CN118021437A - 一种激光点阵输出方法、装置及激光治疗仪 - Google Patents

一种激光点阵输出方法、装置及激光治疗仪 Download PDF

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CN118021437A CN202410435091.5A CN202410435091A CN118021437A CN 118021437 A CN118021437 A CN 118021437A CN 202410435091 A CN202410435091 A CN 202410435091A CN 118021437 A CN118021437 A CN 118021437A
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熊昕
王晓沛
张峻洪
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Wuhan Miracle Laser Technology Co ltd
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Abstract

一种激光点阵输出方法、装置及激光治疗仪,涉及激光点阵祛疤技术领域,方法包括:待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。本发明大光斑和小光斑交替进行,提高疤痕的治疗效果,缩短治疗时间。

Description

一种激光点阵输出方法、装置及激光治疗仪
技术领域
本申请涉及激光点阵祛疤技术领域,具体涉及一种激光点阵输出方法、装置及激光治疗仪。
背景技术
二氧化碳(CO2)激光的作用原理主要是组织中的水分吸收激光的能量后,被加热成水蒸汽,产生汽化剥脱,剩余的热量可以产生凝固,封闭血管,刺激I型胶原和III型胶原的新生。有大量的临床研究显示,剥脱型激光的单次治疗效果优于非剥脱型,可以大大缩短疗程,为患者节省时间和费用。但是需要注意的是,剥脱型激光的恢复期较长,全层的治疗容易产生色沉、色脱、甚至是瘢痕。这大大限制了CO2激光在临床的推广,为了减轻其副作用,点阵技术诞生了。
点阵技术产生阵列样排列的微小光束,光束之间留有正常皮肤。因而激光产生热损伤后,周围的正常组织可以启动横向修复机制,上皮细胞迅速爬行,加速损伤的皮肤恢复,还可使胶原纤维和弹力纤维增生重新排列。因此,将点阵技术用于CO2激光,有停工期更短、副作用更小的优势。
市面上大多常见的CO2点阵激光的最大输出能量100mJ左右,仅采用剥脱方式输出,由于其输出能量以及工作方式的限制,在一些严重的疤痕(比如烧伤疤痕)的临床应用中临床效果不显著,治疗周期相对较长。
发明内容
本申请提供一种激光点阵输出方法、装置及激光治疗仪,可以解决现有技术中存在的仅采用剥脱方式输出,对于严重的疤痕治疗效果不明显的技术问题。
第一方面,本申请实施例提供一种激光点阵输出方法,包括步骤:将待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述奇数行区域的输出步骤包括:
A1.输出一个第一小光斑,与所述第一小光斑同圆心输出一个第一大光斑;
A2.以上一轮输出的小光斑为基础,在X轴方向依次等间距输出第二小光斑和第三小光斑,第二小光斑和第三小光斑都与所述第一小光斑纵坐标相同;所述第三小光斑输出后,同圆心输出一个第二大光斑;
重复所述A2直至最后一个第二大光斑输出完成。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述偶数行区域的输出步骤包括:
B1.在偶数行区域的Y轴方向输出第四小光斑、第五小光斑和第六小光斑,再以所述第五小光斑同圆心输出一个第三大光斑;其中,所述第四小光斑和所述第六小光斑横坐标相同、且位于所述第六小光斑上方;所述第五小光斑和上一行奇数行区域中一个第二小光斑横坐标相同;
B2.以上一轮输出的三个小光斑之间的位置关系为基础,在X轴方向按照所述间距输出第七小光斑、第八小光斑和第九小光斑,所述第七小光斑和所述第九小光斑横坐标相同;所述第八小光斑和上一行奇数行区域中一个第三小光斑横坐标相同;
B3.以上一轮输出的三个小光斑之间的位置关系为基础,在X轴方向按照所述间距输出第十小光斑、第十一小光斑和第十二小光斑,再以所述第十一小光斑同圆心输出一个第四大光斑;其中,所述第十小光斑和所述第十二小光斑横坐标相同、且位于所述第十二小光斑上方;所述第十一小光斑和上一行奇数行区域中一个第二小光斑横坐标相同;
