CN108135472A - 光断层扫描数字印模取像系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

一种光断层扫描数字印模取像系统(100)及其使用方法，所述系统包括：光学相干断层扫描仪(10)，用于取得每一光断层扫描数字影像的数个组织区域的断层切面厚度；信息分析处理组件(20)，其电连接于光学相干断层扫描仪(10)。信息分析处理组件(20)具有折射率补偿及光程修正功能，经分析、处理而取得对应的组织区域的断层切面厚度修正值，进而建立组织区域的数字模型。

Description

光断层扫描数字印模取像系统及其使用方法 技术领域

本发明涉及一种光断层扫描数字印模取像仪及其使用方法。其利用光学相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT)技术来进行牙齿结构成像，取得牙齿表面、牙龈底下的牙齿与牙龈边界结构信息，并进行组织折射率补偿以取得实际空间上的牙齿与牙龈位置，再经由数字排龈建立牙齿的完整数字三维立体模型，并具有3D档案输出功能。

背景技术

全球固定式义齿市场不断成长，固定式义齿的制作，必须先将病患的牙齿先修磨后，进行排龈以露出藏于牙龈内的修磨后牙齿，再进行印模，然于印模流程中，精确度、尺寸稳定度、操作变量等等都会直接影响到义齿成品的精密度。

牙齿印模分为传统印模及数字印模二种方式，传统的印模必须先进行排龈，以露出藏于牙龈下修磨后的牙齿，以避免同时印到牙齿与牙龈，导致牙齿的边缘印模不清晰，继而导致依此模制作出的义齿边缘精密度不足。排龈方式包含机械性及机械合并化学性两种方式，前者单纯以机械力量侧向推开牙龈，后者是以特制棉线配合化学性排龈溶液来执行，化学性排龈溶液主要包含血管收缩剂与收敛剂两大类，二者均能达到良好止血效果因此有利于取模。一般牙医师多以机械合并化学性的排龈线的排龈法进行排龈，其利用牙龈线压入牙龈沟中，以机械的力量将边缘牙龈水平推开，且辅以添加于线材中的化学性排龈溶液来控制牙龈沟的渗出液与 出血。这种方法需透过挤压的力量将牙龈线压入纤细的牙龈沟中，进而把牙齿跟牙龈分开，在印模时再把牙龈线取出，如此模上的牙齿边缘就会非常清晰，而齿模技师就能根据此模型，精确地将义齿制作出来。因为排龈的过程中，需将具止血功能的特制牙龈棉线塞入牙龈沟中，所以排龈过程不仅耗时且易造成患者极不舒适的感觉，并有治疗区域的牙齿修型与排龈不清楚、治疗区域的流血与口内湿度控制、印模牙托的尺寸配适、印模牙托的操作定位、印模牙托造成患者口腔的阻塞与不适、印模材操作时间不足、印模材的质量与污染、印模材的混合比例、印模材有异味感造成患者恶心、石膏的流动程与混合比例不同造成的变型以及技师手工修整石膏模所造成的误差等问题。

此外，现今针对牙齿立体外貌已有最为盛行的数字印模(Digital impression)的技术开发，其较统印模技术更为卫生、方便、快速，目前市面上已有许多厂商开发数字印模技术，其主要有二种型式，其一为利用蓝光发光二极管(Light Emitting Diode，简称LED)，此法需要一个反衬介质或粉末以获得牙齿表面构型。另一方法为使用雷射激光技术进行扫描，并测量牙齿表面以获取图像。然而上述二种数字印模技术皆无法于未排龈时获取牙龈底下的牙齿外形信息。因此患者若需要藉有现行的数字印模技术制作义齿，仍需藉由前述排龈线的排龈法进行排龈，才能得到内藏于牙龈内的牙齿外形。亦即，无论是藉传统印模或现行的数位印模，皆需藉由如前述排龈线的排龈法进行排龈，如此皆易造成患者牙齿流血而造成患者制作义齿过程非常不适而深感不便，并且有可能造成患者牙龈韧带撕裂风险。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种光断层扫描数字印模取像仪及其使用方法。其系一种能分辨二不同介质与边界的成像方法，特别系能分辨于一生物体中之二不同组织的边界，例如牙齿与牙龈的边界。本发明利用光学相干断层扫描(optical coherence tomography，OCT)技术而取得牙齿表面、牙龈底下的牙齿与牙龈边界结构信息，并进行组织折射率补偿以修正回归真实空间厚度，再将牙龈的影像排除(即数字排龈；光学排龈)，以建立同时包含内藏于牙龈下与牙龈外的牙齿的完整数字三维立体模型。

