CN110769746B - 用于早期龋齿检测的方法和设备 - Google Patents

Abstract

一种使用成像设备(10)检测一个或多个龋齿的方法(300)，该方法包括步骤：(i)将来自第一光源(12)的光朝牙齿(40)导向(320)；(ii)用光学传感器(16)测量(340)穿过牙齿的来自第一光源的光的透射；(iii)将来自第二光源(14)的光朝牙齿导向(330)，其中第二光源以相对于第一光源不同的角度将光导向牙齿；(iv)用光学传感器测量(350)来自第二光源的光的来自牙齿的反射；(v)比较(360)所测量的透射与所测量的反射；以及(vi)至少部分地基于所述比较来确定(370)牙齿中是否存在龋齿。

Description

用于早期龋齿检测的方法和设备

技术领域

本公开大体上涉及用于检测龋齿的系统和方法，该系统和方法使用由成像设备检测到的穿过牙齿的光的透射和来自牙齿的光的反射来检测龋齿。

背景技术

适当的刷牙和使用牙线技术，包括刷牙和使用牙线的长度和覆盖范围，帮助确保长期的牙齿的健康。很多牙齿的问题由没有定期地刷牙和使用牙线剔牙的人或做的不够的人的个体经历。当细菌破坏牙齿的硬组织时，可以发生牙齿表面的蛀坏，称作龋齿。如果龋齿被允许继续进行没有治疗，他们将进一步腐蚀牙齿并导致疼痛、感染、和可能的牙齿脱落。

相应地，在优选的预防龋齿的同时，尽早检测龋齿其是有利的，以便在牙齿发生实质损害之前它们可以被治疗。早期龋齿较小，对牙齿的损害较小，并且往往容易由牙科专业人员在单一的访问中被治疗。因为许多人对牙科专业人员具有恐惧，或者很少有以在这些访问之间的足够量的时间去访问牙科专业人员的计划，具有在牙科专业人员的办公室外早期龋齿检测的方法将是有利的。然而，目前在牙科专业人员的办公室外早期龋齿检测的方法不令人满意并经常未能标识出龋齿。

X射线成像是用于龋齿检测的一种技术，但不适合于家庭应用。另一种用于早期龋齿检测的技术是光纤光学透射照明法(FOTI)，其中通过可见光照明来检查牙齿。其他光学技术使用红外光用于龋齿检测，因为龋齿由于在该位置对红外光的散射而显著地更不透明。在其他限制中，FOTI技术遭受由牙齿散射光的影响，导致对比度差。染色的牙齿也导致龋齿检测不可靠。相应地，现有的用于检测龋齿的方法是昂贵的、潜在危险的、和/或遭受光的散射现象和染色的牙齿或牙科工作产生的伪影的影响。

相应地，本领域持续需要有效且负担得起的用于早期龋齿检测的方法和系统。

发明内容

本公开针对使用成像设备用于检测一个或多个龋齿的创新性系统和方法。本文的各种实施例和实施方式针对成像设备，其使用穿过牙齿的光透射和从牙齿的光反射来改进早期龋齿的检测，同时减少伪影。成像设备使用两个彼此相对成不同角度的光源将光发射到牙齿上。成像设备测量穿过牙齿的来自第一光源的光的透射，并且测量来自第二光源的光来自牙齿的反射。通过比较所测量的透射与所测量的反射，系统确定牙齿中是否存在龋齿。

一般地，在一个方面中，提供一种使用成像设备检测一个或多个龋齿的方法。该方法包括步骤：(i)将来自第一光源的光朝牙齿导向；(ii)用光学传感器测量穿过牙齿的来自第一光源的光的透射；(iii)将来自第二光源的光朝牙齿导向，其中第二光源以相对于第一光源不同的角度将光导向牙齿；(iv)用光学传感器测量来自第二光源的光的来自牙齿的反射；(v)比较所测量的透射与所测量的反射；以及(vi)至少部分地基于比较来确定牙齿中是否存在龋齿。

根据一个实施例，方法进一步包括步骤：没有来自第一光源和第二光源的光的情况下，用光学传感器获得传感器数据，并且其中所述比较的步骤进一步包括从所测量的透射和/或所测量的反射中减去在没有光的情况下获得的传感器数据。

根据一个实施例，光学传感器是图像传感器，其中针对图像传感器的每个像素确定透射值和反射值，并且其中确定的步骤基于针对一个或多个像素的透射值和反射值的局部变化。

根据一个实施例，方法进一步包括步骤：向用户提供牙齿中是否存在龋齿的确定。

根据一个实施例，方法进一步包括步骤：将牙齿中是否存在龋齿的确定传送到远程设备。

根据一个实施例，第一光源或第二光源进一步包括光学元件。

根据一个实施例，第一光源或第二光源中的至少一个光源是荧光光源。

根据一个实施例，第一光源和第二光源发射具有波长在900nm到1100nm之间的光。

根据一方面的被配置为检测一个或多个龋齿的成像设备。设备包括：光学传感器；第一光源，被配置为以将光朝牙齿导向，使得光学传感器测量穿过牙齿的来自第一光源的光的透射；第二光源，被配置为将光朝牙齿导向，使得光学传感器测量来自第二光源的光的来自牙齿的反射；以及控制器，被配置为：(i)比较所测量的透射与所测量的反射；以及(ii)至少部分地基于所述比较来确定牙齿中是否存在龋齿。

