CN115736844A - 一种体表温度实时检测系统和检测方法 - Google Patents

Abstract

一种体表温度实时检测系统和检测方法涉及医疗设备技术领域，解决了现有用于激光治疗装置的体表温度实时检测操作不便等问题，检测系统包括：光学系统，能够调整激光光斑大小、能够滤除进入采样模块的散射光；采样模块，能够采集目标温度和环境温度，并能够将采集目标温度和环境温度发送至控制模块，所采集目标温度的区域范围等于最大激光光斑所照射的区域范围；控制模块，能够根据采样模块发送到其上的环境温度修正采样模块发送到其上的目标温度得到最终确定的目标温度，并能够将最终确定的目标温度发送至显示装置。本发明具有成本低、操作简单、能够屏蔽散射激光对监测的影响、能够实时监测激光光斑所照射的区域温度等优点。

Description

一种体表温度实时检测系统和检测方法

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，具体涉及一种体表温度实时检测系统和检测方法。

背景技术

激光类医疗器械是通过激光器所产生的激光对人体皮肤相关问题治疗的设备。根据辐射波长、功率及对人体组织器官作用的不同，激光治疗机可用于不同的医疗领域。例如激光脱毛、嫩肤、美白、提拉、紧致、溶脂、治疗红血丝、甲癣、血管性疾病等。

为达到更安全效果更好的治疗，医生往往会在治疗一定时间后，用温度枪测试激光治疗后的整个区域温度情况。这不仅操作不方便，而且存在监测位置不精确、监测温度不及时、受散射激光干扰等问题。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种体表温度实时检测系统和检测方法。

本发明为解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种体表温度实时检测系统，用于激光治疗装置，包括：

光学系统，能够调整激光光斑大小、能够滤除进入采样模块的散射光；

采样模块，能够采集目标温度和环境温度，并能够将采集目标温度和环境温度发送至控制模块，所采集目标温度的区域范围等于最大激光光斑所照射的区域范围；

控制模块，能够根据采样模块发送到其上的环境温度修正采样模块发送到其上的目标温度得到最终确定的目标温度，并能够将最终确定的目标温度发送至显示装置。

一种体表温度实时检测方法，采用所述的一种体表温度实时检测系统，所述检测方法包括如下步骤：

S1、一种体表温度实时检测系统上电后，控制模块先与采样模块进行握手通讯；

S2、采样模块获得一级修正系数、采集目标温度、采集环境温度；采样模块根据一级修正系数修正其采集的目标温度，得到一级修正后的目标温度；将一级修正后的目标温度和采集的环境温度发送至控制模块；

S3、控制模块将基础环境温度与接收到的采样模块发送的环境温度做比较，得到温度影响系数，根据温度影响系数对一级修正后目标温度进行补偿和修正得到最终确定的目标温度，将最终确定的目标温度发送至显示装置；

S4、重复S2和S3，直至一种体表温度实时检测系统下电。

本发明的有益效果是：

本发明的一种体表温度实时检测系统和方法，成本低、操作简单、能够屏蔽散射激光对监测的影响、能够实时监测激光光斑所照射的区域温度。对激光美容治疗设备在进行溶脂、提拉等治疗时能达到较好的治疗效果起到至关重要的作用。

附图说明

图1为本发明实施例二的一种体表温度实时检测系统的结构框图。

图2为本发明实施例二的一种体表温度实时检测系统的激光输出位置与采集模块监测位置间的关系示意图。

图3为本发明的一种体表温度实时检测方法的流程图。

图4为本发明的一种体表温度实时检测系统的采集模块输出目标温度、环境温度、机显温度与热成像仪监测的目标实际温度对比表

图5为本发明的一种体表温度实时检测系统的采集模块输出目标温度、环境温度、机显温度与热成像仪监测的目标实际温度对比图。

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。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

实施例一

本实施例提供一种体表温度实时检测系统，用于激光治疗装置，如图1和图2，包括光学系统、采样模块和控制模块。光学系统能够调整激光光斑大小、能够滤除进入采样模块的散射光。采样模块能够采集目标温度和环境温度，并能够将采集目标温度和环境温度发送至控制模块，所采集目标温度的区域范围等于最大激光光斑所照射的区域范围。控制模块能够根据采样模块发送到其上的环境温度修正采样模块发送到其上的目标温度得到最终确定的目标温度，并能够将最终确定的目标温度发送至显示装置。

