基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器及口腔拍摄方法

技术领域

本申请涉及基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器及口腔拍摄方法，属于口腔医疗器械技术领域。

背景技术

DR传感器和牙科X射线机是用于获取口腔图像的口腔医疗器械，牙科X射线机用于发射X射线，DR传感器采集后用于成像，但现有DR传感器和牙科X射线机属于两个独立的产品，两个产品没有交互信息，通常会造成拍片时DR传感器和牙科X射线机很难对位，容易造成废片，需要多次重复拍摄。

针对DR传感器和牙科X射线机对位困难的问题，现有技术一般是借助专门辅助工具来对位，这种方式存在以下缺点：

1、借助专门辅助工具来对位，且医护人员还得记住如何使用该工具，步骤比较繁琐，操作流程复杂，完全依赖于医生手动对位；

2、多次对位，拍摄的结果不满意，导致患者承受更多的辐射；

3、加剧了患者的不适感；

4、损耗更多的时间和费用；

5、临床效率低。

发明内容

本申请要解决的技术问题是DR传感器和牙科X射线机对位困难的问题。

为了解决上述技术问题，本申请的技术方案是提供了一种基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器，用于DR传感器和牙科X射线机的对位，所述牙科X射线机连接有X光机球管头；对准器包括霍尔传感器、固定环和磁环；所述磁环与固定环固定连接，固定环设于X光机球管头上，磁环中心、固定环中心与X光机球管头中心重合；所述霍尔传感器设于DR传感器上，霍尔传感器的信号通信连接至上位机。

优选的，所述上位机设为PC或Pad。

优选的，对位方法包括位移信息计算和方向信息计算；

位移信息通过如下公式计算得出：

式中，C为常数，k为调整值，Bx，By，Bz分别为霍尔传感器测得的三个方向的磁场强度；

方向信息通过如下公式计算得出：

优选的，上位机根据位移信息和方向信息获得霍尔传感器和固定环的相对位置关系，显示DR传感器和牙科X射线机的对位过程；上位机设有屏幕显示提示或蜂鸣器提示，提示DR传感器位于固定环中心位置内。

本申请还提供了一种基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器的口腔拍摄方法，使用上述的基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器，包括以下步骤：

步骤一、将DR传感器与上位机连接；

步骤二、将带有霍尔传感器的DR传感器置于患者的口腔内；

步骤三、将带有磁环的X光机球管头在DR传感器处移动，进行位置确认；

步骤四、在X光机球管头移动过程中，在上位机看到DR传感器是否置于固定环内；

步骤五、当DR传感器与固定环对准，上位机进行提示；

步骤六、按下拍摄，即可完成牙齿拍片。

本申请通过霍尔传感器技术实现DR传感器和牙科X射线机的对位，通过霍尔传感器感应磁场的强度和方向，通过判断磁场的强度和方向来辨别磁环的位置，快速便捷高效地拍摄患者口腔，反映出牙齿内部解剖特征的深度信息，口腔治疗过程智能化，从而提高临床效率，减少拍摄次数，使患者减少X射线辐射。

附图说明

图1-1为实施例中提供的霍尔传感器、DR传感器和上位机连接示意图；

图1-2为实施例中提供的固定环示意图；

图2为霍尔传感器定位原理图；

图3为基于霍尔传感器获得位移信息和方向信息定位示意图；

图4为上位机显示DR传感器与固定环相对位置关系示意图；

附图标记：1-霍尔传感器；2-固定环；3-DR传感器；4-上位机。

具体实施方式

为使本申请更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

本申请提供的是基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器，用于DR传感器和牙科X射线机的对位，通过霍尔传感器感应磁场的强度和方向，通过判断磁场的强度和方向来辨别磁环的位置，快速便捷高效的拍摄患者口腔，反映出牙齿内部解剖特征的深度信息，口腔治疗过程智能化，从而提高临床效率，减少拍摄次数，使患者减少X射线辐射。

具体的，参见图1-1和图1-2，对准器包括霍尔传感器1、固定环2和磁环。磁环为圆环形状固定在固定环2上，固定环2固定在牙科X射线机的X光机球管头上，保持磁环中心、固定环2中心与X光机球管头中心重合；在可选实施方式中，固定环2为中空外壳，磁环设置在固定环2内。霍尔传感器1设置在DR传感器3上，可内置于DR传感器内，也可独立置于DR传感器外。霍尔传感器1的信号通信连接至上位机4，可以采用线缆也可以采用无线方式，上位机为PC或Pad，PC可适用于室内固定的口腔图像采集，Pad可适用于便携移动式的口腔图像采集。

对位方法：

霍尔传感器1和固定环2在x，y平面上相对移动时(z方向不影响拍摄，因此只需要定位霍尔传感器1和固定环2在x，y平面上的相对移动)，变化的磁场会使霍尔传感器检测到变化的磁场强度，霍尔传感器输出当前位置自身坐标系的三个方向的磁场强度Bx，By，Bz到上位机，上位机通过算法就可以获得当前磁环的位置信息。霍尔传感器1的测量范围选为大于固定环的直径。

位移信息计算：

参见图2，随着磁环的移动，磁环的位置相对于传感器中的霍尔元件发生变化。然后，这种位置移动会改变施加到霍尔元件的磁场强度，这反过来会反映为测量的霍尔电压的变化。这样，测得的霍尔电压就成为了物体位置的指标。位移信息可通过如下公式计算得出：

单位为mm，C为常数，k为调整值。

当检测到Bx和By小于一定参考值，即可判断磁环与霍尔传感器中心轴比较接近。

理想情况下，Bx＝By＝0，可判定为磁环与霍尔传感器中心轴一致。

方向信息计算：

根据霍尔传感器的测量输出数字量Bx，By，由下述公式可计算出磁环的方向信息：

单位为Rad。

参见图3，根据上述计算得到的位移信息Displacement和方向信息Heading，上位机可以获得并显示霍尔传感器1和固定环2的相对位置关系，从而显示DR传感器3和牙科X射线机的对位过程，参见图4，当DR传感器在对位过程中，上位机实时显示出DR传感器与固定环的相对位置；当DR传感器位于固定环中心位置一定范围内，上位机发出已对准提醒：通过显示“传感器已对准”提示或蜂鸣器提示“滴”。

基于上述基于霍尔传感器技术的牙科X射线对准器和定位方法，对准器的使用步骤如下：

1.DR传感器与上位机(PC/Pad端)连接；

2.将带有霍尔传感器的DR传感器置于患者的口腔内；

3.将带有磁环的X光机球管头在DR传感器处移动，进行位置确认；

4.在X光机球管头移动过程中，在上位机看到DR传感器是否置于固定环内；

5.当DR传感器与固定环对准，上位机提示“传感器已对准”或蜂鸣器提示“滴”；

6.按下拍摄，即可完成牙齿拍片。

本申请霍尔传感器技术，通过判断磁场的强度和方向来实现位置辨别。具有如下优点：

1、更加快速、便捷、高效地对位，减少拍摄次数；

2、减少患者X光辐射负担；

3、对位时间短，大大减轻了患者的不适度；

4、提高拍片质量，减少医护人员因拍片对位不准而花费的时间和精力；

5、实现口腔治疗过程更加智能化；

6、操作简单便捷，提高临床效率。