CN109561820A - 牙龈诊断辅助装置和牙龈诊断辅助系统 - Google Patents

牙龈诊断辅助装置和牙龈诊断辅助系统 Download PDF

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Abstract

牙龈诊断辅助装置(20A)包括：截面数据提取部(21)，从口腔正面的三维点群数据中提取牙龈边缘部的深度方向的截面数据；以及牙龈诊断用数据生成部(25)，将截面数据加工成适合于牙龈诊断的形式，生成牙龈诊断用数据。牙龈诊断用数据生成部(25)生成例如以口腔正面的左右方向或上下方向为第一轴并以深度方向为第二轴的二维图，作为牙龈诊断用数据。

Description

牙龈诊断辅助装置和牙龈诊断辅助系统
技术领域
本发明涉及辅助牙科医生进行牙龈诊断的牙龈诊断辅助装置和牙龈诊断辅助系统。
背景技术
为了早期发现并预防牙科疾病，必须能够准确客观地诊断从健康状态到疾病发病为止的期间。但是，牙科预防诊断在很大程度上依赖于牙科医生的主观经验和直觉，并且牙科医生的诊断判断存在有误差、或者无法获取某些客观数据等问题。作为这些问题的解决方案之一，特别是涉及到牙周病诊断，已知提高诊断的诊断基准和安全性同时也提高测定数据的客观性的牙周病诊断辅助装置(例如参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-116303号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在牙科疾病中牙龈炎等的诊断中，牙科医生根据是否表现出炎症的五个征兆(发红、肿胀、发热、出血、形态异常)主观地进行诊断。专利文献1中公开的技术专门用于牙周病诊断，难以适用于牙龈诊断。因此，现状是牙龈诊断仍然不得不依赖于牙科医生的目视、经验、直觉等。
鉴于上述问题，本发明所要解决的问题在于，提供辅助牙科医生客观地进行牙龈诊断的牙龈诊断辅助装置和牙龈诊断辅助系统。
用于解决问题的方案
本发明的一个方面涉及的牙龈诊断辅助装置包括：截面数据提取部，从口腔正面的三维点群数据中提取牙龈边缘部的深度方向的截面数据；以及牙龈诊断用数据生成部，将截面数据加工成适合于牙龈诊断的形式，生成牙龈诊断用数据。
牙龈诊断用数据生成部可以生成以口腔正面的左右方向为第一轴并以深度方向为第二轴的二维图作为牙龈诊断用数据。
牙龈诊断用数据生成部可以生成以口腔正面的上下方向为第一轴并以深度方向为第二轴的二维图作为牙龈诊断用数据。
另外，本发明的另一个方面涉及的牙龈诊断辅助装置包括：轮廓提取部，从牙齿和牙龈的正面照片图像中提取牙龈边缘部的轮廓，生成轮廓点群数据；曲线拟合部，对轮廓点群数据中牙齿牙龈分界线的点群数据进行函数拟合，导出拟合曲线；以及牙龈诊断用数据生成部，生成将拟合曲线重合在牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据。
上述牙龈诊断辅助装置还可以包括：相关计算部，计算表示牙齿牙龈分界线的点群数据与拟合曲线的相关程度的指标。
另外，本发明涉及的牙龈诊断辅助系统包括：上述牙龈诊断辅助装置；拍摄装置，生成牙龈诊断辅助装置的处理对象的原始图像数据；以及显示装置，显示由牙龈诊断辅助装置生成的牙龈诊断用数据。
发明的效果
根据本发明，可以由患者口腔正面的三维点群数据、牙齿和牙龈的正面照片图像生成牙龈诊断用数据，牙科医生参照该牙龈诊断用数据进行牙龈诊断，与目视诊断相比，能够通过定量化和图像化，进行可靠性更高的客观的牙龈诊断。另外，牙龈诊断用数据可以作为数字数据存储以跟踪患者牙龈的经年变化，从而可以提高预防诊断的质量。
附图说明
图1是第一实施方式涉及的牙龈诊断辅助系统的结构图。
图2A是示出一个例子涉及的口腔正面的二维图像的图。
图2B是示出与图2A相对应的口腔正面三维点群数据的图。
图2C是示出从图2B的三维点群数据中得到的牙龈诊断用数据之一例的图。
图2D是示出从图2B的三维点群数据中得到的牙龈诊断用数据之一例的图。
图3是第二实施方式涉及的牙龈诊断辅助系统的结构图。
图4A是示出一个例子涉及的牙齿和牙龈的正面照片图像的图。
图4B是示出从图4A的照片图像中得到的轮廓点群数据的图。
图4C是示出将拟合曲线重合在图4B的牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据的图。
图5A是示出另一例涉及的牙齿和牙龈的正面照片图像的图。
图5B是示出从图5A的照片图像中得到的轮廓点群数据的图。
图5C是示出将拟合曲线重合在图5B的牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据的图。
