IT201900003379A1 - Apparecchio e metodo per la creazione di immagini dentali - Google Patents

Description

APPARECCHIO E METODO PER LA CREAZIONE DI IMMAGINI DENTALI

DESCRIZIONE

L’invenzione riguarda un apparecchio e un metodo per la creazione di immagini (imaging) dentali secondo le rivendicazioni indipendenti.

Tale apparecchio e tale metodo per la creazione di immagini dentale sono noti da US 5,851,115 A. L’apparecchio noto usa il principio della stereovisione e comprende un dispositivo di creazione di immagini che può essere inserito nella bocca di un paziente. Il dispositivo di creazione di immagini è, inoltre, predisposto per acquisire un’immagine simultanea di un’area dentale da differenti angolazioni durante una esposizione. Le immagini vengono sviluppate e scansionate con un dispositivo di lettura che genera dati digitalizzati dell’area dentale formata in immagine. I dati digitalizzati vengono trasmessi a un’apparecchiatura informatica che riproduce automaticamente l’area dentale su uno schermo. Un programma per elaboratore calcola i dati delle relazioni spaziali di superfici dell’area dentale e della parte sostitutiva e i dati vengono usati come dati di controllo nella creazione e installazione della parte sostitutiva nella dentatura del paziente.

Un problema dell’apparecchiatura e del metodo noti è la determinazione della posizione spaziale relativa dei vari oggetti dei quali si forma l’immagine, se viene esplorata una sezione estesa dell’arcata dentale.

EP 2 620 912 A descrive un metodo e un sistema per creare modelli tridimensionali di archi dentali recanti impianti e di altri campi di vista anatomici. Il metodo e il sistema noti impiegano mezzi di scansione tridimensionale per catturare immagini di un campo visivo anatomico in cui siano stati disposti uno o più oggetti di riconoscimento tridimensionali aventi una geometria nota, come una piramide o un raggruppamento collegato di sfere. Un software di elaborazione di immagine viene usato per localizzare e orientare detti oggetti di riconoscimento come dati di riferimento per combinare più immagini e quindi ricostruire il campo visivo scansionato. Gli oggetti di riconoscimento disposti in aree con bassa definizione di caratteristiche accrescono l’accuratezza della modellazione tridimensionale di tali aree.

Un problema con questo metodo è che indicatori aggiuntivi devono essere disposti nella bocca di un paziente prima che venga eseguito il processo di creazione di immagini.

Lo stesso tipo di problemi si verifica con altri metodi di creazione di immagini intraorali.

US 8,160,334 B2 descrive un metodo per misurare otticamente un oggetto mediante un apparecchio di registrazione ottica che comprende un metodo di triangolazione. Un primo mezzo otturatore viene usato per produrre un primo schema e per proiettare il primo schema come primo fascio di proiezione sull’oggetto da misurare. Almeno un ulteriore mezzo di otturazione viene usato per produrre un ulteriore schema e per proiettare l’ulteriore schema come ulteriore fascio di proiezione sull’oggetto da misurare. Il primo schema e l’ulteriore schema vengono fatti passare nuovamente dall’oggetto come fasci di osservazione e vengono registrati da almeno un mezzo di registrazione, per ottenere un’immagine tridimensionale dell’oggetto. Il primo schema proiettato e l’ulteriore schema vengono registrati contemporaneamente in almeno una registrazione di triangolazione, usando almeno un mezzo di registrazione.

WO 2015/015289 A2 descrive un sistema confocale per la creazione di immagini intraorali. Il sistema comprende una sorgente luminosa che produce luce di varie lunghezze d’onda. Il sistema comprende, inoltre, una disposizione ottica accoppiata otticamente alla sorgente di luce e che può essere fatta funzionare per focalizzare le lunghezze d’onda a lunghezze focali e per scansionare le lunghezze focali. Un rivelatore genera dati di immagine corrispondenti alla luce riflessa dall’oggetto e mezzi di elaborazione generano dati di immagine focalizzati per la rispettiva posizione di immagine, per l’immagine focalizzata dell’oggetto.

Procedendo da questa tecnica correlata, la presente invenzione cerca di fornire un apparecchio e un metodo per la creazione di immagini dentali, che fornisce una precisione migliorata.

Questo scopo viene conseguito mediante un metodo che ha le caratteristiche secondo la rivendicazione indipendente. Forme di attuazione e miglioramenti vantaggiosi sono descritti nelle rivendicazioni dipendenti in merito da essa.

