一种激光束照射肌体内部的方法及装置与流程

文档序号:17659766发布日期:2019-05-15 22:18阅读:203来源:国知局
一种激光束照射肌体内部的方法及装置与流程

本发明涉及理疗护理领域,尤其涉及一种激光束照射肌体内部的方法及装置。



背景技术:

激光理疗是光疗的一种,是指用弱激光直接照射生物组织后引起一系列生物效应(biologyeffect),从而达到治疗疾病目的。

激光理疗是弱激光如he-ne激光,扩束的co2激光或半导体激光等直接照射患部,有以下几种方法。

原光束照射法,激光管输出的激光不经任何光学处理直接照射组织,其功率密度较大,光斑面积较小,适用于小面积病灶的照射治疗。

扩束照射法,将原光束通过凹透镜扩束后照射患处。其功率密度较小,光斑面积较大,适用于较大面积的病灶照射。

光纤直接照射法,激光从光纤输出后对患部进行照射。适用于体表小面积及部分腔内(如鼻腔、外耳道、阴道、尿道)病灶的照射治疗。

光纤内窥镜照射法,在内窥镜的配合下,将传输激光的光纤送人内腔进行照射。

申请号为cn201620337261.7,发明名称为一种可穿戴设备上的激光理疗仪,公开了一种可穿戴设备上的激光理疗仪,包括设置于穿戴设备内的激光理疗系统;所述激光理疗系统包括一主控mcu、低压差线性稳压器和三个激光头,主控mcu上的gpio口连接低压差线性稳压器的en管脚,低压差线性稳压器的out管脚连接三个激光头,每个激光头上均串联设置一个限流电阻。本实用新型结合了可穿戴设备和激光理疗产品的优点,既有可穿戴设备使用方便的优点,又实现了激光理疗产品的理疗功能,可以让用户随时随地方便的使用。

申请号为cn201510750376.9,发明名称为一种便携式弱激光理疗服,提供了一种可穿戴、易携带、双波长激光输出的便携式弱激光理疗服。包括激光光源和穿戴式光疗服,两个部分由传导光纤连接,便携式激光光源包括出光端口、锂电池、带蓝牙数据传输模块的控制电路和双波长激光模组,穿戴式光疗服包括进光端口、透光面纱层、光纤织物层和反光布料层,理疗服可以是帽子、睡袋、斗篷、袜子等贴身衣物的样式,方便穿戴和使用。所述的激光光源是可以产生用于理疗的红光或蓝光的弱激光的激光模组。该弱激光理疗服能够辅助治疗脱发、关节病、皮肤病、血液粘稠、糖尿病足等弱激光理疗相关疾病。使用者通过带有蓝牙模块的移动终端设备手机等控制理疗服的激光开关并传输和存储用户使用数据。

申请号为cn201510541915.8,发明名称为一种能量实时反馈式激光理疗仪,提供一种能量实时反馈式激光理疗仪:该激光理疗仪包括壳体、微处理器、激光治疗组件以及温度探测组件,本发明利用温度探测组件采用非接触方式探测激光照射区温度,并利用微处理器调节激光输出能量的大小,通过反馈调节,在保证不造成热损伤的同时,对深部脊髓进行照射治疗,克服了现有产品无法监测照射部位温度改变而实时调整激光照射能量,保证治疗的效果与安全性。

现有激光理疗护理方法没有利用肌体内部病灶位置信息实现准确集中使用激光能量,照射范围存在盲目性,激光能量使用效率低、效果差。



技术实现要素:

本发明给出一种激光束照射肌体内部的方法及装置,用于克服现有激光理疗护理方法没有利用肌体内部病灶位置信息实现准确集中使用激光能量,照射范围存在盲目性,激光能量使用效率低、效果差的缺点中的至少一种。

本发明给出一种激光束照射肌体内部的方法,包括如下步骤:

使用超声波图像传感器获取肌体内部组织的图像;

使用所述图像确定待照射组织的位置;

调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织。

本发明给出一种激光束照射肌体内部的装置,包含如下模块:

肌体内部组织图像获取模块,待照射组织位置确定模块及激光束调整模块;其中,

肌体内部组织图像获取模块,用于使用超声波图像传感器获取肌体内部组织的图像,包括超声波图像传感器;

待照射组织位置确定模块,用于使用所述图像确定待照射组织的位置,包括图像处理子模块;

激光束调整模块,用于调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织,包括拖动子模块或伺服子模块中的至少一种。

本发明实施例给出的方法及装置,可以克服现有激光理疗护理方法没有利用肌体内部病灶位置信息实现准确集中使用激光能量,照射范围存在盲目性,激光能量使用效率低、效果差的缺点中的至少一种。可以将激光能量集中、准确地照射到肌体内待照射组织上,改善照射效果,节省激光功率。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本发明实施例给出的一种激光束照射肌体内部的方法流程图;

