口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具的研制與應用

朱興喜 戚仕濤 汪長嶺 湯黎明 王星星 吳 敏 夏勛榮 史兆榮*

口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具的研制與應用

朱興喜①戚仕濤①汪長嶺①湯黎明①王星星①吳 敏①夏勛榮②史兆榮①*

目的：研制口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具，使檢測口腔全景攝像裝置在攝像時口腔咬合點處于中心對稱位置，防止中心偏移帶來的幾何失真。方法：采用有機玻璃和鋼珠材料，將鋼珠等間距、等高排列并嵌入在有機玻璃內制作成的口腔模具中進行攝像，通過分析攝像圖片的鋼珠分布圖來確定中心位置。結果：通過對口腔模具攝像，能夠檢測和確定口腔全景攝像裝置的中心位置。結論：該模具作為中心定位質量控制器具填補了當前國內空缺，可為今后開展口腔全景攝像裝置質量控制檢測工作打下良好的基礎。

口腔數字化X線機；中心定位；檢測模具；質量控制

[First-author’s address] Department of Medical Engineering, Nanjing General Hospital of Nanjing Command, Nanjing 210002, China.

目前，口腔全景攝像裝置在國內各級醫院得到廣泛應用，已成為口腔放射診斷的主要設備。近年來，已經開展了DR、CT等X射線裝置的質量檢測，但對口腔全景攝像裝置的質量控制檢測尚無相應的技術法規，給醫院的設備質量控制和管理帶來難度。其主要原因有：①國內計量單位暫無對口腔全景攝像裝置的檢測模具；②口腔的形狀為弧形，而現有的X射線檢測模具不適合口腔設備檢測。因此，根據口腔位置和形狀的特殊性，需要設計專用的口腔設備檢測模具[1-2]。

1 口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具材料選擇

選擇口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具的材料需從下述方面考慮：①材料普通且常用；②根據X射線穿透模具成像特性，要求模具材料密度差大，使圖形的對比度顯示良好，即黑白分明；③模具材料不易變形；④模具材料防霉、防潮、防水、防振，無毒和無放射性。因此，模具材料的透明部分使用有機玻璃，不透明部分使用鋼珠。這兩種材料的密度相差很大，攝像后的圖片反差大，對比度好，同時能夠滿足上述其他條件。

2 口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具設計

口腔全景攝像裝置是將呈曲面分布的頜部平面展開排列在顯示器上，并生成平面X射線片的一種專用數字X線機。在X射線片上不僅能夠顯示上鄂、鼻腔、下鄂骨結構及全部32顆牙齒，而且能夠顯示顳葉、下鄂關節和咬合關系。該裝置基本結構由立柱、滑架、轉動臂和組合式機頭組成，組合機頭能沿著立柱上、下移動，以適應不同高度的患者。在攝像時組合機頭的光源和接收靶在轉動臂的驅動下圍繞著頭部旋轉，拍攝口腔內情況，為醫學診斷提供依據。因此，模具的設計應考慮到有機玻璃的外具設計和鋼珠的排列設計，仿真口腔頜部牙齒的分布，通過鋼珠標準間距的模具攝像片能夠達到預期檢測的目的。

2.1 外觀形狀設計

模具的設計要求其外觀形狀應便于使用和攜帶。借鑒CT、DR等模具的材料和外觀形狀，采用有機玻璃材料制作成6面長方體，其放置平穩，質輕美觀。因其內部需放置鋼珠，設計時采用兩個6面長方體組合而成，每個長方體的尺寸為150 mm×120 mm×50 mm，組合在一起為150 mm×120 mm×100 mm的長方體；設置4個定位孔，便于對接粘貼(如圖1所示)。

圖1 模具外觀實物示意圖

2.2 模具內部設計

有機玻璃上、下層的表面光滑，在相向的光滑表面上需要放置鋼珠。因鋼珠的密度高，X射線難以穿透，在形成X光片時圖片則呈現鋼珠的輪廓，根據鋼珠的輪廓分布判斷模具是否位于中心位置。如何放置和排列鋼珠是設計的關鍵，根據臨床提供的圖片可顯示出牙齒的分布呈倒U形，如圖2(a)所示。依據牙齒的分布設計鋼珠的排列分布，將鋼珠的直徑設計為6 mm，鋼珠間距為4 mm，等距排列(如圖2(b)所示)。

圖2 牙齒分布與鋼珠分布示意圖

在有機玻璃相向表面上進行加工，依照圖2(b)的對應位置加工半徑為3 mm的半球凹槽，在這個凹槽內放置半徑為3 mm的鋼珠，再將兩塊有機玻璃面涂上粘膠(如圖3(a)和(b)所示)，合并固定形成模具(如圖4所示)。

