[发明专利]用于预测根管长度的方法及数据采集系统

权利要求书

1.一种用于预测根管长度的方法，其特征是，包括：

1)建立数据采集系统，数据采集系统包括容纳导电液的容器、连接在数据采集系统中的第一电极和第二电极，第二电极固定设置，第一电极用于插入根管并能够从根管的上端插入到根管的不同检测位置；

2)准备牙齿样本，牙齿样本的根管长度和各检测位置相对根管下端的距离真实值已知；

3)将牙齿样本浸没在导电液中，用第一电极从根管上端插入根管中不同的检测位置处，在不同的检测位置通过第一电极和第二电极检测并得出不同频率下的阻抗值；

4)选取所得出的多组不同频率下的阻抗值，根据所选的多组不同频率下的阻抗值得出多个阻抗值比值，以所得出的多个阻抗比值以及数值化的环境特征作为特征量；

5)使用大量包含所述特征量的牙齿样本训练出预测第一电极下端距离根管下端距离的数学模型；

6)使用含有与所述特征量相同数据的牙齿样本，通过所训练出的数学模型预测第一电极下端距离根管下端距离;

在所述步骤5)中，按照如下方式进行建模及模型训练：

5.1)通过回归系数θ并根据牙齿样本包含所述特征量的检测数据x预测第一电极下端距离根管下端的距离h_θ(x)，h_θ(x)＝θ^Tx；

5.2)以预测值h_θ(x)与真实值的残差平方和得出预测误差J(θ)，

式中，m表示样本个数，j表示特征量的维度，y表示第一电极下端距离根管下端的距离真实值；

5.3)通过J对θ求偏导，应用梯度下降法不断更新θ，其中，α为常数。

2.根据权利要求1所述的用于预测根管长度的方法，其特征在于：所述导电液为生理盐水。

3.根据权利要求1所述的用于预测根管长度的方法，其特征在于：所述第一电极为医用牙根管锉针。

4.根据权利要求3所述的用于预测根管长度的方法，其特征在于：作为特征量的环境特征包括温度、牙齿类型、锉针类型。

5.根据权利要求1所述的用于预测根管长度的方法，其特征在于：所述步骤5)中，训练所述数学模型的方法为统计学中的数据分析方法为神经网络或支持向量机。

6.根据权利要求1所述的用于预测根管长度的方法，其特征在于：所述数据采集系统的信号源为扫频信号，信号频率的变化范围为100Hz至20kHz。

7.一种用于预测根管长度的数据采集系统，用于实施如权利要求1所述的用于预测根管长度的方法，其特征是，包括：

上位机，利用所采集的牙齿样本不同频率下的阻抗值以及阻抗比进行数据处理，建立并训练出预测第一电极下端距离根管下端距离的数学模型；

信号发生电路，与第一电极和上位机相连，用于根据上位机的控制并产生检测信号，所产生的检测信号通过第一电极输出；

采集电路，与第二电极和上位机相连，通过第二电极采集信号并将采集的信号传输给上位机；

容器，容纳有导电液，第一电极和第二电极都浸入导电液，第一电极可上下移动。

8.如权利要求7所述的用于预测根管长度的数据采集系统，其特征在于：所述信号发生电路所产生的信号为频率可变的扫频信号，信号频率的变化范围为100Hz至20kHz。

9.如权利要求7所述的用于预测根管长度的数据采集系统，其特征在于：所述信号发生电路所产生的信号为正弦信号。