图2为本发明实施例给出的一种激光束照射肌体内部的装置组成示意图;

图3为本发明实施例给出的一种位置参照物布设方式示意图。

实施例

本发明实施例给出的方法及装置,用于克服现有激光理疗护理方法没有利用肌体内部病灶位置信息实现准确集中使用激光能量,照射范围存在盲目性,激光能量使用效率低、效果差的缺点中的至少一种。可以将激光能量集中、准确地照射到肌体内待照射组织上,改善照射效果,节省激光功率。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

下面结合附图,对本发明提供的激光束照射肌体内部的方法、装置举例加以说明。

实施例一,一种激光束照射肌体内部的方法举例

参见图1所示,本发明提供的一种激光束照射肌体内部的方法实施例,包括如下步骤:

步骤s110,使用超声波图像传感器获取肌体内部组织的图像;

步骤s120,使用所述图像确定待照射组织的位置;

步骤s130,调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织。

具体地,所述超声波图像传感器为医疗用b超(b-scanultrasonography;beam-scanultrasonography)使用的超声波图像传感器。

具体地,所述肌体内部组织包括肌体内部的肌肉组织、脂肪组织、器官组织、神经组织、血管组织和骨骼组织中的至少一种。

本实施例给出的方法,其中,

所述使用超声波图像传感器获取肌体内部组织的图像,包括:

在肌体表面设置位置参照物;

使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像。

具体地,所述在肌体表面设置位置参照物,包括在肌体表面以如下任一方式实现位置参照物与肌体表面的连接:

在肌体表面以黏接方式连接;

在肌体表面以负压吸附方式连接;

在肌体表面以捆绑方式连接;以及

在肌体表面以涂画方式连接。

具体地,所述位置参照物具有如下任一空间形状:

点阵形,点阵的空间布局为圆形、矩形、菱形和三角形中的任一种,其中的点阵元素为任一几何形状;

线阵形,线阵的空间布局为矩形、圆形、菱形和三角形中的任一种,其中的线阵元素为等间隔且平行的线段;以及

网格形,网格的空间布局为矩形、圆形、菱形和蜘蛛网形中的任一种,其中的线阵元素为一组等间隔的平行线段与另外一组等间隔的平行线段组成,或一组等间隔的圆弧与另外一组从圆心辐射出的线段组成。

具体地,所述肌体包括人和动物的肌体。

具体地,所述位置参照物包括光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种。

在使用超声波对肌体内部成像阶段,使用所述光学位置参照物的操作包括:

通过在光学位置参照物限定的区域内移动超声波图像传感器获取其图像边缘或其图像中特定点与光学位置参照物所在位置存在确定对应关系的图像,使用这种对应关系,可以确定图像中其他像素相对于光学位置参照物的位置,从而确定待照射组织相对于光学位置参照物的位置;或

将光学位置参照物作为摄影测量的测量控制点,使用光学成像传感器获取包含该光学位置参照物和超声波图像传感器的光学图像,使用该光学位置参照物的已知位置、该光学位置参照物间的已知位置关系和该光学位置参照物的几何尺度中的至少一种,在所述光学图像中确定超声波图像传感器相对于光学位置参照物的位置坐标。

在激光对肌体内部照射阶段,使用所述光学位置参照物的操作包括:

根据待照射组织相对于光学位置参照物的位置,以及光学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置。

在使用超声波对肌体内部成像阶段,使用所述声学位置参照物的操作包括:

通过向声学位置参照物和肌体发射超声波获取声学位置参照物和肌体的图像,该图像包含声学位置参照物的图像和肌体的图像,该图像包含声学位置参照物与肌体内组织间的位置对应关系信息,使用该对应关系信息可以确定图像中肌体组织的像素相对于声学位置参照物的位置,从而确定待照射组织相对于声学位置参照物的位置;或

向安装在超声波成像传感器上的声波定位传感器发送定位声波或从安装在超声波成像传感器上的声波定位发射器接收定位声波。

进一步地,所述向安装在超声波成像传感器上的声波定位传感器发送定位声波或从安装在超声波成像传感器上的声波定位发射器接收定位声波,包括:

使用无线电信号作为所述声波定位传感器和所述声波定位发射器之间的时间同步信号。

更进一步地,所述向安装在超声波成像传感器上的声波定位传感器发送定位声波或从安装在超声波成像传感器上的声波定位发射器接收定位声波,包括:

使用定位声波在所述声波定位传感器和所述声波定位发射器之间的传播时延确定声学位置参照物至所述超声波成像传感器的距离;