重复所述B2和B3直至最后一个第四大光斑输出完成;并且,所述B1中第五小光斑对应的第二小光斑和所述B3中第十一小光斑对应的第二小光斑位于同一个第二大光斑内,且横坐标不同。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述第四小光斑、第七小光斑和第十小光斑,分别位于偶数行区域的大光斑与上一行奇数行区域的大光斑交叠的部分;所述第六小光斑、第九小光斑和第十二小光斑分别位于偶数行区域的大光斑与下一行奇数行区域的大光斑交叠的部分。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述偶数行区域每一轮输出的三个小光斑的输出顺序为:自上而下依次输出,或者,先输出纵坐标最小的小光斑、再输出纵坐标最大的小光斑,最后输出纵坐标在中间的小光斑。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述间距为,其中r为所述大光斑的半径,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线上的距离。
结合第一方面,在一种实施方式中,采用具有射频激励电源的激光治疗仪在待治疗区域按行输出光斑形成激光点阵,所述输出的激光点阵的总能量E= E1+E2,其中,E1为激光点阵中小光斑的输出能量,E2为激光点阵中大光斑的输出能量,所述E1不超过220mJ,所述E2不超过20mJ。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述激光点阵中小光斑的输出能量E1对应有第一映射值,所述第一映射值通过V1×t×S1×N1计算获得,其中,V1为形成所述小光斑的射频激励电源的驱动电压值,t为激光的脉宽值,S1为所述小光斑的面积,N1为所述激光点阵中小光斑的数量。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述激光点阵中大光斑的输出能量E2对应有第二映射值,所述第二映射值通过V2×t×S2×N2×(1-η)2计算获得,其中,V2为所述大光斑的射频激励电源的驱动电压值,t为激光的脉宽值,S2为所述大光斑的面积, N2为所述激光点阵中大光斑的数量,η为大光斑在待治疗区域的覆盖率。
结合第一方面,在一种实施方式中,所述大光斑在待治疗区域的覆盖率η的计算公式为:η=d/(2r)×100%,其中d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线方向上的距离,r为单个大光斑的半径。
第二方面,本申请实施例提供一种激光点阵输出装置,所述装置包括:
小光斑输出模块,其用于在待治疗区域输出深层剥脱的小光斑;
大光斑输出模块,其用于在待治疗区域输出表层微剥脱的大光斑;
控制模块,其用于将待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,控制所述小光斑输出模块和所述大光斑输出模块在每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。
第三方面,本申请还提出一种激光治疗仪,包括:
二氧化碳激光器,其用于发射激光;
振镜固定支架,其安装有X方向振镜和Y方向振镜,所述X方向振镜和Y方向振镜用于实现所述激光的偏转,所述振镜固定支架还设有出光口;
镜片固定板,其安装有短聚焦镜片和长聚焦镜片,所述短聚焦镜片用于使所述激光在待治疗区域形成小光斑,所述长聚焦镜片用于使所述激光在待治疗区域形成大光斑;
驱动电机,其驱动轴连接所述镜片固定板,且所述驱动轴位于短聚焦镜片和长聚焦镜片连线的中心位置;所述驱动轴带动所述镜片固定板旋转,且每次旋转后,短聚焦镜片或长聚焦镜片位于所述出光口正前方。
结合第三方面,在一种实施方式中,所述镜片固定板两端均安装有槽型对射式光电开关,当所述短聚焦镜片和所述长聚焦镜片在旋转切换位置时,各槽型对射式光电开关会收到对应的不同信号,判断聚焦镜片是否旋转到位。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果包括:
