本发明涉及龋齿检测，具体涉及一种非接触式早期龋齿检测装置及使用方法。
背景技术：
1、龋齿是一种常见的牙体硬组织疾病，其特征是细菌侵蚀牙齿，导致牙齿上形成小洞或病变，正常牙釉质，牙本质不断病变丧失，直至失去对牙髓的保护，是形成牙髓炎及根尖周炎的主要诱因。
2、龋齿的发展通常是不可逆的，但在早期如果诊断及时，可以通过复矿等手段恢复健康。龋齿发展越深，诊断越容易，但是治疗恢复也越困难。因此，早期龋齿的诊断技术研究日益受到研究人员的重视。龋齿的传统诊断方法主要有主观诊断法和x射线诊断法。由于早期龋的临床症状非常不明显，并且牙齿的脱矿部分仅分布在牙釉质表层，因此，传统方法无法诊断处于早期阶段的龋齿。随着电子、光学成像等技术的飞速发展，早期龋齿的诊断技术也有了新的发展。这些技术主要有光散射法，光纤透射法，荧光法和染料渗入法等。虽然这些方法在早期龋齿的诊断研究中起了很大的推进作用，但是依然存在不少缺点，主要有检测部位易受限、准确性不高、易受牙结石等影响而产生误诊、无法定量评估早期龋齿的脱矿程度等等。
技术实现思路
1、技术目的：针对上述现有龋齿检测存在的不足，本发明公开了一种能够对早期龋齿状况，进行准确评估与判断的非接触式早期龋齿检测装置及使用方法。
2、技术方案：为实现上述技术目的，本发明采用了如下技术方案：
3、一种非接触式早期龋齿检测装置，包括用于固定在牙齿上提供检测轨道的透明牙槽座，设置在透明牙槽座上用于对牙齿表面进行检测的移动式检测单元，所述移动式检测单元包括与透明牙槽座配合的封装壳体，在封装壳体内设置与牙齿检测表面相对应的超声激光激发模组，以及用于对超声波在牙齿表面传播特性进行检测的检测模组；所述封装壳体上设置用于控制在透明牙槽座上移动的平移机构。
4、优选地，本发明的超声激光激发模组包括脉冲固体激光器、振镜和柱面透镜，脉冲固体激光器的激光通过光纤照射至振镜，振镜将激光反射至柱面透镜，通过柱面透镜聚焦至牙齿表面。
5、优选地，本发明的封装壳体上设置用于带动振镜和柱面透镜平移改变激光照射位置的电控平移装置，所述电控平移装置包括平移工作台以及用于带动平移工作台移动的步进电机。
6、优选地，本发明的检测模组包括连续半导体激光器、光纤环形器、光纤耦合器、声光移频器和光电探测器，所述连续半导体激光器出射初始探测光，在连续半导体激光器出射端设置光纤分光器，将初始探测光分为参考光和测量光，参考光入射至声光移频器进行移频处理，测量光通过光纤环形器照射至牙齿表面，反射的测量光经光纤环形器入射至光纤耦合器内，光纤耦合器接收移频后的参考光和反射后的测量光进行汇合干涉，并输出至光电探测器，通过光电探测器将光信号转换为电流信号，并输送至相连接的解调设备进行解调，得到牙齿表面的超声波振动位移信号，获取扫查区域的超声b-scan图像，超声b-scan结果进行二维傅里叶变换，得到超声波的频散曲线，根据频散曲线分析牙齿龋坏区域的大小和深度。
7、优选地，本发明的透明牙槽座包括上牙槽座和下牙槽座，所述上牙槽座上表面设有与上腭弧形相匹配的硅胶层，通过硅胶层进行上牙槽座的固定。
8、优选地，本发明的透明牙槽座上的超声激光激发模组和检测模组的数量均为三组，三组分别朝向牙齿的内外侧面以及顶面。
9、所述平移机构包括固定在封装壳体上的电机，在电机的驱动端设置用于和透明牙槽座配合带动封装壳体移动的驱动组件。
10、本发明公开一种基于上述检测装置的使用方法，先固定透明牙槽座，使用电控平移机构带动封装壳体沿对应的透明牙槽座进行移动，启动超声激光激发模组激发超声波，检测模组对超声波在牙齿表面传播特性检测，获取超声b-scan图像。
11、优选地，本发明在使用超声激光激发模组激发超声波时，激发光的移动步长根据检测面的曲率变化情况进行设定，每个移动步长内的检测面的曲率变化在设定的许可范围内。
12、有益效果：本发明一种非接触式早期龋齿检测装置及使用方法具有如下有益效果：
13、1、本发明使用透明牙槽座提供移动导轨，配合封装壳体内的超声激光激发模组和检测模组，可以实现各个位置牙齿情况信息的准确获取，实现自动检测，降低操作对检测结果的干扰，可以提高检测的准确性与检测效率。
14、2、本发明使用激光在牙齿表面激发超声波，并利用干涉法对产生的超声波信号进行非接触式检测，根据超声频散曲线的相速度与频率关系，可以对牙釉质健康程度，龋坏区域大小和深度等进行准确评估。
