CN113827184A - 一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，光声设备初始化先进行一次超声信号的发射和回传超声信号的采集，通过统计回传近场信号的平均值，并与设定值比较，若回传近场信号的平均值大于设定值，则判断为探头未接触人体皮肤光声设备不发射激光，光声设备进入循还发射超声，接收回传超声信号和判断探头是否接触人体皮肤阶段，直至探头已接触人体皮肤，光声设备正常发射激光，采集光声信号和后续光声&超声数据处理。此外，在光声设备正常工作的每一周期依旧持续统计超声回传近场信号的平均值，一旦检测到超声回传近场信号的平均值大于设定值，激光停止出光。本发明从使用层面避免激光泄露，且不存在操作失误导致的激光泄露风险。
Description
技术领域
本发明涉及声光设备技术领域，尤其涉及一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法。
背景技术
光声成像（photoacoustic imaging, PAI）是近年来迅猛发展的一种新型无损伤、无辐射成像方法，其结合了超声检查的高空间分辨率和光学成像的高对比度，能从大多数组织中采集功能和分子信息，提供高特异性的组织影像。
但是PAI设备在临床应用中存在高能激光泄露的风险，当高能激光直射人眼时会对人眼造成不可逆的损伤，目前已有的解决方案仅为佩戴激光防护眼镜，但是因为激光眼镜存在漏戴忘戴可能，所以总体来说在光声设备的激光安全防护方面还存在一些优化空间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法。
本发明采用的技术方案是：
一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，包括以下步骤：
步骤1，光声设备上电并接收检查指令，
步骤2，当前周期开始时光声设备发送一次超声信号，采集回传超声信号并计算得到回传近场信号值；
步骤3，将回传近场信号值与设定的平均值比较；当回传近场信号值大于设定值，则判断为探头未接触人体皮肤，此时光声设备不发射激光并执行步骤2；当回传近场信号值小于设定值，则判断为探头已接触人体皮肤，此时光声设备就正常发射激光并执行步骤4，
步骤4，进行当前周期的光声信号采集、后续光声及超声数据处理，并进入下一周期并执行步骤2。
进一步地，步骤2中光声设备通过压电模块的每个阵列采集近场回传超声信号。
进一步地，步骤2中回传近场信号值为每个阵列采集近场回传超声信号的统计平均值。
进一步地，步骤3中当判断探头未接触人体皮肤且光声设备不发射激光后，检查是否收到冻结指令；是则，光声设备进入待机状态；否则，执行步骤2。
进一步地，步骤4中进入下一周期前先检查是否收到冻结指令；是则，光声设备进入待机状态；否则，进入下一周期并执行步骤2。
进一步地，步骤4一个周期为200ms。
本发明采用以上技术方案，在光声成像设备完成开机初始化流程后，接收到上位机下发的检查指令，首先会先进行一次超声信号的发射和回传超声信号的采集，通过统计回传近场信号的平均值，并与设定值比较，若回传近场信号的平均值大于设定值，则判断为探头未接触人体皮肤，此时光声设备不发射激光，光声设备进入循还发射超声，接收回传超声信号和判断探头是否接触人体皮肤阶段，直至统计超声回传近场信号的平均值小于设定值，则判断为探头已接触人体皮肤，此时光声设备就正常发射激光，采集光声信号和后续光声&超声数据处理。此外，在光声设备正常工作的每一周期依旧持续统计超声回传近场信号的平均值，一旦检测到超声回传近场信号的平均值大于设定值，则说明此时探头又一次离开人体，激光停止出光，确保检查结束后在操作人员忘了下达冻结命令时不会发生激光误出光的情况。本发明从使用层面避免激光泄露，且不存在操作失误导致的激光泄露风险，在确保安全的前提下不影响正常的光声扫描，可应用在所有角度和体位的光声扫描中。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明；
图1为探头未接触人体皮肤超声成像示意图；
图2为探头接触人体皮肤超声成像示意图。
图3为本发明一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法的流程示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
如图1和图2所示，光声设备在工作过程中一般会周期性(约200ms)交替地向人体组织发射激光和超声信号，分别采集回传的光声和超声信号，最后通过一定算法对回传的光声和超声信号处理分析并融合成像。当光声设备处于工作状态但探头未接触人体皮肤时，发出的超声信号传输到探头表面时大部分会反射回去，因此会在探头内部的压电转换模块和探头表面超声之间形成来回震荡超声波，此时压电模块的每个阵列都可采集到很强的近场超声回波信号，此时成像如图1所示； 当探头接触人体皮肤时，发出的超声信号穿过人体组织，经人体组织反射的声波能量大幅度衰减，且由于不同组织结构时反射的声波能量存在很大差异，此时压电模块的采集到的超声信号都较弱且每个阵列采集的超声信号大小不尽相同，成像如图2所示。
