CN105832291A - 牙齿变化的追踪和预测 - Google Patents

Abstract

本发明涉及牙齿变化的追踪和预测。提出用于评估牙齿状况的系统和方法。将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与同一患者的口腔的第二数字表示进行对比。第一数字表示代表在第一时间的第一患者的口腔，而第二数字表示代表在稍后的第二时间的第一患者的口腔。第一数字表示和第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异被自动识别，并且第一数字表示被以突出所述至少一个临床显著的差异的方式显示。

Description

牙齿变化的追踪和预测

背景技术

本发明的实施例涉及利用牙齿成像模式的系统和方法，以用于筛查、诊断、患者通信、治疗设备的制造以及监视治疗方案。

发明内容

一个实施例中，本发明提供评估牙齿状况的方法。将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与同一患者的口腔的至少一部分的第二数字表示进行对比。第一数字表示代表在第一时间的第一患者的口腔，并且第二数字表示代表在稍后的第二时间的第一患者的口腔。第一数字表示和第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异被自动识别，并且第二数字表示以突出所述至少一个临床显著的差异的方式来被显示。

在一些实施例中，第二数字表示指示患者口腔的当前状况，而第一数字表示指示早先时间(例如，先前的就诊)的患者口腔的状况。在其它实施例中，第一数字表示指示患者口腔的当前状况，而第二数字表示是患者口腔的未来状况的预测表示。以此方式，系统能向患者演示持续治疗(或者缺乏连续治疗)将可能如何影响患者的口腔健康。

在其它实施例中，第一数字表示是患者口腔的先前状况的指示，而第二数字表示是患者口腔的当前状况的估计表示。通过对数字表示进行对比，系统能在就诊之前提供患者口腔的估计、预测意见，以允许牙科专业人员在患者到达门诊之前分析和评估可能的治疗方案。

在另一个实施例中，本发明提供评估牙齿状况的方法。将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与同一患者的口腔的至少一部分的第二数字表示进行对比。第一数字表示代表在第一时间的第一患者的口腔，而第二数字表示代表在稍后的第二时间的第一患者的口腔。第一数字表示和第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异被自动识别，并且第一数字表示以突出所述至少一个临床显著的差异的方式来被显示。

在另一个实施例中，本发明提供评估牙齿状况的方法。将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与同一患者的口腔的至少一部分的第二数字表示进行对比。第一数字表示代表在第一时间的第一患者的口腔，而第二数字表示代表在稍后的第二时间的第一患者的口腔。第一数字表示和第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异被自动识别，并且第一数字表示和第二数值表示的组合以突出所述至少一个临床显著的差异的方式来被显示。

通过考虑详细说明并参考附图，本发明的其它方面将变得显而易见。

附图说明

图1是一种用于监视和追踪牙齿变化的系统的方框图。

图2是一种用于使用图1的系统监视患者牙列中的改变的方法的流程图。

图3是在第一时间的患者牙列的3D数字效果图的俯视图。

图4是在利用牙具进行一段时间的治疗之后的来自图3的患者牙列的3D数字效果图的俯视图。

图5是演示在图4的数字效果图中与图3的数字效果图的对比中的牙齿位置中的改变的组合3D数字模型。

图6A是患者牙列的数字效果图的俯视显示，用于使用颜色编码量化演示牙齿位置中的改变。

图6B是图6A的数字效果图的透视图。

图7是一种用于使用图1的系统生成和显示牙齿位置的预测效果图的方法的流程图。

具体实施方式

在详细解释本发明的任何实施例之前，应理解的是，本发明在其应用上不限于在以下描述中陈述的或者在以下附图中图示的部件的布置和构造的细节。本发明能够做出其它实施例并且能够被以各种方式进行实践或者实施。

图1图示用于捕获、处理、分析和对比牙齿成像扫描的系统100。处理器101联接到非暂时性计算机可读存储器103。存储器103能包括例如一个或者多个硬盘、闪存模块或云存储装置。存储器103存储被处理器101访问并执行以提供例如如以下进一步详细描述的功能的指令。处理器101通信联接到一个或者多个成像捕获装置(例如，CT扫描仪105、光学表面扫描仪107和其它类型的可能包括例如光学摄像机的成像模式扫描仪或成像装置109)。通过各种扫描平台和/或成像装置捕获的三维或二维数字效果图被存储在存储器103上用于分析和处理。取决于成像模式，这些数字效果图能包括2维或3维几何数据以及其它信息，包括例如颜色、阴影和纹理。所存储的效果图在以后的日期也是可访问的以例如提供以下所描述的对比功能。

