ТЕСТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КАЛИБРОВКИ ЭНЕРГИИ ИМПУЛЬСА ЛАЗЕРНОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2016 года по МПК A61F9/08 

Область техники

Изобретение относится к калибровке лазерного устройства, которое может быть использовано, например, для лазерного хирургического воздействия на человеческий глаз, в частности для абляции ткани лазерным излучением. Более конкретно, изобретение относится к калибровке по энергии в импульсе импульсного лазерного излучения, генерируемого данным лазерным устройством. С этой целью изобретение предлагает испытательное (тестирующее) устройство, которое измеряет, с использованием измерительных щупов, глубину тестовых абляций, выполненных на тестовой поверхности посредством лазерного устройства на стадии калибровки.

Уровень техники

Методика калибровки энергии в импульсе лазерного излучения известна из WO 2010/022754 А1. Согласно этой методике на диске из тестового материала посредством лазерного излучения выполняют тестовые абляции и производят, посредством оптической низко-когерентной рефлектометрии, бесконтактные измерения глубины результирующих абляционных кратеров. Для каждой из тестовых абляций задается различная энергия в импульсе лазерного излучения. Посредством данной методики можно определить зависимость между энергией в импульсе и результирующей глубиной абляции. Затем по этой зависимости, которая может быть, например, аппроксимирована линейным уравнением, для заданного значения глубины абляции можно определить соответствующее ему значение энергии в импульсе и соответственно настроить лазерное устройство. В WO 2010/022754 А1 отмечается также, что глубина кратера, сформированного в результате абляции, может быть измерена посредством измерительного щупа.

Раскрытие изобретения

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в том, чтобы предложить пользователю вариант калибровки лазерного устройства по энергии в импульсе, требующий относительно низких затрат времени и труда.

С целью решения этой задачи изобретение предлагает применение тестирующего устройства для калибровки по энергии в импульсе лазерного устройства, способного генерировать импульсное лазерное излучение. Тестирующее устройство содержит измерительную головку с измерительными щупами, причем изобретение предусматривает формирование на тестовой поверхности посредством лазерного излучения тестовых абляций, взаимное положение которых соответствует относительному пространственному положению измерительных щупов. Затем осуществляется измерение глубины тестовых абляций при одновременном использовании всех измерительных щупов измерительной головки. Как это предлагается в WO 2010/022754 А1, тестовые абляции предпочтительно выполняются с различными значениями энергии в импульсе лазерного излучения. В частности, каждая тестовая абляция может выполняться с использованием серии импульсов лазерного излучения, состоящей, например, из нескольких сотен или даже нескольких тысяч импульсов. Затем по результатам измерений значений глубины абляции может быть построена, например, линейная зависимость между энергией в импульсе и глубиной абляции и определено требуемое значение энергии в импульсе, ассоциированное с заданным значением глубины абляции. Подробности этого метода построения зависимости и определения значения энергии в импульсе, на которое нужно настроить лазерное устройство в соответствии с определенной зависимостью между глубиной абляции и энергией в импульсе, могут быть найдены в документе WO 2010/022754 А1, соответствующая информация из которого включена в данное описание посредством ссылки.

Знание размера абляционного эффекта для конкретного значения энергии в импульсе необходимо, например, для осуществления воздействия, посредством абляции, на роговичную ткань человеческого глаза с использованием УФ лазерного излучения (генерируемого, например, эксимерным лазером). В зависимости от уровня подлежащей коррекции аметропии пациента, специально для этого пациента может быть рассчитан профиль абляции, определяющий, сколько роговичной ткани следует удалить в том или ином месте на роговице. Успешное хирургическое воздействие возможно только, если известно, какое количество ткани будет удалено при настройке лазерного устройства на тот или иной уровень энергии. В связи с этим и проводятся соответствующие тесты на тестовой поверхности, обычно изготавливаемой из материала, влияние лазерного излучения на который аналогично влиянию на роговичную ткань или по меньшей мере находится в известном отношении к этому влиянию. В частности, было показано, что подходящим для этой цели материалом является ПММА (полиметилметакрилат).

Поскольку согласно изобретению используется измерительная головка, оснащенная не единственным измерительным щупом, а группой таких щупов, становится возможным одновременное измерение глубины кратера для группы тестовых абляций, выполненных на тестовой поверхности. Однако в связи с фиксированным взаимным пространственным положением измерительных щупов в измерительной головке необходимо добиться того, чтобы соответствующие тестовые абляции на тестовой поверхности выполнялись при их взаимном положении, соответствующем расположению измерительных щупов в измерительной головке. В этом случае измерительная головка с группой измерительных щупов позволит сократить затраты времени и труда при измерении тестовых абляций.

