可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪及能量监测方法与流程

1.本发明属于强脉冲光光源技术领域，特别涉及一种可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪及其一种发光能量监测方法。


背景技术：

2.强脉冲光光源作为一种光源，其能够发出强度很高的光，也称脉冲强光。强脉冲光经过聚焦和滤光后，可形成一定波长范围的高能量光(注：其成为一种宽谱光)，并通过脉冲方式发射。强脉冲光本质是一种非相干的普通光而非激光。目前，强脉冲光光源已被广泛应用于医疗领域，以提高光治疗技术，例如用于针对皮肤美容。
3.然而，强脉冲光光源随着使用会自然而然地发生光衰，许多强脉冲光治疗仪在发生光衰后其功能显著降低。对于光治疗方面的强脉冲光光源产品，其还进一步影响治疗。
4.以强脉冲光治疗仪为例，其最主要的目的就是提供准确的高能量脉冲光，如果使用的时候发出的光不准确，那就会对治疗效果大打折扣，所以对强脉冲光光源的发光能量监控就显得尤为重要。问题恰恰在于，在监控强脉冲光光源的发光能量时，检测发光能量并不容易，原因在于：一方面，强脉冲光光源出射光的能量太强，一般传感器会直接爆表，从而导致无法检测；另一方面，此类治疗仪的治疗头大小有限，不能将一个检测仪器再摆放到治疗头上，这不仅会增加重量和体积，而且对于操着人员十分不友好。
5.现有技术中，对于强脉冲光光源的发光能量的监控方法，其中一种方式是根据使用次数的经验值，记录使用次数，使用时间等，然后基于此种记录和阈值比较以提示更换此类治疗仪的治疗头，这显然导致其无法实时监控；另外，还有一种方式则是舍去监测光而是转为监控放电的电压和电流的大小，通过计算电的功率的方式进行监控。然而，以上两种现有技术，均不能实现准确、实时监控强脉冲光光源的发光能量，这是因为：前一种方式只能实现能量不低于一定百分比；后一种则强脉冲光光源在使用过程中，其对电能的转换效率是减少的，所以，电压电流并不能客观、真实的表示出射光的发光能量的大小。
6.有鉴于此，如何便利的对强脉冲光光源的发光能量进行准确、实时的监控，甚至更进一步实现对其发光能量的校准，成为本领域亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

7.为了解决上述技术问题，本技术之目的首先在于提供一种可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪。具体来说，本文所述的强脉冲光治疗仪可包括强脉冲光光源、监测光路、衰减单元和第一监控单元，监测光路用于捕获强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光，然后通过衰减单元对由监测光路捕获的光进行衰减，最后通过第一监控单元测量基于衰减单元衰减之后的光测定所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
8.本技术之目的还在于提供一种发光能量监测方法。
9.本技术的技术问题是通过以下技术方案来解决的。
10.在第一方面中，本发明提供了一种可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，所述
强脉冲光治疗仪包括不透光材质制成的机壳以及位于机壳内的强脉冲光光源，并且所述强脉冲光治疗仪还包括：
11.至少一个监测光路，其中，所述至少一个监测光路通过所述机壳内的内部通道限定，并且用于捕获所述强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光，所述内部通道在所述强脉冲光光源处形成为光取样孔；所述至少一个监测光路包括呈l型的光路，所述呈l型的光路包括横向监测光路和纵向监测光路；
12.至少一个衰减单元，位于所述至少一个监测光路上，其中，所述至少一个衰减单元用于将捕获的所述一部分光衰减，并将衰减后的光提供至第一监控单元；
13.所述第一监控单元，其根据所述衰减后的光，测量所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量；
14.其中，所述衰减后的光适配于所述第一监控单元能够监控的范围。
15.在第二方面中，本发明还揭示了一种用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，包括：
16.s100：当强脉冲光光源没有通电发光时，采集第一监控单元中的adc信号，并将其作为环境噪音值ad1；
17.s200：发送预设的脉冲信号，使所述强脉冲光光源通电；根据设定的脉冲时间，由所述强脉冲光光源产生多个脉冲光；
18.s300：所述第一监控单元获取所述强脉冲光光源发出的光经衰减后的光，每隔第一预定时间，采集一次所述第一监控单元中的adc信号，并将本次采集到的ad值与环境噪音值ad1比较：
19.如果本次采集到的ad值与环境噪音值ad1之差的绝对值小于/小于等于第一阈值，则标记所述强脉冲光光源此刻没有发光；
20.反之，则标记所述强脉冲光光源发出有效的发光信号，将本次采集到的ad值减去环境噪音值ad1后予以保留；
21.s400：在持续的第二预定时间内，每隔第一预定时间，重复执行一次步骤s300，直至监测到发光结束，并积分计算出所有的adc信号总和sum；
22.s500：将参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum进行拟合；
23.s600：重复执行步骤s100至s500多次，最终通过统计和拟合得出所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式；
24.s700：在函数关系式的基础上，所述第一监控单元根据衰减后的光，测量所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
25.和现有技术相比，本发明具有以下优点：
26.本发明通过创新性的设计至少一个监测光路、至少一个衰减单元将强脉冲光光源发出的光，在取样后进行显著的衰减以使得其符合能够监控的范围，从而通过测量取样且衰减后的发光能量解决了如何监控强脉冲光光源的发光能量问题的同时，还显著地降低了对于可能用到的光电元器件、电子元器件的要求。此外，在解决了如何监控强脉冲光光源的发光能量问题的同时，本发明还能进一步在强脉冲光光源发生光衰的情况下，二次利用测量强脉冲光光源的发光能量的手段，进一步解决强脉冲光光源发光能量校准的问题。本发明构思巧妙，并能够实现体积小且成本低的解决方案，且在强脉冲光光源已经断电的情况