根据一个实施例，第二光源以相对于第一光源不同的角度将光导向牙齿。

根据一个实施例，设备进一步包括用户接口，被配置为向用户提供牙齿中是否存在龋齿的确定。

根据一个方面，成像系统被配置为向用户提供关于一个或多个龋齿的信息。系统包括：光学设备，光学设备包括：(i)光学传感器；(ii)第一光源，被配置为将光朝牙齿导向，使得光学传感器测量穿过牙齿的来自第一光源的光的透射；(iii)第二光源，被配置为将光朝牙齿导向，使得光学传感器测量来自第二光源的光的来自牙齿的反射；(iv)控制器，被配置为比较所测量的透射与所测量的反射，并且至少部分地基于所述比较来确定牙齿中是否存在龋齿；以及(v)通信模块，被配置为传送确定；以及系统进一步包括用户接口设备，包括：(i)通信模块，被配置为接收所传送的确定；以及(ii)用户接口，被配置为向用户提供牙齿中是否存在龋齿的确定。

用于本文中本公开的目的，术语“控制器”一般地用于描述与流探测装置、系统或方法的操作有关的各种装置。控制器可以以许多方式(例如，诸如通过专用硬件)实施，以执行本文中所讨论的各种功能。“处理器”是控制器的一个示例，其采用一个或多个可以使用软件(例如，微码)被编程以执行本文讨论的各种功能的微处理器。控制器可在使用或不使用处理器的情况下实施，并且还可被实施为用以执行一些功能的专用硬件与用以执行其它功能的处理器(例如，一个或更多可编程微处理器及相关联电路)的组合。可以在本公开的各种实施例中采用的控制器部件的示例包括但不限于常规微处理器、专用集成电路(ASICs)、和现场可编程门阵列(FPGAs)。

在各种实施方式中，处理器或控制器可与一个或一个以上存储介质(本文中一般提及为“存储器”，例如，易失性和非易失性计算机存储器)相关联。在一些实施方式中，存储介质可以用一个或多个程序来编码，以使当在一个或多个处理器和/或控制器上执行该程序时，执行至少一些本文所讨论的功能。各种存储介质可以固定在处理器或控制器内，或者可以是可传输的，以使存储在其上的一个或多个程序可以被加载到处理器或控制器中，以实现本文所讨论的本公开的各个方面。术语“程序”或“计算机程序”用于本文中一般意义指可应用于对一个或多个处理器或控制器进行编程的任何类型的计算机代码(例如，软件或微码)。

应当理解，在下面更详细讨论的前述概念和附加概念的所有组合(只要这些概念不相互不一致)被认为是本文公开的发明主题的一部分。特别地，在本公开的末尾出现的所要求保护的主题的所有组合被认为是在此公开的发明主题的一部分。

通过参考下文描述的实施例，本发明的这些和其它方面将变得明显并得到阐明。

附图说明

在附图中，相同的附图标记在不同的视图中通常指相同的部分。而且，附图不是一定按比例绘制，相反，重点通常放在说明本发明的原理上。

图1是根据一个实施例的成像设备的示意图。

图2是根据一个实施例的成像设备系统的示意图。

图3是根据一个实施例的使用成像设备检测龋齿的方法的流程图。

图4是根据一个实施例的围绕牙齿被定位的成像设备的示意图。

图5是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

图6是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

图7是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

图8是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

图9是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

图10是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

图11是根据一个实施例的围绕牙齿定位的成像设备的示意图。

具体实施方式

本公开描述了被配置为检测龋齿的成像设备的各种实施例。更一般地，申请人已经认识到并意识到，提供一种测量穿过牙齿的光透射和来自牙齿的光反射的设备以改进早期龋齿的检测同时减少伪影将是有益的。相应地，本文描述的方法和系统或设想的其他方法和系统提供了使用相对于彼此成不同角度的两个光源发射光到牙齿上的系统或设备。设备将所测量的透射与所测量的反射进行比较，并且基于透射与反射的关系来确定牙齿中是否存在龋齿。

本文公开的实施例和实施方式或设想的其他方式的实施例和实施方式可以与成像设备一起被利用。成像设备例如可以是口腔护理设备。合适的口腔护理设备的示例包括牙刷、口腔冲洗器、邻间(interproximal)清洁设备或其它口腔护理设备。然而，本发明不限于这些列举的设备，且由此本文公开内容和实施例可涵盖任何成像设备。