本发明提供的一光断层扫描数字印模取像仪，包含一光学相干断层扫描仪及一信息分析处理组件，光学相干断层扫描仪取得数个光断层扫描数字影像，每一光断层扫描数字影像中包含复数个组织区域，其中数个组织区域系包括一牙齿区域、及一牙龈区域，并取得该些光断层扫描数字影像中每一组织区域的一断层切面厚度，其中断层切面厚度是一光程。而信息分析处理组件系电连接于光学相干断层扫描仪，其中信息分析处理组件用以判断该些组织区域其中的一组以上组织区域的表面位置及组织区域与其相邻组织区域的一个以上接面边界，再根据边界的纵向(光路径方向)的距离，取得光程厚度(OPL)，再藉折射率修正取得对应的组织区域的一断层切面厚度修正值和一修正接面边界，以及藉表面位置、修正接面边界和该些组织区域的断层切面厚度修正值建立该些组织区域其中的一组织区域的一真实空间数字模型。

根据本发明的一实施例，还包括一影像储存与输出单元与 3D数据储存单元，其连接于信息分析处理组件，而输出数字模型的一影像与档案。

根据本发明的一实施例，进一步包括一探头，其中探头电连接于光学相干断层扫描仪。

根据本发明的一实施例，其中探头是一可置换不同形式、不同大小的手持式扫描探头。

根据本发明的一实施例，其中探头具一摆动振镜，可以非侵入直接扫描方式而对应于患者的一牙齿区域、一牙龈区域。

本发明还提供一数字印模取像方法，包含以下步骤：(1)取得数个光断层扫描数字影像，每一光断层扫描数字影像中包含数个组织区域，并取得该些光断层扫描数字影像中每一组织区域的一断层切面厚度；(2)判断该些组织区域其中的一组织区域的一表面位置及该组织区域与其相邻组织区域的一接面边界；(3)取得每一组织区域的一折射率；(4)藉该些折射率修正取得对应的组织区域的一断层切面厚度修正值和一修正接面边界；以及(5)藉表面位置、修正接面边界和该些组织区域之断层切面厚度修正值建立该些组织区域其中的一组织区域的一数字模型。

根据本发明的一实施例，其中断层切面实际厚度修正值是断层切面光程厚度除以折射率而得。

根据本发明的一实施例，其中该些组织区域包括一牙齿区域、及一牙龈区域

根据本发明的一实施例，其中数字模型包括一牙齿表面结构模型及一牙龈下的牙齿结构模型。

根据本发明的一实施例，其中折射率选自折射率预估法、边界变形量估算法、全反射角估算法、参考部位估算法、介质信号强度差异比对法其中之一。

本发明提供的新颖“组织折射率补偿”、“光程修正”及“牙龈下牙齿组织区域与牙龈外牙齿外形的真实三维立体数字模型重建”的技术及方法，优于传统排龈技术，可避免患者因为排龈而导致流血的不适与避免可能造成的牙龈撕裂风险，以非侵入式的扫描方式探测牙齿表面位置，并利用算法进行边界判定标记，提高扫描的精密度，不需在牙齿表面喷洒反射剂，能针对患者的牙齿进行稳定的立体扫描(3-Dimentional)，以利建立精密的牙齿模型与义齿。

