一種非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，該設(shè)備包括：主控模塊；用于接收用戶輸入的設(shè)置信號(hào)的輸入模塊；用于在所述主控模塊的控制下，根據(jù)所述設(shè)置信號(hào)產(chǎn)生至少一組中低頻的脈沖信號(hào)的至少一個(gè)頻率產(chǎn)生模塊；用于在所述主控模塊的控制下，根據(jù)所述設(shè)置信號(hào)和相應(yīng)頻率產(chǎn)生模塊所輸出的脈沖信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)幅度的刺激電流信號(hào)的幅度產(chǎn)生模塊；用于對(duì)所述刺激電流信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大模塊；輸出模塊，輸出模塊包括多組非植入性電極，所述刺激電流從所述電極輸出經(jīng)體表激發(fā)盲人產(chǎn)生光感受；用于顯示設(shè)置信息及刺激電流信息的顯示模塊。實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，安全可靠、成本低。
【專利說(shuō)明】一種非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其涉及一種非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]人類對(duì)外在世界的認(rèn)識(shí)約90%的信息是通過視覺提供的，正常完整的視覺是這樣產(chǎn)生的:眼睛的光學(xué)系統(tǒng)將外界的物體成像在視網(wǎng)膜上，視網(wǎng)膜上的感光細(xì)胞將圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為生物電信號(hào)，然后經(jīng)細(xì)胞膜神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初步處理后由視覺神經(jīng)纖維傳導(dǎo)到大腦視皮層，大腦視皮層對(duì)獲得的生物電信號(hào)進(jìn)行再次處理并感知產(chǎn)生視覺。視覺通路的任何一個(gè)環(huán)節(jié)受到損傷或病變都會(huì)導(dǎo)致失明，例如:視網(wǎng)膜色素變性，黃斑病變，重度弱視和其他疾病致盲或者外傷帶來(lái)的失明問題。按照WH01973國(guó)際低視力及盲目分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(最好矯正視力):3級(jí)盲目〈0.05?0.02，或視野半徑〈10度；4級(jí)盲目〈0.02?光感，或視野半徑〈5度；5級(jí)盲目無(wú)光感。
[0003]受益于上世紀(jì)20年代電刺激視覺中樞技術(shù)的應(yīng)用，如今通過植入電極產(chǎn)生光幻視，為盲人修復(fù)部分視覺功能(即人工視覺)已取得了積極性進(jìn)展。根據(jù)植入電極位置不同，可分為刺激視皮層、視神經(jīng)、視網(wǎng)膜上和視網(wǎng)膜下4種方案。這種人工視覺技術(shù)均采用植入性電極，屬手術(shù)方式，其原理為人工模擬視覺電信號(hào)，連接人體精細(xì)的視覺系統(tǒng)進(jìn)行直接電刺激傳導(dǎo)，使視皮層產(chǎn)生類似光刺激視網(wǎng)膜引發(fā)的興奮，以激發(fā)有效的光幻視。從效果上看人工視覺只能提供局限于一定范圍內(nèi)對(duì)個(gè)體而言有用的視覺感受，不包括再生視覺的全部細(xì)節(jié)，如顏色、深度、質(zhì)地結(jié)構(gòu)等，其對(duì)視覺系統(tǒng)的損傷不容忽視，手術(shù)亦有潛在性風(fēng)險(xiǎn)，除影響美觀外，還存在患者心理壓力大，費(fèi)用高昂等諸多問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述植入性電極存在風(fēng)險(xiǎn)、費(fèi)用高昂缺陷，提供一種風(fēng)險(xiǎn)低且費(fèi)用低的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)盲人視覺感受的設(shè)備。
[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，包括:
[0006]主控模塊；
[0007]連接于所述主控模塊，且用于接收用戶輸入的設(shè)置信號(hào)的輸入模塊；
[0008]連接于所述主控模塊，且用于在所述主控模塊的控制下，根據(jù)所述設(shè)置信號(hào)產(chǎn)生至少一組中低頻的脈沖信號(hào)的至少一個(gè)頻率產(chǎn)生模塊；
[0009]連接于所述主控模塊和相應(yīng)頻率產(chǎn)生模塊，且用于在所述主控模塊的控制下，根據(jù)所述設(shè)置信號(hào)和相應(yīng)頻率產(chǎn)生模塊所輸出的脈沖信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)幅度的刺激電流信號(hào)的幅度產(chǎn)生模塊；