图6A是示出又一例涉及的牙齿和牙龈的正面照片图像的图。
图6B是示出从图6A的照片图像中得到的轮廓点群数据的图。
图6C是示出将拟合曲线重合在图6B的牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据的图。
具体实施方式
以下，适当参照附图，对实施方式进行详细说明。应予说明，有时省略不必要的详细说明。例如，有时省略已知事项的详细说明、对实质上相同结构的重复说明。这是为了避免以下说明过于冗长，以便本领域技术人员容易理解。
应予说明，发明人为了让本领域技术人员充分理解本发明而提供了附图和以下说明，这些附图和说明并不意图限制权利要求所述的主题。
<<第一实施方式>>
图1是第一实施方式涉及的牙龈诊断辅助系统的结构图。本实施方式涉及的牙龈诊断辅助系统100A包括拍摄装置10A、牙龈诊断辅助装置20A和显示装置30。
拍摄装置10A是生成被摄体表面的三维点群数据的装置。作为拍摄装置10A，例如可以使用基于相移法的三维测量装置。
具体而言，拍摄装置10A包括投影器11、摄像头12和图像处理器13。
投影器11将正弦波条纹图案光一边相移一边投射至被摄体表面。摄像头12拍摄来自被摄体表面的反射光，生成拍摄图像。图像处理器13对使条纹图案光相移而拍摄的拍摄的图像进行解析，从其相位差获取被摄体表面的三维形状(三维点群数据)。根据这种相移法，能够在较短时间内在深度方向上进行数十微米精度的三维测量。
应予说明，拍摄装置10A除了相移法以外，还可以采用空间编码法、光切法等。或者，可以将摄像头12设置为立体相机进行基于三角测量的三维测量。
在牙龈诊断辅助系统100A中，拍摄装置10A用于获取患者口腔正面的三维点群数据。
图2A示出由拍摄装置10A拍摄的口腔正面的二维图像之一例。图2B示出与图2A相对应的口腔正面三维点群数据。
如图2A和图2B所示，通过拍摄装置10A获取左右方向(X范围)为157mm、上下方向(Y范围)为102mm、深度方向(Z范围)为142.6mm的范围的口腔正面三维点群数据。
回到图1，牙龈诊断辅助装置20A是从拍摄装置10A接收口腔正面三维点群数据，对该三维点群数据进行加工，生成辅助牙科医生进行牙龈诊断的牙龈诊断用数据的装置。牙龈诊断辅助装置20A可以由例如PC(Personal Computer)、服务器装置等通用计算机构成。另外，牙龈诊断辅助装置20A也可以作为云端软件即服务(Software as a Service，SaaS)而实现。在此情况下，拍摄装置10A、牙龈诊断辅助装置20A和显示装置30通过英特网等网络相互连接。
具体而言，牙龈诊断辅助装置20A包括截面数据提取部21和牙龈诊断用数据生成部25。应予说明，截面数据提取部21和牙龈诊断用数据生成部25可以通过软件、硬件或者二者的组合来实现。
截面数据提取部21从口腔正面的三维点群数据中提取牙龈边缘部的深度方向的截面数据。即，截面数据提取部21在口腔正面三维点群数据中提取任意Y范围位置处的XZ平面的点群数据和/或任意X范围位置处的YZ平面的点群数据。
牙龈诊断用数据生成部25将牙龈边缘部的深度方向的截面数据加工成适合于牙龈诊断的形式，生成牙龈诊断用数据。例如，牙龈诊断用数据生成部25生成以口腔正面的左右方向为横轴并以深度方向为纵轴的二维图、和/或以口腔正面的上下方向为横轴并以深度方向为纵轴的二维图，作为牙龈诊断用数据。
图2C和图2D示出从图2B的三维点群数据中得到的牙龈诊断用数据之一例。图2C的牙龈诊断用数据是以口腔正面的左右方向为横轴并以深度方向为纵轴的二维图，相当于图2A所示的线L1处的XZ平面的点群数据。线L1是表示口腔正面的三维点群数据中任意Y范围位置的线。图2D的牙龈诊断用数据是以口腔正面的上下方向为横轴并以深度方向为纵轴的二维图，相当于图2A所示的线L2处的YZ平面的点群数据。图2A的口腔正面的二维图像中，朝识图者突出的部分在图2C和图2D的二维图中用大的纵轴值来表示。即，该二维图中牙龈边缘部的肿胀用大的纵轴值来表示。
回到图1，显示装置30是显示由牙龈诊断辅助装置20A生成的牙龈诊断用数据的装置。例如，显示装置30将图2A的口腔正面的二维图像与图2C和/或图2D的牙龈诊断用数据并列显示。牙科医生可以通过观察显示装置30中显示的这些图像客观地判断牙龈边缘部的肿胀情况。
<<第二实施方式>>
图3是第二实施方式涉及的牙龈诊断辅助系统的结构图。本实施方式涉及的牙龈诊断辅助系统100B包括拍摄装置10B、牙龈诊断辅助装置20B和显示装置30。
拍摄装置10B是拍摄被摄体的静止图像的装置。作为拍摄装置10B，可以使用常规数码相机。
