TWI510266B - 脈衝光波控制系統與脈衝光波裝置 - Google Patents

Description

脈衝光波控制系統與脈衝光波裝置

本發明有關於一種控制系統及其控制方法與裝置，且特別是一種脈衝光波控制系統及其控制方法與脈衝光波裝置。

隨著科技的進步，人們的生活品質也逐漸改善。大部份的人除了充實本身內在的知識與提升涵養外，也開始提升自己外在的美感，因此醫學美容也更大幅度的受到重視，其中脈衝光波(Intense Pulsed Light，IPL)療程，由於具有療程溫和、時間短，故非常受到消費者的喜愛。

脈衝光波本身涵蓋了常用的雷射波長，且能依不同的皮膚狀態調整其波長或能量，進而來改善不同的皮膚問題(，例如，黑斑、細紋、蘋果臉、毛孔粗大、輕微酒糟、皮膚老化、粗糙等問題)。即使是一般的除痣或除毛，其效果也不錯，且優於傳統雷射的治療方式。

目前在實際的脈衝光波治療操作過程中，常見的方式有醫師會直接依照脈衝光波裝置廠商提供的標準照射參數操作脈衝光波裝置，或者有醫師會以肉眼來檢視皮膚上的特徵皮膚(例如，毛細血管擴張、血管瘤、小靜脈曲張、雀斑、老人斑、黑痣與/或毛髮)，並於使用脈衝光波裝置照射特徵皮膚後，再次檢視特徵皮膚目前的情況，以決定增加或減少脈衝光波裝置的照射強度。但此種治療操作方式是由醫師以目測方式檢視特徵皮膚目前的變化情況，並配合醫師本身所累積的經驗來綜合進行判斷。接著，由醫師以手動操作方式調整脈衝光波裝置的照射強度。因此， 一但醫師目測錯誤或本身經驗不足，就有可能發生現脈衝光波照射過量或不足的問題。若是脈衝光波照射過量，則會有灼傷皮膚的可能，若是脈衝光波照射不足，則會拉長療程的時間，或是達不到預期的治療效果。因此如何能提供一種脈衝光波控制系統及其控制方法，成為研究人員欲解決的問題之一。

本發明實施例在於提供一種脈衝光波控制系統及其方法，透過影像辨識技術與計算機的運算比對技術，降低診療過程中人為檢測與判斷出錯的機率，進而提升診療服務的品質。

根據本發明揭露之脈衝光波控制系統包括有脈衝光波裝置、皮膚辨識裝置、運算裝置與控制裝置。脈衝光波裝置根據照射參數產生脈衝光波，以照射皮膚上的至少一個特徵皮膚。皮膚辨識裝置用以取得至少一個特徵皮膚的第一影像與第二影像，並根據第一影像與第二影像的差異，產生比對結果。運算裝置根據比對結果進行運算，並產生運算結果。控制裝置根據運算結果調整脈衝光波裝置的照射參數，以控制脈衝光波裝置所產生的脈衝光波。

根據本發明揭露之脈衝光波控制方法，包括有下列步驟：以一脈衝光波裝置根據照射參數產生脈衝光波，以照射皮膚上的至少一特徵皮膚；以一皮膚辨識裝置擷取至少一特徵皮膚的第一影像與第二影像；以皮膚辨識裝置比對第一影像與第二影像，以產生一比對結果；以一運算裝置接收比對結果，並根據比對結果進行運算， 以產生一運算結果；以及以一控制裝置接收運算結果，並根據運算結果調整照射參數，以控制脈衝光波裝置產生的脈衝光波。

根據本發明揭露之脈衝光波裝置，其根據一照射參數產生一脈衝光波，以照射一皮膚上的至少一特徵皮膚，其中該脈衝光波裝置包括一皮膚辨識裝置，用以取得該至少一特徵皮膚的一第一影像與一第二影像，並根據該第一影像與該第二影像的差異，產生一比對結果。

