CN111803208A - 一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统 - Google Patents

Abstract

一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统涉及激光治疗机控制系统技术领域，解决了激光治疗机对肥厚组织及不易拉伸无法实现有效治疗的问题，控制系统的参数输入控件单元用于输入按键参数，经主控制器解析得到出光参数，协处理器根据出光参数进行瞄准光运行轨迹计算、激光功率计算和扫描电机目的坐标计算；扫描电机驱动单元接收瞄准光运行轨迹计算结果并实现瞄准光轮廓的输出；出光触发单元闭合时，激光电源单元开启接收到激光功率计算结果并据此为激光管提供电离所需电压，同时扫描电机驱动单元接收扫描电机目的坐标计算结果并据此控制扫描电机以实现以扫描形式输出激光扫描点图形。本发明能够治疗机实现大面积扫描和深层次治疗。

Description

一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统

技术领域

本发明涉及激光治疗机控制系统技术领域，具体涉及一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统。

背景技术

近年来，随着医用激光使用领域的不断拓展，一些采用传统手术进行治疗的疾病逐步有了新的治疗方向。采用二氧化碳激光治疗耳鼻喉微创手术就是其中之一，现有的用于治疗耳鼻喉的显微手术激光控制系统通常由超脉冲二氧化碳激光治疗机与显微镜适配器组成，激光治疗机发出的激光束经导光臂传输至显微镜适配器，然后导入患者治疗部位进行手术，由于耳鼻喉等治疗部位比较特殊，采用现有超脉冲二氧化碳激光面对肥厚组织及不易拉伸等部位则显得无能为力、治疗效果差。基于现有脉冲二氧化碳激光治疗机，需求优化激光扫描控制系统，以实现激光治疗机能够对肥厚组织和不易拉伸等部位有良好的治疗效果。

发明内容

为了解决基于显微手术适配器的激光治疗机对肥厚组织及不易拉伸无法实现有效治疗的问题，本发明提供一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，包括主控制器、参数输入控件单元、出光触发单元、协处理器、扫描电机驱动单元、激光电源单元和激光管；参数输入控件单元用于输入按键参数得到按键参数数据并发送按键参数数据至主控制器；主控制器用于对按键参数数据进行校验、用于对校验得到的正确按键参数数据进行解析得到出光参数并发送出光参数至协处理器；协处理器用于根据出光参数进行计算得出瞄准光运行轨迹计算结果、激光功率计算结果和扫描电机目的坐标计算结果；扫描电机驱动单元用于接收瞄准光运行轨迹计算结果并据此驱动扫描电机以实现瞄准光轮廓的输出、用于接收扫描电机目的坐标计算结果并据此驱动扫描电机；出光触发单元闭合时能够发出出光触发信号至主控制器，主控制器能够接收出光触发信号并据此控制协处理器发送扫描电机目的坐标计算结果和激光功率计算结果，激光电源单元接收协处理器发送的激光功率计算结果并据此为激光管提供电离所需电压，同时扫描电机驱动单元接收扫描电机目的坐标计算结果并据此驱动扫描电机以实现以扫描形式输出激光扫描点图形。

本发明的有益效果是：

本发明一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统以功率形式输出激光扫描点图形，具有连续出光及调制脉冲出光两种形式，能够实现大面积扫描，实现不易拉伸部位的良好治疗，能够深层次的治疗，实现激光治疗机对肥厚组织的治疗，提高激光治疗机的适用范围，且治疗效果好。

附图说明

图1为本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统的结构示意图。

图2为本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统的出光图形打点结构示意图。

图3为本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统的连续出光方式信号和激光输出功率示意图。

图4为本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统的连续出光方式激光输出功率可调节的示意图。

图5为本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统的调制脉冲出光方式信号和激光输出功率示意图。

图6为本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统的调制脉冲出光方式激光输出功率可调节的示意图。