下，能够避免余辉效应的影响，从而还能够准确的测量强脉冲光光源的发光能量。
附图说明
27.附图示出了本发明的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本发明的原理，其中包括了这些附图以提供对本发明的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。
28.图1是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的结构示意图；
29.图2(a)是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的一种具体实现方式及其第一示意图；
30.图2(b)是图2(a)所示的用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的第二示意图；
31.图2(c)是图2(a)所示的用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的第三示意图；
32.图3是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的一种具体实现方式，其装配后的剖视图；
33.图4是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的一种具体实现方式，其装配前的示意图；
34.图5是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源发光能量的装置，监控所述强脉冲光光源的发光能量的流程示意图；
35.图6示例性地揭示了强脉冲光光源的光强的控制电压与光源产生的发光能量之间的可能曲线关系s1，以及随着使用次数逐渐增加，当发生光衰时，其效率降低而变成可能的曲线关系s2；
36.图7是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源发光能量的方法的流程示意图；
37.图8至图11是本发明的一个实施例中，用于监控强脉冲光光源的发光能量的装置的电路部分的具体实现方式及其电路示意图。
38.附图标记的说明如下：
39.图2(a)、图2(b)、图2(c)和图3中：
40.1表示强脉冲光光源，例如强脉冲光光源可以是氙灯；
41.2表示用于监控强脉冲光光源发光能量的装置，例如将该装置实现为检测头，其实现为一个套设于强脉冲光光源周向上的装置，且不影响强脉冲光光源顶部端面的出光面；
42.3表示导光晶体；
43.4表示小密封盖，其作为第一密封盖；
44.5表示小密封盖外圈的大密封盖，其作为第二密封盖；
45.6表示滤光片；
46.7表示滤光片处的密封盖，其作为第三密封盖；
47.8表示光电探测器；
48.9表示强脉冲光光源周向所设置的玻璃管；
49.10表示光取样孔。
50.图2(b)以及图4中：
51.6表示滤光片，自左上至右下，依次是第1滤光片，第2滤光片，第3滤光片；
52.图8中，
53.d17表示光电探测器，将光信号转电流信号；
54.u10表示运算放大器，将电流信号转电压信号并放大；
55.r54表示调节放大倍数的电阻；
56.u10的右下方第6脚的输出，即pd1提供电压输出至图9中左上方的pd1脚；
57.图9中：
58.pd1接图8中pd1输出的电压信号；
59.c64、r57通过rc电路组成高通滤波器；
60.q7表示电压开关，fd_kz1脚为高时，信号接地；为低时，监测信号；
61.fd_kz1脚，用于接单片机的控制脚；
62.u11表示运算放大器，用于电压放大；
63.r55、r56电阻，用于调节倍数；
64.r58、c67通过rc电路组成低通滤波器；
65.图10中：
66.pd1out表示信号处理后的模拟信号，其输入图10中u19的第3脚；
67.u19，其实现adc信号转换，用于将模拟信号转为数字信号；
68.ads_clk、adc_sdo、ads_sdi、ads_cs、ads_int、ads_convst脚，则全部用于接单片机管脚，以用于数字采集；
69.图11中，以氙灯作为强脉冲光光源为例：
70.xenon脚接氙灯的负极，氙灯的高强度大电流从此处引入；
71.xenon_kz脚接q13 mos管的控制脚；
72.u20a表示放大电路；
73.r85、r88用作调节放大倍数的电阻；
74.q12 mos管，用于驱动u21光耦；
75.xenon_enabled脚接单片机，该脚低电平时，有氙灯电流；该高电平时则没有氙灯电流。
具体实施方式
76.下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分。
77.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明的技术方案。
78.除非另有说明，否则示出的示例性实施方式/实施例将被理解为提供可以在实践中实施本发明的技术构思的一些方式的各种细节的示例性特征。因此，除非另有说明，否则在不脱离本发明的技术构思的情况下，各种实施方式/实施例的特征可以另外地组合、分离、互换和/或重新布置。
79.在附图中可能使用交叉影线和/或阴影通常用于使相邻部件之间的边界变得清
晰。如此，除非说明，否则交叉影线或阴影的存在与否均不传达或表示对部件的具体材料、材料性质、尺寸、比例、示出的部件之间的共性和/或部件的任何其它特性、属性、性质等的任何偏好或者要求。此外，在附图中，为了清楚和/或描述性的目的，可以夸大部件的尺寸和相对尺寸。当可以不同地实施示例性实施例时，可以以不同于所描述的步骤顺序来执行具体的工艺顺序。例如，可以基本同时执行或者以与所描述的顺序相反的顺序执行两个连续描述的工艺。此外，同样的附图标记表示同样的部件。