В предпочтительном варианте общее количество измерительных щупов в измерительной головке равно трем. Однако должно быть понятно, что изобретение не ограничивается определенным количеством измерительных щупов и что в альтернативных вариантах в измерительной головке могут иметься два, четыре или даже большее количество измерительных щупов. Рассматриваемые в данном описании измерительные щупы имеют гибкий измерительный кончик, который может заходить в абляционный кратер, подлежащий измерению, и смещаться, в большей или меньшей степени, в зависимости от глубины кратера. Смещение измерительного кончика может осуществляться, например, индуктивными или емкостными средствами.

Согласно предпочтительному варианту тестовая поверхность образована круглым тестовым диском, а измерительные щупы установлены в измерительной головке на воображаемой окружности через равные угловые интервалы. В таком варианте, чтобы гарантировать, что тестовый диск будет установлен в измерительную головку при правильной угловой ориентации, при которой измерительные щупы будут находиться точно над зонами тестовых абляций, тестовый диск и измерительная головка предпочтительно снабжены индикаторными метками (маркировками) для настройки взаимного углового разворота диска и головки. Индикаторные метки могут быть выполнены в виде объемных и/или цветных меток. В частности, тестовый диск может иметь по меньшей мере одну объемную метку на своей кромке, причем эта метка может представлять собой, например, фаску, надрез или канавку. В качестве цветной метки может быть использована любая оптически различимая маркировка, которая отличается по цвету от прилегающих к ней зон тестовой поверхности.

В принципе, можно допустить, что, несмотря на наличие индикаторных меток на тестовом диске и измерительной головке, возможно существование "ложных" угловых положений, в которые тестовый диск может быть установлен на измерительную головку. В таких ситуациях пользователь, проводящий калибровку, должен, пользуясь индикаторными метками, самостоятельно установить тестовый диск на измерительную головку в правильной угловой ориентации.

Однако эту задачу для пользователя можно существенно упростить, если снабдить измерительную головку приемной зоной для тестового диска и выполнить индикаторные метки на тестовом диске и измерительной головке, обеспечивающими возможность ввода тестового диска в приемную зону только по меньшей мере при одном заданном угле разворота диска относительно измерительной головки. Один возможный вариант состоит в том, что объемные метки, выполненные на тестовом диске и измерительной головке, могут сопрягаться одна с другой только при заданном угле их взаимного разворота, так что тестовый диск может быть введен в приемную зону измерительной головки только в положении, соответствующем этому углу разворота.

Например, тестовый диск может иметь объемную метку в виде среза, выполненного на круглой боковой поверхности диска, а приемная зона измерительной головки - объемную метку, дополнительную (ответную) по отношению к объемной метке на тестовом диске. В частности, объемная метка в виде среза на круглой боковой поверхности диска может быть выполнена так, что кромка тестового диска на части его внешнего контура имеет форму не дуги окружности, а хорды (т.е. в этом случае от круглого диска отрезана его часть).

Далее, согласно изобретению тестовая поверхность может быть образована тест-пластиной, а у измерительной головки может иметься приемная зона, согласованная с периферийным контуром тест-пластины для обеспечения возможности приема этой пластины. В этом варианте в измерительной головке может быть сформирована система откачки, подсоединенная к вакуумному насосу и выведенная в приемную зону. Вакуумный насос может находиться в самой измерительной головке; альтернативно, у измерительной головки может иметься соответствующий коннектор (штуцер), посредством которого она может быть подсоединена к внешнему вакуумному насосу. При создании в системе откачки отрицательного давления может быть обеспечено присасывание тест-пластины и ее надежное удерживание в приемной зоне измерительной головки.

Тестирующее устройство может также содержать несущее устройство для объекта, устанавливаемое на диагностическом столе или прикрепляемое к нему и служащее для удерживания тест-объекта, задающего, при осуществлении тестовой абляции, тестовую поверхность (например тест-пластины, в частности тестового диска). Чтобы обеспечить возможность формирования тестовых абляций на тест-объекте в зонах, имеющих заданное положение и ориентацию относительно тест-объекта, желательно, чтобы на несущем устройстве и/или на тест-объекте были сформированы по меньшей мере две, предпочтительно по меньшей мере три оптически различимые метки, расположенные на расстоянии одна от другой. Согласно изобретению посредством камеры можно получить изображения этих меток и по сформированным камерой изображениям получить информацию об ориентации данных меток, а затем на основе указанной информации определить положения лазерного устройства, при которых должны формироваться тестовые абляции.