在牙龈诊断辅助系统100B中，拍摄装置10B用于获取患者的牙齿和牙龈的正面照片图像。图4A、图5A和图6A示出牙齿和牙龈的正面照片图像的各种例子。应予说明，由拍摄装置10B拍摄的照片图像可以是彩色图像也可以是灰度图像。
回到图3，牙龈诊断辅助装置20B是从拍摄装置10B接收口腔正面的三维点群数据，对该三维点群数据进行加工，生成辅助牙科医生进行牙龈诊断的牙龈诊断用数据的装置。牙龈诊断辅助装置20B可以由例如PC、服务器装置等通用计算机构成。另外，牙龈诊断辅助装置20B也可以作为云端SaaS而实现。在此情况下，拍摄装置10B、牙龈诊断辅助装置20B和显示装置30通过英特网等网络相互连接。
具体而言，牙龈诊断辅助装置20B包括轮廓提取部22、曲线拟合部23、相关计算部24、以及牙龈诊断用数据生成部25。应予说明，轮廓提取部22、曲线拟合部23、相关计算部24和牙龈诊断用数据生成部25可以通过软件、硬件或者二者的组合来实现。
轮廓提取部22从牙齿和牙龈的正面照片图像中提取牙龈边缘部的轮廓，生成轮廓点群数据。具体而言，轮廓提取部22计算照片图像中相邻像素间的亮度或对比度之差，提取出差异较大之处作为轮廓。图4B、图5B和图6B分别示出从图4A、图5A和图6A的照片图像中得到的轮廓点群数据之例。由图4B、图5B和图6B可知，通过从牙齿和牙龈的正面照片图像中提取牙龈边缘部的轮廓，牙齿牙龈分界线被表现为轮廓点群数据。
回到图3，曲线拟合部23对由轮廓提取部22生成的轮廓点群数据中牙齿牙龈分界线的点群数据进行函数拟合，导出拟合曲线。此处，可以使用任意次数的多项式作为拟合曲线。这是因为牙齿牙龈分界线的拟合曲线存在个体差异、个人差异、经年差异等。因此，在函数拟合中拟合曲线的多项式没有限制，找到能够以更小的误差对牙齿牙龈分界线进行拟合的拟合曲线。
相关计算部24计算表示牙齿牙龈分界线的点群数据与拟合曲线的相关程度的指标。作为该指标，可以使用相关系数R、决定系数R^2。
牙龈诊断用数据生成部25生成将拟合曲线重合在牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据。
图4C、图5C和图6C分别示出将拟合曲线重合在图4B、图5B和图6B的牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据。由此，牙龈诊断用数据被表现为二维图。应予说明，图4C所示的拟合曲线为二次多项式，图5C和图6C所示的拟合曲线为四次多项式。
牙龈诊断用数据中可以包含例如由相关计算部24计算出的牙齿牙龈分界线的点群数据与拟合曲线的决定系数R^2。由此，能够以数值获知牙齿牙龈分界线的点群数据与拟合曲线的相关程度。
回到图3，显示装置30是显示由牙龈诊断辅助装置20B生成的牙龈诊断用数据的装置。例如，显示装置30将图4A、图5A和图6A的牙齿和牙龈的正面照片图像与图4C、图5C和图6C的牙龈诊断用数据并列显示。牙科医生可以通过观察显示装置30中显示的这些图像客观地判断牙齿牙龈分界线的粗糙度或平滑度、来自拟合曲线的误差程度等。
应予说明，在第一实施方式和第二实施方式中的任意实施方式中，可以将由拍摄装置10A、10B所获取的原始图像数据存储在图示省略的存储装置中，牙龈诊断辅助装置20A、20B从该存储装置中读取任意的原始图像数据进行解析。另外，可以将牙龈诊断辅助装置20A、20B所生成的牙龈诊断用数据存储在存储装置中。由此，能够容易地追踪各患者牙龈的经年变化，基于经年变化进行用于更高精度的牙龈诊断或牙龈炎预防的诊断。
进而，还可以一并存储牙科医生过去的诊断结果，让牙龈诊断辅助装置20A、20B机械地学习牙科医生的诊断趋势。在此情况下，能够针对新生成的牙龈诊断用数据，向牙科医生呈现过去的类似病例的诊断结果。另外，牙龈诊断辅助装置20A、20B可以根据过去的大量诊断结果，向牙科医生提示牙龈诊断基准。
如上所述，作为本发明的技术示例，对实施方式进行了说明。为此，提供了附图和详细说明。
因此，附图和详细说明所记载的构成要素中，除了为解决问题所必须的构成要素以外，还可包含为了例示上述技术而对于解决问题不必要的构成要素。因此，不应依据这些不必要的构成要素记载在附图和详细说明中而直接认定这些不必要的构成要素是必须的。
另外，上述实施方式例示了本发明中的技术，因此可以在权利要求或其均等范围内进行各种变更、替换、添加、省略等。
-符号说明-
100A、100B：牙龈诊断辅助系统
10A、10B：拍摄装置
20A、20B：牙龈诊断辅助装置
21：截面数据提取部
22：轮廓提取部
23：曲线拟合部
24：相关计算部
25：牙龈诊断用数据生成部
30：显示装置

