TW201806556A - 口內電腦斷層掃描器及其操控方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種口內電腦斷層掃描器及其操控方法，其中口內電腦斷層掃描器之架體包含中心軸與光源座，光源座具有掃描路徑，此掃描路徑以中心軸為旋轉中心。攝像光源模組則設於光源座且沿掃描路徑往復位移，且攝像光源模組可產生光束並由外側照射至患者口腔。感光片定位於患者口腔內，光束對應感光片位移掃描，藉以令攝像光源模組攝影產生系列之二維光片影像。影像處理模組接收並運用系列二維光片影像以組成三維影像。藉此，透過移動攝像光源模組的位置來進行二維光片影像攝影，進而運算組成三維影像，以實現高解析度且低劑量的牙科診斷。

Description

口內電腦斷層掃描器及其操控方法

本發明是關於一種口內電腦斷層掃描器及其操控方法，特別是關於一種利用特殊之位移與定位結構以獲得多張不同位置的二維影像，進而組成高品質之三維影像的口內電腦斷層掃描器及其操控方法。

習知的牙科放射性影像之種類相當多，例如：牙科環口全景X光片(Panoramic x-ray)、根尖片(Periapical film)、側顱片(Cephalometric film)、電腦斷層掃描(Computed Tomography，CT)以及錐狀射束電腦斷層掃描(Cone-Beam Computed Tomography，CBCT)。雖然這些方法都是利用X光放射性影像，但其掃描範圍、獲得二維或三維影像資訊乃至臨床應用皆有所差異。就根尖片的方式而言，其具有設備體積小、不需要太大的空間與設備成本低、X攝影的輻射劑量顯著較低之優點，而其缺點是僅能輸出二維影像，且其相較於牙科環口全景X光片的變形率為低。另外，在習知的牙科放射性影 像中，可以輸出三維影像的技術有CT和CBCT，其中CBCT相對於傳統CT擁有更低的放射線劑量(lower radiation dose)、掃描時間快速(shorter acquisition time)、更高的掃描解析度(better resolution)以及費用較便宜(affordable cost)。

此外，目前CBCT的解析度隨著不同的型號有不同的範圍，市售廠牌的CBCT之解析度大多在100um到400um之間，有些型號的CBCT在特定掃描範圍內雖然能夠將解析度達到70um，但對於臨床應用上仍有一定的限制。由此可知，現有的CBCT解析度仍不足夠，例如：在牙根斷裂面的診斷、牙齒內根管的走向以及確認固定式假牙與牙齒之間的密合度狀況時，習知的CBCT皆無法符合臨床上的需求。此外，目前CBCT設備體積、重量、價格、放射線暴露劑量以及複雜性都比拍攝口內根尖片的設備佔劣勢。而在進行醫療的放射線檢查時，總希望能遵守ALARA(As Low As Reasonably Achievable)的原則，也就是讓病患曝露在越低的放射線劑量越好，而現有的CBCT仍有改善降低放射線劑量的空間。由此可知，如果能研發出高解析度且低劑量的掃描方式以獲得三維影像並進行確認，將有助於提高牙科的診斷。

因此，本發明之目的在於提供一種口內電腦斷層掃描器及其操控方法，其使用低放射線劑量的電腦斷層 掃描，並以牙科用根尖片的拍攝方式和低成本獲得高解析度之三維影像輸出，不但可改善習知CBCT技術之高放射線劑量與低解析度的問題，而且可解決習知口內根尖片技術之只能輸出二維影像的窘境。

依據本發明一態樣提供一種口內電腦斷層掃描器，其用以掃描一患者口腔內狀況。此口內電腦斷層掃描器包含一架體、一攝像光源模組、一感光片以及一影像處理模組。其中架體包含一中心軸與一光源座，光源座具有一掃描路徑，此掃描路徑以中心軸為旋轉中心。攝像光源模組則設於光源座且沿掃描路徑往復位移，且攝像光源模組可產生一光束並照射至患者口腔。此外，感光片設於架體上且定位於患者口腔內，光束對應感光片位移掃描，藉以令攝像光源模組攝影產生複數個二維光片影像。感光片呈一片狀且對應患者口腔的形狀。影像處理模組電性連接攝像光源模組，影像處理模組接收運算二維光片影像而輸出一三維影像。