綜上所述，本發明的脈衝光波控制系統及其控制方法與脈衝光波裝置透過具有影像辨識技術的皮膚辨識裝置取得特徵皮膚的影像資料與比對結果，並由運算裝置根據比對結果去進行運算，再由控制裝置即時回饋修正脈衝光波裝置的照射強度，藉以避免以往目測判斷錯誤的問題發生。由於可降低人為檢測與判斷出錯的機率，因此相對縮短診療過程的時間，更提升診療服務的品質。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

〔第一實施例〕

請參照圖1，圖1為本發明第一實施例的系統方塊圖。本發明第一實施例的脈衝光波控制系統100包括有脈衝光波裝置10、皮膚辨識裝置20、運算裝置30與控制裝置40。

脈衝光波裝置10可根據照射參數(例如，照射強度、照射範圍、照射波長或照射頻率…等其他可調校數值)提供多波長(例如，500nm~1200nm)的脈衝光波。脈衝光波裝置10用以照射皮膚50(如圖2A所示)上的一個或多個特徵皮膚52(如圖2A所示)。前述的特徵皮膚52至少具有毛細血管擴張、血管瘤、小靜脈曲張、雀斑、曬斑、老人斑、黑痣、疤痕與/或毛髮…等的皮膚特徵之一。另外，脈衝光波裝置10也可提供使用者直接以手動方式控制脈衝光波裝置10所產生的脈衝光波能量。

皮膚辨識裝置20通常設置於脈衝光波裝置10旁。皮膚辨識裝置20經由運算裝置30以及控制裝置40與脈衝光波裝置10電性連接。

皮膚辨識裝置20用以取得一個或多個特徵皮膚52的第一影像與第二影像，並根據第一影像與第二影像的差異，產生比對結果。前述的第一影像可對應於照射脈衝光波前的特徵皮膚52的影像，而第二影像可對應於照射脈衝光波後的特徵皮膚52的影像。

皮膚辨識裝置20包括有影像擷取單元21與影像比對單元22所構成。

影像擷取單元21用以擷取皮膚50的第一影像與第二影像。影像擷取單元21可以例如是由皮膚鏡(dermoscopy)與/或攝影機或紅外線攝影機所構成，其中皮膚鏡是一種非侵入性的儀器，可以用來提供使用者觀察患部的皮膚表皮和真皮層等肉眼不可見的微細結構與臨床特徵，特別是色素及血管的結構。

影像比對單元22與影像擷取單元21電性連接。影 像比對單元22用以比對第一影像與第二影像的差異，並產生比對結果。影像比對單元22可以例如是影像辨識器。

舉例來說，皮膚辨識裝置20可經由皮膚鏡擷取特徵皮膚52的至少一個影像特徵，再由影像辨識器去比對與分析前述影像特徵的變化，從而產生一筆或多筆對應於特徵皮膚影像變化(例如，特徵皮膚的形狀、面積、數量或顏色的差異)的比對結果。

運算裝置30分別電性連接至皮膚辨識裝置20及控制裝置40。運算裝置30用以接收皮膚辨識裝置20傳輸來的一筆或多筆的比對結果。運算裝置30可依據運算規則將比對結果進行運算，並產生運算結果。前述的運算規則可由使用者經由人機介面(圖中未示)或其他資料傳輸介面自行建立、設定或輸入。前述的運算結果可以例如以數位資料、電壓訊號或電流訊號的型態存在。

復參照圖1，運算裝置30包括由運算單元31與記憶單元32所構成。運算單元31用以運算比對結果並將運算結果傳輸至控制裝置40。運算單元31可以例如是微處理控制器或中央處理器等其他具有參數運算與/或資料比對功能的積體電路。

記憶單元32與運算單元31連接。記憶單元32中儲存有複數筆的條件資料，以提供運算單元31進行運算使用。前述的條件資料可由使用者經人機介面(圖中未示)輸入建立與變更。記憶單元32可以例如是由光學記錄媒體、記憶體、韌體或硬碟等其他資料儲存媒介所構成。