[0010]連接于相應(yīng)幅度產(chǎn)生模塊,且用于對(duì)所述刺激電流信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大模塊；
[0011]連接于所述功率放大模塊的輸出模塊，所述輸出模塊包括多組非植入性電極，所述刺激電流從所述電極輸出經(jīng)體表激發(fā)盲人產(chǎn)生光感受；和
[0012]連接于所述主控模塊，且用于顯示設(shè)置信息及刺激電流信息的顯示模塊。
[0013]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述設(shè)備還包括:
[0014]連接于所述功率放大模塊，且用于對(duì)所述功率放大模塊進(jìn)行過流保護(hù)的過流保護(hù)模塊。
[0015]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述輸入模塊為4*4的鍵盤，所述顯示模塊為點(diǎn)陣圖形液晶顯示器。
[0016]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述主控模塊包括單片機(jī)。
[0017]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述頻率產(chǎn)生模塊包括兩個(gè)用于產(chǎn)生中頻或低頻的脈沖信號(hào)的頻率產(chǎn)生單元，所述頻率產(chǎn)生單元包括第一電阻、第一三極管和第二電阻，所述第一電阻的第一端連接所述單片機(jī)的脈沖輸出端，所述第一電阻的第二端連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的集電極通過所述第二電阻接9V電壓，所述第一三極管的集電極為該頻率產(chǎn)生單元的輸出端。
[0018]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述幅度產(chǎn)生模塊包括DA轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)放、第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)，其中，所述DA轉(zhuǎn)換器的參考端連接參考電壓，所述DA轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量串行接口、時(shí)鐘接口和串行加載控制端口分別接所述單片機(jī)的相應(yīng)輸出端，所述DA轉(zhuǎn)換器的輸出端接所述第一運(yùn)放的同相輸入端，所述第一運(yùn)放的反相輸入端接其輸出端，所述第一運(yùn)放的輸出端還連接所述第一模擬開關(guān)的輸入端，所述第一模擬開關(guān)的輸出端連接所述第二模擬開關(guān)的輸入端，所述第一模擬開關(guān)的控制端和所述第二模擬開關(guān)的控制端分別接兩個(gè)頻率產(chǎn)生單元的輸出端，所述第二模擬開關(guān)的輸出端為所述幅度產(chǎn)生模塊的輸出端。
[0019]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述功率放大模塊包括:第二運(yùn)放、第二三極管、第三電阻、第四電阻和第五電阻，其中，所述第二運(yùn)放的反相輸入端通過所述第四電阻接地，所述第二運(yùn)放的同相輸入端通過所述第五電阻連接所述幅度產(chǎn)生模塊的輸出端，所述第二運(yùn)放的輸出端通過所述第三電阻接其反相輸入端，所述第二三極管的基極接所述第二運(yùn)放的輸出端，所述第二三極管的集電極接9V電壓，所述第二三極管的發(fā)射極為所述功率放大模塊的輸出端。
[0020]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述過流保護(hù)模塊包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的負(fù)極連接所述第二三極管的集電極，所述第一二極管的正極和所述第二二極管的負(fù)極一并接所述第二三極管的發(fā)射極，所述第二二極管的正極接地。
[0021]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述設(shè)備還包括:
[0022]多組彩燈組，[0023]用于接收彩燈組的模式設(shè)置信號(hào)的彩燈控制模塊，及
[0024]連接于所述彩燈控制模塊和所述彩燈組，且用于根據(jù)所述模式設(shè)置信號(hào)控制所述彩燈組進(jìn)行發(fā)光的驅(qū)動(dòng)模塊。