Несущее устройство для объекта может содержать основной держатель и вспомогательный держатель. Основной держатель снабжен первыми средствами позиционирования при съемной установке вспомогательного держателя на основной держатель, а вспомогательный держатель снабжен вторыми средствами позиционирования при съемной установке тест-объекта на вспомогательный держатель. Такое выполнение несущего устройства из двух частей можно использовать, например, для того, чтобы по завершении тестовых абляций снимать вспомогательный держатель с лежащим на нем тест-объектом с основного держателя и переносить его в измерительную головку. В измерительной головке тест-объект под действием усилия присасывания отделяется от вспомогательного держателя и присасывается к измерительной головке. Таким образом, пользователю не требуется брать тест-объект непосредственно в руку, чтобы перенести его из места проведения тестовых абляций к месту измерений. В результате снижается опасность того, что в результате касания тест-объекта рукой будут внесены загрязнения в зону тестовых абляций или что пыль, неизбежно образующаяся в ходе аблирования, будет непреднамеренно сметена рукой в абляционный кратер, что привело бы к искажению результатов измерений.

Для правильной установки несущего устройства для объекта на диагностический стол оно может содержать опорную часть, форма которой согласована с периферийным контуром углубления для головы в головной части диагностического стола. В этом варианте несущее устройство перед началом использования вводится своей опорной частью в указанное углубление в диагностическом столе. Такое выполнение делает возможным достаточно стабильную установку несущего устройства. Если оно снабжено спиртовым уровнем, пользователь может с помощью этого уровня произвести точную настройку несущего устройства. Это обеспечит возможность компенсации остаточных отклонений от требуемого положения путем захвата, посредством ай-трекера (выполненного на базе соответствующей камеры), меток на несущем устройстве и/или на помещенном на него тест-объекте и автоматической настройки модулем управления, с учетом определенного положения и ориентации указанных меток, положений лазерного устройства, в котором оно генерирует излучение для формирования тестовых абляций.

Согласно еще одному варианту тестирующее устройство может содержать считывающее устройство для считывания идентификационного кода, имеющегося на тест-объекте, образующем тестовую поверхность. Этот идентификационный код считывается до формирования тестовой абляции. Идентификационный код, который может, например, быть в виде штрих-кода, обеспечивает уникальную идентификацию тест-объекта или даже тестовой поверхности (если на тест-объекте имеется несколько тестовых поверхностей, т.е. если он может быть использован несколько раз). Идентификационный код может считываться посредством считывающего устройства и записываться в память при каждом проведении калибровки лазерного устройства по энергии, т.е. после формирования тестовых абляций на тестовой поверхности. Если после этого пользователь по ошибке захочет повторно использовать ту же самую тестовую поверхность для формирования тестовых абляций, считывающее устройство или внешний модуль управления может распознать эту ситуацию по считанному идентификационному коду и выдать, например, оптический и/или акустический предупреждающий сигнал. В качестве альтернативной или дополнительной реакции на повторное считывание того же самого идентификационного кода считывающее устройство может временно заблокировать испускание излучения лазерным устройством и снять блокировку только после считывания нового идентификационного кода, т.е. при выборе тестовой поверхности, которая еще не была использована.

Альтернативно или дополнительно, тестирующее устройство может содержать маркировочное устройство для нанесения маркировки на тест-объект, образующий тестовую поверхность. Посредством такой маркировки на тест-объект можно записать нужную нестираемую информацию, например информацию о дате и времени, когда на тест-объекте выполнялись тестовые абляции, и/или информацию об энергии в импульсе, использованной для формирования тестовых абляций, о количестве импульсов на одну тестовую абляцию и/или о глубинах образованных при этом кратеров. Такая информация может быть нанесена на тест-объект, например, в виде штрихкода или иной закодированной форме.

При этом маркировка, осуществляемая маркировочным устройством, может и не нести информацию о тестовой абляции. Допустимо, чтобы маркировочное устройство наносило на тест-объект, до или после формирования тестовой абляции, только простую объемную или цветную маркировку. В этом случае маркировка имеет только сигнальный характер, информируя лишь о том, что маркированный тест-объект или маркированная тестовая поверхность уже был (была) однократно использован (использована) и поэтому не подлежит дальнейшему использованию. Такую информацию может нести, например, надрез, первоначально отсутствовавший на тест-объекте и выполненный маркировочным устройством. Такой надрез или другая объемная или цветная маркировка может немедленно восприниматься соответствующими датчиками.

Краткое описание чертежей

Далее изобретение будет описано более подробно, со ссылками на прилагаемые чертежи.

На фиг.1 схематично изображены компоненты лазерного устройства и ассоциированного с ним тестирующего устройства согласно варианту изобретения для калибровки по энергии в импульсе лазерного излучения, генерируемого лазерным устройством.

На фиг. 2 и 3 представлены, на различных видах, измерительная головка и вспомогательный держатель для дисковидного тест-объекта согласно варианту тестирующего устройства.

На фиг. 4 показаны, отдельно друг от друга, вспомогательный держатель по фиг. 2 и 3 и основной держатель, выполненный согласно варианту изобретения.