舉例來說，運算單元31根據比對結果至記憶單元32 中查詢，而取得運算結果(例如，不同的比對結果可設定對應各別的權重值，而不同的權重值可對應不同的控制訊號，藉此將運算結果轉換為控制訊號，再將控制訊號傳至控制裝置40以進行相關的脈衝光波控制程序)。接著，運算單元31輸出運算結果至控制裝置40，以調整脈衝光波裝置10目前所照射脈衝光波的照射參數。

控制裝置40分別與運算裝置30及脈衝光波裝置電性連接。控制裝置40根據運算裝置30傳輸過來的運算結果調整(例如增加、減少或維持)脈衝光波裝置10的照射參數(例如，照射強度、照射範圍、照射波長或照射頻率…等其他可調校數值)，以控制脈衝光波裝置10所產生的脈衝光波。控制裝置40可以例如是由訊號、電流或電壓…等的驅動電路所構成。

請參照圖2A與圖1，圖2A為本發明的脈衝光波照射示意圖。以下舉例說明本發明的脈衝光波控制系統100的運作。首先，皮膚50上具有一個特徵皮膚52。脈衝光波裝置10依據預設的照射參數(例如，20J/cm² )產生脈衝光波並在皮膚50上形成一個照射區域12，藉以照射皮膚50上的特徵皮膚52。

接著，皮膚辨識裝置20分別擷取特徵皮膚52於照射前的第一影像與照射後的第二影像。皮膚辨識裝置20比對第一影像與第二影像的差異後，產生比對結果。運算裝置30根據皮膚辨識裝置20傳輸來的比對結果進行運算，並產生運算結果。

之後，控制裝置40根據運算裝置30傳輸來的運算結果將脈衝光波裝置10產生的脈衝光波的注量 (fluence)調整為10~40J/cm² 之間，或脈衝時間調整為10msec~30msec之間，前述的注量係指脈衝光波用於皮膚表面的單位能量，通常以每平方公分多少焦耳(joules per square centimeter,J/cm² )來表示。

換言之，脈衝光波控制系統100可即時回饋修正脈衝光波裝置10所產生脈衝光波的照射強度、照射範圍、照射波長與/或照射頻率…等其他可調校數值，藉以給予特徵皮膚52較適當的照射能量。

請參照圖2B與圖1，圖2B為本發明的另一脈衝光波照射示意圖。當皮膚50的特徵皮膚52於脈衝光波照射後呈現樹突狀時，皮膚辨識裝置20透過影像的擷取與比對後，產生比對結果。運算裝置30隨即根據皮膚辨識裝置20傳輸來的比對結果進行運算，並產生運算結果。控制裝置40隨即調整照射參數以控制脈衝光波裝置10的照射強度、照射範圍、照射波長與/或照射頻率…等其他可調校數值，例如，圖2B中的照射區域14的涵蓋範圍即小於圖2A中的照射區域12的涵蓋範圍。

〔第二實施例〕

請參照圖3，圖3為本發明第二實施例的系統方塊圖。本發明第二實施例的脈衝光波控制系統100a包括有脈衝光波裝置10a、皮膚辨識裝置20、運算裝置30與控制裝置40。本發明第二實施例與第一實施例的不同之處在於：本發明第二實施例中的運算裝置30與控制裝置40係整合設置於脈衝光波裝置10a中，前述的整合設置的方式可以例如是將運算裝置30、控制裝置40與脈衝光波裝置10設 計在同一個印刷電路載板上，而在同一個印刷電路載板上的設計可提供使用者在連接各設備(例如，脈衝光波裝置10a與皮膚辨識裝置20)時較佳的方便性。前述的整合設置的方式也可以例如是將模組化的運算裝置30、控制裝置40與脈衝光波裝置10a相互組合，而模組化的設計可提供使用者較佳的組裝與維修便利性。