图中：1、主控制器，2、参数输入控件单元，3、出光触发单元，4、协处理器，5、扫描电机驱动单元，6、激光电源单元，7、激光管。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统具有连续出光及调制脉冲出光两种形式，同时治疗激光以扫描形式输出(以扫描图形方式输出)，具体为逐行扫描，本发明能够实现36mm²大面积扫描无需操作者来回移动出光端。

一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统包括：主控制器1、参数输入控件单元2、出光触发单元3、协处理器4、扫描电机驱动单元5、激光电源单元6、激光管7，如图1。

参数输入控件单元2连接主控制器1，出光触发单元3连接主控制器1，扫描电机驱动单元5连接主控制器1，主控制器1连接协处理器4，协处理器4连接激光电源单元6，激光电源单元6连接激光管7，激光电源单元6也可连接主控制器1。

激光扫描控制系统还包括瞄准光单元，协处理器4连接瞄准光单元，瞄准光单元用于输出瞄准光，通过参数输入控件单元2能控制瞄准光单元开启。

参数输入控件单元2和出光触发单元3共同作为激光治疗机的外部输入控件单元。参数输入控件单元2用于输入外部指令得到外部指令数据，外部指令包括按键参数，输入按键参数得到按键参数数据，输入按键参数也就是选择出光的相关参数，按键参数包括功率、出光方式和扫描速度，还可包括瞄准光亮度和输出激光扫描点图形形状等信息。外部指令还包括操控指令，输入操控指令得到操控指令数据。参数输入控件单元2用于输入外部指令得到外部指令数据(按键参数数据和操控指令数据)，并将外部指令数据发送至主控制器1，参数输入控件单元2可采用触摸屏或手持按键装置，触摸屏为嵌置于激光治疗机整机中的操作面板，操作者根据触摸屏上的显示信息进行按键操作，触摸屏得到外部指令数据；手持按键装置上设有参数调节按键和操控按键，与激光治疗机整机之间有线式连接，操作者通过参数调节按键进行按键操作实现按键参数输入的操作，通过操控按键进行按键操作实现操控指令输入的操作。主控制器1用于对按键参数数据进行校验、用于对校验得到的正确按键参数数据进行解析得到出光参数并发送出光参数至协处理器4。协处理器4用于根据出光参数进行计算得出瞄准光运行轨迹计算结果、激光功率计算结果和扫描电机目的坐标计算结果；扫描电机驱动单元5用于接收瞄准光运行轨迹计算结果并据此驱动扫描电机以实现瞄准光轮廓的输出、用于接收扫描电机目的坐标计算结果并据此驱动扫描电机。出光触发单元3用于通过主控制器1控制协处理器4发送扫描电机目的坐标计算结果至扫描电机驱动单元5、用于通过主控制器1控制协处理器4发送激光功率计算结果至激光电源单元。激光电源单元6用于接收协处理器4发送的激光功率计算结果并据此为激光管7提供电离所需电压。激光管7出射用于治疗的激光，称为激光或治疗激光。出光触发单元3处于闭合状态时，主控制器1能够接收出光触发信号并据此控制协处理器4，使得协处理器4同时将激光功率计算结果、和扫描电机目的坐标计算结果发出。也就是激光电源单元6接收协处理器4发送的激光功率计算结果并据此为激光管7提供电离所需电压，同时扫描电机驱动单元5根据扫描电机目的坐标计算结果控制扫描电机以实现激光以扫描形式输出激光扫描点图形。

本实施方式中采用脚踏式出光触发单元3，通过踩下脚踏发送出光触发信号，脚踏式出光触发单元3为脚踏装置，脚踏装置内部是一对红外对射管，当脚踏开关完全进入脚踏腔时，会遮挡到对射管，此时出光触发单元3发送出光触发信号至主控制器1。出光触发单元3通过专用IO口与主控制器1连接，主控制器1通过专用IO口发现脚踏开关未接入激光治疗机整机，主控制器1进行相关报警，即主控制器1启动报警模块，报警模块进行的警报包括通过触摸屏显示、指示灯亮起、提示音效响起中的任意一个或几个。