通过在待治疗区域按奇数行区域和偶数行区域输出光斑形成激光点阵,且每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,生成相邻大光斑局部交叠,交叠部分内有小光斑形成的排布。采用深层剥脱和表层微剥脱共同作用,相较于单独的深层剥脱方式,恢复时间更短。深层剥脱对疤痕凹陷的部分起到填谷的作用,表层微剥脱对于疤痕凸出的部分实现磨削,大光斑和小光斑交替进行,使得深层剥脱和表层微剥脱几乎同时输出,缩短治疗时间,提高疤痕的治疗效果,使修复后的疤痕更加平滑,尤其是严重疤痕。
附图说明
图1为本申请实施例中深层剥脱的小光斑和表层微剥脱的大光斑的示意图;
图2为本申请激光点阵中奇数行区域和偶数行区域的光斑输出实施例的局部放大示意图;
图3为本申请激光治疗仪实施例的示意图;
图4为本申请实施例中小光斑和大光斑的形成示意图;
图5为本申请实施例中小光斑和大光斑的打点示意图;
图6为本申请实施例激光点阵中角度示意图。
附图标记:
F、表层微剥脱的大光斑,H、深层剥脱的小光斑,
G1、第一小光斑,G2、第二小光斑,G3、第三小光斑,G4、第四小光斑, G5、第五小光斑,G6、第六小光斑,G7、第七小光斑,G8、第八小光斑,G9、第九小光斑,G10、第十小光斑、G11、第十一小光斑,G12、第十二小光斑,
L1、第一大光斑,L2、第二大光斑,L3、第三大光斑,L4、第四大光斑,
r、大光斑的半径,
d、两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线方向上的距离,
S1、小光斑的面积,S2、大光斑的面积,
1、振镜固定支架,11、X方向振镜,12、Y方向振镜,13、出光口,
2、镜片固定板,21、短聚焦镜片,22、长聚焦镜片,
3、驱动电机,31、驱动轴,4、待治疗区域。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,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,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
首先,对本申请中的部分技术术语进行解释说明,以便于本领域技术人员理解本申请。
深层剥脱:是指激光能量能够深入皮肤的真皮层甚至更深层次的治疗方式,通过产生热效应,刺激皮肤产生胶原纤维收缩和新生。
表层微剥脱:主要作用于皮肤表层,通过激光束的微小能量,精细地剥脱皮肤表层的微层,以达到清洁和除去表层结构的效果。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
第一方面,本申请实施例提供一种激光点阵输出方法。
一实施例中,参照图1,图1为本申请深层剥脱的小光斑和表层微剥脱的大光斑的示意图。如图1所示,大圆圈表示大光斑,小圆圈表示小光斑,F表示打在皮肤组织的表层微剥脱的大光斑,H表示打在皮肤组织的深层剥脱的小光斑,激光点阵输出方法包括:
将待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。
本实施例中,所有大光斑的尺寸相同,所有小光斑的尺寸相同,各行区域内均有一行大光斑。
本实施例中,每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,深层剥脱的小光斑的输出能量高、峰值功率高,对周围组织损伤相对更小,可以达到凹陷组织填谷的效果;同时,表层微剥脱的大光斑,其光斑面积较大而且光斑覆盖,能够达到凸出组织削峰且修复的效果。大光斑和小光斑交替输出形成激光点阵,即剥脱填谷、微剥脱磨削交替进行,间隔时间短,几乎一次完成,缩短治疗时间,而且修复后的疤痕区域相对更加平滑。本实施例解决了现有技术中存在的仅采用剥脱方式输出,对于严重的疤痕治疗效果不明显的技术问题。
为了更清楚的描述,本申请以第一个奇数行区域中第一个大光斑的圆心为原点(0,0),以第一个奇数行区域中大光斑的圆心所在直线为X轴,所有奇数行区域中第一个大光斑的圆心所在直线为Y轴,进行各光斑的描述。
进一步地,一实施例中,参照图2,图2为本申请激光点阵中奇数行区域和偶数行区域的光斑输出实施例的局部放大示意图。如图2所示,激光点阵输出中,奇数行区域的输出步骤如下:
A1.输出一个第一小光斑G1,与该第一小光斑G1同圆心输出一个第一大光斑L1。
A2.以上一轮输出的小光斑为基础,在X轴方向依次等间距输出第二小光斑G2和第三小光斑G3(如图2中奇数行区域的虚线框所示),第二小光斑G2和第三小光斑G3都与第一小光斑G1纵坐标相同;第三小光斑G3输出后,同圆心输出一个第二大光斑L2。
A3.判断是否输出最后一个第二大光斑L2,如果否,转入A2;如果是,结束。
