一种采用激光清洁牙齿的系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种采用激光清洁牙齿的系统及方法，系统包括：激光器、牙齿清洗头、计算机控制模块和光谱分析仪；激光器的控制端连接至计算机控制模块的第一控制输出端，牙齿清洗头的第一输入端连接至激光器的输出端，所述牙齿清洗头的第二输入端连接至所述计算机控制模块的第二控制输出端，所述牙齿清洗头的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第一输入输出控制端，所述光谱分析仪的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第二输入输出控制端。本发明专利技术的激光清洁牙齿系统通过计算机控制，利用光谱分析仪以及传感模块对光进行分析以及定位，人工操作牙齿清洗头快速有效的清洁牙齿，清洁效果好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于牙齿清洁
，更具体地，涉及一种采用激光清洁牙齿的系统及方法。
技术介绍
传统清洗牙齿的方法有手工器械洗牙、超声波洗牙以及喷砂洗牙。手动器械洗牙就是医务人员用洁牙工具将你牙齿中的软垢结石等一点点刮掉。超声波洗牙主要是通过超声波振动来清除顽固牙石。而喷砂洗牙是利用快速喷出的细盐微粒来清洗牙齿。手工器械洗牙操作时间长，患者创伤较大，医生操作技巧性强，总而言之，手工器械洗牙费时费力；超声波洗牙操作时间相比于手工洗牙较短，但并不是对所有人都适用，使用后牙齿表面会变得略显粗糙，虽然这种粗糙肉眼看不见，但频繁使用对牙齿还是会造成伤害，除此之外超声波洗牙对医生的操作技巧也要求比较高，而且洗牙过程中还有巨大的噪音。而喷砂洗牙只清除看得见的牙垢，而留下了致病作用最强的深层的牙垢，达不到洗牙的目的。自20世纪60年代初期，世界上第一台红宝石激光器面世以来，激光技术在近40多年来取得了巨大成就，相继出现的激光器已达数百种。这些激光器的出现为生物和医学领域的应用提供了基础。激光以其特有的优越性解决了许多传统医学的难题。医用激光器作为手术治疗的器械，已充分显示了它的优越性。目前，激光清洗技术已广泛应用于环境保护、生活医疗、工业清洗等领域，激光清洗具有无研磨、非接触、低热效应和适用于各种材质的物体等清洗特点，被认为是最可靠、最有效的解决办法。在清洗过程中尤其对表面粘有亚微米级的污染颗粒时，这些颗粒往往粘得很紧，常规的清洗办法不能够将它去除。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种采用激光清洁牙齿的系统，旨在解决现有技术在清洗牙齿的过程中对表面粘有亚微米级的污染颗粒时无法清除的技术问题。本专利技术提供了一种采用激光清洁牙齿的系统，包括：激光器、牙齿清洗头、计算机控制模块和光谱分析仪；所述激光器的控制端连接至所述计算机控制模块的第一控制输出端，所述牙齿清洗头的第一输入端连接至所述激光器的输出端，所述牙齿清洗头的第二输入端连接至所述计算机控制模块的第二控制输出端，所述牙齿清洗头的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第一输入输出控制端，所述光谱分析仪的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第二输入输出控制端；工作时，将牙齿清洗头放置在待清洗的口腔内，操作者用手控制牙齿清洗头，打开激光对患者口腔里的牙齿进行多角度清洗。通过颜色传感器来检测识别牙齿，并将检测到的牙齿颜色反馈到计算机控制模块，当与待清洗牙齿照片颜色吻合度达到90％以上时即可出光，清洗过程中，通过微型警报器使牙齿清洗头距离牙齿在一个合适的距离，并通过光谱分析仪和图像传感器反馈给计算机控制模块的信息综合判断清洗效果。更进一步地，所述牙齿清洗头包括：光束扫描模块、传感模块和微型警报器；所述光束扫描模块的输入端作为所述牙齿清洗头的第一输入端，所述微型警报器的输入端作为所述牙齿清洗头的第二输入端，所述传感模块的输入输出控制端作为所述牙齿清洗头的输入输出控制端；所述光束扫描模块用于排列激光光斑，实现点光斑的面扫描；所述传感模块用于采集牙齿到牙齿清洁头的距离、牙齿清洗时的照片和牙齿的颜色信息；所述微型警报器用于当牙齿清洗头与牙齿表面的距离在235mm～250mm时，呈现绿光；当牙齿清洗头与牙齿表面的距离大于250mm时，呈现红光；当牙齿清洗头与牙齿表面的距离小于235mm时，呈现黄光。