KR101574376B1 - 우식을 탐지하는 방법 및 장치 - Google Patents

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케어스트림 헬스 인코포레이티드
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Abstract

치아(20) 형광 및/또는 반사율 효과를 이용하는 치아(20)의 향상된 이미지(60)를 형성하는 방법은 형태론적 이미지 처리 기법을 채용하며, 이미지(60)에서의 전체적인 세기 변화에 대한 민감성을 줄여준다.

Description

우식을 탐지하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR DETECTION OF CARIES}
관련 출원의 상호 참조
동일 출원인에 의해 출원되어 공동으로 출원 계속 중이며, 옹(Wong) 등에 의해 2006년 8월 31일에 우식의 탐지를 위한 방법(METHOD FOR DETECTION OF CARIES)이라는 발명의 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제11/468,883호와 리앙(Liang) 등에 의해 2006년 9월 12일에 우식 탐지를 위한 장치(APPARATUS FOR CARIES DETECTION)라는 발명의 명칭으로 출원된 미국 특허 출원 제11/530,987호가 참조되며, 이들은 본 명세서에 통합된다.
발명의 분야
본 발명은 치과 영상화 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 형광 및 광의 산란을 이용한 우식의 조기 탐지를 위한 향상된 방법에 관한 것이다.
치아 우식(dental caries)은 전세계에 걸친 주요한 공중 보건상의 문제이다. 치아 우식은 유년 시절의 단일한 가장 일반적인 만성 질환으로 인식되어 왔다. 치아 우식을 처치하며 방지하는 데에 있어서 이룬 진보에도 불구하고, 그 문제와 더욱 대결하기 위해서는 훨씬 더 많은 것이 수행될 필요가 있다.
치아 우식은 만성의 전염성 질환이다. 조기 탐지는 질병의 파괴 행위를 줄일 수 있을 것이다; 이것은 치과 전문가들이 비싸며 덜 바람직한 수복 처치를 수행하기 보다는 오히려 우식 과정을 반전시키기 위해 전문적 처치를 할 수 있도록 해준다.
우식 탐지를 위한 전통적인 방법은 종종 방사선 사진(X선) 영상술에 의해 지원되는 시각적 검사 및 날카로운 치과 탐사 장치를 이용하는 촉감 조사를 포함한다. 약해진 치아를 손상시킬 위험, 확산되는 감염, 및 X선 방사에 대한 노출을 포함하는 종래의 탐지 기법들과 관련된 위험이 존재한다.
향상된 우식 탐지 방법에 대한 필요에 대응하여, X선을 채용하지 않는 향상된 영상 기법에 대한 관심이 있어 왔다. 상용화된 한 방법은 치아가 높은 세기의 UV 청색 광으로 조명될 때 발생되는 형광을 채용한다. 정량적 광 유도 형광법(quantitative light-induced fluorescence, QLF)이라고 명명된 이 기법은 건전한 건강한 치아의 에나멜은 우식 전염에 의해 손상된 탈 미네랄 에나멜보다 일부 파장으로부터 여자 하에서 높은 강도의 형광을 형성한다는 원리에서 동작한다. 그러면, UV-청색광 여기에 대한 미네랄 손실과 형광 손실 사이의 강한 상관 관계가 치아의 우식 면적을 식별하며 평가하기 위해 사용된다.
미국 특허 출원 제11/468,883호에서는, 치아의 반사율 및 형광 이미지를 이용하는 방법 및 장치가 우식을 탐지하기 위해 사용된다. 이것은 초기의 우식에 대해 관측된 후방 산란을 형광 효과와 조합적으로 활용하여, 우식을 탐지하기 위해 향상된 치과 영상 기법을 제공한다. 반사율 증강 형광 영상법(fluorescence imaging with reflectance enhancement, FIRE)이라고 지칭되는 기법은 이전 접근 방법의 콘트라스트를 능가해서 이미지의 콘트라스트를 증대시키는 것을 도와주며, 또한 예방적 수단이 효력을 발생할 수 있는 단계에서 초기의 우식을 탐지하는 것을 가능하게 해준다. 유리하게는, FIRE 탐지는 형광 만을 측정하는 기존의 형광 접근 방법을 사용하여 제시되어 온 것보다 우식 탐지의 조기 단계에서 정확하다. 이 출원은 FIRE 이미지를 형성하기 위해 다운 시프팅 방법(다운 시프팅 FIRE(downshifting-FIRE)라고 지칭되는)을 설명한다.
