CN118541076A - 牙科成像系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于采集患者的牙弓和牙齿的图像的牙科成像系统，其包括：用于存储图像的中央处理器、具有相机镜头和相机壳体的相机、以及相机支架，所述相机支架具有托盘、从托盘的前部延伸的斜柱和位于斜柱的远端处的接合机构。接合机构被配置成可释放地接合相机，以使相机镜头朝向患者的牙弓和牙齿定向。

Description

牙科成像系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2021年9月7日提交的美国临时专利申请第63/241,367号和于2021年12月6日提交的美国临时专利申请第63/286,299号的权益，这两份申请的名称均为“牙科成像系统和方法”，其全部内容通过引用的方式并入本文。

背景技术

牙科成像设备有很多，但没有一种能提供快速且一致的系统和/或方法来采集牙齿的颊面(外部)图像和全牙弓舌视图和/或咬合视图。外部相机用于提供颌骨张开或闭合时的左侧视图、右侧视图和中间颊面视图。口内相机通常用于采集特定牙齿或多颗牙齿的图像，但不能采集全牙弓视图。X射线成像系统也可用于提供患者牙齿和牙弓的图像，不过这类系统通常相对复杂、昂贵和笨重。然而，传统相机和口内相机两者以及X射线成像系统都有如下更详细描述的局限性。

临床医生(牙医、牙科助理等)能够从通常所说的咬合视角观察到患者的全牙弓而受益。这意味着通常能够同时观察到下颌或上颌的牙弓中的所有牙齿。通过咬合视图，临床医生可以观察到牙齿和颌骨的排列、牙齿的旋转、牙齿之间的间距、牙齿的咀嚼面、以及部分或全部牙齿的舌侧视图、牙龈组织问题，并以其他方式评估患者的口腔健康状况。然而，目前的技术和设备很难采集到这种视图。

从口腔外采集图像的传统相机或从口腔内拍摄图像的口内相机都不太适合这项任务。造成这些困难的因素有很多，包括患者口腔内的空间有限、口腔角度不规则、图像采集设备形状怪异、光线不足、软组织阻挡了牙齿的视角，以及使用者手部不稳。此外，口腔内的湿度也会导致相机镜头和/或反射镜起雾，而相机镜头和/或反射镜可用于采集患者口腔内的图像。目前采集这些咬合视图的技术通常有两种选择：a)使用镜子拍照，镜子放在患者的舌头上(或口腔顶部)，并调整角度，使相机镜头对准镜子本身，从而提供患者牙弓的视图；或b)简单地要求患者尽量张大嘴巴，然后拍摄牙弓的照片。这两种技术都有很大的缺点。第一种技术(使用镜子)不方便、不舒适、不一致、容易起雾，而且容易出现人为错误。镜子经常起雾，照片的尺寸和角度不一致，导致照片容易出现人为错误，而且市面上医用质量的镜子价格昂贵。此外，镜子每次使用后都需要消毒。第二种技术(要求患者“张大”)有很大的局限性，包括光线不足或模糊的视图、难以确定视深的奇怪角度、视角被遮挡以及一系列人为错误问题。

本发明由于其独特的设计和功能，解决了上述现有技术方法和装置的不足之处，从而为采集牙齿的咬合和舌侧视图提供了更好的方法。优选发明还能优选地从患者口腔外拍摄相对一致的高质量图像，提供中央、左侧和右侧颊面视图，以及全景或局部口腔视图。图像可以是视频或静态图像。

本发明解决了现有技术系统和方法的不足之处，特别是与现有技术系统和方法相比，利用了图像采集设备，所述图像采集设备采用相对简单的系统和方法，使相机与患者的牙齿和牙弓保持一致的空间。

发明内容

简而言之，本发明涉及一种用于采集患者的牙弓和牙齿的图像的牙科成像系统，该系统包括用于存储图像的中央处理器，具有相机镜头和相机壳体的相机，以及相机支架，所述相机支架具有托盘、从托盘的前部延伸的斜柱和位于斜柱的远端处的接合机构。接合机构被配置成可释放地接合相机，以使相机镜头朝向患者的牙弓和牙齿定向。

在另一个方面，优选的发明涉及一种用于采集患者的牙弓和牙齿的图像的相机系统。该相机系统包括具有壳体和镜头的相机，以及具有接合机构、斜柱和定位块的相机支架。接合机构连接到斜柱的远端，并且定位块连接到斜柱的近端。接合机构配置成可释放地安装相机。在安装构造中，相机镜头朝向远端定向，并且定位块被配置成在使用相机收集图像时接触患者的牙弓、牙齿、脸颊或嘴唇。

在又一个方面，优选的发明涉及一种使用限定了相机轴线的相机、和具有定位块的相机支架、和限定接合机构轴线的接合机构来采集患者的牙弓和牙齿的图像的方法。该方法包括将相机与接合机构接合，牵引患者的嘴唇或脸颊以露出患者牙齿的所需区域，将定位块与靠近患者牙齿的所需区域的患者的牙齿、牙弓、嘴唇或脸颊接合，使相机轴定向以与所需区域相交，利用相机获取所需区域的图像，并将获取图像传输到中央处理器。相机和相机支架相对于患者的牙齿、牙弓、嘴唇或脸颊围绕定位块可枢转。

在又一个方面，优选的发明涉及一种利用限定相机轴的相机来采集患者牙弓和牙齿的图像的方法。该方法包括从中央处理器接收关于患者牙弓和牙齿的所需区域的指令，牵引患者的嘴唇或脸颊以露出所需区域，使相机定向以使相机轴与所需区域相交，从中央处理器接收关于相机相对于所需区域的方向或间距的指令，利用相机获取所需区域的图像，将获取图像传输到中央处理器，以及从中央处理器接收关于接受或拒绝获取图像的指令。

优选的发明包括一种图像采集装置或系统，其还可以与可选的定位装置一起使用。

附图说明

结合附图阅读上述发明内容以及下文对牙科成像系统和方法的优选实施例的详细描述，可以更好地理解上述内容。为了说明优选的牙科成像系统和方法，附图中显示了优选的实施例。然而，应该理解的是，该系统和方法并不局限于图中所示的精确布置和工具。在附图中：

图1展示了第一优选相机支架和与优选牙科成像系统一起使用的相机的俯视图；

图1A展示了图1中相机支架和相机的侧立视图；

图2展示了第二优选相机支架和与优选牙科成像系统一起使用的相机的俯视透视图；

图2A展示了图2中相机支架和相机的侧立视图；

图3展示了第三优选相机支架和与优选牙科成像系统一起使用的相机的顶部透视图；

图3A展示了图3中相机支架和相机的侧立视图；

图4展示了第四优选相机支架和与优选牙科成像系统一起使用的相机的顶部透视图；

图4A展示了图4中相机支架和相机的底部透视图；

图4B展示了图4中相机支架和相机的侧立视图；

图5展示了第五种优选相机支架和用于采集患者牙弓的舌侧图像的相机的侧立视图，其中相机和相机支架被定向成采集患者牙弓的下部舌侧图像；

图5A展示了图5中相机支架和相机的侧立视图，其中相机和相机支架被定向成采集患者牙弓的上部舌侧图像；

图6是用于采集患者牙齿和/或牙弓图像的第七种优选相机支架的俯视平面图；

图7是根据本发明的一个优选实施例的相机的俯视平面图；

图7A是图6相机的侧立视图；

图8是与图5的第五优选相机支架连接的图6的优选相机的俯视透视图；

图9是根据本发明第六优选实施例的优选相机系统的前透视剖视图；

图10是使用一种优选系统拍摄患者的牙齿和/或牙弓的上咬合视图的患者的正面立视图；

图11是使用一种优选系统拍摄患者的牙齿和/或牙弓的下咬合视图的患者的正面立视图；

图12是使用一种优选系统拍摄患者牙齿和/或牙弓的口内中心视图的患者的正面立视图；

图13是使用一种优选系统拍摄患者的牙齿和/或牙弓右侧颊面视图的患者的正面立视图；以及

图14是使用一种优选系统拍摄患者的牙齿和/或牙弓左侧颊面视图的患者的正面立视图。

具体实施方式

以下描述中使用的某些术语仅为方便起见，并非限制性术语。除非特别说明，术语"一个"、"一种"和"该"不限于一个元件，而应理解为"至少一个"。词语"右"、"左"、"下"和"上"在参考的附图中表示方向。措辞"向内"或"远端"以及"向外"或"近端"分别指朝向和远离患者身体的方向，或优选牙科成像系统及其相关部件的几何中心。措辞"前部"、"后部"、"上部"、"下部"、"侧部"及相关词语和/或短语指的是人体的优选位置、方向和/或定向，并不具有限制性。术语包括上述词语、其派生词和类似含义的词语。