На фиг. 5 показаны вспомогательный держатель и основной держатель по фиг.4, причем вспомогательный держатель установлен на основной держатель.

На фиг. 6 основной держатель по фиг. 4 и 5 показан в продольном разрезе.

Осуществление изобретения

На фиг. 1, весьма схематично и упрощенно, показан диагностический стол 10, на который должен быть уложен (неизображенный) пациент для осуществления по отношению к нему лечебного офтальмологического воздействия с использованием лазерного устройства 12. У диагностического стола 10 имеется головная часть 14, которую можно регулировать, например путем ее поворота, и на которую опирается голова пациента. Лазерное устройство 12 (упрощенно показанное на фиг. 1 в виде единственного функционального блока) содержит, в частности, в качестве функциональных компонентов - лазерный источник, фокусирующую оптику и сканирующие компоненты для управления лазерным излучением, испускаемым лазерным устройством 12, по меньшей мере в поперечной плоскости и, если это необходимо, также и в продольном направлении. Лазерное излучение предпочтительно является импульсным излучением с длиной волны, лежащей, например, в УФ-диапазоне, в частности у 193 нм. Лазерное излучение с такой длиной волны можно использовать для абляции роговичной ткани человеческого глаза, например, в рамках метода LASIK (laser in-situ keratomileusis - лазерный интрастромальный кератомилез). Излучение, испускаемое лазерным устройством 12, схематично проиллюстрировано на фиг. 1 в виде сфокусированного пучка 16 лучей.

Лазерное устройство 12 управляется посредством электронного модуля 18 управления, который в представленном примере принимает измерительные сигналы от измерительной головки 20, анализирует эти сигналы и регулирует, в зависимости от результатов измерений, энергию в импульсе излучения, генерируемого лазерным устройством 12.

Измерительная головка 20 является частью тестирующего устройства, которое содержит также несущее устройство для объекта, состоящее из основного держателя 22 и вспомогательного держателя 24. Основной держатель 22 установлен на диагностический стол 10. Для этой цели использовано углубление (отверстие) для головы (схематично показанное на фиг. 1), которое обычно имеется в головной части 14 и в которое обычно пациент помещает свой затылок. У помещенного в это углубление основного держателя 22 имеется опорная часть 26, контур которой соответствует контуру данного углубления, благодаря чему основной держатель 22 занимает достаточно стабильное положение на диагностическом столе 10.

Основной держатель 22 образует площадку, на которую может быть помещен вспомогательный держатель 24. Вспомогательный держатель 24 функционирует как несущий компонент и держатель для тест-пластины 28, изготовленной, например, из ПММА. На этой пластине формируются посредством лазерного излучения тестовые абляции с целью калибровки энергии в импульсе лазерного устройства 12. Тест-пластине 28 придана, например, форма круглого диска. Чтобы сформировать тестовую абляцию, вспомогательный держатель 24 с наложенной на него тест-пластиной 28 помещают на основной держатель 22, который вставлен в углубление, имеющееся в головной части 14 диагностического стола 10. После того как на тест-пластине 28 будут сформированы тестовые абляции, вспомогательный держатель 24 снимают с основного держателя 22 и вместе с тест-пластиной 28 переносят на установленную отдельно измерительную головку 20. Затем вспомогательный держатель 24 вводят, например, снизу в измерительный интерфейс измерительной головки 20, устанавливая его в положение, в котором глубина тестовых абляций на тест-пластине 28 может быть измерена с помощью измерительных щупов 30 измерительной головки 20. Измерительные щупы 30 имеют гибкие измерительные кончики 32, которые выступают в сторону интерфейса измерительной головки 20 и вступают в контакт с тест-пластиной 28, когда ее вводят в измерительную головку 20. Тест-пластина 28 прочно удерживается в измерительном интерфейсе посредством усилия присасывания, которое обеспечивается отрицательным давлением, прикладываемым к измерительному интерфейсу. Это давление создается источником 34 вакуума, который может быть подсоединен к измерительной головке 20. Для этого она может быть снабжена коннектором (штуцером) 36, к которому может быть подсоединена вакуумная линия от источника 34 вакуума.

После завершения измерений тест-пластины 28 и отключения вакуума желательно извлечь тест-пластину 28 посредством вспомогательного держателя 24 и поместить ее с целью архивирования в подходящую архивную зону. После этого на вспомогательный держатель 24 можно поместить новую тест-пластину и возобновить процедуру калибровки. Желательно всегда проводить такую процедуру после относительно длительного простоя (перерыва в функционировании) лазерного устройства 12. В качестве примера, лазерное устройство 12 может калиброваться по энергии в импульсе раз в день или даже перед каждым лазерным воздействием.