作为一种优选实施例，通过光学系统滤除进入采样模块的散射光，使得所采集目标温度的区域等于最大激光光斑所照射的区域，也就是说，假设去除光学系统滤除进入采样模块的散射光的作用，采样模块采集目标温度的区域大于等于最大激光光斑所照射的区域。

实施例二

本实施例提供一种体表温度实时检测系统，用于激光治疗装置。如图1和图2，检测系统包括光学系统、采样模块和控制模块。光学系统能够调整激光光斑大小、能够滤除进入采样模块的散射光。采样模块能够采集目标温度和环境温度，并能够将采集目标温度和环境温度发送至控制模块，所采集目标温度的区域范围等于最大激光光斑所照射的区域范围。控制模块能够根据采样模块发送到其上的环境温度修正采样模块发送到其上的目标温度得到最终确定的目标温度，控制模块能够将最终确定的目标温度发送至显示装置。上述滤除进入采样模块的散射光的目的是防止散射光对采样模块采样的干扰。

上述激光治疗装置用于皮肤治疗、皮肤美容。激光治疗装置具有人机交互界面，控制模块得到的最终确定的目标温度通过人机交互界面显示。采样模块得到的目标温度和环境温度也能够通过人机交互界面显示。基于人机交互界面能够设置采样模块的温度提醒范围

采样模块将目标温度和环境温度通过485总线的方式上传给控制模块。485总线的握手方式采用“应答”和“主动上传”相结合的方式，即上电初期采用“应答方式”，采样模块先接到控制模块发送的询问命令后，才会上传回复命令，完成与控制模块的握手。握手成功后，采样模块采用“主动上传”的方式，定时将监测的目标温度和环境温度上传给控制模块，这样即保证了数据的实时性，又减轻了控制模块的工作，保证了数据的实时性和总线的稳定性。

采样模块能够对目标温度情况进行提醒，具体的，可在采样模块上设置若干个指示灯，作为温度提醒装置。作为一种实施例，采样模块能够根据采集的目标温度和目标温度提醒范围控制指示灯的亮灭。作为另一种实施例，用户通过人机交互界面设置温度提醒范围，温度提醒范围存于控制模块内，控制模块能够通过485总线将将温度提醒范围发给采集模块，可以是采集模块依据此范围对于采集的目标温度进行初步判断，并以不同颜色指示灯提示相应范围；还可以是控制模块根据温度提醒范围，再根据最终确定的目标温度或是根据采样模块发送至其上的目标温度(可以是未修正的目标温度或是一级修正后的目标温度)，得出指示灯控制指令，然后发送指示灯控制指令至采集模块，采集模块接收并据此控制指示灯，也就是说，控制模块能够根据目标温度和温度提醒范围进行分析判断，并根据分析判断的结果启动温度提醒装置。

上述光学系统、采样模块和控制模块均位于激光治疗装置上。激光治疗装置包括手具。光学系统包括光斑尺寸调整装置、用于滤除散射光的滤波器。光斑尺寸调整装置安装在手具出光端，用于调整手具输出光斑的大小，也就是调整落在目标面上光斑的范围。通过光斑尺寸调整装置和滤波器能够精度定位采样模块采集目标温度的监测部位。如图2，滤波器作为散射激光防护装置。

采样模块包括采样壳体、用于探测体表温度得到目标温度的第一传感器、用于探测环境温度的第二传感器、采样处理器。第一传感器采用红外传感器。第一传感器、第二传感器和采样处理器均位于采样壳体中，第一传感器和第二传感器连接采样处理器，将采集到的信息传输至采样处理器，采样处理器通过485总线连接控制模块，用于接收控制模块的命令和发送目标温度和环境温度数据至控制模块。采用模块能够和手具同步运动，能够采集激光治疗装置所照射的目标面的温度，采样壳体可安装在手具上，例如用过支撑杆连接手具外侧，或者，采样壳体连接光斑尺寸调整装置的外壳。滤波器可安装在采样模块上，具体安装在采样模块的前端，也可位于采样模块前侧，用于防止散射光对第一传感器采样的干扰，也可包括防止散射光对第二传感器采样的干扰。