[0025]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括時(shí)鐘電路、至少一個(gè)移位寄存器、與每組彩燈組對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)三極管及雙向可控硅，所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極連接所述至少一個(gè)移位寄存器的相應(yīng)輸出端，所述驅(qū)動(dòng)三極管的發(fā)射極接地，所述驅(qū)動(dòng)三極管的集電極連接相應(yīng)雙向可控硅的控制極，所述雙向可控硅的第一端分別接地，所述雙向可控硅的第二端連接相應(yīng)彩燈組的正極。
[0026]在本實(shí)用新型所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中，所述彩燈控制模塊包括波段開關(guān)及用于根據(jù)波段開關(guān)的設(shè)置使相應(yīng)雙向可控硅導(dǎo)通的選擇電路。
[0027]實(shí)施本實(shí)用新型的技術(shù)方案，本實(shí)用新型的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備通過微控技術(shù)輸出不同幅度和頻率的刺激電流，并通過電極作用于人體體表，以使人體產(chǎn)生內(nèi)視彩色光和圖像的視覺感受，而且，這種非植入性的電極，可以安全無(wú)創(chuàng)的方式實(shí)現(xiàn)盲人復(fù)明，并能在較短期內(nèi)提升復(fù)明后視力，達(dá)到基本生活自理或正常生活的視力水平，因此，使用安全可靠，且成本低。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中:
[0029]圖1是本實(shí)用新型非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備實(shí)施例一的邏輯圖；
[0030]圖2是圖1中輸入模塊實(shí)施例一的示意圖；
[0031]圖3是圖1中主控模塊實(shí)施例一的電路圖；
[0032]圖4是圖1中頻率產(chǎn)生模塊的一個(gè)頻率產(chǎn)生單元的電路圖；
[0033]圖5是圖1中幅度產(chǎn)生模塊實(shí)施例一的部分電路圖；
[0034]圖6是圖1中幅度產(chǎn)生模塊實(shí)施例一的部分電路圖；
[0035]圖7是本實(shí)用新型非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中功率放大模塊和過流保護(hù)模塊實(shí)施例一的電路圖；
[0036]圖8是本實(shí)用新型非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備中彩燈控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)施例一的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037]圖1是本實(shí)用新型非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備實(shí)施例一的邏輯圖，該設(shè)備包括主控模塊11、輸入模塊12、頻率產(chǎn)生模塊13、幅度產(chǎn)生模塊14、功率放大模塊15、輸出模塊16和顯示模塊17，而且，輸入模塊12、頻率產(chǎn)生模塊13、幅度產(chǎn)生模塊14和顯示模塊17分別與主控模塊11連接，另外，功率放大模塊15分別與幅度產(chǎn)生模塊14和輸出模塊16連接。在此需說(shuō)明的是，圖中僅示出了一個(gè)頻率產(chǎn)生模塊13及與該頻率產(chǎn)生模塊13所對(duì)應(yīng)的幅度產(chǎn)生模塊14和功率放大模塊15，應(yīng)理解，當(dāng)頻率產(chǎn)生模塊的數(shù)量為多個(gè)時(shí)，即在產(chǎn)生多組中低頻的脈沖信號(hào)時(shí)，幅度產(chǎn)生模塊和功率放大模塊的數(shù)量也相應(yīng)增加。在本實(shí)用新型中，低頻脈沖電流指醫(yī)學(xué)上所稱的頻率低于IOOOHz的脈沖電流，中頻脈沖電流指醫(yī)學(xué)上所稱的頻率在IKHz?IOOKHz之間的脈沖電流，并且低頻脈沖電流和中頻脈沖電流均是不會(huì)對(duì)人體造成危害的小電流。在該實(shí)施例中，輸入模塊12用于接收用戶輸入的設(shè)置信號(hào)，該設(shè)置信號(hào)可以是頻率、幅度設(shè)置信號(hào)；顯示模塊17用于顯示設(shè)置信息及刺激電流信息；頻率產(chǎn)生模塊13用于在主控模塊11的控制下，根據(jù)設(shè)置信號(hào)產(chǎn)生一組中低頻的脈沖信號(hào)；幅度產(chǎn)生模塊14用于在主控模塊11的控制下，根據(jù)設(shè)置信號(hào)和相應(yīng)頻率產(chǎn)生模塊所輸出的脈沖信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)幅度的刺激電流信號(hào)；功率放大模塊15用于對(duì)該刺激電流信號(hào)進(jìn)行功率放大；輸出模塊16包括多組非植入性電極，該電極所輸出的刺激電流信號(hào)經(jīng)體表激發(fā)人體產(chǎn)生光感受，在本申請(qǐng)的各種實(shí)施例中，體表不僅包括身體體表(即，皮膚)還包括眼球的角膜，也就是說(shuō)，可根據(jù)是與身體體表還是與角膜接觸，而選擇各種適合的電極，并且該光感受具體的可以是彩色光和圖像視覺感受。