專利名稱：基于頻域熒光壽命成像的牙釉質(zhì)礦物質(zhì)含量檢測的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于頻域熒光壽命成像的牙釉質(zhì) 礦物質(zhì)含量檢測的方法和裝置。
背景技術(shù)：
牙釉質(zhì)的主要由羥基磷灰石構(gòu)成，羥基磷灰石是一種熒光基團(tuán)物質(zhì)，在某 特定波長激發(fā)下，會(huì)產(chǎn)生自體熒光。物質(zhì)內(nèi)部功能信息可以由出射熒光的時(shí)間
分辨特性來表征，在PH值偏小導(dǎo)致牙齒脫礦的情況下，牙齒的自體熒光壽命會(huì) 發(fā)生改變，因此，根據(jù)所獲取的熒光壽命的大小即可以判斷牙齒礦物質(zhì)含量的 大小。
隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，口腔保健意識(shí)的增強(qiáng)，需要客觀，準(zhǔn)確，無損的牙齒 礦物質(zhì)含量的檢測方法，這樣，可以在體監(jiān)視牙齒礦物質(zhì)含量的動(dòng)態(tài)改變，在 脫礦嚴(yán)重的開始通過預(yù)防性措施改變這種趨勢，使礦物質(zhì)含量恢復(fù)正常水平。
傳統(tǒng)的牙齒礦物質(zhì)含量的檢測需要將牙齒切片，無法實(shí)現(xiàn)在體的測量。另 外，雖然有根據(jù)熒光光譜或熒光光強(qiáng)的空間相對(duì)分布等現(xiàn)象診斷牙齒脫礦情況， 但這些方法均與激發(fā)光的強(qiáng)度或探測器的靈敏度等因素有關(guān)，缺乏客觀性，在 臨床診斷時(shí)容易出現(xiàn)假陽性或假陰性結(jié)果。熒光壽命的大小不會(huì)受外界因素的 影響，僅與物質(zhì)所處的環(huán)境有關(guān)，而且不會(huì)出現(xiàn)光漂白的現(xiàn)象。通過牙齒自體 熒光壽命的測量可以反映牙齒內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能信息，為臨床判斷礦物質(zhì)含量是 否正?；峁┝藚⒖家罁?jù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于頻域熒光壽命成像的 牙釉質(zhì)礦物質(zhì)含量檢測的方法和裝置。
利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的方法是光源為激光器或者 連續(xù)光源，通過內(nèi)調(diào)制光強(qiáng)調(diào)制器或外調(diào)制光強(qiáng)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光源發(fā)射光的光 強(qiáng)調(diào)制，其調(diào)制頻率取決于牙齒的自體熒光壽命；調(diào)制光經(jīng)過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)或 非成像光學(xué)系統(tǒng)后，以光束形狀入射，對(duì)于連續(xù)光源放置濾光片獲得激發(fā)波長， 入射到分束鏡，光束反射到熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上， 所激發(fā)出的熒光由于存在作用時(shí)間和量子效率問題，相比激發(fā)光信號(hào)，熒光信 號(hào)存在相位差和調(diào)制深度的改變，其大小與熒光壽命具有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系，熒 光依次經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，分束鏡，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片后
5成像在光強(qiáng)增益器的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器多次同頻調(diào)制光強(qiáng)增 益器的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器上獲得一系列不同相位處 的熒光強(qiáng)度值，在此，具有積分時(shí)間的探測器相當(dāng)于低頻濾波器，高頻信號(hào)由 于積分時(shí)間內(nèi)多個(gè)周期而積分為零，最后由計(jì)算機(jī)按照重構(gòu)算法重構(gòu)出熒光壽 命值。
一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括激光器、外調(diào) 制器、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)、分束鏡，熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，牙齒樣本，熒光成 像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片，高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器，射頻器和相移器，探測器，計(jì)算 機(jī)，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)、分束鏡、 熒光成像光學(xué)系統(tǒng)、濾光片、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器、探測器，激光器發(fā)出的光 經(jīng)過外調(diào)制器調(diào)制后通過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)入射到分束鏡上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集 光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上，在牙齒樣本上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激 發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)和分束鏡后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)后，經(jīng)濾光片成像在光強(qiáng) 增益器的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器的 增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器上獲的一系列不同相位處的熒光 強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)重構(gòu)出熒光壽命值。
