一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法

本发明涉及光动力领域，具体指一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法。

背景技术：

1、光动力(pdt)治疗鲜红斑痣治疗原理:是将光敏剂注入人体内后，被血管内皮细胞迅速吸收，而表皮层细胞吸收尚很少，因此光敏剂的分布在血管内皮细胞与表皮层细胞间形成明显的浓度差。给予穿透表浅、可被血管内皮细胞选择性吸收的特定波长的光照射，使患部扩张畸形的毛细血管网被选择性破坏，从而使鲜红斑痣组织坏死、凋亡。而覆盖于扩张畸形毛细血管网上的正常表皮层因不含光敏剂不受损伤，达到有效的治疗鲜红斑痣的目的。

2、现有技术中的系统通常无法产生与任意形状边界的病灶精准吻合的光斑，或者系统结构较为复杂；光斑内的光强分布没有根据光动力照射剂量学的要求来控制；且使用方法复杂，不利于医务人员的高效使用。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，创造性的结合根据剂量学原理编写的控制软件和现代图像处理技术，对三维图像不同颜色边界及颜色程度进行识别，使治疗光源准确照射到目标(病灶)区域并精准控制照射剂量。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，包括三维扫描系统、计算机、特制打印机、智能光剂量调控面罩和面罩光源；所述三维扫描系统实时地对目标区域进行三维建模；所述计算机具有根据光动力剂量学原理自主编程的软件和图像处理算法；所述特制打印机将计算机处理后的控制光通量的灰度图像打印在胶片上；所述智能光剂量调控面罩包括胶片和胶片固定装置，所述胶片是柔性透明的，未打印时的透过率大于90％，胶片置于固定装置中；所述面罩光源波长根据不同病变类型进行调控，光源的发光区域由计算机根据处理后的病变区域坐标来控制；所述智能光剂量调控面罩和面罩光源通过卡扣连接为一体，特定波长的治疗光源照射到智能光剂量调控面罩上，产生对应形状和强度的光照射到病变区域，实现个性化精准治疗。

3、在一较佳的实施例中，所述三维扫描系统实时地对人体的外形结构和病变色彩进行扫描，采集三维数据信息，确定病变区域的空间坐标和病变程度，并直接存入计算机中，由计算机转换为三维模型信息。

4、在一较佳的实施例中，所述计算机内置根据光动力照射剂量学原理和数据库编写的软件，可计算出三维模型病变区域不同坐标的光动力照射剂量；所述自主编程的软件在距离三维模型一定距离处建立一个柱面模型，将三维模型的病变区域投影转换为柱面病变区域，并确定三维模型病变区域各空间坐标至柱面模型的距离，根据采集到的光动力照射剂量和相应的距离，计算出柱面模型病变区域各空间坐标对应的光动力照射剂量。

5、在一较佳的实施例中，所述计算机内置图像处理算法，将柱面模型上的非病变区域全部黑化处理；在柱面病变区域，根据光动力照射剂量和灰度值之间的函数转换关系，该算法对不同光动力剂量赋予不同的灰度值，将柱面病变区域处理成具有不同灰度值的图像；最后将柱面灰度图像展开成平面灰度图像，以供打印机打印；

6、所述特制打印机与计算机相连接，将处理后得到平面灰度图像打印在具有高透过率的透明胶片上。

7、在一较佳的实施例中，所述面罩光源的面型是一个贴合智能光剂量调控面罩的柱面，面罩光源波长根据不同病变类型进行调控，光源的发光区域由计算机根据柱面病变区域的空间坐标来控制，光源的发光强度由柱面病变区域中最大的光动力照射剂量决定。

8、在一较佳的实施例中，所述智能光剂量调控面罩包括胶片和胶片固定装置，所述胶片打印后全透明部分的透过率大于90％，病变区域不同灰度值可以控制透过的光通量大小，黑化部分不透光；所述胶片固定装置是一个贴合体表的、只有边框的固定框架，上边框设有开口，下边框和左右边框的内部设有胶片定位轨道，上边框开口和下边框胶片定位轨道为弧形，柔性平面胶片可从上边框开口置于固定装置中，沿着开口和下边框的定位轨道形成一个柱面。

9、在一较佳的实施例中，根据计算机建立的柱面模型打印的胶片置于胶片固定装置中所形成的柱面贴合患者的病变区域。

10、在一较佳的实施例中，所述智能光剂量调控面罩的胶片固定装置外部的左右方设有卡槽，面罩光源对应位置设有卡舌，卡槽与卡舌通过卡扣连接成一个整体；特定波长的治疗光源照射到智能光剂量调控面罩上，经过设计的胶片调控，产生对应形状和强度的光照射到病变区域。

11、在一较佳的实施例中，患者病变区域通常需要多次光动力治疗，根据初步治疗所采集到的数据，分析治疗效果，与光动力剂量学数据库的数据进行比对，重新制作光剂量调控胶片，实现个性化治疗方案的定制。