使用三个或三个以上的所述声学位置参照物至所述超声波成像传感器的距离确定所述超声波成像传感器的位置。

在激光对肌体内部照射阶段,使用所述声学位置参照物的操作包括:

根据待照射组织相对于声学位置参照物的位置,以及声学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置;或

根据待照射组织相对于光学位置参照物的位置坐标,以及光学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置。

具体地,所述声学位置参照物为对声波具有反射作用的线状体,该线状体布设在肌体表面,和肌体一起接受超声波的照射。

进一步地,所述声学位置参照物为对声波具有反射作用的网状体。

优选地,所述声学位置参照物在超声成像阶段通过对超声波的反射在肌体的超声图像中形成自己的像素位置,在激光对肌体内部照射阶段用于光学位置参照物,其光学图像位置被用于确定激光束对肌体的照射位置。

具体地,所述声学位置参照物的一种实现方式包括:

使用声波反射体作为声学位置参照物。

所述声波反射体对光和超声波具有强的反射特性,该声波反射体贴着肌体表面布设。

所述声波反射体对光的反射特性使其在激光对肌体内部照射阶段被用作光学位置参照物,在超声波对肌体内部成像阶段被用作声学位置参照物。

进一步地,所述光学位置参照物布设在具有确定形状的框架结构上。

进一步地,所述声学位置参照物布设在具有确定形状的框架结构上。

具体地,所述声学位置参照物包括无源声学位置参照物和有源声学位置参照物,其中,

无源声学位置参照物包含声波反射体;

有源声学位置参照物包含定位声波声源或包括定位声波接收传感器。

本实施例给出的方法,其中,

所述在肌体表面设置位置参照物,包括:

在肌体表面设置光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种;

所述使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像,包括:

使用超声波图像传感器在肌体表面区域内获取其像素位置与所述光学位置参照物的位置和尺度中的至少一项在一维、二维和三维空间中的任一种内存在确定对应关系的图像;或

使用超声波图像传感器在肌体表面区域内获取其像素位置与所述声学位置参照物的位置和尺度中的至少一项在一维、二维和三维空间中的任一种内存在确定对应关系的图像;或

使用摄影测量法获取光学位置参照物和超声波图像传感器的图像,将光学位置参照物作为摄影测量的控制点,确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系;或

使用声波定位法获取声学位置参照物和超声波图像传感器之间的距离关系,使用该距离关系确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系。

具体地,作为使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像的一种具体实现方式,包括:

使用超声波成像探头对肌体和贴着肌体表面不设的声波反射体同时照射,在同一幅超声图像中获取金属细线和肌体内部组织的图像;

在所述图像上确定待照射组织所在区域的位置和大小;

使用已知的声波反射体的粗细尺度或声波反射体间隔尺度确定待照射组织所在区域相对于金属细线的位置和待照射组织所在区域的尺度。

本实施例给出的方法,其中,

所述使用所述图像确定待照射组织的位置,包括:

使用肌体表面设置的光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,确定肌体内部待照射组织在一维、二维和三维空间中的任一种内相对于该位置基准的位置。

具体地,所述使用肌体表面设置的光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,包括:

使用光学位置参照物的已知间距距离值确定所述图像的边缘尺度值,使用该尺度值确定图像中像素间距对应的实际距离,利用图像中像素间距对应的实际距离确定待照射组织的尺度值和相对于光学位置参照物的距离值;或

使用声学位置参照物的已知尺度或声学位置参照物构成单元的间距距离值,确定包含声学位置参照物图像的所述图像中像素间距对应的实际距离,利用图像中像素间距对应的实际距离确定待照射组织的尺度值和相对于光学位置参照物的距离值;或

使用摄影测量法获取光学位置参照物和超声波图像传感器的图像,将光学位置参照物作为摄影测量的控制点,确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系;或

使用声波定位法获取声学位置参照物和超声波图像传感器之间的距离关系,使用该距离关系确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系。

具体地,所述确定肌体内部待照射组织在一维、二维和三维空间中的任一种内相对于该位置基准的位置,包括:

使用计算机边缘提取算法确定肌体内部待照射组织的边缘;和/或

使用人工识别肌体内部待照射组织的边缘并对待照射组织的边缘进行人工标注。

具体地,所述使用计算机边缘提取算法确定肌体内部待照射组织的边缘,进一步包括:

打印输出肌体内部待照射组织的边缘位置几何图形;

使用所述边缘位置几何图形制作待照射组织的位置标志图形;

将所述位置标志图形以粘贴或涂画的方式制作在相应的肌体表面。

具体地,所述使用人工识别肌体内部待照射组织的边缘并对待照射组织的边缘进行人工标注,进一步包括:

打印输出肌体内部待照射组织的人工标注几何图形;

使用所述人工标注几何图形制作待照射组织的位置标志图形;

