[发明专利]一种白癜风治疗系统及其实现方法

权利要求书

1.一种白癜风治疗系统，其特征在于，包括激光光源、指示光源、第一分光镜、二维振镜组、光电探测器、第二分光镜和CCD相机，其中：

所述激光光源发射激光照射所述第一分光镜；

所述指示光源发射红光照射所述第一分光镜，并运用红光的标记作用对系统进行矫正处理；

所述激光光源发射的激光透过所述第一分光镜直接照射到所述二维振镜组上；所述指示光源发射的红光经所述第一分光镜反射后照射到所述二维振镜组上；

所述二维振镜组通过改变振镜的偏转电压从而改变激光的扫描位置；

所述第二分光镜将从二维振镜组照射来的激光分成两部分，其中一部分激光经第二分光镜反射后照射到白斑区域，另一部分激光透过第二分光镜直接照射到所述光电探测器上；

所述光电探测器探测照射来的激光并将激光的光信号转换为电信号，电信号经计算机处理后得到激光的功率信息，从而控制并实时监测所述激光光源发射激光的强度，以确保发射的激光能量在安全的范围之内；

计算机通过分析所述CCD相机收集照射来的激光的信息从而控制所述二维振镜组的运作，以实现对白斑区域的扫描；所述照射到CCD相机的激光为照射到白斑区域后沿入射的反方向返回到第二分光镜并穿过第二分光镜射入所述CCD相机的激光。

2.根据权利要求1所述的白癜风治疗系统，其特征在于，所述激光光源发射的激光为308nm的准分子激光。

3.一种由权利要求1～2任一项所述白癜风治疗系统的实现方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一，在使用白癜风治疗系统进行治疗之前，需要对该系统进行矫正处理，矫正处理的过程具体为：首先，需要将图像坐标转换成二维振镜组的控制电压，系统通过指示光源发射的红光作为标记光源，二维振镜组工作在初始的位置，高速图像采集装置获取一张二维振镜组初始位置标记的图像，然后驱动二维振镜组使标记光源移动到十六个不同的位置，分别获取这些标记位置的图像和当前二维振镜组的驱动电压，最后分别计算图像中标记光源的像素位置，将像素位置和驱动电压值使用最小二乘法拟合，计算出二维振镜组的驱动电压和物理空间长度的转换率和偏差值；

其次，利用靶标逐点扫描比对算法来实现系统的矫正，通过控制二维振镜组对靶标点进行逐一的打标验证，当激光光斑点精准打在标准板的靶标点上时，该靶标点的背景将由无底色变为红色底色，当二维振镜组每次打出的光斑点能够准确地打在靶标点上，并显色检测通过，则表明当次的二维振镜组工作正常、精准；但如果该靶标点无法与二维振镜组射出的光斑点一一对应，即靶标点的显色检测无法通过，则表明该系统无法精准工作，此时计算出激光光斑点每一个位置的像素和电压，再使用最小二乘法拟合，计算出激光光斑点每一个位置的转换率和偏差值，然后求出转换率和偏差值的平均值，接着再重复进行靶标验正，直到能准确的打在全部靶标点上，即全部靶标点的背景由无底色变成红色底色，通过得出的偏移量、转换率和偏差值进行计算，最终得出二维振镜组工作电压和真实像素空间的位置进行偏移量与偏差值校正系数的结果，最后对系统进行矫正从而使系统工作正常、精准；

步骤二，白癜风治疗系统进行工作，激光光源发射激光照射第一分光镜，并透过第一分光镜直接照射到二维振镜组上，二维振镜组通过改变振镜的偏转电压从而改变激光的扫描位置；激光从二维振镜组射出并照射到第二分光镜上，第二分光镜将射来激光分成两部分，其中一部分激光经第二分光镜反射后照射到白斑区域，激光照射到白斑区域后沿入射的反方向返回到第二分光镜并穿过第二分光镜射入CCD相机，计算机通过分析CCD相机收集照射来的激光的信息进行处理，并运用图像边缘提取算法对白斑区域进行边缘提取，从而控制二维振镜组的运作，实现对白斑区域的扫描；另一部分激光透过第二分光镜直接照射到光电探测器上，光电探测器探测照射来的激光并将激光的光信号转换为电信号，电信号经计算机处理后得到激光的功率信息，从而控制并实时监测所述激光光源发射激光的强度，以确保发射的激光能量在安全的范围之内；

步骤三，白癜风治疗系统在工作过程中，患者出现轻微的肢体移动，导致对白斑区域的扫描出现偏差，影响系统的正常工作，此时运用图像锁焦定位技术对扫描误差进行补偿，从而实现对白斑区域的精准扫描；

其中，所述步骤二中的运用图像边缘提取算法对白斑区域进行边缘提取的过程具体为：首先对采集到的白斑区域图像进行灰度化从而减少数据的处理量，然后手动勾勒出白斑区域边缘的初始位置(φ)，代入边缘演化方程：

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

其中δ是单变量Dirac函数，g是边界指示函数，λ>0、μ和ν是实常数，(1)式的迭代式可简化为：

φi,jk+1=φi,jk+τH(φi,jk),---(2)]]>

其中H(φ_i,j)等于(1)式中的右边，最后边缘提取算法对初始化的白斑区域的边缘进行迭代计算，直到白斑区域与背景的边缘重合的时候，边缘提取算法停止迭代，此时边缘演化曲线(φ)的位置和形状即为白斑区域的边缘位置和形状，最后将白斑区域的边缘的图像坐标换成实际电压，并将电压输出给二维振镜组，使系统按照所设定的白斑区域进行治疗；

其中，所述步骤三中的运用图像锁焦定位技术对扫描误差进行补偿的过程具体为：通过建立目标模板T(m,n)，利用目标模板与图像中的搜索图S_i,j(m,n)进行归一化互相关分析，求得归一化互相关系数为：

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)]]>

当T和S_i,j匹配时，R即为最大值，该值越大，代表相似性越大，找出互相关系数最大的搜索图与标准图像的坐标偏差，再根据得到的偏差控制振镜的偏转电压，从而控制激光实现对白斑区域进行精准扫描。

4.根据权利要求3所述白癜风治疗系统的实现方法，其特征在于，所述激光光源发射的激光为308nm的准分子激光。