本發明專利技術公開了利用偏振成像的牙齒表面脫礦檢測裝置，包括光源、照明系統等，光源提供可見光，其投射光線方向上依次安裝照明系統、第一線偏振片，光源、照明系統、第一線偏振片所在的光軸方向與待測牙齒表面的法線呈銳角；在牙齒表面的法向方向依次安裝第二線偏振片、成像系統、面陣光電探測器，其中，成像系統保證牙齒表面與面陣光電探測器接收面共軛成像，第二線偏振片安置于牙齒與成像系統之間，旋轉控制器與第二線偏振片相連，用于控制第二線偏振片的轉動；面陣光電探測器將獲取的圖像傳輸至主處理器。本發明專利技術檢測裝置利用偏振成像來檢測牙齒表面脫礦狀態，具有準確性、無接觸、可視化等優點。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于口腔醫學成像
，特別涉及一種利用偏振成像來檢測牙齒表面脫礦情況的裝置。
技術介紹
覆蓋在牙齒表面的牙釉質主要由無機物構成，正常情況下處于脫礦和再礦的動態平衡中，但，當牙齒組織長期處于酸性環境下，脫礦的速率大于再礦速率，動態平衡遭到破壞，礦物質丟失，導致口腔細菌侵入，引發齲齒。病變的釉質失去原有半透明光澤，呈現白堊斑。因此，牙齒組織表面的脫礦檢測是預防齲齒的關鍵。傳統的牙齒健康狀態檢測采用視診的方法，取決于臨床口腔醫生的個人經驗，在醫生無法確認情況下，采用X線片的方法，但眾所周知，射線方法對人體有輻射作用，不宜長期多次使用。針對牙齒健康狀況的檢測，目前主要從牙菌斑的角度考慮。牙菌斑是一種由多種細菌構成的生物膜，附著在牙齒表面，其新陳代謝產生的酸性物質腐蝕牙齒表面礦物質。因此，以牙菌斑為檢測目標已發展的技術包括激光齲齒檢測儀DIAGNOdent Pen，用于點測量，并以數值的形式表示檢測結果；牙菌斑檢測儀VistaCam Intraoral Camera,用于面成像，以偽彩色圖像的形式表示檢測結果。上述兩種檢測方法均是利用口腔細菌等外界物質的熒光效應進行診斷，無法客觀描述牙齒組織的脫礦情況。
技術實現思路
本專利技術提供了一種利用偏振成像的牙齒表面脫礦檢測裝置，其利用線偏振光入射牙齒，表面脫礦將導致入 射偏振光的偏振態改變程度與正常組織產生差異，獲取后向散射光的偏振態與入射偏振光相互平行與垂直兩種狀態的圖像，并計算每一像素點的偏振度獲得偏振度圖像用以表征牙齒表面的脫礦情況。牙釉質中無機物羥基磷灰石晶體相互聚焦形成直徑為4μπι左右的釉柱結構，自釉質本質界面向牙齒表面方向呈放射狀分布，并于牙齒表面近似垂直。從組織結構上可以看出牙釉質是一種各向異性介質，在線偏振光入射下，經過組織內部多次散射后，其偏振態發生改變，改變的程度與介質的有序性有關。當組織脫礦后，釉柱的有序性結構遭到破壞，線偏振光入射后偏振態的改變程度降低。因此，可以利用線偏振光入射下，偏振態的改變程度對牙齒組織表面的脫礦狀況進行成像檢測。可以準確反映組織的結構特征，不受牙齒表面污垢以及照明光束均勻性的影響。本專利技術采用以下技術方案:利用偏振成像的牙齒表面脫礦檢測裝置，包括光源(I)、照明系統(2)、第一線偏振片(3)、第二線偏振片(5)、成像系統(6)、旋轉控制器(8)、面陣光電探測器(7)、主處理器(9)，光源(I)提供可見光，其投射光線方向上依次安裝照明系統(2)、第一線偏振片(3),光源(I)、照明系統(2)、第一線偏振片(3)所在的光軸方向與待測牙齒⑷表面的法線(即垂線方向)呈銳角(即大于O、小于90度的夾角)；在牙齒(4)表面的法向方向依次安裝第二線偏振片(5)、成像系統(6)、面陣光電探測器(7)，其中，成像系統(6)保證牙齒(4)表面與面陣光電探測器(7)接收面共軛成像，第二線偏振片(5)安置于牙齒(4)與成像系統(6)之間，旋轉控制器(8)與第二線偏振片(5)相連，用于控制第二線偏振片(5)的轉動,在第二線偏振片(5)與第一線偏振片(3)的偏振方向相互平行時，由面陣光電探測器(7)獲取此時的一副圖像，并傳輸至主處理器(9)中存儲；在第二線偏振片(5)與第一線偏振片(3)的偏振方向相互垂直時，由面陣光電探測器(7)獲取此時的另一副圖像，并傳輸至主處理器(9)中存儲；主處理器(9)通過計算得到每個像素點的偏振度結果，并最終顯示偏振度圖像。優選的，光源(I)為提供波段在300 - 1300nm之間的連續或窄帶光源。優選的，照明系統(2)為均勻化照明裝置。優選的，面陣探測器(7)為二維的光電圖像傳感器，如(XD、CMOS等能夠將光轉化為電的元件。優選的，主處理器(9)為計算機，如個人計算機。優選的，旋轉電機(8)的載物臺為中空結構，所述的線偏振片(5)放置于旋轉電機(8)的中空部位，并與旋轉電機(8)相固定。本專利技術檢測裝置利用偏振成像來檢測牙齒表面脫礦狀態，其不受牙齒表面附著物和照明不均勻的影響，具有準確性、 無接觸、可視化等優點。附圖說明圖1是本專利技術檢測裝置的結構示意圖。