藉此，本發明之口內電腦斷層掃描器係模擬現有診斷端使用之X光攝影與牙科用電腦斷層掃描，因此操作流程簡易，可降低臨床醫師使用的障礙。此外，本發明之口內電腦斷層掃描器較習知CBCT擁有更低的放射線劑量與更高的空間解析度，其運用在牙科臨床上的診斷能大幅地提升醫療品質。再者，利用可移動式之攝像光源模組結合口內感測片以獲得數張不同位置的二維影像並運算組 成三維影像，既可大幅低成本，亦可獲得高解析度的影像輸出。

前述實施方式之其他實施例如下：前述感光片與攝像光源模組相隔一第一間距，而攝像光源模組與中心軸相隔一第二間距，第一間距大於第二間距。前述架體可包含一架座與一位移件。架座設有一軌道，此軌道的延伸方向平行於Z軸。位移件連接架座，位移件可受限位移且定位在軌道上，而感光片設於位移件上。前述架體可包含一電動旋轉盤，其設於位移件與光源座之間且位於中心軸上。電動旋轉盤轉動光源座。另外，前述光源座可包含一旋轉擺臂以及一模組支架，其中旋轉擺臂連接電動旋轉盤，而模組支架則連接旋轉擺臂。攝像光源模組可位移地設置於模組支架上，旋轉擺臂受電動旋轉盤轉動而驅使攝像光源模組沿掃描路徑往復位移，致使光束依掃描路徑掃描。前述位移件設有一擺臂軌道，此擺臂軌道連接旋轉擺臂。旋轉擺臂相對於中心軸並沿擺臂軌道擺動一旋轉角度，此旋轉角度小於等於180度。再者，前述位移件可包含一第一連動部、一第二連動部、一第三連動部以及一感光片固定座。其中第一連動部連接軌道，且第一連動部的延伸方向平行於Z軸。第二連動部連接第一連動部之一端，第二連動部的延伸方向垂直於Z軸，且電動旋轉盤設於第二連動部上。第三連動部連接第一連動部之另一端，第三連動部的延伸方向平行於第二連動部的延伸方向。旋轉擺臂、模組支架及攝像光源模組受電動旋轉盤旋轉位移 於第二連動部與第三連動部之間。至於感光片固定座則連接於第三連動部與感光片之間。

此外，前述旋轉擺臂可包含至少一支架移動軌道，模組支架沿支架移動軌道限位地位移。而模組支架可包含至少一模組移動軌道，攝像光源模組沿模組移動軌道限位地位移。支架移動軌道的延伸方向與模組移動軌道的延伸方向相異。前述光源座可包含一轉動軸，其連接於模組移動軌道上。攝像光源模組樞接轉動軸且依轉動軸旋轉，藉以令光束的方向改變。前述攝像光源模組可包含一X光管，此X光管產生光束，光束為X光束。感光片為一X光感光片。另外，前述攝像光源模組可包含一對位雷射光發射單元，其可產生一雷射光束，雷射光束對應感光片，且雷射光束的照射方向與X光束的照射方向一致。對位雷射光發射單元與X光管受光源座位移。前述架體可包含一滑軌結構，此滑軌結構連接於位移件與光源座之間。滑軌結構包含一滑動軌道與一滑塊，其中滑動軌道連接位移件，而滑塊連接光源座，滑塊可位移地設於滑動軌道上。中心軸設於光源座，滑塊與光源座連動位移而使中心軸同步移動。此外，前述架體可包含電動旋轉盤，此電動旋轉盤設於滑塊與光源座之間且位於中心軸上。電動旋轉盤轉動光源座，且滑塊連動電動旋轉盤沿滑動軌道位移。

依據本發明另一態樣之一實施方式提供一種口內電腦斷層掃描器之操控方法，其包含一調整位置步驟、一掃描取像步驟以及一影像處理步驟。其中調整位置步驟 係調整攝像光源模組至一掃描位置，此掃描位置對應患者口腔的位置。掃描取像步驟係產生光束並照射至患者口腔，並使光束對應感光片位移掃描而令攝像光源模組攝影產生複數個二維光片影像。影像處理步驟係運算二維光片影像而產生輸出一三維影像。

藉此，本發明的口內電腦斷層掃描器之操控方法較習知CBCT的操作流程簡易，可降低臨床醫師使用的障礙。此外，運用本發明之操控方法所需要之攝影空間以及費用成本等同習知口內根尖片技術，相較於CBCT技術具有攝影空間較小、費用成本較低、低放射線劑量以及高解析度，且相較於習知口內根尖片技術具有高解析度的三維影像，因此運用於牙科臨床上的診斷能大幅地提升醫療品質。