还应理解的是，本文在提及本发明优选部件的尺寸或特征时使用的术语"大约"、"近似"、"一般"、"基本"及类似术语，表示所描述的尺寸/特征并非严格的边界或参数，也不排除与之功能相同或相似的微小变化，这一点是本领域普通技术人员可以理解的。至少，包含数值参数的参考文献应包括使用本领域公认的数学和工业原理(如四舍五入、测量或其他系统误差、制造公差等)不会改变最小有效数字的变化。此外，本文所使用的标题仅供参考，无意影响本公开内容的范围、含义或解释。

图像采集设备

参照图1-9，一个优选的牙科成像系统(一般指定为10、10'、10”、10”'、10””、10””')包括相机12、电源和数据线14、中央处理器16和相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'。

参照图1和图1A，优选的相机12包括相机镜头12b，所述相机镜头安装在大体呈管状的壳体12a中。壳体12a通过电源和数据线14连接到中央处理器16，中央处理器16可以包括图像处理器。优选实施例中的壳体12a大体呈圆柱形，其中数据线14从与镜头12b相反的一端伸出。相机12不限于具有带数据线14的圆柱形，并且可以由智能手机100中的相机组成，该智能手机与相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'连接以用于获取图像，也可以由用于采集图像的另一个相机组成。在本文所述的任何系统、应用和方法中，相机12可由智能手机100的相机组成。智能手机100优选包括显示屏，并且中央处理器16可以发送在显示屏上显示的指令，或者智能手机100的处理器可以用作中央处理器16。指令可包括患者牙齿和/或牙弓的所需区域，以及关于相机12相对于所需区域的定向或间距的指令，这些指令可显示在显示屏上。显示屏可以向患者显示所需的区域，以便在获取图像之前预览所需的区域。定向和间距指令可包括所需的图像数量，其中所需区域由多个所需区域组成。中央处理器16还可包括用户界面，或可由智能手机100、平板电脑、内存存储设备、台式计算机或任何可收集和存储相机12拍摄的图像的组件组成。可替代地，也可以不使用电源和数据线14，图像采集设备或相机12可以无线或通过蓝牙等无线协议连接到中央处理器16。相机12和相关照明可由相机12的本地电源供电，例如由电池供电，也可由中央处理器16通过电源和数据线14供电，例如由中央处理器16的可充电电池供电。中央处理器16可以由移动电话、平板电脑或其他供电处理器组成。优选的牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、特别是相机12优选配置成手动或自动采集所需的图像。例如，用户可以通过使用中央处理器16手动操作图像信号来提示图像或视频的收集，中央处理器16向相机12发送信号以采集图像，或者相机12可以基于与牙科成像系统10、10'、10”、10”'相关的其他提示(例如相机12相对于患者牙齿或牙弓的适当位置)来自动采集图像，从而触发图像采集。

参照图6-8，相机12可以由带有采集按钮12d、放大按钮12e和缩小按钮12f的无线相机12组成。无线相机12可通过单手握住相机12并按下采集按钮12d来实现图像采集。患者可单手定位相机12和牙科成像系统10，使用放大和缩小按钮12e、12f放大或缩小所需区域，并通过按下图像采集按钮12d采集图像，这都可以使用单手。无线相机12优选还包括发光二极管("LED")按钮12g，其用于点亮或关闭照明元件或灯，以照亮患者牙齿和/或牙弓的所需区域。无线相机12优选还包括开/关按钮12h，以用于分别关闭或打开相机12。

参照图1-2A，优选的牙科成像系统10还包括相机支架18、18'的第一优选实施例和第二优选实施例，该相机支架用于固定相机12并使相机12相对于患者口腔定向以采集所需的图像。根据第一优选实施例和第二优选实施例的相机支架18、18'如图1-2A所示，使用相同的附图标记来标识相似或相同的特征，并使用质数符号(')来将相机支架18的第二优选实施例的特征与相机支架18的第一优选实施例的特征进行区分。优选的相机支架18、18'包括托盘18a、18a'、斜柱18b、18b'、和与斜柱18b、18b'的远端19、19'相连接的接合机构18c、18c'。接合机构18c、18c'优选设计并配置成相对于托盘18a、18a'接合并固定相机12，以收集患者口腔和牙齿的图像。第一优选接合机构18c和第二优选接合机构18c'被配置成通过夹持相机12来可释放地安装相机12，但并不限于此，接合机构18c、18c'可以以其他方式可释放地接合或安装相机12，例如通过紧固、夹持、卡锁、粘合、钩环材料或其他可释放的安装系统或技术。此外，接合机构18c、18c'并不限于可释放地接合或安装优选的相机12，并且相机12可以一体附接或安装到接合机构18c、18c'和斜柱18b、18b'上，或者相机12的壳体可以与斜柱18b、18b'和接合机构18c、18c'一体成型。接合机构18c、18c'还可以设计并配置成安装替代相机，例如智能手机100，并将智能手机相机的视场指向患者的牙齿和牙弓。

在第一优选实施例和第二优选实施例中，托盘18a、18a'限定基准平面20、20'，相机12限定相机轴12c。当相机12定位在接合机构18c、18c'中并被其固定时，基准平面20、20'和相机轴线12c限定相机角度Δ、Δ'。在第一优选实施例和第二优选实施例中，相机角度Δ、Δ'约为二十至五十五度(20-55°)，更优选为二十五至五十度(25-50°)。在第一优选实施例中，相机角度Δ约为二十五度(25°)，在第二优选实施例中，相机角度Δ'约为五十度(50°)。相机支架18、18'的第一优选实施例和第二优选实施例被设计并配置成用于采集患者牙齿和牙弓的咬合图像。

参照图1-4B，优选的接合机构18c、18c'由C形夹具组成，该夹具在安装构造中夹持相机12，但并不限于此。接合机构18c、18c'可以由紧固机构、夹具、卡锁、粘合剂、钩环材料或其他系统或方法组成，其将相机12固定在斜柱18b、18b'上。可替代地，接合机构18c、18c'可以与相机壳体12a一体成型，以将相机12连接到斜柱18b、18b'。斜柱18b、18b'优选在远离接合机构18c、18c'的柱轴17处或沿柱轴17延伸。柱轴17和相机轴12c限定了柱角度α、α'、α”、α”'，该柱角度约为零到四十五度(0-45°)，但不受此限制，几乎可以有任何角度，从而使镜头12b在操作配置中或在使用过程中朝向患者牙齿和牙弓的所需目标区域。作为非限制性示例，第一优选实施例的柱角度α大约为四十五度(45°)，第二优选实施例的柱角度α'大约为零度(0°)，第三优选实施例的柱角度α”大约为三十度(30°)，第四优选实施例的柱角度α”'大约为三十度(30°)。

优选实施例中的接合机构18c、18c'、18c”、18c”'限定了接合机构轴21、21'、21”、21”'，当相机12安装到接合机构18c、18c'、18c”、18c”'时，该接合机构轴与相机轴12c基本同轴。优选的斜柱18b、18b'、18b”、18b”'具有柱长度LC。优选实施例中的柱长度LC、LC'、LC”、LC”'约为30至40毫米(30-40毫米)，但并不受此限制，可以更短或更长，这取决于相机支架18、18'、18”、18”'的形状、尺寸和配置、相机12的配置以及与系统设计和配置有关的其他因素。斜柱18b、18b'、18b”、18b”'优选也具有横截面形状，所述横截面形状可以是能够承受相机支架18、18'、18”、18”'的正常工作条件，具有相机支架18、18'、18”、18”'的一般尺寸和形状，并执行斜柱18b、18b'、18b”、18b”'的优选功能的圆形、长方形、正方形或几乎任何其他形状。相机支架18、18'、18”、18”'还可以包括镜子，所述镜子附接到斜柱18b”、18b”'的远端19、19'、19”、19”'、定位块22”、22”'或相机支架18、18'、18”、18”'的其他区域，优选用于收集患者牙齿和牙弓的舌侧和/或咬合视图，其中相机轴12c与镜子相交，以从镜子的表面获取图像。