将所述位置标志图形以粘贴或涂画的方式制作在相应的肌体表面。

本实施例给出的方法,其中,

所述调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织,包括:

通过调整激光束光源位置、调整激光束反射面位置、调整激光束反射面角度和调整激光束输出透镜位置中的至少一种操作,并且使用光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,使激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置;和/或

通过调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束宽度和波束形状中的至少一种,并且使用光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,使激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束光源位置,包括:

通过拖动机构移动激光束光源的位置,使其发出的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束反射面位置,包括:

通过拖动机构移动光束反射面位置,使其反射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束反射面角度,包括:

通过私服机构移动光束反射面角度,使其反射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束输出透镜位置,包括:

调整激光束出射透镜的位置,使从光纤出射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束宽度,包括:

通过使透镜处于光路的不同位置或通过将透镜移入或移出光路改变激光束的波束宽度,通过改变激光束的波束宽度改变穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置的激光束的功率密度。

具体地,所述调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束形状,包括:

通过使透镜处于光路的不同位置或通过将透镜移入或移出光路改变激光束的波束形状,通过改变激光束的波束形状使之波束截面或光斑形状接近待照射组织的形状。

实施例二,一种激光束照射肌体内部的装置举例

参见图2所示,本发明提供的一种激光束照射肌体内部的装置实施例,包括:

肌体内部组织图像获取模块210,待照射组织位置确定模块220及激光束调整模块230;其中,

肌体内部组织图像获取模块210,用于使用超声波图像传感器获取肌体260内部组织的图像,包括超声波图像传感器;

待照射组织位置确定模块220,用于使用所述图像确定待照射组织261的位置,包括图像处理子模块;

激光束调整模块230,用于调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织261,包括拖动子模块或伺服子模块中的至少一种。

具体地,所述超声波图像传感器为医疗用b超(b-scanultrasonography;beam-scanultrasonography)使用的超声波图像传感器。

具体地,所述肌体内部组织包括肌体内部的肌肉组织、脂肪组织、器官组织、神经组织、血管组织和骨骼组织中的至少一种。

本实施例给出的装置,其中,

所述肌体内部组织图像获取模块210,还包括位置参照物子模块211,该位置参照物子模块用于使用超声波图像传感器获取肌体内部组织的图像的操作,包括如下操作步骤:

在肌体表面设置位置参照物;

使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像。

具体地,所述在肌体表面设置位置参照物,包括在肌体表面以如下任一方式实现位置参照物与肌体表面的连接:

在肌体表面以黏接方式连接;

在肌体表面以负压吸附方式连接;

在肌体表面以捆绑方式连接;以及

在肌体表面以涂画方式连接。

具体地,所述位置参照物具有如下任一空间形状:

点阵形,点阵的空间布局为圆形、矩形、菱形和三角形中的任一种,其中的点阵元素为任一几何形状;

线阵形,线阵的空间布局为矩形、圆形、菱形和三角形中的任一种,其中的线阵元素为等间隔且平行的线段;以及

网格形,网格的空间布局为矩形、圆形、菱形和蜘蛛网形中的任一种,其中的线阵元素为一组等间隔的平行线段与另外一组等间隔的平行线段组成,或一组等间隔的圆弧与另外一组从圆心辐射出的线段组成。

具体地,所述肌体包括人和动物的肌体。

具体地,所述位置参照物包括光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种。

在使用超声波对肌体内部成像阶段,使用所述光学位置参照物的操作包括:

通过在光学位置参照物限定的区域内移动超声波图像传感器获取其图像边缘或其图像中特定点与光学位置参照物所在位置存在确定对应关系的图像,使用这种对应关系,可以确定图像中其他像素相对于光学位置参照物的位置,从而确定待照射组织相对于光学位置参照物的位置;或

将光学位置参照物作为摄影测量的测量控制点,使用光学成像传感器获取包含该光学位置参照物和超声波图像传感器的光学图像,使用该光学位置参照物的已知位置、该光学位置参照物间的已知位置关系和该光学位置参照物的几何尺度中的至少一种,在所述光学图像中确定超声波图像传感器相对于光学位置参照物的位置坐标。

在激光对肌体内部照射阶段,使用所述光学位置参照物的操作包括:

根据待照射组织相对于光学位置参照物的位置,以及光学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置。

在使用超声波对肌体内部成像阶段,使用所述声学位置参照物的操作包括:

通过向声学位置参照物和肌体发射超声波获取声学位置参照物和肌体的图像,该图像包含声学位置参照物的图像和肌体的图像,该图像包含声学位置参照物与肌体内组织间的位置对应关系信息,使用该对应关系信息可以确定图像中肌体组织的像素相对于声学位置参照物的位置,从而确定待照射组织相对于声学位置参照物的位置;或

