为了尽可能长久地保留您的天然牙齿，并预防龋齿和牙周感染，刷牙和使用牙线等居家护理方法至关重要。遗憾的是，仅靠这些还远远不够。即使正确地进行了这些居家护理，牙菌斑仍会形成，并可能导致牙结石的形成以及引发严重疾病。
定期拜访牙医对于诊断牙菌斑或牙结石的形成，并采取预防措施来抑制其生长是必要的。 由瑞士E.M.S. Electro Medical Systems S.A.公司研发的一项名为“引导性生物膜治疗（GBT®）”的专项方案，可确保治疗过程具有极低的侵入性且舒适度高。该方案包括显色和预防步骤、采用Airflow®技术（气动抛光技术）清除生物膜、使用Piezon® PS（超声波洁牙机）清除牙结石，以及最后的复查和随访步骤。
为了通过非侵入且舒适的方式实现最高效的治疗，我们需要掌握PS仪器的运动控制。激光多普勒振动测量技术在此发挥着重要作用，并可应用于该高端牙科仪器的设计与制造。
在此引导性生物膜治疗（GBT®）方案中，选用搭载Piezon®技术的PS器械，是因为其运动轨迹线性、效率高，且与手动洁牙、气动洁牙或磁致伸缩设备等其他技术相比，对牙齿和软组织的侵入性极小。 Piezon®系统通过手柄内压电换能器激发器械产生受控振动，从而清除牙结石。该压电换能器由设备内置的电子模块驱动，确保器械保持恒定的振动状态。
E.M.S. PS 器械凭借其几何结构和纤细的尖端形状，在从龈上到龈下的治疗过程中都能保持温和而高效的运动。 只有当整个系统在器械形状、超声换能器设计和电子驱动模块之间达到完美平衡时，才能确保运动的线性。而某些竞争对手仅提供探头，却无法对整个系统进行控制，因此无法达到这一标准。事实上，几何结构、材料和处理工艺上的细微偏差都可能导致性能下降。在这种情况下，无法确保探头具有正确的振动特性，可能导致危险的运动并给患者带来不适。
为确保其器械的振动运动正常，E.M.S.在整个开发和特性分析过程中均采用最先进的技术。 在开发阶段，公司采用扫描激光多普勒振动计对有限元模型（FEM）进行校准和验证。在最终验证阶段，则利用该技术控制传感器及器械制造过程中微小的允许偏差。此外，还通过这项先进的测量技术确定每台器械的允许磨损量。
顶尖技术，助力最佳治疗。
对超声仪器的表征需要采用非接触式分析方法，该方法能够以高频、实时的方式准确测量微小位移（峰峰值小于 200 µm），从而将电子模块发送的电信号与仪器的机械运动建立关联。 PSV-3DXtra 系统提供了该领域最先进的表征技术，它能够通过扫描探针表面，并以发送至压电换能器的电子信号作为相位参考，从而测量探针的完整三维运动。 该扫描振动计可在实际工况下（包括与牙面接触及水雾喷射）验证仪器运动的线性度。此外，Polytec的Xtra 振动计技术将速度范围扩展至30 m/s，这在牙科洁牙机的工作频率（29 KHz）下，对应的峰峰值位移可达275 µm。
结果
PS仪器的测量是在空气中进行的，且未施加机械载荷。通过约135个测点对仪器末端进行测绘，以精确确定仪器的X、Y、Z方向运动。结果如图4所示。
通过这些结果，我们能够验证有限元模型（变形模态、频率、超声运动的线性度），并对该模型进行校准（考虑损耗），使其与超声运动的实际振幅相吻合，详见图5。
我们还可以将机械测量结果与电子驱动器发出的电信号进行对比，以验证我们的控制系统在输出振动调节方面的性能。此外，激光振动计用于测量仪器在实际工况下的运动情况（包括由牙齿和牙结石接触产生的负载），而这些工况在仿真中难以建模。即使在严苛的操作条件下，我们仍能准确地实时捕获振幅，并验证运动的线性度。
结论
Polytec 公司生产的PSV-3DXtra 扫描振动计能够以无与伦比的精度捕捉超声PS仪器的高速运动。得益于这项测量技术，我们验证并校准了理论模型，控制了PS仪器的性能，并分析了系统在运行过程中的响应特性。 得益于设计、仿真与原型制作之间的协同作用，激光振动计帮助我们开发新理念、持续改进产品，并优化所有关键因素，以确保预防性治疗的高效性和非侵入性：以最佳技术支撑最佳治疗。