附图说明书

图1是本发明光断层扫描数字印模取像系统的示意图；

图2是本发明数字印模取像方法的流程示意图；

图3是本发明光断层扫描数字印模取像系统而撷取的牙齿影像；

图4是本发明折射率补偿藉边界变形量估算法而获取的流程图；

图5是本发明折射率补偿藉边界变形量估算法而获取的影像图；

图6是本发明折射率补偿藉全反射角估算法的一实施例示意图与实施实例图；

图7是本发明藉光程修正而量测的牙齿区域与牙龈区域的流程图；

图8是本发明藉光程差修正的影像比较图之一；

图9是本发明藉光程差修正的影像比较图之二。

附图标记说明：100-光断层扫描数字印模取像系统；10-光学相干断层扫描仪；20-信息分析处理组件；30-影像储存与输出单元；a-长度；b-长度；G-牙龈；n1-折射率；n2-折射率；T-牙齿；λ1-第一入射线；λ12-第二入射线；λ2-第三入射线；-全反射临界角；S101～S105-各步骤。

具体实施方式

本发明实施例中所揭露的方法可以应用在影像撷取装置，或是应用在可以连接至影像撷取装置的计算机系统或微处理器系统中。本发明实施例的执行步骤可以写成软件程序，软件程序可以储存于任何微处理单元可以辨识、解读的记录媒体，或包含有上述纪录媒体的物品及装置。不限定为任何形式，上述物品可以为硬盘、软盘、光盘、ZIP、磁光装置(MO)、IC芯片、随机存取内存(RAM)，或任何熟悉此项技艺者所可使用的包含有上述纪录媒体的物品。

计算机系统可以包含显示装置、处理器、内存、输入装置及储存装置。其中，输入装置可以用以输入影像、文字、指令等数据至计算机系统。储存装置系例如为硬盘、光驱或藉由因特网连接之远程数据库，用以储存系统程序、应用程序及使用者数据等，亦可以储存本发明实施例所写成的软件程序。内存用以暂存数据或执行的程序。处理器用以运算及处理数据等。显示装置则用以显示输出的数据。当计算机系统执行本发明实施例的方法时，对应的程序便被加载内存，以配合处理器执行本发明实施例的方法。最后，再将结果显示于显示装置或储存于储存装置。

本发明提供的一光断层扫描数字印模取像系统100，包含一 光学相干断层扫描仪10及一信息分析处理组件20(如图1所示)，光学相干断层扫描仪10取得数个光断层扫描数字影像，每一光断层扫描数字影像中包含数个组织区域，其中数个组织区域于本发明包括一牙齿区域、一牙龈区域，并取得每一光断层扫描数字影像的该些组织区域的一断层切面厚度，其中断层切面厚度于本发明是一光程(OPL)。而信息分析处理组件20电连接于光学相干断层扫描仪10，其中信息分析处理组件20包括OCT硬件控制单元、OCT信号转换处理单元、OCT信息分析处理单元(图未示)，于本发明其中一实施例中，OCT硬件控制单元、OCT信号转换处理单元、OCT信息分析处理单元相互电性连接而容置于信息分析处理组件20。OCT硬件控制单元还包括硬件扫描控制模块及光学信号读取模块(图未示)，OCT信号转换处理单元还包括信号转换模块、噪声处理模块、影像变形修正模块(图未示)，OCT信息分析处理单元还包括表面位置判断模块、肉牙边界判断模块、折射率判断模块、光程修正模块、3D外形建立模块(图未示)。例如，于本发明其中一实施例中，如图2所示，藉折射率判断模块而执行S103，藉光程修正模块而执行S104。

当然，为便于使用者使用与观察，本发明的光断层扫描数字印模取像系统100还包括一影像输出单元与储存单元30，系电连接于信息分析处理组件20，而输出数字模型的一影像，例如一牙齿表面结构模型及一牙龈下的牙齿结构模型(请参阅图1、图3)，且影像储存与输出单元30还包括计算机屏幕显示模块及3D数据储存模块(图未示)，而3D数据储存模块更可提供3D储存数据予其它设备以建立患者义齿。