12、在一较佳的实施例中，所述三维扫描系统具体为面部三维扫描系统，所述目标区域具体为人的面部。

13、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：根据处理后的柱面病变图像来控制面罩光源的发光区域，减少光能的浪费；本发明的胶片能够实现病变症状较轻的区域，减少光透过，病变症状严重的区域，加大透过，同时面罩贴近面部能够减小光源发光区域的形状误差和光源的绕射现象。有效地避免病变区域出现过度照射和照射不足的不当治疗。

技术特征：

1.一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，包括三维扫描系统、计算机、特制打印机、智能光剂量调控面罩和面罩光源；所述三维扫描系统实时地对目标区域进行三维建模；所述计算机对三维模型进行模型重建和图像处理；所述特制打印机将计算机处理后的控制光通量的灰度图像打印在胶片上；所述智能光剂量调控面罩包括胶片和胶片固定装置，所述胶片是柔性透明的，未打印时的透过率大于90％，胶片置于固定装置中；所述面罩光源波长根据不同病变类型进行调控，光源的发光区域由计算机根据处理后的病变区域坐标来控制；所述智能光剂量调控面罩和面罩光源通过卡扣连接为一体，特定波长的治疗光源照射到智能光剂量调控面罩上，产生对应形状和强度的光照射到病变区域。

2.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述三维扫描系统实时地对人体的外形结构和病变色彩进行扫描，采集三维数据信息，确定病变区域的空间坐标和病变程度，并直接存入计算机中，由计算机转换为三维模型信息。

3.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述计算机根据光动力照射剂量学原理计算出三维模型病变区域不同坐标的光动力照射剂量；计算机在距离三维模型一定距离处建立一个柱面模型，将三维模型的病变区域投影转换为柱面病变区域，并确定三维模型病变区域各空间坐标至柱面模型的距离，根据采集到的光动力照射剂量和相应的距离，计算出柱面模型病变区域各空间坐标对应的光动力照射剂量。

4.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述计算机对柱面模型进行图像处理，将柱面模型上的非病变区域全部黑化处理；在柱面病变区域，根据光动力照射剂量和灰度值之间的函数转换关系，对不同光动力剂量赋予不同的灰度值，将柱面病变区域处理成具有不同灰度值的图像；最后将柱面灰度图像展开成平面灰度图像；

5.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述面罩光源的面型是一个贴合智能光剂量调控面罩的柱面，面罩光源波长根据不同病变类型进行调控，光源的发光区域由计算机根据柱面病变区域的空间坐标来控制，光源的发光强度由柱面病变区域中最大的光动力照射剂量决定。

6.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述智能光剂量调控面罩包括胶片和胶片固定装置，所述胶片打印后全透明部分的透过率大于90％，病变区域不同灰度值可以控制透过的光通量大小，黑化部分不透光；所述胶片固定装置是一个贴合体表的、只有边框的固定框架，上边框设有开口，下边框和左右边框的内部设有胶片定位轨道，上边框开口和下边框胶片定位轨道为弧形，柔性平面胶片可从上边框开口置于固定装置中，沿着开口和下边框的定位轨道形成一个柱面。

7.根据权利要求3或4或6所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，根据计算机建立的柱面模型打印的胶片置于胶片固定装置中所形成的柱面贴合患者的病变区域。

8.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述智能光剂量调控面罩的胶片固定装置外部的左右方设有卡槽，面罩光源对应位置设有卡舌，卡槽与卡舌通过卡扣连接成一个整体；特定波长的治疗光源照射到智能光剂量调控面罩上，经过设计的胶片调控，产生对应形状和强度的光照射到病变区域。

9.根据权利要求1所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，患者病变区域通常需要多次光动力治疗，根据初步治疗所采集到的数据，分析治疗效果，与光动力剂量学数据库的数据进行比对，重新制作光剂量调控胶片，实现个性化治疗方案的定制。

10.根据权利要求1、2、3、4、5、6、8及9中任意一项所述的一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，其特征在于，所述三维扫描系统具体为面部三维扫描系统，所述目标区域具体为人的面部。

技术总结
本发明提供了一种用于智能控制光动力照射剂量和区域的方法，包括三维扫描系统、计算机、特制打印机、智能光剂量调控面罩和面罩光源；所述三维扫描系统实时地对目标区域进行三维建模；所述计算机具有根据光动力剂量学原理自主编程的软件和图像处理算法；所述特制打印机将计算机处理后的控制光通量的灰度图像打印在胶片上；所述智能光剂量调控面罩包括胶片和胶片固定装置；所述面罩光源的波长可调控，其发光区域和强度由计算机控制，特定波长的治疗光源照射到智能光剂量调控面罩上，产生对应形状和强度的光照射到病变区域；应用本技术方案可实现对三维图像不同颜色边界及颜色程度进行识别，使治疗光源准确照射到目标区域并精准控制照射剂量。

技术研发人员：韩赠崇,舒政通,王敏,陈玉芳
受保护的技术使用者：福建师范大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11