通过成像平台捕获的并且存储在储存器103上的数字效果图能显示在显示单元111(例如，高清晰度的视频监视器)上。系统100也通过以下进一步详细描述的用户接口装置113接收来自用户的各种输入和指令。系统100也能够通过网络(例如，局域或广域网)或因特网115与其它系统通信。系统100由此能够访问存储在外部系统上的数据和数字效果图，并且也能够将本地存储的图像和数据传输到外部系统。

系统100被配置成执行对通过所连接的牙齿扫描平台捕获的牙齿成像数据的各种分析和处理。例如，如以下进一步描述的，系统100被配置成使用3D光学扫描仪107扫描患者的口腔。在一些构造中，3D光学扫描仪107使用光学机构(例如，激光器)捕获表面轮廓细节，并基于几何细节生成口腔的3D表面模型。在其它构造中，3D光学扫描仪107生成具照片真实感的3D数字表面模型。通过将彩色的具照片真实感的数据映射到3D表面模型上可以生成具照片真实感的3D数字表面模型。美国专利公告No.2011/0316978中论述了用于将具照片真实感的数据映射到表面模型上的技术的一些示例，在此通过引用将该美国专利的整体内容并入。映射在三维模型上的具照片真实感的质地也可以通过执行基于诸如来自NVIDIA公司的Open GL Cube Map扩展的软件包的系统来完成。

在一些构造中，3D光学扫描仪107也提供口腔中的龋齿和软组织改变的检测和可视化表示。能独立地扫描上颚和下颚两者，以便系统100能显示处于“颚打开”定位以及显示咬合状态的3D效果图的口。

系统100也被设计成叠加多个扫描(即，所存储的3D效果图)以自动显示改变。该叠加显示机构自动地提供可能问题的筛选、辅助性诊断和与患者进行状态/改变的交流。系统100能够演示齿形的改变(即，牙齿磨损、牙釉质的腐烂、碎屑、修复体的丢失等)以及牙齿相互间的位置中的改变。牙齿位置中的改变可能需要正畸治疗并且也存在有影响牙位置的其它可能的健康状况。系统100也示出指示了着色(例如，用于新的美白治疗的时机)、牙齿活力(一旦它们失去活力则牙齿变黑)和结石形成的牙齿颜色的改变。

系统100也检测和演示口腔软组织中的改变。例如，系统100能示出龈线随时间的回缩，龈线随时间的回缩可以指示周期性疾病或不正确的刷牙技巧。系统100也能对指示肿胀或其它龈下改变的软组织形状中的改变进行检测和突出。各种口腔软组织(例如，舌头、上颚、面颊、牙龈等)的颜色中的改变也被检测并显示给用户。

系统的各种其它构造能够捕获、追踪和检测患者口腔中的其它改变。例如，荧光成像系统能被用于检测指示龋齿和脱矿的牙齿化学结构中的改变。例如，通过将化学扫描数据映射到通过CT或光学扫描仪捕获的另一个三维模型，也可将该化学分析显示成三维效果图。

图2示出一种用于使用图1的系统来检测牙齿位置中的改变的方法的示例。系统100接收通过扫描平台中的一个捕获的新的3D模型(步骤201)。该新的3D模型被存储到存储器单元，用于之后的访问、分析和对比(步骤203)。从存储器访问先前存储的第二个3D模型(步骤S205)并与所述新的3D模型进行对比。通过来自同一患者的在不同时间点捕获的两个3D模型的对比，能检测到患者牙列或口腔的其它部分中的改变。例如，牙医可以在检查时捕获患者的新的3D模型，并将该新3D模型与同一患者的在前一次检查时已捕获、生成并存储的3D模型进行对比。

用户可以定义待被系统在自动对比期间所利用的各种分析准则(步骤207)。例如，牙医能命令系统将两个光学扫描模型与两个扫描的荧光模型进行对比以检测牙齿位置、龈线位置和化学结构中的任何显著改变。牙医也能定义引起系统将某些特征改变标记作为相关项或临床显著的项的各种阈值。例如，牙医能定义2mm的龈线移动阈值。如果系统检测到两个数字模型中的龈线位置的差异超过2mm，则系统将向牙医显示通知，该通知指示已经检测到临床显著的改变并且提示牙医更详细地检视对比模型。通过设定阈值准则和通过自动地标记临床显著的改变，系统能更容易地使牙医注意到应被进一步探究和评估的状况，而不是让牙医自己检测这些改变。

以此方式，系统能够检测不能通过对患者的牙齿目视检查和牙齿记录(即，X光的可视对比)检测到的临床显著的改变。如上所述，牙医能调整系统设置以定义具体准则，所述具体准则将指示什么将被认为是“临床显著的改变”并因此将被系统标记。然而，在一些其他构造中，基于普遍接受的诊断理论和其它机制对系统进行预编程，以识别什么准则指示“临床显著的”改变。因此，“临床显著的”改变是被系统(通过预编程或者通过用户定制)所定义的作为应在对比完成之后向用户突出的改变。

