一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，其包括以下步驟，一、計算機(jī)計算需要消融的角膜總量，分成多個等掃描點(diǎn)數(shù)的平行的掃描區(qū)域；二、在平行的掃描區(qū)域間，以等間隔方式進(jìn)行掃描，從首掃描區(qū)域開始，以間隔相等區(qū)域順序掃描，掃描到頭后再回到首掃描區(qū)域用同樣的方法順序掃描；三、在其中任一掃描區(qū)域內(nèi)選擇掃描點(diǎn)時，采用分層并用沿逆風(fēng)方向順序選點(diǎn)，使同掃描區(qū)域內(nèi)的兩個激光脈沖產(chǎn)生一定間隔并逆風(fēng)向進(jìn)行掃描，采用本掃描方法使時間連續(xù)的激光脈沖作用在有一定間距的掃描點(diǎn)上，使光斑重疊度降到最低，使兩個坐標(biāo)相鄰掃描點(diǎn)作用拉開一定的時間間隔，使散熱充分。
【專利說明】一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光加工方法，具體涉及一種用于感溫材料或離體角膜的激光加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的準(zhǔn)分子激光消融感溫材料或離體角膜時，在某一消融層上，對該層的所有掃描點(diǎn)進(jìn)行隨機(jī)抽點(diǎn)消融的方式，這雖然能一定程度上，減少消融的不均勻性，但這種方法可能使兩個連續(xù)的激光脈沖在治療區(qū)中是彼此相鄰的，前一個掃描點(diǎn)產(chǎn)生的粉塵很可能對下一個掃描點(diǎn)產(chǎn)生干擾，降低了到達(dá)待消融物體表面的激光能量，并且相鄰兩點(diǎn)之間重疊部分因熱量未能完全發(fā)散，導(dǎo)致過熱現(xiàn)象。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，使時間連續(xù)的激光脈沖作用在有一定間距的掃描點(diǎn)上，使光斑重疊度降到最低；使兩個坐標(biāo)相鄰掃描點(diǎn)作用拉開一定的時間間隔，使散熱充分。
[0004]本發(fā)明所米用的技術(shù)方案是:一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，其包括以下步驟，
一、計算機(jī)計算需要消融的待消融點(diǎn)的總數(shù)，將需要消融的帶消融點(diǎn)的總數(shù)分成多個等掃描點(diǎn)數(shù)的平行的掃描區(qū)域；
二、在平行的掃描區(qū)域間，以等間隔方式進(jìn)行掃描，從首掃描區(qū)域開始，以間隔相等區(qū)域順序掃描，掃描到頭后再回到首掃描區(qū)域用同樣的方法順序掃描，依次類推，直到掃描完所有掃描區(qū)域；
三、在其中任一掃描區(qū)域內(nèi)選擇掃描點(diǎn)時，采用沿逆風(fēng)方向順序選點(diǎn)，使同掃描區(qū)域內(nèi)的兩個激光脈沖產(chǎn)生一定時間間隔并逆風(fēng)向進(jìn)行掃描，掃描完成后用同樣的方法掃描該掃描區(qū)域的下一層。
[0005]掃描區(qū)域間隔的選取以光斑的大小和劃分區(qū)域數(shù)量為參考，光斑越大間隔區(qū)域越多；掃描區(qū)域數(shù)量越多，間隔越大。
[0006]掃描區(qū)域的劃分是以相同數(shù)量的掃描點(diǎn)作為劃分原則，切分方向與風(fēng)向平行，以此方法，把掃描面上所有的掃描點(diǎn)都劃分為掃描點(diǎn)數(shù)相同的區(qū)域。
[0007]任一掃描區(qū)域內(nèi)的掃描點(diǎn)數(shù)的掃描方向是以風(fēng)速的反方向，進(jìn)行掃描，以最遠(yuǎn)離風(fēng)源的點(diǎn)開始掃描，然后是次遠(yuǎn)離風(fēng)源的點(diǎn)，以此規(guī)律，逐漸向風(fēng)源靠近。
[0008]該發(fā)明具有以下的功能及優(yōu)點(diǎn):
優(yōu)點(diǎn)一，各掃描區(qū)域內(nèi)掃描點(diǎn)數(shù)都相同，保證所有區(qū)域依次掃描一遍。
