基于柔性相控超声阵列的口腔综合检测方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于柔性相控超声阵列的口腔综合检测方法与装置，装置构成为：显示模块、相控阵超声发射模块与相控阵超声接收模块分别与控制模块相连；相控阵超声发射模块与接收模块还与柔性相控阵超声换能器阵列连接。所述方法通过柔性相控阵超声换能器阵列在脸部口腔周围的皮肤外朝牙齿或其它口腔软组织各个方向进行超声扫描进行检测；在检测牙齿时，通过相控阵聚焦超声向检测点发射设定频率超声波，检测其反射波的波幅以及反射波中是否存在缺陷波；在检测口腔软组织时，则通过相控阵聚焦超声向检测点发射不同频率超声波，并在其另一端检测其透射波在不同频率下的衰减，得出宽带超声衰减参数，从而快速得出口腔软组织的健康状况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超声口腔检测的
，具体涉及基于柔性相控超声阵列的口腔综 合检测方法与装置。
技术介绍
近年来，随着人们生活水平的提高，人们对口腔健康的重视程度也越来越高，因此 进行口腔的检测和健康程度评价显得非常必要。作为口腔健康评价的关键在于检测是否有 龋齿、蛀牙，牙龈是否有发炎、肿大、增生、萎缩以及是否有口腔溃疡等症状。作为龋齿、蛀牙的检测方法，医生肉眼观察和使用X射线进行评价已经成为主流。 然而，肉眼观察法的精度不高，也不能给出精确的数据以评价受检者牙质的状况。对于经验 不足的牙医，不利于发现初期和牙齿内部的牙质异常。而利用X射线照相测定牙质的矿物 密度和蛀洞情况虽然具有较高的精度，但由于该方法使用放射线，对人体有害，并且仪器体 积较大，使用不方便。而对于口腔软组织的病变，虽然大多容易察觉，但对于无痛性口腔溃 疡往往容易疏忽，并且传统检测也不能给出受检软组织与正常软组织差异程度的量化结果 用来衡量口腔软组织的病变程度。因此，传统的口腔检测方法仍然具有一定的局限性。值 得一提的是，对口腔作一次全面综合的检查，利用传统方法，往往需要耗费大量的时间和检 查费用，且检查结果单一，不能同时对口腔其它部位，例如牙龈、舌头、口唇等进行扫描，以 发现这些部位的异常情况并给出具体数据，以此对口腔健康程度进行综合评价。基于超声波的检测技术因其费用低廉、无电离辐射、检测速度快、操作简单等优点 而迅速发展，为人体无损无创伤检测带来了新的契机。目前，将超声波应用于口腔健康的发 明专利有口腔或牙齿的超声波清洁器，而利用超声波的传播特性对口腔进行检测的装置尚 无披露。与此同时，相控阵波束成形技术的逐渐发展和成熟为口腔超声检测提供了更加方 便、准确和快捷的方法。根据文献资料，相控阵超声是用若干压电阵元组成阵列换能器，通 过控制各通道的发射和接收延迟，实现声束的相控发射与接收。具体地，可以分成相控阵发 射和相控阵接收。相控阵发射时，多个换能器阵元按一定形状、尺寸排列，构成的超声阵列 换能器分别调整每个阵元的发射信号的波形、幅度和相位延迟，使各阵元发射的超声子波 束在空间叠加合成，从而形成发射聚焦和声束偏转等效果。相控阵接收时，换能器发射的超 声波遇到目标后产生回波信号，其到达各阵元的时间存在差异。按照回波到达各阵元的时 间差对各阵元接收信号进行延时补偿，然后相加合成，就能将特定方向回波信号叠加增强， 而其它方向的回波信号减弱甚至抵消。同时，通过各阵元的相位、幅度控制以及声束形成等 方法，形成聚焦、变孔径、变迹等多种相控效果。在进行人体无损检测时，相控阵超声技术使超声检测更加方便快捷，在不移动或 少移动超声探头的情况下，通过相位控制，便能实现对人体不同检测部位发射超声波。同时 由于相控阵超声的声束聚焦性，使发射的超声波具有更好的穿透检测能力。将相控阵用于 口腔检测时，通过声束的聚焦与偏转，便能在探头位置固定时，对口腔大面积进行扫描，实现多个不同牙齿和不同部位软组织的检测，当发现检测结果异常时则记录下当前相控阵发 射角度和聚焦位置以此可以实现口腔异常部位的定位。然而，目前一般的阵列探头都是刚性阵列探头，即阵元之间是相对固定的，其优点 是便于制作和定位。在使用刚性探头进行人体部位如口腔外部这种不规则曲面检测时，难 以实现完全的接触性检测，因为对于表面不规则的受检物，刚性阵列探头只能通过声楔块 来匹配，对于人脸部这种复杂的形状，采用刚性阵列探头检测不方便而且将大大影响检测 精度。为了提高相控阵超声口腔检测的精度和便捷性，采用一种能够根据受检物具体形状 和轮廓进行自适应的探头是必要的。而柔性相控阵超声探头具有明显的优势，由于柔性相 控阵超声探头的阵元之间不相对固定，它能根据受检物的形状滑动或转动阵元，使探头与 受检物之间能够紧密接触，将大大提高不规则受检物的检测精度。在进行超声口腔检测时， 由于不同人之间口腔外部脸型轮廓不一，采用柔性相控阵阵列探头，只需添加少量耦合剂， 即可实现不同脸部曲面的接触式检测并具有与传统刚性探头相比更高的检测精度。