在系统100已经对比3D数字模型并自动识别差异(步骤209)之后，图像被显示给用户，突出任何临床显著的改变(211)。例如，图3示出基于光学表面扫描生成的患者的上齿的第一3D数字模型。图4示出在矫正支架已经被安装并且已经经过一段时间之后的同一患者的上齿的第二3D数字模型。可能难以简单地通过观看这两幅彼此邻近的数字效果图来正确地对牙齿位置中的改变进行特征化或评估。为了促进特征化和/或评估，系统100也基于来自第一3D数字模型(图3)和第二3D数字模型(图4)的数据生成复合模型。如图5所示，该组合模型更清晰地突出牙齿位置随时间的改变。作为通过支架实施的矫正治疗的结果，患者的左前门齿已经从第一位置501A移动到第二位置501B。相似地，自安装支架以来，患者的右前门齿已经从第一位置503A移动到第二位置503B。

除了示出图5的叠加模型之外，系统允许用户在当前模型(图4)和先前模型(图3)之间选择性地来回切换。在各种图像显示(例如，图5的叠加/重叠模型、图4的当前模型和图3的先前模型)之间的切换能基于用户输入而被执行或者能被配置成以所定义的频率自动地在各种图像显示之间切换。该切换能在两个图像之间来回转换或者提供在三个或更多图像显示之间的顺序进展。并且，在一些构造中，系统100提供用户接口，所述用户接口允许用户针对多个选择来挑选特定的视图(例如，通过屏幕上的按钮或下拉菜单)，并允许用户在各种图像视图之间转换而没有定义的顺序。在另一构造中，系统100生成动画，所述动画示出从第一位置(图3)到新的当前位置(图4)的转换，以可视地示出在加速的时间线上的牙齿位置中的改变。

系统被配置成基于一个或者多个切换指令在图像显示之间切换。在一些构造中，响应于用户输入而生成切换指令。例如，用户能重复选择用户接口上的单个按钮以连续循环两个或更多个图像显示的序列，并且系统可以基于当生成或/接收切换指令时正被示出的图像显示来生成唯一的切换指令。在其它构造中，用户接口能包括其中每一个与特定的图像显示对应的多个按钮。以此方式，系统基于由用户选择的特定按钮生成唯一的切换指令。在其它构造中，通过系统处理器以所定义的频率自动生成切换指令，以自动地循环两个或更多个图像显示的系列。

系统100也能通过显示汇总移动(例如，以mm为单位的侧向距离改变)的数值数据而定量得示出改变。替代地，系统100被配备以提供能由用户/操作者选择的多个不同观察机制。例如，图6A示出移除了支架的第二3D数字效果图(来自图4)。替代将第二效果图和第一效果图叠加，通过颜色编码量化地图示牙齿位置中的移动。自安装支架以来，臼齿601已经经历相对小的移动，并且因此被以第一颜色(例如，绿色)图示。相反地，前门齿已经经历更显著的移动并因此被以不同的第二颜色(例如蓝色或红色)图示。

系统100也允许用户操纵3D效果图的定位，以观察患者口腔的不同方面。例如，图6A从下方示出上牙齿。相反地，图6B从前视角示出相同的牙齿。通过改变模型效果图的取向/视角，用户现在能够观察指示牙齿605的前面的位置中的改变的数据。在一些构造中，系统100提供多个预设取向，用户能例如通过按图形用户界面上的按钮或者通过从下拉菜单进行选择来选择所述预设取向。在其它构造中，通过使用键盘接口上的上-下-右-左键或使用鼠标在模块上点击和拖拽，用户能更自由地操纵取向。

应注意的是，尽管图3、4、5、6A和6B仅示出单排牙齿的位置中的改变，但是系统100能被用于显示其它重要数据或信息，包括以上所讨论的数据和信息。例如，系统能显示更完整的口腔扫描以示出患者龈线的位置和演示龈线位置随时间的改变。相似地，也如以上所讨论的，系统100能基于用户偏好显示患者的上颚和下颚两者(闭合的或打开的)。

在一些构造中，将基于用户的预设偏好(图2的步骤207)和基于由系统所检测和标记的特定显著改变来确定在显示器上示出的主题。例如，如果确定在患者的牙齿位置、颜色或化学组成中存在临床显著的改变(基于用户定义的阈值/准则)，则系统100可以仅示出患者的牙齿。然而，如果在龈线中检测到临床显著的改变，则系统100可以替代地示出包括牙齿和龈线的更完整的模型。

