一种鼻窦炎检测系统的制作方法

本发明涉及鼻窦炎诊断技术领域，具体涉及一种鼻窦炎检测系统。

背景技术：

众所周知，鼻窦炎俗称脑漏，中医叫鼻渊。它是一种临床常见鼻病，可以一个鼻窦单独发生，也可以几个鼻窦同时发病。急性鼻窦炎绝大多数由严重伤风引起，因全身抵抗力差，加上局部各种原因使鼻窦与鼻腔的通路不畅，致使病菌侵入鼻窦，引起鼻窦粘膜的急性炎症，甚至形成鼻窦积脓，其症状是鼻塞、流脓涕和嗅觉减退等，有时伴有明显的头痛。

目前，慢性鼻窦炎已经是较为普遍的慢性疾病之一，通常是由未解决的急性鼻窦炎演变而来，其主要原因是前期未能提供准确诊断和完整治疗。现有技术中对鼻窦炎的主要诊断和监测方法包括：1.x射线；2、超声波扫描；3.ct和mrt，其中使用x射线图像会根据操作员的判断存在很大差异，不能提供准确的结果；使用超声波扫描则缺乏敏感性和特异性，基于症状的观察不提供一致或标准化的测量；另外，使用ct和mrt相对昂贵，难以用于后续跟踪检查，且因有辐射或造影剂不宜用于儿童或孕妇人群。

因此，现在亟待一种简单可行、诊断精确、可以减少检测鼻窦炎相关时间和成本的鼻窦炎检测系统。

技术实现要素：

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中对鼻窦炎的诊断和监测方法复杂繁琐、诊断根据医生判断存在差异、诊断鼻窦炎的时间和成本较高的缺陷，从而提供一种鼻窦炎检测系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种鼻窦炎检测系统，包括：

口腔光学部件，用于插设在患者的口腔内；

主机，用于放置并固定患者的头部；

光源，设置于所述主机的内部且通过光纤与所述口腔光学部件连接，用于将光从所述光源传送到患者口腔顶部的软组织；

检测器，设置于所述主机的内部，用于接收穿过患者鼻窦并离开患者组织的光学信号，所述检测器将光学信号转换成电学信号；

分析器，设置于所述主机的内部且与所述检测器电性连接，用于将所述检测器提供的电学信号进行数据比对、分析及分级参考，以得到诊断数据报告；以及，

一控制子系统，所述控制子系统包括：

至少两组数字化传感器，设置于所述口腔光学部件、所述主机的内部，分别用于检测所述口腔光学部件与患者口腔顶部贴合程度的指标实时数据和检测所述主机与患者头部固定平稳程度的指标实时数据；

控制端，与各所述数字化传感器、光源、检测器通信连接，将所述数字化传感器检测的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制所述光源和检测器动作。

可选地，所述口腔光学部件上开有对称设置且与患者鼻窦部位对应的通孔，所述通孔内设有2mm的玻璃塞子。

可选地，所述口腔光学部件为朝向所述光纤延伸的渐缩结构，并且所述口腔光学部件靠近所述光纤的末端还设有防止光从患者口腔溢出的遮板。

可选地，所述控制端包括至少一台个人计算机及至少一台采用堆栈算法进行数据存储的可编程逻辑控制器；

所述可编程逻辑控制器用以存储所述指标目标数据，同时，所述可编程逻辑控制器控制所述光源和检测器动作；

所述个人计算机与所述可编程逻辑控制器通信连接，用以实现数据同步。

可选地，所述控制端与所述数字化传感器通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查。

可选地，所述个人计算机与所述可编程逻辑控制器通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。

可选地，所述可编程逻辑控制器中存储有所述数字化传感器的id信息及校准数据，所述可编程逻辑控制器基于所述数字化传感器的id信息对所述数字化传感器进行身份识别，并根据所述数字化传感器的校准数据对所述数字化传感器进行参数调节。

