CN113712698B - 一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，其特征在于：包括固定壳体以及套设于壳体上的可抛弃外层壳体，所述固定壳体与手持件固定连接。本申请的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头通过分层可抛弃式的设计，在患者进行数字化扫描之前，无需对设备进行消毒，只要将扫描头外层的可抛弃部分更换即可，从而方便口腔数字印模仪在下沉市场的使用；在扫描头中设置新型防起雾模块，防雾的效果较好，降低了因镜片起雾原因影响最终的扫描精度的风险；优化了固定壳体与手持件的固定连接设计，引入了强磁组件或插销式等设计，方便了用户使用；在扫描头设置扫描头类型检测模块，通过检测不同型号的扫描头所带来的阻值变化进行判断当前安装的扫描头型号。

Description

一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头

技术领域

本申请涉及口腔扫描仪领域，特别是涉及一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头。

背景技术

近年来,人们越来越重视口腔健康和牙齿美观。在口腔正畸、种植及修复领域，牙科数字印模仪因其在使用过程中较传统印模方便快捷，患者接受程度高。在传统的口腔临床过程中，需要牙科医生对患者的牙齿进行取模，再将印模送至加工中心，加工中心将印模翻制成石膏模型，用台式扫描仪将石膏模型转换成三维模型，然后加工中心在三维模型的基础上给患者设计正畸牙套、种植体或者义齿等，做成成品后再寄给临床的牙齿医生。传统的临床对患者牙齿进行取模的方法耗时长、效率低，患者体验差，而口腔数字化扫描则可以改善上述情况，同时减轻医生的工作量，减少患者不适，提高患者体验。

目前，易操作、高精度、存储方便的数字印模技术越来越受到口腔医学界的重视，口腔数字化扫描根据扫描的位置分成两大类，包括：口外扫描和口腔内扫描。其中口腔内扫描为近几年国内外出现的一种新型扫描方式。口腔内扫描具体是指将设备伸入患者的口腔内直接对牙体进行测量，实时获取牙体的三维数字化模型。数字化口腔内扫描仪具有以下特点：

(1)设备尺寸要求高，口腔内较为狭窄，需要小巧的口腔数字印模仪，这样方便深入口腔内部进行信息采集，同时小巧的设备也提升了用户体验；

(2)扫描效率要求高，长时间的口腔开合会影响患者的舒适度，因此需要快速地获取口腔内三维数字化模型；

(3)扫描精度要求高，获取的数字化模型可以直接应用于正畸、种植和修复领域；

(4)使用环境要求高，现有口腔数字印模仪的使用需要将其扫描头伸入患者口腔内扫描牙齿，在每一个患者进行数字化扫描之前都需要清洁、消毒及灭菌，从而避免交叉感染。口腔数字印模仪在使用的过程中，需要牙科医院或者诊所需要具备相应的消毒及灭菌条件，需要用专有设备对扫描头进行消毒，否则会带来交叉感染的风险。

现有技术中，现有的口腔数字印模仪的扫描头至少存在以下不足：

1)现有的扫描头在每一个患者进行数字化扫描之前都需要清洁、消毒及灭菌。扫描头需要特定的消毒工具,增加了使用成本同时一些较小的诊所不能达到相应的消毒要求。若消毒灭菌的不彻底，会给患者带来交叉感染的风险。

2)现有的整体式扫描头与手持件的固定安装方式可能会对最终扫描出来的三维模型精度产生影响，同时其多次安装后的稳固性也存在一定的问题；其与手持件的固定安装方式依靠弹片弹起固定扫描头，在清洁、消毒及灭菌完毕后，对扫描头的多次安装时，因固定扫描头的多个弹片弹力不完全一致有可能会导致扫描头安装至手柄上会产生一定的倾斜，从而导致口腔数字印模仪扫描头扫描出的患者牙齿的三维模型精度不足，从而影响根据该三维模型制作的义齿、修复体或者正畸牙套等与患者不够匹配导致返工；

另外，由于在对每一个患者进行数字化扫描之前都要对扫描头进行清洁、消毒及灭菌，因此不可避免地需要对扫描头进行多次插拔，弹片多次使用后会导致弹力下降，扫描头在使用过程中会有脱落的风险。

3)现有的扫描头设计中，部分会在扫描头内部添加防起雾模块，包含散热模块的设计带来了较高的扫描头更换成本。为了防止口腔数字印模仪在使用过程中起雾，一般会在扫描头内部添加防起雾模块，对于扫描头内、伸入病人口腔内的光学镜片进行防起雾处理，如对镜片进行加热等操作。一般扫描头在通过专有设备进行消毒并超过一定次数后，需要更换新的扫描头，而扫描头内一般都带有防起雾装置模块，这样无形中增加的使用成本。

