[發(fā)明專利]一種用于牙體的聲顯微成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710785358.3
• 申請日: 2017-09-04
• 公開（公告）號: CN107515250B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉松平;劉菲菲;李樂剛;白金鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團(tuán)公司基礎(chǔ)技術(shù)研究院
• 主分類號: G01N29/06
• 分類號: G01N29/06;G01N29/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 李建英

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)及無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于牙體的聲顯微成像裝置。本發(fā)明用于牙體的聲顯微成像裝置包括：聲學(xué)透鏡、聲學(xué)激勵/接收單元、聲信息處理單元、聲學(xué)掃描機構(gòu)、聲學(xué)掃描控制單元、聲學(xué)成像單元、固定平臺。本發(fā)明利用聲學(xué)掃描機構(gòu)，使聲學(xué)透鏡對牙體進(jìn)行聲顯微掃描，實時提取被檢測的牙體內(nèi)部的聲波信號和掃描位置信號，用于牙體的2D、3D聲顯微成像顯示，實現(xiàn)對牙體表面及其內(nèi)部組織的聲顯微成像，聲顯微掃描分辨率可達(dá)10微米。試驗應(yīng)用結(jié)果表明，采用所提出的聲顯微成像裝置，可以快速得到牙體內(nèi)部釉質(zhì)、牙本質(zhì)、牙髓、牙骨質(zhì)等組織及其變化的特征分布，取得了較好的實際聲成像效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于醫(yī)學(xué)及無損檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于牙體的聲顯微成像裝置。

背景技術(shù)

牙體組織的變化是導(dǎo)致牙腔疾病的主要根源，通常當(dāng)牙體組織發(fā)生了明顯的病變時，可能會造成牙的功能失效。目前，臨床上，主要是由主治醫(yī)生采用目視工具或輔助Micro-X射線CT設(shè)備等進(jìn)行牙體損壞或牙體疾病進(jìn)行檢查和診斷。其主要不足是：1)目視檢查工具，得不到牙體組織內(nèi)部信息，特別是難以掌握到一些早期牙體組織的內(nèi)部變化或病變方面的信息，從而可能會失去最佳的牙病治療時機；2)Micro-X射線CT設(shè)備，對患者輻射損害明顯，也難以得到早期牙體組織的內(nèi)部變化或病變方面的信息。為了觀察牙體內(nèi)部組織，目前主要是選擇離體牙樣本，采用機械切片后的光學(xué)觀察儀器。其主要不足是：1)只能觀察到樣品表面存在光學(xué)灰度差的組織及其變化；2)不能得到牙體樣品內(nèi)部牙體組織和早期牙體組織的內(nèi)部變化或病變方面的信息；3)機械切片過程中會造成牙體樣本的損壞，進(jìn)而影響實際觀察效果，也難以分辨牙體中的微細(xì)損傷是原來就存在的，還是在機械切片過程中產(chǎn)生的；4)需要復(fù)雜的制樣過程、耗時。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提出一種基于來自牙體中的聲學(xué)信息進(jìn)行聲顯微成像的裝置。

本發(fā)明的技術(shù)解決方案是，

用于牙體的聲顯微成像裝置包括：聲學(xué)透鏡、聲學(xué)激勵/接收單元、聲信息處理單元、聲學(xué)掃描機構(gòu)、聲學(xué)掃描控制單元、聲學(xué)成像單元、固定平臺(7)，其特征是，

1)聲學(xué)透鏡

聲學(xué)透鏡選用點聚焦方式，其焦點在10微米-50微米之間選擇，頻率在50MHz～100MHz之間選擇，并安裝在聲學(xué)掃描機構(gòu)的安裝座上。

2)聲學(xué)掃描機構(gòu)

聲學(xué)掃描機構(gòu)采用x、y、z、A四軸掃描機構(gòu)組成，采用微型步進(jìn)電機驅(qū)動，每個運動軸的最小位移分辨率在微米量級范圍內(nèi)，聲學(xué)掃描機構(gòu)(4)由聲學(xué)掃描控制單元控制，使聲學(xué)透鏡對被觀察的牙體進(jìn)行聲學(xué)掃描。

3)聲學(xué)激勵/接收單元

聲學(xué)激勵/接收單元由聲學(xué)激勵和聲學(xué)接收兩部分構(gòu)成，其中聲學(xué)激勵部分采用高頻窄脈沖激勵電路產(chǎn)生時域?qū)挾仍?0ns～80ns范圍的沖擊激勵脈沖，沖擊激勵脈沖的前沿為3ns～4ns，峰-峰幅值在100V～200V調(diào)節(jié)，沖擊激勵脈沖激勵聲學(xué)透鏡產(chǎn)生高頻窄脈沖超聲波，并通過液體耦合劑傳播到被觀察的牙體中，形成入射高頻窄脈沖超聲波，此入射高頻窄脈沖超聲波與被觀察的牙體相互作用，在牙體中形成反射高頻窄脈沖超聲波，由聲學(xué)透鏡接收反射高頻窄脈沖超聲波，并由聲學(xué)透鏡轉(zhuǎn)換為反射高頻窄脈沖超聲波信號，由聲學(xué)激勵/接收單元中的聲學(xué)接收部分接收，放大后得到高頻窄脈沖超聲波信號；聲學(xué)接收部分為高頻窄脈沖電路，高頻窄脈沖接收電路由阻抗轉(zhuǎn)換、衰減器、前置放大和射頻放大部分組成，高頻窄脈沖接收電路的增益調(diào)節(jié)范圍在0～60dB之間選擇，頻域帶寬為200MHz。

4)聲信息處理單元