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，確切地說它是一種診斷口腔疾病的電子儀器。
公知的利用測量口腔組織阻抗法診斷口腔疾病的電子裝置如牙根管長度電測儀、齲齒測定器、測定牙隱裂的裝置以及測定牙充填物密合度的裝置，均具有包括探測電極、粘膜電極在內(nèi)的阻抗采樣系統(tǒng)、為將采樣信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字化阻抗值的采樣信號處理系統(tǒng)、展示檢測結(jié)果的數(shù)據(jù)顯示系統(tǒng)。口腔阻抗測定儀(CN86202428)即是這類結(jié)構(gòu)的一個典型實用新型專利。其利用振蕩器產(chǎn)生一交流電信號，使這個信號經(jīng)過微電流恒流源輸入到被測回路并取得壓降，經(jīng)過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，再由比例整流放大器整流和進(jìn)一步放大，最后驅(qū)動數(shù)字顯示單元顯示被測部位的阻抗值。然后，醫(yī)生根據(jù)記憶的診斷經(jīng)驗阻抗值參照儀器顯示的數(shù)值來判斷病理狀態(tài)。這種裝置的明顯缺點是儀器不能顯示診斷結(jié)果，醫(yī)生需要記憶許多經(jīng)驗數(shù)值來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定儀只用一個內(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。這種儀器無儲存記憶功能，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，其借助于計算機(jī)自動管理系統(tǒng)采樣、數(shù)據(jù)處理檢測結(jié)果顯示，從而直接實現(xiàn)對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)計中具有一個口腔阻抗采樣系統(tǒng)A，采樣系統(tǒng)A中包括一個提供200-600Hz的交流電源A1，選擇開關(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，其將采樣信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字化阻抗值，其主要結(jié)構(gòu)是一個模數(shù)轉(zhuǎn)換器A/D。數(shù)字化信號送入計算機(jī)處理，經(jīng)過與預(yù)儲存在只讀存儲器中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)比較運算后對其所屬疾病的種類與性質(zhì)做出判定，其結(jié)果由計算機(jī)驅(qū)動顯示系統(tǒng)C做顯示。其中C1為測量數(shù)值顯示器，其通過接口K3與計算機(jī)的數(shù)據(jù)總線相連，可以顯示所測部位的實際阻抗值。C2則為診斷結(jié)果顯示器，它通過接口K2與計算機(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方波的信號源是通過接口K1來自計算機(jī)內(nèi)部的本機(jī)晶振。以上的主要構(gòu)思即可實現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的目的，當(dāng)然其主要工作過程受存于計算機(jī)只讀存儲器中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)及主控程序(參見圖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)驗數(shù)據(jù)的只讀存儲器外，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。此方波信號是由晶體振蕩器而來，具有高穩(wěn)定度。它經(jīng)低通濾波器3a變?yōu)檎也妷盒盘?，再?jīng)電壓電流變換器3b變?yōu)榛竞愣ǖ碾娏?。此電流?jīng)受計算機(jī)裝置控制(通過接口K5)。選擇開關(guān)A2通過某一路測量通道或某一電阻產(chǎn)生電壓，此電壓送入模擬信號預(yù)處理裝置處理成幅度滿足精度要求的脈動信號，經(jīng)模數(shù)變換電路B成為對應(yīng)的數(shù)字量。數(shù)字量送入計算機(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)過處理的數(shù)字信號經(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，計算機(jī)驅(qū)動訊響裝置發(fā)出音響提醒操作者。當(dāng)醫(yī)生欲診斷不同的疾病時，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，只需按一下打印按鈕，計算機(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。
本裝置的多通道功能是靠分時原理完成的，儀器測定來自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。自校過程與通道測量過程相似，因而本裝置對電流源和模擬信號預(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)合附圖對本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)一步說明是如何實現(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(參見圖6)、可根據(jù)臨床需要選擇的不同型號的探測電極1和粘模電極2構(gòu)成。在附圖中，1為探測電極，2為粘模電極。A1為電流源，它包括一個200-600Hz截止頻率的低通濾波器3a和一個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選擇開關(guān)A2，由一個八選一模擬開關(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由浮點放大器5a、量程選擇模擬開關(guān)5b和絕對值電路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處理系統(tǒng)的一個電原理圖，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)一部說明。
單片機(jī)8031的ALE信號為頻率2MHz的脈沖信號，ALE脈沖信號經(jīng)8155接口芯片K1中的14位定時器進(jìn)行5000D分頻產(chǎn)生一定頻率的對稱方波信號。一定頻率的方波信號經(jīng)隔直電容耦合至低通濾波器3a，濾去高頻分量變?yōu)檎也?，通過調(diào)整低通濾波器3a的增益可調(diào)整此正弦波的幅度。正弦波電壓信號經(jīng)電壓電流變換器3b產(chǎn)生對應(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關(guān)4a選通的某一通道產(chǎn)生壓降，此電壓經(jīng)浮點放大器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值電路5c進(jìn)行全波整流。