基于NFC传感的口腔种植体状态监测系统及方法与流程

本发明涉及状态监测相关，具体涉及基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统及方法。

背景技术：

1、目前，临床对口腔种植体状态的评估主要依赖于定期的影像学检查，如x线根尖片、锥形束ct，临床手法检查，如叩诊、触诊、改良菌斑指数及患者主观症状反馈，存在诸多显著局限性，无法实现对种植体受力状态、微动度及连接界面稳定性的实时、连续监测；高度依赖医师经验，主观性强，无法精确量化种植体在咬合过程中所承受的实际动态载荷参数及整体载荷传递路径的改变；尝试在种植体内部集成有源传感器，如应变片、加速度计，但受限于种植体有限的空间体积、电池供能难题及生物密封要求，有源方案难以实现长期、稳定、无创的体内监测，无法全面反映种植体-骨界面复杂的生物力学耦合状态及局部连接件的松脱风险。近年来，近场通信（nfc）利用射频场能量传输与数据交互，可实现传感器无电池化工作，且其射频场耦合特性对周围介质的电磁参数变化高度敏感，然而，多集中于环境温湿度监测或简单的二进制开关量检测，尚未有方案将其射频耦合状态本身作为动态补偿依据，并系统性地结合多维物理传感信号，用于解决口腔种植体在温度波动、唾液介电变化、载荷瞬变等复杂口腔动态环境下的状态解耦与风险评估。

2、因此，现阶段相关技术中，存在有源传感器供能受限、单一物理量传感难以全面评估风险以及无源传感在复杂口腔动态环境下信号易受供电波动与介质干扰而失真的技术问题。

技术实现思路

1、本技术通过提供基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统及方法，解决了现有技术中存在的有源传感器供能受限、单一物理量传感难以全面评估风险以及无源传感在复杂口腔动态环境下信号易受供电波动与介质干扰而失真的技术问题，达到了提升口腔种植体状态监测的实时性、多维力学参数量化精度及早期风险预警可靠性的技术效果。

2、本技术提供基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，所述系统包括：射频耦合状态参数获取模块，用于通过设置于口腔外部的nfc读取装置向设置于口腔种植体组件内的无源nfc传感装置发射近场射频信号，获取射频耦合状态参数；传感信号采集模块，用于基于所述射频耦合状态参数，控制第一传感器、第二传感器、第三传感器分别采集第一传感信号、第二传感信号和第三传感信号；射频供电波动补偿分析模块，用于根据所述射频耦合状态参数分别对所述第一传感信号、所述第二传感信号和所述第三传感信号进行射频供电波动补偿分析，获取输入载荷参数、整体载荷传递参数和局部连接状态参数；风险耦合分析模块，用于基于所述输入载荷参数、所述整体载荷传递参数和所述局部连接状态参数进行口腔种植体状态风险耦合分析，建立口腔种植体状态风险耦合图谱。

3、在可能的实现方式中，所述基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，包括：对所述射频耦合状态参数进行多维评价，获取电压有效度、供电稳定度和谐振匹配度；对所述电压有效度、所述供电稳定度和所述谐振匹配度进行加权融合，得到射频耦合稳定度；判断所述射频耦合稳定度是否满足预设稳定度阈值；若所述射频耦合稳定度满足所述预设稳定度阈值，锁定所述无源nfc传感装置的阻抗匹配状态和传感信号调理增益，控制所述第一传感器、所述第二传感器和第三传感器进行同步采样，获取所述第一传感信号、所述第二传感信号和所述第三传感信号。

4、在可能的实现方式中，所述基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，包括：若所述射频耦合稳定度不满足所述预设稳定度阈值，根据所述射频耦合状态参数识别射频耦合异常类型；基于所述射频耦合异常类型，生成射频耦合调整策略；基于所述射频耦合调整策略执行射频耦合调整，获取更新射频耦合状态参数，并根据所述更新射频耦合状态参数获取所述第一传感信号、所述第二传感信号和所述第三传感信号。

5、在可能的实现方式中，所述基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，包括：根据所述射频耦合状态参数分别对所述第一传感信号、所述第二传感信号和所述第三传感信号进行射频供电波动补偿，获取补偿后的第一传感信号、补偿后的第二传感信号和补偿后的第三传感信号；对所述补偿后的第一传感信号进行时域特征提取，获取所述输入载荷参数；根据所述补偿后的第一传感信号与所述补偿后的第二传感信号之间的幅值比、相位差、响应延迟、频率响应特征和加载卸载迟滞特征，确定所述整体载荷传递参数；根据所述补偿后的第三传感信号相对于所述补偿后的第一传感信号的局部频率响应特征，以及所述补偿后的第三传感信号相对于所述补偿后的第二传感信号的局部响应差异，提取所述局部连接状态参数。