另外，第二實施例中的脈衝光波裝置10a、皮膚辨識裝置20、運算裝置30與控制裝置40的功能與運作與第一實施例相同，故以下不再贅述。

〔第三實施例〕

請參照圖4，圖4為本發明第三實施例的系統方塊圖。本發明第三實施例的脈衝光波控制系統100b包括有脈衝光波裝置10、皮膚辨識裝置20a、運算裝置30與控制裝置40。本發明第三實施例與第一實施例的不同之處在於：本發明第三實施例中的運算裝置30與控制裝置40係整合設置於皮膚辨識裝置20a中，前述的整合設置的方式可以例如是將運算裝置30、控制裝置40與皮膚辨識裝置20a設計在同一個印刷電路載板上，而在同一個印刷電路載板上的設計可提供使用者在連接各設備(例如，脈衝光波裝置10與皮膚辨識裝置20a)時較佳的方便性。前述的整合設置的方式也可以例如是將模組化的運算裝置30、控制裝置40與皮膚辨識裝置20a相互組合，而模組化的設計可提供使用者較佳的組裝與維修便利性。

另外，第三實施例中的脈衝光波裝置10、皮膚辨識裝置20a、運算裝置30與控制裝置40的功能與運作與第一 實施例相同，故以下不再贅述。值得一提的是，本發明各實施例中提到的脈衝光波裝置10亦可替換為雷射(例如，Q開關銣雅克雷射(Q-Switched Nd YAG Laser)1064nm、紫翠玉雷射755nm、Q開關紅寶石雷射(Q-Switched Ruby Laser)694nm、染料雷射585nm/595nm、二氧化碳雷射(CO2 laser)、鉺雅克雷射(Er：YAG laser)、除毛雷射、飛梭雷射(fractional laser)…等)、紅外線或無線電波(radio frequency)等其他能量型態的可控制能量釋放裝置，其亦不脫離本發明欲均等保護之範圍。

請參照圖5，圖5為本發明之方法流程圖。首先，在步驟S1中以一個脈衝光波裝置10根據預設的照射參數產生脈衝光波，以照射皮膚上的至少一個特徵皮膚。前述的照射參數包括有照射強度、照射範圍、照射波長或照射頻率…等其他可調校數值。

接著，在步驟S2中以一個皮膚辨識裝置20的影像擷取單元21擷取至少一個特徵皮膚的第一影像與第二影像。前述的第一影像可對應於照射脈衝光波前的特徵皮膚52的影像，而第二影像可對應於照射脈衝光波後的特徵皮膚52的影像。

之後，在步驟S3中以皮膚辨識裝置20的影像比對單元22比對第一影像與第二影像，以產生一個或多個比對結果。此外，在步驟S3中皮膚辨識裝置20的影像比對單元22可根據特徵皮膚的影像變化程度(例如，特徵皮膚的形狀、面積、數量或顏色的差異)產生一個或多個比對結果。

接下來，在步驟S4中以一個運算裝置30的運算單 元31接收皮膚辨識裝置20傳輸來的比對結果，並比對結果進行運算，以產生運算結果。前述的運算結果可以例如以數位資料、電壓訊號或電流訊號的型態存在。

然後，在步驟S5中以一個控制裝置40接收運算裝置30的運算單元31所傳輸來的運算結果，並依照運算結果調整脈衝光波裝置10的照射參數(例如，照射強度、照射範圍、照射波長或照射頻率…等其他可調校數值)，以控制脈衝光波裝置10產生的脈衝光波，然後執行步驟S1持續進行監控。

綜上所述，本發明的脈衝光波控制系統及其控制方法與脈衝光波裝置透過具有影像辨識技術的皮膚辨識裝置取得特徵皮膚的影像資料與比對結果，並由運算裝置根據比對結果去進行運算，再由控制裝置即時回饋修正脈衝光波裝置的照射強度，藉以避免以往目測判斷錯誤的問題發生。由於可降低人為檢測與判斷出錯的機率，因此相對縮短診療過程的時間，更提升診療服務的品質。

