CN106901845A - 一种牙周综合治疗仪 - Google Patents

Abstract

本申请涉及医药设备技术领域，尤其涉及一种牙周综合治疗仪。该牙周综合治疗仪包括：主控制单元、无线充电模块、主电源管理单元、根管扩张模块和根管测量模块，其中，所述无线充电模块包括无线电源管理单元、无线控制单元、磁场发射单元、磁场接收单元和电量检测单元。所述无线充电模块能够对该治疗仪进行无线充电，保证其在使用过程中不会因为断电而使治疗过程中断。所述根管扩张模块能够对牙齿根管进行扩张，去除牙齿根管内的原有填充物，为根管的治疗做准备。根管测量模块能够通过多频测量技术，实现对牙齿根管长度的准确测量，辅助医生进行根管治疗，具有广泛的应用前景。

Description

一种牙周综合治疗仪

技术领域

本申请涉及医药设备技术领域，尤其涉及一种牙周综合治疗仪。

背景技术

根管治疗是国际上牙髓病和根尖周病最常用的有效治疗方法，根管治疗的准备工作包括牙齿根管扩张和牙齿根管长度测量。

目前，一般使用根管扩张仪对牙齿根管进行扩张，去除牙齿根管内的原有填充物；使用根管测量仪，并根据电测量法对牙齿根管的长度进行测量，以便治疗后对牙齿根管进行填充。为避免在牙齿根管治疗过程中使用多种仪器，给医生的治疗操作带来不便，现有技术中出现了可进行根管扩张和根管测量的综合治疗仪。

然而，现有的基于电测量的牙周综合治疗仪，由于电池储电量有限，充电后使用时间短，在使用过程中，可能会出现治疗过程中断的现象。此外，现有牙周治疗仪的测量手段单一，没有可靠的手段以消除器件差异性、环境差异性和线路差异性所带来的精度误差，因而测量的精度不高。由此可见，现有的牙周综合治疗仪有待进一步地改进。

发明内容

本申请提供了一种牙周综合治疗仪，以避免出现由于电池储电量有限，导致牙周治疗过程中断的现象；同时，解决根管长度测量精度低的问题。

一种牙周综合治疗仪，包括：主控制单元、无线充电模块、主电源管理单元、根管扩张模块和根管测量模块，其中，

所述无线充电模块包括无线电源管理单元、无线控制单元、磁场发射单元和磁场接收单元；所述无线控制单元分别与所述无线电源管理单元和所述磁场发射单元连接，所述磁场接收单元与所述主电源管理单元连接，并向所述无线控制单元发送信号；

所述主电源管理单元与所述主控制单元连接；

所述根管扩张模块包括根管扩张控制单元和电机，所述根管扩张控制单元与所述主控制单元连接，所述电机与所述根管扩张控制单元连接；

所述根管测量模块包括信号发生单元和电流传感器，所述信号发生单元和所述电流传感器分别与所述主控制单元连接。

可选地，所述无线充电模块还包括电量检测单元，所述电量检测单元分别与所述磁场接收单元和所述主电源管理单元连接。

可选地，所述牙周综合治疗仪还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括显示单元和触控单元，所述显示单元和所述触控单元均与所述主控制单元连接。

可选地，所述磁场发射单元和所述磁场接收单元之间设有隔离片。

可选地，所述信号发生单元为多频信号发生单元。

可选地，所述电机为直流无刷空心杯电机。

本申请提供的技术方案包括以下有益技术效果：

该牙周综合治疗包括无线充电模块、根管扩张模块和根管测量模块。其中，无线充电模块能够自动对该治疗仪进行无线充电，保证其在使用过程中不会出现因为仪器断电而使治疗过程中断的现象。根管扩张模块能够对牙齿根管进行扩张，去除牙齿根管内的原有填充物，为根管的治疗做准备；根管测量模块能够通过多频测量技术，实现对牙齿根管长度的准确测量，并辅助医生进行根管治疗，具有广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种牙周综合治疗仪的整体框图。