参见图6，第六优选的牙科成像系统10””'包括相机支架18””，该相机支架用于保持相机12并使相机12相对于患者的口腔定向，以采集所需的图像，这些图像优选是舌侧和/或咬合图像。根据第六优选实施例的相机支架18””'如图66所示，其中与第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'、第三优选相机支架18”、第四优选相机支架18”'和第五优选相机支架18””相比，使用相同的参考数字来标识相似或相同的特征，并使用五个质数符号(””')来将第六优选实施例的相机支架18””'的特征与第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'、第三优选相机支架18”、第四优选相机支架18”'和第五优选实施例的相机支架18””的特征进行区分。第七优选的相机支架18”””包括镜子40，该镜子附接到斜柱或臂18b”””的远端19”””。第七优选的相机支架18”””通过将镜子40放入患者口腔中并从镜子40的反射中收集图像来收集患者牙齿和/或牙弓的舌侧和/或咬合图像。中央处理器16可以指导用户如何定位镜子40以采集图像。镜子40特别配置成用于采集患者牙齿的舌侧图像，但并不限于此，其设计和配置可用于采集或获取患者牙齿的几乎任何图像，这些图像可通过镜子40面上所需区域的反射来采集。

图像采集

使用优选的牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””采集图像可通过使用单个镜头12b或相机12上的多个镜头12b来实现。在优选实施例中，使用的是单个镜头12b，但并不限于此。相机12可以由具有多个镜头的多个相机组成，以用于采集患者牙弓的所需图像。在优选实施例中，相机镜头12b具有以下非限制性特征，尽管镜头12b可以具有其他特征，但不会对镜头12b的设计、操作和配置产生重大影响-分辨率：1944高清晰度("HD")，焦距为2.76至15.7英寸(2.76-15.7”)。

牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””的另一个实施例可以在相机12上包括多个镜头，其中一个或多个镜头成一定角度，以提高分辨率和扩大视野。

牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””可用于评估腭部扩张器及其对患者牙弓和牙齿的影响。采集下颌牙弓或上颌牙弓的咬合视图是监测腭部扩张器状态的首选--已经实现了多大的扩张，已经"转动"了多少"圈螺丝"，还需要"转动"多少"圈螺丝"等。牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””可用于评估腭部扩张器是否就位/安装正确等。

在操作中，该系统使用一种方法来采集患者牙弓和牙齿的图像，该方法带有限定了相机轴12c的相机12、以及具有定位块22”、22”'和限定了接合机构轴21、21'、21”、21”'的接合机构18c、18c'、18c”、18c”'的相机支架18、18'、18”、18”'。用户或临床医生将相机12与接合机构18c、18c'、18c”、18c”'接合，以确保相机12相对于接合机构18c、18c'、18c”、18c”'的定向以及相机12相对于接合机构18c、18c'、18c”、18c”'的视场的定向。用户或临床医生并不局限于将相机12与接合机构18c、18c'、18c”、18c”'接合，因为相机12可以一体固定到斜柱或臂18b、18b'、18b”、18b”'上，或与斜柱或臂18b、18b'、18b”、18b”'一体成型。在优选实施例中，相机12借助接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、通过将相机12与接合机构18c、18c”、18c”、18c”'夹持或卡入接合机构18c、18c'、18c”、18c”'来接合相机12，但不限于此，相机12可以通过其他方式固定到接合机构18c、18c'、18c”、18c”'上，例如通过粘合、紧固、一体成型或其他方式将相机12固定到接合机构18c、18c'、18c”、18c”'上。当相机12与接合机构18c、18c'、18c”、18c”'接合时，相机轴12c优选与接合机构轴21、21'、21”、21”'同轴。相机12不限于被接合机构18c、18c'、18c”、18c”'夹持，也可以通过紧固、粘合、夹持、卡锁、卡口接合或相关的固定或安装系统或方法被接合机构18c、18c'、18c”、18c”'接合。

在操作过程中，患者或临床医师(优选是患者)牵引患者的嘴唇或脸颊，以露出患者牙齿的所需区域，在该区域拍摄所需的图像。患者可以通过中央处理器16发送的提示、书面指示或临床医师、牙医、正畸医师或医生的其他提示来选择所需区域、对所拍摄的图像进行排序、确定图像是否可接受以及其他指示，以便收集适当的所需图像。患者的嘴唇和/或脸颊优选由相机支架18、18'、18”、18”'牵引，但不限于此，也可由其他器械牵引，如组织牵引器、软组织牵引器26、患者或临床医师手动牵引，或由其他系统和方法牵引。用户优选基于中央处理器16发出的指令收集或获取图像，其中的图像可包括左侧颊面区域、右侧颊面区域和中央颊面区域，但不限于此，也可包括临床医师、用户或其他医疗保健专业人员所需的几乎任何图像。所需区域也可包括患者牙齿的舌侧区域，可通过将镜子40安装到相机支架18、18'、18”、18”'中来获取图像，所述相机支架18、18'、18”、18”'与相机轴12c相交以将所需区域的图像反射到镜头12b上。可替代地，所需区域可以包括患者牙齿和/或牙弓的中央、左侧和右侧颊面区域。可替代地，所需区域可以包括患者下颌牙弓或上颌牙弓的咬合视图。中央处理器16可以通过观察字面移动或确定扩张器的螺丝或键的旋转圈数，将获取的图像与之前获取的图像进行比较，从而确定腭部扩张器实现了多大程度的扩张。

在优选过程中，定位块22”、22”'与靠近患者牙齿或牙弓的所需区域的患者的牙齿、牙弓、嘴唇或脸颊接合。相机12和相机支架18、18'、18”、18”'相对于患者的牙齿、牙弓、嘴唇或脸颊围绕定位块22”、22”'可枢转，以使相机12和相机轴12c朝向所需的图像捕获区域定向，优选是相机轴12c被定向成与所需区域相交。用户或临床医生启动相机12以获取所需区域的图像。随后将所需图像传输到中央处理器16。获取的图像可经由数据线14通过有线传输协议、或通过无线协议传输到中央处理器16。

中央处理器16可以分析从相机12接收到的图像，并将接受或拒绝所获取的图像的信息发送给相机12。相机12接收到接受或拒绝后，会指示用户或临床医生终止获取图像、重新拍摄被拒绝的图像、根据中央处理器16的分析结果手机其他图像，或根据中央处理器16的指示采取其他行动。

在接收和获取图像之前，中央处理器16优选包括患者的牙科历史和/或医疗历史。中央处理器16可包括所需区域的预期牙齿数量，并可在分析所收集的图像时将预期牙齿数量与所获取的图像中的牙齿数量进行比较。中央处理器16可以向患者和/或临床医生发送有关预期牙齿数量和所获取图像中牙齿数量的比较的信息。这种比较可用于识别丢失或缺失的牙齿，检查所需图像是否采集到了正确的所需区域，以及基于这种比较可以进行的其他分析。

照明

牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””可包括一个或多个灯或光源，如发光二极管("LED")(或类似)灯，以用于照亮所需的目标区域来以生成清晰且一致的图像。获取图像时，光源照亮所需的目标区域。优选系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””可具有光调节功能(手动或自动，或具有自动闪光功能)。光源优选与相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'、18”””和/或相机12相连接。光源被配置成靠近定位块22”、22”'、托盘18a、18a'、定位臂24”而沿相机轴12c发光，或一般向患者牙齿和/或牙弓的所需区域发光，以照亮患者的牙弓和/或牙齿而用于图像采集。光源可包括其他光谱、可见光光谱中的各种颜色、紫外线("UV")和不可见光光谱。这些光可以帮助临床医生(可以是人类或计算机)识别和/或测量口腔、牙龈或咽喉区域的各种细菌(口腔生物群落)(包括链球菌导致的咽炎)。光源也可附接在相机12，优选是在镜头12a附近形成生成更宽的周向区域的环形，以将光线照射到所需区域或目标区域。