Claims (6)

1.牙龈诊断辅助装置，所述牙龈诊断辅助装置包括：
截面数据提取部，从口腔正面的三维点群数据中提取牙龈边缘部的深度方向的截面数据；以及
牙龈诊断用数据生成部，将所述截面数据加工成适合于牙龈诊断的形式，生成牙龈诊断用数据。
2.根据权利要求1所述的牙龈诊断辅助装置，其中，
所述牙龈诊断用数据生成部生成以口腔正面的左右方向为第一轴并以深度方向为第二轴的二维图，作为所述牙龈诊断用数据。
3.根据权利要求1所述的牙龈诊断辅助装置，其中，
所述牙龈诊断用数据生成部生成以口腔正面的上下方向为第一轴并以深度方向为第二轴的二维图，作为所述牙龈诊断用数据。
4.牙龈诊断辅助装置，所述牙龈诊断辅助装置包括：
轮廓提取部，从牙齿和牙龈的正面照片图像中提取牙龈边缘部的轮廓，生成轮廓点群数据；
曲线拟合部，对所述轮廓点群数据中牙齿牙龈分界线的点群数据进行函数拟合，导出拟合曲线；以及
牙龈诊断用数据生成部，生成将所述拟合曲线重合在所述牙齿牙龈分界线的点群数据中的牙龈诊断用数据。
5.根据权利要求3所述的牙龈诊断辅助装置，其中，
所述牙龈诊断辅助装置还包括：相关计算部，计算表示所述牙齿牙龈分界线的点群数据与所述拟合曲线的相关程度的指标。
6.牙龈诊断辅助系统，所述牙龈诊断辅助系统包括：
权利要求1至5中任一项所述的牙龈诊断辅助装置；
拍摄装置，生成所述牙龈诊断辅助装置的处理对象的原始图像数据；以及
显示装置，显示由所述牙龈诊断辅助装置生成的牙龈诊断用数据。
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