另外，本发明的光学相干断层扫描仪10于其中一具体实施例 亦为一红外光光学相干断层扫描仪。本发明的光断层扫描数字印模取像系统100提供一数字印模取像方法，如图2所示，包含以下步骤：(1)读入数个光学断层数字影像，每一光断层扫描数字影像包含数个组织区域，并取得该些光学断层扫描数字影像中每一组织区域的一断层切面厚度信息(S101)；(2)判断该些组织区域其中的一组以上组织区域的一个以上表面位置及组织区域与其相邻组织区域的一个以上接面边界(S102)；(3)取得每一组织区域的一折射率(n)，可利用给定值或是计算、全反射、表面连接法取得方式(S103)；(4)藉该些折射率修正取得对应的组织区域的一断层切面厚度修正值和一修正接面边界，由光程厚度(OPL)回归至实际空间厚度(d)并将原本未经光程修正S102判断的接面边界距离表面位置，修正至真实的牙龈/牙齿位置(S104)以做为后续的光学排龈的牙龈内牙齿边界实际位置；以及(5)藉表面位置、修正接面边界和该些组织区域的断层切面厚度修正值建立该些组织区域其中的一组织区域的一实际空间数字模型(S105)，进而提供予使用者组织区域的真实三维立体结构数字模型。亦即，本发明能藉表面位置判断模块(231)及肉牙边界判断模块而实施判断该些组织区域其中的一组织区域的一表面位置及组织区域与其相邻组织区域的一接面边界(S102)的步骤；藉折射率判断模块而实施取得每一组织区域的一折射率(n)，可利用给定值或是计算、全反射、表面连接法取得方式(S103)的步骤；藉光程修正模块而实施藉该些折射率修正取得对应的组织区域的一断层切面厚度修正值和一修正接面边界，由光程厚度(OPL)回归至实际空间厚度(d)并将原本未经光程修正S102判断的接面边界距离表面位置，修正至真实的牙龈/牙齿位置(S104)的步骤；而3D外形建立模块能藉表面位置、修正接面边界和该些组织区域的断层切面 厚度修正值建立该些组织区域其中的一组织区域的一实际空间数字模型(S105)的步骤。

本发明提供的光断层扫描数字印模取像系统应用光学相干断层扫描(OCT)技术，其中光断层扫描数字印模取像仪的一光源进入一组织后，于本发明的一实施例中前述组织特别指一生物体组织，生物体组织回传信号与参考信号做干涉，利用干涉行为取得断层切面厚度的信息。图3A是藉由本发明光断层扫描数字印模取像系统而撷取生物体组织的牙齿区域顶视图的一实施例，图3B为前述牙齿区域之Y轴断层切面图，图3C为前述牙齿区域之X轴断层切面图，图3D与图3E为藉由本发明光断层扫描数字印模取像仪扫描牙齿区域表面后产出的牙齿数字三维立体图，其中本发明可获取的断层切面厚度之信号系藉由如图3B与图3C所示亮白线影像为其第一接触面的表面信息。

因此本发明藉光学相干断层扫描(OCT)技术量得生物体组织的断层切面厚度为一光程(Optical path length，OPL)。由于光是在生物体组织内行进，产生的回传信号为光程，光程会被折射率(n)影响。因此光程与生物体组织之断层切面厚度修正值的影响关系式如下：