6、在可能的实现方式中，所述基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，包括：根据所述射频耦合状态参数，构建当前射频耦合状态向量；获取与所述无源nfc传感装置对应的基准射频耦合状态向量，并计算所述当前射频耦合状态向量相对于所述基准射频耦合状态向量的耦合状态偏差向量；构建第一通道射频敏感模型；将所述耦合状态偏差向量输入所述第一通道射频敏感模型，获取第一零点漂移估计量和第一灵敏度漂移估计量；根据所述第一零点漂移估计量和所述第一灵敏度漂移估计量对所述第一传感信号进行漂移补偿，生成所述补偿后的第一传感信号；基于所述耦合状态偏差向量继续对所述第二传感信号和所述第三传感信号进行漂移补偿，获取所述补偿后的第二传感信号和所述补偿后的第三传感信号。

7、在可能的实现方式中，所述基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，包括：在所述第一传感器未承受外部载荷的情况下，控制所述nfc读取装置按照多个预设射频激励状态向所述无源nfc传感装置发射信号，获取第一射频激励测试数据集；根据所述第一射频激励测试数据集进行零点漂移量计算和耦合状态偏差映射拟合，获取零点漂移标定关系层；在所述第一传感器承受预设参考载荷的情况下，控制所述nfc读取装置按照所述多个预设射频激励状态向所述无源nfc传感装置发射信号，获取第二射频激励测试数据集；根据所述第二射频激励测试数据集进行灵敏度漂移量计算和耦合状态偏差映射拟合，获取灵敏度漂移标定关系层；将所述零点漂移标定关系层和所述灵敏度漂移标定关系层作为并行节点连接，生成所述第一通道射频敏感模型。

8、在可能的实现方式中，所述基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统，包括：将所述输入载荷参数与输入载荷基准进行比较，获取输入载荷偏离特征，并根据所述输入载荷偏离特征进行异常受载状态风险预测，获取异常受载状态风险特性；将所述整体载荷传递参数与整体载荷传递基准进行比较，获取整体载荷传递偏离特征，并根据所述整体载荷传递偏离特征进行整体支承状态变化风险预测，获取整体支承状态变化风险特性；根据所述局部连接状态参数，预测基台连接状态变化风险特性，结合所述异常受载状态风险特性和所述整体支承状态变化风险特性，构建所述口腔种植体状态风险耦合图谱。

9、在可能的实现方式中，所述射频耦合状态参数包括整流电压、nfc天线端电压、nfc天线中电压与电流之间的相位差、接收信号强度、调制深度、通信误码率和射频耦合系数。

10、在可能的实现方式中，所述第一传感器设置于所述口腔种植体组件的冠方载荷输入路径，用于采集表征施加于所述口腔种植体组件的输入载荷的第一传感信号；所述第二传感器设置于所述口腔种植体组件与周围支承结构力学耦合的位置，用于采集表征所述口腔种植体组件的整体支承状态的第二传感信号；所述第三传感器设置于种植基台与所述口腔种植体组件的连接位置，用于采集表征基台连接结构的局部接触状态的第三传感信号。

11、本技术还提供基于nfc传感的口腔种植体状态监测方法，所述方法包括：通过设置于口腔外部的nfc读取装置向设置于口腔种植体组件内的无源nfc传感装置发射近场射频信号，获取射频耦合状态参数；基于所述射频耦合状态参数，控制第一传感器、第二传感器、第三传感器分别采集第一传感信号、第二传感信号和第三传感信号；根据所述射频耦合状态参数分别对所述第一传感信号、所述第二传感信号和所述第三传感信号进行射频供电波动补偿分析，获取输入载荷参数、整体载荷传递参数和局部连接状态参数；基于所述输入载荷参数、所述整体载荷传递参数和所述局部连接状态参数进行口腔种植体状态风险耦合分析，建立口腔种植体状态风险耦合图谱。

12、拟通过本技术提出的基于nfc传感的口腔种植体状态监测系统及方法，射频耦合状态参数获取模块，用于通过nfc获取射频耦合状态参数；传感信号采集模块，用于采集第一、第二和第三传感信号；射频供电波动补偿分析模块，用于获取输入载荷参数、整体载荷传递参数和局部连接状态参数；风险耦合分析模块，用于建立口腔种植体状态风险耦合图谱。解决了现有技术中存在的有源传感器供能受限、单一物理量传感难以全面评估风险以及无源传感在复杂口腔动态环境下信号易受供电波动与介质干扰而失真的技术问题，达到了提升口腔种植体状态监测的实时性、多维力学参数量化精度及早期风险预警可靠性的技术效果。