向安装在超声波成像传感器上的声波定位传感器发送定位声波或从安装在超声波成像传感器上的声波定位发射器接收定位声波。

在激光对肌体内部照射阶段,使用所述声学位置参照物的操作包括:

根据待照射组织相对于声学位置参照物的位置,以及声学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置;或

根据待照射组织相对于光学位置参照物的位置坐标,以及光学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置。

具体地,所述声学位置参照物为对声波具有反射作用的线状体,该线状体布设在肌体表面,和肌体一起接受超声波的照射。

进一步地,所述声学位置参照物为对声波具有反射作用的网状体。

优选地,所述声学位置参照物在超声成像阶段通过对超声波的反射在肌体的超声图像中形成自己的像素位置,在激光对肌体内部照射阶段用于光学位置参照物,其光学图像位置被用于确定激光束对肌体的照射位置。

具体地,所述声学位置参照物的一种实现方式包括:

使用声波反射体作为声学位置参照物。

所述声波反射体对光和超声波具有强的反射特性,该声波反射体贴着肌体表面布设。

所述声波反射体对光的反射特性使其在激光对肌体内部照射阶段被用作光学位置参照物,在超声波对肌体内部成像阶段被用作声学位置参照物。

进一步地,所述光学位置参照物布设在具有确定形状的框架结构上。

进一步地,所述声学位置参照物布设在具有确定形状的框架结构上。

具体地,所述声学位置参照物包括无源声学位置参照物和有源声学位置参照物,其中,

无源声学位置参照物包含声波反射体;

有源声学位置参照物包含定位声波声源或包括定位声波接收传感器。

本实施例给出的装置,其中,

所述位置参照物子模块211,设置在肌体表面,具体包括:

设置在肌体表面设置光学位置参照物子模块和声学位置参照物子模块中的至少一种;

所述所述肌体内部组织图像获取模块执行的使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像操作,包括如下步骤:

使用超声波图像传感器在肌体表面区域内获取其像素位置与所述光学位置参照物的位置和尺度中的至少一项在一维、二维和三维空间中的任一种内存在确定对应关系的图像;或

使用超声波图像传感器在肌体表面区域内获取其像素位置与所述声学位置参照物的位置和尺度中的至少一项在一维、二维和三维空间中的任一种内存在确定对应关系的图像;或

使用摄影测量法获取光学位置参照物和超声波图像传感器的图像,将光学位置参照物作为摄影测量的控制点,确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系;或

使用声波定位法获取声学位置参照物和超声波图像传感器之间的距离关系,使用该距离关系确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系。

具体地,作为使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像的一种具体实现方式,包括:

使用超声波成像探头对肌体和贴着肌体表面不设的声波反射体同时照射,在同一幅超声图像中获取金属细线和肌体内部组织的图像;

在所述图像上确定待照射组织所在区域的位置和大小;

使用已知的声波反射体的粗细尺度或声波反射体间隔尺度确定待照射组织所在区域相对于金属细线的位置和待照射组织所在区域的尺度。

本实施例给出的装置,其中,

所述待照射组织位置确定模块220,执行使用所述图像确定待照射组织的位置的操作,包括如下操作步骤:

使用肌体表面设置的光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,确定肌体内部待照射组织在一维、二维和三维空间中的任一种内相对于该位置基准的位置。

具体地,所述使用肌体表面设置的光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,包括:

使用光学位置参照物的已知间距距离值确定所述图像的边缘尺度值,使用该尺度值确定图像中像素间距对应的实际距离,利用图像中像素间距对应的实际距离确定待照射组织的尺度值和相对于光学位置参照物的距离值;或

使用声学位置参照物的已知尺度或声学位置参照物构成单元的间距距离值,确定包含声学位置参照物图像的所述图像中像素间距对应的实际距离,利用图像中像素间距对应的实际距离确定待照射组织的尺度值和相对于光学位置参照物的距离值;或

使用摄影测量法获取光学位置参照物和超声波图像传感器的图像,将光学位置参照物作为摄影测量的控制点,确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系;或

使用声波定位法获取声学位置参照物和超声波图像传感器之间的距离关系,使用该距离关系确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系。

具体地,所述确定肌体内部待照射组织在一维、二维和三维空间中的任一种内相对于该位置基准的位置,包括:

使用计算机边缘提取算法确定肌体内部待照射组织的边缘;和/或

使用人工识别肌体内部待照射组织的边缘并对待照射组织的边缘进行人工标注。

具体地,所述使用计算机边缘提取算法确定肌体内部待照射组织的边缘,进一步包括:

打印输出肌体内部待照射组织的边缘位置几何图形;

使用所述边缘位置几何图形制作待照射组织的位置标志图形;