回到图2，系统100也基于先前捕获并存储的数据模拟未来的改变(步骤213)，并将这些所预测的效果图在显示器上显示给用户(步骤215)。例如，如果系统检测到在患者牙齿位置在当前就诊和先前就诊之间的改变，则系统能预测在未来时间点的患者的假设的牙齿位置。用于预测正畸和牙周的改变的其它机制可以适于生成由系统100实施的预测建模技术。

图7图示一种用于基于先前存储的牙齿模型预测患者的牙齿的未来位置的方法的一个示例。系统100确定牙齿位置随时间的改变的幅度和方向(步骤701)，并基于所测量的改变计算推测的或以其它方式估算的牙齿的未来位置。一旦确定牙齿的预测的位置，系统100将所预测的位置添加到患者的口腔的新的预测模型效果图。如果更多的牙齿有待被分析(步骤705)，则系统基于逐个牙齿地移动到下一个牙齿(步骤707)并继续来预测未来的牙齿定位。一旦已经预测患者的牙齿中的每一个的未来的位置，则系统将所预测的图像显示给用户(例如，牙医和患者)。

能基于根据存储在系统100上的患者的两个或者更多个3D数字模型的对比的所预测的线性移动或所预测的非线性移动，针对每一单独的牙齿估计未来位置。例如，基于线性移动估算未来牙齿位置的一个预测模型监视牙冠的中点或者牙体上的另一点的位置，并测量该单个点在两个时间上分离的3D数字模型之间的移动。系统100将针对同一患者的两个时间上分离的3D数字模型进行对比并确定移动的方向(例如，线性移动或者角移动)和移动的速率。然后通过以相同的速率并在相对于固定位置(例如，患者的颚)的相同的方向(即，角方向或线性方向)上继续移动每一单独牙齿上的该单个点的位置，来确定该单个牙齿的估算的未来位置和取向。然后基于每一牙齿的估算的未来位置和取向生成3D预测模型。

估算非线性移动的预测模型可以考虑牙齿上的单个点随若干个时间上分离的模型的移动，确定何时牙齿的移动是减慢的还是增加，并且利用所检测到的移动的变化率确定每一单独牙齿的未来位置。并且，在一些构造中，系统100监视每一单独牙齿上的多个点，以检测牙齿的偏摆、间距和转动中的改变，并利用这些所检测到的改变估算牙齿的未来位置。另外地，一些预测建模技术可以解释一个牙齿的移动将影响另一相邻牙齿的移动/位置或者被另一相邻牙齿的移动/位置限制的事实。因此，在一些构造中，预测建模技术可以并行地来分析单独牙齿的移动并预测一个牙齿的位置的改变将如何限制或加快其它牙齿的移动。

如以上讨论的，系统100的一些构造包括存储针对大量的患者的一系列牙齿模型的外部系统。在一些构造中，该共享数据库被实施成云存储机构，所述云存储机构被系统100使用，以基于在其它患者中所观察到的改变提供详细的预测建模。例如，能使针对第一患者的所存储的模型的进展的特征能适合于针对表现出相似的牙齿移动的一个或者多个其它患者的所存储的模型的对应的进展。能基于随后的模型从针对一个或者多个其它患者的所存储的模型的匹配的进展预测第一个患者的牙齿的未来移动。以此方式，系统100使用针对许多患者的数据的存储库识别与由第一患者所表现的那些牙齿改变紧密匹配的牙齿改变的特定真实示例，并且基于所识别的真实示例生成针对未来牙齿移动的预测。随着更多的患者被添加到系统并且更多的随后3D模型被添加到共享数据库(或者云环境)，系统100变得自我学习并能提供越来越精确的预测建模。

尽管图7的方法具体的解释了预测牙齿位置，但是也可以使用相似的基于进展的预测技术来进一步估算患者龈线的回缩、牙釉质的退化、牙齿颜色的改变、牙齿化学组成的改变等。并且，在一个牙特征中所观察到的改变能告知针对另一个牙特征的改变的预测。例如，系统100可以被配置成基于特定牙齿的颜色的改变检测牙周疾病的开始。因为牙周疾病可以弱化牙根并使得牙齿对移动或损耗更敏感，预测建模算法可以基于所检测到的颜色的改变来在与牙周疾病相关的可视症状中应用显著的更大的进展速率(或者甚至可以预测牙齿将掉落)。