80.当一个部件被称作“在”另一部件“上”或“之上”、“连接到”或“结合到”另一部件时，该部件可以直接在所述另一部件上、直接连接到或直接结合到所述另一部件，或者可以存在中间部件。然而，当部件被称作“直接在”另一部件“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一部件时，不存在中间部件。为此，术语“连接”可以指物理连接、电气连接等，并且具有或不具有中间部件。
81.为了描述性目的，本发明可使用诸如“在
……
之下”、“在
……
下方”、“在
……
下”、“下”、“在
……
上方”、“上”、“在
……
之上”、“较高的”和“侧(例如，如在“侧壁”中)”等的空间相对术语，从而来描述如附图中示出的一个部件与另一(其它)部件的关系。除了附图中描绘的方位之外，空间相对术语还意图包含设备在使用、操作和/或制造中的不同方位。例如，如果附图中的设备被翻转，则被描述为“在”其它部件或特征“下方”或“之下”的部件将随后被定位为“在”所述其它部件或特征“上方”。因此，示例性术语“在
……
下方”可以包含“上方”和“下方”两种方位。此外，设备可被另外定位(例如，旋转90度或者在其它方位处)，如此，相应地解释这里使用的空间相对描述语。
82.这里使用的术语是为了描述具体实施例的目的，而不意图是限制性的。如这里所使用的，除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式“一个(种、者)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。此外，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”以及它们的变型时，说明存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组，但不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、部件、组件和/或它们的组。还要注意的是，如这里使用的，术语“基本上”、“大约”和其它类似的术语被用作近似术语而不用作程度术语，如此，它们被用来解释本领域普通技术人员将认识到的测量值、计算值和/或提供的值的固有偏差。
83.参见图1，在一个实施例中，本发明揭示了可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，强脉冲光治疗仪包括不透光材质制成的机壳以及位于机壳内的强脉冲光光源，并且强脉冲光治疗仪还包括：
84.至少一个监测光路，其中，至少一个监测光路由机壳的内部通道限定，并且用于捕获强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光，内部通道在强脉冲光光源处形成为小孔径的光取样孔。至少一个监测光路用于在强脉冲光光源通电的情况下，捕获强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光；
85.至少一个衰减单元，位于至少一个监测光路上，其中，至少一个衰减单元用于将捕获的一部分光衰减，并将衰减后的光提供至第一监控单元；
86.第一监控单元，其根据衰减后的光，测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量；
87.其中，衰减后的光适配于第一监控单元能够监控的范围。
88.对于该实施例，需要指出的是：该实施例通过创新性的设计至少一个监测光路、至
少一个衰减单元将强脉冲光光源发出的光，在取样后进行显著的衰减以使得其符合能够监控的范围，从而通过测量取样且衰减后的发光能量解决了如何监控强脉冲光光源的发光能量问题的同时，还显著地降低了对于可能用到的光电元器件、电子元器件的要求。
89.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个监测光路的一端，设置有一个小孔作为光取样孔。
90.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个衰减单元设置有滤光片。
91.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个监测光路设置有空腔。
92.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个监测光路包括呈l型的光路。
93.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个监测光路包括两个空腔。
94.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个衰减单元设置有多个滤光片。
95.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪通过一个小孔和三个滤光片以及两个空腔，使得衰减单元将强脉冲光光源的发光能量衰减至第一监控单元能够监控的范围以使得其根据衰减后的光测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
96.在另一个实施例中，参见图2(a)、图2(b)和图2(c)，其示意了用于监控强脉冲光光源发光能量的装置的一种具体实现方式及其示意图，其中，
97.强脉冲光光源1，强脉冲光光源例如可以是氙灯，其居于不透明机壳中心或附近，强脉冲光光源周向所设置的玻璃管9位于光源外部；
98.由上述机壳以及机壳内部的监测光路的各个构件构成的、用于监控强脉冲光光源发光能量的装置2，例如将该装置实现为检测头，其套设于强脉冲光光源周向，且不影响强脉冲光光源顶部端面的出光面；
99.小密封盖4，其作为第一密封盖；小密封盖外圈的大密封盖5，其作为第二密封盖；滤光片6处的密封盖7，其作为第三密封盖；
100.在多个滤光片6的作用下，光源发出的光的一部分被衰减，并经由光电探测器8所感测，从而转变为电信号，并以电信号的方式输入至用于监控强脉冲光光源发光能量的装置2的电路部分以实现对光源发光能量的监控。监测光路可参见图3的虚线标识l所示。导光晶体3是用于引出氙灯产生的光并作用在眼睑上的构件。
101.能够发现，本实施例通过一种紧凑、小巧的方式，将用于监控强脉冲光光源发光能量的装置实现为一个套设于强脉冲光光源周向上的装置，且不影响强脉冲光光源顶部端面的出光面。
102.在另一个实施例中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，其还包括第二监控单元；