可以理解的是,在步骤A1输出一个第一小光斑G1之后,以步骤A2的形式,多轮重复输出第二小光斑G2和第三小光斑G3,而输出的间距以上一轮输出的小光斑为基础。因此,只有第一轮输出的第二小光斑G2以第一小光斑G1为等间距的基础,第一轮的第二小光斑G2输出后,等间距输出第三小光斑G3,再输出第二大光斑L2。然后重复步骤A2,即本轮输出第二小光斑G2,其与上一轮输出的第三小光斑G3等间距,再以本轮输出的第二小光斑G2为基础,等间距输出第三小光斑G3,再输出本轮的第二大光斑L2。
进一步的,如图6所示,上述间距为,其中r为大光斑的半径,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线上的距离。
本实施例中,可以根据待治疗区域的面积确定大光斑和小光斑的半径,以大光斑覆盖整个待治疗区域、相邻大光斑之间有所重叠、以及重叠部分可以设置一个小光斑为原则。
进一步地,一实施例中,如图2所示,激光点阵输出中,偶数行区域的输出步骤如下:
B1.在偶数行区域的Y轴方向输出三个小光斑(如图2中偶数行区域的第一个虚线框所示),分别为第四小光斑G4、第五小光斑G5和第六小光斑G6,再与第五小光斑G5同圆心输出一个第三大光斑L3。其中,第四小光斑G4和第六小光斑G6横坐标相同、且第四小光斑G4且位于第六小光斑G6上方;第五小光斑G5和上一行奇数行区域中一个第二小光斑G2的横坐标相同,且第五小光斑G5位于该第二小光斑G2的下方。
B2.以上一轮输出的三个小光斑之间的位置关系为基础,在X轴方向按照相同的间距输出第七小光斑G7、第八小光斑G8和第九小光斑G9,第七小光斑G7和第九小光斑G9横坐标相同。第八小光斑G8和上一行奇数行区域中一个第三小光斑G3横坐标相同,且第八小光斑G8位于该第三小光斑G3下方。
B3.以上一轮输出的三个小光斑之间的位置关系为基础,在X轴方向按照相同间距输出第十小光斑G10、第十一小光斑G11和第十二小光斑G12,再以第十一小光斑G11同圆心输出一个第四大光斑L4。其中,第十小光斑G10和第十二小光斑G12横坐标相同、且第十小光斑G10位于第十二小光斑G12上方。第十一小光斑G11和上一行奇数行区域中另一个第二小光斑G2横坐标相同,且第十一小光斑G11位于该第二小光斑G2的下方。
重复上述步骤B2和B3直至最后一个第四大光斑L4输出完成。并且,步骤B1中第五小光斑G5对应的第二小光斑和步骤B3中第十一小光斑G11对应的第二小光斑G2,位于同一个第二大光斑L2内,且横坐标不同。
可以理解的是,每一轮输出的三个小光斑彼此之间的位置关系不变,下一轮输出的三个小光斑相当于上一轮输出的三个小光斑在X轴上的整体平移,且间距相同。上述间距为,其中r为大光斑的半径,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线上的距离。
在步骤B1输出完三个小光斑和一个大光斑之后,多轮交替输出步骤B2和B3。那么,只有步骤B2第一轮输出的第七小光斑G7、第八小光斑G8和第九小光斑G9,分别以步骤B1中的第四小光斑G4、第五小光斑G5和第六小光斑G6为基础,进行等间距输出。步骤B3输出的第十小光斑G10、第十一小光斑G11和第十二小光斑G12,分别以步骤B2中第七小光斑G7、第八小光斑G8和第九小光斑G9为基础等间距输出。重复时,步骤B2之后每轮输出的第七小光斑G7、第八小光斑G8和第九小光斑G9,分别以步骤B3输出的第十小光斑G10、第十一小光斑G11和第十二小光斑G12为基础等间距输出。
进一步的,上述第四小光斑G4、第七小光斑G7和第十小光斑G10,分别位于偶数行区域的大光斑与上一行奇数行区域的大光斑交叠的部分。上述第六小光斑G6、第九小光斑G9和第十二小光斑G12分别位于偶数行区域的大光斑与下一行奇数行区域的大光斑交叠的部分。
进一步的,上述偶数行区域每一轮输出的三个小光斑的输出顺序可以根据实际情况来设置,可以是自上而下依次输出,例如在步骤B2中,依次输出第七小光斑G7、第八小光斑G8和第九小光斑G9。还可以是先输出纵坐标最小的小光斑、再输出纵坐标最大的小光斑,最后输出纵坐标在中间的小光斑;例如在步骤B2中,先输出第七小光斑G7,再输出第九小光斑G9,最后输出第八小光斑G8。
此外,如图5和图6所示,位于同一行区域的两个相邻大光斑交叠的部分,其在相邻行区域恰好对应一个大光斑,这三个大光斑相互交叠,并且三个大光斑的圆心位于一个等边三角形的顶点。
按照上述步骤,将奇数行区域和偶数行区域交替输出,直至待治疗区域中最后一行的最后一个大光斑输出完毕,完成激光点阵对整个待治疗区域的覆盖。