也能在利用针对基于其他真实示例的预测建模的共享数据库的构造中实施像这些的跨模式预测。例如，通过匹配多个特征(例如，以相似速率的颜色改变、相似的牙齿磨损、相似的龈线回缩和相似的牙齿移动)，所存储的来自另一患者的模型的进展能更好地适合于当前患者的那些模型。基于云的预测系统的一些构造也可以基于包括例如诊断的疾病、年龄、种族和地理位置在内的其它准则来分类并且匹配患者数据集合。

系统100的一些构造可以仅实施针对所有患者的单个预测建模技术。然而，在其它构造中，系统100可以基于所识别的患者的牙列/口腔的鉴别特征来选择预测建模技术或微调建模技术的应用。例如，系统100可以被配置成识别具有独特地狭小的牙弓的患者并且应用特别针对具有狭小牙弓的患者所设计的特定的预测建模算法。

一旦生成预测模型，系统100能孤立地显示预测模型并且也能提供预测模型与患者的口腔结构的当前位置的对比。例如，系统能将预测模型叠加到患者的牙齿的当前3D数字模型上，以可视地绘出两个模型(例如，如在图5中所示的)之间的牙齿位置的差异。系统100也能使用图6A和6B的颜色编码技术定量地显示牙齿移动特征。

该预测建模能被牙医用于演示某些形式的治疗的预测效果和连续的其它形式的口腔护理的效果。例如，如果在患者中检测到由于不良的口腔卫生导致的临床显著的负面改变，牙医能用预测建模演示连续的不良口腔卫生的影响(例如，“如果您不开始更好地用牙刷清洁或用牙线清洁，则这将是您的牙齿颜色在下一年的样子，并且您的龈线将已经进一步退缩2mm”)。相似地,能使用预测建模演示对于矫正正畸治疗的必要性(例如,“如果我们现在不做正确的矫正正畸治疗，过两年您的牙齿将处在这个位置。因此，最好现在做治疗而不是等待和在晚些进行治疗。”)。并且，预测建模能用于演示牙齿治疗的预期效果。例如，牙医能使用该系统将患者的当前牙齿位置与已经安装矫正支架之后的期望牙齿位置做对比。

系统也能被牙医用于针对患者就诊的准备中。系统能使用先前存储的模型效果图生成在即将到来的患者就诊时的患者口腔的预测模型。然后牙医能在患者由于其预约而走进来之前来虚拟地观察患者的口腔。并且，系统能将患者牙齿的预测的虚拟模型与在患者就诊期间捕获的真实模型做对比。该对比将自动地突出例如由于改善的口腔卫生或新形成的急性口腔疾病(例如，口腔癌)导致的患者口腔中的任何意外改变。

相似地，预测建模能用于评估牙齿治疗的各种形式的有效性。例如，如果矫正支架已经安装在患者的牙齿上，则系统能被用于生成这样的预测模型，即，患者的牙齿在安排好的约定点应看起来像什么样子的。如果患者的真实牙齿位置不适当地匹配预测牙齿位置，则牙医能相应地修改规定的疗法(例如，调整支架中的张力)。

如上所述，系统能被用于评估和预测患者口腔的各方面中的改变。尽管就牙齿位置中的改变方面讨论了用于线性、非线性和基于模型的预测建模的系统和机构，但是也可以采用类似的建模技术来评估和预测齿形、牙齿位置、牙齿颜色、牙齿的化学结构、龈线的位置(即，回缩)、软组织的形状和软组织的颜色中的改变。

齿形的改变可能指示牙齿磨损、牙釉质的退化、碎屑或者修复体的损耗。为了评估和预测齿形改变，系统将来自在不同的时间获得的两个数字模型的牙齿分段。在一些构造(例如，那些具有使用光学表面扫描构造的模型的构造)中，牙齿模型被分段成仅包括牙冠。在其它构造(例如，当使用CT扫描平台生成3D模型时)中，被分段的牙齿能包括牙冠和牙根两者。系统然后基于最少可能改变的特征部(例如，颊表面和舌表面)单独执行牙齿的最佳拟合叠加。系统然后将每个牙齿的形状中的差异单独地可视化为“热图”(即，定量的颜色编码)。替代地或另外地，系统能执行整个牙弓的两次扫描的最佳拟合叠加，并且可以将总体牙弓中的差异可视化为“热图”。通过叠加整个牙弓模型或者通过将模型的其它部分/解剖学结构进行分段，能类似地对软组织的形状的改变进行评估和显示。如上所述，通过线性建模、非线性建模或使模型适合于所存储的来自其它患者的数据，能预测齿形的改变。例如，在一些构造中，系统将监视由于磨牙或磨损导致的牙弓或个别牙齿的高度或形状的改变，并且应用相同的磨损速率来预测在未来日期的牙齿的高度或形状。