103.当第二监控单元监控到强脉冲光光源通电工作时，第一监控单元工作；
104.当第二监控单元监控到强脉冲光光源不通电时，第一监控单元不工作。
105.需要说明的是，本实施例是为了避免余辉效应对第一监控单元的影响，后文将会结合具体电路设计详述本发明避免余辉效应的具体实现方式。
106.在另一个实施例中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪包括mos管；
107.当第二监控单元监控到强脉冲光光源通电工作时，mos管不导通，第一监控单元工作；
108.当第二监控单元监控到强脉冲光光源不通电时，mos管导通，第一监控单元工作。
109.能够理解，mos管作为一种开关管，其在本实施例中控制了第一监控单元的工作，例如，控制第一监控单元是否实施其测量功能以及其他功能。
110.在另一个实施例中，强脉冲光治疗仪中，监测光路及监测光路上的设备不仅用于监控强脉冲光光源的发光能量，而且用于校准强脉冲光光源的发光能量，以使得强脉冲光光源所发出的光的能量，与设置的发光能量保持一致。
111.对于本实施例，其充分说明了本发明在解决了如何监控强脉冲光光源的发光能量问题的同时，还能进一步在强脉冲光光源发生光衰的情况下，二次利用测量强脉冲光光源的发光能量的手段，进一步解决强脉冲光光源发光能量校准的问题。
112.在另一个实施例中，强脉冲光治疗仪中，光取样孔的入口被设定成圆形且直径选自1-4mm范围内的任意值，由此使得光取样孔在不影响强脉冲光光源的功能的同时，又能准确得从强脉冲光光源实际发射的光中取样。
113.参见图3，在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，还包括用于接触用户且和强脉冲光光源监测光路导通的导光晶体3。导光晶体3和光取样孔10与强脉冲光光源1的不同位置相对。
114.参见图4，在另一个实施例中，当多个滤光片为3个滤光片时，通过更改滤光片的透光率及其组合，强脉冲光光源的发光能量衰减至第一监控单元能够监控的范围以使得其根据衰减后的光测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
115.需要说明的是，图4示例性的表达了如下具体实现方式：对于3个滤光片6，自左上至右下，依次为第1滤光片，第2滤光片，第3滤光片，其中，第1滤光片位于横向的监测光路上，第2滤光片、第3滤光片位于纵向的监测光路上，且第1与第2滤光片位于第一空腔，第3滤光片位于第二空腔。各处空腔的表面上可作涂黑处理。
116.在另一个实施例中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，至少一个滤光片选择全波段的滤光片。
117.在另一个实施例中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，任一滤光片的透光率在0.01％-70％。
118.参见图2(b)和图3，光源发出的光，经由光取样孔10以及第一空腔、与第一空腔垂直的第二空腔，以及两个空腔中的三个滤光片6后，被衰减至第一监控单元能够监控的范围内。示例性的，以导光晶体的出光能量在5-20j能量范围为基准，当强脉冲光光源为氙灯且氙灯发出该能量范围的光时，经至少一个衰减单元衰减后、且最后进入第一监控单元的光强需全部在第一监控单元能够监控的范围内。
119.在另一个实施例中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，第一监控单元设置有光电探测器。
120.在另一个实施例中，上述l型的监测光路由彼此垂直的两段光路组成，并且每段光路的长度不大于25mm。
121.参见图5，在另一个实施例中，强脉冲光治疗仪还至少包括单片机和adc模块，且通过实施如下步骤以监控强脉冲光光源的发光能量：
122.s100：当强脉冲光光源没有通电发光时，预先采集第一监控单元中的adc信号，并将其作为环境噪音值ad1；
123.s200：单片机发送预设的脉冲信号，强脉冲光光源则通电；根据设定的脉冲时间，强脉冲光光源会产生多个脉冲光；
124.s300：每隔第一预定时间采集一次adc信号，并将本次采集到的ad值与环境噪音值ad1比较：
125.如果本次采集到的ad值与环境噪音值ad1之差的绝对值小于/小于等于第一阈值，此时标记强脉冲光光源此刻没有发光；
126.反之，则标记强脉冲光光源发出有效的发光信号，将本次采集到的ad值减去环境噪音值ad1后予以保留；
127.s400：在持续的第二预定时间内，每隔第一预定时间，重复执行一次步骤s300，直至监测到发光结束，并积分计算出所有的adc信号总和sum；
128.s500：同时，将参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum进行拟合；
129.在一些实施方式中，利用第三方专业检测设备获取参考的光的能量x。
130.s600：重复执行步骤s100至s500多次，最终通过统计和拟合得出测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式；
131.s700：在函数关系式的基础上，第一监控单元根据衰减单元衰减后的光，测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
132.在另一个实施例中，将第一预定时间为50-200微秒的任意值，例如100微秒、150微秒等。
133.在另一个实施例中，的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，第二预定时间与步骤s200中设定的脉冲时间相适应，例如第二预定时间、脉冲时间相同，且为1至2秒。
134.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式如下：
135.sum＝ax+b；
136.式中，a表示斜率，b表示截距。
137.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，还通过实施如下步骤调整强脉冲光光源所发出的光的能量：