一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括激光器、內(nèi)調(diào) 制器、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)、分束鏡，熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，牙齒樣本，熒光成 像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片，高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器，射頻器和相移器，探測器，計(jì)算 機(jī)，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)、分束鏡、 熒光成像光學(xué)系統(tǒng)、濾光片、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器、探測器，激光器發(fā)出的光 經(jīng)過內(nèi)調(diào)制器調(diào)制后通過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)入射到分束鏡上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集 光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上，在牙齒樣本上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激 發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)和分束鏡后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)后，經(jīng)濾光片成像在光強(qiáng) 增益器的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器的 增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器上獲的一系列不同相位處的熒光 強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)重構(gòu)出熒光壽命值。
一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括連續(xù)光源、內(nèi) 調(diào)制器、非成像光學(xué)系統(tǒng)、濾光片，分束鏡，熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，牙齒 樣本，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片，高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器，射頻器和相移器， 探測器，計(jì)算機(jī)，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本、熒光激發(fā)和收集光學(xué) 系統(tǒng)、分束鏡、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)、濾光片、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器、探測器，連續(xù)光源經(jīng)過內(nèi)調(diào)制器調(diào)制后通過非成像系統(tǒng)和濾光片入射到分束鏡上后進(jìn)入 熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上，在牙齒樣本上所激發(fā)出的 熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)和分束鏡后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)后，經(jīng)濾 光片成像在光強(qiáng)增益器的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器多次調(diào)節(jié)高頻調(diào) 制光強(qiáng)增益器的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器上獲的一系列不 同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)重構(gòu)出熒光壽命值。
一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括連續(xù)光源、外 調(diào)制器、非成像光學(xué)系統(tǒng)、濾光片，分束鏡，熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，牙齒 樣本，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片，高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器，射頻器和相移器， 探測器，計(jì)算機(jī)，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本、熒光激發(fā)和收集光學(xué) 系統(tǒng)、分束鏡、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)、濾光片、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器、探測器， 連續(xù)光源發(fā)出的光經(jīng)過外調(diào)制器調(diào)制后通過非成像光學(xué)系統(tǒng)和濾光片后入射到 分束鏡上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上，在牙齒樣 本上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)和分束鏡后進(jìn)入熒光成像光 學(xué)系統(tǒng)后，經(jīng)濾光片成像在光強(qiáng)增益器的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器 多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器 上獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)重構(gòu)出熒光壽命值。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是可以通過光學(xué)方法實(shí)現(xiàn)在體無 損、可定量化、動(dòng)態(tài)監(jiān)控的牙齒礦物質(zhì)含量的檢測，以熒光壽命作為評(píng)斷牙齒 礦物質(zhì)含量的參數(shù)，建立二者的定量關(guān)系，為臨床口腔醫(yī)生對(duì)牙齒的健康情況 提供診斷判據(jù)，在臨床口腔醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有應(yīng)用潛力。


