一种口腔医疗诊断辅助检查装置及方法与流程

本发明涉及口腔诊断设备，具体为一种口腔医疗诊断辅助检查装置及方法。

背景技术：

1、在口腔医疗临床检查中，探头是获取患者口腔内部结构信息的核心部件，为阻断细菌和病毒在不同患者间的传播路径，医疗机构在操作探头接触患者口腔前，均会为其套覆一次性的物理隔离套，以此建立物理屏障来满足医院感染控制的基本要求。

2、然而，探头在配合物理隔离套使用的过程中，隔离套的高分子材质会在探头内部照明光源的照射下产生背向散射和表面反射，这些隔离套自身产生的光学信号会与目标口腔组织反射的原始信号发生叠加，进入传感器后形成带有杂光和伪影的医学图像，从而掩盖牙体或牙周的微小病灶特征，影响医生的临床诊断判定。

3、此外，常规的口腔检查设备仅具备单一的图像采集功能，系统底层缺乏针对外部物理隔离套完整性的实时监控手段，在检查过程中，隔离套会被尖锐的牙齿边缘划破或因患者不自主的咬合动作发生破裂，而医生在注视显示器画面时很难及时察觉探头前端的物理破损状况，导致探头直接暴露于患者的唾液与血液中，引发交叉感染的隐患。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种口腔医疗诊断辅助检查装置及方法，解决了口腔探头配合隔离套使用时存在光学干扰降低图像清晰度，且无法实时监测隔离套破损的问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种口腔医疗诊断辅助检查装置，包括立架，所述立架内壁固定连接有显示器，所述立架外侧固定连接有收纳盒，所述收纳盒内部设置有探头；

3、所述收纳盒内侧固定连接有特征提取模块，用于检测到探头脱离收纳盒时采集空载图像数据；对所述空载图像数据进行频域变换操作提取高频功率谱参数，根据所述高频功率谱参数生成先验材质特征指纹向量存入系统共享内存，并在判定合规时生成解锁指令；

4、所述探头内侧固定连接有光谱采集模块，用于接收所述解锁指令后控制宽带照明光阵列与窄带特征诱导光阵列同步持续发光，通过底层传感器获取光学原始数据并组合形成连续视频流数据；

5、所述显示器内侧固定连接有图像补偿模块，用于接收所述光学原始数据执行色彩通道分离操作与通道矩阵差分运算生成差分蒙版数据；调用所述先验材质特征指纹向量计算余弦相似度参数，构建自适应权重矩阵进行画面重构输出无干扰医学图像数据；

6、所述显示器内侧固定连接有破损监控模块，用于读取所述系统共享内存中帧缓冲数据计算面积覆盖率参数，在所述面积覆盖率参数跌破依据安全临界覆盖面积设定的预设面积覆盖率阈值时向硬件主控板下发中断信号。

7、上述技术方案的原理在于，特征提取模块在设备工作初期，利用频域变换提取物理隔离套的材质结构特征并将物理隔离套的材质结构向量化作为基准参考，光谱采集模块在检测阶段复用宽带与窄带光源获取混合数据，图像补偿模块结合基准特征向量对实时画面进行差分运算，定位由于物理隔离套产生的干扰像素区域，通过赋予自适应权重进行插值重构，去除画面干扰特征，破损监控模块通过持续计算帧画面中有效覆盖面积的占比，在面积跌破安全临界阈值时判定隔离套破裂，直接触发硬件中断并停止供电，避免设备带故障运行。

8、进一步的，所述特征提取模块用于采用二维离散傅里叶变换算法将所述空载图像数据从图像空间域映射至频域并计算频域矩阵幅值平方获取功率谱密度，提取所述高频功率谱参数；将所述高频功率谱参数与根据标准空载图像数据高频能量平均值设定的判定阈值进行数值比对，当所述高频功率谱参数大于所述判定阈值时判定所述探头外侧存在合规物理隔离套。

9、进一步的，所述特征提取模块还用于在确认物理隔离套存在后对所述频域矩阵进行子带能量统计，按不同角度方向将高频区域划分为多个中心对称扇形子带并分别计算所述扇形子带内能量均值，将提取多个方向上高频特征分量组成一维特征向量生成所述先验材质特征指纹向量。

10、进一步的，所述光谱采集模块用于响应硬件采集指令调整内部脉宽调制驱动电路占空比参数改变光源阵列供电策略，向所述宽带照明光阵列与所述窄带特征诱导光阵列同步输出与所述占空比对应平均驱动电平。

11、进一步的，所述光谱采集模块用于控制所述底层传感器内部光电二极管在同一个积分时间窗口内同时接收所述宽带照明光阵列在口腔组织反射光信号以及所述窄带特征诱导光阵列在物理隔离套表面产生背向散射光信号，获取包含混合信息所述光学原始数据。