参考图1，在一个实施例中，是成像设备10的示意性表示。根据一个实施例，成像设备是手持设备，其至少一部分被配置为适配在用户的口内获得关于该用户的一个或多个牙齿的传感器信息。成像设备可以包括，例如，具有尺寸适配于在用户口内的延伸部的手柄或主体部分，该延伸部包括被配置为获得关于该用户的一个或多个牙齿的传感器信息的一个或多个元件。根据一个实施例，成像设备10可以是口腔护理设备，诸如牙刷、牙线器或其他口腔护理设备，并且由此可以包括被配置为从用户的口获得传感器信息的一个或多个元件。相应地，口腔护理设备可获得关于使用者口中的早期龋齿的信息，可能同时还被利用于清洁使用者的牙齿和/或口腔组织。

成像设备10包括第一光源12和第二光源14，尽管附加的光源是可能的。如本文描述或设想的其他方式，第一光源和第二光源被定位或以其他方式被配置为从不同角度照射牙齿。光源12和光源14中的一个或两个可以是两个或更多个光源。根据一个实施例，第一光源和第二光源中的一个被定位或以其他方式被配置为用光照射牙齿，该光将被利用以获得关于穿过牙齿的该光的透射的信息，并且第一光源和第二光源中的另一个被定位或以其他方式被配置为用光照射牙齿，该光将被利用以获得关于来自牙齿的光的反射的信息。

在本发明的一个布置中，第一光源和第二光源可以被配置为发射具有波长范围在900nm和1100nm之间的红外光，其中1000nm可以是最佳波长。这导致龋齿的最佳对比度，同时仍可由负担得起的光传感器检测到。然而，包括在除红外之外的范围内的许多其它光波长可被利用于照射使用者的牙齿以用于龋齿检测。

如本文所述，第一光源和第二光源可以被配置为同时或顺序地发射光。例如，第一光源和第二光源可以同时向牙齿发射持续的、闪光的或脉冲的光束。作为另一示例，第一光源和第二光源可各自顺序地或以交替模式或其它模式发射持续的、闪光的或脉冲的光束。例如，与第二光源相比，第一光源可以发射光束多次，反之亦然。这些变化需要光源之间的协作，其可由成像设备或系统的控制器或其它部件协调。

根据另一实施例，成像设备10包括被配置为从至少两个不同角度照射牙齿的单个光源12。根据一个实施例，光源12被定位或以其他方式被配置为用光照射牙齿，该光将被利用以获得关于该光穿过牙齿的透射的信息，并且光源被定位或以其他方式被配置为用光照射牙齿，该光将被利用于获得关于来自牙齿的该光的反射的信息。例如，光源12可被定位或以其它方式被配置为从第一角度照射牙齿，且设备可包括光路，诸如光导、反射镜或其它机制以从第二角度照射牙齿的。根据一个实施例，来自光源的光可以被修改以向牙齿上的两个位置提供具有不同参数的光。例如，光可以据光学开关或调节器被修改，使得图像传感器可以区分所捕获的图像。

成像设备10还包括光学传感器16，该光学传感器被配置为从牙齿获得光信息，包括光穿过牙齿的透射和光从牙齿的反射。光学传感器必须被配置为检测具有与第一光源和第二光源发射的光的波长相同或相似的波长的光。在红外光的情况下，光学传感器必须被配置为检测红外光。根据一个实施例，光学传感器是硅电荷耦合器件(Si CCD)成像传感器。然而，许多其它装置是可能的，包括照相机或其它光学传感器。

成像设备10还包括控制器20。控制器20可由一个或多个模块形成，且被配置为响应于输入(诸如，经由致动按钮或其它用户或独立于用户的激活而获得的输入)操作成像设备10。控制器20可以包括，例如，处理器22和存储器24。处理器22可以采取任何合适的形式，包括但不限于微控制器、多个微控制器、电路、单个处理器或多个处理器。存储器24可以采取任何合适的形式，包括非易失性存储器和/或RAM。非易失性存储器可以包括只读存储器(ROM)、硬盘驱动器(HDD)或固态驱动器(SSD)。其中，存储器可以存储操作系统。RAM被处理器使用用于数据的临时存储。根据一个实施例，操作系统可以包括代码，当代码由控制器20执行时，控制成像设备10的硬件部件的操作。

成像设备10还包括用户接口18，该用户接口可以被利用向用户提供信息。用户接口18是指成像设备或其它设备与人类用户或操作者之间的接口，以实现用户与设备之间的通信。可在本公开的各种实施方式中采用的用户接口的示例包括(但不限于)开关、电位计、按钮、拨号盘、滑块、轨迹球、显示屏、各种类型的图形用户接口(GUI)、触摸屏、麦克风和可接收某种形式的人类产生的刺激且响应于此而产生信号的其它类型的传感器。