圖1外調(diào)制激光光源寬場頻域熒光壽命成像測量裝置示意圖； 圖2內(nèi)調(diào)制激光光源寬場頻域熒光壽命成像測量裝置示意圖； 圖3內(nèi)調(diào)制連續(xù)光源寬場頻域熒光壽命成像測量裝置示意圖； 圖4外調(diào)制連續(xù)光源寬場頻域熒光壽命成像測量裝置示意圖； 圖中，激光器1、外調(diào)制器2、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)3、分束鏡4、熒光激發(fā)和收
集光學(xué)系統(tǒng)5、牙齒樣本6、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7、濾光片8、高頻調(diào)制光強(qiáng)增
益器9、射頻器和相移器10、探測器11、計(jì)算機(jī)12、內(nèi)調(diào)制器13、連續(xù)光源
14、濾光片15、非成像光學(xué)系統(tǒng)16。
具體實(shí)施例方式
利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的方法是光源為激光器或者連續(xù)光源，通過內(nèi)調(diào)制光強(qiáng)調(diào)制器或外調(diào)制光強(qiáng)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光源發(fā)射光的光強(qiáng)
調(diào)制，其調(diào)制頻率取決于牙齒的自體熒光壽命；調(diào)制光經(jīng)過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)或非 成像光學(xué)系統(tǒng)后，以光束形狀入射，對(duì)于連續(xù)光源放置濾光片獲得激發(fā)波長， 入射到分束鏡，光束反射到熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上， 所激發(fā)出的熒光由于存在作用時(shí)間和量子效率問題，相比激發(fā)光信號(hào)，熒光信 號(hào)存在相位差和調(diào)制深度的改變，其大小與熒光壽命具有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系，熒 光依次經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，分束鏡，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片后 成像在光強(qiáng)增益器的接收面上，牙齒的照射面和光強(qiáng)增益器的接收面相共軛。 通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器多次同頻調(diào)制光強(qiáng)增益器的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的 初始相位，在探測器上獲得一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，在此，具有積分 時(shí)間的探測器相當(dāng)于低頻濾波器，高頻信號(hào)由于積分時(shí)間內(nèi)多個(gè)周期而積分為 零，最后由計(jì)算機(jī)按照重構(gòu)算法重構(gòu)出熒光壽命值。并通過偽彩色對(duì)不同的熒 光壽命大小進(jìn)行標(biāo)注。通過對(duì)待測樣本二維空間的熒光壽命值的檢測，可以判 斷牙齒樣本的礦物質(zhì)含量情況。
如圖1所示， 一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括 激光器1、外調(diào)制器2、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)3、分束鏡4，熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5， 牙齒樣本6，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7，濾光片8，高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9，射頻器 和相移器IO，探測器ll，計(jì)算機(jī)12，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本6、 熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5、分束鏡4、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7、濾光片8、高頻 調(diào)制光強(qiáng)增益器9、探測器11，激光器1發(fā)出的光經(jīng)過外調(diào)制器2調(diào)制后通過 擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)3入射到分束鏡4上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5，最后作用 在牙齒樣本6上，在牙齒樣本6上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系 統(tǒng)5和分束鏡4后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7后，經(jīng)濾光片8成像在光強(qiáng)增益器9 的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器10多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9的增 益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器11上獲的一系列不同相位處的熒光 強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)12重構(gòu)出熒光壽命值。
