专利名称：智能化多功能口腔疾病诊断仪的制作方法
技术领域：
本发明创造属于电子医疗器械，确切地说它是一种诊断口腔疾病的电子仪器。
公知的利用测量口腔组织阻抗法诊断口腔疾病的电子装置如牙根管长度电测仪、龋齿测定器、测定牙隐裂的装置以及测定牙充填物密合度的装置，均具有包括探测电极、粘膜电极在内的阻抗采样系统、为将采样信号转化为数字化阻抗值的采样信号处理系统、展示检测结果的数据显示系统。口腔阻抗测定仪(CN86202428)即是这类结构的一个典型实用新型专利。其利用振荡器产生一交流电信号，使这个信号经过微电流恒流源输入到被测回路并取得压降，经过输入阻抗比例放大器进行一定量的放大处理后，由滤波器去除干扰信号，再由比例整流放大器整流和进一步放大，最后驱动数字显示单元显示被测部位的阻抗值。然后，医生根据记忆的诊断经验阻抗值参照仪器显示的数值来判断病理状态。这种装置的明显缺点是仪器不能显示诊断结果，医生需要记忆许多经验数值来人工判断仪器所显示的数值是否属于病理状态。由于医生需要记忆的经验数值繁多，不易记忆并且容易受主观因素的影响，而难以实现统一的标准。由于电路本身的原因，这种仪器显示速度很慢，影响工作效率。口腔阻抗测定仪只用一个内阻校正，并且需要医生操纵，影响校正准确性，医生也不方便。这种仪器无储存记忆功能，不便于了解复诊患者以往的病历情况。此外，这种装置不能多路测试，不能打印，医生和患者都感到不方便，等等。
本发明创造的目的在于提供一种智能化多功能口腔疾病诊断仪，其借助于计算机自动管理系统采样、数据处理检测结果显示，从而直接实现对各种口腔疾病种类与性质的分析和确诊。
本发明创造的基本构思如下(参看
图1)整机设计中具有一个口腔阻抗采样系统A，采样系统A中包括一个提供200－600Hz的交流电源A1，选择开关电路A2，量程自适应选择电路A3，电极采样通道A4及标准电阻组A5。采样电路依靠粘膜电极2和口腔电极1在患者口腔处采样。采样信号经与标准阻抗比较后选择的通道与量程输入模数转换系统B，其将采样信号转化为数字化阻抗值，其主要结构是一个模数转换器A／D。数字化信号送入计算机处理，经过与预储存在只读存储器中的经验数据比较运算后对其所属疾病的种类与性质做出判定，其结果由计算机驱动显示系统C做显示。其中C1为测量数值显示器，其通过接口K3与计算机的数据总线相连，可以显示所测部位的实际阻抗值。C2则为诊断结果显示器，它通过接口K2与计算机数据总线相连，可以显示疾病的种类和性质。产生200－600Hz方波的信号源是通过接口K1来自计算机内部的本机晶振。以上的主要构思即可实现本发明创造的目的，当然其主要工作过程受存于计算机只读存储器中的经验数据及主控程序(参见图5)的调控。中央控制及数据处理系统除了包括计算机(例如48／51系列单片机)，存有口腔疾病诊断主程序及经验数据的只读存储器外，还包括有与外部设备或功能有关的相应接口。除上面所提到的接口K1、K2、K3、K4外，还可设置打印接口K6及相应的打印机、键盘接口K5及键盘、讯响提示器接口K7及讯响器。
由本机中央控制系统的接口电路K1发出200－600Hz的方波信号。此方波信号是由晶体振荡器而来，具有高稳定度。它经低通滤波器3a变为正弦波电压信号，再经电压电流变换器3b变为基本恒定的电流。此电流经受计算机装置控制(通过接口K5)。选择开关A2通过某一路测量通道或某一电阻产生电压，此电压送入模拟信号预处理装置处理成幅度满足精度要求的脉动信号，经模数变换电路B成为对应的数字量。数字量送入计算机完成数字滤波、误差修正、数字变换、数字比较、数字译码。经过处理的数字信号经接口电路K2、K3送入显示电路使数码管显示阻抗值，发光二极管显示诊断结果。当数字量与某些特定值相符时，计算机驱动讯响装置发出音响提醒操作者。当医生欲诊断不同的疾病时，可按键盘D上的功能按钮使仪器处于诊断特定疾病的状态。当需要打印出诊断结果或具体的阻抗数值时，只需按一下打印按钮，计算机就把结果和数值送入打印机打印出中、英文诊断结果和具体的阻抗值来。
本装置的多通道功能是靠分时原理完成的，仪器测定来自A4的通道阻抗值，马上再接上相应的标准电阻，仪器自校。自校过程与通道测量过程相似，因而本装置对电流源和模似信号预处理电路的精度要求并不严格，同样可得出精确的数值。
以下结合附图对本发明创造进一步说明是如何实现发明的。