圖3 有機玻璃加工位置示意圖

圖4 模具示意圖

3 口腔全景攝像裝置中心定位檢測模具應用分析

將研制好的模具平穩地放置在口腔全景攝像裝置的平臺中心，采用兩種方法進行實驗：①將模具偏離中心位置攝像；②將模具放置在中心位置攝像(如圖5所示)。

圖5 模具應用示意圖

(1)在模具略偏離中心位置放置攝像，設置口腔全景攝像的參數：球管電壓為85 kV，管電流為12 mA，掃描一圈時間16 s。在顯示器上得到掃描后的數字成像，如圖6所示。在圖中的圓白點是鋼珠的成像，正中心的白點偏離中心桿左側，整個鋼珠分布呈圓弧狀，而且左右不對稱分布。

圖6 中心略偏成像示意圖

(2)將模具放置在中心位置攝像，設置與中心略偏成像相同參數：球管電壓為85 kV，電流12 mA，掃描一圈時間16 s。在顯示器上得到掃描后的數字成像，在圖中的圓白點是鋼珠的成像，正中心的白點與中心桿重疊，整個鋼珠分布呈一條直線，而且左右對稱分布(如圖7所示)。

圖7 中心位置成像示意圖

在圖6和圖7中，中心桿附近的顏色與兩側相比略深，其原因是口腔全景攝像裝置在掃描通過頸椎時增加X射線量，而在此只有模具，所透過的X射線比兩側多，因此成像顏色略深。圖6和圖7中的鋼珠分布圖顯示，如果將模具放置在中心位置，若裝置的中心有偏差則可能產生圖形幾何失真；若裝置的中心無偏差，其攝像圖則無幾何失真。因此，通過此模具對中心位置的成像檢測，即可判斷平臺中心的位置是否正確。

4 結論

口腔全景攝像裝置用于拍攝牙科曲面全景圖像，掃描旋轉軌跡的人性化設計符合口腔生理結構，廣泛應用于成人、兒童口腔全景成像、前部牙列全景成像、右半牙列全景成像、左半牙列成像、上頜竇成像、顳頜關節閉口位成像以及顳頜關節開口位成像等[3-5]。該設備的使用使口腔內科牙體牙髓病診斷和治療的成功率極大提高，為口腔正畸和修復的診斷和設計提供可靠的圖像依據。但設備在使用的過程中因轉動磨損、振動或人為因素等將造成位置偏差，產生的偏差會影響攝像的圖片質量，對醫生的判斷和治療會產生影響，可能造成誤診、漏診和錯治的現象[6-7]。因此，通過該模具的應用可以解決口腔全景攝像裝置中心點偏差的檢測問題，為減少醫療誤診提供幫助。同時，口腔全景攝像裝置中心定位檢測裝置填補了該類設備計量或質量控制檢定技術規程所需要的模具，為開展口腔全景攝像裝置的檢定提供技術支撐[8-9]。

[1]李杰.口腔數字全景X射線攝影系統檢測方法[J].計量與測試技術，2012(12)：6-7.

[2]姚利興，蔣爭春.低劑量數字化口腔全景攝影技術的探討[J].現代醫用影像學，2012(4)：197-200.

[3]李汝佳，林海波，趙幼平.關于X線口腔全景攝影圖像質量的分析[J].醫學信息，2011，24(20)：6846-6847.

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Development and application of centralized positioning mould for dental panoramic machine/

ZHU Xing-xi, QI Shi-tao, WANG Chang-ling, et al

China Medical Equipment,2014,11(4):44-46.

Objective: We developed a centralized positioning mould for dental panoramic machine, to ensure the bite point in the center of the dental panoramic machine,in order to avoid geometric distortion by off-centering. Methods: The material of PMMA and steel ball were used for manufacturing the mould, where the steel ball equally spaced and altitude embeded in PMMA. By the analysis distribution of steel ball in the mould image, we can fix the central position of the machine. Results: By imaging the mould, we can conveniently test and determine the center position of manchine. Conclusion: As the centralized positioning quality control device, this mould fill the blank in China, and this work also lay the foundation for the further work in the quality control of the dental panoramic machine.

Dental digital X-ray machine; Centralized positioning; Testing mould; Quality control

1672-8270(2014)04-0044-03

R812

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.04.014

朱興喜,男,(1963- ),碩士，高級工程師、教授。南京軍區南京總醫院醫學工程科，中國醫學裝備協會理事會理事。從事醫院醫療設備的管理、技術保障、質量控制、教學和科研工作，研究方向：臨床醫學工程。

2013-11-20

①南京軍區南京總醫院醫學工程科 江蘇 南京 210002

②江蘇省計量科學研究院 江蘇 南京 210007

*通訊作者：274933102qq.com