光斑尺寸调整装置为透镜组，通过光斑尺寸调整装置能够确定激光输出的焦点位置，也就是获知了照射到人体上的光斑位置。散射激光防护装置安装位置需朝向焦点位置。由于红外传感器的D:S参数(距离与光斑之比)决定了红外传感器可监测的温度范围，通过红外传感器位置、散射激光防护装置安装位置的设置，能够实现采样模块能够采集的目标温度的区域等于最大激光光斑所照射的区域。

作为一种优选，采样模块获得照射到目标上光斑的光斑尺寸，具体为光斑尺寸调整装置用来调节输出激光在治疗面上呈现的光斑大小，同时将光斑尺寸反馈给采集模块，即光斑尺寸调整装置作为光斑尺寸调整反馈装置，采样模块获得光斑尺寸调整装置发送的光斑尺寸反馈信号。光斑为激光治疗装置发出的、且通过光学系统调整激光光斑大小的、最终照射到目标上的光斑。作为一种实施例，利用光电感应识别照射到目标上光斑的光斑尺寸，光斑尺寸调整反馈装置包括第一检测器和第一处理器，第一检测器检测不同光斑尺寸对应的器件(光斑尺寸调整反馈装置的某透镜)的位置变化信息并发送至第一处理器，第一处理器接收并据此识别实际光斑大小得到光斑尺寸反馈信号，然后将光斑尺寸反馈信号发送至采样模块。采样模块能够依据此光斑尺寸得到目标温度的一级修正系数。采样模块根据一级修正系数修正采集的目标温度，得到一级修正后目标温度，然后将一级修正后目标温度发送至控制模块，控制模块接收一级修正后目标温度并修正所述一级修正后目标温度(即二次修正目标温度)得到最终确定的目标温度。进一步的，采样模块能够将一级修正系数发送至控制系统，控制系统能够根据一级修正系数对一级修正后目标温度进行进一步的修正。

本发明中的采样模块确定监测温度范围，是通过采样模块监测激光光斑的尺寸换算成修正系数用于目标温度修正。由于采样模块采集的目标温度是基于激光最大输出光斑的范围，因此在同一治疗面上光斑、采集到目标温度间呈一定系数关系。

采样模块可监测实际输出的激光光斑直径，将实际光斑直径与基础光斑直径进行对比后形成一级修正系数。

设实际光斑直径为D1，基础光斑直径为D0，经验系数为δ，一级修正系数为α1，则：

设采集模块采集的目标温度为T1，经过一级修正后的目标温度为Tx，则：Tx＝T1×α1，即

上述基础光斑为最大激光光斑，也就是激光治疗装置通过光斑尺寸调整装置照射到人体形成的最大光斑，即满足预设要求(例如光功率等要求)的最大光斑，例：出光口与待照射点的距离固定，然后通过调节光斑尺寸调整装置得到最大光斑。

本实施例中，可依据治疗时的光斑尺寸反馈信号来调整目标温度的一级修正系数，达到监测范围与激光输出光斑相适应，以减少非激光作用区域温度干扰的目的。

进一步的，所述控制模块能够对采集模块进行标定并形成基础修正系数，具体为：控制模块将采样模块监测的目标温度与标准的热成像仪监测的目标温度对比，基于对比结果得到采集模块所采集目标温度的基础修正系数，控制模块存储基础修正系数，能够根据基础修正系数得出修正公式，所述修正公式用于修正采集模块发送至控制模块上的目标温度，得到最终确定的目标温度。控制模块能够根据基础修正系数通过对采集模块上传数据的补偿、修正处理来实现体表温度自动监测功能；同时能够在交互界面实现温度提醒范围的人为设置功能并能够控制人机交互界面及手具以文字、声音、指示灯等多种方式进行提示。控制模块的温度提醒根据修正后的温度和温度提醒范围得出分析判断结果，所述修正后的温度可以是一级修正的温度，也可以是控制模块对于一级修正温度进行进一步修正后的温度。