조명 변화에 대한 민감성을 줄여주는 FIRE 이미지 생성 방법을 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.
본 발명의 일 양상에 따르면, 치아의 향상된 이미지를 형성하기 위한 방법에 있어서,
(a) 다음 단계에 의해 상기 치아로부터 형광 이미지 데이터를 획득하는 단계;
(ai) 상기 치아를 향해 입사광을 보내는 단계;
(aii) 상기 치아로부터의 형광 방출을 감지하는 단계; 및
(aiii) 상기 형광 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 형광 이미지 데이터 값을 저장하는 단계;
(b) 다음 단계에 의해 상기 치아로부터 반사 이미지 데이터를 획득하는 단계:
(bi) 상기 치아를 향해 입사광을 보내는 단계;
(bii) 상기 치아로부터의 후방 산란 반사광을 감지하는 단계; 및
(biii) 상기 반사 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 반사 이미지 데이터 값을 저장하는 단계; 및
(c) 다음에 단계에 의해 상기 형광 이미지 데이터 내의 각각의 픽셀을 상기 반사 이미지 데이터 내의 그 해당 픽셀과 결합시키는 단계:
(ci) 상기 반사 이미지로부터 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하는 단계; 및
(cii) 상기 형광 이미지 데이터 값과 상기 영역 최대 이미지 데이터 값의 차이에 따라 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 단계를 포함하며; 그에 의해 상기 향상된 이미지는 향상된 이미지 데이터 값의 결과적인 픽셀 어레이로부터 형성되는 치아의 향상된 이미지를 형성하는 방법이 제공된다.
바람직하게는, 형광 이미지 데이터를 획득하기 위한 상기 입사광의 상기 파장은 300 내지 500nm 사이이다.
바람직하게는, 상기 입사광은 단계(b)에서 백색 발광 다이오드로부터 방출되며, 상기 입사광은 단계(a)에서 UV 발광 다이오드로부터 방출된다.
바람직하게는, 상기 영역 최대 이미지는 그레이 스케일 복원을 이용하는 형태론적 절차에 기초해서 계산된다. 더 바람직하게는, 상기 형태론적 절차는 h-돔 변환이며, 상기 형태론적 절차는
(1) 상기 반사 이미지의 그레이 스케일 버전인 상기 마스크로부터 소정의 값을 감산함으로써 상기 마스크로부터 마커 이미지를 계산하는 단계;
(2) 상기 마커로부터 상기 마스크의 상기 그레이 스케일 복원을 계산하는 단계; 및
(3) 상기 마스크로부터 상기 (2)의 결과를 감산함으로써 상기 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하는 단계를 포함한다.
바람직하게는, 상기 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 단계는 상기 형광 이미지 데이터 값으로부터 상기 영역 최대 이미지 데이터 값을 감산함으로써 수행된다.
대안적으로, 상기 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 단계는
(i) 상기 형광 이미지 데이터 값에 제 1 스칼라 승수를 곱하는 단계;
(ii) 상기 영역 최대 이미지 데이터 값에 제 2 스칼라 승수를 곱하는 단계; 및
(iii) 상기 향상된 이미지 데이터 값을 획득하기 위해 상기 (i)의 결과로부터 상기 (ii)의 결과를 감산하는 단계에 의해 수행된다.
조명 변화에 대한 민감성을 줄이거나 최소화한 것이 본 발명의 장점이다. 다시 말해서, 본 발명에 따른 방법은 FIRE 이미지를 생성하기 위한 보다 강건한 방법이다.
본 발명의 상기한 그리고 다른 특징 및 장점들은 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 상세히 기술함으로써 더욱 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 우식 탐지를 위한 영상 장치의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 우식 탐지를 위한 대체 영상 장치의 개략적인 블록도이다.
도 3은 본 발명의 방법에서 수행되는 단계들을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 반사 이미지에서의 영역 최대값을 식별함에 있어서 단계(302)의 구현예를 도시하는 흐름도이다.