根据一个实施例，用户接口18可以向用户提供关于由成像设备检测到的一个或多个龋齿的信息。在发送该信息的许多其他方法中，该信息可以被提供为具有所标识的龋齿的用户的口的映射(map)，或者被提供为由牙齿编号的龋齿列表。根据一个实施例，例如，当检测到龋齿时，反馈机制可以实时地提供听觉和/或触觉反馈，诸如嘟嘟声或振动。

成像设备10还可包括一个或多个附加传感器26。传感器26可以位于设备中的任何地方，包括例如在手柄内或在使用期间被配置为适配在用户口中的延伸部内。根据一个实施例，传感器26可以是集成到控制器20。传感器26可以包括，例如，惯性运动传感器，诸如加速度计、陀螺仪或磁传感器。根据实施例，传感器26被配置为使用例如3轴陀螺仪和3轴加速度计来提供相对运动的六个轴(三个轴平移和三个轴旋转)的读数。作为另一示例，传感器26被配置为提供相对运动的九个轴的读数，例如，使用3轴陀螺仪、3轴加速度计和3轴磁力计。其他传感器可以单独或与这些传感器结合利用，包括但不限于压力传感器和其它类型的传感器，诸如电容传感器、时钟、计时器和其它类型的传感器。许多不同类型的传感器可以被利用，如本文描述或以设想的其他方式。根据一个实施例，传感器26被配置为生成指示成像设备10的加速度和角定向的信息。传感器可以包括一起用作6轴或9轴空间传感器系统的两个或更多个传感器26。例如，使用传感器26，成像设备10可以获得信息，该信息被利用以确定设备位于用户口内何处。在许多其它用途中，该信息可被利用以向用户提供关于检测到的龋齿的位置的反馈。

成像设备10还可包括连接模块28，该连接模块被配置为和/或被编程为：从无线收发器接收数据和/或将数据发射到无线收发器(未图示)。例如，连接模块28可以通过因特网上的Wi-Fi连接或内联网向单独的设备、诸如智能电话应用的计算机应用、牙科专业人员、数据库或其他位置发送关于检测到的龋齿的传感器数据或信息。备选的，连接模块28可经由蓝牙或其它无线连接从或向本地设备(例如，单独的计算设备)、数据库或其它收发器接收和/或发送传感器或反馈数据。例如，连接模块28允许用户将传感器数据传输到单独的数据库以供长期存储、传输传感器数据用于进一步分析、传输用户反馈到单独的用户接口、或与牙科专业人员共享数据、以及其他用途。连接模块28还可以作为收发器，其可以接收用户输入信息(诸如指令以获得传感器信息)。本文所描述的其他传送和控制信号可以由硬件线(非无线)连接，或由有线或无线连接的组合来实现。

参见图2，成像设备系统100被配置为以使用穿过牙齿的光的透射和来自牙齿的光的反射来改进龋齿的检测，且将关于龋齿的信息传送到用户或其它个体(诸如牙科专业人员)。系统100包括成像设备10，诸如关于图1所描述的成像设备、其它可能的成像设备。相应地，成像设备可以包括第一光源12和第二光源14、光学传感器16、具有处理器22和存储器24的控制器20、以及连接模块28。

系统100还包括用户接口设备30，该用户接口设备被设计或被配置为向用户提供关于在用户口内检测到的龋齿的信息。根据一个实施例，用户接口设备30是计算机，诸如台式计算机、膝上计算机、可穿戴设备、智能电话或其他计算设备。用户接口设备30可以是充电站、智能镜或被配置为向用户传送信息的其他设备。设备可以包括软件应用，其利用来自成像设备的信息来标识、映射或以其他方式向用户提供关于在用户口内检测到的龋齿的信息。

用户接口设备30还包括被配置和/或被编程为从成像设备10接收数据和/或向成像设备发送数据的连接模块29。相应地，系统100可以包括网络32或与网络32通信，该网络32被配置为在成像设备的连接模块28和成像设备的连接模块29之间传送信息。网络可以是，例如，因特网、内联网(intranet)、LAN或任何其它网络。通过该网络的通信可以是有线和/或无线的，并且可以包括Wi-Fi连接、蓝牙连接或任何其他有线或无线连接。

参见图3，在一个实施例中，是使用根据本发明的成像设备检测龋齿的方法300的流程图。

在该方法的步骤310，提供被配置为检测龋齿的成像设备或系统。成像设备10或系统100可以是本文描述或设想的其他方式的任何设备或实施例。根据一个实施例，成像设备10包括第一光源12和第二光源14、光学传感器16、具有处理器22和存储器24的控制器20以及连接模块28。成像设备10的许多其它配置和实施例是可能的。