4)现有的扫描头设计中，部分扫描头中包含防起雾模块的设计效果不佳，如果对镜片的加热温度过高的话，会导致口腔数字印模仪的表面温度过高，一方面不满足相关电气安全标准的要求(设备表面有温度范围限制)。另一方面也会降低患者的使用感受；如果对镜片的加热温度不足的话，则防起雾的效果较差，影响成像效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，通过在电子和结构设计方面的创新，极大地降低了口腔数字印模仪在使用过程中使用成本和所必备的条件；也避免了使用过程中由于消毒不当带来的交叉感染；还避免了更换扫描头时，由于扫描头的安装误差带来的对扫描精度的影响；优化了固定壳体与手持件的固定连接设计，方便了用户使用；在扫描头设置扫描头类型检测模块，对当前安装的扫描头型号进行判断。本发明通过对现有技术的优化和改进，以克服现有技术中的不足。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，包括固定壳体以及套设于固定壳体上的可抛弃外层壳体，所述固定壳体与手持件固定连接。

优选的，所述扫描模块固定壳体前端包括光学模块以及开设于可抛弃外层壳体的透明视窗，光路透过透明视窗进入光学模块来进行光学成像。

进一步地，所述光学模块为45°直角三棱镜，所述45°直角三棱镜安装于固定壳体前端，所述45°直角三棱镜直角面与所述透明视窗相贴合，所述45°直角三棱镜与透明视窗相对应从而使得光路通过，并使扫描头的视向角度为90°。

进一步地，所述光学模块为反射镜，所述透明视窗为沿可抛弃外层壳体向固定壳体延伸形成的45°棱镜形透明视窗，所述反射镜与45°棱镜形透明视窗的45°面贴合，从而使得光路透过所述45°棱镜形透明视窗后由反射镜反射来进行光学成像，并使得扫描头的视向角度为90°。

优选的，所述扫描头还包括有防雾模块，所述防雾模块设置于固定壳体内用于防止扫描模块起雾。

进一步地，所述防雾模块包括有电加热模块以电加热驱动电路，所述电加热驱动电路通过连接线缆与所述电加热模块相连，所述电加热模块设置于光学模块的后侧。

进一步地，所述防雾模块包括有电加热模块、电加热驱动电路、金属片以及导热部件，所述金属片通过导热部件与所述电加热模块相连，所述电加热驱动电路通过连接线缆与所述电加热模块相连，所述电加热模块设置于光学模块的后侧。

优选的，所述电加热模块为PCT电加热片。

优选的，所述固定壳体与手持件通过强磁组件、插销式、卡簧式和螺钉固定式中的任意一种固定连接。

优选的，还包括扫描头检测模块，所述扫描头检测模块用于检测不同尺寸型号的扫描头。

进一步地，所述扫描头检测模块设置于手持件内，通过阻值变化进行判断当前安装的扫描头型号。

进一步地，所述扫描头检测模块设置于手持件内，通过成像结果变化判断当前安装的扫描头型号。

与现有技术相比，本申请的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头至少具有以下有益效果：

1)通过分层可抛弃式的设计，在患者进行数字化扫描之前，无需对设备进行消毒，只要将扫描头外层的可抛弃部分更换即可，从而方便口腔数字印模仪在下沉市场的使用；

2.)通过扫描仪的内层与手持件固定，在患者进行数字化扫描时，仅需要对可抛弃的外层部分进行更换，无需更换内层壳体，减少了使用过程中对扫描头的多次插拔，避免了扫描头多次插拔后导致的扫描头与手柄连接处松动严重的甚至脱落的风险；

3.)通过扫描头内部的结构和电子部件设计，提升了扫描头的扫描精度；一方面，扫描头通过内层与手持仪固定连接，避免了多次拆解更换导致的扫描头安转位置产生偏差，保证了扫描出的患者牙齿的三维模型精度；另一方面，在扫描头中设置新型的防起雾模块，防起雾的效果较好，降低了因镜片起雾原因影响最终的扫描精度的风险；

4.)本发明的扫描头通过分层可抛弃的设计，设计新颖，结构简单，大大降低了在每一个患者进行数字化扫描时的使用成本；

5.)本发明的防起雾装置，具有热阻小、换热效率高的优点，能够防止加热温度过高，防止设备表面超温，降低了电气安全超温方面的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明具体实施例1的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头的结构示意图；

