專利名稱：智能化多功能口腔疾病診斷儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明創(chuàng)造屬于電子醫(yī)療器械，確切地說(shuō)它是一種診斷口腔疾病的電子儀器。
公知的利用測(cè)量口腔組織阻抗法診斷口腔疾病的電子裝置如牙根管長(zhǎng)度電測(cè)儀、齲齒測(cè)定器、測(cè)定牙隱裂的裝置以及測(cè)定牙充填物密合度的裝置，均具有包括探測(cè)電極、粘膜電極在內(nèi)的阻抗采樣系統(tǒng)、為將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化阻抗值的采樣信號(hào)處理系統(tǒng)、展示檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)?？谇蛔杩箿y(cè)定儀(CN86202428)即是這類結(jié)構(gòu)的一個(gè)典型實(shí)用新型專利。其利用振蕩器產(chǎn)生一交流電信號(hào)，使這個(gè)信號(hào)經(jīng)過(guò)微電流恒流源輸入到被測(cè)回路并取得壓降，經(jīng)過(guò)輸入阻抗比例放大器進(jìn)行一定量的放大處理后，由濾波器去除干擾信號(hào)，再由比例整流放大器整流和進(jìn)一步放大，最后驅(qū)動(dòng)數(shù)字顯示單元顯示被測(cè)部位的阻抗值。然后，醫(yī)生根據(jù)記憶的診斷經(jīng)驗(yàn)阻抗值參照儀器顯示的數(shù)值來(lái)判斷病理狀態(tài)。這種裝置的明顯缺點(diǎn)是儀器不能顯示診斷結(jié)果，醫(yī)生需要記憶許多經(jīng)驗(yàn)數(shù)值來(lái)人工判斷儀器所顯示的數(shù)值是否屬于病理狀態(tài)。由于醫(yī)生需要記憶的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值繁多，不易記憶并且容易受主觀因素的影響，而難以實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。由于電路本身的原因，這種儀器顯示速度很慢，影響工作效率?？谇蛔杩箿y(cè)定儀只用一個(gè)內(nèi)阻校正，并且需要醫(yī)生操縱，影響校正準(zhǔn)確性，醫(yī)生也不方便。這種儀器無(wú)儲(chǔ)存記憶功能，不便于了解復(fù)診患者以往的病歷情況。此外，這種裝置不能多路測(cè)試，不能打印，醫(yī)生和患者都感到不方便，等等。
本發(fā)明創(chuàng)造的目的在于提供一種智能化多功能口腔疾病診斷儀，其借助于計(jì)算機(jī)自動(dòng)管理系統(tǒng)采樣、數(shù)據(jù)處理檢測(cè)結(jié)果顯示，從而直接實(shí)現(xiàn)對(duì)各種口腔疾病種類與性質(zhì)的分析和確診。
本發(fā)明創(chuàng)造的基本構(gòu)思如下(參看

圖1)整機(jī)設(shè)計(jì)中具有一個(gè)口腔阻抗采樣系統(tǒng)A，采樣系統(tǒng)A中包括一個(gè)提供200-600Hz的交流電源A1，選擇開(kāi)關(guān)電路A2，量程自適應(yīng)選擇電路A3，電極采樣通道A4及標(biāo)準(zhǔn)電阻組A5。采樣電路依靠粘膜電極2和口腔電極1在患者口腔處采樣。采樣信號(hào)經(jīng)與標(biāo)準(zhǔn)阻抗比較后選擇的通道與量程輸入模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)B，其將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化阻抗值，其主要結(jié)構(gòu)是一個(gè)模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D。數(shù)字化信號(hào)送入計(jì)算機(jī)處理，經(jīng)過(guò)與預(yù)儲(chǔ)存在只讀存儲(chǔ)器中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較運(yùn)算后對(duì)其所屬疾病的種類與性質(zhì)做出判定，其結(jié)果由計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)顯示系統(tǒng)C做顯示。其中C1為測(cè)量數(shù)值顯示器，其通過(guò)接口K3與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，可以顯示所測(cè)部位的實(shí)際阻抗值。