主控制器1对按键参数数据进行校验，通过校验得到正确按键参数数据，对正确按键参数数据进行解析得到出光参数，并发送出光参数至协处理器4。如果参数输入控件单元2采用手持按键装置，主控制器1用于接收按键参数数据进行去抖和校验，经过去抖和检验后得到正确按键参数数据。主控制器1对正确按键参数数据进行转化及算法计算等解析操作得到出光参数，并将出光参数发送至协处理器4进行传递。上述去抖为根据按键时间判断外部指令数据是否为有效按键参数数据，即根据按键时间判断进行去抖；校验为根据输入数据的帧头、数据和校验字节判断有效按键参数数据是否为正确按键参数数据，若为正确按键参数数据，主控制器1将正确按键参数数据进行解析得到出光参数，并将所获得出光参数发送至协处理；具体按键参数数据去抖校验过程如下：主控制器1接收到来自于参数输入控件单元2的按键参数数据后，将按键参数数据中按键时间小于0.3秒的按键指令直接去除，按键时间大于等于0.3秒则判断为有效按键参数数据，校验输入数据的帧头、数据和校验字节是否存在错误，若任意一项错误则判断按键参数数据为错误按键参数数据，则主控制器1重新接收参数输入控制发送的按键参数数据并重新执行上述去抖和校验；若判断输入数据为正确按键参数数据，则主控制器1将正确按键指令数据进行解析得到电压及脉宽等出光所需参数，即出光参数，并将所获得出光参数发送至协处理。

主控制器1还用于接收操控指令数据，并对操控指令数据进行去抖和校验，将通过去抖和检验(同上述按键参数数据的去抖和校验)后得到的正确操控指令数据，根据正确操控指令数据主控制器1进行解析得到操控数据，将操控数据发送至协处理器4，协处理器4对操控数据进行处理后得到瞄准光启动信号，协处理器4发送瞄准光启动信号至瞄准光源单元，瞄准光源单元根据瞄准光启动信号启动。协处理器4还能够将瞄准光亮度对应的出光参数进行处理后得到瞄准光亮度数据并将瞄准光亮度数据发送至瞄准光源单元，协处理器4在发送瞄准光启动信号时同时发送瞄准光亮度数据。

协处理器4接收主控制器1发送的出光参数，协处理器4根据出光参数进行瞄准光运行轨迹计算，并能够将瞄准光运行轨迹计算结果发送至扫描电机驱动单元5；协处理器4根据出光参数进行激光功率计算，并将激光功率计算结果发送至激光电源单元6；协处理器4根据出光参数进行扫描电机目的坐标计算，并将扫描电机目的坐标计算结果发送至扫描电机驱动单元5。按键参数的扫描速度和输出激光扫描点图形形状对应瞄准光运行轨迹计算，扫描速度和输出激光扫描点图形形状对应扫描电机目的坐标计算，功率和出光方式对应激光功率计算。