L’apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali comprende un dispositivo di creazione di immagini. Il dispositivo di creazione di immagini comprende una prima unità di sensore ottico, dotata di un primo campo visivo e che è in grado di generare primi dati di sensore, per quanto riguarda l’arcata dentale da scansionare all’interno del primo campo visivo. Il dispositivo di creazione di immagini è, inoltre, dotato di una seconda unità di sensore ottico, disposta in una relazione spaziale nota, nella maggior parte dei casi in una relazione spaziale fissa, rispetto alla prima unità di sensore ottico e dotata di un secondo campo visivo che si estende almeno parzialmente oltre il primo campo visivo della prima unità di sensore ottico, la seconda unità di sensore ottico essendo in grado di generare secondi dati di sensore.

L’apparecchiatura per la creazione di immagini dentali tridimensionali comprende inoltre un sistema di elaborazione dati, che può essere collegata alla prima unità di sensore ottico del dispositivo di creazione di immagini e che è in grado di generare una prima distanza tra la prima unità ottica e un primo punto correlato all’arcata dentale, usando esclusivamente i primi dati di sensore forniti della prima unità di sensore ottico. Il sistema di elaborazione dati può essere collegato anche alla seconda unità di sensore ottico ed è in grado di determinare una seconda distanza tra la seconda unità ottica e un secondo punto che si correla all’arcata dentale e che è posto all’esterno del primo campo visivo, usando esclusivamente i secondi dati di sensore forniti dalla seconda unità di sensore ottico.

Poiché la relazione spaziale tra la prima unità di sensore ottico e la seconda unità di sensore ottico è nota, l’apparecchiatura consente di determinare non soltanto la relazione spaziale tra i punti all’interno del primo campo visivo e la prima unità di sensore ottico, ma anche la relazione spaziale tra i punti all’interno del primo campo visivo e del secondo campo visivo, mentre il dispositivo di creazione di immagini si trova in corrispondenza di una data posizione. L’apparecchio consente quindi la misurazione delle distanze assolute tra un punto nel primo campo visivo e un altro punto nel secondo campo visivo, ciò che consente di regolare i valori ottenuti una volta spostato il primo campo di vista, per consentire la determinazione della distanza tra la prima unità di sensore ottico e il secondo punto di vista. Le informazioni aggiuntive sulle relazioni spaziali possono quindi essere usate per aumentare la precisione del processo di creazione di immagini.

Almeno uno dei punti correlati all’arcata dentale è un punto sulla superficie dell’arcata dentale, poiché l’arcata dentale offre una varietà di posizioni significative, riconoscibili e definite, che possono essere usate per stabilire relazioni spaziali, in particolare per determinare la relazione spaziale tra le immagini tridimensionali generate da una delle unità di sensore ottico da campi di vista differenti.

Per essere particolarmente efficaci, il primo campo visivo e il secondo campo visivo devono differire il più possibile tra loro, in particolare se vi è interesse a stabilire relazioni spaziali tra punti più distanti dell’arcata dentale. Se vi è un interesse a stabilire relazioni spaziali tra punti meno distanti, il primo e il secondo campo di vista possono anche sovrapporsi. Il primo caso si applica principalmente ai metodi di scansione in cui vengono eseguite correzioni su larga scala, mentre il secondo caso si applica principalmente ai metodi di scansione progressiva, in cui vengono eseguite ripetutamente correzioni su piccola scala, mentre la scansione avanza. Il primo caso può, per esempio, essere usato per un metodo di scansione in cui l’intera arcata dentale viene scansionata e infine corretta. A seconda delle esigenze del caso particolare, l’apparecchio viene di conseguenza disposto in modo tale che: il primo campo visivo sia privo di qualsiasi intersezione con il secondo campo visivo e/o

il primo campo visivo è orientato verso un primo emisfero e il secondo campo visivo è orientato verso un secondo emisfero, complementare al primo emisfero e/o

il primo campo visivo e il secondo campo visivo sono orientati in direzioni opposte.

In una particolare forma di attuazione, la prima unità di sensore ottico e la seconda unità di sensore ottico sono integrate in detto dispositivo di creazione di immagini in una relazione spaziale fissa. Pertanto, la relazione spaziale nota tra la prima unità di sensore ottico e la seconda unità di sensore ottico viene mantenuta in modo permanente.