可选地，所述可编程逻辑控制器中还存储有鼻窦炎检测系统中各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，并根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则进行本地和/或远程警示。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明的鼻窦炎检测系统，将口腔光学部件插入患者口腔中，其中透光点朝向上颌窦下方的上颚区域放置，由患者或医生推动本口腔光学部件与口腔顶部的鼻窦部位紧密接触，然后使患者头部安放在主机的面框上，姿势摆正后实现固定，此时由测距传感器测量口腔光学部件与患者口腔顶部之间的距离，并由摄像头拍摄患者脸部图像，随之将检测到的指标实时数据发送给控制端，再通过与对应的指标目标数据相比对，以此判断口腔光学部件是否与患者口腔顶部相贴合、是否能够拍摄下完整的患者面部组织图像；从而当口腔光学部件贴合患者口腔顶部且患者头部固定于主机面框上、能够拍摄下完整的患者面部组织图像时，由控制端打开光源，从而通过光纤传输光信号到口腔光学部件的透光点，以漫射方式照亮患者口腔顶部的软组织，紧接着由控制端控制检测器以固定时间节点进行图像采集，即捕获透过患者鼻窦和脸颊的光线，并将此光学信号转换成电学信号，最后由分析器根据检测器提供的电学信号进行数据比对、分析及分级参考，即使用组织光谱技术分离窦内的流体或生物膜的吸收光谱，并通过各种成像算法对其进行处理，形成成像数据库，允许医生与目标数据对比来识别窦内积液、发炎粘膜肿胀程度，以得到诊断数据报告。

2.本发明的鼻窦炎检测系统，在口腔光学部件上开有对称设置且与患者鼻窦部位相对应的通孔，利用通孔进行光传输，从而避免口腔光学部件塞入口腔后的倾斜放置，以此防止不对称照射。

3.本发明的鼻窦炎检测系统，玻璃塞子的设置是为了防止口腔内液体渗入至口腔光学部件，造成不必要的误差。

4.本发明的鼻窦炎检测系统，口腔光学部件为朝向光纤延伸的渐缩结构，此结构更加符合人体口腔内空间的变化，并且有利于患者合拢嘴部以防止光的溢出；并且遮板的设置，当口腔光学部件准确到位后，遮板正好位于将漏光处封锁的嘴唇外侧，起到定位效果的同时，进一步防止光从患者口腔溢出。

5.本发明的鼻窦炎检测系统，在控制端与数字化传感器间通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查，提高系统的稳定性。

6.本发明的鼻窦炎检测系统，在个人计算机与所述可编程逻辑控制器通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查，有效防止信息丢失。

7.本发明的鼻窦炎检测系统，在可编程逻辑控制器中建立各数字化传感器的数据库，对数字化传感器进行id识别，提高了系统的安全性，同时实现了在线校验的目的，提高了工作效率。

8.本发明的鼻窦炎检测系统，在可编程逻辑控制器内存储鼻窦炎检测系统中各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，实现了系统的预判性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种实施方式的鼻窦炎检测系统的整体结构示意图；

图2为本发明的一种实施方式的鼻窦炎检测系统的部分结构示意图；

图3为本发明的一种实施方式的鼻窦炎检测系统的内部模块连接示意图；

图4为本发明的一种实施方式的鼻窦炎检测系统的模块示意图。

附图标记说明：

1、口腔光学部件；11、通孔；12、玻璃塞子；13、遮板；2、光源；21、光纤；3、检测器；4、分析器；5、主机；51、数字化传感器；6、控制端；61、个人计算机；62、可编程逻辑控制器；621、逻辑控制单元；622、数据库；623、警报单元；63、冗余网络交换机；64、远程服务器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种鼻窦炎检测系统，如图1和图3所示，包括用来插设在患者口腔内的口腔光学部件1和用来放置并固定患者头部的主机5，其中主机5的内部设置有与口腔光学部件1连接的光源2，光源2将光传输到口腔光学部件1，以漫射方式照亮患者口腔顶部的软组织，例如上颌窦部位；主机5内部还设置有检测器3，该检测器3用于接收穿过患者鼻窦并离开患者组织的光学信号，并将光学信号转换成电学信号，同时，检测器3电性连接有位于主机5内的分析器4，分析器4根据检测器3提供的电学信号进行数据比对、分析及分级参考，以得到诊断数据报告。因为光可以通过鼻窦轻易地传播到患者的面部组织，而且由于感染引起的窦内流体会降低透射光的强度并改变透射光的图案，所以医生凭借检测器3拍摄的图像，且经过分析器4处理后可以推断鼻窦的健康状况以用于诊断目的以及监测治疗进展。