更进一步地，所述光束扫描模块包括：第一振镜、第二振镜、第一电机、第二电机和场镜；所述第一电机与第一振镜连接在一起并设置在X轴上，第一振镜的入射面用于接收激光器发射的激光；第二电机与第二振镜连接在一起并设置在Y轴上，第二振镜的入射面用于接收第一振镜的反射光；场镜设置在第二振镜的反射光路上；其中X轴为连接第一电机和第一振镜的支架；Y轴为连接第二电机和第二振镜的支架；激光器发出的激光传送至第一振镜，由第一振镜反射至第二振镜，再由第二振镜反射至场镜，并通过场镜形成激光光束。更进一步地，所述传感模块包括：距离传感器、颜色传感器和图像传感器；所述距离传感器、所述图像传感器和所述颜色传感器分别与所述计算机控制模块连接；所述距离传感器用于采集牙齿到牙齿清洁头的距离并将其反馈给所述计算机控制模块；所述图像传感器用于采集牙齿清洗时的照片并将其反馈给所述计算机控制模块；所述颜色传感器用于采集牙齿的颜色并将其反馈给所述计算机控制模块。更进一步地，所述激光器的波长为800nm～1100nm，输出功率小于60w，重复频率为650KHZ内可调，脉宽在10ns-200ns之间可调。本专利技术还提供了一种基于上述的系统进行牙齿清洗的方法，包括下述步骤：(1)打开激光器电源以及传感模块、光谱分析仪和计算机控制模块的电源，使其处于待工作状态；(2)在清洗之前通过传感模块采集待清洗牙齿的照片，并将其输入计算机控制模块中，以便于清洗时计算机控制模块识别牙齿；(3)通过计算机控制模块控制牙齿清洗头，并打开激光对患者口腔里的牙齿进行多角度清洗；通过颜色传感器来检测识别牙齿，并将检测到的牙齿颜色反馈到计算机控制模块；(4)通过距离传感器将牙齿清洗头到牙齿表面的距离反馈到计算机控制模块；(5)通过图像传感器采集清洗牙齿表面的图片，并把采集的牙齿表面的情况反馈到计算机控制模块，计算机控制模块将采集到的图片进行灰度处理，再与牙齿灰度值图片进行对比以便判断清洗效果；(6)通过光谱分析仪采集牙齿表面化学元素的谱线图，将采集到的谱线图峰值变化反馈到计算机控制模块，通过谱线对比，观察是否出现Ca元素特征峰，以便判断清洗效果；(7)通过计算机控制模块对接收的清洗信息进行处理，得到其清洗的结果。更进一步地，在步骤(3)中，当通过颜色传感器采集的牙齿照片与待清洗牙齿照片颜色吻合度达到90％以上时激光器才可出光，保证了操作人员在清洗过程中只有光照射清洗牙齿时才出光，在皮肤及其他部位不出光，保证清洗的安全性。更进一步地，在步骤(4)中，当距离在235mm～250mm时，计算机控制模块控制警报器呈现绿光；当距离大于250mm时，计算机控制模块控制警报器呈现红光；当距离小于235mm时，计算机控制模块控制警报器呈现黄光。更进一步地，当牙齿清洗头与牙齿的距离在235mm～250mm时，开始进行清洗。更进一步地，在步骤(7)中，当图像采集到的图片与牙齿灰度值图片吻合度达到95％且光谱分析仪采集到的谱线出现Ca元素特征峰时，牙齿清洗干净，否则继续清洗，直至牙齿清洗干净为止。本专利技术采用激光能够有效清洁表面粘有亚微米级的污染颗粒；且激光是无接触清洗，也不易对口腔进行细菌污染，避免疾病交叉感染，十分安全，而且清洗精度高，已被广泛接受。通过本专利技术所构思的以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术优点：(1)通过光谱分析仪和图像传感器反馈给计算机控制模块的信息来判断牙齿的清洗效果，并且清洗过程中操作只用控制好牙齿清洗头与牙齿的距离，相比传统洗牙方式降低了医生的操作难度；(2)清洗过程中只有激光来清洗牙齿，避免了现有技术的手术器械可能导致其他疾病的交叉传染；(3)整个清洗过程激光只有感应到牙齿时才出光，在皮肤或者其他地方并不出光，清洗过程十分安全，清洗精度高；(4)清洗整个过程大约十分钟左右，相比于现有技术需要半小时甚至更久的时间，操作过程快速简便，减轻病人