In questa particolare forma di attuazione, il sistema di elaborazione di dati può essere predisposto per usare i primi dati di sensore, forniti dalla prima unità di sensore ottico, per generare un’immagine tridimensionale dell’arcata dentale all’interno del primo campo visivo ottico. La seconda distanza fornita dalla seconda unità di sensore ottico può quindi essere usata per correggere l’immagine tridimensionale fornita dal primo sensore ottico. In un’altra forma di attuazione particolare, la prima unità di sensore ottico e la seconda unità di sensore ottico formano parte di un dispositivo di creazione di immagini ausiliario per determinare una distanza tra le parti dell’arcata dentale in base alla prima distanza e alla seconda distanza. Quindi, l’apparecchio è inoltre dotato di un dispositivo di creazione di immagini principale, dotato di un’ulteriore unità di sensore ottico che genera ulteriori dati di sensore e il sistema di elaborazione dati può essere collegato anche all’ulteriore unità di sensore ottico ed è in grado di generare un’immagine tridimensionale di almeno una parte dell’arcata dentale, usando gli ulteriori dati di sensore. In questa forma di attuazione, il dispositivo di creazione di immagini ausiliario può essere usato su richiesta, in combinazione con un dispositivo di creazione di immagini principale convenzionale.

Il dispositivo di creazione di immagini ausiliario e il dispositivo di creazione di immagini principale possono anche essere montati su un supporto comune, in modo che non debbano essere forniti dispositivi completamente differenti.

La prima unità di sensore ottico e/o la seconda unità di sensore ottico e/o l’ulteriore unità di sensore ottico vengono generalmente selezionate dal gruppo costituito da sistemi di stereovisione, sistemi di triangolazione e sistemi confocali, poiché questi sistemi sono attualmente i sistemi più comuni usati nel settore della creazione di immagini generale dentali e intraorali. Possono anche essere usati altri sistemi meno conosciuti o sistemi futuri, basati su differenti principi di misurazione.

In una forma di attuazione, il sistema di stereovisione e/o il sistema di triangolazione sono dotati di capacità di autofocus, basata almeno su una lente liquida che garantisce la nitidezza richiesta delle immagini acquisite dall’unità di sensore ottico.

Il sistema di elaborazione dati usa le distanze determinate per correggere un’immagine tridimensionale dell’arcata dentale, generata dai primi dati di sensore forniti dal primo sensore ottico o generata dagli ulteriori dati di sensore, forniti dall’ulteriore sensore.

Per esempio, il sistema di elaborazione dati può usare la distanza determinata per correggere la distanza tra le estremità distali dell’arcata dentale.

Il sistema di elaborazione dati è disposto in modo particolare, ma in via non limitativa, per determinare una distanza tra denti molari o denti premolari su lati opposti dell’arcata dentale, usando i primi e i secondi dati di sensore. Pertanto, l’immagine tridimensionale dell’intera arcata dentale può essere efficacemente corretta alla vera spaziatura tra i molari sui lati opposti dell’arcata dentale.

L’apparecchio viene usato principalmente per la creazione di immagini intraorali. Pertanto, il dispositivo di creazione di immagini, il dispositivo di creazione di immagini ausiliario e/o il dispositivo di creazione di immagini principale comprendono rispettivamente una testina distale che può essere introdotta nella bocca di un paziente e che alloggia le unità di sensore ottico.

L’apparecchio può anche essere usato in un metodo come definito nelle rivendicazioni di metodo, in particolare nel settore della creazione di immagini intraorali.

Ulteriori vantaggi e proprietà della presente invenzione sono descritti nella seguente descrizione, in cui forme di attuazione esemplificative della presente invenzione sono spiegate in dettaglio in base ai disegni:

la figura 1 mostra una forma di attuazione di un apparecchio per la creazione di immagini intraorali, comprendente un dispositivo di creazione di immagini singolo combinato che ospita due differenti unità di sensore ottico;

la figura 2 illustra il funzionamento di un’unità di sensore ottico per la creazione di immagini intraorali, basato sulla triangolazione;

la figura 3 illustra il funzionamento di un’unità di sensore ottico per la creazione di immagini intraorali, basato sulla stereovisione;

la figura 4 illustra il funzionamento di un’unità di sensore ottico per la creazione di immagini intraorali, basato sulla tecnica? confocale; la figura 5 illustra l’uso combinato di vari apparecchi intraorali con funzioni differenti; e

la figura 6 raffigura un’ulteriore forma di attuazione, in cui le funzioni aggiuntive vengono fornite da un componente aggiuntivo.

La figura 1 mostra un apparecchio intraorale 1 per la creazione di immagini intraorali, che comprende un dispositivo portatile di creazione di immagini 2, che può essere introdotto nella cavità orale di un paziente, al fine di generare un’immagine tridimensionale dell’arcata dentale 3 di un paziente. In questo contesto, l’arcata dentale 3 deve essere considerata come comprendente la dentatura, vale a dire la fila, completa o incompleta, di denti lungo l’arcata formata dalle mascelle e comprendente il sistema di supporto che trattiene i denti. La dentatura completa di una persona adulta lungo una mascella consiste in due incisivi 4, un canino 5, due premolari 6 e tre molari 7 in ciascuna metà della dentatura. Il terzo molare è anche chiamato dente del giudizio e non è sempre presente. Pertanto, il secondo o terzo molare 7 forma generalmente un’estremità distale 8 della dentatura. Il sistema di supporto che tiene i denti in posizione consiste principalmente nella gengiva e nell’osso alveolare.