도 5는 종래 기술에 따라 생성된 다운 시프트 FIRE 이미지와 본 발명에 따라 생성된 형태론적 FIRE 이미지를 비교하는 예시적인 도면이다.
본 발명은 계산 단계를 포함한다. 당업자는 이러한 계산 단계가 하드웨어나 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다는 것을 인식하게 될 것이다. 이미지 조작 시스템은 공지되어 있기 때문에, 본 설명은 특히 본 발명에 따른 방법의 일부를 형성하거나 이와 더 직접적으로 협력하는 알고리즘과 시스템에 초점을 맞출 것이다. 본 명세서에서 구체적으로 도시되거나 기술되지 않은 그러한 알고리즘과 시스템의 다른 양상 및 그와 관련된 이미지 신호를 생성하며 아니면 처리하기 위한 하드웨어 및/또는 소프트웨어는 해당 기술 영역에서 공지된 그러한 시스템, 알고리즘, 컴포넌트 및 구성요소로부터 선택될 수 있다. 이하의 명세서에 설명된 바와 같이 설명이 주어진다면, 그들의 모든 소프트웨어 구현은 통상적인 것이며 그러한 기술 영역에서 통상적인 기술 범위 내에 있다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 그 소프트웨어 프로그램은 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있으며, 이 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 예를 들어 자기 디스크(플로피 디스크와 같은)나 자기 테이프와 같은 자기 저장 매체, 광학 디스크, 광학 테이프나 기계 판독 가능 바코드와 같은 광학 저장 매체, RAM이나 ROM과 같은 고체 전자 저장 장치, 또는 컴퓨터 프로그램을 저장하기 위해 채용되는 임의의 다른 물리적인 장치나 매체를 포함할 수 있다.
본 발명을 설명하기 전에, 본 발명은 개인용 컴퓨터와 같은 컴퓨터 시스템, 또는 디지털 신호 처리 칩과 같은 전용 데이터 처리 구성요소를 채용하는 임베디드 시스템 상에서 사용될 수 있다는 점을 언급하는 것은 이해를 쉽게 해준다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 미국 특허 출원 제11/468,883호 및 미국 특허 출원 제11/530,987호에 더욱 상세하게 설명되어 있으며 본 명세서에 참조로서 통합되어 있는 영상 장치들이 본 발명을 수행하기 위해 배치된다.
도 1은 본 발명에 따른 우식 탐지를 위한 영상 장치(10)를 도시한다. 도 1에서, 광원(12)은 UV-청색 파장 범위나 다른 적절한 파장 범위에 있는 입사광을 선택 렌즈(14)나 다른 광 빔 조절 요소를 통해 치아(20)로 보낸다. 실제로, 광원(12)은 약 300 및 500nm 사이에서 상부 자외선 범위에서 심부 청색까지 파장이 걸쳐있는 광을 방출할 수 있다. 치아(20)는 매끄러운 면(도시된 바와 같이)이나 교합면(도시되지 않음)에서 조명될 수 있다. 광의 두 성분, 즉 입사광과 같은 파장과 측정 가능한 반사율을 가지는 후방 산란 광 성분 및 입사광으로 인해 여기된 형광광은 그 후 렌즈(22)를 통해 흑백 카메라(30)에 의해 탐지된다.
흑백 카메라(30)는 색 필터(26 및 28)를 구비할 수 있다. 색 필터(26 및 28) 중 하나는 반사율 영상화에 사용되며, 다른 하나는 형광 영상화 중에 사용된다. 처리 장치(38)는 반사율 및 형광 이미지 데이터를 얻어서 처리하며 FIRE 이미지(60)를 형성한다. FIRE 이미지(60)는 우식 탐지 정보를 포함하는 향상된 이미지이고, 그것은 인쇄되거나 디스플레이(40) 상에 디스플레이될 수 있다. FIRE 이미지(60) 데이터는 또한 저장 장치에 전송되거나 디스플레이를 위한 다른 장소에 전송될 수 있다.
