[發明專利]一種白癜風治療系統及其實現方法

在審

• 申請號: 201710946113.4
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107737410A
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 王茗祎;吳南壽;毛文健;曾亞光;韓定安;譚海曙;熊紅蓮
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: A61N5/067
• 分類號: A61N5/067
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 杜鵬飛,楊曉松

1.一種白癜風治療系統，其特征在于，包括激光光源、指示光源、第一分光鏡、二維振鏡組、光電探測器、第二分光鏡和CCD相機，其中：

所述激光光源發射激光照射所述第一分光鏡；

所述指示光源發射紅光照射所述第一分光鏡，并運用紅光的標記作用對系統進行矯正處理；

所述激光光源發射的激光透過所述第一分光鏡直接照射到所述二維振鏡組上；所述指示光源發射的紅光經所述第一分光鏡反射后照射到所述二維振鏡組上；

所述二維振鏡組通過改變振鏡的偏轉電壓從而改變激光的掃描位置；

所述第二分光鏡將從二維振鏡組照射來的激光分成兩部分，其中一部分激光經第二分光鏡反射后照射到白斑區域，另一部分激光透過第二分光鏡直接照射到所述光電探測器上；

所述光電探測器探測照射來的激光并將激光的光信號轉換為電信號，電信號經計算機處理后得到激光的功率信息，從而控制并實時監測所述激光光源發射激光的強度，以確保發射的激光能量在安全的范圍之內；

計算機通過分析所述CCD相機收集照射來的激光的信息從而控制所述二維振鏡組的運作，以實現對白斑區域的掃描；所述照射到CCD相機的激光為照射到白斑區域后沿入射的反方向返回到第二分光鏡并穿過第二分光鏡射入所述CCD相機的激光。

2.根據權利要求1所述的白癜風治療系統，其特征在于，所述激光光源發射的激光為308nm的準分子激光。

3.一種由權利要求1～2任一項所述白癜風治療系統的實現方法，其特征在于，包括下述步驟：

步驟一，在使用白癜風治療系統進行治療之前，需要對該系統進行矯正處理，矯正處理的過程具體為：首先，需要將圖像坐標轉換成二維振鏡組的控制電壓，系統通過指示光源發射的紅光作為標記光源，二維振鏡組工作在初始的位置，高速圖像采集裝置獲取一張二維振鏡組初始位置標記的圖像，然后驅動二維振鏡組使標記光源移動到十六個不同的位置，分別獲取這些標記位置的圖像和當前二維振鏡組的驅動電壓，最后分別計算圖像中標記光源的像素位置，將像素位置和驅動電壓值使用最小二乘法擬合，計算出二維振鏡組的驅動電壓和物理空間長度的轉換率和偏差值；

其次，利用靶標逐點掃描比對算法來實現系統的矯正，通過控制二維振鏡組對靶標點進行逐一的打標驗證，當激光光斑點精準打在標準板的靶標點上時，該靶標點的背景將由無底色變為紅色底色，當二維振鏡組每次打出的光斑點能夠準確地打在靶標點上，并顯色檢測通過，則表明當次的二維振鏡組工作正常、精準；但如果該靶標點無法與二維振鏡組射出的光斑點一一對應，即靶標點的顯色檢測無法通過，則表明該系統無法精準工作，此時計算出激光光斑點每一個位置的像素和電壓，再使用最小二乘法擬合，計算出激光光斑點每一個位置的轉換率和偏差值，然后求出轉換率和偏差值的平均值，接著再重復進行靶標驗正，直到能準確的打在全部靶標點上，即全部靶標點的背景由無底色變成紅色底色，通過得出的偏移量、轉換率和偏差值進行計算，最終得出二維振鏡組工作電壓和真實像素空間的位置進行偏移量與偏差值校正系數的結果，最后對系統進行矯正從而使系統工作正常、精準；

步驟二，白癜風治療系統進行工作，激光光源發射激光照射第一分光鏡，并透過第一分光鏡直接照射到二維振鏡組上，二維振鏡組通過改變振鏡的偏轉電壓從而改變激光的掃描位置；激光從二維振鏡組射出并照射到第二分光鏡上，第二分光鏡將射來激光分成兩部分，其中一部分激光經第二分光鏡反射后照射到白斑區域，激光照射到白斑區域后沿入射的反方向返回到第二分光鏡并穿過第二分光鏡射入CCD相機，計算機通過分析CCD相機收集照射來的激光的信息進行處理，并運用圖像邊緣提取算法對白斑區域進行邊緣提取，從而控制二維振鏡組的運作，實現對白斑區域的掃描；另一部分激光透過第二分光鏡直接照射到光電探測器上，光電探測器探測照射來的激光并將激光的光信號轉換為電信號，電信號經計算機處理后得到激光的功率信息，從而控制并實時監測所述激光光源發射激光的強度，以確保發射的激光能量在安全的范圍之內；

步驟三，白癜風治療系統在工作過程中，患者出現輕微的肢體移動，導致對白斑區域的掃描出現偏差，影響系統的正常工作，此時運用圖像鎖焦定位技術對掃描誤差進行補償，從而實現對白斑區域的精準掃描；

其中，所述步驟二中的運用圖像邊緣提取算法對白斑區域進行邊緣提取的過程具體為：首先對采集到的白斑區域圖像進行灰度化從而減少數據的處理量，然后手動勾勒出白斑區域邊緣的初始位置(φ)，代入邊緣演化方程：

∂φ∂t=μ[Δφ-div(▿φ▿φ)]+λδ(φ)div(g▿φ|▿φ|)+vgδ(φ),---(1)]]>

其中δ是單變量Dirac函數，g是邊界指示函數，λ>0、μ和ν是實常數，(1)式的迭代式可簡化為：

φi,jk+1=φi,jk+τH(φi,jk),---(2)]]>

其中H(φ_i,j)等于(1)式中的右邊，最后邊緣提取算法對初始化的白斑區域的邊緣進行迭代計算，直到白斑區域與背景的邊緣重合的時候，邊緣提取算法停止迭代，此時邊緣演化曲線(φ)的位置和形狀即為白斑區域的邊緣位置和形狀，最后將白斑區域的邊緣的圖像坐標換成實際電壓，并將電壓輸出給二維振鏡組，使系統按照所設定的白斑區域進行治療；

其中，所述步驟三中的運用圖像鎖焦定位技術對掃描誤差進行補償的過程具體為：通過建立目標模板T(m,n)，利用目標模板與圖像中的搜索圖S_i,j(m,n)進行歸一化互相關分析，求得歸一化互相關系數為：

R(i,j)=Σm=1MΣn=1N[Si,j(m,n)*T(m,n)]Σm=1MΣn=1N[Si,j(m,n)]2*Σm=1MΣn=1N[T(m,n)]2,---(3)]]>

當T和S_i,j匹配時，R即為最大值，該值越大，代表相似性越大，找出互相關系數最大的搜索圖與標準圖像的坐標偏差，再根據得到的偏差控制振鏡的偏轉電壓，從而控制激光實現對白斑區域進行精準掃描。

4.根據權利要求3所述白癜風治療系統的實現方法，其特征在于，所述激光光源發射的激光為308nm的準分子激光。