OPL＝n x d；

亦即，生物体组织之真实断层切面厚度修正关系式为：

d＝OPL/n

其中，OPL为光程(Optical path length)，n为折射率(refractive index)，d为 生物体组织的真实断层切面厚度修正值(thickness)，亦即于本发明系藉折射率(n)做为修正参数，将光学相干断层扫描仪10量得生物体组织的断层切面厚度(于本发明为光程厚度，OPL)，藉前述影响关系式转换为生物体组织的真实断层切面厚度修正值(d)。亦即，生物体组织的真实断层切面厚度修正值(d)于本发明中由光程除以折射率而得。此外，断层切面厚度修正值(d)于本发明一实施例亦指牙齿区域的真实断层切面厚度，亦或指为制作义齿模具的真实断层切面厚度；然而光学相干断层扫描(OCT)技术对于生物体组织仅能量测光程(OPL)的信息，而制作义齿模具所需的信息为牙齿区域的真实断层切面厚度(d)，因此需要修正光程变形。然应用于生物体组织的牙齿区域或牙龈区域，光程(OPL)虽可藉光断层扫描技术而测量得之，但因其中真实断层切面厚度(d)与折射率(n)皆为未知数，而生物体组织，特别是人体组织又无法藉切除欲量测的目标组织区域而获取d的值并进而得到n的值。因此若要藉光学相干断层扫描(OCT)技术取得组织区域之真实断层切面厚度，需先藉本发明所揭露的系统及其使用方法获取折射率(n)的值进而修正光程(OPL)，此即为折射率补偿，亦即为光程修正。

本发明取得每一组织区域之折射率(n)，例如牙齿区域、牙龈区域的折射率(n)系藉由信息分析处理组件20而得。亦请进一步参阅图2的S103，于本发明其中一实施例藉折射率判断模块取得每一组织的折射率，而折射率(n)的取得可选自下述方法其中之一：(1)折射率预估法：预估一折射率初始值(此折射率初始值适用于不同人间折射率变动不大的情况，而此折射率初始值的信息来源可来自数据库、离体量测结果、文献数据)，(2)边界变形量估算法：藉边界变形量而估算折射率(适用于牙齿有突出的状况， 如牙齿和牙龈交界处)，(3)全反射角估算法：利用全反射现象的全反射角估算而做为折射率初始值，利用全反射时，光学相干断层扫描(OCT)光源亦会被全反射而形成于特定点开始产生接面转折的断层切面信号；亦即利用光学相干断层扫描于全反射角时，断层切面信号转折点与接面切线的角度做为参数，计算结果做为折射率初始值，(4)参考部位估算法：以同一患者的身体其它部位，特别是其身体的对称部位做为参考，量测其折射率作为初始值(可实际量得断层切面厚度做为对照，例如同一患者其左臼齿部位而由其右臼齿量折射率取代)，(5)组织信号强度差异比对法：利用牙齿区域组织信号强度与牙龈组织区域信号强度不同，判断牙齿与牙龈接面后再与拟合结果比对。

在上述的“边界变形量估算法”中，其取得折射率(n)值的流程请参阅图4，系藉由本发明的光断层扫描数字印模取像系统100于二种不同组织的边界，其中于本发明的一实施如牙齿区域与牙龈区域的边界，产生较强的光学相干断层扫描(OCT)反射信号的原始OCT图，于牙龈内有光程变形(如图5A所示)，当外露的牙齿延伸入牙龈下，因光学相干断层扫描(OCT)量得的信息为光程(OPL)，因此有介质如牙龈时会有一明显转折，而牙齿本身为连续表面，因此可利用外露牙齿延伸进牙龈，而得一最适的折射率n值进行修正。进一步言，于此边界变形量估算法的折射率取得方法如下所述：(a)取得组织表面的影像，(b)取得一拟合线，(c)当拟合线与牙齿及牙龈接面边界相符时，拟合线与牙齿牙龈接面边界重合会有一最高强度累加值(如图5B所示)，亦即系藉拟合线的累加进行判断。此外，利用此边界变形量估算法，藉折射率n取得与估算值符合的曲线，于光程修正后的影像请参阅图5C， 其中拟合线与牙齿及牙龈接面边界相符合；另外如图5D是藉前述方法修正后的结果，将图5C中的拟合线移除，亦可观察到拟合线与牙齿及牙龈接面边界相符合。