其中，單組電極有2路輸出，其由插頭、導(dǎo)線和電極頭三部分組成。優(yōu)選地，插頭上另開有一可導(dǎo)電性圓形孔洞，使另一組電極插頭可插入該圓孔實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。電極頭數(shù)量可為2個(gè)、4個(gè)、6個(gè)等，使該設(shè)備的電極在使用中有良好的靈活性和可擴(kuò)展性。另外，為利于手持操作，部分電極頭為圓條形結(jié)構(gòu)。
[0038]在示范性實(shí)施例中，將電極頭與眼部周圍的體表接觸，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺最佳的光感受激發(fā)。當(dāng)然，可以將電極頭與體表的任意位置接觸，并且均可實(shí)現(xiàn)對(duì)視覺的光感受激發(fā)，不同的體表位置的電極頭接觸的區(qū)別在于將獲得不同的激發(fā)效果和體驗(yàn)。進(jìn)一步更優(yōu)的是，對(duì)應(yīng)的使用兩個(gè)電極頭，其中一個(gè)電極頭與眼皮接觸而另一個(gè)電極頭與后腦體表接觸，由此在兩個(gè)電極頭之間垂直于眼球進(jìn)行光感受激發(fā)。再進(jìn)一步優(yōu)選的是，電極是角膜電極，即該電極與角膜直接接觸，從而可以更直接地通過角膜來(lái)激發(fā)盲人的光感受。在此，與角膜直接接觸的作用電極可以是各種類型的角膜接觸鏡電極以及其他種類的適合的電極。
[0039]另外，需說(shuō)明的是，該功率放大模塊所輸出的刺激電流信號(hào)由至少兩路脈沖信號(hào)疊加產(chǎn)生，借助不同頻率的脈沖信號(hào)的疊加組合，生成不同幅度和頻率的刺激電流信號(hào)。在所述多組非植入性電極中，各組非植入性電極輸出不同頻率和/或不同幅度的刺激電流。具體地可以是將低頻脈沖電流與低頻脈沖電流或者低頻脈沖電流與中頻脈沖電流進(jìn)行疊加從而得到刺激電流信號(hào)，也就是說(shuō)本實(shí)用新型的特點(diǎn)之一在于不是產(chǎn)生單一的低頻脈沖電流信號(hào)或單一的中頻脈沖電流信號(hào)作為刺激電流信號(hào)而是將疊加的脈沖電流信號(hào)作為刺激電流信號(hào)，另外具體疊加過程在此不進(jìn)行詳細(xì)的描述，其可以采用現(xiàn)有技術(shù)中合適的方法。而且，該設(shè)備作為醫(yī)療器械，輸出電壓滿足醫(yī)用電氣設(shè)備規(guī)范要求，作為優(yōu)選實(shí)施例，輸出電壓在36V以下。
[0040]在一個(gè)示范性實(shí)施例中，刺激電流信號(hào)為頻率在60Hz以下的低頻脈沖電流與另外的低頻脈沖電流的疊加，可以理解的，該另外的低頻脈沖電流可以是另一個(gè)或多個(gè)低頻脈沖電流。在另一示范性實(shí)施例中，刺激電流為頻率在60Hz以下的低頻脈沖電流與中頻脈沖電流的疊加，同樣，該另外的中頻脈沖電流可以是另一個(gè)或多個(gè)中頻脈沖電流。需要疊加的脈沖電流的數(shù)量以及選擇使用低頻或中頻脈沖電流進(jìn)行疊加可以根據(jù)受激發(fā)對(duì)象的個(gè)體特異性和刺激所需的要求進(jìn)行靈活變化。此外，通過選擇這種特定頻率段(60Hz以下)的脈沖電流進(jìn)行疊加從而實(shí)現(xiàn)對(duì)盲人進(jìn)行最優(yōu)的光感受激發(fā)。另外，在示范性實(shí)施例中，通過對(duì)頻率進(jìn)行動(dòng)態(tài)變化以及根據(jù)特定個(gè)體的生理電阻的不同對(duì)幅度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)特定盲人的多元化和個(gè)性化激發(fā)，也就是說(shuō)對(duì)特定盲人實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)的光感受激發(fā)。
[0041]另外，用戶可通過輸入模塊來(lái)設(shè)置間斷地輸出刺激電流，這樣，一組非植入性電極就可間隔一定時(shí)間地輸出不同頻率和/或不同幅度的刺激電流。
[0042]優(yōu)選地，該非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備還可包括過流保護(hù)模塊，該過流保護(hù)模塊對(duì)功率放大模塊進(jìn)行過流保護(hù)。
[0043]下面說(shuō)明該非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu):
[0044]結(jié)合圖2，輸入模塊選用4*4的鍵盤，每個(gè)按鍵的功能如下所示:
[0045]
?Iw:增加光電功能強(qiáng)度“2”:減弱光電功能強(qiáng)度
“3”:增加頻率“A”:減小頻率
