技术领域
[0001] 本实用新型涉及医疗设备类，有关一种口腔智能辅助诊疗装置，尤指主要应用于口腔医学的口腔、
牙齿可见光图像的口腔智能辅助诊疗装置。
背景技术
[0002] 在口腔医学中，常见的牙齿问题包括牙齿拥挤、疏松、哨牙、倒及牙、暴牙等，同时不整洁的牙齿容易造成蛀牙、
牙周病等牙患。自动口腔智能辅助诊疗装置，从牙齿图像和
治疗模拟样本中获取诊断参数，在治疗应用之前模拟其作用结果，是一项前沿、适用性强、应用广泛、引人关注的技术，特别是随着整形美容业的发展，牙齿的“美容”受到前所未有的关注，口腔智能辅助诊疗装置在医治牙病和牙齿“美容”方面，为越来越多地临床所应用。但是现有的口腔智能辅助诊疗装置不具有口腔、牙齿的
三维重建功能，不能反映患者的口腔、牙齿三维图像，不具有口腔智能辅助诊疗装置二维微扫装置，无法进行自动图像扫描。该辅助诊疗系统的上述
缺陷阻碍了其在医疗实践中作用更好的发挥，影响了更有效的治疗效果。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的在于提供一种口腔智能辅助诊疗装置，解决现有口腔智能辅助诊疗装置不具有重建患者口腔、牙齿三维机构的功能，解决现有口腔智能辅助诊疗装置不具有二维微扫装置，无法进行自动图像扫描的问题。
[0004] 本实用新型是在口腔智能辅助诊疗装置上开发数字化口腔智能辅助诊疗单元，实现口腔、牙齿图像的三维重建，医生和患者可以看到不同
角度、局部放大的口腔、牙齿图像，建立具有口腔、牙齿
生物、物理特性的动态模型，对牙齿矫正、修补、牙齿制备、安装假牙的过程仿真，并可进行局部区域放大且仿真过程具有真实感。
[0005] 嵌入式
图像处理系统实现口腔、牙齿图像的采集，获取实时的口腔、牙齿图片，并实现图片的传输、显示和处理。利用VC++编程语言，采用图像处理手段，根据口腔
内窥镜获取的口腔、牙齿可见光图像，利用多目视觉技术，实现牙齿结构的三维重建，为患者和医生提供清晰的牙齿结构，利用计算机技术对牙齿矫正、修补、牙齿制备、安装
假体等过程进行模拟，验证不同的矫治方案，以获取最佳的矫治效果，建立用户的个人牙齿档案，实现牙齿档案的网络化、远程化，为用户在不同的医院、诊所治疗提供数据。
[0006] 本实用新型具体包括：医用CCD、光电转换及
数据处理系统、二维微扫装置图像扫描及控制
电路、操作
手柄、照明系统、嵌入式图像处理系统和图像显示打印系统构成的口腔内窥镜系统，并进一步包括有二维微扫装置和主
控制器，其二维微扫装置连接一口腔内窥镜系统，并由
主控制器实现对二维微扫装置和口腔内窥镜系统的控制，控制二维微扫装置带动口腔内窥镜系统的运动。
[0007] 其口腔内窥镜系统中的一近距离自适应聚焦医用CCD（摄像镜头），连接一操作手柄，操作手柄与光电转换及
数据处理系统和二维微扫装置图像扫描及控制电路相连接或将其置于操作手柄内；近距离自适应聚焦医用CCD还连接有一照明
光源系统，以为其提供工作时的照射光源；在操作手柄的操纵下完成在口腔内窥镜系统的
图像采集、诊断和治疗的工作。其中：
[0008] 口腔内窥镜系统由二维微扫装置、口腔内窥镜系统和主控制器组成，其设有实现对二维微扫装置和口腔内窥镜系统进行电气控制的主控制器，并由主控制器实现对二维微扫装置和口腔内窥镜系统的控制，控制二维微扫装置带动口腔内窥镜系统的运动，由操作手柄的操作，实现对二维微扫装置带动口腔内窥镜系统进行X轴和Y轴方向平动。
[0009] 二维微扫装置的机械部分由步进
电动机、
联轴器、
齿轮变速箱、直线
轴承、弹性联轴器、滚珠
丝杆螺母副、限位
开关、零位光电开关和
工作台组成。
[0010] 二维微扫装置的控制部分由步进电动机