协处理器4与主控制器1之间采用SPI总线传输方式，通过IO口接收来自于主控制器1发送的出光参数。协处理器4接收到主控制器1传输的出光参数，协处理器4根据出光参数进行瞄准光运行轨迹计算，并将计算的瞄准光运行轨迹定时发送至扫描电机驱动单元5。具体的，激光治疗机整机内部内置瞄准光单元，瞄准光单元包括瞄准光源，瞄准光源出射的瞄准光作为指示治疗激光扫描图形的出光轮廓，根据治疗实际需求，瞄准光轮廓与输出激光扫描点图形轮廓相同，根据激光治疗机开机时通过参数输入控件单元2对所需治疗出光参数的选择，参数输入控件单元2输入操控指令(例如输入操控指令为在触摸屏上设有“准备”按键，按下“准备”按键即为输入操控指令)后，瞄准光单元输出瞄准光，瞄准光的产生是通过扫描电机定时移动扫描电机的二维扫描振镜对瞄准光源输出的瞄准光进行反射，达到在预定时间内走出完整的目标打点区域外框。为保证时效性，在治疗激光出光前(通过出光触发单元3闭合前)，协处理器4将轮廓上所有点的位置计算完成即瞄准光运行轨迹计算计算完成，放入协处理器4的预设数组中；在协处理器4向扫描电机驱动单元5发送瞄准光运行轨迹计算结果时直接从预设数组中提取并发送，减少了大量的计算时间，能够保证出光的时效性，可以在瞄准光运行轨迹计算完成后，协处理器4通过主控制器1进行相应提示。扫描电机驱动单元5接收瞄准光运行轨迹计算结果，并根据瞄准光运行轨迹计算结果控制扫描电机，通过扫描电机的运动实现瞄准光按照预设轮廓输出。扫描电机驱动单元5接收扫描电机目的坐标计算结果，并根据扫描电机目的坐标计算结果控制扫描电机，通过扫描电机的运动实现激光以扫描形式从显微手术适配器中输出。当出光触发单元3闭合时，协处理器4发送的激光功率计算结果、瞄准光运行轨迹计算结果和扫描电机目的坐标计算结果，此时激光电源单元6接收协处理器4发送的激光功率计算结果并据此为激光管7提供电离所需电压，同时扫描电机驱动单元5根据瞄准光运行轨迹计算结果和扫描电机目的坐标计算结果控制扫描电机，通过扫描电机的运动实现激光以扫描形式输出激光扫描点图形。瞄准光预设轮廓和激光扫描点图形的轮廓大小相同、形状相同。

扫描电机驱动单元5包括扫描驱动板、扫描电机和位置传感器。位置传感器信号连接扫描驱动板，位置传感器用于探测扫描电机的地址得到扫描电机当前地址信息，并将扫描电机当前地址信息发送至扫描驱动板。扫描驱动板连接扫描电机，用于驱动扫描电机。扫描驱动板连接协处理器4，扫描驱动板接收协处理器4发送的瞄准光运行轨迹计算结果和扫描电机目的坐标计算结果，瞄准光运行轨迹计算结果和/或扫描电机目的坐标计算结果作为扫描电机目的地址，扫描驱动板根据扫描电机目的地址和扫描电机当前地址信息进行计算解析得到扫描电机驱动信息，扫描驱动板根据扫描电机驱动信息驱动扫描电机运动，即，扫描驱动板根据瞄准光运行轨迹计算结果和扫描电机当前地址信息进行计算解析得到扫描电机驱动信息一，扫描驱动板根据扫描电机驱动信息一驱动扫描电机运动得到瞄准光轮廓，扫描驱动板根据扫描电机目的坐标计算结果和扫描电机当前地址信息进行计算解析得到扫描电机驱动信息二，扫描驱动板根据扫描电机驱动信息二驱动扫描电机运动得到以扫描形式输出的激光扫描点图形。具体的，整机输出激光扫描点图形时，位置传感器首先获得扫描电机当前位置并发送至扫描驱动板，扫描驱动板根据扫描电机目的地址，扫描驱动板对扫描电机目的地址及当前地址所需位移进行解析，获得扫描电机电流驱动信息，并根据扫描电机电流驱动信息驱动扫描电机运动。

上述扫描驱动板连接主控制器1，扫描驱动板能够检测扫描电机的电流，并判断电流是否位于正常范围内，当电流超出正常范围，扫描驱动板将扫描电机电流失控信号发送至主控制器1，主控制器1发送停止信号至协助处理器，协处理器4控制扫描驱动板停止工作。

激光的扫描形式为逐行扫描。同一行中第M个激光扫描点图形和第M-1个激光扫描点图形存在重合区域，重合区域面积为激光扫描点图形面积的X倍。位于N+1行的第M个激光扫描点图形和第N行第M个激光扫描点图形存在重合区域，重合区域面积为激光扫描点图形面积的Y倍。M为≥2的整数，N为≥1的整数。优选的是1/2<X<5/6，1/2<Y<5/6，本实施方式中X＝Y＝2/3。如图2所示，其中激光扫描点图形为圆形，图2中体现了第一行的第一个和第二个激光扫描点图形，以及第二行的第一个和第二个激光扫描点图形。协处理器4通过算法精准控制扫描电机实现对激光扫描点图形之间的坐标位置的精准控制，输出激光扫描图形的打点采用相交的方式进行，此种方式保证了病患处的剥脱层的均匀性，即使是小功率剥脱也不会出现筛状痕迹，其中面积重合三分之二个点的治疗效果最佳。

