[發明專利]基于頻域熒光壽命成像的牙釉質礦物質含量檢測的方法和裝置

有效

• 申請號: 200910101946.6
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN101632577A
• 公開（公告）日: 2010-01-27
• 發明（設計）人: 陳慶光;林斌;王守濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00;G01N21/64
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及口腔醫學領域，尤其涉及一種基于頻域熒光壽命成像的牙釉質礦物質含量檢測的方法和裝置。

背景技術

牙釉質的主要由羥基磷灰石構成，羥基磷灰石是一種熒光基團物質，在某特定波長激發下，會產生自體熒光。物質內部功能信息可以由出射熒光的時間分辨特性來表征，在PH值偏小導致牙齒脫礦的情況下，牙齒的自體熒光壽命會發生改變，因此，根據所獲取的熒光壽命的大小即可以判斷牙齒礦物質含量的大小。

隨經濟社會的發展，口腔保健意識的增強，需要客觀，準確，無損的牙齒礦物質含量的檢測方法，這樣，可以在體監視牙齒礦物質含量的動態改變，在脫礦嚴重的開始通過預防性措施改變這種趨勢，使礦物質含量恢復正常水平。

傳統的牙齒礦物質含量的檢測需要將牙齒切片，無法實現在體的測量。另外，雖然有根據熒光光譜或熒光光強的空間相對分布等現象診斷牙齒脫礦情況，但這些方法均與激發光的強度或探測器的靈敏度等因素有關，缺乏客觀性，在臨床診斷時容易出現假陽性或假陰性結果。熒光壽命的大小不會受外界因素的影響，僅與物質所處的環境有關，而且不會出現光漂白的現象。通過牙齒自體熒光壽命的測量可以反映牙齒內部結構和功能信息，為臨床判斷礦物質含量是否正常化提供了參考依據。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種基于頻域熒光壽命成像的牙釉質礦物質含量檢測的方法和裝置。

利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質含量的方法是：光源為激光器或者連續光源，通過內調制光強調制器或外調制光強調制器實現對光源發射光的光強調制，其調制頻率取決于牙齒的自體熒光壽命；調制光經過擴束光學系統或非成像光學系統后，以光束形狀入射，對于連續光源放置濾光片獲得激發波長，入射到分束鏡，光束反射到熒光激發和收集光學系統，最后作用在牙齒樣本上，所激發出的熒光由于存在作用時間和量子效率問題，相比激發光信號，熒光信號存在相位差和調制深度的改變，其大小與熒光壽命具有確定的數學關系，熒光依次經過熒光激發和收集光學系統，分束鏡，熒光成像光學系統，濾光片后成像在光強增益器的接收面上，通過調節射頻器和相移器多次同頻調制光強增益器的增益系數以及增益系數的初始相位，在探測器上獲得一系列不同相位處的熒光強度值，在此，具有積分時間的探測器相當于低頻濾波器，高頻信號由于積分時間內多個周期而積分為零，最后由計算機按照重構算法重構出熒光壽命值。

一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質含量的裝置包括激光器、外調制器、擴束光學系統、分束鏡，熒光激發和收集光學系統，牙齒樣本，熒光成像光學系統，濾光片，高頻調制光強增益器，射頻器和相移器，探測器，計算機，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本、熒光激發和收集光學系統、分束鏡、熒光成像光學系統、濾光片、高頻調制光強增益器、探測器，激光器發出的光經過外調制器調制后通過擴束光學系統入射到分束鏡上后進入熒光激發和收集光學系統，最后作用在牙齒樣本上，在牙齒樣本上所激發出的熒光經過熒光激發和收集光學系統和分束鏡后進入熒光成像光學系統后，經濾光片成像在光強增益器的接收面上，通過調節射頻器和相移器多次調節高頻調制光強增益器的增益系數以及增益系數的初始相位，在探測器上獲的一系列不同相位處的熒光強度值，由計算機重構出熒光壽命值。

一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質含量的裝置包括激光器、內調制器、擴束光學系統、分束鏡，熒光激發和收集光學系統，牙齒樣本，熒光成像光學系統，濾光片，高頻調制光強增益器，射頻器和相移器，探測器，計算機，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本、熒光激發和收集光學系統、分束鏡、熒光成像光學系統、濾光片、高頻調制光強增益器、探測器，激光器發出的光經過內調制器調制后通過擴束光學系統入射到分束鏡上后進入熒光激發和收集光學系統，最后作用在牙齒樣本上，在牙齒樣本上所激發出的熒光經過熒光激發和收集光學系統和分束鏡后進入熒光成像光學系統后，經濾光片成像在光強增益器的接收面上，通過調節射頻器和相移器多次調節高頻調制光強增益器的增益系數以及增益系數的初始相位，在探測器上獲的一系列不同相位處的熒光強度值，由計算機重構出熒光壽命值。