实施例三

本实施例提供了一种体表温度实时检测方法，该方法基于一种体表温度实时检测系统实现。

在一种体表温度实时检测系统进行正式检测步骤前，先进行标定，标定的具体步骤为：

在基础光斑、固定室温(例如25℃)条件下对采样模块进行标定，控制模块将采样模块监测的目标温度与标准的热成像仪监测温度对比，通过两温度的对比，可得到基础修正系数。通过两温度的对比可发现采集模块采集温度与标准热成像仪监测温度成一阶函数，同时可生成对于该采集模块的基础修正系数；例：设采集模块采集目标的目标温度为T1，热成像仪采集目标的温度为T2，依据经验公式：T2＝k×T1+b，可求出斜率k和截距b，k和b共同做为基础修正系数。将基础修正系数存于控制模块中，待后续测量工作中将采集的目标温度、环境温度、基础修正系数代入修正公式，进行补偿、修正处理。

一种体表温度实时检测方法，如图3，包括如下步骤：

步骤一、系统上电后，控制模块先与采样模块进行握手通讯，作为一种实施例，若握手失败则再次握手，连续5次握手失败后控制模块提示握手失败，但仍会进行握手工作直至关机或握手成功。

握手成功后，控制模块判断第一传感器是否已通信连接控制模块，如果连接则执行步骤二，否则退出体表温度自动监测。

步骤二、用户通过交互界面设置或重新设置温度提醒范围，将设置或重新设置的范围存于控制模块内并由下控制模块发给采集模块，执行步骤三；若不需要则跳过此步骤二。

步骤三、控制模块通过启动命令开启采样模块，采样模块获得光学系统发送的光斑尺寸反馈信号并据此得到一级修正系数。采样模块开始采集目标温度、采集环境温度。

采样模块通过对比实际的光斑(光斑尺寸反馈信号)与基础光斑，得到一级修正系数α1，采样模块根据一级修正系数对目标温度进行一级修正，将环境温度(T_环境)和一级修正后目标温度(Tx)通过485总线上传到控制模块，控制模块接收T_环境和Tx，并据此根据温度提醒范围进行分析得到指示灯控制命令，发送指示灯控制命令至采样模块，控制不同颜色指示灯点亮，进入步骤四；

步骤四、控制模块将接收到的环境温度与基础环境温度T_基础25摄氏度做比较，形成温度影响系数ΔTβ，即：ΔTβ＝(T_环境-T_基础)β，β表示真实的目标温度与采样模块的第一传感器所采集的目标温度间的经验系数，然后控制模块再将上传的一级修正后目标温度带入到数据修正公式中进行补偿、修正处理，数据修正公式包括温度影响系数和基础修正系数。例：接收到的目标温度Tx，经过控制模块进行补偿、修正处理后得到的目标温度为T，则：T＝(k×Tx+b)×ΔTβ，T作为最终确定的目标温度。处理后将最终确定的显示到用户交互界面上，执行步骤五；

步骤五、重复步骤三至步骤四，直到关机；结束。

上述步骤三和步骤四之间包括数据校验的步骤，具体过程为：控制模块接到环境温度和一级修正后的目标温度后对数据进行校验，校验失败的则记录校验失败次数，连续3次失败则控制模块会提示数据异常，命令采集模块重启工作，同时控制采集模块重新初始配置，若失败次数未超过3次则继续等待采集模块发送回的数据进行校验。校验成功后进入步骤四；

需要说明的是，实施例三中的部分实施例，也可对应适用于实施例一和实施例二，故未在实施例一和实施例二中展开说明。

图4和图5所示为一定能量和频率下来回扫描出光，采集模块输出目标温度、环境温度、经过修正的机显温度T与热成像仪监测的目标实际温度对比图表。由图表可见通过修正后的目标温度与热成像仪监测的目标实际温度更为贴近。图5(a)表示基础光斑下本发明监测的温度和热成像仪监测温度的对比图，图5(b)表示除基础光斑外其他光斑在本发明监测的温度和热成像仪监测温度的对比图，图5(a)和图5(b)中最上侧的两条对应机显目标温度和热成像仪监测温度，存在大幅重叠，采集模块输出的一级修正后的目标温度略低于机显目标温度和热成像仪监测温度。

本发明的一种体表温度实时检测系统和方法中，成本低、操作简单、监测定位精确、监测数据实时性强、能够屏蔽散射激光对监测的影响。对激光美容治疗设备在进行溶脂、提拉等治疗时能达到较好的治疗效果起到至关重要的作用。