138.s800：当强脉冲光治疗仪出厂时，根据步骤s700测量的强脉冲光光源通电工作时的发光能量第一焦耳j1，设置强脉冲光光源的发光能量第一焦耳j1，以使得设置的发光能量与实际测量的发光能量一致，从而完成出厂时的产品校准；
139.s900：随着强脉冲光治疗仪的使用，当判断强脉冲光光源发生光衰时，强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第二焦耳j2，其中第二焦耳j2小于第一焦耳j1，此时：
140.当测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式为线性关
系式时，根据第二焦耳j2与第一焦耳j1的比例关系，将强脉冲光光源实际发光的能量由第二焦耳j2线性增大，并增大至第一焦耳j1；
141.s1000：随着强脉冲光治疗仪的继续使用，当判断强脉冲光光源再次发生光衰时，强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第三焦耳j3，其中第三焦耳j3小于第一焦耳j1，此时：
142.当测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式为线性关系式时，根据第三焦耳j3与第一焦耳j1的比例关系，将强脉冲光光源实际发光的能量由第二焦耳j3线性增大，并增大至第一焦耳j1；
143.s1100：以此类推，通过测量强脉冲光光源实际发光的能量，始终确保实际发出的光的能量，符合设置的发光能量。
144.在另一个实施例中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪中，可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，还通过实施如下步骤以调整强脉冲光光源所发出的光的能量：
145.s801：当强脉冲光治疗仪出厂时，根据步骤s700测量的强脉冲光光源通电工作时的发光能量第一焦耳j1，设置强脉冲光光源的发光能量为第一焦耳j1，以使得设置的发光能量与实际测量的发光能量一致，从而完成出厂时的产品校准。
146.s901：随着强脉冲光治疗仪的使用，当判断强脉冲光光源发生光衰时，强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第二焦耳j2，其中第二焦耳j2小于第一焦耳j1，此时：
147.基于测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式时，根据函数关系式所反映的测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的拟合关系，将强脉冲光光源实际发光的能量由第二焦耳j2增大，并增大至第一焦耳j1；
148.s1001：随着强脉冲光治疗仪的继续使用，当判断强脉冲光光源再次发生光衰时，强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第三焦耳j3，其中第三焦耳j3小于第一焦耳j1，此时：
149.基于测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式时，根据函数关系式所反映的测得的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的拟合关系，将强脉冲光光源实际发光的能量由第三焦耳j3增大，并增大至第一焦耳j1；
150.s1101：以此类推，通过测量强脉冲光光源实际发光的能量，始终确保实际发出的光的能量，符合设置的发光能量。
151.基于以上步骤s900-s1100，或者步骤s901-s1101的调整，强脉冲光光源所实际发出的光的能量能够与设置的发光能量一致，避免因为导光晶体自身属性所引起的强脉冲光治疗仪发光强度衰弱而导致的治疗效果不佳的情况出现。
152.参见图6，其示例性的揭示了强脉冲光光源的光强的控制电压与光源产生的发光能量之间的可能曲线关系s1，以及随着使用次数逐渐增加，当发生光衰时，其效率降低而变成可能的曲线关系s2。由于希望a、b的纵坐标所表示的发光能量不变，所以，需要将控制电压从以前的v1调整到v2。那么，通过测量强脉冲光光源实际发光的能量，始终确保实际发出的光的能量，符合设置的发光能量，这是完全可以利用本发明所揭示的技术方案实现的。
153.此外，参见图7，在另一个实施例中，本发明还揭示了一种用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，方法包括如下步骤：
154.s10：在强脉冲光光源通电的情况下，捕获强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光；
155.s20：将捕获的一部分光衰减至能够监控的范围；
156.s30：根据衰减后的光，测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
157.在另一个实施例中，步骤s10中，利用至少一个监测光路以捕获强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光。
158.在另一个实施例中，步骤s20中，利用至少一个衰减单元以将捕获的一部分光衰减。
159.在另一个实施例中，步骤s30中，利用第一监控单元以根据衰减后的光测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量。
160.在另一个实施例中，在一种用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法中，方法还包括如下步骤：
161.s40：当判断强脉冲光光源发生光衰后，根据实际测量的强脉冲光光源通电工作时的发光能量，校准强脉冲光光源的发光能量。
162.此外，在以下实施例中，本发明还揭示了涉及用于监控强脉冲光光源的发光能量的装置的电路部分的具体实现方式。
163.参见图8至图11，其中，
164.图8中，
165.d17表示光电探测器，将光信号转电流信号；
166.u10表示运算放大器，将电流信号转电压信号并放大；
167.r54表示调节放大倍数的电阻；
168.u10的右下方第6脚的输出，即pd1提供电压输出至图9中左上方的pd1脚；
169.图9中：
170.pd1接图8中pd1输出的电压信号；
