强脉冲光能量监测电路及强脉冲光治疗仪

技术领域

本发明涉及基于强脉冲光医美领域的实际能量监测与反馈控制技术领域，特别涉及一种基于I2C接口的强脉冲光能量监测电路及强脉冲光治疗仪。

背景技术

强力脉冲光IPL是一段的高能量光线（光波550-1200nm），比激光温和，照入皮肤后，各种病灶会吸收不同波长的光，而改善皮肤肤质及问题， 因此同一种机器，在医师选择的能量及波长范围下，可以治疗多种疾病。

现有的强脉冲光治疗仪主要存在以下缺陷：

1、设备关键指标（临床光疗实际能量精准度）难以保证；

2、缺乏实际光疗能量的临床检测与闭环控制装置，能量校验采用出厂时一次性校准且依赖外购专业仪器，随着发光体等易损器件工作效率的下降，能量指标临床监测手段缺失；

3、光子能量控制采用开环式输出，现有能量校验机制没有形成闭环反馈，设备使用的便捷性与疗效难以保证；

4、现有强脉冲光驱动波形相对固定，应对多样化光疗驱动波形因关键安全指标（光子能量）难以检测而受限（光能量，太大伤人、太小疗效得不到保证），光疗驱动波形单一、兼容性不足、疗效难以保证。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种基于I2C接口的强脉冲光能量监测模块，旨在提供一种光子能量临床监测与反馈控制；关键指标与疗效过硬、光疗波形兼容性强、使用方便的医用级强脉冲光治疗仪方案。

为实现上述目的，本发明提出一种强脉冲光能量监测电路，包括：光能量衰减单元、光电转换单元、能量数字化单元、光谱整形单元、能量处理芯片和I2C通信处理单元；

其中，所述光电转换单元的输入端与所述光能量衰减单元的输出端连接，所述光电转换单元的输出端分别与所述能量数字化单元的输入端、所述光谱整形单元的输入端连接，所述能量数字化单元的输出端、所述光谱整形单元的输出端分别与所述能力处理芯片的输入端连接，所述能量处理芯片通过所述I2C通信处理单元与强脉冲光能量监测设备的控制器连接。

本发明的进一步技术方案是，所述光能量衰减单元用于将强脉冲光能量按照所述光电转换单元能接受的幅值范围予以比例衰减。

本发明的进一步技术方案是，所述光电转换单元用于将强脉冲光转化为对应的电压波形信号。

本发明的进一步技术方案是，所述光谱整形单元用于将强脉冲光整形为矩形电压方波。

本发明的进一步技术方案是，所述能量数字化处理单元用于将经过所述光谱整形单元处理过的矩形电压方波的幅度量化为数字信号。

本发明的进一步技术方案是，所述能量处理芯片用于向强脉冲光能量检测设备发出测量完成信号。

本发明的进一步技术方案是，所述能量处理芯片包括能量矩形波数值化单元、高速乘法处理单元和能量暂存寄存器。

为实现上述目的，本发明还提出一种强脉冲光治疗仪，所述强脉冲光治疗仪包括如上实施例所述的强脉冲光能量监测电路。

本发明强脉冲光能量监测电路及强脉冲光治疗仪的有益效果是：

本发明升级能量监测与反馈机制后，最大限度的提高了安全性能与使用效果；在确保光能安全的前提下，最大限度的保证光疗效果，光疗驱动波形多样化提供了安全屏障，兼容性大幅提升，因光能监测与控制便捷，外界疗效好的波形都可以安全的兼容驱动。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明强脉冲光能量监测电路较佳实施例的结构框图；

图2是植入了强脉冲光能量监测电路的强脉冲治疗仪的结构框图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种强脉冲光能量监测电路，如图1所示，本发明强脉冲光能量监测电路较佳实施例包括光能量衰减单元、光电转换单元、能量数字化单元、光谱整形单元、能量处理芯片和I2C通信处理单元。

其中，所述光电转换单元的输入端与所述光能量衰减单元的输出端连接，所述光电转换单元的输出端分别与所述能量数字化单元的输入端、所述光谱整形单元的输入端连接，所述能量数字化单元的输出端、所述光谱整形单元的输出端分别与所述能力处理芯片的输入端连接，所述能量处理芯片通过所述I2C通信处理单元与强脉冲光能量监测设备的控制器连接。