圖2是旋轉電機(8)與線偏振片(5)的裝配結構示意圖。圖不中:1 一光源、2 —照明系統、3 —線偏振片、4 一牙齒、5 —線偏振片、6 —成像系統、8 —旋轉電機、7 —面陣光電探測器、9 一個人計算機。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術實施例作詳細說明。圖1顯示了利用偏振成像的牙齒脫礦檢測裝置的實施例，其包括光源1、照明系統2、線偏振片3、線偏振片5、旋轉電機8、成像系統6、面陣光電探測器7、個人計算機9，光源I提供300nm - 1300nm波段范圍內的連續光譜或者窄帶的光源，其能量應保證經照明系統2、線偏振片3、牙齒4、線偏振片5、成像系統6后能夠被面陣光電探測器7所探測，從而使牙齒4表面的反射光被面陣探測器7接收。面陣探測器7為二維的光電圖像傳感器，如CCD、CMOS等能夠將光轉化為電的元件。在光源I的投射光線方向上依次安裝照明系統2、線偏振片3，照明系統2為均勻化照明裝置。而且光源1、照明系統2、線偏振片3所在的光軸方向與牙齒表面的法線方向形成大于O、小于90度的夾角。在牙齒4表面的法向方向依次安置線偏振片5、成像系統6、面陣光電探測器7，其中，成像系統6保證牙齒4表面與面陣光電探測器7接收面共軛成像，線偏振片5放置于牙齒4與成像系統6之間，線偏振片5與旋轉電機8相連，連接方式如圖2所示，旋轉電機8載物臺為中空結構，線偏振片5放置于中空部位，并與旋轉電機8相固定，旋轉電機8用于控制線偏振片5的旋轉，在線偏振片5與線偏振片3的偏振方向相互平行時，由面陣光電探測器7獲取此時的一副圖像，并傳輸至個人計算機9中存儲。在線偏振片5與線偏振片3的偏振方向相互垂直時，由面陣光電探測器7獲取此時的另一副圖像，并傳輸至(與面陣光電探測器7相聯的)個人計算機9中存儲。在個人計算機9中得到每個像素點的偏振度結果，并最終顯示偏振度圖像。每個像素點的偏振度d= (Ipm-1peJ/ (Ipar+Iper)，其中，Ipar為線偏振片3與線偏振片5偏振方向相互平行時獲取的該像素點的灰度值，Iper為線偏振片3與線偏振片5偏振方向相互垂直時獲取的該像素點的灰度值。本專利技術所涉的照明系統、線偏振片、線偏振片、成像系統、面陣光電探測器、旋轉電機、個人計算機等均可采用現有技術。與傳統視診相比，本專利技術檢測裝置的對比度高，可有效地反應牙齒表面的礦化情況，可用于口腔臨床的牙齒健康狀況的無損診斷。 本領域中的普通技術人員應當認識到，以上實施例僅是用來驗證本專利技術，而并非作為對本專利技術的限定，只要是在本專利技術的范圍內，對以上實施例的變化、變形都將落在本專利技術的保護范圍內。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
利用偏振成像的牙齒表面脫礦檢測裝置，其特征是包括光源(1)、照明系統(2)、第一線偏振片(3)、第二線偏振片(5)、成像系統(6)、旋轉控制器(8)、面陣光電探測器(7)、主處理器(9)，光源(1)提供可見光，其投射光線方向上依次安裝照明系統(2)、第一線偏振片(3)，光源(1)、照明系統(2)、第一線偏振片(3)所在的光軸方向與待測牙齒(4)表面的法線呈銳角；在牙齒(4)表面的法向方向依次安裝第二線偏振片(5)、成像系統(6)、面陣光電探測器(7)，其中，成像系統(6)保證牙齒(4)表面與面陣光電探測器(7)接收面共軛成像，第二線偏振片(5)安置于牙齒(4)與成像系統(6)之間，旋轉控制器(8)與第二線偏振片(5)相連，用于控制第二線偏振片(5)的轉動；面陣光電探測器(7)將獲取的圖像傳輸至主處理器(9)。
【技術特征摘要】
1.利用偏振成像的牙齒表面脫礦檢測裝置，其特征是包括光源(I)、照明系統(2)、第一線偏振片(3)、第二線偏振片(5)、成像系統(6)、旋轉控制器(8)、面陣光電探測器(7)、主處理器(9)，光源(I)提供可見光，其投射光線方向上依次安裝照明系統(2)、第一線偏振片(3)，光源(I)、照明系統(2)、第一線偏振片(3)所在的光軸方向與待測牙齒⑷表面的法線呈銳角；在牙齒(4)表面的法向方向依次安裝第二線偏振片(5)、成像系統(6)、面陣光電探測器(7)，其中，成像系統(6)保證牙齒(4)表面與面陣光電探測器(7)接收面共軛成像，第二線偏振片(5)安置于牙齒(4)與成像系統(6)之間，旋轉控制器(8)與第二線偏振片(5)相連，用于控制第二線偏振片(5)的轉動；面陣光電探測器(7...
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳慶光，
申請(專利權)人：杭州電子科技大學，
類型：發明
國別省市：
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