[發明專利]一種治療光控制方法和使用其的光動力治療裝置

有效

• 申請號: 202011126914.4
• 申請日: 2020-10-20
• 公開（公告）號: CN112295109B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 胡曉明;王旭;康文銳
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: A61N5/06
• 分類號: A61N5/06
• 代理公司: 北京格允知識產權代理有限公司 11609
• 代理人: 張沫

本發明涉及一種用于光動力治療裝置的校準控制方法，包括投光位置映射確立步驟和輻照度標定步驟，其中投光位置映射確立步驟被實現為通過構造單應矩陣的反投影方式以確定投光位置坐標的映射；輻照度標定步驟包括分別進行的調制參數與輻照度標定以及光源驅動電流與輻照度標定；實現本發明上述校準方法的光動力治療裝置，包括投光部和拍攝部，在任一次治療前，應使用本發明校準控制方法對光動力裝置針對治療目標進行有效校準，校準后實現精準的光投射，確保治療過程中的安全，也利于光動力治療機理的量化研究，滿足治療中光化學損傷與熱損傷對不同組織的損傷量效關系研究所需。

技術領域

本發明涉及一種用于光動力治療的光控制裝置，可滿足光動力療法對輻照位置和輻照強度的高精度調控要求。

背景技術

光動力療法(Photodynamic Therapy，PDT)是利用光敏劑在光輻射下產生光動力反應進行治療的一種新技術，相比于傳統的化療、放療等方法，光動力療法具有微創、毒性低微、選擇適用性好、可重復治療及副作用較小等優點。光動力治療的療效受光敏劑、光劑量、組織氧含量等多種要素共同作用，達成治療目的依賴于各要素的最佳配合，治療中光化學損傷與熱損傷對不同組織的損傷量效關系需要對輻照位置和輻照度進行準確控制。

發明內容

本發明的目的提供滿足精準投光要求的用于光動力治療裝置的校準控制方法及使用其光動力裝置，根據所述的方法及裝置可將特定波長的治療光準確輻照在樣本的任意位置，進而可用于研究光投射量、投射范圍等要素對光動力反應的影響。

根據本發明的校準控制方法，包括投光位置映射確立步驟和輻照度標定步驟，其中投光位置映射確立步驟被實現為通過構造單應矩陣的反投影方式以確定投光位置坐標的映射；輻照度標定步驟包括分別進行的調制參數與輻照度標定以及光源驅動電流與輻照度標定。

在投光位置標定步驟中，單應矩陣被適用于有效分割的多個子區域，用于將空間平面上任意點借由圖像傳感器所成的圖像和空間光調制器中的對應點的像素坐標對應，以實現映射。

在輻照度標定步驟中，調制參數與輻照度標定在確定光源工作條件下執行，所述光源驅動電流與輻照度標定在空間光調制器的可控范圍內變化執行，將照明光源的電流大小、空間光調制器陣列的調制參數和像素位置信息與光功率密度間的各數據建立矩陣生成對應模型，完成輻照度標定步驟。

可執行本發明校準控制方法的光動力治療裝置，包括投光部和拍攝部，所述投光部由構成為共軸光學系統的帶透鏡治療光源(2)，空間光調制器(3)以及投影鏡頭(4)組成，所述治療光源、空間光調制器和投影鏡頭處于光學共軛狀態，所述拍攝部包括同軸設置的鏡頭(5)和圖像傳感器(6)，所述拍攝部相對于所述投光部的共軸光學系統的軸形成為具有傾斜角度，所述傾斜角度可調整以使鏡頭(5)和圖像傳感器(6)的放置位置和方向能達到成像最大且所呈圖像位于圖像傳感器的中心位置。

為實現精度的最佳匹配，所述圖像傳感器(6)的分辨率應不低于空間光調制器的分辨率，且不少于1024×768像素。

執行校準過程中，投光部被控制以在投光位置映射確立步驟中投射出特征點陣列，所述拍攝部拍攝帶有特征點陣列信息的樣本圖像，提取出特征點的空間光調制器像素坐標為圖像傳感器像素坐標記為其中m和n為序號，表示特征點所在行數和列數，m不大于9，n不大于17。

執行輻照度標定的步驟中，投光部被控制以在輻照度標定步驟中投射具有不同像素大小原型光斑的標定序列圖，以使光功率計探頭可在樣品位置可采集到不同的輻照度分布。

根據本發明的校準控制方法，光動力治療前無需對待治療表面進行三維重建，降低了反投影的計算量，提高了光動力治療裝置的反饋速度，校準后即可操作設備實現精準光動力投射，執行光動力治療，操作簡便，準確度高。

附圖說明

為讓本發明的上述目的、特征和優點更能明顯易懂，下文特舉實施例，并配合附圖，詳細說明如下：