內窺鏡診斷支持裝置及內窺鏡的製作方法

2023-10-26 14:42:32 2

本實用新型涉及醫療器械領域，特別涉及一種用於從口腔內部探測用戶牙齒健康狀況的內窺鏡診斷支持裝置及包含該診斷支持裝置的內窺鏡。

背景技術：

隨著人們生活水平的提高，人們越來越重視自己牙齒的健康問題。牙周病是目前影響牙齒健康的常見疾病，而牙結石和牙菌斑又是牙周病致病菌的重要庇護所，因此牙結石和牙菌斑是引起牙周病的重要致病因素。所以要想治療牙周病，就得有效清除牙齒上的牙結石和牙菌斑。想要有效地清除牙結石和牙菌斑，首先需要靈敏有效地找出牙結石和牙菌斑所處牙齒中的區域位置，從而有針對性清除牙結石和牙菌斑，更高效的清潔，避免清除時損傷到正常的牙組織。因此，研製出便捷有效的裝置，找出牙齒上的牙結石和牙菌斑，已成為急需解決的問題。

技術實現要素：

根據現有技術中所存在的不足，本實用新型還提供一種能有效準確地呈現牙結石和牙菌斑的內窺鏡診斷支持裝置及包含該診斷支持裝置的內窺鏡。

為解決上述技術問題，本實用新型所採用的技術方案是：一種內窺鏡診斷支持裝置，用於對採集到的圖像信息進行判斷以支持內窺鏡診斷，其包括：

電源輸入端，用於給該診斷支持裝置供電；

至少兩組單色光源發生器，其中每組所述單色光源發生器發射七種可見光中的一種，並且各組所述單色光源發生器發射的單色光互不相同，每組所述單色光源發生器用於發出單色光來照射用戶牙齒從而激發出螢光光譜；

圖像傳感器，可用於記錄用戶牙齒在所述單色光源發生器發射的單色光激發下得到螢光光譜的圖像信息Ⅲ；

存儲單元，其中存儲有異常牙齒在所述單色光源發生器發射的單色光照射下所激發出螢光光譜的圖像信息Ⅳ比對表；

數據處理單元，用於將所述圖像傳感器記錄到的螢光光譜圖像與所述比對表中的螢光光譜圖像進行比對，以判斷其中的差異，並將比對結果Ⅰ進行輸出。

進一步地，本技術方案還包括報警提示單元，所述存儲單元還存儲有所述比對結果Ⅰ差異量的閾值Ⅰ，所述報警提示單元用於當所述比對結果Ⅰ的差異量未達到或未超過該閾值Ⅰ時，進行報警提示。

進一步地，本技術方案還包括白色光源發生器，用於在所述單色光源發生器不發光的狀態下，發射出白色光照射用戶牙齒，以便所述圖像傳感器記錄用戶牙齒在白色光照射下的圖像，並將白色光照射下的圖像存儲至所述存儲單元中。