C2則為診斷結(jié)果顯示器，它通過(guò)接口K2與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，可以顯示疾病的種類和性質(zhì)。產(chǎn)生200-600Hz方波的信號(hào)源是通過(guò)接口K1來(lái)自計(jì)算機(jī)內(nèi)部的本機(jī)晶振。以上的主要構(gòu)思即可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的目的，當(dāng)然其主要工作過(guò)程受存于計(jì)算機(jī)只讀存儲(chǔ)器中的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)及主控程序(參見(jiàn)圖5)的調(diào)控。中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)除了包括計(jì)算機(jī)(例如48/51系列單片機(jī))，存有口腔疾病診斷主程序及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的只讀存儲(chǔ)器外，還包括有與外部設(shè)備或功能有關(guān)的相應(yīng)接口。除上面所提到的接口K1、K2、K3、K4外，還可設(shè)置打印接口K6及相應(yīng)的打印機(jī)、鍵盤接口K5及鍵盤、訊響提示器接口K7及訊響器。
由本機(jī)中央控制系統(tǒng)的接口電路K1發(fā)出200-600Hz的方波信號(hào)。此方波信號(hào)是由晶體振蕩器而來(lái)，具有高穩(wěn)定度。它經(jīng)低通濾波器3a變?yōu)檎也妷盒盘?hào)，再經(jīng)電壓電流變換器3b變?yōu)榛竞愣ǖ碾娏?。此電流?jīng)受計(jì)算機(jī)裝置控制(通過(guò)接口K5)。選擇開(kāi)關(guān)A2通過(guò)某一路測(cè)量通道或某一電阻產(chǎn)生電壓，此電壓送入模擬信號(hào)預(yù)處理裝置處理成幅度滿足精度要求的脈動(dòng)信號(hào)，經(jīng)模數(shù)變換電路B成為對(duì)應(yīng)的數(shù)字量。數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)完成數(shù)字濾波、誤差修正、數(shù)字變換、數(shù)字比較、數(shù)字譯碼。經(jīng)過(guò)處理的數(shù)字信號(hào)經(jīng)接口電路K2、K3送入顯示電路使數(shù)碼管顯示阻抗值，發(fā)光二極管顯示診斷結(jié)果。當(dāng)數(shù)字量與某些特定值相符時(shí)，計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)訊響裝置發(fā)出音響提醒操作者。當(dāng)醫(yī)生欲診斷不同的疾病時(shí)，可按鍵盤D上的功能按鈕使儀器處于診斷特定疾病的狀態(tài)。當(dāng)需要打印出診斷結(jié)果或具體的阻抗數(shù)值時(shí)，只需按一下打印按鈕，計(jì)算機(jī)就把結(jié)果和數(shù)值送入打印機(jī)打印出中、英文診斷結(jié)果和具體的阻抗值來(lái)。
本裝置的多通道功能是靠分時(shí)原理完成的，儀器測(cè)定來(lái)自A4的通道阻抗值，馬上再接上相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電阻，儀器自校。自校過(guò)程與通道測(cè)量過(guò)程相似，因而本裝置對(duì)電流源和模擬信號(hào)預(yù)處理電路的精度要求并不嚴(yán)格，同樣可得出精確的數(shù)值。
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)一步說(shuō)明是如何實(shí)現(xiàn)發(fā)明的。
圖1是本裝置系統(tǒng)方框圖，圖2是采樣系統(tǒng)A的電原理圖，圖3是中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的電原理圖，圖4是顯示系統(tǒng)C的電原理圖，圖5是本裝置主程序框圖，圖6是面板圖。