图2为本发明具体实施例2的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头的结构示意图；

图3为本发明具体实施例3的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头的结构示意图；

图4为本发明具体实施例的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头的内层壳体与手持件相连接的结构示意图一；

图5为本发明具体实施例的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头的内层壳体与手持件相连接的结构示意图二；

图6为本发明具体实施例的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头的扫描检测模块的结构示意图；

其中：1、可抛弃外层壳体；2、扫描头固定内层壳体；3、第一类型透明窗；4、45度棱镜；5、第二类型透明视窗；6、反射镜；7、电加热模块；8、金属片；9、电加热驱动电路；10、连接线缆；11、导热部件；12、扫描头类型检测模块；13、手持件；14、卡钩；15、强磁组件；16、簧片；17簧片座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

结合图1所示，一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头通过固定内层壳体2与手持件13相固定，可抛弃外层壳体1套设于固定内层壳体2上。

在该技术方案中，可抛弃外层壳体1出厂时经过消毒灭菌并进行无菌封装，在使用时，将可抛弃外层壳体1从医用灭菌包装袋密封中取出，安装于固定内层壳体2上；可抛弃外层壳体1用于隔绝口腔数字印模仪外表面与患者口腔内壁之间的接触；使用完成后，只需将可抛弃外层壳体1从固定内层壳体2剥离即可。

具体的，可抛弃外层壳体1可以采用塑料或者塑料薄膜材质；塑料薄膜材质可抛弃外层壳体1具有较好的伸缩弹性可以直接套设与固定内层壳体2上，使用方便且不易脱落。同样的，本申请的可抛弃外层壳体1不单单局限于上述的塑料或者塑料薄膜材质，也可以是PET、HDPE、PVC、PP以及PS中的任意一种，只要是符合本申请要求的都可以用作可抛弃外层壳体1。同时本申请的可抛弃外层壳体1套设与固定内层壳体2还可以通过卡扣、外接卡箍等连接方式固定，防止可抛弃外层壳体1从固定内层壳体2表面脱落，可抛弃外层壳体1套设与固定内层壳体2也不局限于上述的固定方式，只要是符合本申请技术方案要求的都可以。

固定内层壳体2前端成45度角倾斜，固定内层壳体2前端壳体内设置有45度棱镜4，可抛弃外层壳体1表面开设有第一类型透明视窗3，第一类型透明视窗3与固定内层壳体2的开孔处相对应，同时与45度棱镜4紧贴，方便光路的进出，同时也保证了口腔数字印模仪的视向角为90度。

一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头还包括有电加热模块7和电加热驱动电路9；电加热模块7和电加热驱动电路9设置于固定内层壳体2内。电加热模块7安装于45度棱镜4后侧，在设备使用时为45度棱镜4加热，从而避免镜面起雾。电加热模块7通过连接线缆10与电加热驱动电路9相连，从而控制电加热模块7的温度，保证其处于一个恒定的温度范围。

在该技术方案中，电加热模块7优选为PTC加热片，PTC加热体具有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器；能够防止加热温度过高，防止设备表面超温，降低了电气安全超温方面的风险。

结合图4所示，在本申请的一个实施例中，手持件13与固定内层壳体2通过卡钩14和卡槽相连，手持件13向外延伸形成有卡槽，固定内层壳体2向外延伸形成有卡钩14，卡钩14与卡槽相配和，从而实现手持件13与固定内层壳体2卡合。

结合图5所示，在本申请的一个实施例中，手持件13与固定内层壳体2通过强磁组件15相连，手持件13端部一侧设置有强磁组件15，固定内层壳体2一侧向外延伸设置强磁组件15，手持件13与固定内层壳体2通过强磁组件实现固定连接，当手持件13与固定内层壳体2靠近时，由于磁力作用，手持件13和固定内层壳体2会自动吸合。

在实际应用中，可以选择合适的强磁体：一方面保证强磁体吸力不会过大，吸合后方便固定内层壳体2从手持件13上取下；另一方面也要保证强磁体吸力不会过小，在使用过程中，固定内层壳体2不会从手持件13上脱落。具体的，手持件13与固定内层壳体2的连接方式不局限于上述的连接方式，也可以是插销连接、螺纹连接等只要能实现本申请效果的连接方式。

