一种龋齿诊断成像装置及手持式龋齿诊断成像仪的制作方法

本发明涉及口腔疾病诊断技术领域，更具体地说，涉及一种龋齿诊断成像装置及手持式龋齿诊断成像仪。

背景技术：

目前，尽管龋齿的预防、诊断和治疗技术均有很大的提升，但根据世卫组织统计，龋齿仍是所有口腔疾病中发病率最高，并且是影响所有年龄层的一种口腔疾病。由临床数据可知，龋齿在没有得到及时、正确的处理情况下，将会导致永久性的牙齿损害，甚至会造成牙齿脱落，因此，需要对龋齿进行诊断，以便于可以及时对龋齿进行治疗。

现有龋齿诊断方法基本是通过x射线照射牙齿，使牙齿产生强度不同的荧光，并利用荧光的强弱与牙釉质矿物质流失的强相关性来对龋齿区域进行甄别。但是，由于x射线会产生电离辐射，而这类辐射会对人体带来比较大的危害，因此，此方法不适用于孕妇和儿童等特殊人群，而且由于牙釉质的过大重叠，使得x射线探查的可靠性比较低，从而则会降低诊断结果的准确性。

综上所述，如何降低龋齿诊断过程中的电离辐射，并提高龋齿诊断的可靠性和准确性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种龋齿诊断成像装置及手持式龋齿诊断成像仪，以降低龋齿诊断过程中的电离辐射，并提高龋齿诊断的可靠性和准确性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种龋齿诊断成像装置，包括嵌入式控制模块、激光器驱动模块、近红外半导体激光器、输出光纤、返回光纤、拍摄装置，所述嵌入式控制模块包括片上微控制单元及上位机图像处理单元，其中：

所述片上微控制单元接收控制命令，并对所述激光器驱动模块进行控制；

所述激光器驱动模块调节所述近红外半导体激光器所输出的近红外光的光功率，并通过所述输出光纤将所述近红外光照射到被测牙齿上；

所述拍摄装置通过所述返回光纤采集所述被测牙齿的透射图像，并将所述透射图像发送至所述上位机图像处理单元；

所述上位机图像处理单元对所述透射图像进行处理，并在检测到所述被测牙齿存在病变区域时将病变区域凸显出来。

优选的，还包括tec驱动模块及散热冷却装置，所述散热冷却装置包括tec和热管，其中：

所述tec驱动模块在所述片上微控制单元的控制下，利用所述散热冷却装置对所述近红外半导体激光器进行温度控制，以使所述近红外半导体激光器所输出的近红外光的温度维持在预设范围内。

优选的，还包括：

用于对所述输出光纤输出的近红外光进行整形，以使所述近红外光均匀照射到所述被测牙齿上的匀光透镜模组。

优选的，所述拍摄装置为微型ccd相机。

优选的，所述微型ccd相机的分辨率大于640×480，相机视角大于100°。

优选的，所述近红外半导体激光器所输出的近红外光的波长为770～790nm。

优选的，所述近红外半导体激光器所输出的近红外光的波长为780nm。

优选的，所述输出光纤及所述返回光纤均为芯径为400μm的医用光纤。

一种手持式龋齿诊断成像仪，包括机壳、设置在所述机壳外部的控制按钮、设置在所述机壳内部的如上述任一项所述的龋齿诊断成像装置。

优选的，所述控制按钮为触摸键。

本发明提供了一种龋齿诊断成像装置及手持式龋齿诊断成像仪，其中，该装置包括嵌入式控制模块、激光器驱动模块、近红外半导体激光器、输出光纤、返回光纤、拍摄装置，嵌入式控制模块包括片上微控制单元及上位机图像处理单元，其中：片上微控制单元接收控制命令，并对激光器驱动模块进行控制；激光器驱动模块调节近红外半导体激光器所输出的近红外光的光功率，并通过输出光纤将近红外光照射到被测牙齿上；拍摄装置通过返回光纤采集被测牙齿的透射图像，并将透射图像发送至上位机图像处理单元；上位机图像处理单元对透射图像进行处理，并在检测到被测牙齿存在病变区域时将病变区域凸显出来。

本申请公开的上述技术方案，近红外半导体激光器在片上微控制单元及激光器驱动模块的作用下输出近红外光，该近红外光经输出光纤照射到被测牙齿上并形成透射图像，拍摄装置将返回光纤所采集的透射图像发送至上位机图像处理单元，由上位机图像处理单元对其进行处理，并在检测到被测牙齿存在病变区域时将病变区域凸显出来，以实现对龋齿的诊断。由于近红外光在使用过程中不会产生电离辐射，因此，则可以减少给人体所带来的危害，而且由于近红外光具有比较好的穿透力，因此，则使最终经上位机图像处理单元处理后的图像具有较好的甄别度，并可以通过处理后的图像较为准确地将病变区域凸显出来，从而提高龋齿诊断的可靠性和准确性。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置的结构示意图；

图2为龋齿在近红外光波长为780nm时的透射图像。

具体实施方式

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做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。