相互之间在关系上的牙齿位置的改变能够指示对正畸治疗的需求以及可能地影响牙齿位置的其它健康状况。改变也能指示当前规定的正畸治疗的有效性。为了评估牙齿位置的改变，系统针对两个或更多个数据集合建立公共几何形状。在一些构造中，这是通过识别数据集合中的三个公共点来完成的。在后续的正畸治疗的情形中，牙齿上的支架或者空腔中线(即，腭)中的点能被用作用于在扫描之间建立公共几何形状的标记。如上所述，再次从模型来将牙齿分段。并且，如果在数据集合(即，CT扫描模型)中骨骼信息可用，则能使用颌骨本身将模型对齐。模型然后被叠加并显示(即，图6)。另外，通过比较每个牙冠的中点位置量化牙齿位置的改变。该数据能被数值地示出或者被图形地显示为“热图”(即，量化的颜色编码)。

如以上已经看到的，牙齿颜色的改变能指示着色、结石形成或牙齿活力的改变。通过如上所述再次从总体模型分段牙齿，能评估颜色的改变。通过在模型上的在两次扫描之间的颜色差异超过阈值的表面上着色，能以二进制的方式演示颜色的改变。可替代地，能使用“热图”图示两次口腔扫描之间每个牙齿的每个位置处的颜色差异的程度。相似的对比/显示机制被用于演示牙齿化学结构的改变；然而，尽管具照片真实感的光学扫描能被用于评估颜色改变，但是其它成像形式(例如，荧光成像)可能会更好地演示化学结构的改变。能类似地评估和显示软组织的颜色的改变。也能使用如上所述的线性、非线性、和最佳拟合建模技术预测牙齿颜色的改变。例如，在一些构造中，系统将监视牙齿颜色(每一单独体素或者整体上来看牙齿的平均颜色)的改变，并将通过假定牙齿颜色(例如，颜色、阴影、半透明度等)的线性或非线性连续改变来预测牙齿(或牙齿模型上的特定区域/体素)的未来颜色。

龈线的回缩可能指示形成牙周疾病或不正确的刷牙技术。为了评估龈线位置的改变，针对在不同位置(例如，颊侧和舌侧)处的当前模型和先前模型来测量牙冠末端到龈线的距离。通过将一个模型叠加在另一模型上和通过在两个模型之间选择性地切换，能将差异可视化。以量化的方式，能数值地示出差异或者通过“热图”显示差异。

系统提供的对比和评估技术并非必须受如上所述的机制的限制。例如，能使用X光、光学表面扫描、光学摄影成像(即，颜色表面扫描)或它们的各种组合生成三维模型。并且，能使用荧光扫描监视和检测口腔癌和损伤。可以使用热成像来识别齿根感染(即，所需要的根管)、损伤/癌猜疑、到特定牙齿的血流的改变(牙齿活力的指示)、涎石的存在/位置、牙齿缝隙、鼻窦问题、局部麻醉的有效性、骨/神经障碍、治疗/修补的过敏反应和其他牙周状况。能被用于对比的其它成像平台包括例如摄影、透照、荧光和超声波。

尽管上述示例涉及对在经过延长的时间段(例如，不同就诊)捕获的数据进行对比，但是系统也可以被用于评估患者对各种刺激的短期反应。例如，第一次扫描可以代表在未加载状态下的牙齿，而第二次扫描示出当将扭矩/力施加到牙齿时的牙齿。这两次扫描的对比将演示特定牙齿响应于外部力移动多少。类似地，可以在将压力施加到患者的牙床(或者从患者牙床释放压力)之后执行第二次扫描。取决于所使用的特定成像模式，所述的对比能够提供指示响应于刺激的温度、几何形状和颜色中的改变的信息。

应理解的是，尽管图1示出直接联接到各种扫描平台的系统100，但是这里所描述的处理和对比技术并非必须通过直接联接到扫描装置的专用计算机系统执行。替代地，在一些构造中，能使用单个扫描仪系统(即，CT扫描仪105)捕获数据和一般的3D模型，所捕获的数据和一般3D模型然后被存储到存储器存储库。然后能由多个分析/显示系统通过局域网、广域网或因特网从公共存储器访问所存储的数据/模型。结果，通过对比所存储的数据/模型，多个医生能在同一时间从多个地点对多个患者进行工作。

最后，尽管以上讨论的许多示例包括对用于分析的个别牙齿进行分段，但是这里所描述的机制和系统也能适于在完整的未分段的牙弓上执行分析。

因而，除其它事项之外，本发明提供一种系统和方法，用于通过对针对同一患者在一段时间内的各种成像模式的两次或更多次的牙齿扫描进行对比来生成量化对比数据、自动检测包括临床显著的改变在内的改变、以及以预测的方式对所预期的口腔状况进行建模。在以下权利要求中提出本发明的各种特征和优点。