本实施例中，所述光能量衰减单元用于将强脉冲光能量按照所述光电转换单元能接受的幅值范围予以比例衰减。

所述光电转换单元用于将强脉冲光转化为对应的电压波形信号。

所述光谱整形单元用于将强脉冲光整形为矩形电压方波。

所述能量数字化处理单元用于将经过所述光谱整形单元处理过的矩形电压方波的幅度量化为数字信号。

所述能量处理芯片用于向强脉冲光能量检测设备发出测量完成信号。

所述能量处理芯片包括能量矩形波数值化单元、高速乘法处理单元和能量暂存寄存器。

以下结合图1对本实施例中中各功能模块的工作原理进行详细阐述。

所述光能量衰减单元的工作原理与应用如下：

强脉冲光能量较强，不宜直接测试。本单元将其按照光电转换单元能接受的幅值范围予以比例衰减。

所述光电转换单元的工作原理与应用如下：

强脉冲光是一种光源信号，运算单元不能直接运算处理。本单元将其转化为相对应的电压波形信号。

所述光谱整形单元的工作原理与应用如下：

强脉冲光是在高压恒压模式下驱动氙灯发光的，因氙灯的发光特性，其发出的治疗光是近似矩形的。其经过能量衰减与光电转换后得到的对应光电波形必须经过整形处理得到严格的矩形电压方波。矩形电压方波的开始上升沿即是治疗启动信号；矩形电压方波的结束下降沿即是治疗结束信号。

所述能量数字化处理单元的工作原理与应用如下：

本单元的主要功能是将经过整形单元处理过的光电矩形波形的幅度量化为数字信号。

所述能量运算处理单元（能量处理芯片）的工作原理与应用如下：

1、当所述能量运算处理单元捕捉到光电波形的启动信号：本单元的处理器立即进行一下分工：A，向能量矩形波数值化单元发出数值转换命令。能量矩形波数值化单元能在50微秒的时间内将其转化为对应的数字信号。B，启动光电矩形时间捕捉单元，精确测试光电矩形波的历时时间；

2、当所述能量运算处理单元捕捉到矩形光电波形结束信号：本单元的处理器立即启动高速乘法处理单元：本次治疗光能量 == 光电矩形幅值（光电矩形高度值） X 光电矩形长度（历时时间）；

3、当高速乘法处理器运算完毕：立即将本次测量的光能量数字送给能量暂存寄存器组保存；

4、当光能处理器超时检测中心在5秒范围内再次捕捉到发光启动信号后，重复1--3过程；将本次光能送能量暂存寄存器组保存；

5、当光能处理器超时检测中心在大于5秒再没有检测到光脉冲启动信号，默认本次治疗结束；并发出本测量结束命令；

6、所述能量运算处理单元收到本次测量结束命令：立即启动光电能量寄存器组求和运算模块；将本次测量各光电能量求和后再乘以光衰减系数得到本次测量的实际数值。同时所述能量运算处理单元向强脉冲光主机发出测量完成信号；

7、强脉冲光设备,能量校验处理工作原理：当强脉冲光设备收到来自能量测试仪发来的测量完成信号。立即启动一次能量读取命令；

8、当强脉冲光主机读到能量测试仪上报的实际能量数据。将实际数据与主机设定数据比较得到发光时间校验系数。在恒压治疗模式下，能量大小直接与发光时间成正比关系。校正发光时间就可以校准实际能量值。

本发明强脉冲光能量监测电路的有益效果是：本发明升级能量监测与反馈机制后，最大限度的提高了安全性能与使用效果；在确保光能安全的前提下，最大限度的保证光疗效果，光疗驱动波形多样化提供了安全屏障，兼容性大幅提升，因光能监测与控制便捷，外界疗效好的波形都可以安全的兼容驱动。

为实现上述目的，本发明还提出一种强脉冲光治疗仪，所述强脉冲光治疗仪包括如上实施例所述的强脉冲光能量监测电路，这里不再赘述。植入了所述强脉冲光能量监测电路的强脉冲光治疗仪的框图如图2所示。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。