在该方法的可选步骤315，在没有任何活跃光源的情况下，设备使用光学传感器从牙齿获得传感器数据。这将检测背景光、镜面反射或影响光学检测器的任何其它伪影，其可被用于后续处理步骤中，如下面所描述的。

根据一个实施例，用户将成像设备定位在口内并且将设备朝牙齿定向。根据一个实施例，该设备被配置为便于适当定向，并且由此可以包括引导尖端或其他定向元件。设备可被配置为以连续地发射光且获得传感器信息，或其可被配置为以仅在当设备适当地定位于或定向于用户口内时，发射光和/或获得传感器信息。

在该方法的步骤320，第一光源12以第一角度将第一光束朝用户口中的牙齿导向。第一光束可以被配置为发射具有900nm到1100nm之间的波长范围的红外光，其中尽管包括在除红外之外的范围中的许多其他光波长，可以被利用来照射用于龋齿检测的用户的牙齿，但1000nm可以是最佳波长，。

在该方法的步骤330，第二光源14以第二角度将第二光束朝用户口中的牙齿导向，其中第二角度不同于第一角度。第二光束可以被配置为发射具有900nm到1100nm之间的波长范围的红外光，其中尽管包括在除红外之外的范围中的许多其他光波长，可以被利用来照射用于龋齿检测的用户的牙齿，但是，1000nm可以是最佳波长。

根据一个实施例，第一光源和第二光源中的一个被定位或以其他方式被配置为用光照射牙齿，该光将被利用于获得关于光穿过牙齿的透射的信息，并且第一光源和第二光源中的另一个被定位或以其他方式被配置为用光照射牙齿，该光将被利用以获得关于来自牙齿的光的反射的信息。

成像设备10将在必要时协调步骤320和步骤330。根据一个实施例，该方法的步骤320和步骤330可以同时或顺序地执行。例如，步骤330可以在步骤320之后，或者步骤320可以在步骤330之后。第一光源和第二光源可以同时向牙齿发射持续的、闪光的或脉冲的光束。作为另一示例，第一光源和第二光源可各自顺序地或以交替模式或其它模式发射持续的、闪光的或脉冲的光束。例如，与第二光源相比，第一光源可以发射光束多次，反之亦然。

在该方法的步骤340，成像设备10的光学传感器16测量来自第一光源和第二光源之一的光穿过牙齿的透射，并且在该方法的步骤350，成像设备10的光学传感器16测量来自第一光源和第二光源中的另一个的光的来自牙齿的反射。根据一个实施例，该方法的步骤340和步骤350可以同时或顺序地执行。例如，步骤340可以在步骤350之后，或者步骤350可以在步骤340之后。第一光源和第二光源可以同时向牙齿发射持续的、闪光的或脉冲的光束。作为另一示例，第一光源和第二光源可各自顺序地或以交替模式或其它模式发射持续、闪光或脉冲光束。例如，与第二光源相比，第一光源可以发射光束多次，反之亦然。

根据一个实施例，光源的光学焦点是牙齿的表面。备选地，光源的焦点可以刚好在牙齿表面之下，以及由此光学传感器可以包括与牙齿表面相比施加焦点偏移的装置。

成像设备可以立即继续下去分析所获得的图像，可以将图像存储在存储器中，和/或可以将所获得的图像传送到另一设备或系统。例如，成像设备的控制器可以接收图像并且立即分析图像以向用户提供实时反馈。作为另一示例，设备可仅在扫描会话完成且待成像的所有表面已经被成像之后分析所获得的图像。作为另一示例，设备可以连续地或周期性地向远程计算机或服务器发送图像。附加地，系统可以存储所获得图像用于历史比较或其他长期分析。

在该方法的步骤360，成像设备将所测量的透射与所测量的反射进行比较。例如，成像设备的控制器20的处理器22直接或从存储器24接收所获得的图像，并分析图像以标识龋齿。根据一个实施例，处理器将牙齿位置处的所测量的透射与该位置处的所测量的反射进行比较。处理器可以利用一个或多个算法来将牙齿位置处的所测量的透射与该位置处的所测量的反射进行比较。例如，“R”可以表示用于第一位置处的反射光的所测量的像素值，而“T”可以表示该第一位置处的用于透射光的所测量的像素值。对于每个像素，处理器可以使用以下方程式来计算对于该像素和位置的值：

(R-T)/(R+T) (方程式1)

根据一个实施例，使用方程式1的信号处理基于如下见解：在龋齿点处的反射较高，并且在龋齿点处的透射低于来自没有龋齿的牙齿区域的反射。相应地，通过该信号处理，用于龋齿检测的改进方法被提供，并且抑制了由于诸如染色的效应引起的吸收伪影。

根据一个实施例，处理器被配置为针对背景光和其他伪影校正来改进龋齿检测。在使用方程式1进行信号处理之前，处理器可以使用当那没有来自任何光源的照明时获得的传感器数据来校正R和/或T的每个像素值。如果存在有影响光学检测器的背景光或任何其他伪影，则当没有来自任何光源的照明时获得的传感器数据将检测到该影响。