如图1和图3所示，还包括一控制子系统，所述控制子系统包括至少两组设置在口腔光学部件1、主机5内的数字化传感器51，分别用于检测口腔光学部件1与患者口腔顶部贴合程度的指标实时数据和检测主机5与患者头部固定平稳程度的指标实时数据；控制端6，与各数字化传感器51、光源2、检测器3通信连接，将数字化传感器51检测到的指标实时数据与对应的指标目标数据比对，并控制光源2和检测器3动作。在本发明此实施例中，位于口腔光学部件1内的数字化传感器51为测距传感器，位于主机5内的数字化传感器51为摄像头。因此，为了准确测量鼻窦的健康状况，首先将上述口腔光学部件1插入患者口腔中，其中透光点朝向上颌窦下方的上颚区域放置，由患者或医生推动本口腔光学部件1与口腔顶部的鼻窦部位紧密接触，然后使患者头部安放在主机5的面框上，姿势摆正后实现固定，此时由测距传感器测量口腔光学部件1与患者口腔顶部之间的距离，并由摄像头拍摄患者脸部图像，随之将检测到的指标实时数据发送给控制端6，再通过与对应的指标目标数据相比对，以此判断口腔光学部件1是否与患者口腔顶部相贴合、是否能够拍摄下完整的患者面部组织图像；从而当口腔光学部件1贴合患者口腔顶部且患者头部固定于主机5面框上、能够拍摄下完整的患者面部组织图像时，由控制端6打开光源2，从而通过光纤21传输光信号到口腔光学部件1的透光点，以漫射方式照亮患者口腔顶部的软组织，紧接着由控制端6控制检测器3以固定时间节点进行图像采集，即捕获透过患者鼻窦和脸颊的光线，并将此光学信号转换成电学信号，最后由分析器4根据检测器3提供的电学信号进行数据比对、分析及分级参考，即使用组织光谱技术(例如漫射光谱法)分离窦内的流体或生物膜的吸收光谱，并通过各种成像算法对其进行处理，形成成像数据库，允许医生与目标数据对比来识别窦内积液、发炎粘膜肿胀程度，以得到诊断数据报告。

如图2所示，由于左上颌鼻窦与右上颌鼻窦被鼻腔和鼻甲分开，当口腔光学部件1被放置在鼻腔下方的中心线时，光场容易产生不对称的照明图案，经漫射出的光很容易偏向一侧或另一侧，所以为解决这一问题，在口腔光学部件1上开有对称设置且与患者鼻窦部位相对应的通孔11，通过通孔11进行光传输，从而避免口腔光学部件1塞入口腔后的倾斜放置，以此防止不对称照射。另外，通孔11内设有直径为2mm的玻璃塞子12，玻璃塞子12的设置是为了防止口腔内液体渗入至口腔光学部件1，造成不必要的误差。

如图2所示，口腔光学部件1为朝向光纤21延伸的渐缩结构，此结构更加符合人体口腔内空间的变化，并且有利于患者合拢嘴部以防止光的溢出。另外，在口腔光学部件1靠近光纤21的末端设置有遮板13，从而当口腔光学部件1准确到位后，遮板13正好位于将漏光处封锁的嘴唇外侧，进一步防止光从患者口腔溢出。

如图3所示，控制端6与数字化传感器51通信连接，控制端6包括：至少一台个人计算机61及与个人计算机61对应的至少一台可编程逻辑控制器62，各数字化传感器51分别与个人计算机61及可编程逻辑控制器62连接，各光源2和检测器3与可编程逻辑控制器62连接。在本实施方式中，以包括两台个人计算机61及两台可编程逻辑控制器62为例加以说明，当然，仅仅需要强调个人计算机61与可编程逻辑控制器62是一一对应的，但具体数量根据实际规模而定，不做限定。可编程逻辑控制器62中设有数据库622，个人计算机61具有可视化操作界面，个人计算机61与可编程逻辑控制器62之间通信连接，使操作人员可通过个人计算机61对可编程逻辑控制器62进行控制操作，同时，实现了个人计算机61及可编程逻辑控制器62之间进行数据同步，但是，在本实施方式中，可编程逻辑控制器62的数据库622其存储数据量较小,因此采用堆栈算法临时存储数据，而个人计算机61采用硬盘存储，其存储数据量较大，可编程逻辑控制器62接收新的预设信息后即同步至个人计算机61进行存储，以防止数据丢失，同时其自身实现了数据的重复覆盖，即最近的数据若有新的数据到来将覆盖替换旧，以实现数据的迭代。

如图1和图3所示，可编程逻辑控制器62还包括逻辑控制单元621及警报单元623，数据库622以及警报单元623均连接于逻辑控制单元621。同时，各数字化传感器51将检测到的指标实时数据反馈至可编程逻辑控制器62，逻辑控制单元621根据各数字化传感器51的反馈的信息，从数据库622中选取对应的指标目标数据发送至逻辑控制单元621中进行比对判断，并通过判断结果控制各光源2和检测器3动作。