171.c64、r57通过rc电路组成高通滤波器；
172.q7表示电压开关，fd_kz1脚为高时，信号接地；为低时，监测信号；
173.fd_kz1脚，用于接单片机的控制脚；
174.u11表示运算放大器，用于电压放大；
175.r55、r56电阻，用于调节倍数；
176.r58、c67通过rc电路组成低通滤波器，u11的输出经过该低通滤波器连接至图10的u19的第3脚；
177.图10中：
178.pd1out表示信号处理后的模拟信号，其输入图10中u19的第3脚；
179.u19，其实现adc信号转换，用于将模拟信号转为数字信号；
180.ads_clk、adc_sdo、ads_sdi、ads_cs、ads_int、ads_convst脚，则全部用于接单片机管脚，以在单片机的控制下用于数字采集；
181.图11中，以氙灯作为强脉冲光光源为例：
182.xenon脚接氙灯负极，氙灯的高强度大电流从此处引入；
183.xenon_kz脚接q13 mos管的控制脚；
184.u20a表示放大电路；
185.r85、r88用作调节放大倍数的电阻；
186.q12 mos管，用于驱动u21光耦，光耦的采用提高了监控强脉冲光光源的发光能量的装置的电路隔离及其安全性能；
187.xenon_enabled脚接单片机，该脚低电平时，表明有氙灯电流流过氙灯；该脚高电平时，则表明没有氙灯电流流过氙灯；
188.如图8、9、10、11所示，其中，
189.图8中，所示电路将光电探测器获得的电流信号转换为电压信号；
190.图9中，所示电路将电压信号进行滤波、放大；
191.图10中，所示电路示例性的使用16位精度adc将模拟信号转为数字信号，运算处理；
192.图11中，以氙灯作为强脉冲光光源为例，所示电路示意了氙灯电压电流监测电路；
193.上述电路进一步描述如下：
194.图8中第2脚接光电探测器，u10运算放大器将电流转电压后通过6脚输出，进一步通过带屏蔽的连接器，将电压信号传输到图9中pd1，再通过r57与c64组成的高通滤波器滤波后，进一步通过图9中的u11再放大到合理倍数，然后经过r58和c67组成的滤波器滤波后，经pd1out脚连接图10中u19的第3脚，然后由图10中的u19 adc芯片将模拟信号转为数字信号；
195.参见图11，氙灯供电状态下，意味着xenon_kz脚会发出信号至q13的控制脚；进一步的，当氙灯中有电流流过时，由于xenon脚接氙灯负极，氙灯的电流经由xenon端、q13流过r89到地，u20a第3脚采集电流信号，放大一定比例后驱动u21隔离光耦，当r89有电流流过时，u21导通，xenon_enabled脚为低电平；氙灯中没有电流流过时，r89则没有电流流过，u21不导通，xenon_enabled为高电平；因此，本发明可以通过单片机检测xenon_enable这个引脚的高低电平，判断是否利用后续电路监控氙灯的发光能量。
196.详细的描述如下：
197.1)氙灯中没有电流流过时，r89则没有电流流过，xenon_enabled为高电平，由于xenon_enabled引脚的信号作为单片机的输入信号，其可以控制单片机的控制脚，且当xenon_enabled为高电平时，单片机的控制脚的输出也是高电平，这使得fd_kz1脚也为高电平，图9的q7 mos管导通，可以快速放电；因此，单片机此时不需执行前文的步骤s200等以监控强脉冲光光源的发光能量；但此时可以执行前文的步骤s100从而预先采集图10中u19的adc信号，并将其作为环境噪音值ad1；
198.2)单片机发送预设的脉冲信号使得氙灯通电时，单片机通过xenon_kz脚发出信号至q13的控制脚，根据设定的脉冲时间，氙灯会在该脉冲时间内产生多个脉冲光；每当氙灯中有电流流过时，r89则有电流流过，xenon_enabled为低电平，由于xenon_enabled引脚的信号作为单片机的输入信号，其可以控制单片机的控制脚，且当xenon_enabled为低电平时，单片机的控制脚的输出也是低电平，这使得fd_kz1脚也为低电平，图9的q7 mos管不导通，图9中pd1脚的信号经高通滤波器滤波后输入至u11再放大到合理倍数，然后经过r58和c67组成的滤波器滤波后，经pd1out脚连接图10中u19的第3脚，然后由图10中的u19 adc芯片将模拟信号转为数字信号，从而可以执行前文的步骤s200、s300等以监控强脉冲光光源
的发光能量。
199.需要说明的是，上述电路部分的关键发明构思在于：
200.1)图8的r54虽然用于调节放大倍数，但是放大后的电压不能太大也不能太小；根据实践发现：对于本发明，以导光晶体出光能量为最大的20j时，u10的第6脚电压不超过2v为宜；以导光晶体出光能量为最小的5j时，最小不要低于100mv；这是因为，实践发现：如果超过2v，则电路极容易出现溢出现象；如果小于100mv，则电路则容易被干扰；
201.2)图9中c64、r57组成的高通滤波器，r58、c67组成的低通滤波器，截止频率不能超过有效频率的范围；实践发现：滤波的频率优选5.88hz到111.1hz；
202.3)图9中，u11组成的电压运算放大器电路中，r55和r56调整放大倍数，需满足：当能量最大和最小时，在图10u19 adc芯片测量范围内。示例性的，以出光的能量为20j能量时，pd1out处的电压在2v-2.5v时的放大倍数为最佳情形；
203.4)图11中，xenon_enabled为低电平即有氙灯发光时，才会将图9所示的q7断开，允许经由光电探测器采集所得的光信号所转换的电压传送到图9中u11的第1脚，从而做到有氙灯放电时才检测信号，一旦氙灯不发光，xenon_enabled为高电平，在xenon_enabled的作用下，单片机的控制脚的输出也是高电平，这使得fd_kz1脚也为高电平，图9的q7 mos管导通则会导通，从而直接将图9中u11的第1脚接地，r57处的电位迅速接地变为0，u11以及其他后级电路实质上等于不工作，这大大减少算法工作量，以及避免余晖效应带来的测量不准确。换言之，本发明的电路实施方式中，当光电探测器通过对光的探测而得到电信号后，该电信号被初级放大、一次滤波后，再接入至二级放大的输入端时，其并接了一个受单片机控制的mos管，其中该mos管的控制端受单片机的高低电平控制，剩余的两端中，其一端连接二级放大的输入端，另一端接地。
204.结合前文实施例所揭示的：