将所述位置标志图形以粘贴或涂画的方式制作在相应的肌体表面。

具体地,所述使用人工识别肌体内部待照射组织的边缘并对待照射组织的边缘进行人工标注,进一步包括:

打印输出肌体内部待照射组织的人工标注几何图形;

使用所述人工标注几何图形制作待照射组织的位置标志图形;

将所述位置标志图形以粘贴或涂画的方式制作在相应的肌体表面。

本实施例给出的装置,其中,

所述激光束调整模块230,执行调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织的操作,包括如下步骤:

通过调整激光束光源位置、调整激光束反射面位置、调整激光束反射面角度和调整激光束输出透镜位置中的至少一种操作,并且使用光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,使激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置;和/或

通过调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束宽度和波束形状中的至少一种,并且使用光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,使激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束光源位置,包括:

通过拖动机构移动激光束光源的位置,使其发出的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束反射面位置,包括:

通过拖动机构移动光束反射面位置,使其反射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束反射面角度,包括:

通过私服机构移动光束反射面角度,使其反射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束输出透镜位置,包括:

调整激光束出射透镜的位置,使从光纤出射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束宽度,包括:

通过使透镜处于光路的不同位置或通过将透镜移入或移出光路改变激光束的波束宽度,通过改变激光束的波束宽度改变穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置的激光束的功率密度。

具体地,所述调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束形状,包括:

通过使透镜处于光路的不同位置或通过将透镜移入或移出光路改变激光束的波束形状,通过改变激光束的波束形状使之波束截面或光斑形状接近待照射组织的形状。

实施例三,一种激光束照射肌体内部的装置举例

参见图2和图3所示,本发明提供的一种激光束照射肌体内部的装置实施例,包括:

肌体内部组织图像获取模块210,待照射组织位置确定模块220及激光束调整模块230;其中,

肌体内部组织图像获取模块210,用于使用超声波图像传感器获取肌体260内部组织的图像,包括超声波图像传感器;

待照射组织位置确定模块220,用于使用所述图像确定待照射组织261的位置,包括图像处理子模块;

激光束调整模块230,用于调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织261,包括拖动子模块或伺服子模块中的至少一种;

所述肌体内部组织图像获取模块210与待照射组织位置确定模块220之间存在有线或无线数据传输接口,待照射组织位置确定模块220通过该接口获取光学图像数据和超声波图像数据中的至少一种;

所述激光束调整模块230与待照射组织位置确定模块220之间存在有线或无线数据传输接口,激光束调整模块230通过该接口从待照射组织位置确定模块220获取待照射组织位置的坐标信息。

具体地,所述超声波图像传感器为医疗用b超(b-scanultrasonography;beam-scanultrasonography)使用的超声波图像传感器。

具体地,所述肌体内部组织包括肌体内部的肌肉组织、脂肪组织、器官组织、神经组织、血管组织和骨骼组织中的至少一种。

本实施例给出的装置,其中,

所述肌体内部组织图像获取模块210,还包括位置参照物子模块211,该位置参照物子模块用于使用超声波图像传感器获取肌体内部组织的图像的操作,包括如下操作步骤:

在肌体表面设置位置参照物;

使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像。

具体地,所述在肌体表面设置位置参照物,包括在肌体表面以如下任一方式实现位置参照物与肌体表面的连接:

在肌体表面以黏接方式连接;

在肌体表面以负压吸附方式连接;

在肌体表面以捆绑方式连接;以及

在肌体表面以涂画方式连接。

具体地,所述位置参照物具有如下任一空间形状:

点阵形,点阵的空间布局为圆形、矩形、菱形和三角形中的任一种,其中的点阵元素为任一几何形状;

线阵形,线阵的空间布局为矩形、圆形、菱形和三角形中的任一种,其中的线阵元素为等间隔且平行的线段;以及

网格形,网格的空间布局为矩形、圆形、菱形和蜘蛛网形中的任一种,其中的线阵元素为一组等间隔的平行线段与另外一组等间隔的平行线段组成,或一组等间隔的圆弧与另外一组从圆心辐射出的线段组成。

具体地,所述肌体包括人和动物的肌体。

具体地,所述位置参照物包括光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种。

在使用超声波对肌体内部成像阶段,使用所述光学位置参照物的操作包括:

通过在光学位置参照物限定的区域内移动超声波图像传感器获取其图像边缘或其图像中特定点与光学位置参照物所在位置存在确定对应关系的图像,使用这种对应关系,可以确定图像中其他像素相对于光学位置参照物的位置,从而确定待照射组织相对于光学位置参照物的位置;或