도 2는 컬러 카메라(32)와 다수의 광원들(12)을 이용하는 대체 영상 장치(10)를 도시하며, 각각의 광원(12)은 다른 스펙트럼 범위를 가진다. 도시된 바와 같이, 하나의 광원(12)은 반사 이미지를 얻기 위한 백색 광원이다. 백색 광원을 위한 전형적인 스펙트럼 범위는 약 400nm 내지 약 700nm의 파장을 포함할 수 있으며, 그것은 백색 LED로부터 방출될 수 있다. 다른 광원(12)은 형광 방사를 여기시키기 위한 짧은 파장을 가진 광을 방출하는 UV LED, 청색 LED나 다른 광원이다. 예를 들어, 그 스펙트럼 범위는 300-500nm 내에 원활하게 위치할 수 있다. 대역 통과 필터(17)는 이 제 2 광원에서 형광 이미지까지 대역을 좁히는 한편 광학적 크로스토크를 줄일 수 있다. 편광기(42)가 입사 조명 광의 경로 상에 제공될 수 있으며, 분석기(44)가 거울 반사 성분을 최소화하는 수단으로서 치아(20)로부터의 이미지 운반 광의 복귀 경로 상에 제공된다. 치아로부터의 복귀 광의 경로 상에 있는 장 통과 필터(15)는 자외선과 짧은 파장의 가시 광(예를 들어, 약 405 +/- 40nm 근처에 중심을 둔 스펙트럼의 청색 부분 상의 광)을 감쇄시키며 보다 긴 파장의 광을 통과시키기 위해 사용된다. 이 장치는 형광(통상적으로 명목상 약 550nm인 스펙트럼의 녹색 부분에 중심을 둔)을 여기하기 위해 사용될 수 있는 청색 광의 효과를 최소화하며, 보다 짧은 파장의 광을 감쇄시킴에 의해서 백색 광원을 반사 이미지를 얻기 위한 광원(12)으로 사용할 수 있게 해준다.
다수의 광원들(12)이 있을 때, 개별적인 광원(12)이 어느 시점에서 해당 반사율이나 형광 이미지를 얻기 위해 토글 온(ON) 및 오프(OFF)될 수 있다. 도 2를 참조해서 기술된 실시예에 대해서, 예를 들어 백색 광원(12)이 카메라(32)나 다른 센서에서 반사 이미지(또는 백색 광 이미지)를 얻도록 온(ON)될 수 있다. 다른 UV 발광 다이오드 소스는 오프(OFF)이다. 그러면, 백색 광원(12)이 오프(OFF)이며 UV 발광 다이오드 소스에 에너지가 공급될 때, 형광 이미지가 얻어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 방법이 형태론적 그레이스케일 복원 기법을 사용하여 향상된 FIRE 이미지를 발생시키기 위해 도입된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단계(301)에서, 형광 이미지 데이터 및 반사 이미지 데이터가 도 1이나 도 2에 도시된 영상 장치(10)를 이용해서 위에서 기술된 방식으로 치아로부터 캡처된다. 단계(302)에서, 반사 이미지에서의 영역 최대값이 결정된다. 그들의 절대 픽셀 값에 관계없이, 치아 상의 백색 스폿 면적(조기 우식)은 반사 이미지 내의 주변 건전 치아 영역보다 더 밝게 나타나며, 그들은 반사 이미지의 세기 맵 내의 영역 최대값에 대응한다. 따라서, 영역 최대값을 결정하는 것은 조명의 비균일성, 영상 광학 감소나 치아 형상과 같은 요인들로부터 기인하는 이미지 세기의 전반적인 변화에 의해 영향을 받지 않는 조기 우식 영역의 픽셀을 식별하는 적절한 방법을 제공한다. 그 후, 단계(303)에서, 반사 이미지의 영역 최대값이 형광 이미지로부터 감산된다. 이 결합 이미지는 FIRE 이미지(304)이며, 여기에서 우식 및 건전 영역 사이의 콘트라스트가 증강되었다.