全波整流后的電壓信號送至模數(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，此采樣數(shù)字信號送至單片機(jī)8031內(nèi)進(jìn)行中值濾波且對各濾波結(jié)果進(jìn)行最大值選擇，得到采樣信號的最大值，再由8個最大值進(jìn)行平均運算濾去隨機(jī)噪聲，并將此值暫存起來，8031發(fā)出命令使通道選擇模擬開關(guān)選通對應(yīng)量程的標(biāo)準(zhǔn)電阻重復(fù)上述過程得到一個對標(biāo)準(zhǔn)電阻壓降的運算值，此值與存儲在程序存儲器7b中的標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行比較，得出較正值。取出之前對通道壓降進(jìn)行運算的暫存值減去校正值，得到經(jīng)過修正的通道值。通道值與存于程序存儲器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)動器9b、點燃表示相應(yīng)診斷結(jié)果的LED9c。通道值經(jīng)過運算變?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)動器8b點燃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，8031經(jīng)訊響接口電路K7啟動振蕩器，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，8031將此通道的運算阻抗值及診斷結(jié)果經(jīng)打印接口K6送往微打10b進(jìn)行打印。當(dāng)對某一通道采樣、運算、顯示完畢后，8031控制通道選擇開關(guān)4a接通另一通道進(jìn)行采樣、運算、顯示。由于此過程是由計算機(jī)控制完成的，因而速度很快。對操作者而言，并未感覺到分時完成，而是感覺幾個通道同時在進(jìn)行采樣、運算和顯示。以上過程請參見程序框圖(圖5)。
與原有技術(shù)相比，本發(fā)明創(chuàng)造應(yīng)用微電腦控制并運算各項口腔取樣信號，實現(xiàn)了全智能化，儀器本身能對多種口腔疾病進(jìn)行全智能分析，做出準(zhǔn)確診斷并可實現(xiàn)中英文及其它需要的文種顯示或/和打印出來，此外，它還有功能多、量程大、精度高、多傳感器輸入多值輸出、自動校準(zhǔn)、自動選擇量程等特點。不但為診斷多種口腔疾病和測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、殘髓炎及判定對它們的治療效果，能精確測量牙根管長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)中具有包括探測電極，粘膜電極在內(nèi)的阻抗采樣系統(tǒng)A，為將采樣信號轉(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)中還包括一個由計算機(jī)為核心的中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，它包括計算機(jī)，存有口腔疾病診斷程序及經(jīng)驗數(shù)據(jù)的只讀存儲器及與外設(shè)相對應(yīng)的接口芯片，中央控制及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過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)與控制信號傳遞，實現(xiàn)自動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中包括一個低通濾波器3a和一個電壓電流變換器3b。來自接口K1的200-600Hz方波通過低通濾波器3a經(jīng)電壓電流變換器3b輸出至選擇開關(guān)電路A2。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所說的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于選擇開關(guān)電路A2中包括用于選擇通道或標(biāo)準(zhǔn)電阻的一對聯(lián)動的模擬開關(guān)4a、4b，模擬開關(guān)4a、4b在計算機(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的電流通過模擬開關(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)動的模擬開關(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中包括一個浮點放大器組5a，量程選擇開關(guān)5b和絕對值電路5c，從模擬開關(guān)4b來的采樣信號經(jīng)浮點放大器5a的放大進(jìn)入量程選擇開關(guān)5b，在計算機(jī)主程序的干預(yù)下通過接口K7選擇合適的量程進(jìn)入絕對值電路5c進(jìn)行絕對值運算，最后由其輸出采樣信號的模擬量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所說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，來自采樣系統(tǒng)A的模擬信號量經(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)中包括一個測量數(shù)值顯示器C1，它通過接口K2與計算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，包括一個診斷結(jié)果顯示器C2，它通過接口K3與計算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，其顯示的結(jié)果均在計算機(jī)主程序的調(diào)控下根據(jù)采樣信號的量進(jìn)行數(shù)據(jù)處理且與只讀存儲器內(nèi)存儲的經(jīng)驗數(shù)據(jù)比較后相應(yīng)顯示。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所說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)動電路8b組成，經(jīng)接口K2與計算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連，其疾病診斷結(jié)果顯示器由一個LED發(fā)光二極管矩陣9C及其驅(qū)動電路9b所組成，其經(jīng)接口K3與計算機(jī)數(shù)據(jù)總線相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所說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)采用的計算機(jī)采用48或51系列，具體可由8031加暫存器7C，只讀存儲7b搭接而成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所說的智能化多功能口腔疾病診斷儀，其特征在于通過接口K5可設(shè)置功能控制鍵盤D，可通過接口K6外接打印機(jī)E，也可通過接口K4接特定值訊響裝置F。
全文摘要
一種自動診斷多種口腔疾病的電子裝置，它應(yīng)用微電腦控制并運算各項口腔采樣信號，對多種口腔疾病進(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，它還具有全自動自選量程、自校、多值輸入、多道輸出顯示速度極快等特點。它能測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它們的治療效果，能精確測量牙根管長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A61B5/05GK1041523SQ8810656
公開日1990年4月25日 申請日期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, 孟憲民, 李輝 申請人:張世國, 孟憲民, 李輝