图2为本发明实施例提供的一种牙周综合治疗仪根管扩张模块的连接框图。

图3为本发明实施例提供的一种牙周综合治疗仪根管测量模块的连接框图。

图4为本发明实施例提供的主控制单元采集的患者口腔的多频信号示意图。

图5为本发明实施例提供的一种根管测量模块的工作流程图。

具体实施方式

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

实施例1：

图1为本发明实施例提供的一种牙周综合治疗仪的整体框图。如图1所示，所述牙周综合治疗仪包括：主控制单元、无线充电模块、主电源管理单元、根管扩张模块和根管测量模块，其中，

所述无线充电模块包括无线电源管理单元、无线控制单元、磁场发射单元和磁场接收单元；所述无线控制单元分别与所述无线电源管理单元和所述磁场发射单元连接，所述磁场接收单元与所述主电源管理单元连接。其中，所述无线电源管理单元，用于给无线控制单元和磁场发射单元供电。所述无线控制单元，用于控制磁场发射单元工作；所述磁场发射单元，用于产生电磁场；所述磁场接收单元，用于接收所述磁场发射单元产生的电磁场，并向无线控制单元反馈信号。

所述主电源管理单元与所述主控制单元连接；其中，所述主控制单元，用于处理和调度与其连接的各模块或单元的数据，并发送指令；所述主电源管理单元，用于为各个模块或单元供电。

所述根管扩张模块和根管测量模块分别与所述主控制单元连接。

所述主控制单元采用：基于超低功耗的ARM Cortex-M3处理器内核；单周期乘法和硬件除法；12通道DMA(Direct memory access,直接存储器存取)控制器；支持的外设定时器；ADC(Analog-to-digital converter,模拟数字转换器)；DAC(Digital to analogconverter,数字模拟转换器)；SPI(Serial Peripheral Interface,串行外设接口)；IIC(Inter-Integrated Circuit,集成电路总线)；UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用非同步收发传输器)；3个12位的us级的A/D(Analog/Digital,模拟/数字)转换器(16通道)；4个16位定时器，每个定时器有4个IC/OC/PWM或者脉冲计数器；2个看门狗定时器，包括一个独立看门狗电定时器和一个窗口看门狗定时器；Systick定时器，包括24位倒计数器，2个16位基本定时器用于驱动DAC；2个IIC接口(SMBus/PMBus)；5个USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter)接口；3个SPI接口(18Mbit/s)；两个和IIS(Internet information services,互联网信息服务)复用等。该主控制单元具有强大的运算能力，能够满足口腔根管治疗仪的控制运算需求。

所述无线控制单元选取高级STM8内核的微处理器作为所述主控制单元的控制器，该控制器主流、处理能力强大、片上资源丰富，且具有单线接口模块(Single wireinterface module,SWIM)和调试模块(Debugging module,DM)，可以方便地对无线充电模块进行在线编程。

所述牙周治疗仪的磁场发射单元采用XKT-510无线充电控制芯片作为磁场发射控制器，所述控制器精度稳定性好，是专用于无线感应智能充电和供电管理系统的控制芯片。

可选地，所述牙周治疗仪的磁场发射单元和磁场接收单元之间设有隔离片。

本发明实施例提供的无线充电模块的工作过程如下：在牙周综合治疗仪需要充电时，磁场接收单元向无线控制单元发送充电请求信号；无线控制单元接收到该充电请求信号后，无线电源管理单元向磁场发射单元供电，磁场发射单元将220V的电流转换成交感电磁场，磁场接收单元接收所述电磁场后，进一步将其转换成电流，向牙周综合治疗的电池充电。所述无线充电模块在充电过程中采用了电磁反馈技术，由磁场接收单元向磁场无线控制单元反馈信号，以改变磁场方向，并实时控制充电的启停。

在电磁感应的过程中，当交感电磁场遇到金属后，会产品电子涡流，电子涡流会对金属产生趋肤效应，在金属上产生热能，降低了充电效率，浪费电能。因此，存在充电效率低、充电时发热量大等缺陷。为了提高无线充电模块的充电效率、确保使用安全，在无线充电器发射端和接收端之间增加隔离层，提高无线充电模块的充电效率。