颊面成像

参照图3和3A，第三优选牙科成像系统10”包括相机支架18”，该相机支架可保持相机12并使相机12相对于患者口腔定向以采集所需的图像，这些图像优选是颊面图像。图3和图3A显示了根据第三优选实施例的相机支架18”，与第一优选相机支架18和第二优选相机支架18'相比，图3和图3A使用相同的附图标记来标识相似或相同的特征，并使用双质数符号(”)来将第三优选实施例的相机支架18”的特征与第一优选实施例的相机支架18和第二优选实施例的相机支架18”的特征的进行区分。第三优选相机支架18”包括带有接合机构18c”的斜柱18b”，所述接合机构18c”附接到接合机构18c”的远端19”。

第三优选相机支架18”还包括位于斜柱18b”的近端处的定位块22”，以及从定位块22”和斜柱18b”的近端延伸出的定位臂24”。定位臂24”优选呈U形，所述U形包括第一定位臂24a”和第二定位臂24b”'，它们大致从定位块22”和斜柱18b”的近端延伸。定位臂24”优选配置成牵引软组织，以暴露患者的牙弓和牙齿。优选的定位块22”具有L形、C形、相对扁平的形状、带有通道或托盘的扁平形状，但不受此限制，几乎可以具有能够承受定位块22”的正常工作条件并执行本文所述的定位块22”的优选功能的任何尺寸和形状。定位块22”和定位臂24”优选在拍摄图像时用于使相机12相对于患者牙齿定向，以引导患者或技师通过始终将相机12相对于患者的牙齿和牙弓定位来采集一致的图像。在第三优选实施例中，相机轴12c延伸穿过定位臂24a”的U形，但并不限于此，也可采用其他定向和配置，使镜头12b朝向所需区域定向。定位块22”优选由硬质聚合材料或塑料材料组成，定位臂24”与定位块22”由相同的聚合材料或塑料材料共同模制，但具有柔韧性，尤其是在第一定位臂24a”和第二定位臂24b”的远端。定位块22”优选呈V形，所述V形有助于软组织回缩，特别是在图像采集过程中患者的嘴唇和脸颊。定位块22”不局限于具有V形，定位臂24”不局限于具有U形，定位块22”和定位臂24”不局限于由共同模制的聚合物材料或塑料材料制成，也可以根据本领域普通技术人员的理解、如本文所述地采用其他设计和配置，以承受第三优选相机支架18”的正常工作条件、执行相机支架18”的优选功能，并定位块22”和臂24”的一般尺寸和配置。

参照图3-3A和图9-14，在操作中，第三优选相机支架18”被设计并配置成用于将相机12附接到接合机构18c”时将相机12相对于患者牙弓定位，以采集患者牙齿的颊面(颊部、面部或正面)图像。相机可由智能手机100的相机组成，该相机具有壳体和镜头12b以用于采集患者牙弓和牙齿的图像。为了采集患者牙齿或牙弓的颊面视图，需要将牵引器(如优选的软组织牵引器26)放置成远离患者牙齿的以牵引患者的软组织(包括嘴唇和脸颊)。该系统和方法不需要牵引器，可以在没有牵引器的情况下使用和执行。优选的软组织牵引器26包括内柔性箍26a、外柔性箍26b以及在内柔性箍26a和外柔性箍26b之间延伸的屏蔽件26c。优选的牵引器26外形大致呈长圆形、椭圆形或赛道形，其中内柔性箍26a内具有空隙，屏蔽件26c大致覆盖了内柔性箍26a和外柔性箍26b之间的空间。在操作优选牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'、10”””时，可通过空隙、用相机12采集图像。内柔性箍26a优选被设计并配置成定位在患者牙龈和嘴唇之间的过渡处，而屏蔽件26c则在外侧柔性箍26b的推动下将患者的软组织牵引到口腔周围。优选的牙科成像系统10并不局限于使用优选的软组织牵引器26，还可以使用几乎任何种类和类型的牵引器，这些牵引器能够在采集患者牙齿或牙弓图像的同时将患者的软组织移出相机12的视线范围。使用软组织牵引器26或任何其他替代牵引器都是可选的，只要相机12能够采集到患者牙齿和牙弓的优选图像，就可以使用其他硬件或方法将患者的软组织移出相机12的视线范围。

为了采集患者牙齿或牙弓的前颊面视图，优选的软组织牵引器26被定位成：内柔性箍26a靠近患者牙龈和嘴唇之间的过渡区，从而使屏蔽件26c迫使嘴唇和患者口腔附近的软组织远离牙齿和牙弓。第三优选相机支架18”被定向成使得定位臂24”的第一臂24a”或第二臂24b”邻近患者的上唇，定位臂24”的第一臂24a”或第二臂24b”的另一者邻近患者的下唇(图6)。定位块22可以定位成抵靠患者牙齿的颊面侧以进一步保持稳定，并且相机12被定向成朝向患者的前牙，优选的第三相机支架18”优选向在多个不同时间拍摄的多个图像提供图像的一致性。

为了采集左侧或右侧颊面图像，第三优选相机支架18”被定位成：定位臂24”靠近患者臼齿弓的颊面，而定位块22”以其V形的基部接合患者唇部的拐角。定位臂24”和定位块22”通过引导相机12相对于患者牙齿的定位来提供图像的一致性和可重复性，以采集左侧颊面图像和右侧颊面图像。

在优选实施例中，当从右向左或从左向右切换以采集颊面图像时，相机支架18”旋转一百八十度(180°)。在左颊面图像和右颊面图像的采集过程中，患者或用户可以断开相机12的连接，并将第三优选相机支架18”旋转180度(180°)。另一种方法是旋转相机视图，而不是相机12和镜头12b本身。图像的这种旋转可以通过中央处理器16中的软件完成。

第三优选相机支架18”允许患者牵引其脸颊，每次轻轻按压一个脸颊以露出其后牙，并为相机12提供更好的视线以采集后牙图像。只需将相机支架18”旋转180度(180°)，即可使用第三优选相机支架18”采集左侧颊面图像或右侧颊面图像。在切换拍摄镜头(左侧或右侧)时，相机12可以脱离，然后再与第三优选相机支架18”重新接合，或者中央处理器16的软件可以自动翻转相机12的定向，这样相机12就不需要从接合机构18c”脱离。相机支架18”优选能将镜头12b和相机12定位在与牙齿保持优选且一致的距离和位置，以便采集图像。

第三优选相机支架18”可以与牙科成像设备结合使用，例如2021年4月22日提交的美国专利申请第63/177,982号("982-APP")中描述的设备；名称为"牙科成像设备"；以及2022年4月22日提交的国际专利申请第PCT/US22/25861号("PCT-861")；名称为"牙科成像设备"。优选的相机12可以夹在982-APP或PCT-861的牙科成像设备中，然后脱离以用于咬合拍摄镜头或图像收集。

通过使用相机支架18”来进行颊面拍摄镜头，该相机支架还能充当稳定器，特别是在中心颊面拍摄镜头时，定位臂24”与患者面部接触，或与软组织牵引器26”接触，优选有两个接触点(尽管一个接触点也能提供稳定性)，而且接触点的限制也不多。

舌侧成像

参照图4-4B，第四优选牙科成像系统10”'包括相机支架18”'，该相机支架保持相机12并使相机12相对于患者口腔定向，以采集所需的图像，优选是舌侧图像。图5-5E显示了第四优选实施例的相机支架18”'，与第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'和第三优选相机支架18”相比，使用相同的附图标记标识相似或相同的特征，并使用三个质数符号(”')将第四优选实施例的相机支架18”'的特征与第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'和第三优选实施例的相机支架18、18'、18”的特征区分开来。第四优选相机支架18”'包括带有接合机构18c”'的斜柱18b”'，接合机构18c”'附接到斜柱18b”'的远端19”'。在优选实施例中，相机支架相机支架18、18'、18”、18”'及其组件由一体成型的聚合材料构成，但并不限于此，也可以根据设计者或操作者的喜好，由用各种材料构成的固定在一起的单独组件构成。