[0009]優(yōu)點(diǎn)二，掃描區(qū)域內(nèi)的掃描方向與風(fēng)速是相反的。以最遠(yuǎn)離風(fēng)源的點(diǎn)開始掃描，然后是次遠(yuǎn)離風(fēng)源的點(diǎn)，以此規(guī)律，逐漸向風(fēng)源靠近。已消融過的角膜產(chǎn)生的粉塵被吹向已處理區(qū)，不影響未處理區(qū)的治療。[0010]優(yōu)點(diǎn)三，掃描區(qū)域上兩個連續(xù)的激光脈沖在彼此相距一段距離的不同區(qū)域位置上，減少前一個掃描點(diǎn)對后一個掃描點(diǎn)的影響。
[0011]優(yōu)點(diǎn)四，本方法掃描過程中等間隔掃描和逆風(fēng)向掃描交替進(jìn)行，同時又對區(qū)域進(jìn)行了分層處理，增加了區(qū)域內(nèi)的選點(diǎn)坐標(biāo)間距，極大限度地減少光斑部分重疊的情況，拉大了位置相鄰光斑間的作用的間隔時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖1本發(fā)明的設(shè)計流程圖。
[0013]附圖2為本發(fā)明的激光脈沖的條區(qū)域劃分(俯視圖)。
[0014]附圖3為本發(fā)明的激光脈沖的層區(qū)域劃分(側(cè)視圖)。
[0015]附圖4為本發(fā)明的掃描順序示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說明:
參見圖1，本發(fā)明通過計算機(jī)控制激光器以及掃描器對離體的角膜或感溫材料進(jìn)行掃描，檢測需要消融的待消融點(diǎn)的總數(shù)。其包括以下步驟，
一、計算機(jī)計算需要消融的待消融點(diǎn)的總數(shù)，將需要消融的待消融點(diǎn)的總數(shù)分成多個等掃描點(diǎn)數(shù)的平行的掃描區(qū)域；
二、在平行的掃描區(qū)域間，以等間隔方式進(jìn)行掃描，從首掃描區(qū)域開始，以間隔相等區(qū)域順序掃描，掃描到頭后再回到首掃描區(qū)域用同樣的方法順序掃描，依次類推，直到掃描完所有掃描區(qū)域；` 三、在其中任一掃描區(qū)域內(nèi)選擇掃描點(diǎn)時，采用分層并用沿逆風(fēng)方向順序選點(diǎn)，使同掃描區(qū)域內(nèi)的兩個激光脈沖產(chǎn)生一定時間間隔并逆風(fēng)向進(jìn)行掃描，掃描完成后用同樣的方法掃描該掃描區(qū)域的下一層。
[0017]實(shí)施例:一種消融角膜組織的掃描方法，包括以下步驟:
第一階段:計算機(jī)通過掃描器計算需要消融的待消融點(diǎn)的總數(shù)，得到每個需要消融的點(diǎn)的坐標(biāo)，然后對坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行掃描區(qū)域劃分，每個掃描區(qū)域內(nèi)的掃描點(diǎn)數(shù)相同。
[0018]掃描區(qū)域的劃分:首先是計算機(jī)根據(jù)光斑參數(shù)將計算所得到所有點(diǎn)數(shù)a均分成η
份，標(biāo)記為1、ΙΙ、ΠΙ、?ν......有余數(shù)部分分別按順序分配給前幾個掃描區(qū)域，這樣就得
到了每個掃描區(qū)域的掃描點(diǎn)數(shù)。再根據(jù)掃描點(diǎn)橫坐標(biāo)X (與風(fēng)向垂直方向)按從小到大順序排列，按次順序數(shù)取相應(yīng)個數(shù)的掃描點(diǎn)作為第一塊區(qū)域，掃描區(qū)域的邊界線橫坐標(biāo)即是選取的最后一個掃描點(diǎn)橫坐標(biāo)，同理劃分其他所有掃描區(qū)域。
[0019]如圖2所示，掃描區(qū)域劃分邊界線依據(jù)掃描點(diǎn)橫坐標(biāo)確定。
[0020]第二階段:對掃描區(qū)域內(nèi)層進(jìn)行劃分和排序。由于掃描區(qū)域劃分后各掃描區(qū)域內(nèi)得到a/n或a/η+Ι個點(diǎn)，所以計算時都以a/n點(diǎn)來劃分m層，余數(shù)部分做最后一層，部分區(qū)域在最后一層補(bǔ)上多出的一個掃描點(diǎn)。層以等步距為原則劃分:確定一點(diǎn)后尋找距離等于或近似等于r的掃描點(diǎn)作為下一點(diǎn)，掃描點(diǎn)選過后就排出選擇范圍。確定分層后開始對層內(nèi)掃描點(diǎn)進(jìn)行排序，根據(jù)掃描點(diǎn)縱坐標(biāo)方向I (與風(fēng)向平行方向相反)按從小到大順序排列，