Il dispositivo di creazione di immagini 2 ha generalmente una forma allungata ed è dotato di una prima unità di sensore ottico 9, avente un primo campo di vista 10 e una seconda unità di sensore ottico 11, avente un secondo campo di vista 12. La prima unità di sensore ottico 9 è in grado di generare i primi dati di sensore e la seconda unità di sensore ottico 11 è in grado di generare i secondi dati di sensore. La prima unità di sensore ottico 9 e la seconda unità di sensore ottico 11 sono collegate con un sistema di elaborazione 13, che può essere un computer comune o un dispositivo elettronico progettato appositamente. Il sistema di elaborazione 13 è in grado di determinare una prima distanza tra la prima unità di sensore ottico 9 e un primo punto 14, correlato all’arcata dentale 3 e una seconda distanza tra la seconda unità di sensore ottico 11 e un secondo punto 15 correlato all’arcata dentale 3. Le distanze determinate in base ai primi dati di sensore possono essere usate per generare un’immagine tridimensionale 16 dell’arcata dentale 3. Durante l’acquisizione dei primi dati di sensore, il dispositivo di creazione di immagini 2 viene spostato, seguendo una traiettoria 17 lungo l’arcata dentale 3, in modo tale che il primo campo di vista 10 venga spostato lungo l’intera arcata dentale 3. L’immagine tridimensionale 16 può essere visualizzata su uno schermo 18, collegato al sistema di elaborazione 13.

Se soltanto i primi dati di sensore vengono usati per generare l’immagine tridimensionale 16, può sorgere il problema che l’immagine tridimensionale 16 corrisponde a un’arcata dentale distorta 19 e non all’effettiva arcata dentale 3, poiché gli errori nella determinazione delle distanze si sommano durante il processo di acquisizione con conseguente immagine tridimensionale errata che riflette un’arcata dentale 19 distorta.

La distanza dei molari 7 in corrispondenza dell’estremità distale 8 dell’immagine tridimensionale 16 che riflette l’arcata dentale 19 distorta può essere più piccola o più grande della distanza dei molari 7 in corrispondenza dell’arcata dentale reale 3. Questo tipo di errore può essere corretto se vengono usati anche i secondi dati di sensore per generare l’immagine tridimensionale 16. Poiché la relazione spaziale tra la prima unità di sensore ottico 9 e la seconda unità di sensore ottico 11 è nota, la distanza assoluta tra l’estremità distale 8 dell’arcata dentale 3 può essere calcolata in base alla prima distanza tra la prima unità di sensore ottico 9 e il primo punto 14 dell’arcata dentale 3 e alla seconda distanza tra la seconda unità di sensore ottico 11 e il secondo punto 15 dell’arcata dentale 3. Pertanto, la posizione relativa delle sezioni opposte dell’arcata dentale 3 può essere determinata con elevata precisione.

La prima unità di sensore ottico 9 e la seconda unità sensore ottico 11 possono essere realizzate in vari modi. Di seguito, verranno presentati tre esempi. Per motivi di chiarezza, i numeri di riferimento si riferiscono soltanto alla prima unità di sensore ottico 9. I vari modi di realizzare la prima unità di sensore ottico 9 possono anche essere usati per la seconda unità di sensore ottico 11.

La figura 2 mostra una forma di attuazione della prima unità di sensore ottico 9 che si basa sulla triangolazione. Questa forma di attuazione comprende un dispositivo di proiezione 20 e un elemento ottico di proiezione 21, che riproduce uno schema su un oggetto 22. La prima unità di sensore ottico 9 comprende inoltre un sensore 23 e un’ottica sensore 24, che riproduce il motivo sull’oggetto 22 sul sensore 23. La posizione relativa del sensore 23 rispetto al dispositivo di proiezione 20 è nota. Inoltre, è nota una direzione di proiezione 25 del dispositivo di proiezione 20. L’angolo di visione sotto il quale lo schema di proiezione appare sul sensore 23 può essere determinato dai primi dati di sensore prodotti dal sensore 23. È, quindi, possibile determinare una distanza tra il primo punto 14 dell’oggetto 22 e il primo sensore ottico 9, per esempio la distanza tra il primo punto 14 dell’oggetto 22 e una linea di base che si estende tra il dispositivo di proiezione 20 e il sensore 23. Pertanto, è possibile determinare la distanza tra la prima unità di sensore ottico 9 e il primo punto 14.

