CN101214141A - 一种实时诊断牙结石的装置 - Google Patents
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Abstract
一种实时诊断牙结石的装置，它是一种基于荧光比例探测方法探测牙结石的装置，以解决现有的探测牙结石的方法存在的易受待测物体的外部测量环境影响的问题。本发明的发光二极管由第一电池组供电，发光二极管设置在第一凸透镜的焦点上，二向色镜设置在第一凸透镜的透射光路上，第二凸透镜设置在二向色镜的反射光路上，光纤设置在第二凸透镜的焦点上，第一干涉滤光片、第三凸透镜和第一光敏二极管都依次设置在二向色镜相反侧光路上，第二干涉滤光片、第四凸透镜和第二光敏二极管都依次设置在第一干涉滤光片的反射光路上，第一光敏二极管和第二光敏二极管的光电信号输出端与计算模块的光电信号输入端连接，计算模块由第二电池组供电。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于荧光比例探测方法探测牙结石的装置，属于光谱技术领域。
背景技术
可实现牙结石诊断的方法主要有手动探针诊断法、超声诊断法和荧光诊断法。其中，手动探针诊断法会对正常的牙组织造成损伤；超声波治疗容易在牙齿的表面形成划痕；而荧光诊断是一种无损、非接触、具有高灵敏度和准确性的诊断方法。目前，直接利用反射光或通过调整荧光强度的大小来诊断牙结石的方法已经被应用在医疗技术领域，但是这两种方法易受测量条件的限制，因为荧光和反射光的强弱不仅与待测物体的物理和化学性质有关，而且也受测量距离、测量角度、电压值的浮动等外部测量条件的影响。在临床诊断中，如果直接利用正常牙组织和牙结石组织荧光强度的差异诊断疾病，探测的准确性和稳定性不能够保证，很难给出一个定量的诊断标准。
发明内容
本发明为解决现有的利用反射光或通过调整荧光强度的大小来探测牙结石的方法存在的易受待测物体的外部测量条件影响的问题，提供一种实时诊断牙结石的装置。本发明包含发光二极管1、第一凸透镜2、二向色镜3、第二凸透镜4、光纤5、第一干涉滤光片6、第二干涉滤光片7、第三凸透镜8、第四凸透镜9、第一光敏二极管10、第二光敏二极管11、计算模块12、第一电池组13和第二电池组14，发光二极管1由第一电池组13供电，发光二极管1的发光端设置在第一凸透镜2的入射光的焦点上，二向色镜3设置在第一凸透镜2的透射光路上，第二凸透镜4设置在二向色镜3的反射光路上，光纤5的光信号传输端设置在第二凸透镜4的透射光焦点上，第一干涉滤光片6、第三凸透镜8和第一光敏二极管10都依次设置在光纤5输出的光信号通过二向色镜3的透射光路上，第一光敏二极管10的光信号采集端设置在第三凸透镜8的透射光焦点上，第二干涉滤光片7、第四凸透镜9和第二光敏二极管11都依次设置在第一干涉滤光片6的反射光路上，第二光敏二极管11的光信号采集端设置在第四凸透镜9的透射光焦点上，第一光敏二极管10和第二光敏二极管11的光电信号输出端分别与计算模块12的一个光电信号输入端连接，计算模块12由第二电池组14供电。
本发明的有益效果是：对口腔内部各角度牙齿部分的荧光光谱强度进行实时检测与分析，不受外界环境的影响；另外，本发明还具有结构简单、便携易用和成本低廉的特点。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；图2是正常牙齿与牙结石的光谱对比图。
具体实施方式
具体实施方式一：参见图1，本实施方式由发光二极管1、第一凸透镜2、二向色镜3、第二凸透镜4、光纤5、第一干涉滤光片6、第二干涉滤光片7、第三凸透镜8、第四凸透镜9、第一光敏二极管10、第二光敏二极管11、计算模块12、第一电池组13和第二电池组14组成，发光二极管1由第一电池组13供电，发光二极管1的发光端设置在第一凸透镜2的入射光的焦点上，二向色镜3设置在第一凸透镜2的透射光路上，第二凸透镜4设置在二向色镜3的反射光路上，光纤5的光信号传输端设置在第二凸透镜4的透射光焦点上，第一干涉滤光片6、第三凸透镜8和第一光敏二极管10都依次设置在光纤5输出的光信号通过二向色镜3的透射光路上，第一光敏二极管10的光信号采集端设置在第三凸透镜8的透射光焦点上，第二干涉滤光片7、第四凸透镜9和第二光敏二极管11都依次设置在第一干涉滤光片6的反射光路上，第二光敏二极管11的光信号采集端设置在第四凸透镜9的透射光焦点上，第一光敏二极管10和第二光敏二极管11的光电信号输出端分别与计算模块12的一个光电信号输入端连接，计算模块12由第二电池组14供电。发光二极管1可采用中心波长为405nm、额定电压为3～3.4V的发光二极管；二向色镜3可采用反射波长小于405nm、透射波长大于405nm的二向色镜；第一干涉滤光片6可采用中心波长为495nm、半峰宽为10nm的滤光片；第二干涉滤光片7可采用中心波长为635nm、半峰宽为40nm的滤光片；所述第一光敏二极管10和第二光敏二极管11都可采用S1226-L8BQ型二极管；所述计算模块12可采用能够实现对两路输入信号SA和SB进行数学运算的电路，实现了R＝(SB-0.09SA)/SA运算的功能。
工作原理：发光二极管1的激发光经第一凸透镜2变成平行光，再由二向色镜3反射到第二凸透镜4上，经过第二凸透镜4汇聚后耦合进光纤5中；发光二极管1的激发光照射在牙齿上产生荧光，再由光纤5和第二凸透镜4变成平行光照射到第一干涉滤光片6上，经过第一干涉滤光片6分光，其反射光通过第二干涉滤光片7和第四凸透镜9汇聚到第二光敏二极管11的光敏信号输入端，其透射光通过第三凸透镜8汇聚到第一光敏二极管10的光敏信号输入端，计算模块12接收到来自第一光敏二极管10和第二光敏二极管11的光电信号。