12、进一步的，所述图像补偿模块用于按照预设中心波长将所述光学原始数据解析为反映组织结构宽带通道矩阵以及反映物理隔离套特征窄带通道矩阵，将所述窄带通道矩阵内像素灰度值减去所述宽带通道矩阵内对应坐标像素灰度值加权值并取绝对值进行所述通道矩阵差分运算。

13、进一步的，所述图像补偿模块用于在所述差分蒙版数据内划分多个像素宏块并提取局部区域特征向量，计算所述局部区域特征向量与所述先验材质特征指纹向量余弦相似度参数，将所述余弦相似度参数与依据噪声容差分布设定的特征相似度运算阈值进行比对。

14、进一步的，图像补偿模块建立余弦相似度参数与补偿权重映射关系，映射关系设定为补偿权重与余弦相似度参数呈反比例变化，将补偿权重赋值给自适应权重矩阵中对应坐标节点，利用自适应权重矩阵结合邻域像素点灰度值执行双线性插值运算对目标图像通道进行数值插值和画面重构。

15、同时，破损监控模块在面积覆盖率参数跌破预设面积覆盖率阈值时，向硬件主控板下发硬件级中断信号，硬件级中断信号为不可屏蔽的高电平触发脉冲并输入电源控制电路的控制引脚，强制切断探头内部光源阵列供电回路停止后续数据获取作业并输出物理破损警告信号。

16、进一步的，所述破损监控模块用于利用直接内存访问技术并行读取所述帧缓冲数据，同步获取所述图像补偿模块计算输出像素宏块余弦相似度参数映射至逐像素二值化掩膜矩阵中，对所述二值化掩膜矩阵执行形态学开闭运算后计入有效覆盖像素集合中，根据有效覆盖像素总数与单帧帧缓冲数据全局像素总数计算所述面积覆盖率参数。

17、本发明第二方面提供一种口腔医疗诊断辅助检查方法，方法包括以下步骤：

18、通过特征提取模块检测到探头离开收纳盒后采集探头外侧物理隔离套的空载图像数据；在非临床接触状态下提取物理隔离套表面的高频功率谱参数，构建先验材质特征指纹向量并存入系统共享内存并在核验通过后生成解锁指令；

19、通过光谱采集模块在接收到解锁指令的前提下调整光源阵列的供电策略，控制宽带照明光阵列与窄带特征诱导光阵列同步持续发光，利用单次曝光动作获取包含混合信息的光学原始数据并输入至图像补偿模块的数据处理流程中；

20、通过图像补偿模块依据光谱反射差异分离光学原始数据的色彩通道执行通道矩阵的差分运算提取差分蒙版数据，调用系统共享内存内的先验材质特征指纹向量对差分蒙版数据进行余弦相似度参数的比对，剥离物理隔离套引入的光学干扰参数并向显示器输出重构后的无干扰医学图像数据，基于无干扰医学图像数据执行病灶特征提取与比对生成辅助检查报告；

21、通过破损监控模块持续读取系统共享内存中的帧缓冲数据，结合先验材质特征指纹向量计算各单帧帧缓冲数据内具有物理隔离套特征参数的区域面积占比，在检测到余弦相似度参数发生突变或消失时触发直接作用于电源控制电路的硬件级中断信号。

22、本发明提供了一种口腔医疗诊断辅助检查装置及方法。具备以下有益效果：

23、1、本发明通过特征提取模块在探头脱离收纳盒的非临床接触状态下采集空载图像数据，提取高频功率谱参数生成先验材质特征指纹向量，并将合规判定作为后续采集步骤的解锁条件，该结构使得设备在进入目标对象口腔前能够强制核验物理隔离套的安装状态与材质合规性，避免因漏装或错装隔离套导致探头直接接触患者，从流程前端切断交叉感染的风险。

24、2、本发明通过利用图像补偿模块对包含宽窄带混合信息的光学原始数据执行色彩通道分离与差分运算，并结合先验材质特征指纹向量计算余弦相似度参数以构建自适应权重矩阵，这种数据处理机制能够在像素层面精准剥离物理隔离套产生的背向散射与反光干扰，执行画面重构以输出无干扰医学图像数据，还原真实的口腔组织结构并提高临床病灶特征提取的准确性。

25、3、本发明通过设置破损监控模块利用直接内存访问技术并行读取帧缓冲数据，逐帧统计有效覆盖像素并计算面积覆盖率参数，在参数跌破预设面积覆盖率阈值时直接下发硬件级中断信号，该监测机制实现检查过程中对物理隔离套稳定性的持续评估，能够在隔离套发生机械破损的瞬间从底层物理切断光源阵列供电，阻断设备带故障运行的隐患并保障临床操作安全。