+頻加“5”: 3個(gè)組方案加
“6”: 3個(gè)組方案減第_......:通道強(qiáng)度加
“8”:減強(qiáng)度“9”: 3個(gè)組方案定為3秒一次
“ B ”:定時(shí)“C，，: 3個(gè)方案5秒一次
“D、fi停功能轉(zhuǎn)換擋智能功能自動(dòng) [0046]結(jié)合圖3，主控模塊作為整個(gè)電路的核心器件，所有的信息都通過該器件處理，例如，可采用ATMEL公司型號(hào)為AT89S52的單片機(jī)U1，該單片機(jī)Ul是一種低功耗、高性能CM0S8位微控制器，具有8K在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器。使用ATMEL公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80C51產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash，使得AT89S52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。其主要性能如下:與MCS-51單片機(jī)產(chǎn)品兼容；8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程Flash存儲(chǔ)器；1000次擦寫周期；全靜態(tài)操作:0Hz~33Hz ;三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器；32個(gè)可編程I/O 口線；三個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；八個(gè)中斷源；全雙工UART串行通道；低功耗空閑和掉電模式；掉電后中斷可喚醒；看門狗定時(shí)器；雙數(shù)據(jù)指針；掉電標(biāo)識(shí)符。而且，在該單片機(jī)Ul中，Pl.0-P1.7為外接鍵盤接口，分別可控制系統(tǒng)所產(chǎn)生的頻率及輸出幅度等功能；INT0(P32)、INTl (P33)、TXD (P31)和RXD (P30)為四個(gè)脈沖輸出端，其通過借助鍵盤控制，可使單片機(jī)Ul輸出所需的中頻基波形及調(diào)制波頻率的波形；31腳接高電平表示使用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器；18和19管腳外接12MHZ晶振，為單片機(jī)Ul工作產(chǎn)生周期為IUS的時(shí)鐘，兩個(gè)電容C2和C3對(duì)晶振頻率起微調(diào)作用。另外，醫(yī)生可依據(jù)患者病況選擇機(jī)內(nèi)儲(chǔ)存多個(gè)特定的系列程序方案。
[0047]顯示模塊選用點(diǎn)陣圖形液晶顯示器，例如，采用型號(hào)為TG12864顯示器(未示出)來(lái)顯示相關(guān)信息。結(jié)合圖1，Jl為電阻排，阻值為10千歐，其為單片機(jī)P00-P07 口提供上拉電阻。型號(hào)為TG12864的顯示器是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，內(nèi)部含有國(guó)標(biāo)一級(jí)、二級(jí)簡(jiǎn)體中文字庫(kù)的點(diǎn)陣圖形液晶顯示器，其顯示分辨率為128X64，內(nèi)置8192個(gè)16*16點(diǎn)漢字和128個(gè)16*8點(diǎn)ASCII字符集。利用該顯示器靈活的接口方式和簡(jiǎn)單、方便的操作指令，可構(gòu)成全中文人機(jī)交互圖形界面?？梢燥@示8X4行16X16點(diǎn)陣的漢字，也可完成圖形顯示。另外，低電壓低功耗是其又一顯著特點(diǎn)。其基本特性如下:低電源電壓(VDD:+3.0—+5.5V);顯示分辨率:128X64點(diǎn);內(nèi)置漢字字庫(kù)，提供8192個(gè)16 X 16點(diǎn)陣漢字(簡(jiǎn)繁體可選);內(nèi)置128個(gè)16X8點(diǎn)陣字符；2MHZ時(shí)鐘頻率；顯示方式:STN、半透、正顯；驅(qū)動(dòng)方式:1/32DUTY，1/5BIAS ;視角方向:6點(diǎn)；背光方式:側(cè)部高亮白色LED，功耗僅為普通LED的1/5 —1/10 ;通訊方式:串行、并口可選；內(nèi)置DC-DC轉(zhuǎn)換電路，無(wú)需外加負(fù)壓；無(wú)需片選信號(hào)，簡(jiǎn)化軟件設(shè)計(jì)；工作溫度:0°C -+550C ;存儲(chǔ)溫度:-20°C _+60°C。
[0048]頻率產(chǎn)生模塊包括兩個(gè)頻率產(chǎn)生單元，每個(gè)頻率產(chǎn)生單元可產(chǎn)生中頻或低頻信號(hào)。下面結(jié)合圖4說(shuō)明其中一個(gè)頻率產(chǎn)生單元的電路結(jié)構(gòu)，在該頻率產(chǎn)生單元中，第一電阻R8的第一端連接單片機(jī)Ul的脈沖輸出端(PULSEI1)，第一電阻R8的第二端連接第一三極管BGl的基極，第一三極管BGl的發(fā)射極接地，第一三極管BGl的集電極通過第二電阻R9接9V電壓，第一三極管BGl的集電極為該頻率產(chǎn)生單元的輸出端(PULSE1)。應(yīng)理解，另一個(gè)頻率產(chǎn)生單元的電路結(jié)構(gòu)與其相同，且其輸出端為PULSE2。