Si noti che l’ottica di proiezione 21 e l’ottica di sensore 24 possono comprendere più di una lente. Per semplicità, sono stati raffigurati soltanto i raggi principali attraverso le lenti.

Si noti inoltre che il primo campo di vista 10 viene determinato dal campo di vista dell’ottica di sensore 24.

La figura 3 illustra una seconda forma di attuazione della prima unità di sensore ottico 9 basata sulla stereovisione. La seconda forma di attuazione comprende un’unità di illuminazione 26 e due sensori 27 e 28 che sono dotati ciascuno di una ottica di sensore associata 29 e 30. Il primo campo di questa forma di attuazione, che corrisponde al primo campo di vista 10, è formato dall’intersezione dei campi di vista associati con i sensori 27 e 28. L’oggetto 22 che si trova con il primo campo di vista 10 viene visto dai sensori 27 e 28 con differenti angoli di visione. Poiché la relazione spaziale tra i sensori 27 e 28 è nota, la distanza tra il primo punto 14 sull’oggetto 22 e la seconda forma di attuazione della prima unità di sensore ottico 9 può essere determinata in base agli angoli di visione e alla relazione spaziale nota tra i sensori 27 e 28.

La figura 4 illustra una terza forma di attuazione della prima unità di sensore ottico 9, basata sulla creazione di immagini con tecnica? confocale. La forma di attuazione comprende una sorgente di illuminazione 31. Un’ottica di illuminazione 32 invia immagini della sorgente di illuminazione 31 a un’apertura di illuminazione 33. L’apertura di illuminazione 33 è seguita da un collimatore 34, che trasforma il fascio in un fascio collimato. Il diffrattore di fascio 35 dirige il fascio collimato verso un decollimatore 36. Un oggetto ottico 37 mette a fuoco il decollimatore 36 su un primo punto 14 sull’oggetto 22. L’ottica 37 dell’oggetto e il decollimatore 36 fanno sì che la luce riflessa sul primo punto 14 incida sul diffrattore di fascio 35 che dirige la luce riflessa su un ulteriore decollimatore 38, il quale focalizza il fascio su un’apertura di sensore 39. L’ottica di rivelatore 40 invia come immagine la luce trasmessa attraverso l’apertura di sensore 39 a un sensore 41. La luce viene riflessa sul punto che si trova a una distanza dal primo punto 14, viene bloccata dall’apertura di sensore 39. Pertanto, soltanto il primo punto 14 viene inviato come immagine al sensore 41. Poiché la lunghezza focale dell’ottica dell’oggetto 37 è nota, è possibile determinare la distanza tra la terza forma di attuazione della prima unità di sensore ottico 9 e il primo punto 14.

Variando l’ottica di illuminazione 32 e l’apertura di illuminazione 33 e/o variando l’ottica 37 dell’oggetto, la posizione del primo punto 14 che forma immagine del sensore 41 può essere variata con il primo campo di vista 10. Pertanto, gli oggetti 22 situati nel primo campo di vista 10 possono essere successivamente campionati.

La prima unità di sensore ottico 9 e la seconda unità di sensore ottico 11 possono avere capacità di zoom e messa a fuoco variabili al fine di ottenere immagini nitide dell’arcata dentale; pertanto, l’ottica di sensore 24, 29 e 30, nonché l’ottica di oggetto 37 possono essere componenti ottici-meccanici complessi. Questi componenti opto-meccanici consentono al primo sensore ottico 9 e al secondo sensore ottico 11 di zoomare e mettere a fuoco alla giusta distanza, mantenendo un campo visivo e una risoluzione fissi. I componenti opto-meccanici sono generalmente una struttura di lenti, montata nella parte anteriore della prima unità di sensore ottico 9 e della seconda unità di sensore ottico 11, la cui funzione di messa a fuoco è controllata da un sistema motorizzato.

Un’altra opzione è quella di fornire alla prima unità di sensore ottico 9 e alla seconda unità di sensore ottico 11 una profondità di campo sufficiente. Lo svantaggio di questa opzione è un tempo di acquisizione più elevato, a causa della diminuzione della frequenza dei fotogrammi usabile. La frequenza dei fotogrammi è inferiore, perché la maggiore profondità di campo richiede tempi di illuminazione più lunghi per ottenere lo stesso rapporto segnale/rumore nell’immagine. L’utente è quindi tenuto a mantenere l’impugnatura del dispositivo di creazione di immagini 2 in una posizione fissa per alcuni secondi durante l’acquisizione al fine di ottenere una profondità di campo che porti a una distanza misurata con la precisione richiesta.

