牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)與方法，適用于口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中牙齒日常健康維護、早期齲齒檢測及齲齒齲損評價等相關(guān)方面。
【背景技術(shù)】
[0002]齲齒是一種常見的高發(fā)疾病，如果能夠及時的發(fā)現(xiàn)早期齲齒，則可以通過補礦方法對齲損位置進行治療，防止齲齒進一步惡化。但視診、探針及X射線等傳統(tǒng)齲齒檢測方法對早期齲齒檢測并不敏感，因此早期齲齒的檢測對齲齒預(yù)防與治療具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)在技術(shù)的不足，提供一種牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測方法與系統(tǒng)，可有效的檢測早期齲損且具有良好的成像效果。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:
一種牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)，包括牙齒組織樣件、第一準(zhǔn)直鏡、第一光纖、第一激光器、第一電源線、第一激光器電源、第一 BNC數(shù)據(jù)線、以太網(wǎng)線、計算機、數(shù)據(jù)采集卡控制線、數(shù)據(jù)采集卡、紅外熱像儀觸發(fā)信號線、第二 BNC數(shù)據(jù)線、第二激光器、紅外熱像儀、第二電源線、二維移動臺、第二激光器、第二光纖、第二準(zhǔn)直鏡及三維移動臺，其中:計算機通過數(shù)據(jù)采集卡控制線與數(shù)據(jù)采集卡相連接；數(shù)據(jù)采集卡通過紅外熱像儀觸發(fā)信號線與紅外熱像儀觸發(fā)信號端相連接；數(shù)據(jù)采集卡調(diào)制信號輸出端口 ?通過第一 BNC信號線與第一激光器電源相連接，第一激光器電源與第一激光器通過第一電源線相連接，第一激光器通過第一光纖與第一準(zhǔn)直鏡相連接；數(shù)據(jù)采集卡調(diào)制信號輸出端口 /2通過第二 BNC信號線與第二激光器電源相連接，第二激光器電源與第二激光器通過第二電源線相連接，第二激光器通過第二光纖與第二準(zhǔn)直鏡相連接；牙齒組織樣件放置于三維移動臺上，紅外熱像儀放置于二維移動臺上，計算機通過以太網(wǎng)線與紅外熱像儀相連接。
[0005]一種牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測方法，基于光熱輻射測量(Photothermal rad1metry, PTR)原理，采用計算機控制數(shù)據(jù)采集卡產(chǎn)生兩個同步調(diào)制信號，調(diào)制頻率分別為Zi與/2，調(diào)制信號通過BNC數(shù)據(jù)線分別控制兩臺激光器，激光器通過光纖經(jīng)準(zhǔn)直鏡匯聚到牙齒組織表面，調(diào)制變化的激光照射到樣件后由于存在光熱效應(yīng)，樣件出現(xiàn)溫度漲落與紅外輻射，光熱輻射信號與樣件光熱特性參數(shù)相關(guān)，信號被紅外熱像儀接收，生成圖像序列。獲取的圖像序列與參考信號(頻率為I ?-/21)做鎖相運算，進而提取光熱輻射信號中的拍頻(I ?-/2|)成分，此方法可以實現(xiàn)對牙齒早期齲損的高分辨率識別。具體實施步驟如下:
步驟(I):確定要測量的牙齒組織，將牙齒組織樣件放置于三維移動臺上；
步驟(2):開啟牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)；
步驟(3):紅外熱像儀開啟后，首先需等待10分鐘，以使探測元件達(dá)到紅外熱像儀預(yù)設(shè)溫度，從而保證探測信號的準(zhǔn)確性； 步驟(4):紅外熱像儀探測元件達(dá)到預(yù)設(shè)溫度后，使用紅外熱像儀進行成像，此步驟需要調(diào)整載有紅外熱像儀的二維移動臺、載有牙齒組織樣件的三維移動臺以及紅外熱像儀焦距，以使紅外熱像儀可以清晰的對牙齒樣本進行成像；
步驟(5):調(diào)整兩個準(zhǔn)直鏡位置，使其匯聚到牙齒組織樣件表面；
步驟(6):計算機控制軟件設(shè)置兩臺激光器的調(diào)制信號?\、/2、激光器功率，同時觸發(fā)紅外熱像儀進行圖像序列采集；
步驟(7):計算機控制軟件信號將采集到的圖像序列與參考信號|/1-/2|做鎖相運算，從而得到牙齒組織光熱輻射信號幅值圖與相位圖。
[0006]本發(fā)明中，測試材料針對早期齲損牙齒組織。
[0007]本發(fā)明中，激光器波長根據(jù)牙齒樣本吸收特性而定。
[0008]本發(fā)明中，頻率調(diào)制頻率與參考信號頻率根據(jù)早期齲損牙齒組織齲損程度而定。
[0009]本發(fā)明的優(yōu)點在于:
(I)本發(fā)明采用牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測方法可以實現(xiàn)牙齒組織完全無損傷、非接觸、高效測量，同時可以提高早期牙齒齲損檢測的分辨率。
[0010](2)本發(fā)明采用牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)可以對牙齒組織進行快速成像，同時可以實現(xiàn)對牙齒齲損位置的高分辨率識別。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明所涉及的牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)示意圖；
圖2為牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)檢測幅值圖；
圖3為牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)檢測相位圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
[0013]如圖1所示，本發(fā)明提供的牙齒組織早期齲損差動光熱成像檢測系統(tǒng)由牙齒組織樣件1、第一準(zhǔn)直鏡2、第一光纖3、第一激光器4、第一電源線5、第一激光器電源6、第一 BNC數(shù)據(jù)線7、以太網(wǎng)線8、計算機9、數(shù)據(jù)采集卡控制線10、數(shù)據(jù)采集卡11、紅外熱像儀觸發(fā)信號線12、第二 BNC數(shù)據(jù)線13、第二激光器14、紅外熱像儀15、第二電源線16、二維移動臺17、第二激光器18、第二光纖19、第二準(zhǔn)直鏡20及三維移動臺21構(gòu)成。計算機9通過數(shù)據(jù)采集卡控制線10與數(shù)據(jù)采集卡11相連接；數(shù)據(jù)采集卡11通過紅外熱像儀觸發(fā)信號線12與紅外熱像儀15觸發(fā)信號端相連接；數(shù)據(jù)采集卡11調(diào)制信號輸出端口 Zi通過第一 BNC信號線7與第一激光器電源6相連接，第一激光器電源6與第一激光器4通過第一電源線5相連接，第一激光器4通過第一光纖3與第一準(zhǔn)直鏡2相連接；數(shù)據(jù)采集卡11調(diào)制