请参阅图6，于“全反射角估算法”的一实施例中，其折射率取得利用全反射现象做为折射率初始值，其示意图如图6A所示，其中高折射率(n1)组织的光射入低折射率(n2)组织，入射角大于临界角时发生全反射行为，此适用于可直接量得测待测物的折射率，无需具备延伸入另一组织(如牙龈)接面边界的状况。此时角度为：因此，取得较低折射率n2的方法为:本发明于其中一实施例的实际实行方法为取得大于待量测组织折射率n2之组织做为n1，将n1贴于待量测组织，不可有空隙，使用光学相干断层扫描(OCT)量测贴上n1的扫描，于全反射时，OCT光束被全反射，产生断层切面信息的转折点位置，分析转折点处的光线与接面切线夹角信息的角度可得已知n1，故可得n2，且回传n2做为修正光学相干断层扫描(OCT)量测断层切面厚度的信息。此时，n1为已知折射率(以此为例，贴上去的材质为石英)，可由断层信号转折处取得开始发生全反射位置，因此可推算出n2(例如牙龈)的折射率。于一实施例中，n1是石英(n～1.55)；n2为牙龈(n～1.4)，其符合全反射特性；如图6所示，将一曲面(石英表面)贴住牙龈，使其界面无空气，亦即藉具有圆弧表面的石英作为以知折射率(n1)的物质来测量未知折射率(n2)的牙龈。再者，于图6中，λ1系第一入射线，为未发生全反射位置；λ12系第二入射线，为开始发生全反射位置；λ2系第三入射线，为发生全反射位置。OCT扫描此曲面材质，于n1，n2切面上会有OCT光束之未产生全反射之第一入射线(λ1)与产生全反射之 第三入射线(λ2)，与开始产生全反射之第二入射线(λ12)的差别。于第一入射线，未超过因此OCT断层信息具有n2(牙龈)的断层切面厚度的信息并且外形为n1介质之曲面，而第三入射线因超过而产生全反射，因此光束实际所经过的长度为a+b，因此实际光线之光程变长而使得量得的界面位置较深。第二入射线(λ12)为刚开始发生全反射位置，以OCT断层切面为界面转折处，此开始发生全反射位置为取得发生点与角度的位置。以光学相干断层扫描(OCT)扫描图中，发生点(λ12)与角度后，可藉由下述方程式：

计算而得n2，且进而回传n2，做为修正光程的折射率。

不仅如此，另请参阅图6B，是“全反射角估算法”的实施实例，其中图6A为无全反射、全反射的光束路径示意图，其中λ1是无全反射行为；λ12是全反射开始出现位置，OCT量得界面会有一转折变化；λ2是全反射OCT光束，因此OCT光程于全反射下，光束实际所经过的长度为a+b。图6B是OCT断层切面图，于λ2全反射光束路径，OCT系统量得路径为a+b，固量得接面会变深，而于转折点λ12为产生全反射临界点。图6C为临界角上的取得方法，OCT断层切面图用于全反射角发生位置，利用垂直于表面切线(白色虚线)之法线(白色实线)与入射光束λ12，可取得全反射临界角的取法，再利用n2＝n1xsinθc而求得n2。