如图3所示，每个数字化传感器51均具有固定的型号、额定载荷、允许使用负荷、极限负荷、灵敏度等id信息，可编程逻辑控制器62通过在数据库622中存储各数字化传感器51的各id信息，在更换数字化传感器51或者系统重启时，数字化传感器51发送id信息至可编程逻辑控制器62，逻辑控制单元621将系统中的每个数字化传感器51的id信息与数据库622中存储的参考id信息进行对比，检测数字化传感器51是否合法或有效，若检测到系统中的数字化传感器51的id信息与数据库622中存储的参考id信息不符，则控制警报单元623进行本地警示，实现了对数字化传感器51进行身份识别。

如图3所示，在可编程逻辑控制器62的数据库622中建立各数字化传感器51的校准数据，根据数据库622中数字化传感器51的校准数据对系统中各位置的数字化传感器51进行参数调节以进行校准，实现了数字化传感器51的在线校准，无需将数字化传感器51拆卸下来进行校准，节约时间，降低人工成本。

如图3所示，可编程逻辑控制器62的数据库622中存储有鼻窦炎检测系统中各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息，可根据各部件的正常工作参数和/或工作寿命信息判断其是否需要更换或维修，若是，则控制警报单元623进行本地警示，实现了对各部件工作状态的预判功能，提前提醒操作人员更换或维修，防止故障发生，提高工作效率。

如图3所示，为了提高系统的稳定性，在本实施方式中，控制端6与数字化传感器51之间通过握手信号的交互进行工作状态的相互检查，在控制端6每次启动时给数字化传感器51一个信号，数字化传感器51再反馈一个信号给控制端6，该反馈信号包括各数字化传感器51的id信息，控制端6对反馈的信号与数据库622中的对应id信息进行比对判断，在数字化传感器51存在问题时，或出现某种症状需要处理但暂时不会影响正常运行时，以及传感器的变化在误差范围内时候，做出拒绝使用、警告或正常启用的指示信息。

如图3所示，为了防止信息丢失，在本实施方式中，个人计算机61与可编程逻辑控制器62通过心跳信号的交互进行工作状态的相互检查。即设定可编程逻辑控制器62及个人计算机61在预设时间内相互收不到对方信号时，则判断个人计算机61或可编程逻辑控制器62宕机，在个人计算机61或可编程逻辑控制器62其中一方宕机的情况下，系统停止运行，等待处于宕机状态的个人计算机61或可编程逻辑控制器62重启，或系统继续运行，但数据直接存入正常工作的个人计算机61或可编程逻辑控制器62，待宕机方重启后，再将数据传输至宕机方。其中，判断个人计算机61或可编程逻辑控制器62是否正常的预设时间不大于1分钟。

如图4所示，本实施例披露的鼻窦炎检测系统还包括至少一台冗余网络交换机63，冗余网络交换机63相互通信，并与一台远程服务器64通信，每组个人计算机61及可编程逻辑控制器62分别对应一台冗余网络交换机63，并分别与冗余网络交换机63通信。通过冗余网络交换机63及远程服务器64的设置，实现本地工作站与远程工作站的冗余控制，即实现远程参数修改、远程在线校准以及远程故障警示。另外，远程服务器64还能够实现信息的云端存储，便于后期调校，以及实现各供应商与工厂的信息共享。

本鼻窦炎检测系统的工作原理：首先将上述口腔光学部件1插入患者口腔中，其中透光点朝向上颌窦下方的上颚区域放置，由患者或医生推动本口腔光学部件1与口腔顶部的鼻窦部位紧密接触，然后使患者头部安放在主机5的面框上，姿势摆正后实现固定，此时由测距传感器测量口腔光学部件1与患者口腔顶部之间的距离，并由摄像头拍摄患者脸部图像，随之将检测到的指标实时数据发送给控制端6，再通过与对应的指标目标数据相比对，以此判断口腔光学部件1是否与患者口腔顶部相贴合、是否能够拍摄下完整的患者面部组织图像；从而当口腔光学部件1贴合患者口腔顶部且患者头部固定于主机5面框上、能够拍摄下完整的患者面部组织图像时，由控制端6打开光源2，从而通过光纤21传输光信号到口腔光学部件1的透光点，以漫射方式照亮患者口腔顶部的软组织，紧接着由控制端6控制检测器3以固定时间节点进行图像采集，即捕获透过患者鼻窦和脸颊的光线，并将此光学信号转换成电学信号，最后由分析器4根据检测器3提供的电学信号进行数据比对、分析及分级参考，即使用组织光谱技术分离窦内的流体或生物膜的吸收光谱，并通过各种成像算法对其进行处理，形成成像数据库，允许医生与目标数据对比来识别窦内积液、发炎粘膜肿胀程度，以得到诊断数据报告。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。