Перед обсуждением других деталей тестирующего устройства, проиллюстрированных на фиг. 1, будут рассмотрены, со ссылками на фиг. 2-6, предпочтительные варианты измерительной головки 20, тест-пластины 28, вспомогательного держателя 24 и основного держателя 22.

В варианте по фиг. 2 и 3 измерительная головка 20 снабжена тремя измерительными щупами 30, которые установлены в корпус 38 и выступают своими измерительными кончиками 32 в приемную зону 40 для тест-пластины 28, соответствующую по форме периферийному контуру этой пластины. Измерительные щупы 30 имеют форму стержней и представляют собой, например, индуктивные измерительные щупы Millimar серии Р2000 фирмы Mahr GmbH. Измерительные щупы 30 установлены таким образом, что их измерительные кончики 32 расположены в вершинах равностороннего треугольника. Такое расположение может быть описано как размещение измерительных щупов 30 на воображаемой окружности через равные угловые интервалы.

Из фиг. 3 легко видеть, что открытая книзу приемная зона 40 окружена круглой стенкой 42, причем измерительные кончики 32 не выступают в осевом направлении (т.е. в направлении воображаемой продольной оси) за круглую стенку 42 наружу. На внутренней боковой поверхности круглой стенки 42 сформирован кольцевой стопорный выступ 44, который ограничивает в осевом направлении глубину ввода тест-пластины 28 в приемную зону 40. Измерительные кончики 32 заходят в осевом направлении за этот стопорный выступ 44 так, что когда тест-пластина 28 введена в приемную зону 40, она упирается в измерительные кончики 32 и отжимает их до тех пор, пока не придет в контакт со стопорным выступом 44. При этом измерительные кончики 32 будут отклоняться на различные расстояния в зависимости от того, насколько глубоки абляционные кратеры, находящиеся в тест-пластине 28 под этими кончиками. Размер отклонения преобразуется в сигнал, который передается на модуль 18 управления в качестве соответствующего измерительного сигнала.

Тестовые абляции формируются на тест-пластине 28 посредством лазерного устройства 12 под контролем модуля 18 управления и располагаются в соответствии с расположением измерительных щупов. Более конкретно, на тест-пластине 28 формируются три тестовые абляции, расположенные на воображаемой окружности через равные угловые интервалы, т.е. в вершинах равностороннего треугольника. В связи с этим необходимо, чтобы тест-пластина 28, будучи введенной в приемную зону 40 измерительной головки 20, имела правильную угловую ориентацию (т.е. была развернута на правильный угол) относительно всех измерительных щупов 30, так что абляционные кратеры находились бы точно под измерительными кончиками 32. С этой целью тест-пластина 28 и приемная зона 40 снабжены объемными метками 46, 48, которые выполнены взаимно дополнительными. Такое выполнение делает возможным ввод тест-пластины 28 в приемную зону 40 только при однозначно определенном угле ее разворота, т.е. эта пластина не может быть введена в приемную зону 40 ни при каком другом угловом положении. В представленном примере объемная метка 46 на тест-пластине 28 образована концептуальным срезанием участка (в данном примере сегмента круга) с кромки тест-пластины 28. Как следствие, в то время как на других своих участках периферийный контур тест-пластины 28 имеет вид дуги окружности, в зоне, из которой вырезан данный сегмент, этот контур имеет вид хорды.

По контрасту, объемная метка 48 в приемной зоне 40 образована сегментом круга, выступающим из внутренней боковой поверхности круглой стенки 42 и соответствующим сегменту круга, который отсутствует на тест-пластине 28.

Должно быть понятно, что для того, чтобы задать определенную, уникальную угловую ориентацию тест-пластины 28 относительно приемной зоны 40, на тест-пластине 28 и в приемной зоне 40 можно выполнить и другие взаимно дополнительные объемные метки. Так, в тест-пластине 28 можно сформировать отверстие, которое смещено относительно центра пластины и с которым ассоциирован палец, выступающий из нижней поверхности приемной зоны 40. Когда тест-пластина вводится в приемную зону 40 при правильном угле ее разворота, данный палец сопрягается с упомянутым отверстием, выполненным в тест-пластине 28.

Альтернативно по отношению к взаимно дополнительным объемным меткам, которые сопрягаются одна с другой, приемлемо и применение соответственно окрашенных меток, которые действуют как оптические средства, нанесенные на тест-пластину 28 и на измерительную головку 20 (например, на ее круглую стенку 42) и облегчающие пользователю задание вручную правильной угловой ориентации тест-пластины 28 относительно приемной зоны 40.

На фиг. 2 корпус 38 измерительной головки 20 условно изображен прозрачным только для того, чтобы проиллюстрировать компоненты сформированной в измерительной головке 20 системы 50 откачки, которые проходят от коннектора 36 к отверстию 52, имеющемуся в нижней стенке приемной зоны 40. При работающем источнике вакуума через отверстие 52 производится отсасывание воздуха из приемной зоны 40. Возникающий при этом эффект присасывания прочно удерживает тест-пластину 28 в приемной зоне 40.