15、3、本发明的上牙槽座上设置与上腭弧形相匹配的硅胶层，可以在排尽硅胶层与上腭表面之间的空气后，实现对上牙槽座的固定，并且不会对检测装置的运行产生影响。
16、4、本发明振镜与柱面镜片的移动步长根据牙齿表面的曲率变化进行设定，在每一移动步长内，牙齿表面曲率变化较小，可以视为常数，从而可以减小因为检测面几何形状对检测结果的影响，保证检测精度。
1.一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，包括用于固定在牙齿上提供检测轨道的透明牙槽座（1），设置在透明牙槽座（1）上用于对牙齿表面进行检测的移动式检测单元，所述移动式检测单元包括与透明牙槽座（1）配合的封装壳体（2），在封装壳体（2）内设置与牙齿检测表面相对应的超声激光激发模组，以及用于对超声波在牙齿表面传播特性进行检测的检测模组；所述封装壳体（2）上设置用于控制在透明牙槽座（1）上移动的平移机构。
2.根据权利要求1所述的一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，所述超声激光激发模组包括脉冲固体激光器（3）、振镜（4）和柱面透镜（5），脉冲固体激光器（3）的激光通过光纤照射至振镜（4），振镜（4）将激光反射至柱面透镜（5），通过柱面透镜（5）聚焦至牙齿表面。
3.根据权利要求2所述的一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，所述封装壳体（2）上设置用于带动振镜（4）和柱面透镜（5）平移改变激光照射位置的电控平移装置，所述电控平移装置包括平移工作台以及用于带动平移工作台移动的步进电机。
4.根据权利要求1所述的一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，所述检测模组包括连续半导体激光器（6）、光纤环形器（7）、光纤耦合器（8）、声光移频器（9）和光电探测器（10），所述连续半导体激光器（6）出射初始探测光，在连续半导体激光器（6）出射端设置光纤分光器（11），将初始探测光分为参考光和测量光，参考光入射至声光移频器（9）进行移频处理，测量光通过光纤环形器（7）照射至牙齿表面，反射的测量光经光纤环形器（7）入射至光纤耦合器（9）内，光纤耦合器（8）接收移频后的参考光和反射后的测量光进行汇合干涉，并输出至光电探测器（10），通过光电探测器（10）将光信号转换为电流信号，并输送至相连接的解调设备进行解调，得到牙齿表面的超声波振动位移信号，获取扫查区域的超声b-scan图像，超声b-scan结果进行二维傅里叶变换，得到超声波的频散曲线，根据频散曲线分析牙齿龋坏区域的大小和深度。
5.根据权利要求1所述的一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，所述透明牙槽座（1）包括上牙槽座（12）和下牙槽座（13），所述上牙槽座（12）上表面设有与上腭弧形相匹配的硅胶层（14），通过硅胶层（14）进行上牙槽座（12）的固定。
6.根据权利要求1所述的一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，所述透明牙槽座（1）上的超声激光激发模组和检测模组的数量均为三组，三组分别朝向牙齿的内外侧面以及顶面。
7.根据权利要求1所述的一种非接触式早期龋齿检测装置，其特征在于，所述电控平移机构包括固定在封装壳体上的电机，在电机的驱动端设置用于和透明牙槽座（1）配合带动封装壳体（2）移动的驱动组件。
8.根据权利要求1-7任一项所述的非接触式早期龋齿检测装置的使用方法，其特征在于，先固定透明牙槽座，使用电控平移机构带动封装壳体沿对应的透明牙槽座进行移动，启动超声激光激发模组激发超声波，检测模组对超声波在牙齿表面传播特性检测，获取超声b-scan图像。
9.根据权利要求8所述的非接触式早期龋齿检测装置使用方法，其特征在于，在使用超声激光激发模组激发超声波时，激发光的移动步长根据检测面的曲率变化情况进行设定，每个移动步长内的检测面的曲率变化在设定的许可范围内。