Claims (25)

1.一种评估口腔状况的方法，所述方法包括：

将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与所述第一患者的口腔的所述部分的第二数字表示进行对比，所述第一数字表示代表在第一时间的所述口腔的所述部分，并且所述第二数字表示代表在第二时间的所述口腔的所述部分，所述第二时间在所述第一时间之后；

自动地识别所述第一数字表示与所述第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异；以及

以突出所述至少一个临床显著的差异的方式，来显示所述第二数字表示。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，所述第一数字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第一个三维数字模型，并且所述第二数字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第二个三维数字模型，并且

其中，显示所述第二数字表示包括显示被叠加到所述第二数字表示上的所述第一数字表示。

3.根据权利要求2所述的方法，

其中，所述至少一个临床显著的差异包括至少一个牙齿的位置的改变，并且

其中，显示被叠加到所述第二数字表示上的所述第一数字表示突出所述第一数字表示中的所述至少一个牙齿的位置与所述第二数字表示中的所述至少一个牙齿的位置的差异。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，

至少一个牙齿的位置的所述改变包括由间距改变、偏转改变和转动改变组成的群组中的至少一个的改变。

5.根据权利要求2所述的方法，

其中，所述至少一个临床显著的差异包括龈线的位置的改变，并且

其中，显示被叠加到所述第二数字表示上的所述第一数字表示突出所述第一数字表示中的所述龈线的位置与所述第二数字表示中的所述龈线的位置的差异。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，

所述至少一个临床显著的差异包括牙齿形状的改变。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，显示所述第二数字表示包括利用叠加的颜色编码来显示所述第二数字表示，其中所述叠加的颜色编码指示所述口腔的不同位置处的所述临床显著的差异的改变的程度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个临床显著的差异包括至少一个牙齿的位置的改变，进一步包括：

从所述第一数字表示到所述第二数字表示来确定每一个牙齿的位置改变的幅度；以及

将所述位置改变的幅度与阈值进行对比，并且

其中，利用所述叠加的颜色编码来显示所述第二数字表示包括：

如果第一牙齿的位置改变的幅度超过所述阈值，则以第一颜色来显示所述第一牙齿的至少一部分，以及

如果所述第一个牙齿的位置改变的幅度未超过所述阈值，则以第二颜色来显示所述第一牙齿的至少一部分。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，至少一个牙齿的位置的所述改变包括由间距改变、偏转改变和转动改变组成的群组中的至少一个的改变。

10.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个临床显著的差异包括至少一个牙齿的颜色的改变，进一步包括：

从所述第一数字表示到所述第二数字表示来确定所述口腔的表面上的第一位置的颜色改变的幅度；以及

将所述颜色改变的幅度与阈值进行对比，并且

其中，利用所述叠加的颜色编码来显示所述第二数字表示包括：

如果所述第一牙齿的颜色改变的幅度超过所述阈值，则将所述口腔的表面显示成所述第一位置被以第一颜色示出，以及

如果所述第一牙齿的颜色改变的幅度未超过所述阈值，则将所述口腔的表面显示成所述第一位置被以第二颜色示出。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第二数字表示包括：

所述口腔的所述部分的表面的三维表示，

来自所述三维表示的一类差异的额外数据，以及

指示所述三维表示与所述额外数据之间的几何关系的信息。

12.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于来自所述患者的口腔的扫描的数据，来生成所述第二数字表示，以及

基于存储在计算机可读存储器上的来自所述患者的口腔的先前扫描的数据，来生成所述第一数字表示。

13.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

基于来自所述患者的口腔的扫描的数据，来生成所述第一数字表示，以及

通过预测所述口腔的所述部分的未来状态，来生成所述第二数字表示。

14.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：

基于来自所述患者的口腔的随后的第二扫描的数据来生成第三数字表示，其中，在与所述第二数字表示的所预测的未来状态对应的时间来执行所述随后的第二扫描；

自动地识别所述第二数字表示与所述第三数字表示之间的至少一个临床显著的差异；以及

以突出所述至少一个临床显著的差异的方式，来显示所述第三数字表示。

15.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第二时间之前并且继所述第一时间之后刺激所述口腔的一部分，使得所述第一数字表示代表在所述刺激之前的所述口腔的状况并且所述第二数字表示代表在所述刺激之后的所述口腔的状况。