协处理器4还具有根据出光参数(扫描速度)计算延迟时间的功能，协处理器4根据延迟时间计算下一点的扫描电机目标坐标，延迟时间为协处理器4前后两次计算扫描电机目标坐标的间隔时间。例如设定扫描速度包括快速、中速和慢速，快速时协处理器4计算的延迟时间为0，中速时协处理器4计算的延迟时间为1ms，慢速时协处理器4计算的延迟时间为2ms。

下面以中速为例，参数输入控件单元2输入按键参数数据后，待瞄准光运行轨迹计算完成，启动出光触发单元3。假设在0μs时协处理器4开始计算扫描电机目的坐标，在100μs时，计算完成，第一点扫描电机目的坐标是(367，367)位置，此时协处理器4发送(367，367)坐标给扫描驱动板，扫描驱动板控制扫描电机，同时协处理器4发送激光功率计算结果至激光电源单元6即控制激光电源单元6输出电压。100μs+1ms时协处理器4计算第二点扫描电机目的坐标，200μs+1ms时计算完坐标为(369，367)，协处理器4发送此坐标给扫描驱动板，协处理器4发送激光功率计算结果至激光电源单元6即控制激光电源单元6输出电压。在200μs+2ms时，协处理器4计算第三点扫描电机目的坐标，300μs+2ms时得出坐标(371，367)，重复上述步骤，直到这一行结束，计算第二行坐标(367，369)，发送此坐标给扫描驱动板，在100us后给与匹配的延时，延时结束后再计算第二点坐标(369，369)，重复上述步骤，直到这一行激光扫描点图形输出结束，进行下一行扫描，下一行重复上述步骤，直到根据按键参数数据执行完成或关闭出光触发单元3。

上述操控指令具体对应通过主控制器1、协处理器4、扫描电机驱动单元5和瞄准光单元实现瞄准光按照预设轮廓输出，基于此，对本发明优选的工作过程进行详述：操作者通过参数输入控件单元2输入按键参数，按键参数输入后，主控制器1接收按键参数数据、进行校验、将检验后的正确按键参数数据进行解析的得到出光参数，将出光参数发送至协处理器4，协处理器4根据出光参数计算瞄准光运行轨迹得到所有瞄准光运行轨迹计算结果(放入协处理器4的预设数组中)，协处理器4根据出光参数得到瞄准光亮度数据；操作者通过参数输入控件单元2输入操控指令，主控制器1接收操控指令数据、进行校验、将检验后的正确操控指令数据进行解析得到操控数据，将操控数据发送至协处理器4，协处理器4对操控数据进行处理后得到瞄准光启动信号，协处理器4发送瞄准光启动信号和瞄准光亮度数据至瞄准光源单元，同时协处理器4将瞄准光运行轨迹计算结果发送至扫描电机驱动单元5，扫描电机驱动单元5接收瞄准光运行轨迹计算结果，并根据瞄准光运行轨迹计算结果控制扫描电机，实现瞄准光按照预设轮廓输出；瞄准光按照预设轮廓输出后，闭合出光触发单元3，出光触发单元3发出出光触发信号至主控制器1，主控制器1能够接收出光触发信号并据此控制协处理器4根据出光参数进行扫描电机目的坐标计算和激光功率计算，然后发送扫描电机目的坐标计算结果和激光功率计算结果，激光电源单元接收协处理器4发送的激光功率计算结果并据此为激光管7提供电离所需电压，同时扫描电机驱动单元5接收扫描电机目的坐标计算结果并据此驱动扫描电机以实现以扫描形式输出激光扫描点图形；断开出光触发单元3后，再次输入操控指令、然后闭合出光触发单元3，如此往复直至该按键参数下的治疗完成。上述协处理器4根据出光参数进行扫描电机目的坐标计算和激光功率计算也可以在按键参数输入完成时计算。若外部指令不包括操控指令，则可以为：操作者按键参数输入后，主控制器1校验解析并发送出光参数，协处理器4根据出光参数计算得出瞄准光运行轨迹得到所有瞄准光运行轨迹计算结果、得到瞄准光亮度数据，协处理器4上预设有瞄准光启动信号，出光触发单元3发出出光触发信号至主控制器1，主控制器1能够接收出光触发信号并据此控制协处理器4根据出光参数进行扫描电机目的坐标计算和激光功率计算、和瞄准光启动信号、控制协处理器4在发送瞄准光运行轨迹计算结果和瞄准光启动信号一定时间后协处理器4再发送扫描电机目的坐标计算结果和激光功率计算结果。