技术实现思路
针对现有方法与技术的不足，本专利技术的目的在于提出基于柔性相控超声阵列的口 腔综合检测方法与装置。本专利技术通过如下技术方案实现基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，包括柔性相控阵超声换能器阵 列、相控阵超声发射模块、相控阵超声接收模块、控制模块、显示模块；相控阵超声发射模块 与相控阵超声接收模块分别与控制模块相连；显示模块与控制模块相连；相控阵超声发射 模块与相控阵超声接收模块还与柔性相控阵超声换能器阵列连接。上述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，所述柔性相控阵超声换能 器阵列由两个柔性面状相控阵超声阵列探头组成。上述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，所述两个面状柔性阵列相 控阵超声探头紧贴不同脸部和口腔外部曲面进行检测，检测反射波与透射波，并实现相位 控制的超声动态聚焦；所述控制模块负责发出命令控制超声的发射与接收、柔性相控阵超 声换能器阵列的启用与停用、超声波发射与接收的切换以及显示模块显示波形及检测结^ O上述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，所述相控阵超声发射模块 由顺次连接的DSP单元、发射控制单元、数字波形存储单元、D/A转换器、高频功率驱动单元 组成，负责发射超声波；所述相控阵超声接收模块由顺次连接的信号程控放大单元、滤波网 络、A/D转换器、数字滤波单元、采样控制与存储单元组成，负责超声波的接收与缓存。上述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，所述显示模块依据控制模 块的命令，显示接收到的反射波或是透射波，同时显示出当前相控阵超声探头发射超声波 的角度。上述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，所述柔性相控阵超声换能 器阵列由两个面状柔性阵列相控阵超声探头组成，且阵元之间不相对固定，能匹配不同的 脸型曲面。上述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，所述两个柔性面状相控阵 超声阵列探头都具有超声波发射与接收的功能，通过超声波发射与接收通道的切换来进行选择，并具有以探头中心垂线为轴的120度即左右对称各60度的扫描范围。所述显示模块依据控制模块的命令，显示接收到的反射波或是透射波，同时显示 出当前相控阵超声探头发射超声波的角度。装置使用者通过当前记录的发射角度判断受检 部位。在检测结束之后，显示模块同时显示出该受检部位在数据库中的正常波形与当前接 收到的波形，通过这两个波形的比较判断受检者受检部位是否正常。本专利技术还提供基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测方法，通过柔性相控阵超 声换能器阵列在脸部口腔周围的皮肤外朝牙齿或其它口腔软组织各个方向进行超声扫描 进行检测；在检测牙齿时，通过相控阵聚焦超声向检测点发射设定频率超声波，检测其反射 波的波幅以及反射波中是否存在缺陷波；在检测口腔软组织时，则通过相控阵聚焦超声向 检测点发射不同频率超声波，并在其另一端检测其透射波在不同频率下的衰减，得出宽带 超声衰减参数，得出口腔软组织的健康状况。当检测出异常时，则记录下当前相控阵超声发 射角度和聚焦位置，表明该位置存在异常，通过分析记录的发射角度判断出在口腔检测中 出现异常的部位。上述基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测方法，具体包本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于包括柔性相控阵超声换能器阵列、相控阵超声发射模块、相控阵超声接收模块、控制模块、显示模块；相控阵超声发射模块与相控阵超声接收模块分别与控制模块相连；显示模块与控制模块相连；相控阵超声发射模块与相控阵超声接收模块还与柔性相控阵超声换能器阵列连接。