[0049]結(jié)合圖5和圖6，在幅度產(chǎn)生模塊中，DA轉(zhuǎn)換器U2選用型號(hào)為TLC5620的4通道8位電位輸出的DA轉(zhuǎn)換器U2,模擬開關(guān)選用型號(hào)為CD4066的模擬開關(guān)模塊,該模擬開關(guān)模塊包括4個(gè)獨(dú)立的模擬開關(guān)，圖中僅示出兩個(gè)模擬開關(guān)U5A、U5B。DA轉(zhuǎn)換器U2的參考端(REFA)連接變阻器W3的可調(diào)端，變阻器W3的另兩端分別接高電壓和地，用于為DA轉(zhuǎn)換器提供參考電壓，從而達(dá)到控制幅度的目的。DA轉(zhuǎn)換器U2的數(shù)字量串行接口(DATA)、時(shí)鐘接口(CLK)和串行加載控制端口(LOAD)分別接單片機(jī)的相應(yīng)輸出端(P22、P21、P20)，DA轉(zhuǎn)換器U2的輸出端接運(yùn)放U4A的同相輸入端，運(yùn)放U4A的反相輸入端接其輸出端，運(yùn)放U4A的輸出端還連接第一模擬開關(guān)U5A的輸入端，第一模擬開關(guān)U5A的輸出端連接第二模擬開關(guān)U5B的輸入端，第一模擬開關(guān)U5A的控制端和第二模擬開關(guān)U5B的控制端分別接兩個(gè)頻率產(chǎn)生單元的輸出端(PULSE1、PULSE2)，第二模擬開關(guān)U5B的輸出端為該幅度產(chǎn)生模塊的輸出端(0UT1)。另外，電阻R3連接在第一模擬開關(guān)U5A的輸出端和地之間，電阻R4在第二模擬開關(guān)U5B的輸出端和地之間，在其它實(shí)施例中，電阻R3、R4可省去。
[0050]結(jié)合圖7，在功率放大模塊中，第二運(yùn)放U4C的反相輸入端通過第四電阻R16接地，第二運(yùn)放U4C的同相輸入端通過第五電阻R17接第二模擬開關(guān)U5B的輸出端(0UT1)，第二運(yùn)放U4C的輸出端通過第三電阻R18接其反相輸入端，第二三極管BG5的基極接第二運(yùn)放U4C的輸出端，第二三極管BG5的集電極接9V電壓，第二三極管BG5的發(fā)射極為該功率放大模塊的輸出端，通過接口 J31接多組電極。另外，在過流保護(hù)模塊中，第一二極管Dl的負(fù)極連接第二三極管BG5的集電極極，第一二極管Dl的正極和第二二極管D2的負(fù)極一并接第一三極管BG5的發(fā)射極，第二二極管D2的正極接地。
[0051]另外，本實(shí)用新型的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備還包括:彩燈組、彩燈控制模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，其中，彩燈控制模塊用于接收彩燈組的模式設(shè)置信號(hào)；驅(qū)動(dòng)模塊用于根據(jù)模式設(shè)置信號(hào)控制所述彩燈組進(jìn)行發(fā)光。
[0052]假設(shè)彩燈共用四組，結(jié)合圖8，在驅(qū)動(dòng)模塊中，移位寄存器選用型號(hào)為MC14015的移位寄存器U3，時(shí)鐘電路由555定時(shí)器U4及周邊元器件組成，為移位寄存器U3提供時(shí)鐘信號(hào)，而且，變阻器Wl用于控制彩燈亮滅的時(shí)間間隔。。四個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管Ql、Q2、Q3、Q4的基極分別通過限流電阻R22、R23、R24、R25連接移位寄存器U3的四個(gè)輸出端(Q1A、Q2A、Q3A、Q4A)，四個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管Ql、Q2、Q3、Q4的發(fā)射極接地，四個(gè)驅(qū)動(dòng)三極管Ql、Q2、Q3、Q4的的集電極分別通過限流電阻R26、R27、R28、R29連接雙向可控硅Q6、Q7、Q8、Q9的控制極，雙向可控硅Q6、Q7、Q8、Q9的兩端分別通過接口 J2接相應(yīng)彩燈組(未示出)的正極和負(fù)極。
[0053]結(jié)合圖8，彩燈控制模塊包括波段開關(guān)和用于根據(jù)波段開關(guān)的設(shè)置使相應(yīng)雙向可控硅導(dǎo)通的選擇電路，其中，波段開關(guān)通過接口 J3連接選擇電路，選擇電路包括二極管D3-D8，三極管Q5和電阻Rll，其中，二極管D3、D4、D5、D6的正極分別接移位寄存器U3的四個(gè)輸出端，二極管D3的負(fù)極與二極管D7的正極一并通過接口 J3接波段開關(guān)的第一觸點(diǎn)，二極管D4的負(fù)極與二極管D9的正極一并通過接口 J3接波段開關(guān)的第二觸點(diǎn)，二極管D5的負(fù)極與二極管D8的正極一并通過接口 J3接波段開關(guān)的第三觸點(diǎn)，二極管D6的負(fù)極通過接口 J3接波段開關(guān)的第四觸點(diǎn)，二極管D7、D9、D8的負(fù)極一并通過接口 J3接波段開關(guān)的第五觸點(diǎn)，三極管Q5的基極通過電阻R20和接口 J3接波段開關(guān)的第六觸點(diǎn)，三極管Q5的發(fā)射極接地，三極管Q5的集電極通過電阻R21接高電壓，三極管Q5的集電極還接移位寄存器U3的數(shù)據(jù)輸入端。