La figura 5 mostra una forma di attuazione modificata dell’apparecchio 1, in cui il dispositivo di creazione di immagini 2 ha la funzione di un dispositivo ausiliario 42 rispetto a un dispositivo di creazione di immagini principale 43. In questo caso, il dispositivo di creazione di immagini 2 ha la funzione di un dispositivo di creazione di immagini ausiliario 42.

Il dispositivo principale di acquisizione di immagini 43 ha una forma allungata, simile alla forma del dispositivo ausiliario 42 ed è dotato di un’ulteriore unità 44 di sensori ottici basata sulla triangolazione, la stereovisione o la tecnica? confocale, come spiegato in base alle figure 2, 3 e 4. L’ulteriore unità di sensore ottico 44 è predisposta per generare ulteriori dati di sensore. Il dispositivo di creazione di immagini ausiliario 42 è dotato della prima unità di sensore ottico 9 e della seconda unità di sensore ottico 11 ed è predisposto per determinare le distanze tra i denti su lati opposti dell’arcata dentale 3.

Nella forma di attuazione illustrata nella figura 5, il sistema di elaborazione 13 può essere collegato alla prima unità di sensore ottico 9 e alla seconda unità di sensore ottico 11, posta nel dispositivo di creazione di immagini ausiliario 42 e può anche essere collegata all’ulteriore unità di sensore ottico 44, situata nel dispositivo di creazione di immagini principale 43. Il sistema di elaborazione 13 può quindi usare gli ulteriori dati di sensore per generare l’immagine tridimensionale 16 dell’arcata dentale 3, mentre il sistema di elaborazione 13 usa i primi dati di sensore e i secondi dati di sensore per determinare le distanze assolute che possono essere usate dall’elaborazione sistema 13 per correggere l’immagine tridimensionale 16.

L’utente della forma di attuazione mostrata in figura 5 può eseguire la generazione dell’immagine tridimensionale 16 in due fasi: in una prima fase, il dispositivo principale di creazione di immagini 43 viene inserito nella cavità orale e l’arcata dentale 3 viene scansionata. In una seconda fase, il dispositivo di creazione di immagini principale 43 viene rimosso, il dispositivo di creazione di immagini ausiliario 42 viene posto nel mezzo della cavità orale e vengono determinate le distanze di riferimento richieste.

Durante la seconda fase, i componenti opto-meccanici ingrandiscono e mettono a fuoco automaticamente due denti a risoluzione, profondità di campo e campo visivo fissi, con l’aiuto del sistema di elaborazione 13 o di un microcontrollore incorporato nel dispositivo di creazione di immagini 2.

La forma di attuazione mostrata in figura 5 semplifica la complessità dell’hardware rispetto alla forma di attuazione mostrata nella figura 1 e accelera l’acquisizione delle distanze di riferimento, ma richiede due dispositivi, vale a dire il dispositivo di creazione di immagini principale 43 e il dispositivo di creazione di immagini ausiliario 42.

Invece di fornire due dispositivi completamente separati, è anche possibile fornire un supporto comune, in cui il dispositivo di creazione di immagini principale 43 e il dispositivo di creazione di immagini ausiliario 42 possono essere collegati.

La figura 6 illustra, infine, un’ulteriore forma di attuazione, in cui la seconda unità di sensore ottico 11 forma parte di un componente aggiuntivo 45 che può essere aggiunto al dispositivo di creazione di immagini 2 se necessario.

Potenziali difficoltà nella realizzazione di un sistema optomeccanico affidabile, in grado di fornire autofocus alle unità di sensore ottico 9, 11 e 44, possono essere ridotte mediante l’uso di lenti liquide: le lenti liquide sfruttano un processo di elettrobagnatura per ottenere capacità di messa a fuoco automatica superiori. La lente stessa è una cella sigillata, con acqua e olio all’interno. Il processo di elettrobagnatura modella la goccia d’olio in una lente efficace in modo rapido e preciso. Il processo è continuo, reversibile e veloce allo stesso modo per piccoli e grandi passaggi di messa a fuoco. Questa tecnologia può essere usata per le unità di sensore ottico 9, 11 e 44 in cui si verificano grandi variazioni nella distanza dell’oggetto che richiedono una rapida messa a fuoco automatica. Il vantaggio principale consiste nella possibilità di evitare accessori opto-meccanici, nelle dimensioni compatte, nella semplificazione dell’hardware e nella velocità operativa.

L’apparecchio e il metodo sono stati qui descritti con riferimento a un’arcata dentale avente una dentatura completa. L’apparecchio e il metodo, tuttavia, possono essere applicati anche ad arcate dentali incomplete, in cui manchi almeno un dente. L’apparecchio e il metodo possono essere ulteriormente applicati a pazienti edentuli. Oltre all’immagine dell’arcata dentale nella cavità orale di un paziente, l’apparecchio e il metodo possono anche essere applicati a una creazione di immagini extraorale di modelli completi o parziali di archi dentali.