第四优选相机支架18”'包括位于斜柱18b”'的近端的定位块22”'。定位块22”'优选用于在拍摄图像时使相机12相对于患者牙齿(优选患者牙齿或牙弓的舌侧)定向，以引导患者或技师通过始终将相机12相对于在患者的牙齿和牙弓定位来采集一致的图像。定位块22”'优选由硬质聚合材料或塑料材料组成，斜柱18b”'和接合机构18c”'优选与具有相同的聚合材料或塑料材料的定位块22”'共同模制。定位块22”优选呈V形，所述V形有助于在使用过程中将相机12相对于患者的牙齿进行定位和定向，并在使用过程中将所述V形配置成受限的软组织牵引。定位块22”'并不局限于具有V形或由共同模制的聚合物或塑料材料制成，还可以根据本领域普通技术人员的理解、如本文所述地进行其他设计和配置，以承受第四优选相机支架18”'的正常工作条件，执行定位块22”'的优选功能，具有定位块22”'的一般尺寸和形状，并具有第四优选定位块22”'的配置。

参照图4-4B和图10-14，在操作中，第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'和第四优选相机支架18”'被设计并配置成在相机12附接到接合机构18c、18c'、18c”'时，使相机12相对于患者牙弓定位，以采集患者牙齿的舌侧图像(舌头、内侧或后侧)。为了采集患者牙齿或牙弓的舌侧视图，优选的软组织牵引器26(尽管不受限制)被定位成远离患者的牙齿而牵引患者的软组织(包括嘴唇和脸颊)，如本文所述。

为了采集患者牙齿或牙弓的上部颊面视图或下部颊面视图，优选的软组织牵引器26与内柔性箍26a一起定位在患者牙龈和嘴唇之间的过渡区附近，从而使得屏蔽件26c迫使嘴唇和患者口腔附近的软组织远离牙弓。第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'或第四优选相机支架18”'被定向成使得托盘18a、18a'被定位成与上牙或下牙对齐，或者定位块22”'靠近患者的前上唇或下唇或牙齿接合(图10-14)。第四优选实施例中的定位块22”'可以抵靠患者牙龈或牙齿的颊面侧定位，以进一步保持稳定，并且相机12分别朝患者的上牙或下牙定向，其中第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'或第四个优选相机支架18、18'、18”'针对多个不同时间拍摄的多个图像提供图像的一致性。

对于中心颊面拍摄镜头或中心颊面图像的收集，可使用相机支架18”'将镜头12b和相机12相对于患者口腔的中心定位。例如，可以告诉患者将定位块22”定位在患者嘴唇中心的凹陷处(图10-12)。这可以称为"唇缘"。

组合式相机支架

参照图5和图5A，第五优选牙科成像系统10””包括相机支架18””，该相机支架用于保持相机12并使相机12相对于患者的口腔定向，以采集所需的图像，优选是舌侧图像和颊面图像。图5和图5A显示了根据第五优选实施例的相机支架18””，与第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'、第三优选相机支架18”和第四优选相机支架18””相比，使用相同的附图标记来标识相似或相同的特征，并使用四个质数符号(””)来将第五优选实施例的相机支架18””的特征与第一优选实施例的相机支架18、第二优选实施例的相机支架18'、第三优选实施例的相机支架18”和第四优选实施例的相机支架18、18'、18”、18””的特征进行区分。第五优选相机支架18””包括第一斜柱或臂18b1””和第二斜斜柱或臂18b2””，在该第一斜柱或臂与第二斜柱或臂之间设置有接合机构18c””，定位块22””与第一斜斜柱或臂18b1””的端部连接，定位臂24””与第二斜斜柱或臂18b2””的端部连接。第五优选相机支架18””便于收集患者牙齿和/或牙弓的舌侧图像和颊面图像，其方式与上述第三优选相机支架18”和第四优选相机支架18”'基本相同或类似，只是相机镜头12b朝向定位块22””定向以采集舌侧图像并且朝向定位臂24””定向以采集颊面图像。定位臂24””优选还包括内翼24c””，该内翼可向患者脸颊的舌侧施加力，以促使患者的嘴唇和脸颊远离牙齿和臼齿，特别是加强对后臼齿颊面图像的采集。内翼24c””不限于与第五优选相机支架18””一起使用，因为相机支架18””可以在没有内翼24c””的情况下操作。此外，内翼24c””可与任何相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'结合使用，以改善使用过程中软组织的牵引，或与其他尺寸、形状和配置的牵引机构结合使用，以辅助软组织牵引并暴露患者的牙齿和牙弓。

第五优选相机支架18””还可包括可移动地附接到第二斜柱或臂18b2””的间隔臂30””，该间隔臂可辅助患者将相机支架18””和相机12相对于所需区域定位和定向。间隔臂30””优选相对于第二斜柱或臂18b2””可移动，以适应各种尺寸和形状的患者解剖结构，并帮助相机12相对于患者的牙齿和/或牙弓定位/定向。例如，图5显示了相机支架18””，其中间隔臂30””的远端与患者的鼻子接触，以辅助使相机镜头12b定向，从而获取下舌图像，而图5A显示了相机支架18””，其中间隔臂30””的远端与患者的下巴接触，以辅助使相机镜头12b定向，从而获取上舌图像。间隔臂30””不限于接触鼻子或下巴以使第五优选相机支架18””定向，也可用于患者解剖结构的其他部分，如前额、颊部和患者解剖结构的其他部分。间隔臂30””优选是可调节和/或可移动到不同位置，这样当间隔臂30””接触到患者的解剖结构时，患者就知道相机12处于收集所需图像的适当位置。中央处理器16可以向患者发送关于如何使用间隔臂30””、是否使用间隔臂30””、将间隔臂30””放置在何处以收集特定图像、以及要收集哪些所需图像的指令。由于每个患者的脸部形状不同，因此间隔臂30””可以在牙医或正畸医生的诊所等临床环境中"安装"，也可以由患者自己安装，可基于来自中央处理器16的指令来确定间隔臂30””的适当长度和位置。间隔臂30””的长度优选可以设计并配置成针对不同的患者解剖结构而具有不同的长度，或者可以相对于第二斜柱或臂18b2””进行调节。

参照图9，第六优选牙科成像系统10””'包括相机支架18””'，该相机支架18””'保持相机12，所述相机12优选与智能手机100和智能手机100的壳体结合在一起，并使相机12的相机镜头12b相对于患者的口腔定向，以采集所需的图像，这些图像优选是舌侧图像和颊面图像。根据第六优选实施例的相机支架18””'如图9所示，其中与第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'、第三优选相机支架18”、第四优选相机支架18”'和第五优选相机支架18””相比，使用了相同的附图标记来标识相似或相同的特征，并使用了五个质数符号(””')来将第六优选实施例的相机支架18””'的特征与第一优选实施例的相机支架18、第二优选实施例的相机支架18'、第三优选实施例的相机支架18”、第四优选实施例的相机支架18”'和第五优选实施例的相机支架18””的特征进行区分。第六优选相机支架18””'包括：带有从其中延伸的第一斜臂18b1””'和定位块22””'的接合机构18c””'，粘合条50a、50b，以及与接合机构18c””'共同模制但分开的第二斜臂18b2””'和定位臂24””'。第六优选接合机构18c””'和粘合条50a、50b用于将智能手机至少暂时100连接到牙科成像系统10””'。接合机构18c””'可包括U形开口32、手指握孔34、手柄36和连接槽38。第二斜臂18b2””'的近端包括可拆卸地安装到连接槽38的连接毂42，以将第二斜臂18b2””'和定位臂24””'可释放地连接到接合机构18c””'。第六优选牙科成像系统10””'还可包括软组织牵引器26和带有触发粘合条62的远程采集按钮60。优选实施例中的远程采集按钮60包括电源按钮60a和触发按钮60b。

第六优选牙科成像系统10””'可作为套件交付给患者、用户、临床医生或其他个人，可装在包装70(如盒子、袋子或其他包装，智能手机100除外)中，其优选由患者或其他用户的智能手机100组成。第六优选牙科成像系统10””'并不局限于使用用户的智能手机100和带有镜头12b的相关相机12””'，并且可以使用本文所示和所述的允许收集患者牙弓和牙齿的图像的专用相机12或其他相机或装备。然而，第六优选牙科成像系统10””'优选使用用户的智能手机100，尤其是因为第六优选相机支架18””'和接合机构18c””'被设计并配置成与用户的智能手机100一起使用。