205.第一监控单元，其根据衰减后的光，测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量；
206.其中，衰减后的光适配于第一监控单元能够监控的范围；
207.当第二监控单元监控到强脉冲光光源通电工作时，mos管不导通，第一监控单元工作；
208.当第二监控单元监控到强脉冲光光源不通电时，mos管导通，第一监控单元不工作；
209.能够发现：
210.图8至图11所揭示的具体实施例中，
211.第一监控单元、第二监控单元属于功能上、逻辑层面上单元的划分；
212.单片机控制图9中的q7 mos管不导通的情形下，xenon_enabled端经单片机至fd_kz1所形成的回路则构成第二监控电路，并且单片机其余动作的电路、和除了图9中q7之外的电路、以及图8、图10、图11的相关处于动作的电路，则构成第一监控单元，以根据图8中d17所感测的衰减后的光，测量氙灯此种示例性的强脉冲光光源通电工作时的发光能量；而第一监控单元能够监控的范围则示例性的为5j至20j；
213.单片机控制图9中的q7 mos管导通的情形下，xenon_enabled端经单片机至fd_kz1所形成的回路依然构成第二监控电路，但是此时第一监控单元作为一个完整的功能单元，其实质上不工作。
214.此外，能够理解，就图8至图11所揭示的具体实施例中，
215.单片机和图10中的adc u19主要用于执行前文的步骤s200至s1100，以及步骤s8001至s1101。
216.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例/方式”、“一些实施例/方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例/方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例/方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例/方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例/方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例/方式或示例以及不同实施例/方式或示例的特征进行结合和组合。
217.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
218.本领域的技术人员应当理解，上述实施方式仅仅是为了清楚地说明本发明，而并非是对本发明的范围进行限定。对于所属领域的技术人员而言，在上述公开的基础上还可以做出其它变化或变型，并且这些变化或变型仍处于本发明的范围内。

技术特征：
1.一种可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，所述强脉冲光治疗仪包括由不透光材质制成的机壳以及位于机壳内的强脉冲光光源，其特征在于，所述强脉冲光治疗仪还包括：至少一个监测光路，其中，所述至少一个监测光路通过所述机壳内的内部通道限定，并且用于捕获所述强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光，所述内部通道在所述强脉冲光光源处形成为光取样孔；所述至少一个监测光路包括呈l型的光路，所述呈l型的光路包括横向监测光路和纵向监测光路；至少一个衰减单元，位于所述至少一个监测光路上，其中，所述至少一个衰减单元用于将捕获的所述一部分光衰减，并将衰减后的光提供至第一监控单元；所述第一监控单元，其根据所述衰减后的光，测量所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量；其中，所述衰减后的光适配于所述第一监控单元能够监控的范围。2.根据权利要求1所述的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，其特征在于：所述至少一个监测光路包括第一空腔和第二空腔，所述第二空腔垂直于所述第一空腔；所述至少一个衰减单元包括第1滤光片、第2滤光片和第3滤光片，所述第1滤光片位于所述横向监测光路上，所述第2滤光片和所述第3滤光片位于所述纵向监测光路上，所述第1滤光片和所述第2滤光片位于所述第一空腔，所述第3滤光片位于所述第二空腔。3.根据权利要求2所述的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，其特征在于：工作时，所述强脉冲光光源发出的光，经由所述光取样孔、所述第一空腔和所述第二空腔以及所述第1滤光片、所述第2滤光片和所述第3滤光片后，被衰减至所述第一监控单元能够监控的范围。4.根据权利要求3所述的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，其特征在于：所述第1滤光片、所述第2滤光片和所述第3滤光片为全波段的滤光片；以及/或者所述第1滤光片、所述第2滤光片和所述第3滤光片中任意一个滤光片的透光率为0.01％-70％。5.根据权利要求3所述的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，其特征在于：所述横向监测光路和所述纵向监测光路彼此垂直，并且所述横向监测光路和所述纵向监测光路各自的长度不大于25mm。6.根据权利要求1至5中任一项所述的可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪，其特征在于：所述强脉冲光治疗仪还包括第二监控单元；当所述第二监控单元监控到所述强脉冲光光源通电工作时，所述第一监控单元工作；当所述第二监控单元监控到所述强脉冲光光源不通电时，所述第一监控单元不工作。7.根据权利要求6所述的强脉冲光治疗仪，其特征在于：所述强脉冲光治疗仪包括mos管；当所述第二监控单元监控到所述强脉冲光光源通电工作时，所述mos管不导通，所述第一监控单元工作；当所述第二监控单元监控到所述强脉冲光光源不通电时，所述mos管导通，所述第一监控单元不工作。