Si deve inoltre notare che l’apparecchio e il metodo qui descritti possono essere usati per correggere un’immagine tridimensionale di un intero arcata dentale e per correggere ripetutamente un processo di scansione progressivo.

In tutta la descrizione e in tutte le rivendicazioni della presente domanda, il singolare racchiude il plurale, a meno che il contesto richieda differentemente. In particolare, laddove viene usato un articolo indeterminativo, la descrizione deve essere intesa come contemplante sia il plurale sia il singolare, a meno che il contesto richieda differentemente.

Caratteristiche, numeri interi, componenti o gruppi descritti in combinazione con un aspetto, una forma di attuazione o un esempio specifico dell’invenzione devono essere compresi come applicabili a un qualsiasi altro aspetto, forma di attuazione o esempio descritto nella presente, salvo sia incompatibile con ciò.

Numeri di riferimento

1 apparecchio

2 dispositivo di creazione di immagini 3 arcata dentale

4 incisivo

5 canino

6 premolare

7 molare

8 estremità distale

9 prima unità di sensore ottico

10 primo campo visivo

11 seconda unità di sensore ottico 12 secondo campo visivo

13 sistema di elaborazione

14 primo punto

15 secondo punto

16 immagine tridimensionale

17 traiettoria

18 schermo

19 arcata dentale distorta

20 dispositivo di proiezione

21 ottica di proiezione

22 oggetto

23 sensore

24 ottica di sensore

25 direzione di proiezione

26 unità di illuminazione

27 sensore

28 sensore

29 ottica di sensore

30 ottica di sensore

31 fonte di illuminazione

32 ottica di illuminazione

33 apertura di illuminazione

34 collimatore

35 diffrattore di fascio

36 decollimatore

37 ottica di oggetto

38 decollimatore

39 apertura di sensore

40 ottica di rilevatore

41 sensore

42 dispositivo di creazione di immagini ausiliario 43 dispositivo di creazione di immagini principale 44 ulteriore unità di sensore ottico