在该方法的可选步骤315，在没有任何活跃光源的情况下，设备可能已经从牙齿获得了传感器数据以检测背景光、镜面反射或影响光学检测器的任何其他伪影。在该方法的步骤315和/或步骤360，处理器将使用传感器数据对于一个或多个像素值执行偏移校正。例如，处理器通过减去获得的背景数据，或者由其他方式利用偏移值，可以对于每个像素校正R和T。

在该方法的步骤370，成像设备基于来自步骤360的比较确定牙齿是否存在龋齿。根据一个实施例，某个比较的值，诸如来自方程式1或另一个评估的值可能指示龋齿概率或可能性的增加。例如，处理器可以比较来自步骤360中比较的值与预先确定或预先编程的阈值，如果比较值超出阈值或落入阈值范围则确定龋齿存在或可能存在。备选地，处理器可以通过将当前像素值与过去的像素值进行比较来利用每个像素位置的历史数据，并可以根据该位置随时间的变化确定存在龋齿。根据另一个实施例，处理器可以利用沿牙齿的来自多个位置的比较数据，并且可以基于该牙齿上的位置之间的比较数据差异来确定存在龋齿。许多其他基于来自步骤360的比较数据用于确定存在龋齿的方式是可能的。

在该方法的可选步骤380，成像设备或系统可提供关于一个或多个龋齿或缺乏龋齿的反馈或其他信息给用户。例如，成像设备或系统可经由用户接口提供反馈或其他信息给用户。反馈或其他信息可以在扫描会话之后被实时或在任何其他时间提供给用户。根据一个实施例，反馈经由连接到智能手机的有线或无线网络、计算机程序、基站、远程软件服务或经由其他方式被提供给用户。在发送该信息的许多其他方法中，该信息可以被提供为具有所标识的龋齿的用户的口的映射，或者被提供为由牙齿编号的龋齿列表。根据一个实施例，例如，当检测到龋齿时，反馈机制可以实时地提供听觉和/或触觉反馈，诸如嘟嘟声或振动。根据另一个实施例，该反馈还可以被利用于将信息呈现给牙科专家以进行诊断，该信息随后被实时或延迟地传送回给用户。

在该方法的可选步骤390，将关于一个或多个龋齿的反馈或其他信息传送到远程个体、设备和/或位置。例如，信息可以被直接提供给护理专业人员，诸如牙医或牙科保健员。例如，关于一个或多个扫描会话的信息可以被存储并且自动地或在请求时被传送给护理专业人员。根据一个实施例，该信息可以被存储在用户的智能手机上，以及然后在访问期间被带到牙科专业人员的办公室，其中该信息经由蓝牙连接被自动上载。牙科专业人员然后可以回顾反馈并且在护理期间利用该信息。

参见图4，在一个实施例中，涉及定位在牙齿40周围的成像设备10的部件。成像设备包括第一光源12、第二光源14和光学传感器16。在该配置中，第一光源和第二光源中的至少一个被配置为发射照射牙齿表面的光，并且光学传感器可以检测离开该表面的光的反射。另外，第一光源和第二光源中的至少一个被配置为发射至少部分穿透牙齿以及然后离开牙齿的光，并且光学传感器可以检测该光穿过牙齿的透射。如本文中所描述或以其它方式设想的，成像设备10的许多其它配置是可能的。根据一个实施例，光源12可以被定位到光学传感器16的一侧，以允许来自光源的光由光学传感器检测到。另外，光源12和光源14中的一个或两个可以为两个或更多光源，例如在图5中示出的，其中光源12包括光源12a和光源12b。

参见图6，在一个实施例中，涉及围绕牙齿40定位的成像设备10的部件，其具有第一光源12、第二光源14和光学传感器16。在该配置中，第一光源和第二光源中的一个或两个包括光学元件38a、38b，诸如透镜、偏振器或其它光学元件。例如，透镜可以将光聚焦在牙齿的特定部分或区域上，和/或偏振器可以被用于消除来自牙齿表面的镜面反射。

参见图7，在一个实施例中，成像设备10围绕牙齿40被定位，其中光源14朝向牙齿40发射光。光至少部分地透射通过牙齿40，并且光学传感器16检测该透射。类似地，参见图8，在一个实施例中，成像设备10围绕牙齿40定位，其中光源12朝向牙齿40发射光。光至少部分地从牙齿40的表面反射，并且光学传感器16检测该反射。

