[發明專利]一種基于光學相干層析成像原理的口腔掃描裝置

有效

• 申請號: 202011060433.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112245045B
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 楊中民;何彬;韋小明
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61C9/00
• 分類號: A61C9/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

1.一種基于光學相干層析成像原理的口腔掃描裝置，其特征在于：包括三維掃描模塊（3）、防霧隔濕模塊（4）、引流端口（28）、控制端口（29）和數據處理端口（30）；

所述三維掃描模塊（3）包括光源（5）、第一分束器（6）、第二分束器（15）、第一透鏡（7）、第二透鏡（9）、第三透鏡（12）、平面反射鏡（8）、高速掃描振鏡（10）、偏轉角監測組件（11）、光穿透板件（13），延遲線組件（16）、彩色照相系統（17）和探測組件（18）；所述防霧隔濕模塊（4）包括風熱加熱裝置和負壓吸唾裝置；

負壓吸唾裝置與引流端口（28）相連，將負壓吸引的唾液引流至外部連接的排流組件（31）；三維掃描模塊（3）和防霧隔濕模塊（4）中的部分部件通過控制端口（29）連接外部的控制組件（32）；

由光源（5）發出的光照射到第一分束器（6），被分成參考光束和采樣光束；參考光束經第一透鏡（7）準直，再從平面反射鏡（8）反射回到第一分束器（6）；采樣光束依次經第二透鏡（9）準直、高速掃描振鏡（10）反射、第三透鏡（9）聚焦，通過光穿透板件（13）到達口腔內部組織；來自不同深度組織的后向散射光與返回的參考光束經過第一分束器（6）在探測組件（18）匯合并干涉，基于低相干干涉原理獲得縱向層析能力，通過高速掃描振鏡（10）實現橫向掃描，通過數據處理端口（30）經外部連接的數據處理組件（33）重建口腔內部組織結構的三維圖像，通過顯示組件（34）實時顯示掃描區域的影像；

所述風熱加熱裝置包括濕度監測組件（19）、風扇（20）、加熱組件（21）、風道（22）、出風口（23）；濕度監測組件（19）實時監測掃描區域的濕度，并將監測結果傳輸至加熱組件（21）；加熱組件（21）根據該濕度信息反饋式地加熱來自風扇的風，熱風通過風道（22）及出風口（23）到達掃描區域，最大程度地降低口呼吸產生的霧氣對掃描精度的影響；

所述負壓吸唾裝置包含負壓產生裝置（24）、閥門（25）、引流通道（26）、過濾器（27）；負壓產生裝置（24）產生負壓，通過引流通道（26）引流排出唾液，最大程度地降低唾液潤濕下的牙釉質表面高反光特征對掃描精度的影響；

所述光源（5）、高速掃描振鏡（10）、風扇（20）、加熱組件（21）、負壓產生裝置（24）均通過控制端口（29）與控制組件（32）連接；

負壓吸唾裝置中的引流通道（26）與引流端口（28）相連，將負壓吸引的唾液引流至外部連接的排流組件（31）；

所述偏轉角監測組件（11）、彩色照相系統（17）、探測組件（18）所采集的信息均通過數據處理端口（30）與數據處理組件（33）連接，數據處理組件（33）連接顯示組件（34），實時處理并顯示攝像結果及三維重建的數字化口內模型；

所述第二分束器（15）放置于第一分束器（6）與第二透鏡（9）之間，來自不同深度組織的后向散射光經原光路返回，在其到達第一分束器（6）之前，部分光束經第二分束器（15）反射，經過延遲線組件（16），由彩色照相系統（17）實時監測口腔內部的掃描區域；一方面可以捕獲牙齒、牙齦的色彩等表面形貌特征，經數據處理組件（33）處理，與同期采集的三維數據整合，獲得真彩的數字化模型；另一方面可以與外部的顯示組件（34）同步顯示的三維掃描結果進行實時比對，當發現存在盲區或數據稀疏區域時，及時對該區域進行二次補充掃描，提高掃描的實時性與靈活性。

2.根據權利要求1所述的一種基于光學相干層析成像原理的口腔掃描裝置，其特征在于：口腔掃描裝置為手持式設計。

3.根據權利要求1所述的一種基于光學相干層析成像原理的口腔掃描裝置，其特征在于：所述光源（5）為低相干光源；當口腔掃描裝置基于譜域光學相干層析成像系統建立時，所述光源（5）為寬帶光源；當口腔掃描裝置基于掃頻源光學相干層析成像系統建立時，所述光源（5）為寬帶掃頻光源，輸出波長隨時間高速掃描；

所述高速掃描振鏡（10）在控制組件（32）的驅動信號下改變其偏轉角度，從而改變采樣光束的反射角度，實現橫向掃描；

所述偏轉角監測組件（11）實時記錄高速掃描振鏡（10）的偏轉角度，從而實時獲取橫向二維坐標信息。