CN107941750A - 一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法 - Google Patents

一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法 Download PDF

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Abstract

一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，本发明涉及一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法。本发明的目的是为了解决方法观察牙齿硬组织无法实时显示、且成像装置结构复杂的问题，本发明采用红外成像装置对牙体进行成像；将800nm近红外二极管激光管置于牙齿的两侧，发出的红外光照射到牙体上，形成的散射光通过光学成像装置成像到光学传感器，再将图像信号传递到显示系统。红外成像装置包括调节架、800nm近红外二极管激光管、支杆、光学成像装置、光学传感器和观察窗。本发明实现牙体硬组织的快速成像，成像效果好且结构简单，易于集成以及小型化。本发明应用于牙齿成像领域。

Description

一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像 方法
技术领域
本发明涉及一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法。
背景技术
在牙齿教学、科研工作中，常常需要观察牙齿硬组织的结构及变化，例如磷酸化壳聚糖-胶原聚合物引导的牙体硬组织快速再矿化研究等，或进行验证牙科材料的性能，如生物矿化在牙体硬组织修复中的应用、复合树脂对牙体硬组织的粘结性能等等。因此需要对牙齿硬组织进行成像，而且由于节约成像成本和时间的原因，以能实时观察为最佳，现有观察牙齿硬组织的方法主要为X线，然而X线无法实时显示，只能以二维投影的形式呈现，影像结果重叠容易形成干扰，影响观察；且牙科X线机结构复杂，装置大且有辐射。因此，发展一种无辐射、简便、快速的牙体硬组织成像方法具有重要的实用价值。
发明内容
本发明的目的是为了解决方法观察牙齿硬组织无法实时显示、且成像装置结构复杂的问题，提供了一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法。
本发明一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，采用红外成像装置对牙体进行成像；其具体方法为：将800nm近红外二极管激光管置于牙齿的两侧，800nm近红外二极管激光管发出的红外光照射到牙体上，形成的散射光通过光学成像装置成像到光学传感器，光学传感器将图像信号传递到显示系统，即完成牙体硬组织成像；其中红外成像装置包括调节架、800nm近红外二极管激光管、支杆、光学成像装置、光学传感器和观察窗；其中所述的调节架通过支杆与光学传感器连接，支杆内设有成像装置；调节架的架框贴近牙齿的一侧嵌有观察窗，观察窗通过光纤与800nm近红外二极管激光管连接。
本发明的有益效果是：牙体硬组织包括牙釉质、牙本质、牙骨质，其主要无机成分是羟基磷灰石。800nm二极管激光能够穿透牙体硬组织表面对其内部照射；相对于波长较长的中、远红外波段，其波长较短，具有更高的分辨精度，能够观察到更细微的缺陷。而商用光学成像设备可以直接对800nm二极管激光照射结果进行成像，只用一个激光作为光源就可以实现牙体硬组织的直接成像，避免了中、远红外成像需要图像二次重构的麻烦，提高了本发明方法的实用性和普适性：因此本发明结构简单，可靠性强，易于集成以及小型化，是一种可以利用简单光学成像系统和光学传感器实现的牙体硬组织快速成像。同时，本发明方法回避了中、远红外波段检测信噪比差、需要引入调制解调技术等提高信噪比的检测技术的复杂性。因此，本发明利用800nm二极管激光穿透牙体硬组织表面照射其内部，利用光学成像装置和光学传感器就可以实现牙体硬组织的快速成像，且结构简单，易于集成以及小型化且无辐射，本发明可实时成像，且操作简单。
附图说明
图1为本发明牙体硬组织红外成像装置的结构示意图；
图2为实施例1采用红外成像装置对牙体成像的方法示意图；其中1为牙体、2为红外光源、3为光学成像系统、4为光学传感器、5为显示系统；
图3为实施例1对离体牙硬组织成像的照片；
图4为800nm近红外二极管激光输出波长光谱图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式，还包括各具体实施方式之间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于该方法采用红外成像装置对牙体进行成像；其具体方法为：将800nm近红外二极管激光管置于牙齿的两侧，800nm近红外二极管激光管发出的红外光照射到牙体上，形成的散射光通过光学成像装置成像到光学传感器，光学传感器将图像信号传递到显示系统，即完成牙体硬组织成像；其中红外成像装置包括调节架1、800nm近红外二极管激光管2、支杆3、光学成像装置5、光学传感器4和观察窗9；其中所述的调节架1通过支杆3与光学传感器4连接，支杆3内设有成像装置5；调节架1的架框贴近牙齿的一侧嵌有观察窗9，观察窗9通过光纤8与800nm近红外二极管激光管2连接。
本实施方式中调节架1的一侧架框与支杆3固定，另一侧架框不与支杆3固定。
本实施方式的有益效果是：牙体硬组织包括牙釉质、牙本质、牙骨质，其主要无机成分是羟基磷灰石。800nm二极管激光能够穿透牙体硬组织表面对其内部照射；相对于波长较长的中、远红外波段，其波长较短，具有更高的分辨精度，能够观察到更细微的缺陷。而商用光学成像设备可以直接对800nm二极管激光照射结果进行成像，只用一个激光作为光源就可以实现牙体硬组织的直接成像，避免了中、远红外成像需要图像二次重构的麻烦，提高了本实施方式的实用性和普适性：因此本实施方式结构简单，可靠性强，易于集成以及小型化，是一种可以利用简单光学成像系统和光学传感器实现的牙体硬组织快速成像。同时，本实施方式的方法回避了中、远红外波段检测信噪比差、需要引入调制解调技术等提高信噪比的检测技术的复杂性。因此，本实施方式利用800nm二极管激光穿透牙体硬组织表面照射其内部，利用光学成像装置和光学传感器就可以实现牙体硬组织的快速成像，且结构简单，易于集成以及小型化且无辐射，本实施方式可实时成像，且操作简单。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：调节架1通过弹簧6和螺栓7调节宽度。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：光学成像装置5为红外反射镜和凸透镜。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：光学成像装置5为全反射棱镜和凸透镜。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：光学传感器4的信号输出端与外接显示系统的输入端连接。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：支杆3与调节架1的夹角为30～60°。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：光学传感器4为CCD图像传感器。其他与具体实施方式一至六之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
实施例一：一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于该方法采用红外成像装置对牙体进行成像；其具体方法为：将800nm近红外二极管激光管置于牙齿的两侧，800nm近红外二极管激光管发出的红外光照射到牙体上，形成的散射光通过光学成像装置成像到光学传感器，光学传感器将图像信号传递到显示系统，即完成牙体硬组织成像；其中红外成像装置包括调节架1、800nm近红外二极管激光管2、支杆3、光学成像装置5、光学传感器4和观察窗9；其中所述的调节架1通过支杆3与光学传感器4连接，支杆3内设有成像装置5；调节架1的架框贴近牙齿的一侧嵌有观察窗9，观察窗9通过光纤8与800nm近红外二极管激光管2连接。
本实施例中调节架1的一侧架框与支杆3固定，另一侧架框不与支杆3固定。
本实施例光学传感器4为CCD图像传感器。
本实施例装置示意图如图1所示，由图1可知，本实施例结构简单，易于集成以及小型化。
采用红外成像装置对牙体成像的方法示意图如图2所示。对离体牙硬组织成像的照片如图3所示，由图3可知，本实施例的方法可以实现牙体硬组织的快速成像，影像无重叠，成像效果好。
图4为800nm近红外二极管激光输出波长光谱图。
本实施例采用的800nm二极管激光能够穿透牙体硬组织表面对其内部照射；相对于波长较长的中、远红外波段，其波长较短，具有更高的分辨精度，能够观察到更细微的缺陷。而商用光学成像设备可以直接对800nm二极管激光照射结果进行成像，只用一个激光作为光源就可以实现牙体硬组织的直接成像，避免了中、远红外成像需要图像二次重构的麻烦，提高了本实施例方法的实用性和普适性：因此本实施例结构简单，可靠性强，易于集成以及小型化，是一种可以利用简单光学成像系统和光学传感器实现的牙体硬组织快速成像。同时，本实施例的方法回避了中、远红外波段检测信噪比差、需要引入调制解调技术等提高信噪比的检测技术的复杂性。因此，本实施例利用800nm二极管激光穿透牙体硬组织表面照射其内部，利用光学成像装置和光学传感器就可以实现牙体硬组织的快速成像，且结构简单，易于集成以及小型化、无辐射，本实施例可实时成像，且操作简单。