На фиг. 2 и 3 можно видеть все три электрических коннектора (полуразъема) 54, которые могут быть подключены к соответствующим коннекторам измерительной головки 20 для обеспечения электрического соединения измерительных щупов 30 с модулем 18 управления.

Как показано на фиг. 4 и 5, вспомогательный держатель 24 выполнен в виде пластины, имеющей приемное гнездо 56, в которое может быть вставлена тест-пластина 28. Приемное гнездо 56 снабжено объемной меткой 58, которая является дополнительной по отношению к объемной метке 46 тест-пластины 28 и которая обеспечивает возможность ввода тест-пластины 28 в приемное гнездо 56 только в единственной угловой ориентации пластины относительно вспомогательного держателя 24. Должно быть понятно, что в качестве альтернативы объемным меткам могут быть использованы цветные метки, выполненные на вспомогательном держателе 24 и тест-пластине 28, чтобы помогать пользователю визуально задавать угловое положение тест-пластины 28 в приемном гнезде 56 относительно вспомогательного держателя 24. Приемное гнездо 56, снабженное объемной меткой 58, образует в контексте изобретения вторые средства позиционирования.

На верхней стороне основного держателя 22 (противоположной его опорной части 26) имеется несущая поверхность 60 для вспомогательного держателя 24. Соответствующие средства 62, 64 позиционирования на основном держателе 22 обеспечивают возможность установки вспомогательного держателя 24 на опорную поверхность 60 только в единственном (горизонтальном) положении. Положение вспомогательного держателя 24 с опорой на основной держатель 22 проиллюстрировано на фиг. 5. Указанные средства 62, 64 позиционирования в контексте изобретения являются первыми средствами позиционирования. В представленном примере средство 64 позиционирования образовано удлиненным выступом, который сформирован на опорной поверхности 60 и который при установке вспомогательного держателя 24 в заданное положение входит в предусмотренную для него прорезь 66 (см. фиг. 3), выполненную на нижней стороне вспомогательного держателя 24. В отличие от этого средство 62 позиционирования выполнено, как ограничивающая поперечная стенка, которая взаимодействует по меньшей мере с частью контура вспомогательного держателя 24 и обеспечивает дополнительную стабилизацию его положения на основном держателе 22.

Как показано на фиг.6, внутрь основного держателя 22 помещен вентилятор 68, который находится под контролем электроники, размещенной на печатной плате 70, также находящейся в основном держателе 22. Через электрический коннектор 72 электрический ток может быть подан на печатную плату 70 и далее на вентилятор 68. Воздушный поток, создаваемый вентилятором 68, выходит через вентиляционное отверстие 74, расположенное так, что выходящий из него воздушный поток проходит над тест-пластиной 28, находящейся в приемном гнезде 56. Это позволяет сдуть с тест-пластины 28 пыль от абляции, которая может появляться в результате обработки этой пластины лазером. Альтернативно, допустимо всасывание этой пыли с использованием внешнего вентилятора.

На верхнюю сторону основного держателя 22 установлен также спиртовой уровень 76; это позволяет пользователю провести визуальную юстировку основного держателя 22 на диагностическом столе 10, чтобы обеспечить горизонтальность опорной поверхности 60 и, как следствие, помещенного на нее вспомогательного держателя 24. Настройка, в определенных пределах, положения основного держателя 22, введенного в углубление для головы, имеющееся в головной части 14, возможна в связи с податливостью подбивочного материала головной части 14 диагностического стола 10.

Хотя использование спиртового уровня 76 делает возможным обеспечение горизонтальности опорной поверхности 60, достаточно точное для целей калибровки, вышеупомянутая податливость подбивочного материала головной части 14, как правило, неизбежно приводит к тому, что положение основного держателя 22 в горизонтальной плоскости варьирует от измерения к измерению по координатам и/или по углу разворота. Как следствие, вспомогательный держатель 24 и соответственно тест-пластина 28 могут занимать от измерения к измерению различные положения в горизонтальной плоскости и иметь различные ориентации в этой плоскости. Если подобные вариации положения и ориентации тест-пластины 28 на основном держателе 22 не скомпенсированы в отношении соответствующих поступательных и вращательных смещений абляционного паттерна, сформированного в ходе тестовой абляции, это может привести к тому, что измерительные кончики 32 в измерительной головке 20 не смогут точно входить в абляционные кратеры. В результате возникнут соответствующие погрешности измерений.