结合图6所示，一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头还包括有扫描头扫描头类型检测模块12。扫描头类型检测模块12设置于手持件13内部，内部有信号线和电源线，在不同的固定内层壳体2内部有不同的分压电阻。手持件13与固定内层壳体2通过簧片座17和簧片16相连，手持件13端部设置有簧片座17，固定内层壳体2一侧向外延伸设置有簧片16，手持件13与固定内层壳体2通过簧片座17与簧片16实现电性连接。当固定内层壳体2与手持件13连接时，固定内层壳体2内部的分压电阻通过簧片座17和簧片16与扫描头类型检测模块12相连，从而产生不同的电压，扫描头类型检测模块12通过ADC采样来获取不同的采样电压值，进而识别不同的固定内层壳体2以及对应的可抛弃外层壳体1的具体型号。

在该技术方案中，针对与不同患者的口腔大小，使用者会选取不同型号规格的扫描头来进行扫描，对于不同型号的扫描头对应的扫描模块也需要调整相应的参数来进行调整。本申请实施例的扫描头检测模块12有效解决了针对不同型号扫描头需要人工调整扫描模块参数的问题。使用者只需将手柄13与扫描头固定内层壳体2连接时，即可自动检测扫描头型号，同时扫描模块也可根据扫描头型号调整相应的参数。

在本申请的另一实施例中，扫描头类型检测模块12也可通过45度棱镜4以及第一类透明视窗3扫描患者口腔内部的牙体，通过检测不同型号的扫描头所带来的成像结果变化进行判断当前安装的扫描头型号规格，如成像视野的大小变化等。

实施例2

结合图2所示，一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头通过固定内层壳体2与手持件13相固定，可抛弃外层壳体1套射于固定内层壳体2上。

在该技术方案中，可抛弃外层壳体1出厂时经过消毒灭菌并进行无菌封装，在使用时，将可抛弃外层壳体1从医用灭菌包装袋密封中取出，安装于固定内层壳体2上；可抛弃外层壳体1用于隔绝口腔数字印模仪外表面与患者口腔内壁之间的接触；使用完成后，只需将可抛弃外层壳体1从固定内层壳体2剥离即可。

固定内层壳体2前端成45度角倾斜，固定内层壳体2前端壳体内设置有45度棱镜4，可抛弃外层壳体1表面开设有第一类型透明视窗3，第一类型透明视窗3与固定内层壳体2的开孔处相对应，同时与45度棱镜4紧贴，方便光路的进出，同时也保证了口腔数字印模仪的视向角为90度。扫描头类型检测模块12设置于手持件13内部。

一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头还包括有电加热模块7、电加热驱动电路9、连接线缆10、导热部件11以及金属片8，电加热模块7、电加热驱动电路9以及连接线缆10设置于手持件13内，导热部件11和金属片8设置于固定内层壳体2内部；金属件8设置于45度棱镜4后侧，金属件8通过导热部件11与电加热模块7相连，电加热模块7通过连接线缆10与电加热驱动电路9相连；电加热驱动电路9控制电加热模块7的温度，保证其处于一个恒定的温度范围；电加热模块7通过导热部件11将温度传输至金属片8，从而防止45度棱镜4起雾。电加热模块7优选为PTC加热片，PTC加热体具有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器；能够防止加热温度过高，防止设备表面超温，降低了电气安全超温方面的风险。

在该技术方案中，通过热传递的方式降低了扫描头的温度，避免高温影响患者的用户体验；同时将电加热模块7设置于手持件13内，使用者可以根据手持件13的温度来调节电加热温度。

实施例3

结合图3所示，一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头通过固定内层壳体2与手持件13相固定，可抛弃外层壳体1套射于固定内层壳体2上。

在该技术方案中，可抛弃外层壳体1出厂时经过消毒灭菌并进行无菌封装，在使用时，将可抛弃外层壳体1从医用灭菌包装袋密封中取出，安装于固定内层壳体2上；可抛弃外层壳体1用于隔绝口腔数字印模仪外表面与患者口腔内壁之间的接触；使用完成后，只需将可抛弃外层壳体1从固定内层壳体2剥离即可。

固定内层壳体2前端成45度角倾斜，固定内层壳体2前端壳体开设有凹槽。抛弃外层壳体1表面设置有第二类型透明视窗5，第二类型透明视窗5呈45度透明棱镜状，第二透明视窗5沿凹槽进入固定内层壳体2内使得第二透明视窗5的45度面与反射镜6紧贴。光线通过第二透明窗5折射后改变方向，从而保证90度的视向角；再由反射镜反射至扫描头类型检测模块12。