综上所述，本发明藉光程修正而量测的牙齿区域与牙龈区域流程如图7所示。其系藉由折射率信息，补偿原OCT断层切面厚度而取得组织区域的真实断层切面厚度，以下为实行步骤：(1)藉光学相干断层扫描(OCT)量测牙齿区域与牙龈区域的接面边界的信息；(2)由设定的OCT断层切 面图开始；(3)读取含断层切面厚度信息的OCT数据；(4)判断牙齿区域与牙龈区域其中的一组织区域的一表面位置及牙齿区域与其相邻牙龈区域的一接面边界；(5)因表面位置的OCT断层信号的n＝1，于真实断层切面厚度修正关系式d＝OPL/n中d＝OPL而不需进行处理；(6)若折射率大于1的接面边界的信号，于真实断层切面厚度修正关系式d＝OPL/n中，利用折射率n做为修正参数，将OCT量测的断层切面厚度，经修正补偿为组织区域如牙齿区域或牙龈区域的真实断层切面厚度；此外，若于此步骤已完成真实断层切面厚度的获取，则此光程修正的流程即完成。亦即于本发明其中一实施例中，系藉由光程修正模块而进行如图2的S104所示，以该些折射率取得对应的组织的一断层切面厚度修正值与一修正边界，由光程厚度(OPL)回归至实际空间厚度(d)并修正相邻组织区域接面边界(S102量得)到真实组织实际空间的边界位置。然而，若于此步骤未完成真实断层切面厚度的获取，则移至下一张待处理之OCT断层切面厚度图，并再次进行读取含断层切面厚度信息的OCT数据的步骤。本发明可利用前述光程修正而量测的牙齿区域与牙龈区域的真实断层切面厚度，且进一步取得组织区域的一数字模型。

又，经设于信息分析处理组件20的折射率修正后，即可得牙齿表面的拟合线(如图8中的虚线“·····”)，另外图8中的“﹊”与“﹉”代表牙齿T与牙龈G的表面，其中如图8B表示的光程差经适当修正后，拟合线之虚线重合于牙齿T与牙龈G的真实边界。若光程差修正不足则牙齿T与牙龈G的接面边界位于如图8A中拟合线的虚线的下方；若光程差过度修正则牙齿T与牙龈G的接面边界位于如图8C中拟合线的虚线的上方。

本发明的光断层扫描数字印模取像系统100除了如上所述及 图5与图8所是能有效分辨牙齿区域与牙龈区域的接面边界外，亦能藉折射率补偿与光程差修正进而大幅修正并提升本发明于二相邻组织区域中，将其中一组织区域的影像排除，而仅保留另一组织区域的影像呈现予使用者，亦即于本发明其中一实施例将牙龈的影像排除之光学排龈的功效，其中如图9是本发明经光程差修正前与修正后的影像图，其中图9A与图9B系分别为本发明经光程差修正前与修正后的影像图，其中箭头符号为牙齿与牙龈的接面边界，图9C是本发明经光程差修正前与修正后牙齿与牙龈的接面边界影像比较图，其中经光程差修正前后接面边界利用二虚线表示，修正前后牙齿与牙龈的接面边界差距为0.33mm，故对于制作患者的义齿模型，本发明藉由前述折射率补偿与光程差修正而达到本发明的数字排龈(光学排龈)的功效。亦即经由本发明光学相干断层扫描仪10取得每一光断层扫描数字影像的数个组织区域之一断层切面厚度，并藉由具折射率补偿及光程差修正功能的信息分析处理组件20分析、处理而取得对应的组织区域的一断层切面厚度修正值，进而建立对应于其中的一组织区域的一数字模型。更进一步，本发明更藉由影像储存与输出单元30输出前述数字模型的一影像，亦即于本发明输出数字排龈之影像，进而建立患者牙齿的完整数字三维立体模型。对于如牙医师、齿模技师、义齿制作技术人员能藉由本发明改善先前技术对于牙龈底下的牙齿与牙龈边界结构信息受光程差影响而无法精确判读牙齿与牙龈边界于本领域长期存在的问题，且不须藉由利用排龈线等习知技术才能制作义齿模型。藉本发明所得牙齿的完整数字三维立体模型即可制作患者的义齿，而此义齿亦能精确吻合于牙龈内牙齿与牙龈边界。

当然，本发明不限于此，本发明亦可应用于一组织区域一(如 本发明实施例之牙齿)其部分组织区域延伸入一组织区域二(如本发明实施例之牙龈)之组织区域底下，进而判断组织区域一与组织区域二的接面边界，而仅输出其中一组织区域且排除另一组织区域的完整数字三维立体模型。