В связи с этим в представленном примере на верхней стороне основного держателя 22 сформирован паттерн из трех оптически распознаваемых котировочных меток 80, 82, 84, расположенных на заданных расстояниях одна от другой. Юстировочная метка 80 соответствует центру тест-пластины 28 при условии, что она установлена (посредством вспомогательного держателя 24) на основной держатель 22 в правильном положении. С помощью юстировочной метки 80 может быть определено положение основного держателя 22 в горизонтальной плоскости. Две другие котировочные метки 82, 84 могут находиться, например, на одной прямой с юстировочной меткой 80. Они делают возможным определение ориентации основного держателя 22 в горизонтальной плоскости.

Камера 86, показанная на фиг. 1, используется для получения изображений верхней стороны основного держателя 22. Соответствующая программа анализа изображений, имеющаяся в модуле 18 управления, обеспечивает распознавание на кадрах, переданных камерой 86, котировочных меток 80, 82, 84 и получение информации о положении и ориентации паттерна, образованного этими метками, в координатной системе лазерного устройства 12. В зависимости от полученной таким способом информации о положении и ориентации модуль 18 управления задает в координатной системе лазерного устройства 12 точки, в которые должны быть направлены импульсы лазерного излучения, посредством которых формируется тестовая абляция. Описанный механизм делает калибровочную процедуру предельно простой для пользователя, поскольку от него требуется лишь относительно небольшое усилие, чтобы установить основной держатель 22 на диагностический стол 10 и обеспечить, с максимально возможной точностью, горизонтальное положение этого держателя, используя для этого спиртовой уровень 76.

Основной держатель 22 снабжен также индикаторным и/или предупреждающим источником 88 света, который в представленном примере также находится на верхней стороне основного держателя 22 и может выдавать оптические сигналы, соответствующие различным ситуациям. Так, источник 88 может быть подключен к вентилятору 68 и показывать, функционирует вентилятор или нет.

Как показано на фиг. 1, с основным держателем 22 (в общем случае с устройством, несущим тестовый объект) связано считывающее устройство 90, посредством которого может быть считан идентификационный код, имеющийся на тест-пластине 28. Такой идентификационный код проиллюстрирован, в качестве примера, на фиг. 2 в виде штрихкода 92. Штрихкод может быть заранее распечатан изготовителем тест-пластины 28, чтобы обеспечить ее уникальную идентификацию. Если тест-пластина 28 используется с обеих сторон, т.е. и ее верхняя, и ее нижняя стороны пригодны для формирования тестовых абляций, штрихкод 92 может иметься на обеих сторонах тест-пластины 28, обеспечивая уникальную идентификацию каждой ее стороны.

Перед формированием тестовых абляций на тест-пластине 28 модуль 18 управления может, на основе считанного штрих-кода 92, определить, была ли уже использована данная тест-пластина 28 или ее соответствующая сторона. Для этого он может, например, обратиться к базе данных (не изображена), в которой хранится информация о каждой использованной тест-пластине. Если модуль 18 управления определит, что только что проверенная тест-пластина 28 является новой, он выдаст лазерному устройству 12 разрешение на испускание лазерного излучения. Если же модуль 18 управления определит, что эта тест-пластина уже была использована и пользователь ошибочно хочет использовать ее повторно, данный модуль может выдать, с помощью громкоговорителя 94 или другого подходящего устройства, предупреждающий сигнал и заблокировать испускание излучения лазерным устройством 12.

Модуль 18 управления, который принимает измерительные сигналы, формируемые измерительными щупами 30 и передаваемые измерительной головкой 20, может хранить в соответствующем архиве, в электронной форме, результаты измерений вместе с идентификационным кодом соответствующей тест-пластины, а также, если это необходимо, дополнительную информацию, такую как дату и/или время теста. Альтернативно или в дополнение к такому архивированию в отдельном архиве тестирующее устройство может содержать маркировочное устройство, находящееся, например, на или в измерительной головке 20. Посредством этого устройства результаты измерений вместе с датой и/или временем (если это необходимо) записываются в закодированном или незакодированном виде непосредственно на соответствующую тест-пластину 28. В этом варианте может оказаться достаточным архивировать только тест-пластины 28 без сопровождающего электронного архивирования.

На фиг. 1 показано, что с основным держателем 22 (или, в общем случае, с несущим устройством для объекта) связано схематично изображенное маркировочное устройство 96. Это маркировочное устройство 96 может использоваться, например, для нанесения на тест-пластину 28, по завершении лазерного воздействия, постоянной маркировки, присутствие которой показывает, что данная пластина уже была использована. В таком варианте считывающее устройство 90 может быть настроено, например, альтернативно или дополнительно к считыванию штрих-кода или иного кода, также на проверку присутствия или отсутствия на тест-пластине 28 маркировки, свидетельствующей о ее использовании.

