(jié)合的二個(gè)LED閃爍；在游戲3中，則為10個(gè)不同位置的直徑5mm、點(diǎn)間隔7.6mm緊密結(jié)合的二個(gè)LED閃爍。
權(quán)利要求
1.一種動(dòng)畫色光弱視治療儀，其特征在于包括機(jī)箱、置于機(jī)箱的LED顯示屏以及控制器；LED顯示屏由顯示基板、位于基板中央?yún)^(qū)中心的紅色LED、紅色LED周圍設(shè)置的高亮度白色LED環(huán)以及中央?yún)^(qū)外圍依次排列的紅/綠、黃/藍(lán)、白多種顏色的LED環(huán)組成；控制器由I/O控制卡及若干驅(qū)動(dòng)電路組成，驅(qū)動(dòng)器連接I/O控制卡的輸出，LED顯示屏的所有發(fā)光二極管組成矩陣，連接到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路輸出，由單片機(jī)控制按設(shè)定程序有序的變化色光對(duì)視網(wǎng)膜的視錐細(xì)胞和視桿細(xì)胞進(jìn)行選擇性刺激。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)畫色光弱視治療儀，其特征在于顯示基板上所有的LED設(shè)計(jì)成面光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)畫色光弱視治療儀，其特征在于顯示基板上中央?yún)^(qū)外圍的多種顏色的LED環(huán)是這樣分布的，在高亮度白色LED環(huán)外側(cè)10度視角范圍內(nèi)，設(shè)置交替排列的多個(gè)紅色、綠色LED環(huán)，用于刺激紅、綠視錐細(xì)胞；在紅、綠色LED環(huán)外側(cè)10-15度視角范圍內(nèi)，設(shè)置交替排列的若干個(gè)黃色、藍(lán)色LED環(huán)，用于刺激藍(lán)視錐細(xì)胞；在黃、藍(lán)色LED環(huán)外側(cè)15-30度視角范圍內(nèi)，設(shè)置多個(gè)白色LED環(huán)，用于刺激視桿細(xì)胞。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述動(dòng)畫色光弱視治療儀，其特征在于在LED顯示屏中，除中央?yún)^(qū)外，所有發(fā)光二極管均位于從中心向外間隔排列的放射線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述動(dòng)畫色光弱視治療儀，其特征在于LED顯示屏的顯示基板為平板狀，或球殼狀。
全文摘要
一種動(dòng)畫色光弱視治療儀，包括機(jī)箱，LED顯示屏及控制器；LED顯示屏由基板、位于基板中央?yún)^(qū)中心的紅色LED、紅色LED周圍的高亮度白色LED環(huán)以及外圍依次排列的紅/綠、黃/藍(lán)、白色的LED環(huán)組成；控制器由單片機(jī)、I/O控制卡及若干驅(qū)動(dòng)電路組成，顯示屏的所有LED組成矩陣連接到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路輸出。其針對(duì)視網(wǎng)膜不同視細(xì)胞的分布密度而設(shè)計(jì)，利用多顏色LED按照一定的規(guī)律排列組成LED矩陣，由單片機(jī)按設(shè)定程序有序的變化色光，將后像治療、智能化游戲精細(xì)目力訓(xùn)練、選擇性刺激不同視細(xì)胞結(jié)合，臨床試驗(yàn)效果明顯，使用方便，可廣泛進(jìn)入醫(yī)療及家庭。
文檔編號(hào)A61F9/00GK1463687SQ02134239
公開日2003年12月31日 申請(qǐng)日期2002年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月22日
發(fā)明者顧寶文 申請(qǐng)人:顧寶文