如图3所示，本发明公开了一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，包括以下步骤：
步骤1，光声设备上电并接收检查指令，
步骤2，当前周期开始时光声设备发送一次超声信号，采集回传超声信号并计算得到回传近场信号值；
步骤3，将回传近场信号值与设定的平均值比较；当回传近场信号值大于设定值，则判断为探头未接触人体皮肤，此时光声设备不发射激光并执行步骤2；当回传近场信号值小于设定值，则判断为探头已接触人体皮肤，此时光声设备就正常发射激光并执行步骤4，
步骤4，进行当前周期的光声信号采集、后续光声及超声数据处理，并进入下一周期并执行步骤2。
进一步地，步骤2中光声设备通过压电模块的每个阵列采集近场回传超声信号。
进一步地，步骤2中回传近场信号值为每个阵列采集近场回传超声信号的统计平均值。
进一步地，步骤3中当判断探头未接触人体皮肤且光声设备不发射激光后，检查是否收到冻结指令；是则，光声设备进入待机状态；否则，执行步骤2。
进一步地，步骤4中进入下一周期前先检查是否收到冻结指令；是则，光声设备进入待机状态；否则，进入下一周期并执行步骤2。
进一步地，步骤4一个周期为200ms。
本发明采用以上技术方案，在光声成像设备完成开机初始化流程后，接收到上位机下发的检查指令，首先会先进行一次超声信号的发射和回传超声信号的采集，通过统计回传近场信号的平均值，并与设定值比较，若回传近场信号的平均值大于设定值，则判断为探头未接触人体皮肤，此时光声设备不发射激光，光声设备进入循还发射超声，接收回传超声信号和判断探头是否接触人体皮肤阶段，直至统计超声回传近场信号的平均值小于设定值，则判断为探头已接触人体皮肤，此时光声设备就正常发射激光，采集光声信号和后续光声&超声数据处理。此外，在光声设备正常工作的每一周期依旧持续统计超声回传近场信号的平均值，一旦检测到超声回传近场信号的平均值大于设定值，则说明此时探头又一次离开人体，激光停止出光，确保检查结束后在操作人员忘了下达冻结命令时不会发生激光误出光的情况。本发明从使用层面避免激光泄露，且不存在操作失误导致的激光泄露风险，在确保安全的前提下不影响正常的光声扫描，可应用在所有角度和体位的光声扫描中。
显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
Claims (6)
1.一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，其特征在于：其包括以下步骤：
步骤1，光声设备上电并接收检查指令，
步骤2，当前周期开始时光声设备发送一次超声信号，采集回传超声信号并计算得到回传近场信号值；
步骤3，将回传近场信号值与设定的平均值比较；当回传近场信号值大于设定值，则判断为探头未接触人体皮肤，此时光声设备不发射激光并执行步骤2；当回传近场信号值小于设定值，则判断为探头已接触人体皮肤，此时光声设备就正常发射激光并执行步骤4，
步骤4，进行当前周期的光声信号采集、后续光声及超声数据处理，并进入下一周期并执行步骤2。
2.根据权利要求1所述的一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，其特征在于：步骤2中光声设备通过压电模块的每个阵列采集近场回传超声信号。
3.根据权利要求2所述的一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，其特征在于：步骤2中回传近场信号值为每个阵列采集近场回传超声信号的统计平均值。
4.根据权利要求1所述的一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，其特征在于：步骤3中当判断探头未接触人体皮肤且光声设备不发射激光后，检查是否收到冻结指令；是则，光声设备进入待机状态；否则，执行步骤2。
5.根据权利要求1或4所述的一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，其特征在于：步骤4中进入下一周期前先检查是否收到冻结指令；是则，光声设备进入待机状态；否则，进入下一周期并执行步骤2。
6.根据权利要求1所述的一种适用于光声成像系统的激光出光保护方法，其特征在于：步骤4一个周期为200ms。
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