Claims (7)

1.一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于该方法采用红外成像装置对牙体进行成像；其具体方法为：将800nm近红外二极管激光管置于牙齿的两侧，800nm近红外二极管激光管发出的红外光照射到牙体上，形成的散射光通过光学成像装置成像到光学传感器，光学传感器将图像信号传递到显示系统，即完成牙体硬组织成像；其中红外成像装置包括调节架(1)、800nm近红外二极管激光管(2)、支杆(3)、光学成像装置(5)、光学传感器(4)和观察窗(9)；其中所述的调节架(1)通过支杆(3)与光学传感器(4)连接，支杆(3)内设有成像装置(5)；调节架(1)的架框贴近牙齿的一侧嵌有观察窗(9)，观察窗(9)通过光纤(8)与800nm近红外二极管激光管(2)连接。
2.根据权利要求1所述的一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于调节架(1)通过弹簧(6)和螺栓(7)调节宽度。
3.根据权利要求1所述的一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于光学成像装置(5)为红外反射镜和凸透镜。
4.根据权利要求1所述的一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于光学成像装置(5)为全反射棱镜和凸透镜。
5.根据权利要求1所述的一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于光学传感器(4)的信号输出端与外接显示系统的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于支杆(3)与调节架(1)的夹角为30～60°。
7.根据权利要求1所述的一种利用800nm近红外二极管激光实现的牙体硬组织成像方法，其特征在于光学传感器(4)为CCD图像传感器。
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