参见图1，其示出了本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置的结构示意图，可以包括嵌入式控制模块1、激光器驱动模块2、近红外半导体激光器3、输出光纤4、返回光纤5、拍摄装置6，嵌入式控制模块1可以包括片上微控制单元100及上位机图像处理单元110，其中：

片上微控制单元100接收控制命令，并对激光器驱动模块2进行控制；

激光器驱动模块2调节近红外半导体激光器3所输出的近红外光的光功率，并通过输出光纤4将近红外光照射到被测牙齿7上；

拍摄装置6通过返回光纤5采集被测牙齿7的透射图像，并将透射图像发送至上位机图像处理单元110；

上位机图像处理单元110对透射图像进行处理，并在检测到被测牙齿7存在病变区域时将病变区域凸显出来。

龋齿诊断成像装置可以包括设置有片上微控制单元100和上位机图像处理单元110的嵌入式控制模块1、与嵌入式控制模块1相连的激光器驱动模块2、与激光器驱动模块2相连的近红外半导体激光器3、与近红外半导体激光器3相连的输出光纤4、返回光纤5、与返回光纤5及嵌入式控制模块1相连的拍摄装置6。其中，激光器驱动模块2具体可以采用精密压控恒流源，以让近红外半导体激光器3的输出光功率精确可调，从而便于提高后续所得到的透射图像的质量。另外，龋齿诊断成像装置还可以包括与嵌入式控制模块1相连的电源模块8，其具体可以采用220v的交流电进行供电，以使龋齿诊断成像装置可以进行工作。

当需要对被测牙齿7进行检测诊断时，嵌入式控制模块1中的片上微控制单元100接收外界(如医生等用户)所发送的控制命令，并对激光器驱动模块2进行控制。激光器驱动模块2在片上微控制单元100的控制下调节近红外半导体激光器3所输出的近红外光的光功率。

近红外半导体激光器3所输出的近红外光经输出光纤4的传输而照射到被测牙齿7上，并透射入被测牙齿7的内部，形成被测牙齿7的透射图像。拍摄装置6通过返回光纤5采集被测牙齿7的透射图像，并将所采集到的透射图像发送给嵌入式控制模块1中的上位机图像处理单元110。上位机图像处理单元110对所接收到的透射图像进行分析处理，在通过处理后的透射图像检测到被测牙齿7存在病变区域时将病变区域凸显出来，以实现对龋齿的诊断，并便于医生和患者可以及时、直观地获取被测牙齿7的相关情况，且便于医患之间的沟通。其中，上位机图像处理单元110具体可以通过如下方式检测被测牙齿7是否存在病变区域：将被测牙齿7的透射图像与健康牙齿的透射图像进行对比检测，以判断被测牙齿7是否存在病变区域。当然，也可以通过其他方式来进行检测分析等。

另外，上位机图像处理单元110还具有图像数据下载与传输的功能，以便于图像数据的输出与存储。

在本申请所提供的龋齿诊断成像装置中，由于近红外光在使用过程中不会产生电离辐射，因此，采用近红外光进行成像的方式的安全性比较高，孕妇、儿童等特殊人群均可以采用这种方式进行龋齿诊断。另外，由于近红外光的渗透能力比较强，因此，则使得该龋齿诊断成像装置可以用于平面龋齿、咬合面龋齿、邻面龋齿、早期龋、继发龋及裂隙等的诊断，而且由于最终可以通过上位机图像处理单元110将处理后的透射图像呈现出来，因此，则可以直接观察龋齿病损的完整范围，以便于医患沟通，提高诊断的准确度和特异性，从而减少早期龋齿的漏诊率和误诊率。

本申请公开的上述技术方案，近红外半导体激光器在片上微控制单元及激光器驱动模块的作用下输出近红外光，该近红外光经输出光纤照射到被测牙齿上并形成透射图像，拍摄装置将返回光纤所采集的透射图像发送至上位机图像处理单元，由上位机图像处理单元对其进行处理，并在检测到被测牙齿存在病变区域时将病变区域凸显出来，以实现对龋齿的诊断。由于近红外光在使用过程中不会产生电离辐射，因此，则可以减少给人体所带来的危害，而且由于近红外光具有比较好的穿透力，因此，则使最终经上位机图像处理单元处理后的图像具有较好的甄别度，并可以通过处理后的图像较为准确地将病变区域凸显出来，从而提高龋齿诊断的可靠性和准确性。

本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，还可以包括tec驱动模块9及散热冷却装置10，散热冷却装置10可以包括tec101和热管102，其中：

tec驱动模块9在片上微控制单元100的控制下，利用散热冷却装置10对近红外半导体激光器3进行温度控制，以使近红外半导体激光器3所输出的近红外光的温度维持在预设范围内。

考虑到近红外半导体激光器3在工作时会产生一定的热量，且考虑到近红外半导体激光器3的发光波长会随着温度的变化而发生变化，因此，为了对近红外半导体激光器3进行散热，并为了使近红外半导体激光器3可以输出波长较为稳定的近红外光，则可以在龋齿诊断成像装置中设置tec(thermoelectriccooler，半导体制冷器)驱动模块9及散热冷却装置10，其中，tec驱动模块9与嵌入式控制模块1及散热冷却装置10相连，散热冷却装置10包括tec101和热管102。