正常牙齿与牙结石的光谱对比图参见图2，牙结石光谱中487nm附近的荧光峰值小于正常牙齿光谱中487nm附近的荧光峰值，牙结石光谱中在625nm和685nm处出现两个新的荧光峰，通过公式R＝(SB-0.09SA)/SA来评估是否有牙结石产生，其中R为牙结石参考数，SA为第一光敏二极管10接收到的荧光强度，表示以487nm的荧光峰为中心，宽度为10nm的荧光曲线下的面积，SB为第二光敏二极管11接收到的荧光强度，表示625nm与685nm之间宽度为40nm的荧光曲线下的面积，在激发光照射牙齿的面积一定的情况下，令R＝0.2为测量阈值，当R＞0.2时则表示有牙结石，并且R的值与牙结石对牙齿的覆盖程度成正比，当R＜0.2时则表示没有牙结石。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点在于第二凸透镜4的中心轴线与二向色镜3的反射光的中心轴线重合，第二干涉滤光片7和第四凸透镜9的中心轴线都与第一干涉滤光片6的反射光的中心轴线重合，第三凸透镜8的中心轴线与第一干涉滤光片6的透射光的中心轴线重合。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式在具体实施方式一的基础上增加了分压电阻，分压电阻与发光二极管1和第一电池组13串联。当第一电池组采用三节1.5V干电池、发光二极管1的额定电压小于4.5V时，可使用分压电阻调整发光二极管1两端的电压，使其达到额定电压。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式在具体实施方式一的基础上增加了蜂鸣器，蜂鸣器与计算模块12和第二电池组14串联。当计算模块12诊断出牙结石时，可以通过蜂鸣器向诊断者发出提示音。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。
Claims (10)
1.一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于它包含发光二极管(1)、第一凸透镜(2)、二向色镜(3)、第二凸透镜(4)、光纤(5)、第一干涉滤光片(6)、第二干涉滤光片(7)、第三凸透镜(8)、第四凸透镜(9)、第一光敏二极管(10)、第二光敏二极管(11)、计算模块(12)、第一电池组(13)和第二电池组(14)，发光二极管(1)由第一电池组(13)供电，发光二极管(1)的发光端设置在第一凸透镜(2)的入射光的焦点上，二向色镜(3)设置在第一凸透镜(2)的透射光路上，第二凸透镜(4)设置在二向色镜(3)的反射光路上，光纤(5)的光信号传输端设置在第二凸透镜(4)的透射光焦点上，第一干涉滤光片(6)、第三凸透镜(8)和第一光敏二极管(10)都依次设置在光纤(5)输出的光信号通过二向色镜(3)的透射光路上，第一光敏二极管(10)的光信号采集端设置在第三凸透镜(8)的透射光焦点上，第二干涉滤光片(7)、第四凸透镜(9)和第二光敏二极管(11)都依次设置在第一干涉滤光片(6)的反射光路上，第二光敏二极管(11)的光信号采集端设置在第四凸透镜(9)的透射光焦点上，第一光敏二极管(10)和第二光敏二极管(11)的光电信号输出端分别与计算模块(12)的一个光电信号输入端连接，计算模块(12)由第二电池组(14)供电。
2.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于第二凸透镜(4)的中心轴线与二向色镜(3)的反射光的中心轴线重合，第二干涉滤光片(7)和第四凸透镜(9)的中心轴线都与第一干涉滤光片(6)的反射光的中心轴线重合，第三凸透镜(8)的中心轴线与第一干涉滤光片(6)的透射光的中心轴线重合。
3.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于发光二极管(1)采用中心波长为405nm、额定电压为3～3.4V的发光二极管。
4.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于二向色镜(3)采用反射波长小于405nm、透射波长大于405nm的二向色镜。
5.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于第一干涉滤光片(6)采用中心波长为495nm、半峰宽为10nm的滤光片。
6.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于第二干涉滤光片(7)采用中心波长为635nm、半峰宽为40nm的滤光片。
7.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于第一光敏二极管(10)和第二光敏二极管(11)都采用S1226-L8BQ型二极管。
8.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于计算模块(12)采用了能够实现对两路输入信号SA和SB进行数学运算的电路。
9.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于它增加了分压电阻，分压电阻与发光二极管(1)和第一电池组(13)串联。
10.根据权利要求1所述的一种实时诊断牙结石的装置，其特征在于它增加了蜂鸣器，蜂鸣器与计算模块(12)和第二电池组(14)串联。
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2007
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