智能化多功能口腔疾病診斷儀由儀器主體(參見(jiàn)圖6)、可根據(jù)臨床需要選擇的不同型號(hào)的探測(cè)電極1和粘模電極2構(gòu)成。在附圖中，1為探測(cè)電極，2為粘模電極。A1為電流源，它包括一個(gè)200-600Hz截止頻率的低通濾波器3a和一個(gè)輸出電流可變的電壓電流變換器3b。采樣電路中還包括一個(gè)選擇開(kāi)關(guān)A2，由一個(gè)八選一模擬開(kāi)關(guān)4a、4b及一組標(biāo)準(zhǔn)電阻4c組成。量程自適應(yīng)選擇電路A3由浮點(diǎn)放大器5a、量程選擇模擬開(kāi)關(guān)5b和絕對(duì)值電路5c組成。B為模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D。圖3所表示為中央控制及信號(hào)處理系統(tǒng)的一個(gè)電原理圖，由單片機(jī)(其可以采用48/51系列，此處選的是8031)程序存儲(chǔ)器7b、暫存器7c以及外圍接口電路組成。圖4為數(shù)值顯示部分的電原理圖，由接口電路K2、驅(qū)動(dòng)電路8b、七段LED數(shù)碼管8c組成。圖下面為診斷結(jié)果顯示部分，包括接口電路K3、驅(qū)動(dòng)電路9b和發(fā)光二極管LED矩陣9c。圖4中打印部分，由接口K6以及微型打印機(jī)10b組成。操作員控制鍵盤由按鈕開(kāi)關(guān)11a及接口電路K5組成。訊響提示器F，由接口K4、振蕩器13b和喇叭13c組成。
下面將上述智能化多功能口腔疾病診斷儀的工作原理作進(jìn)一部說(shuō)明。
單片機(jī)8031的ALE信號(hào)為頻率2MHz的脈沖信號(hào)，ALE脈沖信號(hào)經(jīng)8155接口芯片K1中的14位定時(shí)器進(jìn)行5000D分頻產(chǎn)生一定頻率的對(duì)稱方波信號(hào)。一定頻率的方波信號(hào)經(jīng)隔直電容耦合至低通濾波器3a，濾去高頻分量變?yōu)檎也ǎㄟ^(guò)調(diào)整低通濾波器3a的增益可調(diào)整此正弦波的幅度。正弦波電壓信號(hào)經(jīng)電壓電流變換器3b產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的基本恒定的電流。這基本恒定的電流經(jīng)受8031控制的通道選擇模擬開(kāi)關(guān)4a選通的某一通道產(chǎn)生壓降，此電壓經(jīng)浮點(diǎn)放大器5a放大，產(chǎn)生6路輸出，其中第一路的增益為1，第二路的增益為8，第三路的增益為32，第四路的增益為128，第五路的增益為256，第六路的增益為1024，量程自適應(yīng)選擇開(kāi)關(guān)A3以模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D能達(dá)到最高精度為準(zhǔn)則由單片機(jī)8031進(jìn)行控制選擇某一路輸出至絕對(duì)值電路5c進(jìn)行全波整流。全波整流后的電壓信號(hào)送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)?bit的數(shù)字信號(hào)，此采樣數(shù)字信號(hào)送至單片機(jī)8031內(nèi)進(jìn)行中值濾波且對(duì)各濾波結(jié)果進(jìn)行最大值選擇，得到采樣信號(hào)的最大值，再由8個(gè)最大值進(jìn)行平均運(yùn)算濾去隨機(jī)噪聲，并將此值暫存起來(lái)，8031發(fā)出命令使通道選擇模擬開(kāi)關(guān)選通對(duì)應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)電阻重復(fù)上述過(guò)程得到一個(gè)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)電阻壓降的運(yùn)算值，此值與存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器7b中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出較正值。取出之前對(duì)通道壓降進(jìn)行運(yùn)算的暫存值減去校正值，得到經(jīng)過(guò)修正的通道值。通道值與存于程序存儲(chǔ)器7b中不同疾病的特定值進(jìn)行比較，算出診斷結(jié)果，送往診斷結(jié)果顯示接口電路K3經(jīng)驅(qū)動(dòng)器9b、點(diǎn)燃表示相應(yīng)診斷結(jié)果的LED9c。通道值經(jīng)過(guò)運(yùn)算變?yōu)樽杩怪?。此阻抗值?jīng)軟件譯碼變?yōu)槠叨物@示碼送往顯示接口電路8a，經(jīng)驅(qū)動(dòng)器8b點(diǎn)燃LED數(shù)碼管8c進(jìn)行數(shù)值顯示。當(dāng)阻抗值與某些特定值相符時(shí)，8031經(jīng)訊響接口電路K7啟動(dòng)振蕩器，發(fā)出聲響提醒操作者。當(dāng)操作者按下某一通道的打印鈕時(shí)，8031將此通道的運(yùn)算阻抗值及診斷結(jié)果經(jīng)打印接口K6送往微打10b進(jìn)行打印。當(dāng)對(duì)某一通道采樣、運(yùn)算、顯示完畢后，8031控制通道選擇開(kāi)關(guān)4a接通另一通道進(jìn)行采樣、運(yùn)算、顯示。由于此過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制完成的，因而速度很快。對(duì)操作者而言，并未感覺(jué)到分時(shí)完成，而是感覺(jué)幾個(gè)通道同時(shí)在進(jìn)行采樣、運(yùn)算和顯示。以上過(guò)程請(qǐng)參見(jiàn)程序框圖(圖5)。