如圖2所示， 一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括 激光器l、內(nèi)調(diào)制器13、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)3、分束鏡4、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng) 5、牙齒樣本6、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7、濾光片8、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9、射頻 器和相移器IO、探測器ll、計(jì)算機(jī)12，在同一光軸上依次順序放置 牙齒樣本6、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5、分束鏡4、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7、濾 光片8、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9、探測器ll，激光器l發(fā)出的光經(jīng)過內(nèi)調(diào)制器13調(diào)制后通過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)3入射到分束鏡4上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光學(xué)系 統(tǒng)5，最后作用在牙齒樣本6上，在牙齒樣本6上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā) 和收集光學(xué)系統(tǒng)5和分束鏡4后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7后，經(jīng)濾光片8成像 在光強(qiáng)增益器9的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器10多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光 強(qiáng)增益器9的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器11上獲的一系列不 同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)12重構(gòu)出熒光壽命值。
如圖3所示， 一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括 連續(xù)光源14、內(nèi)調(diào)制器13、非成像光學(xué)系統(tǒng)16、濾光片15、分束鏡4、熒光激 發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5、牙齒樣本6、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7、濾光片8、高頻調(diào)制 光強(qiáng)增益器9、射頻器和相移器IO、探測器ll、計(jì)算機(jī)12，在同一光軸上依次 順序放置牙齒樣本6、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5、分束鏡4、熒光成像光學(xué)系 統(tǒng)7、濾光片8、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9、探測器ll，連續(xù)光源14經(jīng)過內(nèi)調(diào)制 器13調(diào)制后通過非成像系統(tǒng)16和濾光片15入射到分束鏡4上后進(jìn)入熒光激發(fā) 和收集光學(xué)系統(tǒng)5，最后作用在牙齒樣本6上，在牙齒樣本6上所激發(fā)出的熒光 經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5和分束鏡4后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7后，經(jīng) 濾光片8成像在光強(qiáng)增益器9的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器10多次調(diào) 節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器11上 獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)12重構(gòu)出熒光壽命值。
如圖4所示， 一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置包括 連續(xù)光源14、外調(diào)制器2、非成像光學(xué)系統(tǒng)16、濾光片15、分束鏡4、熒光激 發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5、牙齒樣本6、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)7、濾光片8、高頻調(diào)制 光強(qiáng)增益器9、射頻器和相移器IO、探測器ll、計(jì)算機(jī)12，在同一光軸上依次 順序放置牙齒樣本6、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5、分束鏡4、熒光成像光學(xué)系 統(tǒng)7、濾光片8、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9、探測器ll，連續(xù)光源14發(fā)出的光經(jīng) 過外調(diào)制器2調(diào)制后通過非成像光學(xué)系統(tǒng)16和濾光片15后入射到分束鏡4上 后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5，最后作用在牙齒樣本6上，在牙齒樣本6上 所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)5和分束鏡4后進(jìn)入熒光成像光 學(xué)系統(tǒng)7后，經(jīng)濾光片8成像在光強(qiáng)增益器9的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和 相移器10多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器9的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相 位，在探測器11上獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)12重構(gòu)出 熒光壽命值。
本發(fā)明采用激光器如固體激光器或半導(dǎo)體激光器作為頻域熒光壽命成像應(yīng)用于牙齒礦物質(zhì)含量檢測的激發(fā)光源，功率的大小取決于牙齒自體熒光發(fā)射的 需要，波長的選擇根據(jù)牙齒的激發(fā)光譜測試，選取出射熒光強(qiáng)度最大的激發(fā)波