進一步地，本技術方案中所述圖像傳感器記錄用戶牙齒在白色光照射下圖像的方式是採用拍照的形式。

優選地，本技術方案中所述圖像傳感器記錄用戶牙齒在白色光照射下圖像的方式是採用攝像的形式。

進一步地，本技術方案中還包括數據交換模塊，用於與外部終端設備或外部雲端伺服器進行數據交互。

進一步地，本技術方案中所述數據交換模塊包括無線發射接收單元或/和用於連接數據線的數據輸出埠。

進一步地，本技術方案中每組所述單色光源發生器的光源設置個數為兩個以上。

進一步地，本技術方案中所述單色光源發生器為兩組，每組所述單色光源發生器發射藍光、紅光或紫光中的一種，且兩組所述單色光源發生器發射的單色光不相同。

進一步地，本技術方案中所述紅光的波長優選範圍為633～655nm。

進一步地，本技術方案中所述紅光的波長優選635nm或640nm或645nm。

進一步地，本技術方案中所述紫光的波長優選範圍為395～415nm。

進一步地，本技術方案中所述紫光的波長優選395nm或400nm或405nm或410nm。

進一步地，本技術方案中各組所述單色光源發生器是同時發射單色光照射用戶牙齒而激發出合成的螢光光譜圖像。

優選地，本技術方案中各組所述單色光源發生器依次發射單色光照射用戶牙齒，分別激發出螢光光譜圖像。

進一步地，本技術方案中所述圖像傳感器記錄圖像信息Ⅲ的方式是採用拍像的形式。

優選地，本技術方案中所述圖像傳感器記錄圖像信息Ⅲ的方式是採用攝像的形式。

進一步地，本技術方案還包括輸出單元，所述輸出單元用於向用戶輸出所述比對結果Ⅰ，從而實現用戶與所述診斷支持裝置的互動。

進一步地，本技術方案中所述輸出單元包括顯示模塊或/和語音輸出模塊或/和振動馬達或/和LED指示燈。

進一步地，本技術方案還包括輸入單元，所述輸入單元可用於向所述診斷支持裝置輸入數據，從而實現用戶與所述診斷支持裝置的互動。

進一步地，本技術方案中該診斷支持裝置還包括供電電源，所述供電電源電連接所述電源輸入端從而給所述診斷支持裝置供電。

進一步地，本技術方案中所述存儲單元中還存儲有正常牙齒在所述單色光源發生器發射的單色光照射下所激發出螢光光譜的圖像信息Ⅵ比對表；所述數據處理單元將所述圖像傳感器記錄到的螢光光譜圖像與所述圖像信息Ⅵ比對表中的螢光光譜圖像進行比對，以判斷其中的差異，並將比對結果Ⅱ進行輸出。

進一步地，本技術方案該診斷支持裝置還包括報警提示單元，所述存儲單元還存儲有所述比對結果Ⅱ差異量的閾值Ⅱ，所述報警提示單元用於當所述比對結果Ⅱ的差異量達到或超過該閾值Ⅱ時，進行報警提示。

本實施例還公開了一種包含上述技術方案所述診斷支持裝置的內窺鏡。

本實用新型的有益效果是：由於本實用新型中的診斷支持裝置和內窺鏡都包括至少兩組單色光源發生器，其中每組所述單色光源發生器發射七種可見光中的一種，並且各組所述單色光源發生器發射的單色光互不相同，每組所述單色光源發生器用於發出單色光來照射用戶牙齒從而激發出螢光光譜，所以通過數據處理單元對兩種以上單色光照射下得到的螢光光譜圖像與圖像信息Ⅳ比對表中的螢光光譜圖像進行比對和綜合分析，可以更準確地得到牙結石或/和牙菌斑在牙齒上的覆蓋情況，大大提高了牙結石或/和牙菌斑的確查率。

本實用新型中的其它有益效果，還將在具體實施例中進一步說明。

附圖說明

圖1是本實用新型中內窺裝置一優選實施例的結構框圖；

圖2是內窺裝置優選實施例的工作流程簡圖；

圖3是內窺裝置與外部設備的通信連接示意圖；

圖4是包含內窺裝置的手持部件主視圖；

圖5是手持部件的結構剖視圖；

圖6是手持部件中內窺裝置部分的局部示意圖；

圖7是內窺鏡診斷支持裝置一優選實施例的結構框圖；

圖8是內窺鏡診斷支持裝置優選實施例的工作流程簡圖；

圖9內窺鏡的結構主視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合實施例及附圖，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此部分所描述的具體實施例僅可用以解釋本實用新型，並不用於限定本實用新型。

具體實施例一

如圖1所示，其為本實用新型中內窺裝置的一優選實施方案結構框圖。該優選實施方案公開了一種內窺裝置100，用於採集用戶牙齒在光照射下的圖像信息，其包括電源輸入端40、兩組單色光源發生器11、白色光源發生器12、圖像傳感器20、數據交換模塊50、數據處理單元30。其中，