[0054]下面說(shuō)明該非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備的工作原理:用戶首先通過輸入模塊的按鍵設(shè)置頻率和幅度，該設(shè)置信息在傳送到單片機(jī)Ul后，單片機(jī)Ul輸出相應(yīng)的脈沖信號(hào)，相應(yīng)的頻率產(chǎn)生單元根據(jù)該脈沖信號(hào)輸出中頻或低頻信號(hào)，并送入第一模擬開關(guān)U5A、第二模擬開關(guān)U5B的控制端。同時(shí)，單片機(jī)Ul控制DA轉(zhuǎn)換器U2輸出相應(yīng)幅度的模擬信號(hào)，該模擬信號(hào)經(jīng)第一模擬開關(guān)U5A、U5B后，變成具有一定頻率和一定幅度的刺激電流信號(hào)，該刺激電流信號(hào)經(jīng)運(yùn)放U4C和三極管BG5放大后，通過接口 J31輸出至電極。當(dāng)電極放置于人體體表(不僅在眼部和頭部，而且在手、足、胸、背、腹、頸等身體多處位置)時(shí)，刺激電流傳導(dǎo)至視覺系統(tǒng)，以激活尚未徹底壞死的視細(xì)胞，恢復(fù)和再生視覺功能。因此，這種通過電極接觸人體體表的方式，能產(chǎn)生內(nèi)視彩色光和圖像的視覺感受，而且，這種非植入性的電極，可以安全無(wú)創(chuàng)的方式實(shí)現(xiàn)盲人復(fù)明，并能在較短期內(nèi)提升復(fù)明后視力，達(dá)到基本生活自理或正常生活的視力水平。
[0055]試驗(yàn)證明，部分5級(jí)盲人通過這種方式仍可以激活尚未徹底壞死的視細(xì)胞。對(duì)于有視力人群檢測(cè)，電極選用眼部以外包括身體四肢和軀干部位的多處位置，采用雙目閉合的內(nèi)視狀態(tài)，視覺信息(視覺信息為白色、藍(lán)色、黃色、紅色、綠色以及混合色，有點(diǎn)狀、柱狀、網(wǎng)狀等多種圖形構(gòu)成的彩色圖像)隨電極放置的體表位置和參數(shù)不同產(chǎn)生變化，視覺感受的亮度足夠的，在睜眼狀態(tài)下也可感知。在本設(shè)備作用下，通過調(diào)動(dòng)人體能量，可以重新激活部分盲人的視覺系統(tǒng)功能，產(chǎn)生視覺感受，以恢復(fù)和再生視覺。通過刺激，盲人能從無(wú)光感到通過如尋找門口，定位物體和1-3米辨認(rèn)指數(shù)等視覺空間測(cè)試；經(jīng)進(jìn)一步刺激、訓(xùn)練，視力均獲得有效上升，最佳者可提升至0.5以上視力，該視力包括再生視覺的全部細(xì)節(jié)，如顏色、深度，質(zhì)地結(jié)構(gòu)，具有立體視和精細(xì)視能力。
[0056]另外，用戶可通過波段開關(guān)選擇不同的彩燈組工作，具體為:通過其第一至五觸點(diǎn)的不同組合來(lái)控制三極管Q5的工作及截止，三極管Q5的集電極接到移位寄存器U3的數(shù)據(jù)輸入端，從而使移位寄存器U3的輸出端輸出四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該四個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別通過驅(qū)動(dòng)三極管控制四個(gè)雙向可控硅的工作，同時(shí)借助單向?qū)ǖ亩O管D3-D9使得彩燈組按照不同的規(guī)律工作，例如閃爍跳動(dòng)，以調(diào)養(yǎng)人的精神，訓(xùn)練人的視力達(dá)到光電合一的效果，當(dāng)然，也可用于照明。
[0057]以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，包括: 主控模塊； 連接于所述主控模塊，且用于接收用戶輸入的設(shè)置信號(hào)的輸入模塊； 連接于所述主控模塊，且用于在所述主控模塊的控制下，根據(jù)所述設(shè)置信號(hào)產(chǎn)生至少一組中低頻的脈沖信號(hào)的至少一個(gè)頻率產(chǎn)生模塊； 連接于所述主控模塊和相應(yīng)頻率產(chǎn)生模塊，且用于在所述主控模塊的控制下，根據(jù)所述設(shè)置信號(hào)和相應(yīng)頻率產(chǎn)生模塊所輸出的脈沖信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)幅度的刺激電流信號(hào)的幅度產(chǎn)生模塊； 連接于相應(yīng)幅度產(chǎn)生模塊，且用于對(duì)所述刺激電流信號(hào)進(jìn)行功率放大的功率放大模塊； 