激光电源单元6包括出光参数转化模块、功率输出模块和高压模块，还包括功率反馈模块及过流过压信号检测模块。出光参数转化模块连接协处理器4和功率输出模块，功率输出模块连接高压模块，高压模块连接激光管7，激光管7连接功率反馈模块和过流过压信号检测模块，过流过压信号检测模块连接出光参数转化模块和协处理器4，功率反馈模块连接主控制器1，功率反馈模块连接出光参数转化模块。

激光功率计算结果包括出光控制信号和DA值信号，按键参数的功率对应DA值信号，按键参数的出光方式对应出光控制信号。出光方式包括连续出光方式和调制脉冲出光方式。DA值信号即模拟电压信号，激光电源单元6根据模拟电压信号控制为激光管7提供电压，根据出光控制信号控制激光电源单元6为激光管7提供电压的时间，出光控制信号负责激光电源单元6何时开始出光。出光控制信号和DA值信号发送至出光参数转化模块，只有出光控制信号和DA值信号同时存在时，激光电源单元6才能够输出操作者需求的功率。

出光参数转化模块接收并转化协处理器4发送的DA值信号得到DA值转化信号并发送给功率输出模块，出光参数转化模块接收出光控制信号后发送给功率输出模块。功率输出模块用于实现高压模块与出光参数转化模块之间的隔离，同时在给定数值的一定范围内输出稳定的功率，具体为：功率输出模块接收出光参数转换模块发送的出光控制信号和DA值转化信号，然后功率输出模块输出稳定电压至高压模块。高压模块接收功率输出模块发送的稳定电压、对稳定电压进行放大(放大2.8～50倍，例如将400V或7kV放大至20kV)，放大的电压为电离激光管7所需电压，放大的电压作用在激光管7上，即高压模块为激光管7提供电离所需电压。

功率反馈模块采集激光管7的输出电流并将输出电流信号反馈至主控制器1，将激光管7电流变化实时传递主控制器1。过流过压信号检测模块用于判断激光管7电流是否超过给定电流阈值和电压是否超过给定电压阈值，若激光管7电流超过给定电流阈值或电压超过给定电压阈值，过流过压信号检测模块发送激光管超出阈值信号，激光管超出阈值信号发送至出光参数转换模块，出光参数转化模块接收激光管超出阈值信号，出光参数转化模块停止发送出光控制信号，同时过流过压信号检测模块发送过流过压报警信号至协处理器4，以使激光扫描控制系统获得激光管7过流过压情况。

激光治疗机的出光方式为连续出光方式时，激光电源单元6接收到出光控制信号为恒定数值的信号，相当于协处理器4得到的出光控制信号的形状和出光触发信号形状相同，协处理器4发送的出光控制信号和出光触发信号形式相同，激光电源单元6能够输出连续电压，如图3，多次闭合断开出光触发单元3，出光触发单元3闭合时出光触发信号为高电平，此时出光控制信号也为高电平，当出光触发单元3断开时出光触发信号为低电平，此时出光控制信号也为低电平。连续出光方式可进行功率的调节，也就是改变激光扫描点图形功率，不同的功率设定对应不同的DA值信号的大小，具体如图4所示，功率随着DA值信号高电平的值变化，其中DA值信号对应的模拟电压范围在0-5V，每个DA值对应一个模拟电压，不同模拟电压输出不同的出光功率，每个功率对应的模拟电压值预先标定在主控制器1存储器中。DA值越大，激光输出功率越大。