電源輸入端40用於給該內窺裝置100供電。

每組單色光源發生器11發射七種可見光中的一種，並且各組單色光源發生器11發射的單色光互不相同。

如圖1、圖3所示，數據交換模塊50用於將圖像傳感器20記錄到的圖像信息ⅠS103傳輸至外部終端設備120或外部雲端伺服器110以進行分析判斷。

如圖2所示，每組單色光源發生器11用於發出單色光S101來照射用戶牙齒從而激發出螢光光譜S102，然後再通過數據交換模塊50將螢光光譜S102傳輸至外部設備S104(包括外部終端設備120或外部雲端伺服器110)。由於單色可見光只有七種，所以在其他實施例中，單色光源發生器11最多也只能設置七組，其中七種可見光的波長範圍可參考相關工具書中所公開的範圍值。

白色光源發生器12用於在單色光源發生器11不發光的狀態下，發射出白色光照射用戶牙齒，得到牙齒的圖像信息Ⅱ。

圖像傳感器20，用於記錄用戶牙齒在單色光源發生器11發射的單色光S101激發下得到螢光光譜S102的圖像信息ⅠS103，以及記錄用戶牙齒在白色光源發生器12照射下的圖像信息Ⅱ。本實施例中，圖像傳感器20記錄圖像信息ⅠS103和圖像信息Ⅱ的方式是採用拍照的形式。

數據處理單元30，用於控制各元器件的工作。

如圖1所示，在本實施例中，數據交換模塊50包括無線發射接收單元52和用於連接數據線的數據輸出埠51。當然在其它實施例中，無線發射接收單元52和輸出埠51也可以只設置其中一個。

本實施例中的內窺裝置100由於包括兩組單色光源發生器11，其中每組單色光源發生器11發射七種可見光中的一種，並且各組單色光源發生器11發射的單色光S101互不相同，每組單色光源發生器11用於發出單色光S101來照射用戶牙齒激發出螢光光譜S102，所以用戶或醫生或外部終端設備120或外部雲端伺服器110通過綜合分析牙齒在兩種單色光S101照射下得到的螢光光譜S102，可以更準確地得到牙結石或/和牙菌斑在牙齒上的覆蓋情況，大大提高了牙結石或/和牙菌斑的確查率。

例如：在405nm的單色光激發下，正常牙齒和牙結石的螢光光譜存在顯著差異。牙結石所激發的螢光光譜中，在510nm處有明顯的螢光峰，而正常牙齒在510nm處產生的螢光非常弱，幾乎探測不到。又如在波長為635nm的單色光激發下，所激發出的螢光光譜中，正常牙齒和牙結石都在680nm處產生了明顯的螢光峰，但是在700nm之後只有牙結石的光譜能觀測到螢光。

如圖1所示，該內窺裝置10在本優選實施例中還包括存儲單元60、輸出單元70和輸入單元80。輸出單元70用於向用戶輸出信息，從而實現用戶與內窺裝置100的互動；輸入單元80可用於向內窺裝置100輸入數據，從而實現用戶與內窺裝置100的互動；存儲單元60用於存儲圖像傳感器20記錄到的圖像信息ⅠS103和圖像信息Ⅱ。本實施例中，輸出單元70為顯示模塊73和語音輸出模塊74和振動馬達71和LED指示燈72；輸入單元80為語音輸入模塊81和按鍵控制模塊82。在其他實施例中，當內窺裝置10未設置存儲單元60時，可通過數據交換模塊50將圖像傳感器20記錄到信息即時傳至外部內設備。

為便於內窺裝置100的使用，內窺裝置100內也可以設置供電電源41，供電電源41電連接電源輸入端40從而給內窺裝置100供電。

本實施例中，單色光源發生器11設置為兩組，每組單色光源發生器11的光源設置個數為四個。每組單色光源發生器11發射藍光、紅光或紫光中的一種，且兩組單色光源發生器11發射的單色光S101不相同。其中，紅光的波長優選範圍為633～655nm，紫光的波長優選範圍為395～415nm。本實施例中，紅光的波長選擇為635nm或640nm或645nm，紫光的波長選擇為395nm或400nm或405nm或410nm。在其它實施例中，單色光源發生器11的設置組數還可以是七組以下的多組，每組單色光源發生器11的光源設置個數可以根據設計需求進行設置。