連接于所述功率放大模塊的輸出模塊，所述輸出模塊包括多組非植入性電極，所述刺激電流從所述電極輸出經(jīng)體表激發(fā)盲人產(chǎn)生光感受；和 連接于所述主控模塊，且用于顯示設(shè)置信息及刺激電流信息的顯示模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 連接于所述功率放大模塊，且用于對(duì)所述功率放大模塊進(jìn)行過流保護(hù)的過流保護(hù)模塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述輸入模塊為4*4的鍵盤，所述顯示模塊為點(diǎn)陣圖形液晶顯示器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述主控模塊包括單片機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述頻率產(chǎn)生模塊包括兩個(gè)用于產(chǎn)生中頻或低頻的脈沖信號(hào)的頻率產(chǎn)生單元，所述頻率產(chǎn)生單元包括第一電阻、第一三極管和第二電阻，所述第一電阻的第一端連接所述單片機(jī)的脈沖輸出端，所述第一電阻的第二端連接所述第一三極管的基極，所述第一三極管的發(fā)射極接地，所述第一三極管的集電極通過所述第二電阻接9V電壓，所述第一三極管的集電極為該頻率產(chǎn)生單元的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述幅度產(chǎn)生模塊包括DA轉(zhuǎn)換器、第一運(yùn)放、第一模擬開關(guān)和第二模擬開關(guān)，其中，所述DA轉(zhuǎn)換器的參考端連接參考電壓，所述DA轉(zhuǎn)換器的數(shù)字量串行接口、時(shí)鐘接口和串行加載控制端口分別接所述單片機(jī)的相應(yīng)輸出端，所述DA轉(zhuǎn)換器的輸出端接所述第一運(yùn)放的同相輸入端，所述第一運(yùn)放的反相輸入端接其輸出端，所述第一運(yùn)放的輸出端還連接所述第一模擬開關(guān)的輸入端，所述第一模擬開關(guān)的輸出端連接所述第二模擬開關(guān)的輸入端，所述第一模擬開關(guān)的控制端和所述第二模擬開關(guān)的控制端分別接兩個(gè)頻率產(chǎn)生單元的輸出端，所述第二模擬開關(guān)的輸出端為所述幅度產(chǎn)生模塊的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述功率放大模塊包括:第二運(yùn)放、第二三極管、第三電阻、第四電阻和第五電阻，其中，所述第二運(yùn)放的反相輸入端通過所述第四電阻接地，所述第二運(yùn)放的同相輸入端通過所述第五電阻連接所述幅度產(chǎn)生模塊的輸出端，所述第二運(yùn)放的輸出端通過所述第三電阻接其反相輸入端，所述第二三極管的基極接所述第二運(yùn)放的輸出端，所述第二三極管的集電極接9V電壓，所述第二三極管的發(fā)射極為所述功率放大模塊的輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述過流保護(hù)模塊包括第一二極管和第二二極管，所述第一二極管的負(fù)極連接所述第二三極管的集電極，所述第一二極管的正極和所述第二二極管的負(fù)極一并接所述第二三極管的發(fā)射極，所述第二二極管的正極接地。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備還包括: 多組彩燈組， 用于接收彩燈組的模式設(shè)置信號(hào)的彩燈控制模塊，及 連接于所述彩燈控制模塊和所述彩燈組，且用于根據(jù)所述模式設(shè)置信號(hào)控制所述彩燈組進(jìn)行發(fā)光的驅(qū)動(dòng)模塊。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)模塊包括時(shí)鐘電路、至少一個(gè)移位寄存器、與每組彩燈組對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)三極管及雙向可控硅，所述驅(qū)動(dòng)三極管的基極連接所述至少一個(gè)移位寄存器的相應(yīng)輸出端，所述驅(qū)動(dòng)三極管的發(fā)射極接地，所述驅(qū)動(dòng)三極管的集電極連接相應(yīng)雙向可控硅的控制極，所述雙向可控硅的第一端分別接地，所述雙向可控硅的第二端連接相應(yīng)彩燈組的正極。
11.根據(jù)權(quán)利要 求10所述的非植入性經(jīng)人體體表激發(fā)人體視覺感受的設(shè)備，其特征在于，所述彩燈控制模塊包括波段開關(guān)及用于根據(jù)波段開關(guān)的設(shè)置使相應(yīng)雙向可控硅導(dǎo)通的選擇電路。
【文檔編號(hào)】A61F9/08GK203802663SQ201420075101
【公開日】2014年9月3日 申請(qǐng)日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】高順忠, 高權(quán) 申請(qǐng)人:深圳市上示科技有限公司