8.根据权利要求1至5中任一项所述的强脉冲光治疗仪，其特征在于：所述强脉冲光光源为氙灯；所述强脉冲光治疗仪还包括用于接触用户且和所述强脉冲光光源光路导通的导光晶体，其中，所述导光晶体和所述光取样孔与所述强脉冲光光源的不同位置相对。9.一种用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，其特征在于，包括：s100：当强脉冲光光源没有通电发光时，采集第一监控单元中的adc信号，并将其作为环境噪音值ad1；s200：发送预设的脉冲信号，使所述强脉冲光光源通电；根据设定的脉冲时间，由所述强脉冲光光源产生多个脉冲光；s300：所述第一监控单元获取所述强脉冲光光源发出的光经衰减后的光，每隔第一预定时间，采集一次所述第一监控单元中的adc信号，并将本次采集到的ad值与环境噪音值ad1比较：如果本次采集到的ad值与环境噪音值ad1之差的绝对值小于/小于等于第一阈值，则标记所述强脉冲光光源此刻没有发光；反之，则标记所述强脉冲光光源发出有效的发光信号，将本次采集到的ad值减去环境噪音值ad1后予以保留；s400：在持续的第二预定时间内，每隔第一预定时间，重复执行一次步骤s300，直至监测到发光结束，并积分计算出所有的adc信号总和sum；s500：将参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum进行拟合；s600：重复执行步骤s100至s500多次，最终通过统计和拟合得出所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式；s700：在函数关系式的基础上，所述第一监控单元根据衰减后的光，测量所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量。10.根据权利要求9所述的用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，其特征在于，还包括：s800：根据步骤s700测量的所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量第一焦耳j1，设置所述强脉冲光光源的发光能量成第一焦耳j1，以使得设置的发光能量与实际测量的发光能量一致而完成校准过程；s900：当判断所述强脉冲光光源发生光衰时，所述强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第二焦耳j2，其中第二焦耳j2小于第一焦耳j1，此时：当所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式为线性关系式时，根据第二焦耳j2与第一焦耳j1的比例关系，将所述强脉冲光光源实际发光的能量由第二焦耳j2线性增大，并增大至第一焦耳j1；s1000：当判断所述强脉冲光光源再次发生光衰时，所述强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第三焦耳j3，其中第三焦耳j3小于第一焦耳j1，此时：当所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式为线性关系式时，根据第三焦耳j3与第一焦耳j1的比例关系，将所述强脉冲光光源实际发光的能量由第三焦耳j3线性增大，并增大至第一焦耳j1；s1100：以此类推，通过测量所述强脉冲光光源实际发光的能量，始终确保实际发出的
光的能量，符合设置的发光能量。11.根据权利要求9所述的用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，其特征在于，还包括：s801：根据步骤s700测量的所述强脉冲光光源通电工作时的发光能量第一焦耳j1而完成校准过程；s901：当判断所述强脉冲光光源发生光衰时，所述强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第二焦耳j2，其中第二焦耳j2小于第一焦耳j1，此时：基于所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式时，根据函数关系式所反映的参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的拟合关系，将所述强脉冲光光源实际发光的能量由第二焦耳j2增大，并增大至第一焦耳j1；s1001：当判断所述强脉冲光光源再次发生光衰时，所述强脉冲光光源实际发光的能量不足第一焦耳j1，其衰减为第三焦耳j3，其中第三焦耳j3小于第一焦耳j1，此时：基于所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式时，根据函数关系式所反映的参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的拟合关系，将所述强脉冲光光源实际发光的能量由第三焦耳j3增大，并增大至第一焦耳j1；s1101：以此类推，通过测量所述强脉冲光光源实际发光的能量，始终确保实际发出的光的能量，符合设置的发光能量。12.根据权利要求9至11中任一项所述的用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，其特征在于：所述第一预定时间选自50-200微秒内的任意值，所述第二预定时间与所述步骤s200中设定的所述脉冲时间相适应。13.根据权利要求9至11中任一项所述的用于监控强脉冲光光源的发光能量的方法，其特征在于：所述参考的光的能量x与积分计算出所有的adc信号总和sum的函数关系式如下：sum＝ax+b；式中，a表示斜率，b表示截距。

技术总结
本发明揭示了一种可监控光源发光能量的强脉冲光治疗仪及能量监测方法。强脉冲光治疗仪包括强脉冲光光源、监测光路、衰减单元和第一监控单元。监测光路用于捕获强脉冲光光源通电工作时所发出的一部分光，衰减单元用于将捕获的所述的光衰减，并将衰减后的光提供至第一监控单元，第一监控单元用于根据所述衰减后的光，测量强脉冲光光源通电工作时的发光能量。本发明通过创新性的监测光路、衰减单元将强脉冲光光源发出的光，在取样后进行显著的衰减以使得其符合能够监控的范围，能实时准确测量强脉冲光光源的发光能量。脉冲光光源的发光能量。脉冲光光源的发光能量。


技术研发人员：吴小松 于航 颜培华
受保护的技术使用者：珠海溪谷医疗科技有限公司
技术研发日：2022.09.19
技术公布日：2023/7/11