将光学位置参照物作为摄影测量的测量控制点,使用光学成像传感器获取包含该光学位置参照物和超声波图像传感器的光学图像,使用该光学位置参照物的已知位置、该光学位置参照物间的已知位置关系和该光学位置参照物的几何尺度中的至少一种,在所述光学图像中确定超声波图像传感器相对于光学位置参照物的位置坐标。

在激光对肌体内部照射阶段,使用所述光学位置参照物的操作包括:

根据待照射组织相对于光学位置参照物的位置,以及光学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置。

在使用超声波对肌体内部成像阶段,使用所述声学位置参照物的操作包括:

通过向声学位置参照物和肌体发射超声波获取声学位置参照物和肌体的图像,该图像包含声学位置参照物的图像和肌体的图像,该图像包含声学位置参照物与肌体内组织间的位置对应关系信息,使用该对应关系信息可以确定图像中肌体组织的像素相对于声学位置参照物的位置,从而确定待照射组织相对于声学位置参照物的位置;或

向安装在超声波成像传感器上的声波定位传感器发送定位声波或从安装在超声波成像传感器上的声波定位发射器接收定位声波。

在激光对肌体内部照射阶段,使用所述声学位置参照物的操作包括:

根据待照射组织相对于声学位置参照物的位置,以及声学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置;或

根据待照射组织相对于光学位置参照物的位置坐标,以及光学位置参照物的位置,确定激光束对肌体的照射位置。

具体地,所述声学位置参照物为对声波具有反射作用的线状体,该线状体布设在肌体表面,和肌体一起接受超声波的照射。

进一步地,所述声学位置参照物为对声波具有反射作用的网状体。

优选地,所述声学位置参照物在超声成像阶段通过对超声波的反射在肌体的超声图像中形成自己的像素位置,在激光对肌体内部照射阶段用于光学位置参照物,其光学图像位置被用于确定激光束对肌体的照射位置。

具体地,所述声学位置参照物的一种实现方式包括:

使用声波反射体作为声学位置参照物。

所述声波反射体对光和超声波具有强的反射特性,该声波反射体贴着肌体表面布设。

所述声波反射体对光的反射特性使其在激光对肌体内部照射阶段被用作光学位置参照物,在超声波对肌体内部成像阶段被用作声学位置参照物。

进一步地,所述光学位置参照物布设在具有确定形状的框架结构上。

进一步地,所述声学位置参照物布设在具有确定形状的框架结构上。

具体地,所述声学位置参照物包括无源声学位置参照物和有源声学位置参照物,其中,

无源声学位置参照物包含声波反射体;

有源声学位置参照物包含定位声波声源或包括定位声波接收传感器。

本实施例给出的装置,其中,

所述位置参照物子模块211,设置在肌体表面,具体包括:

设置在肌体表面设置光学位置参照物子模块和声学位置参照物子模块中的至少一种;

所述所述肌体内部组织图像获取模块执行的使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像操作,包括如下步骤:

使用超声波图像传感器在肌体表面区域内获取其像素位置与所述光学位置参照物的位置和尺度中的至少一项在一维、二维和三维空间中的任一种内存在确定对应关系的图像;或

使用超声波图像传感器在肌体表面区域内获取其像素位置与所述声学位置参照物的位置和尺度中的至少一项在一维、二维和三维空间中的任一种内存在确定对应关系的图像;或

使用摄影测量法获取光学位置参照物和超声波图像传感器的图像,将光学位置参照物作为摄影测量的控制点,确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系;或

使用声波定位法获取声学位置参照物和超声波图像传感器之间的距离关系,使用该距离关系确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系。

具体地,作为使用超声波图像传感器获取与所述位置参照物的位置相关联的肌体内部组织的图像的一种具体实现方式,包括:

使用超声波成像探头对肌体和贴着肌体表面不设的声波反射体同时照射,在同一幅超声图像中获取金属细线和肌体内部组织的图像;

在所述图像上确定待照射组织所在区域的位置和大小;

使用已知的声波反射体的粗细尺度或声波反射体间隔尺度确定待照射组织所在区域相对于金属细线的位置和待照射组织所在区域的尺度。

具体地,所述位置参照物子模块211,设置在肌体表面,具体包括有源光学位置参照物部件、无源光学位置参照物部件、有源声学位置参照物部件和无源声学位置参照物部件中的至少一种。

参见图3(a)所示,有源光学位置参照物部件314,包括光源和形状和尺度已知的发光体;

无源光学位置参照物部件311、312,包括形状和尺度已知的反光体;在图3(a)中,无源光学位置参照物部件311与312为走向不同的线形或条形反光体;

无源声学位置参照物部件315,包括形状和尺度已知的超声波反射体;在图3(a)中,无源声学位置参照物部件315为线形或条形超声波反射体;