图1是本装置系统方框图，图2是采样系统A的电原理图，图3是中央控制及数据处理系统的电原理图，图4是显示系统C的电原理图，图5是本装置主程序框图，图6是面板图。
智能化多功能口腔疾病诊断仪由仪器主体(参见图6)、可根据临床需要选择的不同型号的探测电极1和粘模电极2构成。在附图中，1为探测电极，2为粘模电极。A1为电流源，它包括一个200－600Hz截止频率的低通滤波器3a和一个输出电流可变的电压电流变换器3b。采样电路中还包括一个选择开关A2，由一个八选一模拟开关4a、4b及一组标准电阻4c组成。量程自适应选择电路A3由浮点放大器5a、量程选择模拟开关5b和绝对值电路5c组成。B为模数转换器A／D。图3所表示为中央控制及信号处理系统的一个电原理图，由单片机(其可以采用48／51系列，此处选的是8031)程序存储器7b、暂存器7c以及外围接口电路组成。图4为数值显示部分的电原理图，由接口电路K2、驱动电路8b、七段LED数码管8c组成。图下面为诊断结果显示部分，包括接口电路K3、驱动电路9b和发光二极管LED矩阵9c。图4中打印部分，由接口K6以及微型打印机10b组成。操作员控制键盘由按钮开关11a及接口电路K5组成。讯响提示器F，由接口K7、振荡器13b和喇叭13c组成。
下面将上述智能化多功能口腔疾病诊断仪的工作原理作进一部说明。
单片机8031的ALE信号为频率2MHz的脉冲信号，ALE脉冲信号经8155接口芯片K1中的14位定时器进行5000D分频产生一定频率的对称方波信号。一定频率的方波信号经隔直电容耦合至低通滤波器3a，滤去高频分量变为正弦波，通过调整低通滤波器3a的增益可调整此正弦波的幅度。正弦波电压信号经电压电流变换器3b产生对应的基本恒定的电流。这基本恒定的电流经受8031控制的通道选择模拟开关4a选通的某一通道产生压降，此电压经浮点放大器5a放大，产生6路输出，其中第一路的增益为1，第二路的增益为8，第三路的增益为32，第四路的增益为128，第五路的增益为256，第六路的增益为1024，量程自适应选择开关A3以模数转换器A／D能达到最高精度为准则由单片机8031进行控制选择某一路输出至绝对值电路5c进行全波整流。全波整流后的电压信号送至模数转换器A／D进行模数转换变为8bit的数字信号，此采样数字信号送至单片机8031内进行中值滤波且对各滤波结果进行最大值选择，得到采样信号的最大值，再由8个最大值进行平均运算滤去随机噪声，并将此值暂存起来，8031发出命令使通道选择模拟开关选通对应量程的标准电阻重复上述过程得到一个对标准电阻压降的运算值，此值与存储在程序存储器7b中的标准值进行比较，得出较正值。取出之前对通道压降进行运算的暂存值减去校正值，得到经过修正的通道值。通道值与存于程序存储器7b中不同疾病的特定值进行比较，算出诊断结果，送往诊断结果显示接口电路K3经驱动器9b、点燃表示相应诊断结果的LED9c。通道值经过运算变为阻抗值。此阻抗值经软件译码变为七段显示码送往显示接口电路8a，经驱动器8b点燃LED数码管8c进行数值显示。当阻抗值与某些特定值相符时，8031经讯响接口电路K7启动振荡器，发出声响提醒操作者。当操作者按下某一通道的打印钮时，8031将此通道的运算阻抗值及诊断结果经打印接口K6送往微打10b进行打印。当对某一通道采样、运算、显示完毕后，8031控制通道选择开关4a接通另一通道进行采样、运算、显示。由于此过程是由计算机控制完成的，因而速度很快。对操作者而言，并未感觉到分时完成，而是感觉几个通道同时在进行采样、运算和显示。以上过程请参见程序框图(图5)。
与原有技术相比，本发明创造应用微电脑控制并运算各项口腔取样信号，实现了全智能化，仪器本身能对多种口腔疾病进行全智能分析，做出准确诊断并可实现中英文及其它需要的文种显示或／和打印出来，此外，它还有功能多、量程大、精度高、多传感器输入多值输出、自动校准、自动选择量程等特点。不但为诊断多种口腔疾病和测量口腔各种组织生理阻抗值提供了一种先进仪器，而且为进行多项基础医学研究提供了先进手段。它能够确诊各种程度的龋齿尤其是龋齿有无微小穿髓孔，能确诊牙龈病、牙周病、牙齿敏感症、残髓炎及判定对它们的治疗效果，能精确测量牙根管长度及牙充填物的密合度，还可辅助诊断口腔颌面部肿瘤、口腔粘膜病等。它是一种有极广泛应用价值的先进医疗设备。