第六优选实施例中的相机12被集成到具有壳体和镜头12b的智能手机100中。第一斜臂或柱18b1””'从接合机构18c””'的大致平面板或大致平面部分延伸，其中定位块22””'连接到第一斜臂或柱18b1””'的近端。接合机构18c””'位于第一斜臂或支柱18b1””'的远端。接合机构18c””'被配置为可释放地安装智能手机100和相关的相机12，其中相机镜头12b以安装构造而朝向第一斜臂或支柱18b1””'的远端定向。定位块22””'被配置为在使用相机收集图像时接触患者的牙弓、牙齿、脸颊或嘴唇。相机支架18””'使相机镜头12b相对于与患者的牙弓和牙齿定向，使得收集所需的图像。智能手机100的相机具有相机轴，该相机轴相对于接合机构18c的平面或扁平部分大致竖直延伸或突出，以将相机的视场指向定位块22””'。

第六优选牙科成像系统10””'，优选当从包装70中取出套件和组件部件时，在包装70中提供给患者。用户或患者的智能手机100优选用粘合条50a、50b附接到接合机构18c””'，使得镜头12b在邻近U形开口32边缘的定位指示器32a、32b之间的居中。镜头12b不限于在定位指示器32a、32b之间居中，镜头12b可以以其他方式相对于接合机构18c””'定位，使得在每次使用牙科成像系统10””'时镜头12b始终相对于接合机构18c””'定位。远程采集按钮60优选固定在U形开口32和手柄36之间的接合机构18c””'上，但不受此限制，并可以与接合机构18c””'一体成型，以其他方式相对于接合机构18c””'定位或与接合机构18c””'分开保持。第二斜臂18b2””'和定位臂24””'可通过连接槽38与连接毂42的接合或脱离而选择性地从接合机构18c””'上安装和去除。第六优选牙科成像系统10””'可利用与上述第五优选牙科成像系统10””类似的方法收集患者牙齿和牙弓的图像。

在操作中，患者优选在包装70中接收装有第六优选牙科成像系统10””'的组件的套件。将组件从包装70中取出，利用粘合条50a、50b将接合机构18c””'连接到患者的智能手机100上，使得镜头12b在定位指示器32a、32b之间居中。远程采集按钮60利用触发粘合条62连接到接合机构18c””'的相反侧。然后，患者就可以通过抓握手指握孔34和/或手柄36来操纵经组装的或经连接的智能手机100和接合机构18c””'。利用将患者的嘴唇牵引的软组织牵引器26和朝向使用者的牙齿和牙弓的镜头12b，患者可以站在镜子(未显示)前，其中智能手机100的显示屏(未显示)在镜子中清晰可见。这样，患者就可以查看将从智能手机100显示屏的反射中收集的图像，并在认为图像可接受或智能手机100或中央处理器向患者指示图像可接受时按下触发按钮60b。患者可独自收集图像，无需他人或医疗专业人员或临床医生的协助，这使得患者可以收集图像，而无需前往医疗专业人员的办公室。优选使用启动成照亮目标区域的智能手机100的闪光灯来收集图像。上牙弓、下牙弓和中牙弓图像(图10-12)可利用接合机构18c””'收集，无需将第二斜臂18b2””'附接到接合机构18c””'。可利用带有附接至其上的第二斜臂18b2””'和定位臂24””'的接合机构18c””'来收集左颊面图像和右颊面图像(图13和14)。收集图像后，可将智能手机100与接合机构18c””'断开，对组件进行清洁和/或消毒，然后将组件放回包装70中供后续使用。

连接性

参照图1-14，相机12或其他成像设备可以通过电源和数据线14或其他线缆连接到包括中央处理器16的智能手机100、平板电脑、移动设备或个人电脑上，也可以通过蓝牙或Wi-Fi等无线方式连接到中央处理器16上。在优选实施例中，用户可以查看中央处理器16的屏幕，例如智能手机或平板电脑100上的屏幕，以便在采集图像之前预览图像。屏幕、智能手机界面或应用程序可包括由中央处理器16驱动的提示，以便在用户采集图像时为其提供引导。用户可根据音频、视觉或书面提示，了解要按特定顺序拍摄哪些图像，以及应遵循哪些特定说明，以便使用牙科成像系统10、10'、10”'、10””、10””、10””'正确采集所需的图像。例如，提示可能会要求用户将相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'放置到正确的位置，调整软组织牵引器26或张大嘴巴。在操作正确时，用户将基于来自中央处理器16的信号得到图像可接受的通知，该信号可通过智能手机100、屏幕或中央处理器16的其他通知机制上的声音或视觉提示来表示。

定位装置

相机镜头12b和相机12可与一个或多个定位装置配合使用，以正确定位镜头12b而获得最佳图像。定位装置优选由相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'组成，也可以包括许多其他形状和尺寸，只要相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'能够保持相机12并使其定向，定位相机12以拍摄图像，承受相机支架18、18'、18”、18”、18”'、18””、18””'的正常操作条件，并执行相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'的优选功能即可。第一优选实施例和第二优选实施例的相机支架18、18'包括牙弓形状的托盘18a、18a'和内置接合机构18c、18c'。第一相机支架18和第二相机支架18'包括斜柱18b、18b'和接合机构18c、18c'。托盘18a、18a'可以由全弓形或部分弓形托盘18a、18a'组成。托盘18a、18a'的对于特定患者的尺寸可根据以下方法之一确定：尺寸评估方法(小号、中号、大号等)，或根据患者的牙弓定制形状和尺寸。

托盘18a、18a'可以具有将托盘18a、18a'暂时固定在患者牙齿和/或牙龈的装置，以便将镜头12b定位在理想位置并使图像稳定。这种方法可包括：a)在托盘18a、18a'中安装吸盘，吸盘与患者牙齿的咬合表面接触；b)从托盘18a、18a'的侧面对患者牙龈和/或牙齿施加扭力；c)将托盘18a、18a'的内表面与患者口腔贴合；或d)在采集图像时将托盘18a、18a'暂时相对于患者牙弓固定的任何其他方法。托盘18a、18a'的尺寸优选与特定的牙弓(上颌或下颌，也可与任一牙弓)配合使用。托盘18a、18a'不限于包括图1-2A中所示的一般全口腔托盘18a、18a'，也可以配置为相对较小的托盘18a、18a'，以便刚好与患者的一颗前牙、几颗牙齿或患者牙齿或牙龈的几乎任何部分接合，为相机支架18、18'提供支撑，本领域的普通技术人员可以根据本公开内容理解这一点。

接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、18c””、18c””'可使相机12卡入其中，通过粘合条50a、50b连接，也可通过其他方式连接，如紧固、夹持、钩环材料、粘合或其他固定系统或技术。接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、18c””、18c””'可以相对于斜柱18b、18b'、18b”、18b”'、18b1””、18b2””、18b1””'、18b2””'处于固定位置，也可以由用户调整。接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、18c””、18c””'优选设计成将相机镜头12b和相机12或智能手机100定位在拍摄所需图像的最佳位置，该位置由设计者、牙医、正畸医师或制造商确定。接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、18c””、18c””'可具有牵引功能，以调整相机12和镜头12b的定位，并可使相机12卡入接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、18c””、18c””'，也可通过其他方式连接。第一优选实施例、第二优选实施例、第三优选实施例、第四优选实施例和第五优选实施例的优选接合机构18c、18c”、18c”、18c”'、18c””在一个或多个侧面具有半圆形，所述半圆形可部分置于嘴唇内，并至少与壳体12a的一部分相吻合以接合壳体12a，但并不受限于此，并可以具有能够接合相机12并将其固定到斜柱或臂18b、18b'、18b”、18b”'、18b1””、18b2””、18b1””'、18b2””'的几乎任何尺寸和形状。接合机构18c、18c'、18c”、18c”'、18c””的优选半圆形使患者能够将相机12卡锁在相机支架18、18'、18”、18”'、18””上，但并不限于此，也可以以其他方式接合相机12。