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用激光清洁牙齿的系统，其特征在于，包括：激光器、牙齿清洗头、计算机控制模块和光谱分析仪；所述激光器的控制端连接至所述计算机控制模块的第一控制输出端，所述牙齿清洗头的第一输入端连接至所述激光器的输出端，所述牙齿清洗头的第二输入端连接至所述计算机控制模块的第二控制输出端，所述牙齿清洗头的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第一输入输出控制端，所述光谱分析仪的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第二输入输出控制端；工作时，将牙齿清洗头放置在待清洗的口腔内，操作者用手控制牙齿清洗头，打开激光对患者口腔里的牙齿进行多角度清洗。通过颜色传感器来检测识别牙齿，并将检测到的牙齿颜色反馈到计算机控制模块，当与待清洗牙齿照片颜色吻合度达到90％以上时即可出光，清洗过程中，通过微型警报器使牙齿清洗头距离牙齿在一个合适的距离，并通过光谱分析仪和图像传感器反馈给计算机控制模块的信息综合判断清洗效果。

【技术特征摘要】
1.一种采用激光清洁牙齿的系统，其特征在于，包括：激光器、牙齿清洗头、计算机控制模块和光谱分析仪；所述激光器的控制端连接至所述计算机控制模块的第一控制输出端，所述牙齿清洗头的第一输入端连接至所述激光器的输出端，所述牙齿清洗头的第二输入端连接至所述计算机控制模块的第二控制输出端，所述牙齿清洗头的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第一输入输出控制端，所述光谱分析仪的输入输出控制端连接至所述计算机控制模块的第二输入输出控制端；工作时，将牙齿清洗头放置在待清洗的口腔内，操作者用手控制牙齿清洗头，打开激光对患者口腔里的牙齿进行多角度清洗。通过颜色传感器来检测识别牙齿，并将检测到的牙齿颜色反馈到计算机控制模块，当与待清洗牙齿照片颜色吻合度达到90％以上时即可出光，清洗过程中，通过微型警报器使牙齿清洗头距离牙齿在一个合适的距离，并通过光谱分析仪和图像传感器反馈给计算机控制模块的信息综合判断清洗效果。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述牙齿清洗头包括：光束扫描模块、传感模块和微型警报器；所述光束扫描模块的输入端作为所述牙齿清洗头的第一输入端，所述微型警报器的输入端作为所述牙齿清洗头的第二输入端，所述传感模块的输入输出控制端作为所述牙齿清洗头的输入输出控制端；所述光束扫描模块用于排列激光光斑，实现点光斑的面扫描；所述传感模块用于采集牙齿到牙齿清洁头的距离、牙齿清洗时的照片和牙齿的颜色信息；所述微型警报器用于当牙齿清洗头与牙齿表面的距离在235mm～250mm时，呈现绿光；当牙齿清洗头与牙齿表面的距离大于250mm时，呈现红光；当牙齿清洗头与牙齿表面的距离小于235mm时，呈现黄光。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述光束扫描模块包括：第一振镜、第二振镜、第一电机、第二电机和场镜；所述第一电机与第一振镜连接在一起并设置在X轴上，第一振镜的入射面用于接收激光器发射的激光；第二电机与第二振镜连接在一起并设置在Y轴上，第二振镜的入射面用于接收第一振镜的反射光；场镜设置在第二振镜的反射光路上；其中X轴为连接第一电机和第一振镜的支架；Y轴为连接第二电机和第二振镜的支架；激光器发出的激光传送至第一振镜，由第一振镜反射至第二振镜，再由第二振镜反射至场镜，并通过场镜形成激光光束。4.如权利要求1-3任一项所述的系统，其特征在于，所述传感模块包括：距离传感器、颜色传感器和图像传感器；所述距离传感器、所述图像传感器和所述颜色传感器分别与所述计算机控制模块连接；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王春明，王凯杰，王军，陈一鸣，
申请(专利权)人：武汉翔明激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42