16.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第一时间通过第一成像模式生成所述第一数字表示；

在所述第一时间通过第二成像模式生成所述患者的口腔的至少一部分的第三数字表示，所述第二成像模式不同于所述第一成像模式；

在所述第二时间通过所述第一成像模式生成所述第二数字表示；

在所述第二时间通过所述第二成像模式生成所述患者的口腔的至少一部分的第四数字表示；

自动地识别所述第三数字表示与所述第四数字表示之间的至少一个第二临床显著的差异；以及

以突出所述至少一个第二临床显著的差异的方式，来显示所述第四数字表示。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第一成像模式和所述第二成像模式选自由以下各项组成的群组：3D表面扫描、2D摄影成像、放射线成像、超声波成像、透照、光学相干断层成像、太赫兹成像、红外反射成像、热成像和荧光成像。

18.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第一时间接收第一组光学表面扫描数据；

基于所述第一组光学表面扫描数据，来生成所述第一数字表示作为所述第一患者的口腔的至少一部分的第一个三维表面模型；

在所述第一时间接收第一组X射线数据；

基于所述第一组X射线数据，来生成所述第一患者的口腔的至少一部分的第一个三维X射线模型；

在所述第二时间接收第二组光学表面扫描数据；

基于所述第二组光学表面扫描数据，来生成所述第二数字表示作为所述第一患者的口腔的至少一部分的第二个三维表面模型；

在所述第二时间接收第二组X射线数据；

基于所述第二组X射线数据，来生成所述第一患者的口腔的至少一部分的第二个三维X射线模型；以及

将所述第一个三维X射线模型与所述第二个三维X射线模型进行对比；

自动地识别所述第一个三维X射线模型与所述第二个三维X射线模型之间的额外的临床显著的差异；以及

以突出所述额外的临床显著的差异的方式，来显示所述第二个三维X射线模型。

19.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

在所述第一时间接收第一组光学表面扫描数据；

在所述第一时间接收第一组摄影图像数据；

基于所述第一组光学表面扫描数据来生成所述第一数字表示作为所述第一患者的口腔的至少一部分的第一个三维表面模型，并且将所述第一组摄影图像数据叠加到所述第一个三维表面模型，以创造具照片真实感的第一个三维表面模型；

在所述第二时间接收第二组光学表面扫描数据；

在所述第二时间接收第二组摄影图像数据；以及

基于所述第二组光学表面扫描数据来生成所述第二数字表示作为所述第一患者的口腔的至少一部分的第二个三维表面模型，并且将所述第二组摄影图像数据叠加到所述第二个三维表面模型，以创造具照片真实感的第二个三维表面模型。

20.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：

接收第一切换指令；以及

响应于所述第一切换指令，从所述第二数字表示的第一显示改变到所述第二数字表示的第二显示。

21.根据权利要求20所述的方法，

其中，所述第二数字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第一个三维数字模型，并且所述第二数字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第二个三维数字模型，

其中，显示所述第二数字表示包括显示被叠加到所述第二数字表示上的所述第一数字表示，并且

其中，从所述第二数字表示的所述第一显示改变到所述第二数字表示的第二显示包括：从所述显示移除所叠加的图像，并且将指示在口腔中的不同位置处的所述临床显著的差异的改变的程度的叠加的颜色编码显示在所述第二数字表示上。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，

所述第二数字表示的所述第二显示是所述第二数字表示的未被更改的三维显示。

23.根据权利要求22所述的方法，进一步包括：

接收第二切换指令；

响应于所述第二切换指令，从所述第二数字表示的所述未被更改的三维显示的所述显示改变到所述第一数字表示的未被更改的三维显示；

接收第三切换指令；以及

响应于所述第三切换指令，从所述第一数字表示的所述未被更改的三维显示改变到所述第二数字表示的所述未被更改的三维显示。

24.一种评估牙齿状况的方法，所述方法包括：

将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与所述第一患者的口腔的所述部分的第二数字表示进行对比，所述第一数字表示代表在第一时间的所述口腔的所述部分，并且所述第二数字表示代表在第二时间的所述口腔的所述部分，所述第二时间在所述第一时间之后；

自动地识别所述第一数字表示与所述第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异；以及

以突出所述至少一个临床显著的差异的方式，来显示所述第一数字表示。

25.一种评估口腔状况的方法，所述方法包括：

将第一患者的口腔的至少一部分的第一数字表示与所述第一患者的口腔的所述部分的第二数字表示进行对比，所述第一数字表示代表在第一时间的所述口腔的所述部分，并且所述第二数字表示代表在第二时间的所述口腔的所述部分，所述第二时间在所述第一时间之后；

自动地识别所述第一数字表示与所述第二数字表示之间的至少一个临床显著的差异；以及

以突出所述至少一个临床显著的差异的方式，来显示所述第一数字表示和所述第二数字表示的组合。