一种基于恒流源的口腔种植体检测定位装置和方法
阅读说明：本技术 一种基于恒流源的口腔种植体检测定位装置和方法 (Oral implant detection positioning device and method based on constant current source ) 是由 张倜然 郭丹 于 2020-12-29 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种基于恒流源的口腔种植体检测定位装置和方法,属于口腔种植体检测和定位装置技术领域；包括探测传感器、探测传感器插座和种植体定位装置,探测传感器插座两端分别连接探测传感器与种植体定位装置。所述的种植体定位装置主要包括由电源供电的CPU、恒压源模块、状态显示控制模块和变频模块。所述的恒压源模块、状态显示控制模块和变频模块与CPU连接,PCB通过探测传感器插座与CPU连接。具有高灵敏、操作方便、定位准确的特点,解决了现有方法周期长、定位不准确以及定位速度慢等问题,保证了医生快速、精准地找到种植体并实施手术,降低了医疗事故。(The invention relates to an oral implant detection and positioning device and method based on a constant current source, belonging to the technical field of oral implant detection and positioning devices; the device comprises a detection sensor, a detection sensor socket and an implant positioning device, wherein the two ends of the detection sensor socket are respectively connected with the detection sensor and the implant positioning device. The implant positioning device mainly comprises a CPU powered by a power supply, a constant voltage source module, a state display control module and a frequency conversion module. The constant voltage source module, the state display control module and the frequency conversion module are connected with the CPU, and the PCB is connected with the CPU through the detection sensor socket. The method has the characteristics of high sensitivity, convenience in operation and accuracy in positioning, solves the problems of long period, inaccuracy in positioning, low positioning speed and the like of the conventional method, ensures that a doctor can find the implant and perform the operation quickly and accurately, and reduces medical accidents.)
技术领域
本发明涉及一种基于恒流源的口腔种植体检测定位装置和方法，属于口腔种植体检测和定位装置技术领域。
背景技术