优选实施例中的相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'可包括提供与患者面部接触的点的特征或元件。用户可利用这些接触点对相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'和相机12进行适当定位，以优化和规范拍摄的患者牙齿和牙弓的图像，例如托盘18a、18a'、定位臂24”和定位块22”、22”'。相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'优选能保持相机12，并在其他优选实施例中与患者面部前方的一个或多个点、软组织牵引器26、患者牙齿或其他参考区域、区段或点(相对于嘴唇)接触，以便在采集患者牙弓和牙齿图像时提供稳定性和相对标准的焦距。

参照图10-14，患者可在中央处理器16的指导下获取其牙齿和/或牙弓的图像以用于分析和操作，例如用于创建患者牙齿和牙弓的三维("3D")模型、确定牙齿和牙龈健康状况、根据治疗计划分析牙齿移动以及其他分析和评估目的。作为非限制性示例，中央处理器16可以指导患者收集患者牙齿和/或牙弓的所需区域的上咬合视图、下咬合视图、口内中心视图、右颊面视图、左颊面视图和其他视图。上咬合视图、下咬合视图、口内中心视图、右颊面视图和左颊面视图可分别使用第五优选相机支架18””和第六优选相机支架18””'来拍摄，而上咬合视图和下咬合视图也可使用第一优选相机支架18、第二优选相机支架18'和第四优选相机支架18”'获取，右侧颊面视图和左侧颊面视图可进一步使用第三优选相机支架18”获取。中央处理器16可以指导患者收集这些图像，例如通过发送信息的方式，例如将图10-14的图像发送给患者并要求获取所需的图像。示例图像不受限制，中央处理器16可根据治疗计划、临床情况或其他因素要求患者提供更多或更少的图像。如图10-14所示，患者可使用单手获取图像以将相机12和相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'操纵到获取所需图像的定向，并按下采集按钮12d以获取所需图像。所需的图像优选以无线方式传输到中央处理器16，中央处理器16可以是智能手机100或中央服务器，以用于进一步分析或处理收集到的图像。

可选的脸颊牵引器

参见图9，牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'可与各种脸颊牵引系统和方法结合使用并包括所述各种脸颊牵引系统和方法，以在牙齿和脸颊之间创造空间，否则在采集图像时可能会阻挡一个或多个牙齿的视角。这些方法包括但不限于全口腔牵引器，如诺拉牵引器、照片颊部牵引器、放置在颊部和牙龈之间的棉花或其他柔性材料、Optragate牌柔性颊面牵引器/软组织牵引器26或其他系统或方法，这些系统或方法能够在图像采集期间将患者的牙齿牵引到相机12的视场之外，以改善图像并使其归一化。优选实施例中的牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'尤其可以利用软组织牵引器26将患者的软组织牵引到嘴唇附近，从而为患者的牙齿和牙弓提供通常无阻挡的或改进的视线。

可选的下巴托

牙科成像系统10还可与下巴托一起使用(未显示)。下巴托上可以安装附件，以便将相机12相对于患者的牙弓进行最佳定位。

电子图像校正和格式化

参照图1-14，牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'可包括中央处理器16，所述中央处理器16可由智能手机100、电脑平板或个人电脑组成。中央处理器16可以具有图像校正和格式化软件，以确保捕获的图像具有足够的质量、裁剪一致、大小一致，并根据图像类型进行存储。图像校正和格式化软件并不是限制性的，牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'可以在没有图像校正和格式化软件的情况下运行，而不会对牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'的预期操作和功能产生重大影响。

牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'可拍摄聚焦于患者牙齿或牙弓的相对狭窄区域的分辨率高得多的图像。在另一个优选的实施例中，相机12可以包括可选的辅助镜头，该镜头可以放置在标准镜头12b上起到放大镜的作用。中央处理器16也可以指示相机12具有不同的放大倍数选项或可互换镜头，以采集更窄或更清晰的图像。在优选实施例中，颊面图像优选经过处理，使图像以竖直的方式朝牙弓定向(以便使显示的视图保持一致)。牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'的中央处理器16可以修改/调整牙弓的角度，使视图看起来是从相对于牙弓的九十度(90°)角度拍摄。优选的中央处理器16还可以设计并配置成识别和确定相机镜头12b相对于任何相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'的定向。这可以包括在相机12和相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'的任一者或两者上、或者中央处理器16所知道的参照物上的印刷标记或凹陷，从而可以确定相机12相对于相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'或患者的定向。

图像拼接和失真调整

优选的牙科成像系统10、10'、10”、10”'、10””、10””'可包括多个带有相机镜头12b的相机12以采集图像。在使用多于一个相机镜头12b的优选情况下，中央处理器16的软件可包括能够将多个图像拼接在一起的功能，以提供患者牙弓的增强视图。该软件可自动或在用户协助下增强图像的颜色、亮度或对比度，并纠正任何其他失真。

对牙齿的软件分析

与中央处理器16一起开发和使用的软件优选能够分析每颗牙齿的位置并确定牙齿编号(基于标准牙科编号系统)，并可以确定每颗牙齿的尺寸和表面积。为了更准确地确定牙齿的尺寸和位置，软件可首先接收从口内扫描仪(未显示)收集的数据，并将由扫描仪确定的每颗牙齿的测量值与由软件确定的测量值进行比较。

中央处理器16优选还能评估校准器病例的使用进度，包括在牙齿上矫正时观察校准器以确认是否合适等。可通过人工目测和软件对校准器进行评估。

可以在患者的一颗或多颗后牙上放置或识别标记或定向点，以便中央处理器16能够确定患者的软组织是否被充分牵引，从而采集到预期包含在特定图像中的所有牙齿的优选图像。标记可以是患者牙齿上、定位在患者牙齿上或相机支架18、18'、18”、18”'、18””、18””'中的一者上的硬件或校准器上的弹性标记或印刷标记。可替代地，中央处理器16可以识别有多少颗牙齿和哪些牙齿在视线内，并指示患者他们正在收集可接受的图像，或者正在采集的图像存在缺陷。

用户界面和镜头选择

中央处理器16的用户界面优选便于用户选择他们希望采集的图像，并自动为该特定图像选择最佳镜头和焦点。用户界面可以有预先确定的图像采集顺序，也可以允许用户按照自己选择的顺序采集图像。

本领域技术人员可以理解，在不脱离本发明广泛发明概念的前提下，可以对上述实施例进行修改。因此，可以理解的是，本发明并不局限于所公开的特定实施例，而是旨在涵盖本说明书所限定的本发明精神和范围内的修改。

Claims (52)

1.一种用于采集患者的牙弓和牙齿的图像的相机系统，所述相机系统包括：

具有壳体和镜头的相机；以及

具有接合机构、斜柱和定位块的相机支架，所述接合机构连接到所述斜柱的远端且所述定位块连接到所述斜柱的近端，所述接合机构配置成可释放地安装所述相机，相机镜头在安装构造中朝向所述远端定向并且所述定位块配置成在使用所述相机收集图像时接触患者的牙弓、牙齿、脸颊或嘴唇，所述相机支架使所述相机镜头相对于所述患者的牙弓和牙齿定向。

2.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述壳体大致呈圆柱形，其中数据线从与所述镜头相反的一端延伸出来。

3.根据权利要求2所述的相机系统，其中所述接合机构由C形夹具组成，所述C形夹具将相机夹持在所述安装构造中。

4.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述相机具有相机轴，所述斜柱远离所述接合机构在柱轴处延伸，所述柱轴和所述相机轴限定柱角度，所述柱角度约为十度至四十五度。

5.根据权利要求1所述的相机系统，其中定位块包括大致U形的定位臂，所述定位臂包括第一定位臂和第二定位臂，所述相机具有相机轴，所述相机轴在所述安装构造中、在所述第一定位臂和所述第二定位臂之间延伸。

6.根据权利要求5所述的相机系统，其中所述第一定位臂和所述第二定位臂被配置成牵引软组织以暴露所述患者的牙弓和牙齿。

7.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述相机支架由一体成型的聚合材料构成。

8.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述接合机构限定接合机构轴，并且所述相机限定相机轴，所述接合机构轴和所述相机轴在所述安装构造中同轴。

9.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述定位块具有L形、C形、相对扁平的形状、带有通道或托盘的扁平形状。

