本发明专利技术公开了一种基于空间调制成像的激光治疗装置，包括：激光发生器、传输光纤、光纤准直器、空间光调制器、成像透镜组、激光成像面、图像监控单元、图形工作站。所述激光治疗装置还包括导光反射镜组。激光发生器输出的激光信号，耦合进入传输光纤，经过光纤准直器扩束并准直为小口径平行光束，利用空间光调制器对小口径平行光束进行调制，再经过成像透镜组，得到大口径平行光束，最后经过导光反射镜组，获得与不规则治疗区域形状对应的光斑形状。在激光形状调制中，图像监控单元将不规则治疗区域形状的图像传输到图形工作站中，图形工作站分析处理后，得到不规则治疗区域的特征轮廓图，空间光调制器根据特征轮廓图进行调制。空间光调制器根据特征轮廓图进行调制。空间光调制器根据特征轮廓图进行调制。
【技术实现步骤摘要】
一种基于空间调制成像的激光治疗装置及激光光斑形状输出方法
[0001]本专利技术属于激光治疗仪器
，涉及一种基于空间调制成像的激光治疗装置及激光光斑形状输出方法，适用于体表组织不规则病变激光治疗。
技术介绍
[0002]激光治疗现已用于多种皮肤疾病的治疗，如瘢痕、痤疮、皮肤疣、神经鞘膜瘤、小儿血管瘤病、表皮痣等，具有微创、低风险、术后恢复期短的优势。随着临床医生对激光原理的认识和创新，在慢性创面、复发性口腔溃疡等领域也有应用报道。适当的波长、脉宽时间和能量水平聚焦在目标组织上，组织吸收光子，导致光化学反应或加热。在不同的温度范围内，组织内部会发生生理变化。根据波长的不同，光子会被皮肤中的血红蛋白、氧合血红蛋白、黑色素、水或胶原蛋白吸收，产生热量，选择性地影响毛细血管、色素细胞和瘢痕组织，从而达到治疗目的。
[0003]现有激光皮肤治疗装置的不足之处在于，治疗方式为光束聚焦后的单一焦点治疗，对于不规则、大面积的皮肤病损组织，如纹身、创面、疤痕、色素沉着等，需要多次运动扫描，控制难度大、耗费时间长。并且，聚焦后的单一焦点治疗，光斑直径为固定值，无法匹配不规则病变中的粗细变化情况，精密性不够。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于，提供适用于体表组织不规则治疗区域的一种基于空间调制成像的激光治疗装置，以解决现有激光治疗装置的缺陷和不足，满足体表组织不规则治疗区域，如纹身、创面、疤痕、色素沉着等症状的治疗需求，同时保护临近区域的健康体表组织。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于空间调制成像的激光治疗装置，所述治疗装置包括，激光发生器、传输光纤、光纤准直器、空间光调制器、成像透镜组、导光反射镜组、激光成像面、图像监控单元(监控相机)、图形工作站。
[0007]本专利技术中，
[0008]所述激光发生器包括但不限于光纤激光器、固体激光器、锁模激光器、微秒激光器、纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器等，用于输出稳定的激光信号；所述激光信号包括连续激光、微秒级脉冲激光、纳秒级脉冲激光、皮秒级脉冲激光、飞秒级脉冲激光等，根据不同的使用场景和需求选用。
[0009]所述传输光纤用于传输由激光发生器输出的激光信号，包括但不限于单模光纤、多模光纤等。
[0010]所述光纤准直器用于将传输光纤内的激光转变为平行光，包括但不限于单透镜准直器、组合透镜准直器等。
[0011]所述空间光调制器包括但不限于数字微镜阵列器件(DMD)、反射式硅基液晶空间
光调制器(LCOS
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SLM)、透射式硅基液晶空间光调制器(LCOS
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SLM)等，用于通过调节空间光调制器内置的每个工作单元各自的反射率和/或透射率，改变空间二维结构的光强分布，产生激光成像面位置的不规则治疗区域对应的精细复杂空间结构。
[0012]所述成像透镜组为4f结构(包括物平面、第一透镜、第二透镜和像平面)，用于提供物像传递功能，以及光束直径的放大或缩小功能；空间光调制器位于成像透镜组的物平面上，激光成像面的不规则治疗区域位于成像透镜组的像平面上。
[0013]所述激光成像面为激光成像光斑所在的虚拟平面。
[0014]所述导光反射镜组由至少两块反射镜组成，用于提供光束对准功能，通过调节导光反射镜组中反射镜的角度，改变光束方向，满足身体不同部位的治疗需求，所述导光反射镜组包括但不限于手动调节反射镜、电动调节反射镜等。
[0015]所述图像监控单元包括但不限于单个CCD相机、单个CMOS相机、组合的CCD相机、组合的CMOS相机等，用于拍摄治疗部位的图像，并把图像传输给图形工作站；
[0016]所述图形工作站包括硬件和软件，所述硬件包括但不限于台式计算机、便携式计算机、服务器、工作站中的一种或多种，所述软件安装在硬件中，包括但不限于空间光调制器的控制软件、图像处理软件，所述控制软件用于空间光调制器中空间二维结构的每一个工作单元反射率和/或透射率的独立调节和控制，所述图像处理软件用于读取图像监控单元的输出图像，设计和调试边缘检测图像算法、差异分析图像算法，反馈给空间光调制器，实现空间调制成像功能，生成与所述不规则治疗区域形状对应的光斑。
[0017]在本专利技术的激光治疗装置中，激光发生器输出的激光信号，首先耦合进入一根传输光纤，接着经过一个光纤准直器扩束并准直为小口径平行光束，然后经过一个空间光调制器，以及一个成像透镜组，得到大口径平行光束，最后经过一对导光反射镜组，入射到激光成像面的不规则治疗区域上。图像监控单元用于实时监控激光成像面的不规则治疗区域，并将监控图像传输到图形工作站中。
[0018]当图形工作站不工作时，空间光调制器处于初始状态，大口径平行光束的完整结构照射在激光成像面的不规则治疗区域上，此时照射区域内的健康体表组织也会受到激光加热，造成不必要的组织损伤。