在该技术方案中，可以将第二透明视窗5与反射镜6设计为一体，具体的，可以在第二透明视窗5的45度面增加反射镀层。

一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头还包括有电加热模块7和电加热驱动电路9；电加热模块7和电加热驱动电路9设置于固定内层壳体2内。电加热模块7安装于反射镜6后侧，在设备使用时为反射镜6与第二透明视窗5，从而避免镜面起雾。电加热模块7通过连接线缆10与电加热驱动电路9相连，从而控制电加热模块7的温度，保证其处于一个恒定的温度范围。

在该技术方案中，电加热模块7优选为PTC加热片，PTC加热体具有热阻小、换热效率高的优点，是一种自动恒温、省电的电加热器；能够防止加热温度过高，防止设备表面超温，降低了电气安全超温方面的风险。

与现有技术相比，本申请的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头至少具有以下有益效果：

1)通过分层可抛弃式的设计，在患者进行数字化扫描之前，无需对设备进行消毒，只要将扫描头外层的可抛弃部分更换即可，从而方便口腔数字印模仪在下沉市场的使用；

2.)通过扫描仪的内层与手持件固定，在患者进行数字化扫描时，仅需要对可抛弃的外层部分进行更换，无需更换内层壳体，减少了使用过程中对扫描头的多次插拔，避免了扫描头多次插拔后导致的扫描头与手柄连接处松动严重的甚至脱落的风险；

3.)通过扫描头内部的结构和电子部件设计，提升了扫描头的扫描精度；一方面，扫描头通过内层与手持仪固定连接，避免了多次拆解更换导致的扫描头安转位置产生偏差，保证了扫描出的患者牙齿的三维模型精度；另一方面，在扫描头中设置新型的防起雾模块，防起雾的效果较好，降低了因镜片起雾原因影响最终的扫描精度的风险；

4.)本发明的扫描头通过分层可抛弃的设计，设计新颖，结构简单，大大降低了在每一个患者进行数字化扫描时的使用成本；

5.)本发明的防起雾装置，具有热阻小、换热效率高的优点，能够防止加热温度过高，防止设备表面超温，降低了电气安全超温方面的风险。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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过程、方法、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。

以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (4)

1.一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，其特征在于：包括固定壳体以及套设于固定壳体上的可抛弃外层壳体，可抛弃外层壳体采用塑料或者塑料薄膜材质；具有较好的伸缩弹性，直接套设于固定壳体上，使用方便且不易脱落；所述固定壳体与手持件固定连接；还包括扫描头检测模块，所述扫描头检测模块用于检测不同尺寸型号的扫描头；

所述扫描模块固定壳体前端包括光学模块以及开设于可抛弃外层壳体的透明视窗，光路透过透明视窗进入光学模块来进行光学成像；

所述固定壳体与手持件通过强磁组件、插销式、卡簧式和螺钉固定式中的任意一种固定连接；

所述光学模块为45°直角三棱镜，所述45°直角三棱镜安装于固定壳体前端，所述45°直角三棱镜直角面与所述透明视窗相贴合，所述45°直角三棱镜与透明视窗相对应从而使得光路通过，并使扫描头的视向角度为90°；

或者，所述光学模块为反射镜，所述透明视窗为沿可抛弃外层壳体向固定壳体延伸形成的45°棱镜形透明视窗，所述反射镜与45°棱镜形透明视窗的45°面贴合，从而使得光路透过所述45°棱镜形透明视窗后由反射镜反射来进行光学成像，并使得扫描头的视向角度为90°；

所述扫描头还包括有防雾模块，所述防雾模块设置于固定壳体内用于防止扫描模块起雾；

所述防雾模块包括有电加热模块以电加热驱动电路，所述电加热驱动电路通过连接线缆与所述电加热模块相连，所述电加热模块设置于光学模块的后侧；

所述防雾模块包括有电加热模块、电加热驱动电路、金属片以及导热部件，所述金属片通过导热部件与所述电加热模块相连，所述电加热驱动电路通过连接线缆与所述电加热模块相连，所述电加热模块设置于光学模块的后侧。

2.根据权利要求1所述的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，其特征在于：所述电加热模块为PCT电加热片。

3.根据权利要求1所述的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，其特征在于：所述扫描头检测模块通过阻值变化进行判断当前安装的扫描头型号。

4.根据权利要求1所述的一种分层可抛弃式口腔数字印模仪扫描头，其特征在于：所述扫描头检测模块通过成像结果变化判断当前安装的扫描头型号。