10.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述斜柱具有柱长度，所述柱长度为三十毫米至四十毫米，所述斜柱具有柱横截面形状，所述柱横截面形状是圆形、矩形或正方形。

11.根据权利要求1所述的相机系统，其还包括：

与所述定位块连接的镜子，所述相机具有相机轴，所述相机轴与所述镜子相交。

12.根据权利要求1所述的相机系统，其还包括：

与所述相机支架连接的光源，所述相机具有相机轴，所述光源被配置成沿靠近所述定位块的所述相机轴发光，并照射到所述患者的牙弓和牙齿上以照亮患者的牙弓和牙齿而用于图像采集。

13.根据权利要求12所述的相机系统，其中所述光源由发光二极管组成。

14.根据权利要求1所述的相机系统，其还包括：

软组织牵引器，其被配置成在采集所述患者的牙弓和牙齿的图像时牵引所述患者的脸颊和嘴唇。

15.根据权利要求14所述的相机系统，其中所述软组织牵引器包括内柔性箍、外柔性箍和屏蔽件。

16.根据权利要求1所述的相机系统，其中所述相机由智能手机组成。

17.根据权利要求16所述的相机系统，其中所述接合机构包括粘合条、U形开口、手指握孔、手柄和连接槽。

18.根据权利要求16所述的相机系统，其中所述接合机构具有带有连接槽的大致平面部分，包括能够拆卸地安装到所述连接槽的连接毂的第二斜臂。

19.一种利用限定相机轴的相机、以及具有定位块和限定接合机构轴的接合机构的相机支架来采集患者的牙弓和牙齿的图像的方法，所述方法包括：

将所述相机与所述接合机构接合；

牵引所述患者的嘴唇或脸颊，以暴露出所述患者的牙齿的所需区域；

将所述定位块与靠近所述患者的牙齿的所需区域的所述患者的牙齿、牙弓、嘴唇或脸颊接合，所述相机和所述相机支架相对于所述患者的牙齿、牙弓、嘴唇或脸颊围绕所述定位块是可枢转的；

使所述相机轴定向，以与所述所需区域相交；

利用所述相机获取所述所需区域的图像；以及

将获取的图像传输到中央处理器。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述患者的嘴唇或脸颊被所述相机支架牵引。

21.根据权利要求19所述的方法，其中所述患者的嘴唇或脸颊被组织牵引器牵引。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述组织牵引器包括软组织牵引器，所述软组织牵引器包括内柔性箍、外柔性箍以及在所述内箍和所述外箍之间延伸的屏蔽件。

23.根据权利要求19所述的方法，其中所述相机借助接合机构、通过用所述接合机构夹持所述相机来接合所述相机，当所述相机被所述接合机构接合时，所述相机轴线与所述接合机构轴线同轴。

24.根据权利要求19所述的方法，其中在获取所述所需区域的图像时，所述所需区域被光源照亮。

25.根据权利要求19所述的方法，其中所述所需区域包括左侧颊面区域、右侧颊面区域和中间颊面区域。

26.根据权利要求19的方法，其中所述获取图像通过无线传输协议或有线传输协议传输到所述中央处理器。

27.根据权利要求19所述的方法，其中所述所需区域包括所述患者的牙齿的舌侧区域，所述相机支架包括镜子，以用于反射所述相机轴从而与所述所需区域相交。

28.根据权利要求19所述的方法，其中所述相机通过紧固、粘合、夹持、卡锁或卡口接合来与所述接合机构接合。

29.根据权利要求19所述的方法，其中所述相机安装在智能手机中，所述智能手机通过粘合条与所述接合机构连接。

30.根据权利要求29所述的方法，其中所述获取图像的步骤是通过按下远程采集按钮的触发按钮来启动。

31.一种利用限定相机轴的相机来采集患者的牙弓和牙齿的图像的方法，所述方法包括：

从中央处理器接收关于所述患者的牙弓和牙齿的所需区域的指令；

牵引所述患者的嘴唇或脸颊，以暴露出所述所需区域；

使所述相机定向成使得所述相机轴与所述所需区域相交；

从所述中央处理器接收关于所述相机相对于所述所需区域的定向或间距的指令；

利用所述相机获取所述所需区域的图像；

将获取图像传输到所述中央处理器；以及

从所述中央处理器接收关于接受或拒绝所述获取图像的指令。

32.根据权利要求31所述的方法，其中所述相机安装在智能手机中。

33.根据权利要求32所述的方法，其中所述智能手机包括显示屏，在所述显示屏上展示关于所述患者的牙齿的所需区域的指令以及关于所述相机相对于所述所需区域的定向或间距的指令。

34.根据权利要求33所述的方法，其中所述显示屏在获取步骤之前向所述患者展示所述所需区域，以预览所需区域。

35.根据权利要求31所述的方法，其中中央处理器基于所述所需区域的所述获取图像与所述所需区域的先前获取的图像的比较来评估校准器的进展。

36.根据权利要求31所述的方法，其中所述处理器通过比较牙齿相对于校准器形状的定位来评估所述校准器的匹配度，以确定所述校准器的所述匹配度是否在治疗计划的预期匹配范围内。

37.根据权利要求31所述的方法，其中所述中央处理器包括所述所需区域内的预期牙齿数量，所述中央处理器将所述预期牙齿数量与所述获取图像中的牙齿数量进行比较，所述中央处理器向所述患者发送关于所述预期牙齿数量与所述获取图像中的所述牙齿数量的比较的信息。

38.根据权利要求31所述的方法，其中所述关于所述相机相对于所述所需区域的定向或间距的指令包括所需的图像数量，所述所需区域由多个所需区域组成。

39.根据权利要求31所述的方法，其中所述所需区域包括中间颊面区域、左侧颊面区域和右侧颊面区域。

40.根据权利要求31所述的方法，其中所述所需区域由患者的上颌牙弓的咬合视图组成，所述中央处理器基于所述获取图像与之前获取的图像的比较来确定已通过腭部扩张器实现了多大程度的扩张。

41.根据权利要求31所述的方法，其中所述所需区域由患者的上颌牙弓的咬合视图组成，所述中央处理器基于腭部扩张器的扩张器螺钉的定位比较来确定通过所述腭部扩张器实现了多大程度的扩张。

42.根据权利要求31所述的方法，其中，当所述相机获取所述所需区域的图像时，照明装置照亮所述所需区域。

43.根据权利要求31所述的方法，所述患者的嘴唇或脸颊由软组织牵引器牵引，所述软组织牵引器具有内柔性箍、外柔性箍和屏蔽件。

44.根据权利要求31所述的方法，其中所述中央处理器由智能手机组成，关于接受或拒绝所述获取图像的指令由所述智能手机的移动应用程序传输。

45.一种用于采集患者的牙弓和牙齿的图像的牙科成像系统，所述牙科成像系统包括：

用于存储图像的中央处理器；

具有相机镜头和相机壳体的相机；

相机支架，其具有托盘、从所述托盘的前部延伸的斜柱、和位于所述斜柱的远端的接合机构，所述接合机构被配置成可释放地接合所述相机，以使所述相机镜头朝向所述患者的牙弓和牙齿定向。

46.根据权利要求45所述的牙科成像系统，其还包括：

将所述中央处理器连接到所述相机的电源和数据线，所述电源和数据线配置成将来自所述相机的图像传输到所述中央处理器，向所述相机提供电力，并促进朝向所述相机的数据传输和来自所述相机的数据传输。

47.根据权利要求45所述的牙科成像系统，其中所述托盘限定基准平面，并且所述相机限定相机轴，所述基准平面和所述相机轴限定相机角度，所述相机角度大约是二十至五十五度(20-55°)。

48.根据权利要求47所述的牙科成像系统，其中所述相机角度是二十五至五十度(25-50°)。

49.根据权利要求47所述的牙科成像系统，其中所述相机角度是二十五度(25°)。

50.根据权利要求47所述的牙科成像系统，其中所述相机角度是五十度(50°)。

51.根据权利要求45所述的牙科成像系统，其中所述接合机构由C形卡锁组成，所述相机壳体大致呈圆柱形。

52.根据权利要求45所述的牙科成像系统，其中所述接合机构限定接合机构轴并且所述相机限定相机轴，当所述相机安装到所述相机支架时，所述接合机构轴和所述相机轴同轴。