驱动器构成，并接受主控制器的控制，主控制器发出脉冲指令，将脉冲输入步进
电机驱动器，其中的驱动环形分配器使步进电动机的绕组按预定的顺序通电，亦即其在步进电动机驱动器的控制下，实现由受时间和位移控制的步进电动机的转动，其中：
[0011] 设有实现对步进电动机的转动进行时间控制和位移控制的步进电动机驱动器；
[0012] 设有将步进电动机的转动变换为滚珠丝杆螺母副的直线运动的
传动系统，其珠丝杆螺母副是将步进电动机的转动转换成口腔内窥镜系统直线运动的装置，其联轴器用于步进电动机
主轴和齿轮变速箱的连接；弹性联轴器用于齿轮变速箱与滚珠丝杆螺母副的连接；步进电机驱动器与步进电动机电性连接，且传动系统中的联轴器安装在电动机的
输出轴上，并另一端与齿轮变速箱的
输入轴相连接；与齿轮变速箱连接的直
线轴承、弹性联轴器与滚珠丝杆螺母副相连接，将步进电动机的转动变换为滚珠丝杆螺母副的直线运动。
[0013] 工作台为口腔内窥镜系统的承载装置，用其将口腔内窥镜系统装卡固定在工作台上；并设有用于限定X轴、Y轴的极限
位置的限位开关，其用于限定X轴、Y轴的极限位置，零位光电开关用于设定二维微扫装置的初始位置。亦即控制其放置在工作台上的口腔内窥镜系统准确位置；二维微扫装置的电气控制由主控制器实现。
[0014] 其中，主控制器选用PIC
单片机实现对二维微扫装置和口腔内窥镜系的控制，其用于主控制器的PIC单片机同时用于控制
外围设备的集成电路。
[0015] 本实用新型的有益效果是，于口腔内窥镜系统每移动1.5毫米，要停留0.3秒，故选用能够编程可实现时间和位移控制的步进电动机；精密的滚珠丝杆螺母副具有传动系统
刚度好、无爬行现象，传动效率高，摩擦损失小，并具有较高的传动
精度等特点。
[0016] 在对患者口腔、牙齿图像实现自动扫描的同时，有效的形成多目视觉成像，为患者口腔、牙齿的三维重建、获取最佳
治疗方案提供数据。
附图说明
[0017] 图1为本实用新型二维微扫装置结构系统示意图。
[0018] 图2为本实用新型口腔内窥镜系统结构
框图。
[0019] 图3为本实用新型维微扫装置控制原理框图。
[0020] 图4为本实用新型流程框图。
[0021] 附图中序号含义。
[0022] 1.二维微扫装置、11.步进电动机驱动器、12.步进电动机、13.联轴器、14.齿轮变速箱、15.直线轴承、16.弹性联轴器、17.滚珠丝杆螺母副、18.限位开关、19.零位光电开关、20.工作台；2.口腔内窥镜系统、21.医用CCD、22.光学系统、23.二维微扫装置图像扫描及控制电路、24.操作手柄、25.照明系统、26.嵌入式图像处理系统、27.图像显示打印系统；3.主控制器。
具体实施方式
[0023] 如附图1与附图2所示，本实用新型主要由二维微扫装置1、口腔内窥镜系统2和主控制器3组成，其二维微扫装置1连接一口腔内窥镜系统2，并由主控制器3实现对二维微扫装置1和口腔内窥镜系统2的控制，控制二维微扫装置1带动口腔内窥镜系统2的运动。
[0024] 二维微扫装置1的机械部分由步进电动机12、联轴器13、齿轮变速箱14、直线轴承15、弹性联轴器16、滚珠丝杆螺母副17、限位开关18、零位光电开关19和工作台20组成；
而二维微扫装置1的控制部分由步进电动机驱动器11构成，其中的驱动环形分配器使步进电动机12的绕组按预定的顺序通电，亦即其在步进电动机驱动器11的控制下，实现由时间和位移控制的执行机构步进电动机11的转动，并通过联轴器13与齿轮变速箱14的连接，与齿轮变速箱14连接直线轴承15、弹性联轴器16与滚珠丝杆螺母副17连接，将步进电动机12的转动变换为滚珠丝杆螺母副17的直线运动。
