一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置及方法

1.本发明涉及医疗器械技术领域，具体为一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置及方法。


背景技术：

2.短脉冲激光在皮肤科一直得到了广泛的应用，常用的有q开关红宝石激光、q开关翠绿宝石激光、q开关nd：yag激光及皮秒翠绿宝石激光、皮秒nd：yag激光。当脉宽短到一定程度，作用于相应的靶目标，如色素颗粒。色素颗粒对光的吸收能使其内部的温度改变，引发内部的某些区域结构和体积发生变化，色素颗粒内部温度的升降会引起体积膨胀，从而向外界辐射机械波，发生光声反应。色素颗粒被震碎为更小的颗粒体积，使皮肤能将其更容易的代谢、清除。但患者治疗中的各项激光参数、作用次数是医生根据治疗中患者皮肤情况、经验以及后续患者的恢复状况来制定与调整，无法在治疗过程中得到及时的反馈。可能会延长整个治疗时间与治疗费用。也常常会出现色素颗粒清除不完全，需要后续的多次激光治疗或者复发。且激光仪器在治疗中的防护用具一般配置的是单层防护镜片，避免激光光束对医生与患者的眼睛造成的损害，但单层防护镜片防护效果只对特定波长进行防护，对治疗中出现其它光防护较差。因此，实现激光仪器便捷化、实时监测反馈和减少激光光束对医生和患者眼睛的损害是现阶段需要解决的问题。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置及方法，在不间断激光操作的情况下，通过收集激光作用于色素颗粒所产生的光声信号；来动态监测该区域色素颗粒是否接受到短脉冲激光作用并被完全震碎且无遗漏；通过信号灯的指示判断治疗情况，为受试对象制定专属的激光参数与方案；有利于节约医疗资源与费用，降低患者负担和医生精力。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
7.一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，包括光声探测装置本体，所述光声探测装置本体的内部设有激光发生器、红色激光定位器、同轴输出器、光束直径调节器，所述激光发生器的一端和外部控制系统连接，另一端和同轴输出器，所述同轴输出器连接光束直径调节器，同时连接红色激光定位器；
8.所述光声探测装置本体的前端设有中空长筒，激光发生器以及红色激光定位器所发出的光束由此穿出，且红光随着激光同轴输出；所述中空长筒为镀膜材料制成，起到防止激光外溢的作用；
9.所述光声探测装置本体的前端还设有四个微型拾音器，用于采集光声信号；光声探测装置本体的内部前端设有四个光声信号收集器、降噪器和信号比较器，所述光声信号
收集器一端和微型拾音器连接，另一端和降噪器连接，降噪器的另一端和信号比较器连接，信号比较器的另一端连接指示灯；所述信号指示灯包括红灯和绿灯，红灯亮起表示继续治疗；绿灯亮起表示激光照射结束；
10.所述光声探测装置本体的前端连接有可拆卸式保护罩，用于隔绝外部噪音干扰和防止激光外溢。
11.优选的，所述保护罩为镀膜材料制成，其形状呈喇叭状，其材料可有效防止保护罩被外力磨损，减少对医生的观察视野干扰。
12.优选的，所述微型拾音器的下端呈喇叭状。
13.优选的，所述光声探测装置本体的前端两侧对称设有卡槽，卡槽呈倒置的l形状，且卡槽内侧端呈渐小状；所述保护罩的内壁两侧对称设有卡凸。
14.一种引导治疗的光声探测的方法，包括如下步骤：
15.步骤一：预先采集大样本短脉冲激光照射色素颗粒被完全震碎时所产生的光声信号，得到该光声信号的振幅平均值x以及所需激光参数，对光声探测装置进行预设置；
16.步骤二：开启光声探测装置，用短脉冲激光束照射色素颗粒部位，照射的过程中产生光声信号；
17.步骤三：用微型拾音器接收步骤二中的光声信号，并进行降噪和放大处理；
18.步骤四：将该光声信号的振幅数值与色素颗粒完全清除时产生的光声信号振幅平均值x进行比较，并将比较结果由信号指示灯反映出来。
19.优选的，所述步骤三中，对光声信号进行降噪处理具体为：获取设备的外部环境噪声信号及内部噪声信号，通过电路产生一个和噪声反向的声波，对光声信号进行杂音去除。
20.优选的，当该光声信号振幅小于预设值时，代表色素颗粒已成功处理，红灯熄灭、绿灯亮起，激光照射结束；否则，红灯亮起，绿灯灭，并由医生手动调节外部控制系统内的参数，继续对该区域的色素颗粒进行激光照射，直至绿灯亮起，该区域的治疗结束。
21.(三)有益效果
22.与现有技术相比，本发明提供了一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，具备以下有益效果：
23.1、该引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，在不间断激光操作的情况下，通过收集激光作用于色素颗粒所产生的光声信号。来动态监测该区域色素颗粒是否接受到短脉冲激光作用并被震碎清除且无遗漏。通过信号灯的指示判断治疗情况，为受试对象制定专属的激光参数与方案。有利于节约医疗资源与费用，降低患者负担和医生精力。
24.2、该引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，在激光发射处和仪器的外围安装光学镀膜材料保护罩，可更换与消毒，其特殊的材料有效防止保护罩被外力磨损，减少对医生的观察视野干扰。