【技术特征摘要】
基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于包括柔性相控阵超声换能器阵列、相控阵超声发射模块、相控阵超声接收模块、控制模块、显示模块；相控阵超声发射模块与相控阵超声接收模块分别与控制模块相连；显示模块与控制模块相连；相控阵超声发射模块与相控阵超声接收模块还与柔性相控阵超声换能器阵列连接。2.根据权利要求1所述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于 所述柔性相控阵超声换能器阵列由两个柔性面状相控阵超声阵列探头组成。3.根据权利要求2所述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于 所述两个面状柔性阵列相控阵超声探头紧贴不同脸部和口腔外部曲面进行检测，检测反射 波与透射波，并实现相位控制的超声动态聚焦；所述控制模块负责发出命令控制超声的发 射与接收、柔性相控阵超声换能器阵列的启用与停用、超声波发射与接收的切换以及显示 模块显示波形及检测结果。4.根据权利要求1所述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于 所述相控阵超声发射模块由顺次连接的DSP单元、发射控制单元、数字波形存储单元、D/A 转换器、高频功率驱动单元组成，负责发射超声波；所述相控阵超声接收模块由顺次连接的 信号程控放大单元、滤波网络、A/D转换器、数字滤波单元、采样控制与存储单元组成，负责 超声波的接收与缓存。5.根据权利要求1所述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于 所述显示模块依据控制模块的命令，显示接收到的反射波或是透射波，同时显示出当前相 控阵超声探头发射超声波的角度。6.根据权利要求1所述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于 所述柔性相控阵超声换能器阵列由两个面状柔性阵列相控阵超声探头组成，且阵元之间不 相对固定，能匹配不同的脸型曲面。7.根据权利要求6所述的基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测装置，其特征在于 所述两个柔性面状相控阵超声阵列探头都具有超声波发射与接收的功能，通过超声波发射 与接收通道的切换来进行选择，并具有以探头中心垂线为轴的120度即左右对称各60度的 扫描范围。8.基于柔性阵列相控阵超声的口腔综合检测方法，其特征在于通过柔性相控阵超声换 能器阵列在脸部口腔周围的皮肤外朝牙齿或其它口腔软组织各个方向进行超声扫描进行 检测；在检测牙齿时，通过相控阵聚焦超声向检测点发射设定频率超声波，检测其反射波的 波幅以及反射波中是否存在缺陷波；在检测口腔软组织时，则通过相控阵聚焦超声向检测 点发射不同频率超声波，并在其另一端检测其透射波在不同频率下的衰减，得出宽带超声 衰减参数，得出口腔软组织的健康状况。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于当检测出异常时，则记录下当前相控阵超 声发射角度和聚焦位置，表明该位置存在异常，通过分析记录的发射角度判断出在口腔检 测中出现异常的部位。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于包括以下步骤步骤1、选取若干口腔健康受检者，通过超声扫描并记录数据，生成反映牙质健康的反 射波形参数数据库和反映口腔各...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦岗，吴怡，曹燕，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：81[中国|广州]