出光方式为调制脉冲出光方式时，出光控制信号为PWM信号，出光触发单元3闭合时出光触发信号为高电平，此时激光电源单元6接收到PWM信号，当出光触发单元3断开时出光触发信号为低电平，此时激光电源单元6接收不到PWM信号，如图5。调制脉冲出光方式下，激光电源单元6能够输出调制脉冲电压，改变出光控制信号占空比，即可改变激光管7出光平均功率值，功率越大，PWM信号占空比越大，每个功率对应的PWM信号脉冲宽度和脉冲间隔预先标定在主控制器1存储器中或者说，如图6，选择T0、T1、T2时间内的出光情况进行对比，T0时间内，由于出光控制信号的出光时间最短、脉冲间隔时间最长，因此其输出平均功率最低；T2时间内，由于出光控制信号的出光时间最长，脉冲间隔时间最短，因此其输出平均功率最高；调制脉冲出光能量对应DA值信号的高电平和出光控制信号的高电平。

本发明的激光扫描控制系统工作过程如下：激光治疗机开机后，自动配置出光参数，操作者可根据实际需求通过参数输入控件单元2输入按键参数，也就是选择出光的相关参数，其中包括瞄准光亮度调节、出光类型、扫描速度、输出激光扫描点图形形状等信息，操作者按下触摸屏上的“准备”按键后，参数输入控件单元2发送按键参数数据至主控制器1，主控制器1对按键参数数据进行校验后得到正确按键参数数据，对正确按键参数数据进行解析得到出光参数并发送出光参数至协处理器4，协处理器4根据出光参数进行瞄准光运行轨迹计算，计算完成后系统通过提示灯等提示允许激光发射，闭合出光触发单元3，协处理器4根据出光参数进行激光功率计算和扫描电机目的坐标计算，协处理器4将扫描电机目的坐标计算发送至过扫描电机驱动单元5，将激光功率计算结果发送至激光电源单元6，激光电源单元6根据激光功率计算结果激发激光管7，同时通过扫描电机驱动单元5中扫描电机的运动实现扫描图形激光的输出(激光以扫描形式输出激光扫描点图形)，直至扫描完成或直至断开出光触发单元3。

本发明的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统以功率标定的扫描图形出光方式，具有连续出光及调制脉冲出光两种形式，连续出光用于凝血和碳化，调制脉冲出光用于实现切割、汽化等功能，能够实现大面积扫描、深层次的治疗，同时，治疗过程中减少操作者来回移动显微手术适配器次数，具体能够实现36mm²大面积扫描无需操作者来回移动出光端。通过采以功率形式输出激光扫描点图形，实现激光治疗机对肥厚组织的治疗，提高激光治疗机的适用治疗范围，且治疗效果好。操作者不移动显微手术适配器时能够大面积扫描，实现不易拉伸部位的良好治疗。通过本发明一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统实现点阵二氧化碳激光输出扫描图形时不再以能量方式(对治疗处的作用效果以剥脱和刺激真皮层为目的出光)，而是以功率形式出光，其调节精细且范围广泛，可实现激光对患处的汽化、碳化和凝固等作用，从而可应对更多适应症。

Claims (10)