进一步，本发明亦不限于此，更包括于另一实施例中亦包含一探头(图未示)，探头是一可置换不同形式、不同大小的手持式扫描探头，探头进一步具一摆动振镜(图未示)，能对应于不同病患的口腔情形，以非侵入直接扫描方式而撷取一牙齿表面结构信息及一牙龈下的牙齿结构信息。

以上叙述仅为本发明的较佳实施例说明，并非用以限定本发明的特征，举凡利用本发明相关的技术手段，仍属本案的发明范畴。凡本领域技术人员当可依据上述说明而作其它种种的改良的，这些改变仍属于本发明的发明精神及以下所界定的保护范围。

Claims (14)

1. 一光断层扫描数字印模取像系统，包含：

   一光学相干断层扫描仪，用于读入数个光断层扫描数字影像，每一光断层扫描数字影像中包含数个组织区域，并取得该些光断层扫描数字影像中每一组织区域的一断层切面厚度信息；以及

   一信息分析处理组件，其电连接于光学相干断层扫描仪。
2. 如权利要求1所述的光断层扫描数字印模取像系统，其中信息分析处理组件包括OCT硬件控制单元、OCT信号转换处理单元、及OCT信息分析处理单元。
3. 如权利要求2所述的光断层扫描数字印模取像系统，其中OCT硬件控制单元还包括硬件扫描控制模块及光学信号读取模块。
4. 如权利要求2所述的光断层扫描数字印模取像系统，其中OCT信号转换处理单元还包括信号转换模块、噪声处理模块、影像变形修正模块。
5. 如权利要求2所述的光断层扫描数字印模取像系统，其中OCT信息分析处理单元还包括表面位置判断模块、肉牙边界判断模块、折射率判断模块、光程修正模块、及3D外形建立模块。
6. 如权利要求1所述的光断层扫描数字印模取像系统，还包括一影像储存与输出单元，其电连接于该信息分析处理组件，而输出该数字模型的一影像。
7. 如权利要求1所述的光断层扫描数字印模取像系统，进一步包括一探头，其中该探头电连接于光学相干断层扫描仪。
8. 如权利要求3所述的光断层扫描数字印模取像系统，其中探头是一可置换不同形式、不同大小的手持式扫描探头。
9. 如权利要求3所述的光断层扫描数字印模取像系统，其中该探头具一摆动振镜，可以非侵入直接扫描方式而对应于患者的一牙齿区域、一牙龈区域。
10. 一数字印模取像方法，系包含以下步骤：

    (1)读入数个光断层扫描数字影像，每一光断层扫描数字影像中包含数个组织区域，并取得这些光断层扫描数字影像中每一组织区域的一断层切面厚度信息；

    (2)判断这些组织区域其中的一组织区域的一表面位置及该组织区域与其相邻组织区域的一接面边界；

    (3)取得每一组织区域的一折射率；

    (4)藉该些折射率修正取得对应的组织区域的一断层切面厚度修正值和一修正接面边界，由光程厚度回归至实际空间厚度与实际空间边界高度；以及

    (5)藉该表面位置、该修正接面边界和该些组织区域的断层切面厚度修正值建立该些组织区域其中的一组织区域的一实际空间数字模型。
11. 如权利要求10所述的数字印模取像方法，其中该断层切面厚度修正值是该断层切面厚度除以该折射率。
12. 如权利要求10所述的数字印模取像方法，其中该些组织区域包括一牙齿区域及一牙龈区域。
13. 如权利要求12所述的数字印模取像方法，其中该数字模型包括一牙齿表 面结构模型及一牙龈下的牙齿结构模型。
14. 如权利要求10所述的数字印模取像方法，其中该折射率选自折射率预估法、边界变形量估算法、全反射角估算法、参考部位估算法、介质信号强度差异比对法其中之一。