[发明专利]光动力治疗中投光方向的优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光动力投光方向优化的方法，尤其是用于鲜红斑痣等光动力治疗中投光装置的控制，该方法在获得三维病灶区域的前提下，根据病灶三维曲面块对应的法向量加权优化照光方向，减小入射光与病灶三维曲面块之间形成的照光角度，提高投光装置单次照光的效率，进而改善单次光动力治疗鲜红斑痣的疗效。

背景技术

鲜红斑痣(Port Wine Stains，PWS)，俗称“红胎记”，是一种先天性的皮肤性疾病，由真皮浅层毛细血管畸形和异常扩张所致，其鲜红斑痣的发病率在人口出生率中占千分之三到五，我国现有患者达600多万，且每年不断增长。临床实践中，光动力疗法以其治疗光斑大、治疗后红斑消退均匀、适合大面积及病变部位集中的病例治疗等优势成为治疗鲜红斑痣的首选。目前，研究数据表明光动力治疗鲜红斑痣的有效率达90％以上，但治愈率一般为20％左右。其治疗过程中，光剂量是影响治疗效果的一个关键性因素。人体皮肤表面的形态特征复杂，即使采用平面光源照射，也难以保证病灶区域接收到到的最大光辐照度均达到治疗剂量的要求。

因此，根据各个曲面块的法向量和照光角度对照光方向进行优化，使接受到的最大光辐照度满足治疗要求的曲面块的数量增加，对提高投光装置的照光效率具有现实的意义。

发明内容

本发明目的是提供一种照光方向的优化方法，根据所述的优化方法可优化出理想的照光方向并能得到优化后投光装置的位置信息，可改善鲜红斑痣等光动力治疗中病灶区域受光不均匀、光辐照度低的情况。

本发明具体采用以下技术方案：

一种照光方向优化方法。首先对病灶三维点云进行滤波移除噪声点，基于三维Delaunay三角化对病灶区域进行曲面重建，计算三角形面片的重心P_i、面积s_i和法向量n_i，其中1≤i≤N，N为三角形面片数。

投光方向向量的优化，包括以下部分：

三角形面片重心处的入射光线的方向向量d_i，计算该曲面块的照光角度θ_i：

cosθi=di×ni|di||ni|---(1)]]>

按照三角形曲面块的照光角度的余弦值，绘制三角形角度余弦分布直方图。其中，cosθ∈[0,1]，以1/k为间隔统计照光角度余弦值位于第m个区间内的曲面块的面积之和ΔS_m，；并拟合出位于同一区间内曲面块的最佳法向量Δn_m。

设置各个区间曲面块在照光方向优化时的权重w_m:

wm=ΔSmΣm=1kΔSm---(2)]]>

计算照光方向：