根据一个实施例，对于反射的测量，使用一个或两个光源(例如LED)从顶部照射牙齿，并且光学传感器存储牙齿顶部的图片。之后，牙齿被另一个LED透射照射(trans-illuminated)，在牙齿上给定小的垂直照明区域和大的水平照明区域。这可以通过透镜来提供或增强。该光由牙本质散射并且部分地朝照相机系统导向，并且第二图像被存储。备选地，用于侧面照明的第二LED可以被定位在牙齿的另一侧上，以实现更均匀的照明。对于杂散光和检测器的偏移校正，可以在光源不活动(inactive)的情况下获得牙齿的图像。

参见图9，在一个实施例中，涉及定位在牙齿40周围的成像设备10的部件。成像设备包括第一光源12、第二光源14和光学传感器16。在此配置中，光源12被配置为以发射透射照射牙齿40的光并且该光由光学传感器16检测。光源14被配置为照射牙齿的表面，并且光学传感器检测离开该表面的光的反射。在此配置中，成像设备进一步包括反射镜42，该反射镜促进来自光源12的光的引导。光源12向反射镜发射光，该反射镜将光重新导向牙齿40，在牙齿处该光可以对牙齿进行透射照射并由光学传感器16检测。该反射镜配置可以允许成像设备更紧凑和用户友好，或者可以允许牙齿的改进的可视化。

类似地，在图10中，反射镜42被配置和/或定位成将光反射到牙齿和从牙齿反射光。光源12向反射镜发射光，该反射镜将光重新导向牙齿40，在牙齿处，光可以从牙齿的表面反射回反射镜和光学传感器。光源14向牙齿40发射光，在牙齿40处光源14可以对牙齿进行透射照射，并且该光中的至少一些将被朝反射镜42导向并且随后朝光学传感器16导向。

参见图11，在一个实施例中，涉及定位在牙齿40周围的成像设备10的部件。成像设备包括第一光源12、第二光源14a和第二光源14b以及光学传感器16a和光学传感器16b。在此配置中，光源12被配置为以发射透射照射牙齿40的光且该光由光学传感器16a和光学传感器16b中的一者或两者检测。光源14a和光源14b被配置为发射从牙齿40的表面反射的、将由光学传感器16a和光学传感器16b检测的光。光源12和光源14以及光源14a和光源14b可以同时或顺序地发光。根据一个实施例，在图11中的成像设备可以被安装在类似于牙刷手柄的结构上，并且可以在其发射光并获得传感器信息时沿着牙齿被手动地移动。

在成像设备10的一个或多个实施例中，设备可以被构造或配置为最小化设备在上齿和下齿之间所需的空间，从而增加设备的舒适性和用途(use)。例如，成像设备可包括多个光学传感器以同时对牙齿的多个侧面成像，从而节省时间并促进设备的使用。

在图9-图11的各图中，尽管示出了所有光源同时发光，但是应当理解，它们可以同时发光、以顺序模式发光、或者以任何其它顺序或模式发光。例如，一个光可以发射将由光学传感器检测的光，以及然后第二光可以发射将要由光学传感器检测的光，但是仅在第一光不再发射光束之后。

根据另一个实施例，成像系统可以与其他系统或机制一起被利用，以进一步增强用户的反馈和信息。例如，成像设备或系统可包括荧光成像，诸如405nm激发和630nm检测，以及红色激发和NIR检测，其中的一个或多个可被利用于增强在龋齿中和邻间位置发现的成熟生物膜的检测。

本文定义和使用的所有定义应理解为通过字典定义、通过引用并入的文件中的定义，和/或定义术语的普通含义控制。

除非有明确的相反指示，本文说明书和权利要求书中使用的不定冠词“a”和“an”应被理解为“至少一个”。

本文说明书和权利要求书中使用的短语“和/或”应理解为指这样连接的元素中的“任一个或两个”，即在某些情况下连接存在而在其它情况下分离存在的元素。以“和/或”列出的多个元素应当以相同的方式解释，即，以这样连接的元素中的“一个或多个”解释。除了由“和/或”条款具体标识的元素之外，可以任选地存在其他元素，无论这些元素与具体标识的那些元素相关还是无关。

本文说明书和权利要求书中使用的“或”应理解为具有与上文定义的“和/或”相同的含义。例如，当在列表中区分项目时，“或”或“和/或”应被解释为包括在内，即，包括元素的数量或列表中的至少一个但也包括多于一个，并且可选地包括附加的未列出的项目。仅有明确相反指示的术语，诸如“仅一个”或“恰好一个”，或当在权利要求中使用“由…组成(consisting of)”时，将指包括多个元素或元素列表中的恰好一个元素。一般来说，当前面有排他性条款(诸如“任一”、“其中之一”、“仅其中之一”或“恰好其中之一”)时，本文中使用的术语“或”应仅解释为指示排他性替代(即，“一个或另一个，但不是两个”)。