第一塊區(qū)域第一層序列記為I 1，I 2，I 3，I 4，I 5，I 6，I 7，I 8...... 第二塊區(qū)域第一層序列記為 II 1，II 2，II 3，II 4，II 5，II 6, II 7, II 8......第三塊區(qū)域第一層序列記為III 1，III 2，III 3，III 4，III 5，III 6，III 7，III 8......以次類推。
[0021]如圖3所示，先對掃描區(qū)域條劃分后，再在掃描區(qū)域中對層進(jìn)行劃分和排序。
[0022]第三階段:確定掃描間隔并進(jìn)行掃描。
[0023]確定掃描間隔，根據(jù)光斑參數(shù)和區(qū)域劃分?jǐn)?shù)由計算機(jī)優(yōu)化計算出最佳間隔k。然后從首區(qū)域第一點(diǎn)I I開始掃描，掃描完一點(diǎn)跨k個區(qū)域在k+1區(qū)域內(nèi)掃描。
[0024]依次將所有的劃分區(qū)域掃描一遍后，重新回到首區(qū)域，這時從首區(qū)域第二點(diǎn)開始重復(fù)第一階段中的掃描。依次類推，直到完成所有的掃描點(diǎn)。具體掃描順序如下:
如圖4所示，比如劃分區(qū)域數(shù)為8，間隔數(shù)為2的方案掃描順序?yàn)?I 1、IV1、VD1、II 1、
V UVDI UIII UVIU I 2、IV2、VD2、II 2、V 2,VDI 2 JII 2,VI 2......，當(dāng)后端掃描區(qū)域少于
間隔數(shù)2時，掃描點(diǎn)繼續(xù)向前移動2個間隔，循環(huán)到首端與末端相差2個間隔的掃描區(qū)域繼續(xù)掃描，即掃描區(qū)域循環(huán)掃描。
【權(quán)利要求】
1.一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，其特征在于:其包括以下步驟， 一、計算機(jī)計算需要消融的待消融點(diǎn)的總數(shù)，將需要消融的帶消融點(diǎn)的總數(shù)分成多個等掃描點(diǎn)數(shù)的平行的掃描區(qū)域； 二、在平行的掃描區(qū)域間，以等間隔方式進(jìn)行掃描，從首掃描區(qū)域開始，以間隔相等區(qū)域順序掃描，掃描到頭后再回到首掃描區(qū)域用同樣的方法順序掃描，依次類推，直到掃描完所有掃描區(qū)域； 三、在其中任一掃描區(qū)域內(nèi)選擇掃描點(diǎn)時，采用沿逆風(fēng)方向順序選點(diǎn)，使同掃描區(qū)域內(nèi)的兩個激光脈沖產(chǎn)生一定時間間隔并逆風(fēng)向進(jìn)行掃描，掃描完成后用同樣的方法掃描該掃描區(qū)域的下一層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，其特征在于，掃描區(qū)域間隔的選取以光斑的大小和劃分區(qū)域數(shù)量為參考，光斑越大間隔區(qū)域越多；掃描區(qū)域數(shù)量越多，間隔越大。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，其特征在于，掃描區(qū)域的劃分是以相同數(shù)量的掃描點(diǎn)作為劃分原則，切分方向與風(fēng)向平行，以此方法，把掃描面上所有的掃描點(diǎn)都劃分為掃描點(diǎn)數(shù)相同的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于時空優(yōu)化的激光消融加工的掃描方法，其特征在于，任一掃描區(qū)域內(nèi)的掃描點(diǎn)數(shù)的掃描方向是以風(fēng)速的反方向，進(jìn)行掃描，以最遠(yuǎn)離風(fēng)源的點(diǎn)開始掃描，然后是次遠(yuǎn)離風(fēng)源的點(diǎn)，以此規(guī)律，逐漸向風(fēng)源靠近。
【文檔編號】B23K26/082GK103692087SQ201310645277
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年12月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月3日
【發(fā)明者】劉黨會, 陳浩, 陳昆侖, 李紅波 申請人:浙江溫醫(yī)雷賽醫(yī)用激光科技有限公司