上述两个实施例中,通过奇数行区域和偶数行区域交替输出,相邻大光斑之间有所重叠,并且重叠部分设置一个小光斑,可满足激光点阵的打点密度,可以更好的覆盖待治疗区域,临床效果相对更好。
进一步的,一实施例中,可以使用超脉冲二氧化碳激光治疗仪,在待治疗区域按行输出光斑形成激光点阵。采用射频(RF)激励电源,输出的激光点阵的总能量E= E1+E2,其中,E1为激光点阵中所有深层剥脱的小光斑的输出能量,E2为激光点阵中所有表层微剥脱的大光斑的输出能量。
本实施例中,采用超脉冲模式的激光,E1最大可达220mJ,较大的能量适用于一些严重的疤痕治疗。E2最大不超过20mJ,较小的能量可满足浅层组织临床的安全性的同时,在平滑皮肤凸起组织的临床表现积极的效果。
进一步的,一实施例中,激光点阵中小光斑的输出能量E1对应有第一映射值,第一映射值通过V1×t×S1×N1计算获得,其中,V1为形成小光斑的射频激励电源的驱动电压值,t为激光的脉宽值,S1为小光斑的面积(如图4所示),N1为所述激光点阵中小光斑的数量。优选的,t可以设置为220μs。二氧化碳激光治疗仪可以有几种供选择的E1值,各E1对应有唯一的第一映射值,二者之间是无符号运算的映射关系。
进一步的,一实施例中,激光点阵中大光斑的输出能量E2对应有第二映射值,第二映射值通过V2×t×S2×N2×(1-η)2计算获得,其中,V2为大光斑的射频激励电源的驱动电压值,t为激光的脉宽值,S2为大光斑的面积(如图4所示),N2为激光点阵中大光斑的数量,η为大光斑在待治疗区域的覆盖率。其中,大光斑在待治疗区域的覆盖率η的计算公式为:η=d/(2r)×100%,其中,如图5和图6所示,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线方向上的距离,r为单个大光斑的半径。优选的,η可以设置范围20%~50%,t可以设置为220μs。二氧化碳激光治疗仪可以有几种供选择的E2值,各E2对应有唯一的第二映射值,二者之间是无符号运算的映射关系。
此外,还可以设置光斑的打点频率,范围在5Hz~600Hz,以优化用户体验。
第二方面,本申请实施例提供一种激光点阵输出装置,用于实现上述各方法实施例。激光点阵输出装置包括:小光斑输出模块、大光斑输出模块和控制模块。
小光斑输出模块,其用于在待治疗区域输出深层剥脱的小光斑。
大光斑输出模块,其用于在待治疗区域输出表层微剥脱的大光斑。
控制模块,其用于将待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,控制所述小光斑输出模块和所述大光斑输出模块在每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。
其中,上述激光点阵输出装置中各个模块的功能实现与上述激光点阵输出方法实施例中各步骤相对应,其功能和实现过程在此处不再一一赘述。
第三方面,本申请实施例提供一种激光治疗仪,用于实现激光点阵输出方法。
一实施例中,参照图3,图3为本申请激光治疗仪实施例的示意图。如图3所示,激光治疗仪包括二氧化碳激光器(图未示)、振镜固定支架1、镜片固定板2和驱动电机3。二氧化碳激光器用于发射激光。
振镜固定支架1安装有X方向振镜11和Y方向振镜12,X方向振镜11和Y方向振镜12用于实现激光的偏转,振镜固定支架1还设有出光口13。
镜片固定板2安装有短聚焦镜片21和长聚焦镜片22,短聚焦镜片21用于使激光在待治疗区域形成小光斑,长聚焦镜片22用于使激光在待治疗区域形成大光斑。如图4所示,为本实施例中小光斑和大光斑的形成示意图。可以明显看出,短聚焦镜片21的焦距决定小光斑的面积S1;长聚焦镜片22的焦距决定大光斑的面积S2
驱动电机3具有驱动轴31,驱动轴31连接镜片固定板2,且驱动轴31位于短聚焦镜片21和长聚焦镜片22连线的中心位置。驱动轴31带动镜片固定板2旋转,且每次旋转后,短聚焦镜片21或长聚焦镜片22位于出光口13的正前方。优选的,驱动电机3为直流电机。
优选的,二氧化碳激光器可以采用标称80W的玻璃封装的二氧化碳激光器激光器,并采用采用射频(RF)激励电源。
控制方面,上述激光治疗仪可以采用软件控制,也可以采用硬件控制。本实施例中采用微控制器进行控制,通过用户界面进行输入设置。优选的,通过用户界面输入上述E1、E2、N、η,再根据E1和E2对应的两个映射值,微控制器分别自动计算出射频激励电源的驱动电压值V1和V2,进而驱动激光器输出能量E。