本實施例中，各組單色光源發生器11是依次發射單色光S101照射用戶牙齒，並分別激發出螢光光譜圖像。其中單色光源發生器11的發光順序可以根據用戶設定的順序。在其他實施例中，各組單色光源發生器11也可 以同時發射單色光S101照射用戶牙齒，從而激發出合成的螢光光譜圖像。

如圖4、圖5、圖6所示，其為內窺裝置100設置於一手持部件130上的實施方案結構簡圖。其中，在單色光源發生器11和白色光源發生器12的外表面還設置有鏡頭13。手持部件130優選牙刷、衝牙器等日常口腔護理用品，或者專用的手持基座。手持部件130的手持部可以設置為柔性的結構，在其他方案中也可以設置為剛性的結構。內窺裝置100在結構設計時，為滿足設置到手持部件130上的空間需求，內窺裝置100的體積還可以製作得非常小巧。

在其他實施例中，作為本實用新型的另一種實施方案，圖像傳感器20記錄圖像信息ⅠS103和圖像信息Ⅱ的方式也可以採用攝像的形式。

具體實施例二

如圖7所示，本實施例公開了一種內窺鏡診斷支持裝置200，用於對內窺裝置100採集到的圖像信息進行判斷以支持內窺鏡診斷，其包括電源輸入端240、兩組單色光源發生器211、白色光源發生器212、圖像傳感器220、存儲單元260、以及數據處理單元230。其中，

電源輸入端240用於給該診斷支持裝置200供電。

每組單色光源發生器211發射七種可見光中的一種，並且各組單色光源發生器211發射的單色光互不相同。

如圖8所示，每組單色光源發生器211用於發出單色光S201來照射用戶牙齒從而激發出螢光光譜S202；圖像傳感器220，用於記錄用戶牙齒在單色光源發生器211發射的單色光S201激發下得到螢光光譜S202的圖像信息ⅢS203，以及記錄用戶牙齒在白色光源發生器212照射下的圖像信息Ⅴ；存儲單元260，其中存儲有異常牙齒在單色光源發生器211發射的單色光S201照射下所激發出螢光光譜的圖像信息Ⅳ比對表S204，並且圖像信息ⅢS203和圖像信息Ⅴ也存儲至存儲單元260中；數據處理單元230用於將圖像傳感器220記錄到的螢光光譜S202圖像與圖像信息Ⅳ比對表S204中的螢光光譜圖像進行比對，以判斷其中的差異，並將比對結果ⅠS205進行輸出。即數據處理單元230是將圖像信息ⅢS203中的螢光光譜圖像與圖像信息Ⅳ比對表S204中的螢光光譜圖像進行比對。本實施例中，異常牙齒是指附著有牙周病致病因子的牙齒。

本實施例中，圖像傳感器220記錄用戶牙齒在白色光照射下圖像的方式和記錄圖像信息ⅢS203的方式都是採用拍像的形式。由於單色可見光只有七種，所以在其他實施例中，單色光源發生器211最多也只能設置七組，其中七種可見光的波長範圍可參考相關工具書中所公開的範圍值。

如圖7、圖8所示，本實施例中，該診斷支持裝置200還包括數據交換模塊250、報警提示單元290、存儲單元260還存儲有比對結果ⅠS205差異量的閾值Ⅰ。數據交換模塊250用於與外部終端設備或外部雲端伺服器進行數據交互；報警提示單元290用於當比對結果ⅠS205的差異量未達到或未超過該閾值Ⅰ時，進行報警提示。因為該差異量未達到或未超過該閾值Ⅰ時，則說明圖像傳感器220記錄到的螢光光譜S202圖像與圖像信息Ⅳ比對表S204中的螢光光譜圖像是相同或相近的，也就說明用戶牙齒在該區域是附著有牙周病致病因子的，為異常情況。數據交換模塊250包括無線發射接收單元252和用於連接數據線的數據輸出埠251。白色光源發生器212是在單色光源發生器211不發光的狀態下，發射出白色光照射用戶牙齒，以便圖像傳感器220記錄用戶牙齒在白色光照射下的圖像信息Ⅴ，並將白色光照射下的圖像存儲至存儲單元260中。白色光照射下的圖像就是人眼在自然光下所看到的圖像。