단계(302)의 더욱 상세한 구현예가 도 4에 도시된다. 그것은 h-돔 변환 이미지 처리 기법(h-dome transformation image processing technique)을 활용한다. h-돔 변환은 그레이 스케일 복원으로 지칭되는 형태론적 동작을 활용하며, 그레이 스케일 이미지로부터 영역 최대값을 추출하기 위한 매우 효율적인 방법을 제공한다. 심지어 그레이 스케일 복원을 활용하는 다른 형태론적 절차(복원에 의한 톱햇(top-hat by reconstruction)과 같은)가 유사하게 사용된다 할지라도, h-돔 변환은 적절한 기법이다. 그레이 스케일 복원 및 h-돔 변환의 방법은 많은 이미지 분석 응용에 유용하다. 그들은 공지되었기 때문에, 그들의 정의 및 구성은 여기에서 더 설명되지 않을 것이고, 심도있는 논의가 논문 '이미지 분석에서 형태론적 그레이 스케일 복원(Morphological Grayscale Reconstruction in Image Analysis): 응용 및 효과적인 알고리즘(Applications and Efficient Algorithms)' (이미지 처리에 대한 IEEE 트랜잭션, Vol. 2, No. 2, pp.176-201, 1993년 4월)에서 찾아볼 수 있다. 설명이 오직 어떻게 그들이 반사 이미지의 영역 최대값 처리에 적용되는 가하는 맥락에서 여기에서 제공된다.
이제 도 4를 참조하면, 첫째로, 반사 이미지가 마스크로 설정된다. 만일 반사 이미지가 색 이미지라면, 마스크는 반사 이미지의 그레이 스케일 버전이다. 예를 들어, 마스크는 색 이미지의 하나의 색 채널일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 반사 이미지의 청색 색 채널은 마스크로서 사용된다. 그 후, 마커 이미지는 다음의 연산을 수행함에 의해서 마스크로부터 연산된다:
Figure 112011055707303-pct00001
여기에서 반사율은 마스크의 모든 픽셀 값을 지칭하며, h는 관심 영역 최대값의 높이(픽셀 코드 값에서)와 관련된 미리 결정된 값이다. 256개의 최대 그레이 레벨을 가진 치아 반사 이미지에 대해서, h는 약 40 내지 약 70의 범위에 있을 수 있다. 바람직한 실시예에서, h는 50으로 설정된다.
그 후, 마스크(반사율)의 그레이 스케일 복원은 마커(반사율-h)로부터 계산된다.
Figure 112011055707303-pct00002
여기에서 ρ 반사율 은 형태론적 그레이 스케일 복원 동작이다.
ρ 반사율 의 알고리즘적인 구현은 이미지 처리 기술에 숙련된 자들에게 공지되어 있고, 예들은 앞에서 인용한 참조자료에서 찾아볼 수 있다.
그 후, 복원 이미지가 마스크로부터 감산되며, h-돔 이미지 D h (반사율)가 얻어진다.
Figure 112011055707303-pct00003
h-돔 이미지는 치아의 백색 스폿 영역에 해당하는 치아 반사 이미지의 영역 최대값으로 구성된다. 그것은 아래에서 논의될 방식으로 FIRE 이미지를 생성하기 위해 형광 이미지와 결합될 이미지이다.
다시 도 3을 참조하면, 단계(304)에서, FIRE 이미지의 결과가 형광 이미지와 h-돔 이미지를 결합하도록 이미지 융합을 채용함에 의해서 계산된다. 다양한 이미지 융합 기법이 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, h-돔 이미지가 FIRE 이미지를 생성하도록 형광 이미지로부터 감산된다.
Figure 112011055707303-pct00004
여기에서 형광은 형광 이미지의 모든 픽셀 값을 가리킨다. 만일 형광 이미지가 색 이미지라면, 형광은 형광 이미지의 그레이 스케일 버전의 모든 픽셀 값을 가리킨다. 바람직한 실시예에서, 형광은 형광 이미지의 녹색 색 채널의 모든 픽셀 값을 가리킨다.
대안적으로, 스칼라 곱이 이미지 융합 결과를 조정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 이 경우, FIRE 이미지는 다음의 수식에 따라 계산될 수 있다.
Figure 112011055707303-pct00005
여기에서 m 및 n은 스칼라 승수이다. 형광 및 h-돔 이미지의 상대 세기에 따라, m 및 n은 결과적인 FIRE 이미지에서 최적의 콘트라스트를 생성하도록 선택된다. 바람직한 실시예에서, m = n = 1이다.