本文说明书和权利要求书中使用的短语“至少一个”，参照一个或多个元素的列表，应理解为指从元素列表中的任何一个或多个元素中选择的至少一个元素，但不一定包括元素列表中特定地列出的每个元素中的至少一个，并且不排除元素列表中元素的任何组合。该定义还允许可选地存在除了在短语“至少一个”所指的元素列表内特定地标识的元素之外的元素，无论是与特定地标识的那些元素相关还是不相关。

还应理解，除非有明确相反的指示，否则在本文要求保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，该方法的步骤或动作的顺序不一定限于叙述该方法的步骤或动作中的顺序。

在权利要求书以及上述说明书中，所有过渡短语，如“包含”、“包括”、“携带”、“具有”、“含有”、“涉及”、“持有”、“组成(composed of)”等，均应理解为开放式的，即指包括但不限于。只有“由…组成(consisting of)”和“主要由…组成(consisting essentiallyof)”的过渡短语才应对应的是封闭的或半封闭的过渡短语。

虽然在本文已经描述和说明了若干创新性实施例，但是本领域普通技术人员将容易地设想用于执行功能和/或获得结果和/或在本文描述的一个或多个优点的各种其它手段和/或结构，并且这些变型和/或修改中的每一个被认为在本文描述的创新性实施例的范围内。更一般地，本领域技术人员将容易理解，本文所描述的所有参数、尺寸、材料和配置都是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或配置将取决于使用本发明教导的一个或多个具体应用。本领域技术人员将认识到或能够仅使用常规实验来确定本文中所描述的特定创新性实施例的许多等同物。因此，应当理解，前述实施例仅以示例的方式呈现，并且在所附权利要求及其等同物的范围内，可以以不同于特定地描述和要求保护的方式来实践本发明的实施例。本公开呈现的创新性实施例涉及本文所描述的每个单独的特征、系统、制品、材料、套件和/或方法。另外，如果这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法不是相互矛盾的，则两个或更多个这样的特征、系统、物品、材料、套件和/或方法的任意组合包括在本公开的发明范围内。

Claims (8)

1.一种成像设备(10)，被配置为检测一个或多个龋齿，所述设备包括：

光学传感器(16)；

第一光源(12)，被配置为将光朝牙齿(40)导向，使得所述光学传感器测量穿过所述牙齿的来自所述第一光源的光的透射；

第二光源(14)，被配置为将光朝所述牙齿导向，使得所述光学传感器测量来自所述第二光源的光的来自所述牙齿的反射；以及

控制器(20)，被配置为：(i)获得第一位置处的所述透射的像素的透射值并且获得所述第一位置处的所述反射的像素的反射值(ii)比较所述透射值与所述反射值并获得所述牙齿的一个位置的比较值；以及(iii)至少部分地基于所述比较值来确定所述牙齿中是否存在龋齿。

2.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述第二光源以相对于所述第一光源不同的角度将光导向到所述牙齿处。

3.根据权利要求1所述的成像设备，进一步包括用户接口(18)，被配置为向所述用户提供所述牙齿中是否存在龋齿的所述确定。

4.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述光学传感器进一步被配置为：在没有来自所述第一光源和所述第二光源的光的情况下，获得传感器数据，以及其中所述处理器被配置为：从所测量的透射和/或所测量的反射中减去在没有来自所述第一光源或所述第二光源的光的情况下所获得的所述传感器数据。

5.根据权利要求1所述的成像设备，其中所述第一光源和所述第二光源发射具有波长在900nm到1100nm之间的光。

6.一种成像系统(100)，被配置为向用户提供关于一个或多个龋齿的信息，所述系统包括：

成像设备(10)包括：(i)光学传感器(16)；(ii)第一光源(12)，被配置将光朝牙齿(40)导向，使得所述光学传感器测量穿过所述牙齿的来自所述第一光源的光的透射；(iii)第二光源(14)，被配置为将光朝所述牙齿导向，使得所述光学传感器测量来自所述第二光源的光的来自所述牙齿的反射；(iv)控制器(20)，被配置为获得第一位置处的所述透射的像素的透射值并且获得所述第一位置处的所述反射的像素的反射值，比较所述透射值与所述反射值并获得所述牙齿的一个位置的比较值，以及至少部分地基于所述比较值来确定所述牙齿中是否存在龋齿；以及(v)连接模块(28)，被配置为传送所述确定；以及

用户接口设备(30)，所述用户接口设备(30)包括：(i)连接模块(29)，被配置为接收所传送的确定；以及(ii)用户接口，被配置为向所述用户提供所述牙齿中是否存在龋齿的所述确定。

7.根据权利要求6所述的成像系统，其中所述光学传感器进一步被配置为在没有来自所述第一光源和所述第二光源的光的情况下获得传感器数据，以及其中处理器被配置为从所测量的透射和/或所测量的反射中减去在没有光的情况下获得的所述传感器数据。

8.根据权利要求6所述的成像系统，其中所述第一光源和所述第二光源发射具有波长在900nm到1100nm之间的光。