有源声学位置参照物部件313,包括声波定位用声源或声波定位用声波传感器。

所述有源光学位置参照物部件314、无源光学位置参照物部件311和312、有源声学位置参照物部件313和无源声学位置参照物部件315分别布设在肌体260的表面。

参见图3(b)所示,三个有源声学位置参照物部件313布设在框架320上,三个有源声学位置参照物部件313分别接收超声波成像探头330发送的定位声波,该定位声波用于确定超声波成像探头330的位置。

本实施例给出的装置,其中,

所述待照射组织位置确定模块220,执行使用所述图像确定待照射组织的位置的操作,包括如下操作步骤:

使用肌体表面设置的光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,确定肌体内部待照射组织在一维、二维和三维空间中的任一种内相对于该位置基准的位置。

具体地,所述使用肌体表面设置的光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,包括:

使用光学位置参照物的已知间距距离值确定所述图像的边缘尺度值,使用该尺度值确定图像中像素间距对应的实际距离,利用图像中像素间距对应的实际距离确定待照射组织的尺度值和相对于光学位置参照物的距离值;或

使用声学位置参照物的已知尺度或声学位置参照物构成单元的间距距离值,确定包含声学位置参照物图像的所述图像中像素间距对应的实际距离,利用图像中像素间距对应的实际距离确定待照射组织的尺度值和相对于光学位置参照物的距离值;或

使用摄影测量法获取光学位置参照物和超声波图像传感器的图像,将光学位置参照物作为摄影测量的控制点,确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系;或

使用声波定位法获取声学位置参照物和超声波图像传感器之间的距离关系,使用该距离关系确定超声波图像传感器的位置,并且将该图像包含的肌体内部组织信息与该超声波图像传感器的位置之间建立对应关系。

具体地,所述确定肌体内部待照射组织在一维、二维和三维空间中的任一种内相对于该位置基准的位置,包括:

使用计算机边缘提取算法确定肌体内部待照射组织的边缘;和/或

使用人工识别肌体内部待照射组织的边缘并对待照射组织的边缘进行人工标注。

具体地,所述使用计算机边缘提取算法确定肌体内部待照射组织的边缘,进一步包括:

打印输出肌体内部待照射组织的边缘位置几何图形;

使用所述边缘位置几何图形制作待照射组织的位置标志图形;

将所述位置标志图形以粘贴或涂画的方式制作在相应的肌体表面。

具体地,所述使用人工识别肌体内部待照射组织的边缘并对待照射组织的边缘进行人工标注,进一步包括:

打印输出肌体内部待照射组织的人工标注几何图形;

使用所述人工标注几何图形制作待照射组织的位置标志图形;

将所述位置标志图形以粘贴或涂画的方式制作在相应的肌体表面。

本实施例给出的装置,其中,

所述激光束调整模块230,执行调整激光束的光路使激光束照向所述待照射组织的操作,包括如下步骤:

通过调整激光束光源位置、调整激光束反射面位置、调整激光束反射面角度和调整激光束输出透镜位置中的至少一种操作,并且使用光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,使激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置;和/或

通过调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束宽度和波束形状中的至少一种,并且使用光学位置参照物和声学位置参照物中的至少一种作为位置基准,使激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束光源位置,包括:

通过拖动机构移动激光束光源的位置,使其发出的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束反射面位置,包括:

通过拖动机构移动光束反射面位置,使其反射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束反射面角度,包括:

通过私服机构移动光束反射面角度,使其反射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束输出透镜位置,包括:

调整激光束出射透镜的位置,使从光纤出射的激光束穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置。

具体地,所述调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束宽度,包括:

通过使透镜处于光路的不同位置或通过将透镜移入或移出光路改变激光束的波束宽度,通过改变激光束的波束宽度改变穿过肌体表面照射到待照射组织所在位置的激光束的功率密度。

具体地,所述调整激光束光路中的透镜位置调整激光束的波束形状,包括:

通过使透镜处于光路的不同位置或通过将透镜移入或移出光路改变激光束的波束形状,通过改变激光束的波束形状使之波束截面或光斑形状接近待照射组织的形状。

本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术自动控制技术实现;本发明实施例提供的方法,可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现;本发明实施例提供的装置包含的模块或单元,可以采用电子元器件、光-电/电-磁转换器件、驱动/拖动电机实现。

以上所述,只是本发明的较佳实施方案而已,并非用来限定本发明的保护范围。任何本发明所述领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。

本发明给出激光束照射肌体内部的方法及装置,克服了现有激光理疗护理方法没有利用肌体内部病灶位置信息实现准确集中使用激光能量,照射范围存在盲目性,激光能量使用效率低、效果差的缺点中的至少一种。可以将激光能量集中、准确地照射到肌体内待照射组织上,改善照射效果,节省激光功率。

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