25.3、该引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，也可以减少激光光束的反射与折射，防止激光外溢，从根源处降低激光对眼睛的损害；使在治疗室的医生和患者都能被有效防护。
附图说明
26.图1为本发明的结构示意图；
27.图2为本发明的正视图；
28.图3为本发明中光声探测装置本体的结构示意图；
29.图4为本发明的内部结构示意图
30.图5为本发明中保护罩的结构示意图；
31.图6为本发明采集的光声信号振幅数值与预设的光声信号振幅平均值x的比较图；
32.图7为本发明的信号处理过程流程图。
33.图中：1、光声探测装置本体；2、保护罩；3、信号指示灯；4、微型拾音器；5、中空长筒；6、光声信号收集器；7、降噪器；8、信号对比器；9、光束直径调节器；10、同轴输出器；11、激光发生器；12、红光定位器；13、外部控制系统；101、卡槽；201、卡凸。
具体实施方式
34.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
35.请参阅图1-5，一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，包括光声探测装置本体1，光声探测装置本体1的内部设有激光发生器11、红色激光定位器12、同轴输出器10、光束直径调节器9，激光发生器11的一端和外部控制系统13连接，另一端和同轴输出器10，同轴输出器10连接光束直径调节器9，同时连接红色激光定位器12；
36.光声探测装置本体1的前端设有中空长筒5，起到防止激光外溢的作用；激光发生器11以及红色激光定位器12所发出的光束由此穿出，且红光随着激光同轴输出；中空长筒5为镀膜材料制成，起到防止激光外溢的作用；
37.光声探测装置本体1的前端还设有四个微型拾音器4，用于采集光声信号；光声探测装置本体1的内部前端设有四个光声信号收集器6、降噪器7和信号比较器8，光声信号收集器6一端和微型拾音器4连接，另一端和降噪器7连接，降噪器7的另一端和信号比较器8连接，信号比较器8的另一端连接指示灯3；信号指示灯3包括红灯和绿灯，红灯亮起表示继续治疗；绿灯亮起表示激光照射结束；
38.微型拾音器4的下端呈喇叭状，既能获得清晰的音质和最大的音效，又能起到隔绝噪音的作用，该拾音器与激光同时进行工作，激光停止照射，微型拾音器也停止光声信号采集，可大幅度提高信噪比。该拾音器外围以硅胶塑边，硅胶包裹性强，柔软，可严密贴合皮肤，形成封闭空间；
39.光声探测装置本体1的前端连接有可拆卸式保护罩2，用于隔绝外部噪音干扰和防止激光外溢；保护罩2为镀膜材料制成，其形状呈喇叭状，其材料可有效防止保护罩2被外力磨损，减少对医生的观察视野干扰。也可以减少激光光束的反射与折射，防止激光外溢，从根源处降低激光对眼睛的损害。
40.本实施例中，光声探测装置本体1的前端两侧对称设有卡槽101，卡槽101呈倒置的l形状，且卡槽101内侧端呈渐小状；保护罩2的内壁两侧对称设有卡凸201，安装时，将保护罩2上的卡凸201对准卡槽101插入，并旋转保护罩2，使得卡凸201卡在卡槽101的内部，让保护罩2固定；其可拆卸方式，能进行消毒和再利用，解决了清洁与环保问题。
41.请参阅图6和7，一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置的使用方法，包括如下步骤：
42.步骤一：预先采集大样本短脉冲激光照射色素颗粒被完全震碎时所产生的光声信号，得到该光声信号的振幅平均值x以及所需激光参数，对光声探测装置进行预设置；
43.步骤二：开启光声探测装置，用短脉冲激光束照射色素颗粒部位，照射的过程中产生光声信号；
44.步骤三：用微型拾音器4接收步骤二中的光声信号，并进行降噪和放大处理；
45.步骤四：将收集的光声信号振幅数值与色素颗粒完全清除时产生的光声信号振幅平均值x进行比较，并将比较结果由信号指示灯反映出来3。
46.步骤三中，对光声信号进行降噪处理具体为：获取设备的外部环境噪声信号及内部噪声信号，通过电路产生一个和噪声反向的声波，对音频信号进行杂音去除。
47.当采集的光声信号的振幅小于预设值时，代表色素颗粒已成功处理，红灯熄灭、绿灯亮起，激光照射结束；否则，红灯亮起，绿灯灭，并由医生手动调节外部控制系统内的激光参数，继续对该区域的色素颗粒进行激光照射，直至绿灯亮起，该区域的治疗结束。
48.工作原理：
49.该引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，在不间断激光操作的情况下，通过收集激光作用于色素颗粒所产生的光声信号。来动态监测该区域色素颗粒是否接受到短脉冲激光作用并被完全震碎且无遗漏。通过信号灯的指示判断治疗情况，为受试对象制定专属的激光参数与方案。有利于节约医疗资源与费用，降低患者负担和医生精力。
50.在激光发射处和仪器的外围安装光学镀膜材料保护罩2，可更换与消毒，其特殊的材料有效防止保护罩2被外力磨损，减少对医生的观察视野干扰。
51.该装置也可以减少激光光束的反射与折射，防止激光外溢，从根源处降低激光对眼睛的损害。满足在治疗室的医生和患者都能被有效防护。