随着人们生活的提高，越来越多的牙齿缺损和缺失患者会选择使用植入种植体，配牙冠的方法来恢复口腔的牙齿咀嚼功能；但种植体在植入口腔后，随着使用的时间久远后，一旦牙冠脱落；伤口愈合生长的肌肉会将种植体完全覆盖；凭肉眼是无法分辨颌骨上哪里植入过种植体。如何找到这些嵌入在颌骨且被肌肉覆盖的年久失修的种植体，是一个技术难题；现在有些医生会利用X光机设备对口腔拍X光片的方式来找寻口腔中的种植体大概位置；但探测的结果有时往往不准确，因为X光机拍照口腔只能做正截面牙齿的扫描成像，如出现口腔相邻位置既有种植钉，又有支抗钉；或者外牙有种植体，里面的座牙也有种植体等口腔有几颗种植体的情况时；拍出的种植体图像就会重叠或者变形，很难判定出种植体的准确位置，因此容易在手术时造成医疗事故的发生。因此，如何在手术前，准确和不遗漏地找到口腔中种植体的具体位置，是亟需解决的问题。
发明内容
本发明提供了一种基于恒流源的口腔种植体检测定位装置和方法，具有高灵敏、操作方便、定位准确的特点，解决了现有方法周期长、定位不准确以及定位速度慢等问题，保证了医生快速、精准地找到种植体并实施手术，降低了医疗事故。
本发明通过以下技术方案实现，包括探测传感器、探测传感器插座和种植体定位装置，探测传感器插座两端分别连接探测传感器与种植体定位装置。
所述的探测传感器由PCB及附着在PCB上下表面的铜质跑道形线圈组成；探测传感器有不同的类型，即PCB的尺寸不变，但其上下表面附着的线圈的匝数可以变化，以满足不同人群的需求。
所述的种植体定位装置主要包括由电源供电的CPU、恒压源模块、状态显示控制模块和变频模块。
所述的探测传感器插座一端用于接插安装探测传感器，另一端用于插接在种植体定位装置的前端，PCB通过探测传感器插座与电源连接；
所述的恒压源模块、状态显示控制模块和变频模块与CPU连接，PCB通过探测传感器插座与CPU连接。
所述的变频模块根据所选频率档位的不同，在CPU的控制下，自动输出所需频率范围，并且在设定的频率范围内从低到高进行变频扫描。
所述的CPU，采用的是贴片式单片机微处理器。其工作电压范围为1.3V-1.5V，是一种超低功耗的微处理器，由电池直接为其供电。
所述的探测传感器插座在种植体定位装置内从0°至90°，90°至180°，180°至270°的范围内旋转；探测传感器插座通过插接端设置在种植体定位装置的插孔内；
探测传感器插座的插接端为圆柱形结构，0°位置设置限位凸台；插接端外侧包覆菱形的弹片，弹片通过插孔内壁的限位台阶固定在插孔内，插孔内还包括容纳菱形的弹片四个角的定位槽；所述的限位台阶彼此的夹角为90°；
所述的探测传感器为空心结构，内置电缆线。
探测传感器插座可以在0-270°的范围内旋转，方便对上下颚牙齿种植体的探测，探测传感器插座中的上下端都有电极，无论探测传感器正方向插入还是反方向插入，整个装置都能正常工作，方便更换探测传感器，节约时间。探测传感器插座通过手动调节，使其绕着种植体定位装置旋转，便于探测操作的方便进行。
所述的状态显示控制模块设置在种植体定位装置的折弯处，所述的状态显示控制模块分为八个区域，八个区域都安装有红绿两个LED灯；具体包括0至5显示区和按键一，按键二；圆形的0显示区设置在圆心；0显示区外围是按键一与按键二构成的圆环结构，最外围是1至5显示区构成的圆环结构。
所述的电源为电池，设置在种植体定位装置的末端的电池仓内。为探测传感器和种植体定位装置提供工作电能。
当电池电压接近临界点时，所述的恒压源模块在CPU的控制下，恒压模块电路开始启动；保证装置的正常临床使用，减少装置的低效工作时间；当电池电压低于工作阈值后，主机无法开启，提示更换电池。
所述的变频模块包括三个频率档位，高频档为8至12MHz，中频档为4至8MHz，低频档为0.1至4MHz。
种植体定位装置的内壁还镶嵌有一层300um的金属铜网状屏蔽层。以减小外界信号的干扰；装置中的电路部分在设计时也采取了相应的措施，采用满足要求的低速芯片，利用光耦器件隔离电信号的串扰，电源、PCB走线、接地、接口位置等部分都采取了抗干扰的措施，从而使整个定位装置具有优良的抗干扰能力。
本发明包括以下步骤：
步骤1，将一节电池装入定位装置的电池仓中，然后再将探测传感器与探测传感器插座整体插入至种植体定位装置的前端；
步骤2，按动按键二，蜂鸣器发出短促的“嘀”声， 0，1，2，3，4，5显示区的每个绿灯都亮，0.5秒后，绿灯都熄灭；然后种植体定位装置进入自检状态；如果自检没通过，则1，2，3，4，5显示区的红灯环动发光，即五个红灯依次各亮0.2秒，1秒后，自动关机；如果自检通过，则0，1，2，3，4，5区域的绿灯常亮；
步骤3，按动按键一后，系统进入治疗状态，此时0，1，2，3，4，5显示区的绿灯闪动，亮灭各0.5秒，循环进行；当探测传感器进入中、弱探测区时，0，1，2，3，4，5显示区的绿灯和红灯均亮，呈现出橙色；当探测传感器进入强探测区时，0号区的绿灯亮，蜂鸣器发出两声长的“嘀”声，表示种植体找到；做标记后，继续寻找下一颗种植体。两个具有不同颜色的发光二极管的亮灭状态以及组合状态和探测传感器所处的状态相关，便于快速定位。