以上所述僅為本發明之實施例，其並非用以侷限本發明之專利範圍。

10‧‧‧脈衝光波裝置

10a‧‧‧脈衝光波裝置

12‧‧‧照射區域

14‧‧‧照射區域

20‧‧‧皮膚辨識裝置

20a‧‧‧皮膚辨識裝置

21‧‧‧影像擷取單元

22‧‧‧影像比對單元

30‧‧‧運算裝置

31‧‧‧運算單元

32‧‧‧記憶單元

40‧‧‧控制裝置

50‧‧‧皮膚

52‧‧‧特徵皮膚

100‧‧‧脈衝光波控制系統

100a‧‧‧脈衝光波控制系統

100b‧‧‧脈衝光波控制系統

S1~S5‧‧‧流程圖步驟說明

圖1為本發明第一實施例之系統方塊圖。

圖2A為本發明之脈衝光波照射示意圖。

圖2B為本發明之另一脈衝光波照射示意圖。

圖3為本發明第二實施例之系統方塊圖。

圖4為本發明第三實施例之系統方塊圖。

圖5為本發明之方法流程圖。

10‧‧‧脈衝光波裝置

20‧‧‧皮膚辨識裝置

21‧‧‧影像擷取單元

22‧‧‧影像比對單元

30‧‧‧運算裝置

31‧‧‧運算單元

32‧‧‧記憶單元

40‧‧‧控制裝置

100‧‧‧脈衝光波控制系統

Claims (7)

1. 一種脈衝光波控制系統，包括：一脈衝光波裝置，根據一照射參數產生一脈衝光波，以照射一皮膚上的至少一特徵皮膚；一皮膚辨識裝置，用以取得該至少一特徵皮膚的一第一影像與一第二影像，並根據該第一影像與該第二影像的差異，產生一比對結果；一運算裝置，根據該比對結果進行運算，並產生一運算結果；以及一控制裝置，根據該運算結果調整該脈衝光波裝置的該照射參數，以控制該脈衝光波裝置所產生的該脈衝光波；其中該第一影像為該特徵皮膚照射該脈衝光波前的影像，及該第二影像為該特徵皮膚照射該脈衝光波後的影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝光波控制系統，其中該照射參數包括有一照射強度、一照射範圍、一照射波長或一照射頻率。
3. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝光波控制系統，其中該皮膚辨識裝置包括有：一影像擷取單元，用以擷取該特徵皮膚的該第一影像與該第二影像；以及一影像比對單元，用以比對該第一影像與該第二影像，並產生該比對結果。
4. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝光波控制系統，其中該運算裝置包括有： 一運算單元，用以運算該比對結果；以及一記憶單元，儲存有複數筆條件資料，以提供該運算單元進行運算使用。
5. 如申請專利範圍第4項所述之脈衝光波控制系統，其中該條件資料相應於該至少一特徵皮膚的形狀、面積、數量或顏色。
6. 如申請專利範圍第1項所述之脈衝光波控制系統，其中該至少一特徵皮膚至少具有一毛細血管擴張、一血管瘤、一小靜脈曲張、一雀斑、一曬斑、一老人斑、一黑痣、一疤痕或一毛髮的皮膚特徵。
7. 一種脈衝光波裝置，係根據一照射參數產生一脈衝光波，以照射一皮膚上的至少一特徵皮膚，其中該脈衝光波裝置連接一皮膚辨識裝置，用以取得該至少一特徵皮膚的一第一影像與一第二影像，該皮膚辨識裝置根據該第一影像與該第二影像的差異，產生一比對結果，並且該皮膚辨識裝置根據該比對結果調整該脈衝光波裝置的該照射參數；其中該第一影像為該特徵皮膚照射該脈衝光波前的影像，及該第二影像為該特徵皮膚照射該脈衝光波後的影像。