與原有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造應(yīng)用微電腦控制并運(yùn)算各項(xiàng)口腔取樣信號(hào)，實(shí)現(xiàn)了全智能化，儀器本身能對(duì)多種口腔疾病進(jìn)行全智能分析，做出準(zhǔn)確診斷并可實(shí)現(xiàn)中英文及其它需要的文種顯示或/和打印出來(lái)，此外，它還有功能多、量程大、精度高、多傳感器輸入多值輸出、自動(dòng)校準(zhǔn)、自動(dòng)選擇量程等特點(diǎn)。不但為診斷多種口腔疾病和測(cè)量口腔各種組織生理阻抗值提供了一種先進(jìn)儀器，而且為進(jìn)行多項(xiàng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究提供了先進(jìn)手段。它能夠確認(rèn)各種程度的齲齒尤其是齲齒有無(wú)微小穿髓孔，能確認(rèn)牙齦病、牙周病、牙齒敏感癥、殘髓炎及判定對(duì)它們的治療效果，能精確測(cè)量牙根管長(zhǎng)度及牙充填物的密合度，還可輔助診斷口腔頜面部腫瘤、口腔粘膜病等。它是一種有極廣泛應(yīng)用價(jià)值的先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種利用阻抗法判斷口腔疾病的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其結(jié)構(gòu)中具有包括探測(cè)電極，粘膜電極在內(nèi)的阻抗采樣系統(tǒng)A，為將采樣信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字化阻抗值的模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)B，展示檢測(cè)結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)C，其特征在于結(jié)構(gòu)中還包括一個(gè)由計(jì)算機(jī)為核心的中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它包括計(jì)算機(jī)，存有口腔疾病診斷程序及經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的只讀存儲(chǔ)器及與外設(shè)相對(duì)應(yīng)的接口芯片，中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過(guò)這些接口芯片與采樣系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)以及其它隨機(jī)擴(kuò)展功能的外設(shè)建立數(shù)據(jù)與控制信號(hào)傳遞，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)判斷口腔疾病的種類和性質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于阻抗采樣系統(tǒng)A中包括有一個(gè)電流源A1，選擇形狀電路A2，量程自適應(yīng)選擇電路A3，電極采樣通道A4及標(biāo)準(zhǔn)電阻組A5。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于電流源A1中包括一個(gè)低通濾波器3a和一個(gè)電壓電流變換器3b。來(lái)自接口K1的200-600Hz方波通過(guò)低通濾波器3a經(jīng)電壓電流變換器3b輸出至選擇開(kāi)關(guān)電路A2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于選擇開(kāi)關(guān)電路A2中包括用于選擇通道或標(biāo)準(zhǔn)電阻的一對(duì)聯(lián)動(dòng)的模擬開(kāi)關(guān)4a、4b，模擬開(kāi)關(guān)4a、4b在計(jì)算機(jī)接口K7的控制下接通某一通道和標(biāo)準(zhǔn)電阻，使電流源A1的電流通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)4a，通道電極1、口腔采樣體、通道電極2或標(biāo)準(zhǔn)電阻產(chǎn)生壓降，聯(lián)動(dòng)的模擬開(kāi)關(guān)4b將此壓降送至量程自適應(yīng)選擇電路A2。