可选地，所述人机交互模块包括显示单元和触控单元，所述显示单元和所述触控单元均与所述主控制单元连接。

所述触控单元，用于对仪器的使用模块进行人工选择，并对相应参数进行设置；所述显示单元，用于显示个功能模块及各模块使用过程中，主控制单元所接收到的信息，如在根管测量过程中，用于显示针尖在根管中所处的位置等。

可选地，所述无线充电模块还包括电量检测单元，所述电量检测单元分别与所述磁场接收单元和所述主电源管理单元连接。

在本实施例中，工作人员可通过人机交互模块设置牙周综合治疗仪的电池电量充电下限，该电量检测单元每隔一定时间，如1min，对该牙周综合治疗仪的电池电量进行检测，当该电池电量低于充电下限时，电量检测单元发送信号，无线充电开始。当电量检测单元检测到该电池的充满电时，无线充电停止，实现无线充电的人工智能化。

实施例2：

在实施例1的基础上，本发明实施例提供一种牙周综合治疗仪根管扩张模块的连接框图，如图2所示。所述根管扩张模块包括根管扩张控制单元和电机，所述根管扩张控制单元与所述主控制单元连接，所述电机与所述根管扩张控制单元连接；

其中，所述根管扩张控制单元用于接收主控制单元的信号，控制电机工作；所述电机用于带动与其连接的根管锉或其它扩张工具工作，进行牙齿根管的扩张，以去除牙齿根管内的原有填充物，为牙齿根管治疗做准备。

所述根管扩张控制单元通过I2C通信接口与电机连接，所述I2C通信接口包括：半桥1、半桥2和半桥3，所述三个半桥由MOS(Metal oxide semiconductor，金属氧化物半导体)管组成。

可选地，所述电机为直流无刷空心杯电机，该电机无铁芯、转子电感小、响应性好、效率高、体积小易取得大扭矩，并且无火花、无污染、使用寿命长，十分适合所述根管扩张模块使用。

本发明实施例提供的根管扩张模块的工作过程如下：主控制单元发送信号给根管扩张控制单元，所述根管扩张控制单元通过控制输入半桥1、半桥2和半桥3的PMW(PulseWidth Modulation,脉冲宽度调制)的空间占比来控制电机的转速。电机向根管扩张控制单元反馈电机的三相反电动势，进而控制电机的换向参数。电机的转动带动根管扩张装置的根管锉等工具转动，达到对牙齿根管扩张的目的，为牙齿根管长度的测量提供基础。

实施例3：

在实施例1的基础上，本发明实施例提供一种牙周综合治疗仪根管测量模块的连接框图，如图3所示。所述根管测模块包括信号发生单元和电流传感器，所述信号发生单元和电流传感器分别与所述主控制单元连接。

可选地，所述信号发生单元为多频信号发生单元，用于产生多种频率的信号。

研究表明，人的牙周膜与口腔黏膜之间的电阻值是恒定的，约为6.5K欧姆，使用该原理，可准确测定牙齿根管的长度。

本发明实施例提供的根管测量模块的工作过程如下：首先，主控制单元向信号发生单元发送用于控制多频信号产生的指令；其次，信号发生单元接收该指令后，产生400Hz和8KHz两种不同频率的信号；随后，该多频信号经过信号调理电路分时输入到患者口腔，与患者口腔环境作用之后，传输至电流传感器；最后，电流传感器将电流和信号参数传输给主控制单元来为仪器的运行提供必要的参数参考。主控制器对接收到的数据进行进一步处理之后，获得牙周膜和口腔膜之间的电阻值，当该电阻值为6.5K欧姆时，所测得长度即为根管长度。

图4为主控制器采集的患者口腔的多频信号图。在电流传感器采集患者口腔的多频信号时，应采集Tps时间后的信号，该时间后的信号趋于平稳，可以得到稳定的口腔回路的特征电流，提高根管长度测量的准确性。