[0019]当图形工作站进入工作状态时，空间光调制器处于工作状态，图形工作站会实时采集并处理图像监控单元的图像，得到激光成像面上不规则治疗区域的特征轮廓图，并将特征轮廓图传输到空间光调制器上，空间光调制器根据轮廓图对输出的平行激光进行调制。这样，就会在激光成像面上的不规则治疗区域得到形状对应的激光特征图像。
[0020]这种工作方式，可以保证激光仅仅作用于体表组织不规则治疗区域的特定位置，而不会破坏或损伤临近区域的健康组织。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过激光发生器、传输光纤、光纤准直器、空间光调制器、成像透镜组、导光反射镜组、激光成像面、图像监控单元、图形工作站的协同配合，能够提供体表组织不规则治疗区域的激光治疗功能，同时保护临近区域的健康体表组织，弥补传统激光治疗装置精密性的不足，提高激光治疗的精密性。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使
用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
[0023]图1是本专利技术提出的一种基于空间调制成像的激光治疗装置的结构示意图。
[0024]图2是本专利技术提出的一种基于空间调制成像的激光治疗装置使用时的原理图。
[0025]图3是本专利技术提出的一种基于空间调制成像的激光治疗装置的未调制成像的激光监控图像实验结果图，图3中上下两图分别为不规则治疗区域形状图和未调制时激光出射光斑形状。
[0026]图4是本专利技术提出的一种基于空间调制成像的激光治疗装置的已调制成像的激光监控图像实验结果图，图4中上下两图分别为不规则治疗区域形状图和经调制后激光出射光斑形状。
[0027]图中，1
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激光发生器，2
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传输光纤，3
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光纤准直器，4
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空间光调制器，5
...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于空间调制成像的激光治疗装置，其特征在于，所述激光治疗装置包括：激光发生器(1)、传输光纤(2)、光纤准直器(3)、空间光调制器(4)、成像透镜组(5)、激光成像面(7)、图像监控单元(8)、图形工作站(9)；所述激光发生器(1)包括光纤激光器、固体激光器、锁模激光器、微秒激光器、纳秒激光器、皮秒激光器、飞秒激光器，用于输出稳定的激光信号，所述激光信号包括连续激光、微秒级脉冲激光、纳秒级脉冲激光、皮秒级脉冲激光、飞秒级脉冲激光；所述传输光纤(2)用于传输由所述激光发生器(1)输出的激光信号，所述传输光纤(2)包括单模光纤、多模光纤；所述光纤准直器(3)用于将所述传输光纤(2)内的激光转变为平行光，所述光纤准直器(3)包括单透镜准直器、组合透镜准直器；所述空间光调制器(4)包括数字微镜阵列器件DMD、反射式硅基液晶空间光调制器LCOS
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SLM、透射式硅基液晶空间光调制器LCOS
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SLM，用于通过调节所述空间光调制器(4)内置的每个工作单元各自的反射率和/或透射率，改变空间二维结构的光强分布，产生激光成像面(7)位置的不规则治疗区域对应的精细复杂空间结构；所述成像透镜组(5)为4f结构，用于提供物像传递功能，以及光束直径的放大或缩小功能；所述激光成像面(7)为激光成像光斑所在的虚拟平面；所述图像监控单元(8)包括单个CCD相机、单个CMOS相机、组合的CCD相机、组合的CMOS相机，用于拍摄治疗部位的图像，并把图像传输给图形工作站；所述图形工作站(9)包括硬件和软件，所述硬件包括台式计算机、便携式计算机、服务器、工作站中的一种或多种，所述软件安装在所述硬件中，包括空间光调制器的控制软件、图像处理软件。2.如权利要求1所述的激光治疗装置，其特征在于，所述激光治疗装置还包括导光反射镜组(6)，所述导光反射镜组(6)由至少两块反射镜组成，用于提供光束对准功能，通过调节所述导光反射镜组(6)中反射镜的角度，改变光束方向，能够用于不同部位；所述导光反射镜组(6)包括手动调节反射镜、电动调节反射镜。3.如权利要求1所述的激光治疗装置，其特征在于，所述成像透镜组(5)中的4f结构包括物平面、第一透镜、第二透镜、像平面，所述空间光调制器(4)位于所述成像透镜组(5)的物平面，所述激光成像面(7)位于成像透镜组(5)的像平面。4.如权利要求1所述的激光治疗装置，其特征在于，所述控制软件用于空间光调制器(4)中空间二维结构的每一个工作单元反射率和/或透射率的独立调节和控制，图像处理软件用于读取所述图像监控单元(8)的输出图像，利用边缘检测图像算法、差异分析图像算法，反馈给所述空间光调制器(4)，实现空间调制成像功能，生成与所述不规则治疗区域形状对应的光斑。5.一种利用如权利要求1
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4之任一项所述的激光治疗装置实现光斑形状精准输出的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：激光发生器(1)输出的激光信号，耦合进入传输光纤(2)，接着经过光纤准直器(3)扩束并准直为小口径平行光束，然后经过空...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖明娟，欧阳小平，代秋颖，
申请(专利权)人：上海交通大学医学院附属第九人民医院，
类型：发明
国别省市：
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