进一步的,如图3、图5和图6所示,由于待治疗区域4中,以大光斑所在行分为奇数行区域和偶数行区域,一实施例中,激光治疗仪对于奇数行区域的打点(用激光打出大光斑和小光斑)方式包括步骤:
C1.控制X方向振镜11和Y方向振镜12的位置初始化,控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2到达短聚焦镜片21位置(即短聚焦镜片21位于出光口13前方)。激光依次穿过出光口13和短聚焦镜片21,在第h奇数行区域内坐标(0,y(h))位置打一个小光斑(即深层剥脱),其中,h表示奇数行区域的标号,取值1、3、5、7;y(h)表示大光斑第h行在Y方向坐标的偏移变化值,函数y(h)=(h-1)×cos30°×(2r-d),r为大光斑的半径,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线上的距离。
如图6所示,位于同一行区域的两个相邻大光斑交叠的部分,其在相邻行区域恰好对应一个大光斑,这三个大光斑相互交叠,并且三个大光斑的圆心位于一个等边三角形的顶点。此处的30°是大光斑Y方向与该三角形一条边之间的夹角α。
C2.控制驱动电机3带动镜片固定板2旋转180°到达长聚焦镜片22位置(即长聚焦镜片22位于出光口13前方),激光依次穿过出光口13和长聚焦镜片22,在坐标(0,y(h))位置打一个大光斑(即浅层微剥脱)。
C3.控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2旋转180°到达短聚焦镜片21位置。依次控制X方向振镜11转动适当角度,使得激光依次在坐标(x(n),y(h))位置连续打两个小光斑,其中,n表示同一行的第n个小光斑,x(n)表示第n个小光斑在X方向坐标的偏移变化值,函数x(n)=(r-d/2)×(n-1),r为大光斑的半径,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线方向上的距离。
C4.控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2旋转180°到达长聚焦镜片22位置,在步骤C3此时的坐标(x(n),y(h))位置打一个大光斑。
重复上述步骤C3和C4,直至该奇数行区域的最后一个大光斑打点完成。
进一步的,如图3和图5所示,一实施例中,激光治疗仪在每行奇数行区域打点完成之后,继续对下一行区域(偶数行区域)进行打点,偶数行区域的打点方式包括步骤:
D1.控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2到达短聚焦镜片21位置。控制X方向振镜11和Y方向振镜12转动相应的角度,使得激光在偶数行区域的区域内,依次按照坐标(x2(j,m),y2(j))打三个小光斑。其中,这三个小光斑可以视为偶数行区域内的三行,j表示这三行小光斑中的行数,j取值1、2、3;y2(j) 表示在偶数行区域内的三个小光斑在Y方向坐标的偏移变化值,函数y2(j)=cos30°×(r-d/2)×(j-1),m表示在偶数行区域内的第j行第m个小光斑。x2(j,m)表示在偶数行区域内第j行小光斑在X方向坐标的偏移变化值,函数x2(j,m)=[(j+1)%2+1]×(r-d/2)/2+(r-d/2)×(m-1),其中,(j+1)%2表示(j+1)对2取余运算,当j=1或3时,(j+1)%2=0;当j=2时,(j+1)%2=1。
D2.控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2旋转180°到达长聚焦镜片22位置,控制X方向振镜11和Y方向振镜12转动相应的角度,使得激光在偶数行区域坐标(x2(2,1),y2(2))位置打一个大光斑。
D3.控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2旋转180°到达短聚焦镜片21位置。控制X方向振镜11和Y方向振镜12转动相应的角度,使得激光在步骤D2中三个小光斑依次按坐标(x2(j,m),y2(j))连续打六个小光斑。本实施例中,按照X方向等间距平移后,先打三个小光斑(如图3),然后再次按X方向等间距平移后,再打三个小光斑。
D4.控制驱动电机3旋转,带动镜片固定板2旋转180°到达长聚焦镜片22位置,控制X方向振镜11和Y方向振镜12转动相应的角度,使得激光在偶数行区域坐标(x2(2,3),y2(2))位置打一个大光斑,即在步骤D3中的第二轮三个小光斑的第二个小光斑同心,打一个大光斑。