長。采用連續(xù)光源，如LED,氙燈，氘燈等作為光源，利用非成像光學(xué)系統(tǒng)設(shè) 計(jì)收集發(fā)射光能，達(dá)到入射光的能量和形狀要求。采取外調(diào)制的方法實(shí)現(xiàn)光強(qiáng) 的高頻調(diào)制，實(shí)現(xiàn)高頻外調(diào)制的器件有電光調(diào)制器、聲光調(diào)制器、磁光調(diào)制器 等。光強(qiáng)調(diào)制頻率的大小取決于待測物質(zhì)熒光壽命的大小。采用擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng) 使高頻調(diào)制的激光光斑滿足入射到樣本上的光斑大小。采用分束鏡將入射光反 射到待測樣本上，并將出射的熒光透射到后續(xù)的熒光接收裝置。采用熒光激發(fā) 和收集光學(xué)系統(tǒng)將激發(fā)光寬場作用于牙齒樣本，并同時(shí)收集出射的熒光信號(hào)。 采用在探測器前放置濾光片的方法排除激發(fā)光和外界環(huán)境干擾因素，僅獲取特 定的熒光信號(hào)。采用高頻響應(yīng)的光強(qiáng)增益器實(shí)現(xiàn)對(duì)微弱熒光信號(hào)的光強(qiáng)增益。 采用射頻器和移相器實(shí)現(xiàn)對(duì)光強(qiáng)增益器增益系數(shù)的高頻調(diào)制和初始相位的改 變。采用光電探測器CCD或CMOS等實(shí)現(xiàn)對(duì)光強(qiáng)的空間成像。
權(quán)利要求
1.一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的方法，其特征在于光源為激光器或者連續(xù)光源，通過內(nèi)調(diào)制光強(qiáng)調(diào)制器或外調(diào)制光強(qiáng)調(diào)制器實(shí)現(xiàn)對(duì)光源發(fā)射光的光強(qiáng)調(diào)制，其調(diào)制頻率取決于牙齒的自體熒光壽命；調(diào)制光經(jīng)過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)或非成像光學(xué)系統(tǒng)后，以光束形狀入射，對(duì)于連續(xù)光源放置濾光片獲得激發(fā)波長，入射到分束鏡，光束反射到熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，最后作用在牙齒樣本上，所激發(fā)出的熒光由于存在作用時(shí)間和量子效率問題，相比激發(fā)光信號(hào)，熒光信號(hào)存在相位差和調(diào)制深度的改變，其大小與熒光壽命具有確定的數(shù)學(xué)關(guān)系，熒光依次經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)，分束鏡，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)，濾光片后成像在光強(qiáng)增益器的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器多次同頻調(diào)制光強(qiáng)增益器的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器上獲得一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，在此，具有積分時(shí)間的探測器相當(dāng)于低頻濾波器，高頻信號(hào)由于積分時(shí)間內(nèi)多個(gè)周期而積分為零，最后由計(jì)算機(jī)按照重構(gòu)算法重構(gòu)出熒光壽命值。
2. —種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置，其特征在于包括 激光器(1)、外調(diào)制器(2)、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)(3)、分束鏡(4)，熒光激發(fā)和收 集光學(xué)系統(tǒng)(5)，牙齒樣本(6)，熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)，濾光片(8)，高頻 調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)，射頻器和相移器(10)，探測器(11),計(jì)算機(jī)(12)，在 同一光軸上依次順序放置牙齒樣本(6)、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)、分束 鏡(4)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、濾光片(8)、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)、探 測器(11)，激光器(1)發(fā)出的光經(jīng)過外調(diào)制器(2)調(diào)制后通過擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)(3)入射到分束鏡(4)上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)，最后作用在 牙齒樣本(6)上，在牙齒樣本(6)上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光 學(xué)系統(tǒng)(5)和分束鏡(4)后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)后，經(jīng)濾光片(8) 成像在光強(qiáng)增益器(9)的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器(10)多次調(diào)節(jié) 高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器(11) 上獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)(12)重構(gòu)出熒光壽命值。
3. —種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置，其特征在于包括 激光器(1)、內(nèi)調(diào)制器(13)、擴(kuò)束光學(xué)系統(tǒng)(3)、分束鏡(4)、熒光激發(fā)和收 集光學(xué)系統(tǒng)(5)、牙齒樣本(6)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、濾光片(8)、高頻 調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)、射頻器和相移器(10)、探測器(11)、計(jì)算機(jī)(12)，在 同一光軸上依次順序放置牙齒樣本(6)、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)、分束鏡(4)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、濾光片(8)、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)、 探測器(11)，激光器(1)發(fā)出的光經(jīng)過內(nèi)調(diào)制器(13)調(diào)制后通過擴(kuò)束光學(xué) 