当近红外半导体激光器3处于工作状态时，tec驱动模块9接收片上微控制单元100的控制，并在其控制下调节散热冷却装置10中的tec101和热管102的功率，以利用散热冷却装置10中的tec101和热管102对近红外半导体激光器3进行温度控制，以使得近红外半导体激光器3所输出的近红外光的温度可以维持在预设范围(预先根据实验和分析等所设定的温度范围)内，即使得近红外光的温度可以维持稳定，从而使得近红外光的波长可以维持稳定，以得到质量比较高的透射图像，进而提高龋齿诊断的可靠性和准确性。

本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，还可以包括：

用于对输出光纤4输出的近红外光进行整形，以使近红外光均匀照射到被测牙齿7上的匀光透镜模组11。

还可以在龋齿诊断成像装置中设置匀光透镜模组11，其具体设置在输出光纤4之后且与输出光纤4及返回光纤5相连。

匀光透镜模组11可以对输出光纤4所输出的近红外光进行整形，使得近红外光可以均匀地照射到被测牙齿7上，并均匀地透射到被测牙齿7的内部，从而提高最终所得到的透射图像的质量，进而提高龋齿诊断的可靠性和准确性。

本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，拍摄装置6可以为微型ccd相机。

龋齿诊断成像装置中所包含的拍摄装置6具体可以为微型ccd(chargecoupleddevice，电荷耦合器件)相机，其能够把光学影像转化为数字信号，而且其体积比较小，从而可以减小龋齿诊断成像装置的体积，使其变得轻巧，使用方便。

在经过匀光透镜模组11对输出光纤4所输出的近红外进行整形之后，则可以调整微型ccd相机的角度，以使被测牙齿7在微型ccd相机焦平面上清晰成像，最终使得上位机图像处理单元110可以输出高画质的清晰图像，同时在检测到被测牙齿7存在病变区域时可以将病变区域清晰地凸显出来。

本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，微型ccd相机的分辨率大于640×480，相机视角大于100°。

龋齿诊断成像装置可以采用分辨率大于640×480，相机视角大于100°的微型ccd相机作为拍摄装置6，以便于更好地采集透射图像，从而便于输出高画质的清晰图像，进而提高龋齿诊断的准确性和可靠性。

本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，近红外半导体激光器3所输出的近红外光的波长可以为770～790nm。

近红外半导体激光器3所输出的近红外光的波长具体可以为770～790nm(包括端点值)，以便于更好地透射入被测牙齿7内部，从而使得上位机图像处理单元110可以输出质量比较高、清晰度比较好的图像。

参见图2，其示出了龋齿在近红外光波长为780nm时的透射图像。本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，近红外半导体激光器3所输出的近红外光的波长可以为780nm。

为了获得更好的图像，则近红外半导体激光器3所输出的近红外光的波长具体可以为780nm，而且该近红外半导体激光器3所输出的光功率最大可以为15mw，以得到高清图像。

从图2可知，健康牙齿组织(图2中所示出的左侧牙齿图像)呈半透明，存在脱矿的牙齿组织(图2中所示出的右侧牙齿图像)显示为深色，这样明显的反差使得牙齿内部的龋坏情况清晰可辨，即经过上位机图像处理单元110处理之后，最终可以将病变区域与正常区域做区分显示，以便于可以及时发现病变区域，并利于医患沟通。

本发明实施例提供的一种龋齿诊断成像装置，输出光纤4及返回光纤5均可以为芯径为400μm的医用光纤。

龋齿诊断成像装置中所使用的输出光纤4和返回光纤5均可以为芯径为400μm的医用光纤，且光纤接口可以采用sma905接口，以更好地传输近红外光。

本发明实施例还提供了一种手持式龋齿诊断成像仪，可以包括机壳、设置在机壳外部的控制按钮、设置在机壳内部的上述任一种龋齿诊断成像装置。

可以将上述任一种龋齿诊断成像装置设置在手持式龋齿诊断成像仪所包含的机壳的内部，并在机壳的外部设置控制按钮。

其中，该控制按钮可以与龋齿诊断成像装置中所包含的嵌入式控制模块相连，相应地，则可以通过对控制按钮的操作来向龋齿诊断成像装置发送控制命令，以进行龋齿诊断。需要说明的是，该控制按钮可以包括但不限于开/关键、光功率调大/光功率调小键。

通过将上述任一种龋齿诊断成像装置集成在手持式龋齿诊断成像仪中，可以减小手持式龋齿诊断成像仪的体积，使得其外形小巧，且使用方便。

本发明实施例提供的一种手持式龋齿诊断成像仪，控制按钮可以为触摸键。

手持式龋齿诊断成像仪的机壳上所设置的控制按钮具体可以为触摸键，其具有使用寿命长、易清洁、简洁精美等特点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本发明实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。