[0025] 工作台20为口腔内窥镜系统2的承载装置，用其将口腔内窥镜系统2装卡固定在工作台20上；限位开关18用于限定X轴、Y轴的极限位置，零位光电开关19用于设定二维微扫装置的初始位置。亦即控制其放置在工作台20上的口腔内窥镜系统2准确位置；二维微扫装置1的主控制由主控制器3实现。
[0026] 口腔内窥镜系统2包括有医用CCD 21、光电转换及数据处理系统22、二维微扫装置图像扫描及控制电路23、操作手柄24、照明系统25、嵌入式图像处理系统26、图像显示打印系统27。其一近距离自适应聚焦医用CCD（摄像镜头）21，连接一操作手柄24，操作手柄24与光电转换及数据处理系统22和图像扫描控制电路23相连接或将其上述系统及控制电路置于其操作手柄24内；近距离自适应聚焦医用CCD 21还连接有一照明系统25，以为其提供工作时的照射光源。在操作手柄24的操纵下完成在口腔内窥镜系统2的图像采集、诊断和治疗的工作。
[0027] 其中主控制器3选用PIC单片机实现对二维微扫装置1和口腔内窥镜系统2的控制。其主控制器3的PIC单片机同时用于控制外围设备的集成电路。
[0028] 如附图1所示，滚珠丝杆螺母副17是将步进电动机12的转动转换成口腔内窥镜系统2直线运动的装置；其联轴器13用于步进电动机12主轴和齿轮变速箱的连接；弹性联轴器16用于齿轮变速箱14、直线轴承15与滚珠丝杆螺母副17的连接；步进电动机驱动器11与步进电动机12电性连接。主控制器3发出脉冲指令，并将脉冲输入步进电动机驱动器11，其步进电动机驱动器11中的驱动环形分配器使步进电动机12的绕组按预定的顺序通电，控制步进电动机12旋转速度。若步进电动机12的转速较高，采用降低齿轮变速箱14转速而实现步进电动12所需要的X轴、Y轴的二维平动。
[0029] 由于口腔内窥镜系统2每移动1.5毫米，要停留0.3秒，故选用能够编程可实现时间和位移控制的步进电动机12。精密的滚珠丝杆螺母副17具有传动系统刚度好、无爬行现象，传动效率高，摩擦损失小，并具有较高的传动精度等特点。
[0030] 如附图3所示，本实用新型的操作方法如下：
[0031] 1)、口腔内窥镜系统2安装在口腔智能辅助诊疗装置二维微扫装置2的工作台20上，工作台20平动带动口腔内窥镜系统2实现X轴和Y轴的平动。
[0032] 2)、由控制器3控制二维微扫装置2的运动，亦即控制口腔内窥镜系统2采集口腔、牙齿的图像及其精确的位置，以实现多目
计算机视觉。
[0033] 3)、对采集口腔、牙齿的图像由嵌入式图像处理系统26处理，图像显示打印系统打印。
[0034] 本实用新型由主控制器3为本装置的总控制部分，由其控制二维微扫装置1系统的运动，口腔内窥镜系统2固定在工作台3上，由主控制器控制工作台20的平动，并通过操作手柄24实现在人体口腔内的图像收集、诊断和治疗的工作过程。
[0035] 如图4所示，为口腔辅助诊疗装置
软件流程框图，目的在于实现口腔、牙齿图像的采集，获取实时的口腔、牙齿图片，采用图像处理技术实现口腔、牙齿结构的仿真模拟。利用图像处理手段，根据口腔内窥镜获取的口腔、牙齿可见光图像，实现牙齿结构的三维重建，为患者和医生提供清晰的牙齿结构，利用计算机对牙齿矫正、修补、牙齿制备、安装假体等过程进行模拟，验证不同的矫治方案，以获取最佳的矫治效果。其具体步骤为：a.口腔内窥镜采集口腔图像，b.图像传输、显示（图像不清晰则返回初始程序），c.图像处理进行图像技术处理，d.口腔、牙齿曲面的三维重建，e.建立口腔、牙齿的动态模型，f.实现牙齿的平移、缩放翻转，g.为患者提供不同侧面的牙齿图像，h.利用计算机实现患者牙齿矫正、修补、牙齿制备、安装假体等过程模拟，i.牙齿参数化分析，j.获取最佳的治疗方案，k.为医生临床诊断提供依据。