该多频根管测量技术，对根管长度的测量不受根管环境的影响，无论根管是处于干燥状态，还是根管内充满了电解质(如血液、生理盐水等)，都能够保证其长度测量的准确性，因此，具有广泛的应用前景。

由于不同患者的口腔环境存在差异，测量设备和线路也存在一定差异，因此，进行根管长度测量之前的仪器校准十分必要。

图5为本发明实施例提供一种根管测量模块的工作流程图。

在所述牙周综合治疗仪开机后的使用过程中，应首先对仪器进行校准。所述校准过程如下：

首先，所述牙周综合治疗仪初始化内部系统参数，该参数包括仪器的温度漂移参数、仪器的老化参数、环境温湿度对电路的影响参数、采样延迟参数等。

其次，采用校准算法对所述仪器的参数进行校准。具体过程如下：根管测量模块的信号发生器产生不同频率的基准信号进入口腔环境，与患者口腔环境发生作用，反馈给电流传感器；电流传感器接收该信号并将其传输至主控制单元；主控制单元接收到该信号后，将其与信号发生器的所产生的基准信号进行对比，以校准程序内部的各信号的加权参数；同时，在信号发生源产生多频信号后，主控制单元迅速采集一个周期内200个时间点的电流值，确定稳定的Tps时间，提高根管长度测量的准确定。

最后，主控制单元自动对校准后的参数进行检测，如果参数合格，进行下一步工作；如果参数不合格，则重新进行参数校准，直至参数合格为止，进行下一步工作。

在误差校准完成之后，启动口腔照明灯，以帮助使用者了解口腔环境。在测量过程中，主控制单元通过接收和分析测量根管所反馈的数据。当根管测量装置的探头到达牙齿根尖时，根管测量完成。当根管测量装置未到达牙齿根尖时，继续进行根管长度测量，直至探头到达根尖后，完成根管长度的测量工作。

综上所述，本发明实施例公开的牙周综合治疗仪能够实现仪器的自动无线充电，保证其在使用过程中不会出现因为仪器断电而使治疗终止的现象。同时，该综合治疗仪具有根管扩张功能和根管长度测量等多项功能，并且能够实现患者牙齿根管长度的准确测量，辅助医生进行根管治疗，具有广泛的应用前景。此外，所述根管牙周治疗仪还具有其他的扩展功能，如多频测量技术可以作为家用消费类电子的导电检测装置等，可广泛应用于工业生产、医疗检测、电子消费等领域。

需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种牙周综合治疗仪，其特征在于，包括：主控制单元、无线充电模块、主电源管理单元、根管扩张模块和根管测量模块，其中，

所述无线充电模块包括无线电源管理单元、无线控制单元、磁场发射单元和磁场接收单元；所述无线控制单元分别与所述无线电源管理单元和所述磁场发射单元连接，所述磁场接收单元与所述主电源管理单元连接，并向所述无线控制单元发送信号；

所述主电源管理单元与所述主控制单元连接；

所述根管扩张模块包括根管扩张控制单元和电机，所述根管扩张控制单元与所述主控制单元连接，所述电机与所述根管扩张控制单元连接；

所述根管测量模块包括信号发生单元和电流传感器，所述信号发生单元和所述电流传感器分别与所述主控制单元连接。

2.根据权利要求1所述的牙周综合治疗仪，其特征在于，所述无线充电模块还包括电量检测单元，所述电量检测单元分别与所述磁场接收单元和所述主电源管理单元连接。

3.根据权利要求1或2任一项所述的牙周综合治疗仪，其特征在于，还包括人机交互模块，所述人机交互模块包括显示单元和触控单元，所述显示单元和所述触控单元均与所述主控制单元连接。

4.根据权利要求1所述的牙周综合治疗仪，其特征在于，所述磁场发射单元和所述磁场接收单元之间设有隔离片。

5.根据权利要求1所述的牙周综合治疗仪，其特征在于，所述信号发生单元为多频信号发生单元。

6.根据权利要求1所述的牙周综合治疗仪，其特征在于，所述电机为直流无刷空心杯电机。