本實施例中，當比對結果ⅠS205的差異量未達到或未超過閾值Ⅰ時則數據處理單元230記錄下此螢光光譜圖像，並且數據處理單元230對未達到或未超過該閾值Ⅰ的螢光光譜圖像與在白色光照射下的圖像進行比對分析，以指示出圖像中未達到或未超過閾值Ⅰ的區域處於白色光照射下得到圖像中的位置。其中圖像的比對分析方法可以採用常用SITF算法，其核心是選取圖像中潛在的對於尺度和旋轉不變的興趣點來進行比對判斷，具體可參考網址為「http://blog.csdn.net/jiutianhe/article/details/39896931 」中所描述的內容。

具體步驟如圖8所示，單色光源發生器211先發射出單色光S201；照射用戶牙齒後得到螢光光譜S202；圖像傳感器220記錄螢光光譜S202得到圖像信息ⅢS203，並將圖像信息ⅢS203存儲至存儲單元260中；數據處理單元230將圖像信息ⅢS203與圖像信息Ⅳ比對表S204進行比對得到比對結果ⅠS205；然後再看比對結果ⅠS205的差異量是否未達到或未超過閾值ⅠS206，若未達到或未超過則報警提示S207，以指示該牙齒區域的異常情況；否則不提示S208。本實施例中，報警提示S207的具體方式之一是採用指示出該區域處於白色光照射下得到圖像中位置的方式。

本實施例中，數據處理單元230對圖像的比對方式是，首先將要比對的圖像信息ⅢS203中螢光光譜圖像分割成若干個單位區域面積，然後採用選定圖像信息ⅢS203中的單位區域面積與圖像信息Ⅳ比對表S204中單位區域面積進行逐一比對。其中，單位區域面積的大小可以自行設定，如當採用一張螢光光譜圖像作為一個單位區域面積，則選定圖像信息ⅢS203中的一張螢光光譜圖像與圖像信息Ⅳ比對表S204中的螢光光譜圖像進行逐一比對。

本實施例中，單色光源發生器211設置為兩組，每組單色光源發生器211的光源設置個數為四個。每組單色光源發生器211發射藍光、紅光或紫光中的一種，且兩組單色光源發生器211發射的單色光S201不相同。其中，例如紅光的波長優選範圍為633～655nm，紫光的波長優選範圍為395～415nm。本實施例中，紅光的波長選擇為635nm或640nm或645nm，紫光的波長選擇為395nm或400nm或405nm或410nm。在其它實施例中，單色光源發生器211的設置組數還可以是七組以下的多組，每組單色光源發生器211的光源設置個數可以根據需要進行設置。

本實施例中，各組單色光源發生器211是依次發射單色光S201照射用戶牙齒，並分別激發出螢光光譜圖像。其中單色光源發生器211的發光順序可以根據用戶設定的順序。在其他實施例中，各組單色光源發生器211也可同時發射單色光S201照射用戶牙齒，從而激發出合成的螢光光譜圖像。

如圖7所示，該診斷支持裝置200還包括輸出單元270和輸入單元280，輸出單元270用於向用戶輸出比對結果ⅠS205，從而實現用戶與診斷支持裝置200的互動；輸入單元280用於向診斷支持裝置200輸入數據，從而實現用戶與診斷支持裝置200的互動。本實施例中，輸出單元270包括顯示模塊273和語音輸出模塊274和振動馬達271和LED指示燈272，輸入單元280為語音輸入模塊281和按鍵控制模塊282。

為便於診斷支持裝置200的使用，診斷支持裝置200內也可以設置供電電源，供電電源電連接電源輸入端240從而給診斷支持裝置200供電。

本實施例中，比對結果ⅠS205是採用對不一致的圖像進行報警的方式，在其實施例中，也可以採用對不一致的圖像進行直接輸出的方式，還可以對沒問題的圖像進行顯示或播報的方式。

