CN212679089U - 基于ps-oct的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PS‑OCT的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置，激光光源放出的激光经过耦合器分成参考光路和检测光路两路；从参考光路和检测光路反射回耦合器的激光耦合后经过透射光栅和凸透镜输入到CCD探测器，CCD探测器将光信号转化为电信号，电信号传输至计算机控制系统，由内置采集卡所采集；计算机完成图像的三维重建和断面分析；计算机控制系统连接扫描振镜，控制扫描振镜的振动。本实用新型设计可以在患者口腔内进行牙体硬组织表面的PS‑OCT成像检查，并由计算机控制系统封将图像自动进行断面成像和三维重建成像，并完成三维定量评估。为临床上早期发现牙体硬组织脱矿提供了一种新的高分辨率的检测方法。
Description
技术领域
本实用新型涉及医疗器械领域，具体涉及一种基于PS-OCT的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置。
背景技术
光学相干断层扫描技术(光学相干层析技术，Optical Coherence Tomography,OCT)是近十年迅速发展起来的一种光学成像技术，该技术利用弱的相干光干涉仪的基本原理，检测生物组织不同深度层面对入射弱相干光的背向反射或几次散射信号，通过扫描，可得到生物组织二维或三维图像。该技术是近几年迅速发展起来的，继超声技术、X线计算机断层摄影(XCT)、核磁共振成像(MRI)等技术之后的又一种新型生物组织成像技术。该技术将共聚焦显微技术与超灵敏探测技术合为一体，结合自动化控制和计算机图形成像处理技术，可以实现对人体生物组织的无损、无辐射探测，最终获得在体生物组织内部微结构的高分辨率断层图像。
偏振光敏感光学相干断层扫描技术(Polarization SensitiveOpticalCoherence Tomography,PS-OCT)是采用偏振态入射光的一种改良OCT系统。正交偏振态的入射光能减少牙釉质表面的强反射，同时令散射去极化，从而增加表层下脱矿牙釉质反射率，并且无论牙齿表面形貌如何，都可以直接利用正交偏振反射率量化脱矿的程度，所以PS-OCT尤其适用于牙釉质脱矿的检测。
龋病是一种口腔的常见病和多发病，是一种由细菌引起的牙体硬组织慢性感染性疾病。龋病如果不能得到有效治疗，可以造成牙体硬组织的破坏，进一步发展成牙髓病及根尖周疾病，甚至引起牙槽骨和颌骨的炎症，最终可能导致牙齿丧失。龋病的特点是发病率高，分布人群广，是人类最普遍的疾病之一，世界卫生组织WHO已经将龋病与肿瘤和心血管疾病并列为人类的三大重点防治疾病。
龋病的初期常常表现为牙体硬组织的脱矿，在光滑的牙釉质表面(如唇颊面)发生的这种脱矿常常表现为白色斑点或斑块，而无实质性的牙体缺损；但是发生于牙齿咬合面点隙窝沟区或牙齿邻面的早期龋性脱矿难以肉眼发现，而且这些部位龋病的潜行性发展特征往往造成临床发现牙釉质表面破坏时，其深层组织已经有较大范围的破坏而形成牙体硬组织缺损。如何对早期牙体硬组织脱矿进行有效检测及动态监测是龋病预防的重要一环。对于早发现的牙体硬组织早期脱矿，可以采用含有钙、磷和氟的矿化液进行治疗，使早期脱矿的牙体硬组织(如牙釉质、牙骨质)再矿化，恢复牙体硬组织的硬度，终止或消除早期龋损，属于一种可逆性的治疗。一旦龋病造成实质性牙体硬组织缺损则需要使用修复材料来进行形态恢复。
目前口腔内龋病的检查方法和诊断依据主要是临床检查结合X线片成像。但是病早期所形成的牙体硬组织内部脱矿，在牙齿表面常无明显征象，临床检查的视诊、探诊等检查均无法判断；而X线成像技术不仅可造成放射性污染，而且牙釉质早期脱矿在X线片上也难以清晰显示，严重限制了对早期龋病的准确诊断。
发明内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于设计一种基于PS-OCT的口腔内早期龋病及非龋性牙体硬组织脱矿的可视化成像定量评价系统，旨在对口腔内发生早期脱矿的牙体硬组织进行有效监测，对口腔内龋病的病变范围和深度进行准确量化评估，为临床医生的诊断和治疗提供可靠依据。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种基于PS-OCT的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置，包括激光光源，激光光源放出的激光经过耦合器分成参考光路和检测光路两路；
参考光路依次经过极化器、光栅、光程调节器到达反射镜，反射镜反射的激光沿原光路返回到耦合器；
检测光路的激光进入扫描振镜，扫描振镜包括X轴方向和Y轴方向两个振镜；从扫描振镜射出的激光经过凸透镜后照射到待检测的牙齿上，牙齿反射的激光沿原光路返回到耦合器；