所述步骤3还包括以下变频操作：
将探测传感器深入口腔中，旋转探测传感器插座，使其便于探测；按下治疗键，即按键一后；使频率档处于最低档，然后在牙齿齿面移动探测传感器，如果探测传感器已经进入到种植区，此时1，2，3，4，5显示区的灯呈橙色，即红灯和绿灯同时亮；然后继续移动，当探测器处于种植体中心位置时，0显示区绿灯亮，其余灯不亮；如果整个过程都没有探测到种植体，则根据所选档位，在单片机微处理器的控制下，经过变频模块的变频处理，逐步调整频率档从中频档到高频档，直到探测到种植体。
本发明的有益效果在于，（1）由于不同的频率档位的能耗不同，所以该措施可以尽可能多的节省能耗。（2）定位装置中具有变频装置，可以根据所选频率档位的不同，在单片机微处理器的控制下，自动输出所需要的频率范围，并且能够在设定的频率范围内从低到高进行变频扫描。（3）金属铜网状屏蔽层，以减小外界信号的干扰；装置中的电路部分在设计时也采取了相应的措施，采用满足要求的低速芯片，利用光耦器件隔离电信号的串扰，电源、PCB走线、接地、接口位置等部分都采取了抗干扰的措施，从而使整个定位装置具有优良的抗干扰能力。（4）探测传感器有不同的型号，可以根据不同牙齿患者的需求进行更换。（5）两个具有不同颜色的发光二极管的亮灭状态以及组合状态和探测传感器所处的状态相关，便于快速定位。（6）定位装置上的传感器插座可以通过手动调节，使其绕着定位装置旋转，便于探测操作。（7）定位装置的输出采用低频交流信号，不会对口腔中的任何部位造成辐射损伤。
与现有技术相比，本发明提供了一种高灵敏、操作方便、定位准确的手持式牙齿种植体定位装置，具备以下优点：(1)成本低、定位准确性高，减小了病人的痛苦。(2)手术周期短，节省了病人较长时间的等待时间。(3)该装置为手持式结构，旋转头能够270°转动，携带方便，操作灵活。(4)定位精准，降低了医疗事故。(5)该装置的工作频率处于低频段，在对口腔探测的过程中不会对身体造成任何辐射上的伤害。
附图说明
图1为种植体定位装置结构框图。
图2 为本发明的结构示意图。
图3为探测传感器的PCB结构示意图。
图4为状态显示控制模块示意图。
图5为探测传感器插座示意图。
图6为探测传感器插座剖视图。
图7为本发明的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图1至7，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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。
本发明包括探测传感器1、探测传感器插座2和种植体定位装置3，探测传感器插座2两端分别连接探测传感器1与种植体定位装置3；
所述的探测传感器1由PCB及附着在PCB上下表面的铜质跑道形线圈组成；探测传感器1有不同的类型，即PCB的尺寸不变，但其上下表面附着的线圈的匝数可以变化，以满足不同人群的需求。
探测原理为：探测传感器线圈的电感为、电阻为、电压有效值E、电流有效值为、角频率为，口腔金属种植体的等效涡流电感为、电阻为、涡流有效值为，探测传感器线圈与口腔金属种植体互感之间的对应关系为：
由（1）式和（2）式可以得到：
当探测传感器1靠近口腔金属种植体时，由于涡流效应导致探测传感器线圈的等效电感、等效电阻发生改变，从而可以通过检测线圈电压的变化达到金属种植体的目的。
所述的种植体定位装置3主要包括由电源31供电的CPU32、恒压源模块33、状态显示控制模块34和变频模块35；种植体定位装置3是整个装置的核心，其结构为手持式，长度为12厘米，圆柱形，直径为2厘米。探测传感器插座2在距顶端2厘米处，整体弯曲30°角，并且直径逐渐缩小，端口的直径变为1.8厘米，此端口安装有探测传感器接口，为旋转式结构，可以在270°范围内旋转，方便操作。
种植体定位装置3外壳的前后侧面镶嵌有橡胶凸起，以增加摩擦力，防止定位装置的滑落。
所述的探测传感器插座2一端用于接插安装探测传感器1，另一端用于插接在种植体定位装置3的前端，PCB通过探测传感器插座2与电源31连接。
所述的恒压源模块33、状态显示控制模块34和变频模块35与CPU32连接，PCB通过探测传感器插座2与CPU32连接。