重复上述步骤D2、D3和D4,直至该奇数行区域的最后一个大光斑打点完成。
上述步骤中,对于每轮打的三个小光斑,先打偶数行区域内Y方向纵坐标最小的小光斑、再打偶数行区域内Y方向纵坐标最大的小光斑,最后打偶数行区域内纵坐标在中间的小光斑。方便两个聚焦镜片快速旋转位置切换,缩短治疗时间。
进一步的,一实施例中,为了定位聚焦镜片的准确位置,镜片固定板2的两端均安装槽型对射式光电开关(图未示),当短聚焦镜片21、长聚焦镜片22在旋转切换位置时,槽型对射式光电开关会收到对应的不同信号,以判断聚焦镜片是否旋转到位。短聚焦镜片21、长聚焦镜片22和槽型对射式光电开关均安装在镜片固定板2两端,镜片固定板2与驱动电机3连接固定。通过驱动电机3旋转来控制聚焦镜片位置切换,以实现输出小光斑嵌套大光斑激光点阵。
通过上述实施例,激光治疗仪采用奇数行区域、偶数行区域交替工作的打点方式,使得小光斑嵌套大光斑的整个激光点阵图完成。
需要说明的是,上述本申请实施例序号仅仅为了描述,不代表实施例的优劣。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。术语“第一”、“第二”和“第三”等描述,是用于区分不同的对象等,其不代表先后顺序,也不限定“第一”、“第二”和“第三”是不同的类型。
在本申请实施例的描述中,“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”、“例如”或者“举例来说”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”、“例如”或者“举例来说”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
在本申请实施例描述的一些流程中,包含了按照特定顺序出现的多个操作或步骤,但是应该理解,这些操作或步骤可以不按照其在本申请实施例中出现的顺序来执行或并行执行,操作的序号仅用于区分开各个不同的操作,序号本身不代表任何的执行顺序。另外,这些流程可以包括更多或更少的操作,并且这些操作或步骤可以按顺序执行或并行执行,并且这些操作或步骤可以进行组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备执行本申请各个实施例所述的方法。
以上仅为本申请的优选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种激光点阵输出方法,其特征在于,包括步骤:
将待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。
2.如权利要求1所述的激光点阵输出方法,其特征在于,所述奇数行区域的输出步骤包括:
A1.输出一个第一小光斑(G1),与所述第一小光斑(G1)同圆心输出一个第一大光斑(L1);
A2.以上一轮输出的小光斑为基础,在X轴方向依次等间距输出第二小光斑(G2)和第三小光斑(G3),第二小光斑(G2)和第三小光斑(G3)都与所述第一小光斑(G1)纵坐标相同;所述第三小光斑(G3)输出后,同圆心输出一个第二大光斑(L2);
重复所述A2直至最后一个第二大光斑(L2)输出完成。
3.如权利要求2所述的激光点阵输出方法,其特征在于,所述偶数行区域的输出步骤包括:
B1.在偶数行区域的Y轴方向输出第四小光斑(G4)、第五小光斑(G5)和第六小光斑(G6),再以所述第五小光斑(G5)同圆心输出一个第三大光斑(L3);其中,所述第四小光斑(G4)和所述第六小光斑(G6)横坐标相同、且位于所述第六小光斑(G6)上方;所述第五小光斑(G5)和上一行奇数行区域中一个第二小光斑(G2)横坐标相同;
B2.以上一轮输出的三个小光斑之间的位置关系为基础,在X轴方向按照所述间距输出第七小光斑(G7)、第八小光斑(G8)和第九小光斑(G9),所述第七小光斑(G7)和所述第九小光斑(G9)横坐标相同;所述第八小光斑(G8)和上一行奇数行区域中一个第三小光斑(G3)横坐标相同;
B3.以上一轮输出的三个小光斑之间的位置关系为基础,在X轴方向按照所述间距输出第十小光斑(G10)、第十一小光斑(G11)和第十二小光斑(G12),再以所述第十一小光斑(G11)同圆心输出一个第四大光斑(L4);其中,所述第十小光斑(G10)和所述第十二小光斑(G12)横坐标相同、且位于所述第十二小光斑(G12)上方;所述第十一小光斑(G11)和上一行奇数行区域中一个第二小光斑横(G2)坐标相同;