同理，為實現對正常牙齒的標示，根據上述描述，在存儲單元260中還可以存儲有正常牙齒在單色光源發生器211發射的單色光照射下所激發出螢光光譜的圖像信息Ⅵ比對表；數據處理單元230將圖像傳感器220記錄到的螢光光譜圖像與圖像信息Ⅵ比對表中的螢光光譜圖像進行比對，以判斷其中的差異，並將比對結果Ⅱ進行輸出。存儲單元260還存儲有比對結果Ⅱ差異量的閾值Ⅱ，當比對結果Ⅱ的差異量達到或超過該閾值Ⅱ時則數據處理單元260記錄下此區域，並對達到或超過該閾值Ⅱ的螢光光譜圖像進行標示。此時，差異量達到該閾值Ⅱ時，則說明圖像傳感器220記錄到的螢光光譜圖像與圖像信息Ⅵ比對表中的螢光光譜圖像是相同或相近的，此時用戶牙齒在此區域是正常的。差異量若超過該閾值Ⅱ，則說明圖像傳感器220記錄到的螢光光譜圖像比圖像信息Ⅵ比對表中的螢光光譜圖像還更好，此時用戶牙齒在此區域也是正常的。報警提示單元290也可以用於當比對結果Ⅱ的差異量達到或超過該閾值Ⅱ時，進行報警提示。其中，正常牙齒是指沒有牙結石和牙菌斑的牙齒。

本實施例中的診斷支持裝置200由於包括兩組單色光源發生器211，其中每組單色光源發生器211發射七種可見光中的一種，並且各組單色光源發生器211發射的單色光互不相同，每組單色光源發生器211用於發出單色光來照射用戶牙齒激發出螢光光譜S202，所以通過數據處理單元230對兩種單色光照射下得到的螢光光譜S202圖像與圖像信息Ⅳ比對表中的螢光光譜圖像進行比對和綜合分析，可以更準確地得到牙結石或/和牙菌斑在牙齒上的覆蓋情況，大大提高了牙結石或/和牙菌斑的確查率。

例如：在405nm的單色光激發下，正常牙齒和牙結石的螢光光譜存在顯著差異。牙結石所激發的螢光光譜中，在510nm處有明顯的螢光峰，而正常牙齒在510nm處產生的螢光非常弱，幾乎探測不到。又如在波長為635nm的單色光激發下，所激發出的螢光光譜中，正常牙齒和牙結石都在680nm處產生了明顯的螢光峰，但是在700nm之後只有牙結石的光譜能觀測到螢光。

在其它實施例中，作為本實用新型的另一種實施方案，當比對結果ⅠS205的差異量未達到或未超過上述閾值Ⅰ時則數據處理單元230記錄下此區域，並對未達到或未超過該閾值Ⅰ的螢光光譜圖像直接在其螢光光譜圖像上進行標示。因為差異量未達到或未超過該閾值Ⅰ時，則說明圖像傳感器220記錄到的螢光光譜S202圖像與圖像信息Ⅳ比對表S204中的螢光光譜圖像是相同或相近的，說明用戶牙齒該區域是附著有牙周病致病因子的，為異常情況。另外，圖像傳感器220記錄用戶牙齒在白色光照射下圖像的方式和記錄圖像信息ⅢS203的方式還可以是採用攝像的形式。此時，攝像所得視頻的比對，可以採用逐幀的對比方式。

具體實施例三

如圖9所示，本實施例公開了一種內窺鏡，用於窺視用戶牙齒的健康狀況。其包括窺視部分310和控制部分320，其中，窺視部分310中設置有具體實施例一中所描述的內窺裝置或具體實施例二中所描述的內窺鏡診斷支持裝置。

以上應用具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，應該理解，以上實施方式只是用於幫助理解本實用新型，而不應理解為對本實用新型的限制。對於本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想，對本實用新型的結構形式或構造所做出的任何微小改進或等效替代，均應包含在其保護範圍之內。