采样模块上用于采集目标温度的传感器可监测温度的位置是激光输出的治疗面，且监测范围与激光输出的最大光斑相同，这样就可以精确定位激光作用位置的温度，屏蔽其它非激光作用位置温度的干扰。

本发明对激光输出的特定位置进行温度监测、环境温度参与修正、防止散射激光的干扰；实现了在激光治疗过程中对精确治疗位置的温度自动监测和超温提示。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种体表温度实时检测系统，其特征在于，用于激光治疗装置，包括：

光学系统，能够调整激光光斑大小、能够滤除进入采样模块的散射光；

采样模块，能够采集目标温度和环境温度，并能够将采集目标温度和环境温度发送至控制模块，所采集目标温度的区域范围等于最大激光光斑所照射的区域范围；

控制模块，能够根据采样模块发送到其上的环境温度修正采样模块发送到其上的目标温度得到最终确定的目标温度，并能够将最终确定的目标温度发送至显示装置。

2.如权利要求1所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，所述控制模块与采样模块通过485总线通信连接，控制模块与采样模块能够进行握手通讯，当控制模块与采样模块后，采样模块能够主动将目标温度和环境温度发送至控制模块。

3.如权利要求1所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，所述采样模块能够获得照射到目标上光斑的光斑尺寸，并据此得到目标温度的一级修正系数。

4.如权利要求3所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，所述光学系统能够获得光斑尺寸反馈信号并将光斑尺寸反馈信号发送至采样模块，所述光斑尺寸反馈信号包括照射到目标上光斑的光斑尺寸信息，采样模块能够根据光斑尺寸反馈信号和最大光斑尺寸得到目标温度的一级修正系数，采样模块能够根据一级修正系数和目标温度得到一级修正的目标温度。

5.如权利要求4所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，所述一级修正系数为α1，Tx＝T1×α1，

其中，T1为采集模块采集的目标温度，Tx为一级修正后的目标温度，D1为照射到目标上光斑的直径，D0为最大光斑直径，δ为经验系数。

6.如权利要求1至5中任意一项所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，所述控制模块根据温度影响系数ΔTβ修正采样模块发送到其上的目标温度，

ΔTβ＝(T_环境-T_基础)β

其中，β表示真实的目标温度与采样模块所采集的目标温度间的经验系数，T_环境表示采样模块发送到控制模块上的环境温度，T_基础表示基础环境温度。

7.如权利要求6所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，最终确定的目标温度T为：T＝(k×Tx+b)×ΔTβ，所述采集模块采集目标的目标温度T1和标准热成像仪采集目标的温度T2成一阶函数且T2＝k×T1+b，其中，k表示一阶函数的斜率，b表示一阶函数的截距。

8.如权利要求1所述的一种体表温度实时检测系统，其特征在于，所述采集模块上设有温度提醒装置，控制模块上载有温度提醒范围，控制模块能够根据采样模块发送到其上的目标温度和温度提醒范围进行分析判断，并根据分析判断的结果启动温度提醒装置。

9.一种体表温度实时检测方法，其特征在于，采用权利要求1至8中任意一项所述的一种体表温度实时检测系统，所述检测方法包括如下步骤：

S1、一种体表温度实时检测系统上电后，控制模块先与采样模块进行握手通讯；

S2、采样模块获得一级修正系数、采集目标温度、采集环境温度；采样模块根据一级修正系数修正其采集的目标温度，得到一级修正后的目标温度；将一级修正后的目标温度和采集的环境温度发送至控制模块；

S3、控制模块将基础环境温度与接收到的采样模块发送的环境温度做比较，得到温度影响系数，根据温度影响系数对一级修正后目标温度进行补偿和修正得到最终确定的目标温度，将最终确定的目标温度发送至显示装置；

S4、重复S2和S3，直至一种体表温度实时检测系统下电。

10.如权利要求9所述的一种体表温度实时检测方法，其特征在于，所述S1和S2之间还包括设置温度提醒范围并存于控制模块的步骤；S3还包括温度提醒的步骤，具体为：控制模块根据温度提醒范围和修正后的目标温度进行分析判断，根据分析判断结果通过采样模块进行温度提醒。

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