45 componente aggiuntivo

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali, comprendente: - un dispositivo di creazione di immagini (2, 42) che comprende una prima unità di sensore ottico (9), dotata di un primo campo visivo (10) e in grado di generare i primi dati di sensore per quanto riguarda un'arcata dentale (3) nel primo campo di vista (10), e - un sistema di elaborazione dati (13), che può essere collegato alla prima unità di sensore ottico (9) del dispositivo di creazione di immagini (2, 42) e che è in grado di generare una prima distanza tra la prima unità di sensore ottico (9) e un primo punto (14) correlato all'arcata dentale (3) usando esclusivamente i primi dati di sensore forniti dalla prima unità di sensore ottico (9), caratterizzato da ciò che - il dispositivo di creazione di immagini (2, 42) comprende inoltre una seconda unità di sensore ottico (11), disposta in una relazione spaziale nota rispetto alla prima unità di sensore ottico (9) e dotata di un secondo campo visivo (12), che si estende almeno in parte oltre il primo campo visivo (10) della prima unità di sensore ottico (9), la seconda unità di sensore ottico (11) essendo in grado di generare secondi dati di sensore, e da ciò che - il sistema di elaborazione dei dati (13) può essere anch'esso collegato alla seconda unità di sensore ottico (11) ed è in grado di determinare una seconda distanza tra la seconda unità di sensore ottico (11) e un secondo punto (15) che è correlato all'arcata dentale (3) e che è posto all'esterno del primo campo visivo (10), usando esclusivamente i secondi dati di sensore forniti dalla seconda unità di sensore ottico (11).
2. 2. Apparecchio per creazione di immagini dentale tridimensionale secondo la rivendicazione 1, in cui almeno uno dei punti correlati all'arcata dentale (3) è un punto sulla superficie dell'arcata dentale (3).
3. 3. Apparecchio per l'creazione di immagini dentali tridimensionali secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il primo campo di vista (10) non ha alcuna intersezione con il secondo campo di vista (12), e/o in cui il primo campo visivo (10) è orientato verso un primo emisfero e il secondo campo visivo (12) è orientato verso un secondo emisfero complementare al primo emisfero, e/o in cui il primo campo di vista (10) e il secondo campo di vista (12) sono orientati in direzioni di visione opposte.
4. 4. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la prima unità di sensore ottico (9) e la seconda unità di sensore ottico (11) sono integrate in detto dispositivo di creazione di immagini (2, 42) in una relazione spaziale fissa.
5. 5. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo la rivendicazione 4, in cui il sistema di elaborazione dati (13) usa i primi dati di sensore forniti dalla prima unità di sensore ottico (9) per generare un'immagine tridimensionale (16) dell'arcata dentale (3) all'interno del primo campo ottico di vista (10).
6. 6. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui la prima unità di sensore ottico (9) e la seconda unità di sensore ottico (11) formano parte di un dispositivo di creazione di immagini ausiliario (42) per determinare una distanza tra parti dell'arcata dentale (3) in base alla prima distanza e alla seconda distanza, in cui l'apparecchio è inoltre dotato di un dispositivo di creazione di immagini principale (43), dotato di un'ulteriore unità di sensore ottico (44) che genera ulteriori dati di sensore e in cui il sistema di elaborazione dati (13) può collegato anche all'ulteriore unità di sensore ottico (44) ed è in grado di generare un'immagine tridimensionale (16) di almeno una parte dell'arcata dentale (3), usando gli ulteriori dati di sensore.
7. 7. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo la rivendicazione 6, in cui il dispositivo di creazione di immagini ausiliario (42) e il dispositivo di creazione di immagini principale (43) possono essere montati su un supporto comune.
8. 8. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui la prima unità di sensore ottico (9) e/o la seconda unità di sensore ottico (11) e/o l'ulteriore unità di sensore ottico (44) sono selezionate dal gruppo costituito da sistemi di stereovisione, sistemi di triangolazione e sistemi confocali.
9. 9. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo la rivendicazione 8, in cui il sistema di stereovisione e/o il sistema di triangolazione sono dotati di capacità di messa a fuoco automatica, basata almeno su una lente liquida.
10. 10. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 5 a 9, in cui il sistema di elaborazione dati (13) usa la distanza determinata per correggere un'immagine tridimensionale (16) dell'arcata dentale (3) generata dai primi dati di sensore forniti dalla prima unità di sensore ottico (9) o generata dagli ulteriori dati di sensore forniti dall'ulteriore unità di sensore ottico (44).
11. 11. Apparecchio per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo la rivendicazione 10, in cui il sistema di elaborazione dati (13) usa la distanza determinata per correggere la distanza tra le estremità distali (8) dell'arcata dentale (3).
12. 12. Apparecchio per la creazione di immagini dentale tridimensionale secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, in cui il sistema di elaborazione dati (13) è disposto per determinare una distanza tra denti molari (7) o denti premolari (6) su lati opposti dell'arcata dentale (3), usando i primi e secondi dati di sensore.
13. 13. Apparecchio secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 12, in cui il dispositivo di creazione di immagini (2), il dispositivo di creazione di immagini ausiliario (42) e/o il dispositivo di creazione di immagini principale (43) comprendono rispettivamente una testina distale che può essere introdotta nella bocca di un paziente e che alloggia le unità di sensore ottico (9, 11, 44).
14. 14. Metodo per la creazione di immagini dentali tridimensionali, comprendente le fasi di: - fornire un dispositivo di creazione di immagini (2, 42), comprendente una prima unità di sensore ottico (9), in cui la prima unità di sensore ottico (9) è dotata di un primo campo visivo (10), - la prima unità di sensore ottico (9) viene usata per generare i primi dati di sensore per quanto riguarda un'arcata dentale (3) nel primo campo visivo (10), e - un sistema di elaborazione dati (13) è collegato alla prima unità di sensore ottico (9) del dispositivo di creazione di immagini (2, 42) e viene usato per generare una prima distanza tra la prima unità ottica (9) e un primo punto (14) correlato all'arcata dentale (3), usando esclusivamente i primi dati di sensore forniti dal primo sensore ottico (9), caratterizzato da ciò che - una seconda unità di sensore ottico (11) disposta in una relazione spaziale nota rispetto alla prima unità di sensore ottico (9) e dotata di un secondo campo visivo (12), che si estende almeno parzialmente oltre il primo campo visivo (10) del primo sensore ottico (9), viene usata per generare i secondi dati di sensore, e così via - il sistema di elaborazione dati (13) è anche collegato alla seconda unità di sensore ottico (11) e viene usato per determinare una seconda distanza tra la seconda unità ottica (11) e un secondo punto (15) che è correlato all'arcata dentale (3) e che è disposto all'esterno del primo campo visivo (10) usando esclusivamente i secondi dati di sensore forniti dal secondo sensore ottico (11).
15. 15. Metodo per la creazione di immagini dentali tridimensionali secondo la rivendicazione 14, in cui il dispositivo di creazione di immagini (2, 42) viene introdotto nella cavità orale di un paziente.