使用时，通过进入口腔中的探测传感器1探测到种植体后，会立即将检测电磁信号转变成电平信号传输给CPU32； CPU32在接收到的检测信号后，会进行信息的处理和分析，在排除干扰信息后，确认探测到种植体，通过电源31驱动状态显示控制模块34做出相应的状态显示。
所述的变频模块35根据所选频率档位的不同，在CPU32的控制下，自动输出所需频率范围，并且在设定的频率范围内从低到高进行变频扫描。
所述的CPU32，采用的是贴片式单片机微处理器。其工作电压范围为1.3V-1.5V，是一种超低功耗的微处理器，由电池直接为其供电。
所述的探测传感器插座2在种植体定位装置3内从0°至90°，90°至180°，180°至270°的范围内旋转；探测传感器插座2通过插接端21设置在种植体定位装置3的插孔36内；
探测传感器插座2的插接端21为圆柱形结构，0°位置设置限位凸台22；插接端21外侧包覆菱形的弹片23，弹片23通过插孔36内壁的限位台阶361固定在插孔36内，插孔36内还包括容纳菱形的弹片23四个角的定位槽362；所述的限位台361阶彼此的夹角为90°；
所述的探测传感器插座2为空心结构，内置电缆线24。
探测传感器插座2可以在0至270°的范围内旋转，方便对上下颚牙齿种植体的探测，探测传感器插座2中的上下端都有电极，无论探测传感器插座2正方向插入还是反方向插入，整个装置都能正常工作，方便更换探测传感器插座2，节约时间。
所述的状态显示控制模块34设置在种植体定位装置的折弯处，所述的状态显示控制模块34分为八个区域，八个区域都安装有红绿两个LED灯；具体包括0至5显示区343和按键一341，按键二342；圆形的0显示区设置在圆心；0显示区外围是按键一341与按键二342构成的圆环结构，最外围是1至5显示区构成的圆环结构；
所述的电源31为电池，设置在种植体定位装置3的末端的电池仓内。为探测传感器1和种植体定位装置3提供工作电能。
当电池电压接近临界点时，所述的恒压源模块33在CPU32的控制下，恒压模块电路开始启动；保证装置的正常临床使用，减少装置的低效工作时间；当电池电压低于工作阈值后，主机无法开启，提示更换电池。该装置比现有采用X射线口腔扫描成像来定位种植体的方法更加方便快捷，而且对人体没有辐射伤害。
所述的变频模块35包括三个频率档位，高频档为8至12MHz，中频档为4至8MHz，低频档为0.1至4MHz。
种植体定位装置3的内壁还镶嵌有一层300um的金属铜网状屏蔽层。以减小外界信号的干扰；所述的种植体定位装置3中的电路部分在设计时也采取了相应的措施，采用满足要求的低速芯片，利用光耦器件隔离电信号的串扰，电源、PCB走线、接地、接口位置等部分都采取了抗干扰的措施，从而使整个定位装置具有优良的抗干扰能力。
本发明包括以下步骤：
步骤1，将一节AA电池装入种植体定位装置3的电池仓中，然后再将探测传感器1与探测传感器插座2整体插入至种植体定位装置3的前端；
步骤2，按动按键二342，蜂鸣器发出短促的“嘀”声， 0，1，2，3，4，5显示区343的每个绿灯都亮，0.5秒后，绿灯都熄灭；然后种植体定位装置3进入自检状态；如果自检没通过，则1，2，3，4，5显示区343的红灯环动发光，即五个红灯依次各亮0.2秒，1秒后，自动关机；如果自检通过，则0，1，2，3，4，5显示区343的绿灯常亮；
步骤3，按动按键一341后，系统进入治疗状态，此时0，1，2，3，4，5显示区343的绿灯闪动，亮灭各0.5秒，循环进行；当探测传感器1进入中、弱探测区时，0，1，2，3，4，5显示区343的绿灯和红灯均亮，呈现出橙色；当探测传感器1进入强探测区时，0显示区的绿灯亮，蜂鸣器发出两声长的“嘀”声，表示种植体找到；做标记后，继续寻找下一颗种植体。
所述步骤3还包括以下变频操作：
将探测传感器1深入口腔中，旋转探测传感器插座2，使其便于探测；按下治疗键，即按键一341后；使频率档处于最低档，然后在牙齿齿面移动探测传感器1，如果探测传感器1已经进入到种植区，此时1，2，3，4，5显示区343的灯呈橙色，即红灯和绿灯同时亮；然后继续移动，当探测传感器1处于种植体中心位置时，0显示区绿灯亮，其余灯不亮；如果整个过程都没有探测到种植体，则根据所选档位，在CPU32的控制下，经过变频模块35的变频处理，逐步调整频率档从中频档到高频档，直到探测到种植体。
需要说明的是，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，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种基于磁共振影像的卒中复发预测方法和系统