重复所述B2和B3直至最后一个第四大光斑(L4)输出完成;并且,所述B1中第五小光斑(G5)对应的第二小光斑(G2)和所述B3中第十一小光斑(G11)对应的第二小光斑(G2)位于同一个第二大光斑(L2)内,且横坐标不同。
4.如权利要求3所述的激光点阵输出方法,其特征在于:
所述第四小光斑(G4)、第七小光斑(G7)和第十小光斑(G10),分别位于偶数行区域的大光斑与上一行奇数行区域的大光斑交叠的部分;所述第六小光斑(G6)、第九小光斑(G9)和第十二小光斑(G12)分别位于偶数行区域的大光斑与下一行奇数行区域的大光斑交叠的部分。
5.如权利要求3所述的激光点阵输出方法,其特征在于,所述偶数行区域每一轮输出的三个小光斑的输出顺序为:自上而下依次输出,或者,先输出纵坐标最小的小光斑、再输出纵坐标最大的小光斑,最后输出纵坐标在中间的小光斑。
6.如权利要求3所述的激光点阵输出方法,其特征在于,所述间距为,其中r为所述大光斑的半径,d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线方向上的距离。
7.如权利要求1所述的激光点阵输出方法,其特征在于:
采用具有射频激励电源的激光治疗仪在待治疗区域按行输出光斑形成激光点阵,所述输出的激光点阵的总能量E= E1+E2,其中,E1为激光点阵中小光斑的输出能量,E2为激光点阵中大光斑的输出能量,所述E1不超过220mJ,所述E2不超过20mJ。
8.如权利要求7所述的激光点阵输出方法,其特征在于:
所述激光点阵中小光斑的输出能量E1对应有第一映射值,所述第一映射值通过V1×t×S1×N1计算获得,其中,V1为形成所述小光斑的射频激励电源的驱动电压值,t为激光的脉宽值,S1为所述小光斑的面积,N1为所述激光点阵中小光斑的数量。
9.如权利要求7所述的激光点阵输出方法,其特征在于:
所述激光点阵中大光斑的输出能量E2对应有第二映射值,所述第二映射值通过V2×t×S2×N2×(1-η)2计算获得,其中,V2为所述大光斑的射频激励电源的驱动电压值,t为激光的脉宽值,S2为所述大光斑的面积, N2为所述激光点阵中大光斑的数量,η为大光斑在待治疗区域的覆盖率。
10.如权利要求9所述的激光点阵输出方法,其特征在于:
所述大光斑在待治疗区域的覆盖率η的计算公式为:η=d/(2r)×100%,其中d为两个大光斑的交叠部分在两个大光斑圆心连线方向上的距离,r为单个大光斑的半径。
11.一种基于权利要求1-10任一项所述激光点阵输出方法的激光点阵输出装置,其特征在于,所述装置包括:
小光斑输出模块,其用于在待治疗区域输出深层剥脱的小光斑;
大光斑输出模块,其用于在待治疗区域输出表层微剥脱的大光斑;
控制模块,其用于将待治疗区域分出交替排列的奇数行区域和偶数行区域,按行区域输出光斑形成激光点阵,控制所述小光斑输出模块和所述大光斑输出模块在每一行区域交替输出深层剥脱的一组小光斑和表层微剥脱的一个大光斑,使每一行区域中所述大光斑的圆心处均有一个所述小光斑;同一行区域中相邻的两个大光斑局部交叠,交叠部分内具有一个所述小光斑,偶数行区域中大光斑的圆心位于奇数行区域中相邻两个大光斑交叠部分内的所述小光斑的正下方;相邻两行区域中相邻的大光斑局部交叠,且交叠部分内具有一个所述小光斑,所有大光斑的交叠部分尺寸相同。
12.一种基于权利要求1-10任一项所述激光点阵输出方法的激光治疗仪,其特征在于,包括:
二氧化碳激光器,其用于发射激光;
振镜固定支架(1),其安装有X方向振镜(11)和Y方向振镜(12),所述X方向振镜(11)和Y方向振镜(12)用于实现所述激光的偏转,所述振镜固定支架(1)还设有出光口(13);
镜片固定板(2),其安装有短聚焦镜片(21)和长聚焦镜片(22),所述短聚焦镜片(21)用于使所述激光在待治疗区域形成小光斑,所述长聚焦镜片(22)用于使所述激光在待治疗区域形成大光斑;
驱动电机(3),其驱动轴(31)连接所述镜片固定板(2),且所述驱动轴(31)位于短聚焦镜片(21)和长聚焦镜片(22)连线的中心位置;所述驱动轴(31)带动所述镜片固定板(2)旋转,且每次旋转后,短聚焦镜片(21)或长聚焦镜片(22)位于所述出光口(13)正前方。
13.如权利要求12所述的激光治疗仪,其特征在于:所述镜片固定板(2)两端均安装有槽型对射式光电开关,当所述短聚焦镜片(21)和所述长聚焦镜片(22)在旋转切换位置时,各槽型对射式光电开关会收到对应的不同信号,判断聚焦镜片是否旋转到位。
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