1.一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，包括主控制器、参数输入控件单元、出光触发单元、协处理器、扫描电机驱动单元、激光电源单元和激光管；参数输入控件单元用于输入按键参数得到按键参数数据并发送按键参数数据至主控制器；主控制器用于对按键参数数据进行校验、用于对校验得到的正确按键参数数据进行解析得到出光参数并发送出光参数至协处理器；协处理器用于根据出光参数进行计算得出瞄准光运行轨迹计算结果、激光功率计算结果和扫描电机目的坐标计算结果；扫描电机驱动单元用于接收瞄准光运行轨迹计算结果并据此驱动扫描电机以实现瞄准光轮廓的输出、用于接收扫描电机目的坐标计算结果并据此驱动扫描电机；出光触发单元闭合时能够发出出光触发信号至主控制器，主控制器能够接收出光触发信号并据此控制协处理器发送扫描电机目的坐标计算结果和激光功率计算结果，激光电源单元接收协处理器发送的激光功率计算结果并据此为激光管提供电离所需电压，同时扫描电机驱动单元接收扫描电机目的坐标计算结果并据此驱动扫描电机以实现以扫描形式输出激光扫描点图形。

2.如权利要求1所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，当所述出光触发单元未闭合时，扫描电机驱动单元接收协处理器发送的瞄准光运行轨迹计算结果并据此驱动扫描电机以实现瞄准光轮廓的输出。

3.如权利要求2所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，闭合所述出光触发单元时，协处理器根据出光参数进行激光功率计算和扫描电机目的坐标计算，并发送激光功率计算结果和扫描电机目的坐标计算结果。

4.如权利要求1所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，所述扫描形式为逐行扫描；同一行中第M个激光扫描点图形和第M-1个激光扫描点图形存在重合区域，位于N+1行的第M个激光扫描点图形和第N行第M个激光扫描点图形存在重合区域，M为≥2的整数，N为≥1的整数。

5.如权利要求4所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，所述同一行中第M个激光扫描点图形和第M-1个激光扫描点图形重合区域的面积为激光扫描点图形面积的X倍，位于N+1行的第M个激光扫描点图形和第N行第M个激光扫描点图形重合区域的面积为激光扫描点图形面积的Y倍，1/2<X<5/6，1/2<Y<5/6。

6.如权利要求1所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，所述激光功率计算结果包括出光控制信号和DA值信号，所述激光电源单元根据DA值信号控制其为激光管提供的电压的值，根据出光控制信号控制其为激光管提供电压的时间。

7.如权利要求6所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，所述协处理器能够发出和出光触发信号形式相同的出光控制信号，也能够发出PWM信号，当协处理器发出的出光控制信号和出光触发信号形式相同时，激光电源单元能够输出连续电压，当协处理器发出的出光控制信号为PWM信号时，激光电源单元能够输出调制脉冲电压。

8.如权利要求7所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，通过改变所述DA值信号高电平值的大小改变激光扫描点图形功率，通过改变PWM信号占空比改变激光扫描点图形平均功率。

9.如权利要求1所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，所述激光电源单元包括出光参数转化模块、功率输出模块和高压模块、功率反馈模块和过流过压信号检测模块，出光参数转化模块连接协处理器、功率输出模块、过流过压信号检测模块和功率反馈模块，功率输出模块连接高压模块，高压模块连接激光管，激光管连接功率反馈模块和过流过压信号检测模块；出光参数转化模块接收并转化协处理器发送激光功率计算结果，功率输出模块接收出光参数转换模块发送的激光功率计算结果并据此输出稳定电压至高压模块，高压模块对稳定电压进行放大为激光管提供电离所需电压，功率反馈模块采集激光管的输出电流并将激光管电流变化实时传递主控制器，过流过压信号检测模块用于判断激光管电流是否超过给定电流阈值和电压是否超过给定电压阈值，当激光管电流超过给定电流阈值和/或电压超过给定电压阈值时，过流过压信号检测模块发送激光管超出阈值信号至出光参数转换模块，同时发送过流过压报警信号至协处理器，出光参数转化模块停止发送激光功率计算结果。

10.如权利要求1所述的一种适用于显微手术适配器的激光扫描控制系统，其特征在于，所述协处理器能根据出光参数计算延迟时间，所述延迟时间为协处理器两次计算扫描电机目标坐标的间隔时间。

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