技术特征：
1.一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，包括光声探测装置本体(1)，其特征在于：所述光声探测装置本体(1)的内部设有激光发生器(11)、红色激光定位器(12)、同轴输出器(10)、光束直径调节器(9)，所述激光发生器(11)的一端和外部控制系统(13)连接，另一端和同轴输出器(10)连接，所述同轴输出器(10)连接光束直径调节器(9)，同时连接红色激光定位器(12)；所述光声探测装置本体(1)的前端设有中空长筒(5)，激光发生器(11)以及红色激光定位器(12)所发出的光束由此穿出，且红光随着激光同轴输出；所述中空长筒(5)为镀膜材料制成；所述光声探测装置本体(1)的前端还设有四个微型拾音器(4)，用于采集光声信号；光声探测装置本体(1)的内部前端设有四个光声信号收集器(6)、降噪器(7)和信号比较器(8)，所述光声信号收集器(6)一端和微型拾音器(4)连接，另一端和降噪器(7)连接，降噪器(7)的另一端和信号比较器(8)连接，信号比较器(8)的另一端连接指示灯(3)；所述信号指示灯(3)包括红灯和绿灯，红灯亮起表示继续治疗；绿灯亮起表示激光照射结束；所述光声探测装置本体(1)的前端连接有可拆卸式保护罩(2)，用于隔绝外部噪音干扰和防止激光外溢。2.根据权利要求1所述的一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，其特征在于：所述保护罩(2)为镀膜材料制成，其形状呈喇叭状，其材料可有效防止保护罩(2)被外力磨损。3.根据权利要求2所述的一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，其特征在于：所述微型拾音器(4)的下端呈喇叭状。4.根据权利要求3所述的一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，其特征在于：所述光声探测装置本体(1)的前端两侧对称设有卡槽(101)，卡槽(101)呈倒置的l形状，且卡槽(101)内侧端呈渐小状；所述保护罩(2)的内壁两侧对称设有卡凸(201)，安装时，将保护罩(2)上的卡凸(201)对准卡槽(101)插入，并旋转保护罩(2)，使得卡凸(201)卡在卡槽(101)的内部，让保护罩(2)固定。5.根据权利要求1-4任一项所述的一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置的使用方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：预先采集大样本短脉冲激光照射色素颗粒被完全震碎时所产生的光声信号，得到该光声信号的振幅平均值x以及所需激光参数，对光声探测装置进行预设置；步骤二：开启光声探测装置，用短脉冲激光束照射色素颗粒部位，照射的过程中产生光声信号；步骤三：用微型拾音器接收步骤二中的光声信号，并进行降噪和放大处理；步骤四：将收集的光声信号振幅数值与色素颗粒完全清除时产生的光声信号振幅平均值x进行比较，并将比较结果由信号指示灯反映出来。6.根据权利要求5所述的一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，其特征在于：所述步骤三中，对光声信号进行降噪处理具体为：获取设备的外部环境噪声信号及内部噪声信号，通过电路产生一个和噪声反向的声波，对所采集的光声信号进行杂音去除。7.根据权利要求6所述的一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，其特征在于：当该光声信号的振幅小于预设值时，代表色素颗粒已成功处理，红灯熄灭、绿灯亮起，激光照射结束；否则，红灯亮起，绿灯灭，并由医生手动调节外部控制系统内的激光参数，继续对该区
域的色素颗粒进行激光照射，直至绿灯亮起，该区域的治疗结束。

技术总结
本发明涉及医疗器械技术领域，且公开了一种引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，包括光声探测装置本体，所述光声探测装置本体的内部设有激光发生器、红色激光定位器、同轴输出器、光束直径调节器，所述激光发生器的一端和外部控制系统连接，另一端和同轴输出器连接，所述同轴输出器连接光束直径调节器，同时连接红色激光定位器。该引导短脉冲激光治疗的光声探测装置，在不间断激光操作的情况下，通过收集激光作用于色素颗粒所产生的光声信号，来动态监测该区域色素颗粒是否接受到短脉冲激光作用并被完全震碎且无遗漏。通过信号灯的指示判断治疗情况，为受试对象制定专属的激光参数与方案。有利于节约医疗资源与费用，降低患者负担和医生精力。和医生精力。和医生精力。


技术研发人员：马红艳 王宏伟
受保护的技术使用者：中国医学科学院北京协和医院
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/19