수학식 (4) 및 (5)의 연산을 수행해서 얻어지는 융합 결과는 FIRE 이미지이며, 이것은 원하는 우식 탐지 정보를 포함하는 치아의 향상된 이미지이다.
수식 (4) 및 (5)에서 계산되는 바와 같이, FIRE 이미지가 그레이 스케일 이미지이다. 그것은 그레이 스케일 이미지로서 제공될 수 있다. 대안적으로, 그것은 복합 색 이미지로서 제공될 수 있도록 형광 이미지의 적색 및 청색 색 채널과 결합될 수 있다. 색 FIRE 이미지는 형광 이미지와 매우 유사하게 녹색을 띤 외관을 가지지만, FIRE 이미지 콘텐츠를 가진다.
본 발명은 종래의 다운 시프팅 FIRE 구현을 능가하는 현저한 향상을 가져온다. 이것은 도 5의 스케치 도면에 의해 도시되며, 그 도면은 종래 기술을 이용하여 생성된 다운 시프팅 FIRE 이미지와 본 발명을 이용하여 생성된 형태론적 FIRE 이미지를 치아(401)에 대해 비교한다. 치아의 볼 표면 가까이의 중앙 병소(402)는 두 이미지에서 탐지된다. 그러나, 기부 표면 가까이에 위치되며 이미지 세기가 약한 병소(403)는 다운 시프팅 FIRE 이미지에서는 누락되지만 형태론적-FIRE 이미지에서는 명백히 탐지된다. 결과적으로, 본 발명은 FIRE 이미지 생성을 위한 현저히 향상된 방법을 제공하며, 조기 우식(즉, 백색 스폿 병소)의 더욱 민감한 탐지를 제공한다.
대체 실시예
반사 이미지에서의 영역 최대값은 치아 상의 약간 탈 미네랄이 이루어진 영역과 직접 대응하기 때문에, h-돔 이미지 그 자체는 조기 우식 탐지에서 가치를 제공한다. 이것은 오직 반사 이미지를 이용하는 우식 탐지 방법의 대체 실시예를 제공한다. 이 대체 실시예는 형광 영상 및 FIRE 처리를 필요로 하지 않으며, 일부 환경에서 바람직할 수 있다.
이 대체 실시예에서, 도 1 및 도 2의 영상 장치는 도시된 바와 같이 사용될 수 있거나, UV 발광 다이오드 조명을 제거함으로써 더욱 단순하게 될 수 있다. 반사 이미지는 이전에 기술된 것과 같은 방식으로 얻어지며, 반사 이미지의 영역 최대값은 도 4에 도시된 같은 과정으로 얻어진다. 그 후, 조기 우식 탐지(즉, 백색 스폿 병소) 정보는 h-돔 이미지 홀로 디스플레이하거나(이미지 렌더링/처리와 함께 또는 이들 없이) 치아 상의 조기 우식 픽셀을 하이라이팅하기 위해 h-돔 이미지에 의해 수정된 반사 이미지를 디스플레이함으로써 제공될 수 있다. 반사 이미지는 다음을 포함하는 많은 방법으로 수정될 수 있다.
1. 추가적인 연산에 의하는 것과 같이 h-돔 이미지의 것들에 의해 반사 이미지의 픽셀 값들을 조절함,
2. h-돔 이미지 내에서 추출된 영역 최대값에 해당하는 반사 이미지 내의 조기 우식 영역의 윤곽을 그림,
3. h-돔 이미지 내에서 추출된 영역 최대값에 해당하는 반사 이미지 내의 픽셀 상에 의사 색(들)을 채색함.
상기한 실시예들은 본 발명을 제한한다기보다는 예시적인 것이며 당업자는 첨부된 청구항들의 범위를 벗어나지 않으면서 대안적인 실시예들을 설계할 수 있을 것이라는 점을 유의하여야 한다.
본 명세서 및 청구항에 있어서, 동사 "포함한다"뿐만 아니라 그들의 활용형을 사용하는 것은 여기에 언급된 것들이 아닌 구성요소나 단계의 존재를 배제하지 않는다. 단수 표현(구성요소보다 선행하는 관사 "a" 또는 "an")”은 복수의 그러한 구성요소의 존재를 배제하지 않는다.