Испытательное (тестирующее) устройство для калибровки энергии в импульсе лазерного устройства (12), генерирующего импульсное лазерное излучение, содержит измерительную головку (20) с измерительными щупами (30). Посредством лазерного излучения на тестовой поверхности (28) формируются тестовые абляции, расположение которых соответствует относительному пространственному расположению измерительных щупов, после чего с помощью тестирующего устройства производят измерение глубины тестовых абляций посредством одновременного использования всех измерительных щупов измерительной головки. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Тестирующее устройство для калибровки энергии импульса лазерного устройства (12), способного генерировать импульсное лазерное излучение, причем тестирующее устройство содержит
измерительную головку (20) с измерительными щупами (30), расположенными на воображаемой окружности через равные угловые интервалы,
причем измерительные щупы (30) выполнены с возможностью
одновременного измерения глубины множества тестовых абляций, сформированых посредством лазерного излучения на тестовой поверхности, образованной круглым тестовым диском (28), взаимное положение которых соответствует относительному пространственному положению измерительных щупов.

2. Тестирующее устройство по п. 1, в котором измерительная головка (20) содержит по меньшей мере три измерительных щупа (30).

3. Тестирующее устройство по п. 1, в котором тестовый диск (28) и измерительная головка (20) снабжены индикаторными метками (46, 48) для настройки взаимного углового разворота указанных диска и головки.

4. Тестирующее устройство по п. 3, в котором индикаторные метки (46, 48) выполнены в виде объемных и/или цветных меток.

5. Тестирующее устройство по п. 3 или 4, в котором у измерительной головки (20) имеется приемная зона (40) для приема тестового диска (28), а индикаторные метки (46, 48) на тестовом диске и измерительной головке обеспечивают возможность ввода тестового диска в приемную зону только по меньшей мере при одном заданном угле разворота диска относительно измерительной головки.

6. Тестирующее устройство по п. 5, в котором на тестовом диске (28) имеется объемная метка (46), представляющая собой срез, выполненный на круглой боковой поверхности диска, а у приемной зоны (40) имеется объемная метка (48), дополнительная по отношению к объемной метке на тестовом диске.

7. Тестирующее устройство по п. 1, в котором тестовая поверхность образована тест-пластиной (28), а у измерительной головки (20) имеется приемная зона (40), согласованная с периферийным контуром тест-пластины для обеспечения возможности приема тест-пластины, при этом в измерительной головке сформирована система (50) откачки, подсоединенная к вакуумному насосу (34) и выведенная в приемную зону.

8. Тестирующее устройство по п. 1, причем тестирующее устройство дополнительно содержит несущее устройство (22, 24) для объекта, устанавливаемое на диагностическом столе (10) или прикрепляемое к нему и служащее для удерживания тест-объекта, задающего при формировании тестовой абляции тестовую поверхность, при этом на несущем устройстве и/или на тест-объекте сформированы по меньшей мере две оптически различимые метки (80, 82, 84), которые расположены на расстоянии одна от другой и изображения которых формируются посредством камеры (86), причем по сформированным камерой изображениям получают информацию об ориентации указанных меток и на основе указанной информации определяют положения лазерного устройства (12), при которых должны формироваться тестовые абляции.

9. Тестирующее устройство по п. 8, в котором несущее устройство (22, 24) для объекта содержит основной держатель (22) и вспомогательный держатель (24), причем основной держатель снабжен первыми средствами (62, 64) позиционирования при съемной установке вспомогательного держателя на основной держатель, а вспомогательный держатель снабжен вторыми средствами позиционирования (56, 58) при съемной установке тест-объекта на вспомогательный держатель.

10. Тестирующее устройство по п. 9, в котором по завершении тестовых абляций вспомогательный держатель (24) с находящимся не нем тест-объекте удаляют с основного держателя (22) и переносят в измерительную головку (20), причем в измерительной головке тест-объект под действием усилия присасывания отделяется от вспомогательного держателя и присасывается к измерительной головке.

11. Тестирующее устройство по одному из пп. 8-10, в котором несущее устройство (22, 24) для объекта содержит опорную часть (26), форма которой согласована с периферийным контуром углубления для головы в головной части (14) диагностического стола (10), причем указанное устройство перед началом использования вводится своей опорной частью в указанное углубление в диагностическом столе.

12. Тестирующее устройство по п. 1, причем тестирующее устройство содержит считывающее устройство (90) для считывания идентификационного кода (92), имеющегося на тест-объекте, образующем тестовую поверхность, причем считывание идентификационного кода при использовании тестирующего устройства производится до формирования тестовой абляции.

13. Тестирующее устройство по п. 1, причем тестирующее устройство содержит маркировочное устройство (96) для нанесения маркировки, несущей информацию о тестовых абляциях, на тест-объект, образующий тестовую поверхность.