系統(tǒng)(3)入射到分束鏡(4)上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)，最后作 用在牙齒樣本(6)上，在牙齒樣本(6)上所激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收 集光學(xué)系統(tǒng)(5)和分束鏡(4)后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)后，經(jīng)濾光片(8) 成像在光強(qiáng)增益器(9)的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器和相移器(10)多次調(diào)節(jié) 高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的初始相位，在探測器(11) 上獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)(12)重構(gòu)出熒光壽命值。
4. 一種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置，其特征在于包括 連續(xù)光源(14)、內(nèi)調(diào)制器(13)、非成像光學(xué)系統(tǒng)(16)、濾光片(15)、分束 鏡(4)、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)、牙齒樣本(6)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、 濾光片(8)、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)、射頻器和相移器(10)、探測器(11)、 計(jì)算機(jī)(12)，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本(6)、熒光激發(fā)和收集光學(xué) 系統(tǒng)(5)、分束鏡(4)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、濾光片(8)、高頻調(diào)制光強(qiáng) 增益器(9)、探測器(11)，連續(xù)光源(14)經(jīng)過內(nèi)調(diào)制器(13)調(diào)制后通過非 成像系統(tǒng)(16)和濾光片(15)入射到分束鏡(4)上后進(jìn)入熒光激發(fā)和收集光 學(xué)系統(tǒng)(5)，最后作用在牙齒樣本(6)上，在牙齒樣本(6)上所激發(fā)出的熒 光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)和分束鏡(4)后進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)后，經(jīng)濾光片(8)成像在光強(qiáng)增益器(9)的接收面上，通過調(diào)節(jié)射頻器 和相移器(10)多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)的增益系數(shù)以及增益系數(shù)的 初始相位，在探測器(11)上獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值，由計(jì)算機(jī)(12)重構(gòu)出熒光壽命值。
5. —種利用頻域熒光壽命成像檢測牙齒礦物質(zhì)含量的裝置，其特征在于包 括連續(xù)光源(14)、外調(diào)制器(2)、非成像光學(xué)系統(tǒng)(16)、濾光片(15)、分束 鏡(4)、熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)、牙齒樣本(6)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、 濾光片(8)、高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)、射頻器和相移器(10)、探測器(11)、 計(jì)算機(jī)(12)，在同一光軸上依次順序放置牙齒樣本(6)、熒光激發(fā)和收集光學(xué) 系統(tǒng)(5)、分束鏡(4)、熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)、濾光片(8)、高頻調(diào)制光強(qiáng) 增益器(9)、探測器(11)，連續(xù)光源(14)發(fā)出的光經(jīng)過外調(diào)制器(2)調(diào)制 后通過非成像光學(xué)系統(tǒng)(16)和濾光片(15)后入射到分束鏡(4)上后進(jìn)入熒 光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5),最后作用在牙齒樣本(6),在牙齒樣本(6)上所 激發(fā)出的熒光經(jīng)過熒光激發(fā)和收集光學(xué)系統(tǒng)(5)和分束鏡(4)進(jìn)入熒光成像光學(xué)系統(tǒng)(7)后，經(jīng)濾光片(8)成像在光強(qiáng)增益器(9)的接收面上，通過調(diào) 節(jié)射頻器和相移器(10)多次調(diào)節(jié)高頻調(diào)制光強(qiáng)增益器(9)的增益系數(shù)以及增 益系數(shù)的初始相位，在探測器(11)上獲的一系列不同相位處的熒光強(qiáng)度值， 由計(jì)算機(jī)(12)重構(gòu)出熒光壽命值。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于頻域熒光壽命成像的牙釉質(zhì)礦物質(zhì)含量檢測的方法和裝置。經(jīng)過光強(qiáng)調(diào)制的光入射到牙齒樣本上，激發(fā)的熒光成像在光強(qiáng)增益器上，通過對(duì)增益器的同頻調(diào)制和相位調(diào)節(jié)，按照算法重構(gòu)熒光壽命值。由于牙齒的自體熒光壽命大小與外界激發(fā)光強(qiáng)度、探測器靈敏度及熒光基團(tuán)的物質(zhì)含量等因素?zé)o關(guān)，僅與熒光基團(tuán)物質(zhì)所處的微環(huán)境如PH值、氧離子濃度、鈣離子濃度等因素有關(guān)，可以客觀描述牙釉質(zhì)的物質(zhì)內(nèi)部狀態(tài)。本發(fā)明為定量檢測牙齒礦物質(zhì)含量提供了一種無損的光學(xué)檢測方法，有望成為在體實(shí)時(shí)觀測，定量描述牙齒健康程度的新工具，可廣泛應(yīng)用于臨床口腔醫(yī)學(xué)診斷和齲齒病變機(jī)理的研究。
文檔編號(hào)A61B5/00GK101632577SQ20091010194
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月20日
發(fā)明者斌 林, 王守濤, 陳慶光 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)