Claims (20)

  1. 치아의 향상된 이미지를 형성하는 방법에 있어서,
    (ai) 상기 치아를 향해 입사광을 보내는 단계,
    (aii) 상기 치아로부터의 형광 방출을 감지하는 단계, 및
    (aiii) 형광 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 형광 이미지 데이터 값을 저장하는 단계에 의해,
    (a) 상기 치아로부터 형광 이미지 데이터를 획득하는 단계와,
    (bi) 상기 치아를 향해 입사광을 보내는 단계,
    (bii) 상기 치아로부터의 후방 산란 반사광(back-scattered reflectance light)을 감지하는 단계, 및
    (biii) 반사 이미지(reflectance image)에서 각각의 픽셀 위치에 대한 반사 이미지 데이터 값을 저장하는 단계에 의해,
    (b) 상기 치아로부터 반사 이미지 데이터를 획득하는 단계와,
    (ci) 상기 반사 이미지로부터 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하는 단계, 및
    (cii) 상기 형광 이미지 데이터 값과 상기 영역 최대 이미지 데이터 값 간의 차이에 따라 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 단계에 의해,
    (c) 상기 형광 이미지 데이터 내의 각각의 픽셀을 상기 반사 이미지 데이터 내의 그 해당 픽셀과 결합시키는 단계를 포함하며,
    그에 의해 상기 향상된 이미지는 향상된 이미지 데이터 값의 결과적인 픽셀 어레이로부터 형성되는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사광의 파장은 300nm 내지 500um인
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 입사광은 단계(b)에서 백색 발광 다이오드로(LED)부터 방출되며, 상기 입사광은 단계(a)에서 UV 발광 다이오드로(LED)부터 방출되는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    영역 최대값 이미지는 그레이 스케일 복원을 이용하는 형태론적 절차(a morphological procedure)에 기초해서 계산되는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 형태론적 절차는 h-돔 변환이며, 상기 형태론적 절차는
    (1) 상기 반사 이미지의 그레이 스케일 버전인 마스크로부터 소정의 값을 감산함으로써 상기 마스크로부터 마커 이미지를 계산하는 단계와,
    (2) 상기 마커 이미지로부터 상기 마스크의 상기 그레이 스케일 복원을 계산하는 단계와,
    (3) 상기 마스크로부터 상기 (2)의 결과를 감산함으로써 상기 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하는 단계를 포함하는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 단계는 상기 형광 이미지 데이터 값으로부터 상기 영역 최대 이미지 데이터 값을 감산함으로써 수행되는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 단계는
    (i) 상기 형광 이미지 데이터 값에 제 1 스칼라 승수(scalar multiplier)를 곱하는 단계와,
    (ii) 상기 영역 최대 이미지 데이터 값에 제 2 스칼라 승수를 곱하는 단계와,
    (iii) 상기 향상된 이미지 데이터 값을 획득하기 위해 상기 (i)의 결과로부터 상기 (ii)의 결과를 감산하는 단계에 의해 수행되는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.