权利要求1.一种利用阻抗法判断口腔疾病的智能化多功能口腔疾病诊断仪。其结构中具有包括探测电极，粘膜电极在内的阻抗采样系统A，为将采样信号转化为数字化阻抗值的模数转换系统B，展示检测结果的数据显示系统C。其特征在于结构中还包括一个由计算机为核心的中央控制及数据处理系统，它包括计算机，存有口腔疾病诊断程序及经验数据的只读存储器及与外设相对应的接口芯片，中央控制及数据处理系统通过这些接口芯片与采样系统、模数转换系统、数据显示系统以及其它随机扩展功能的外设建立数据与控制信号传递，实现自动判断口腔疾病的种类和性质。
2.根据权利要求1所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于阻抗采样系统A中包括有一个电流源A1，选择开关电路A2，量程自适应选择电路A3，电极采样通道A4及标准电阻组A5。
3.根据权利要求2所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于电流源A1中包括一个低通滤波器3a和一个电压电流变换器3b，来自接口K1的200－600Hz方波通过低通滤波器3a经电压电流变换器3b输出至选择开关电路A2。
4.根据权利要求2所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于选择开关电路A2中包括用于选择通道或标准电阻的一对联动的模拟开关4a、4b，模拟开关4a、4b在计算机接口K7的控制下接通某一通道或标准电阻，使电流源A1的电流通过模拟开关4a，通道电极1、口腔采样体、通道电极2或标准电阻产生压降，联动的模拟开关4b将此压降送至量程自适应选择电路A3。
5.根据权利要求2所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于量程自适应选择电路A3中包括一个浮点放大器组5a，量程选择开关5b和绝对值电路5c，从模拟开关4b来的采样信号经浮点放大器5a的放大进入量程选择开关5b，在计算机主程序的干预下通过接口K7选择合适的量程进入绝对值电路5c进行绝对值运算，最后由其输出采样信号的模拟量。
6.根据权利要求1所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于模数转换系统B主要包括一片模数转换器A／D，来自采样系统A的模拟信号量经模数转换器6变化为数字量送入中央控制及数据处理系统。
7.根据权利要求1所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于数据显示系统中包括一个测量数值显示器C1，它通过接口K2与计算机数据总线相连，包括一个诊断结果显示器C2，它通过接口K3与计算机数据总线相连，其显示的结果均在计算机主程序的调控下根据采样信号的量进行数据处理且与只读存储器内存储的经验数据比较后相应显示。
8.根据权利要求7所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于数值显示器C1由3组4位LED数码管8C和其驱动电路8b组成，经接口K2与计算机数据总线相连，其疾病诊断结果显示器由一个LED发光二极管矩阵9C及其驱动电路9b所组成，其经接口K3与计算机数据总线相连。
9.根据权利要求1所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于中央控制及数据处理系统采用的计算机采用48或51系列，具体可由8031加暂存器7C，只读存储7b搭接而成。
10.根据权利要求1所说的智能化多功能口腔疾病诊断仪，其特征在于通过接口K5可设置功能控制键盘D，可通过接口K6外接打印机E，也可通过接口K4接特定值讯响装置F。
专利摘要一种自动诊断多种口腔疾病的电子装置即智能化多功能口腔疾病诊断仪。它应用微电脑控制并运算各项口腔采样信号，对多种口腔疾病进行全智能分析并做出明确诊断。它能测量口腔各组织的生理阻抗值、能确诊各种程度的龋齿尤其是龋齿有无微小穿髓孔，可确诊牙周病、牙龈病、残髓炎、牙齿敏感症及判定对它们的治疗效果，能精确测量牙根管长度和牙充填物的密合度，能辅助诊断口腔肿瘤、粘膜病等。它还可用于某些基础医学研究。
文档编号A61C19/04GK2039561SQ8821438
公开日1989年6月21日 申请日期1988年10月4日 优先权日1988年10月4日
发明者张世国, 孟宪民, 李辉 申请人:张世国, 孟宪民, 李辉