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于量程自適應(yīng)選擇電路A3中包括一個(gè)浮點(diǎn)放大器組5a，量程選擇開(kāi)關(guān)5b和絕對(duì)值電路5c，從模擬開(kāi)關(guān)4b來(lái)的采樣信號(hào)經(jīng)浮點(diǎn)放大器5a的放大進(jìn)入量程選擇開(kāi)關(guān)5b，在計(jì)算機(jī)主程序的干預(yù)下通過(guò)接口K7選擇合適的量程進(jìn)入絕對(duì)值電路5c進(jìn)行絕對(duì)值運(yùn)算，最后由其輸出采樣信號(hào)的模擬量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)B主要包括一片模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D，來(lái)自采樣系統(tǒng)A的模擬信號(hào)量經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器6變化為數(shù)字量送入中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)中包括一個(gè)測(cè)量數(shù)值顯示器C1，它通過(guò)接口K2與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，包括一個(gè)診斷結(jié)果顯示器C2，它通過(guò)接口K3與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，其顯示的結(jié)果均在計(jì)算機(jī)主程序的調(diào)控下根據(jù)采樣信號(hào)的量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理且與只讀存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較后相應(yīng)顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于數(shù)值顯示器C1由3組4位LED數(shù)碼管8C和其驅(qū)動(dòng)電路8b組成，經(jīng)接口K2與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，其疾病診斷結(jié)果顯示器由一個(gè)LED發(fā)光二極管矩陣9C及其驅(qū)動(dòng)電路9b所組成，其經(jīng)接口K3與計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)采用的計(jì)算機(jī)采用48或51系列，具體可由8031加暫存器7C，只讀存儲(chǔ)7b搭接而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于通過(guò)接口K5可設(shè)置功能控制鍵盤D，可通過(guò)接口K6外接打印機(jī)E，也可通過(guò)接口K4接特定值訊響裝置F。
全文摘要
一種自動(dòng)診斷多種口腔疾病的電子裝置，它應(yīng)用微電腦控制并運(yùn)算各項(xiàng)口腔采樣信號(hào)，對(duì)多種口腔疾病進(jìn)行全智能分析并做出明確診斷，由中英文輸出、數(shù)字輸出并能打印出來(lái)，它還具有全自動(dòng)自選量程、自校、多值輸入、多道輸出顯示速度極快等特點(diǎn)。它能測(cè)量口腔各組織的生理阻抗值、能確診各種程度的齲齒尤其是齲齒有無(wú)微小穿髓孔，可確診牙周病、牙齦病、殘髓炎、牙齒敏感癥及判定對(duì)它們的治療效果，能精確測(cè)量牙根管長(zhǎng)度和牙充填物的密合度，能輔助診斷口腔腫瘤、粘膜病等。
文檔編號(hào)A61B5/05GK1041523SQ8810656
公開(kāi)日1990年4月25日 申請(qǐng)日期1988年10月4日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月4日
發(fā)明者張世國(guó), 孟憲民, 李輝 申請(qǐng)人:張世國(guó), 孟憲民, 李輝