从参考光路和检测光路反射回耦合器的激光耦合后经过透射光栅和凸透镜输入到CCD探测器，CCD探测器将光信号转化为电信号，电信号传输至计算机控制系统，由内置采集卡所采集；计算机完成图像的三维重建和断面分析；
计算机控制系统连接扫描振镜，控制扫描振镜的振动。
进一步的，所述检测光路上设有检查手柄，所述的扫描振镜、凸透镜均安装在检查手柄内，所述检查手柄上设有探头，探头顶部设有检测窗，检测窗一侧设有用于反射激光的反射镜。
进一步的，所述计算机控制系统还连接有：参数调节显示器、参数调节面板和控制脚踏。
本实用新型的有益效果为：本实用新型设计的基于PS-OCT的口腔内牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像系统，可以在患者口腔内进行牙体硬组织表面的PS-OCT成像检查，并由计算机控制系统封将图像自动进行断面成像和三维重建成像，并完成三维定量评估。为临床上早期发现牙体硬组织脱矿提供了一种新的高分辨率的检测方法。
附图说明
图1为PS-OCT成像装置光路设计图；
图2为口腔检查手柄设计图；
图3为设备整体设计图。
具体实施方式
如图1所示，本PS-OCT成像装置包括光源、参考臂、样本臂和光谱仪。来自于二极管激光发生器06的偏振二极管激光，通过光纤耦合器08耦合后分别传输进入参考臂和样本臂。进入参考臂的光束首先通过极化器05发生极化，极化后的光束通过光纤耦合器04和光栅03调节后进入光程调节器01并被反射镜01 反射回来形成参考臂光束。进入样本臂的光束首先经过光纤耦合器14到达扫描振镜15。扫描振镜15包括X轴方向和Y轴方向两个振镜。扫描振镜15的振动与计算机控制系统13相连接。光学信号经过扫描振镜15后通过消色差透镜16 投射到被检测牙齿17上，所形成的反射光经过样本臂返回。由参考臂和样本臂返回的两束光经过光纤耦合器08再次耦合后进入到光谱仪。耦合后的光线进入透射光栅10，所形成的散射光线经过透镜11汇聚为平行光，进入线性CCD探测器12，在此将光信号转化为电信号。电信号传输至计算机控制系统13，由内置采集卡所采集。计算机控制系统13同时连接扫描振镜15，控制振镜的振动。计算机控制系统13内部集成高性能显卡，可以完成图像的三维重建和断面分析。
如图2所示，口腔检查手柄和探头21设计主要包括内置的光纤耦合器19，可调节扫描振镜18，透镜20和反射镜22。经偏振光发生器产生的偏振光随光纤传输进入手柄，通过光纤耦合器后进入振镜，X轴振镜和Y轴振镜受计算机控制系统的控制进行振动。光线通过扫描振镜后，经过透镜到达反射镜面，由反射镜面将光束穿过探测窗23投射到被检测牙齿24上，然后收集其反射光线传输回光谱仪。
如图3所示，整体设计图包括计算机控制系统25、PS-OCT成像装置、参数调节显示器26、参数调节面板27、光纤传输系统和脚踏30、口腔检查手柄和探头28。计算机控制系统中内置采集卡并自带软件可以调节检测参数，进行检测图像的三维重建，并直接进行脱矿深度和范围的测量评估。PS-OCT成像装置内部集成了二极管激光光源、PS-OCT检测系统的参考臂和光谱仪。光纤传输系统将PS-OCT成像装置与口腔检查手柄和探头相连接，传输光学信号。口腔检查手柄用于放置在患者口腔内进行检查，采集光学信号并将信号通过光纤传输回光谱仪。临床医师通过控制脚踏开关30来控制开启和停止检测。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (3)
1.一种基于PS-OCT的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置，包括激光光源，其特征在于，激光光源放出的激光经过耦合器分成参考光路和检测光路两路；
参考光路依次经过极化器、光栅、光程调节器到达反射镜，反射镜反射的激光沿原光路返回到耦合器；
检测光路的激光进入扫描振镜，扫描振镜包括X轴方向和Y轴方向两个振镜；从扫描振镜射出的激光经过凸透镜后照射到待检测的牙齿上，牙齿反射的激光沿原光路返回到耦合器；
从参考光路和检测光路反射回耦合器的激光耦合后经过透射光栅和凸透镜输入到CCD探测器，CCD探测器将光信号转化为电信号，电信号传输至计算机控制系统，由内置采集卡所采集；计算机完成图像的三维重建和断面分析；
计算机控制系统连接扫描振镜，控制扫描振镜的振动。
2.如权利要求1所述的一种基于PS-OCT的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置，其特征在于，所述检测光路上设有检查手柄，所述的扫描振镜、凸透镜均安装在检查手柄内，所述检查手柄上设有探头，探头顶部设有检测窗，检测窗一侧设有用于反射激光的反射镜。
3.如权利要求1所述的一种基于PS-OCT的牙体硬组织早期脱矿及龋病的可视化成像装置，其特征在于，所述计算机控制系统还连接有：参数调节显示器、参数调节面板和控制脚踏。
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