  8. 우식 탐지를 위한 치아의 이미지를 형성하는 방법에 있어서,
    (ai) 상기 치아를 향해 입사광을 보내는 단계,
    (aii) 상기 치아로부터 후방 산란된 반사광을 감지하는 단계, 및
    (aiii) 반사 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 반사 이미지 데이터 값을 저장하는 단계에 의해
    a) 상기 치아로부터 반사 이미지 데이터를 획득하는 단계와,
    b) 영역 최대값 이미지를 계산하는 단계를 포함하되,
    상기 영역 최대값 이미지는 상기 반사 이미지 내의 주변 영역보다 더 밝은 영역이고, 상기 영역 최대값 이미지는 그레이 스케일 복원을 이용하는 형태론적 절차를 기초로 계산되며, 상기 영역 최대값 이미지를 계산하는 단계는
    (bi) 상기 반사 이미지의 그레이 스케일 버전인 마스크로부터 소정의 값을 감산함으로써 상기 마스크로부터 마커 이미지를 계산하는 단계와,
    (bii) 상기 마커 이미지로부터 상기 마스크의 상기 그레이 스케일 복원을 계산하는 단계와,
    (biii) 상기 마스크로부터 상기 (bi)의 결과를 감산함으로써 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하는 단계를 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 영역 최대값 이미지 또는 처리된 영역 최대값 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  10. 제 8 항에 있어서,
    수정된 반사 이미지를 생성하기 위해 상기 영역 최대값 이미지에 의해 상기 반사 이미지를 수정하는 단계를 더 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 수정된 반사 이미지를 디스플레이하는 단계를 더 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 이미지를 수정하는 단계는 상기 영역 최대값 이미지의 해당 픽셀 값에 의해 상기 반사 이미지의 상기 픽셀 값을 조절하는 단계(conditioning)를 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 이미지를 수정하는 단계는 상기 영역 최대값 이미지 내의 영역 최대값에 대응하는 상기 반사 이미지 내의 영역의 윤곽을 그리는 단계를 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 반사 이미지를 수정하는 단계는 상기 영역 최대값 이미지 내의 영역 최대값에 대응하는 상기 반사 이미지 내의 픽셀 상에 의사 색(false color)을 채색하는 단계를 포함하는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 5 항에 있어서,
    상기 소정의 값은 40 내지 70의 범위에 있는
    치아의 향상된 이미지 형성 방법.

  18. 제 8 항에 있어서,
    상기 소정의 값은 40 내지 70의 범위에 있는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 방법.
  19. 치아의 향상된 이미지를 형성하는 장치에 있어서,
    (ai) 상기 치아를 향해 입사광을 보내고,
    (aii) 상기 치아로부터의 형광 방출을 감지하고,
    (aiii) 형광 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 형광 이미지 데이터 값을 저장하는 것에 의해
    상기 치아로부터 형광 이미지 데이터를 획득하는 수단과,
    (bi) 상기 치아를 향해 입사광을 보내고,
    (bii) 상기 치아로부터의 후방 산란 반사광을 감지하고,
    (biii) 반사 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 반사 이미지 데이터 값을 저장하는 것에 의해
    상기 치아로부터 반사 이미지 데이터를 획득하는 수단과,
    (ci) 상기 반사 이미지로부터 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하고,
    (cii) 상기 형광 이미지 데이터 값과 상기 영역 최대 이미지 데이터 값 간의 차이에 따라 향상된 이미지 데이터 값을 계산하는 것에 의해
    상기 형광 이미지 데이터 내의 각각의 픽셀을 상기 반사 이미지 데이터 내의 그 대응 픽셀과 결합하는 수단을 포함하며,
    그에 의해 상기 향상된 이미지는 향상된 이미지 데이터 값의 결과적인 픽셀 어레이로부터 형성되는
    치아의 향상된 이미지 형성 장치.
  20. 우식 탐지를 위한 치아의 이미지를 형성하는 장치에 있어서,
    (ai) 상기 치아를 향해 입사광을 보내고,
    (aii) 상기 치아로부터 후방 산란된 반사광을 감지하고,
    (aiii) 반사 이미지에서 각각의 픽셀 위치에 대한 반사 이미지 데이터 값을 저장하는 것에 의해
    a) 상기 치아로부터 반사 이미지 데이터를 획득하는 수단과,
    b) 영역 최대값 이미지를 계산하는 수단을 포함하되, 상기 영역 최대값 이미지는 상기 반사 이미지 내의 주변 영역보다 더 밝은 영역이고, 상기 영역 최대값 이미지는
    (bi) 상기 반사 이미지의 그레이 스케일 버전인 마스크로부터 소정의 값을 감산함으로써 상기 마스크로부터 마커 이미지를 계산하고,
    (bii) 상기 마커 이미지로부터 상기 마스크의 상기 그레이 스케일 복원을 계산하고,
    (biii) 상기 마스크로부터 상기 (bi)의 결과를 감산함으로써 영역 최대 이미지 데이터 값을 계산하는 것에 의해
    그레이 스케일 복원을 이용하는 형태론적 절차를 기초로 계산되는
    우식 탐지를 위한 치아의 이미지 형성 장치.
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