[發明專利]數字化口腔智能輔助診療系統二維微掃裝置

無效

• 申請號: 201010524363.7
• 申請日: 2010-10-29
• 公開（公告）號: CN101982160A
• 公開（公告）日: 2011-03-02
• 發明（設計）人: 楊麗梅;王昕;孫久強
• 申請（專利權）人: 長春工業大學
• 主分類號: A61C19/04
• 分類號: A61C19/04;A61C19/06
• 代理公司: 長春市吉利專利事務所 22206
• 代理人: 張紹嚴

技術領域

本發明涉及機電類，有關一種數字化口腔智能輔助診療系統二維微掃裝置，尤指主要應用于口腔醫學的口腔、牙齒可見光圖像的數字化口腔智能輔助診療系統二維微掃裝置。

背景技術

在口腔醫學中，常見的牙齒問題包括牙齒擁擠、疏松、哨牙、倒及牙、暴牙等，同時不整潔的牙齒容易造成蛀牙、牙周病等牙患。自動數字化口腔智能輔助診療系統，從牙齒圖像和治療模擬樣本中獲取診斷參數，在治療應用之前模擬其作用結果，是一項前沿、適用性強、應用廣泛、引人關注的技術，特別是隨著整形美容業的發展，牙齒的“美容”受到前所未有的關注，數字化口腔智能輔助診療系統在醫治牙病和牙齒“美容”方面，為越來越多的臨床所應用。但是現有的數字化口腔智能輔助診療系統不具有二維微掃裝置，無法進行自動掃描圖像。該輔助診療系統的上述缺陷阻礙了其在醫療實踐中作用更好的發揮，影響了更有效的治療效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種數字化口腔智能輔助診療系統二維微掃裝置，解決現有數字化口腔智能輔助診療系統不具有二維微掃裝置，無法進行自動掃描圖像的問題。本發明基于逆向工程的口腔、牙齒三維重建需求，利用多目計算機視覺技術重建口腔、牙齒的三維結構，對建立具有口腔、牙齒生物、物理特性的動態模型，對牙齒矯正、修補、牙齒制備、安裝假牙的過程仿真，并可進行局部區域放大，且仿真過程具有真實感。

本發明是在數字化口腔智能輔助診療系統上安裝二維微掃裝置，增強口腔內窺鏡的自動掃描功能。該裝置不僅能實現口腔、牙齒圖像的自動掃描，同時利用多目視覺成像技術為口腔、牙齒圖像的多目計算機視覺，為口腔、牙齒三維重建提供相關數據。建立具有口腔、牙齒生物、物理特性的動態模型，對牙齒矯正、修補、牙齒制備、安裝假牙的過程仿真，并可進行局部區域放大且仿真過程具有真實感，為患者選擇最佳的治療方案具有非常重要的意義。

本發明包括有醫用CCD、光電轉換及數據處理系統、圖像掃描控制電路、照明系統、嵌入式圖像處理系統和圖像顯示打印系統構成的口腔內窺鏡系統，并進一步包括有二維微掃裝置和主控制器，其中的口腔內窺鏡系統設有操作手柄，由主控制器實現其二維微掃裝置和口腔內窺鏡系統的電氣控制，并由主控制器和操作手柄的控制，二維微掃裝置帶動口腔內窺鏡系統進行X軸和Y軸方向的平動。

二維微掃裝置的機械部分由步進電動機、聯軸器、齒輪變速箱、直線軸承、彈性聯軸器、滾珠絲桿螺母副、限位開關、零位光電開關和工作臺組成；而二維微掃裝置的控制部分由步進電機驅動器構成，并接受主控制器的控制，主控制器發出脈沖指令，并將脈沖輸入步進電機驅動器，其中的進電機驅動器的驅動環形分配器使步進電動機的繞組按預定的順序通電，亦即其在步進電機驅動器的控制下，實現由受時間和位移控制的步進電動機的轉動，并通過聯軸器與齒輪變速箱的連接，直線軸承、彈性聯軸器與滾珠絲桿螺母副的精密連接，將步進電動機的轉動變換為滾珠絲桿螺母副的直線運動。

其中珠絲桿螺母副是將步進電動機的轉動轉換成口腔內窺鏡系統直線運動的裝置；其聯軸器用于步進電動機主軸和齒輪變速箱的連接；彈性聯軸器用于齒輪變速箱與滾珠絲桿螺母副的連接；步進電機驅動器與步進電動機電性連接。主控制器發出脈沖指令，并將脈沖輸入步進電機驅動器，其步進電機驅動器中的驅動環形分配器使步進電動機的繞組按預定的順序通電，控制步進電動機旋轉速度。若步進電動機的轉速較高，采用降低齒輪變速箱轉速而實現步進電動所需要的X軸、Y軸的二維平動。

由于口腔內窺鏡系統每移動1.5毫米，要停留0.3秒，故選用能夠編程可實現時間和位移控制的步進電動機。精密的滾珠絲桿螺母副具有傳動系統剛度好、無爬行現象，傳動效率高，摩擦損失小，并具有較高的傳動精度等特點。

工作臺為口腔內窺鏡系統的承載裝置，用其將口腔內窺鏡系統裝卡固定在工作臺上；限位開關用于限定X軸、Y軸的極限位置，零位光電開關用于設定二維微掃裝置的初始位置。亦即控制其放置在工作臺上的口腔內窺鏡系統準確位置；二維微掃裝置的電氣控制由主控制器實現。

口腔內窺鏡系統包括有醫用CCD、光電轉換及數據處理系統、圖像掃描控制電路、操作手柄、照明系統、嵌入式圖像處理系統、圖像顯示打印系統。其一近距離自適應聚焦醫用CCD(攝像鏡頭)，連接一操作手柄，操作手柄與光電轉換及數據處理系統和圖像掃描控制電路相連接或置于其操作手柄內；近距離自適應聚焦醫用CCD還連接有一照明光源系統，以為其提供工作時的照射光源。在操作手柄的操縱下完成在口腔內窺鏡系統的圖像采集、診斷和治療的作業。