前述實施方式之其他實施例如下：前述調整位置步驟可包含位移件移動子步驟以及光源座轉動子步驟，其中位移件移動子步驟係驅使位移件沿軌道移動。當位移件移至掃描位置時，位移件定位於軌道上。而光源座轉動子步驟係驅動架體之電動旋轉盤轉動光源座，藉以令光源座之旋轉擺臂與攝像光源模組沿掃描路徑往復位移，致使光束依掃描路徑掃描。此外，前述調整位置步驟可包含一滑軌移動子步驟，其係驅使架體之滑軌結構的滑塊沿滑軌結構的滑動軌道移動，藉以令光源座、滑塊及中心軸同步位移。光源座連動攝像光源模組，致使攝像光源模組產生複數個掃描路徑。前述滑軌移動子步驟的執行次數可等於 掃描路徑的數量，且光源座轉動子步驟的執行次數與滑軌移動子步驟的執行次數相同。再者，前述調整位置步驟可包含支架移動子步驟與模組移動子步驟，其中支架移動子步驟係驅使光源座之模組支架沿光源座之旋轉擺臂的支架移動軌道移動。當模組支架移至掃描位置時，模組支架定位於支架移動軌道上。而模組移動子步驟則是驅使攝像光源模組沿模組支架之模組移動軌道移動。當攝像光源模組移至掃描位置時，攝像光源模組定位於模組移動軌道上。另外，前述掃描取像步驟可包含一模組轉動子步驟，此模組轉動子步驟係驅使攝像光源模組沿轉動軸轉動。當攝像光源模組移至掃描位置時，攝像光源模組定位於轉動軸上。前述掃描取像步驟可包含一對位子步驟，此對位子步驟係利用一對位雷射光發射單元之一雷射光束對位感光片，致使攝像光源模組之光束與雷射光束同時對應患者口腔的位置。

100、100a‧‧‧口內電腦斷層掃描器

102‧‧‧牙齒

200、200a‧‧‧架體

210‧‧‧架座

212‧‧‧軌道

220、220a‧‧‧位移件

222‧‧‧擺臂軌道

224a‧‧‧第一連動部

224b‧‧‧第二連動部

224c‧‧‧第三連動部

226‧‧‧感光片固定座

230‧‧‧電動旋轉盤

240‧‧‧中心軸

250‧‧‧光源座

252‧‧‧旋轉擺臂

2522‧‧‧支架移動軌道

254‧‧‧模組支架

600、600a、600b、600c‧‧‧口內電腦斷層掃描器之操控方法

S12、S22‧‧‧調整位置步驟

S14、S24‧‧‧掃描取像步驟

S16、S26‧‧‧影像處理步驟

S221‧‧‧位移件移動子步驟

S222‧‧‧光源座轉動子步驟

S223‧‧‧支架移動子步驟

S224‧‧‧模組移動子步驟

S225‧‧‧模組轉動子步驟

S226‧‧‧滑軌移動子步驟

S242‧‧‧對位子步驟

D1‧‧‧第一間距

D2‧‧‧第二間距

C、C1、C2、C3‧‧‧虛擬旋轉軸中心

R、R1、R2、R3‧‧‧範圍

2542‧‧‧模組移動軌道

256‧‧‧轉動軸

260‧‧‧滑軌結構

262‧‧‧滑動軌道

264‧‧‧滑塊

300、300a‧‧‧攝像光源模組

310‧‧‧X光管

320‧‧‧對位雷射光發射單元

400‧‧‧感光片

500‧‧‧影像處理模組

第1圖係繪示本發明一實施例之口內電腦斷層掃描器的立體示意圖。

第2圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器的分解圖。

第3圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器的側視圖。

第4圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器的操作示意圖。

第5圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器中各種位移機制的示意圖。

第6圖係繪示本發明另一實施例之口內電腦斷層掃描器的立體示意圖。

第7圖係繪示本發明一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法的流程示意圖。

第8圖係繪示本發明另一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法的流程示意圖。

第9圖係繪示本發明又一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法的流程示意圖。

第10圖係繪示第9圖的口內電腦斷層掃描器之操控方法掃描牙齒一次且旋轉角度為正負60度的示意圖。

第11圖係繪示第9圖的口內電腦斷層掃描器之操控方法利用多焦式接合影像的示意圖。

第12圖係繪示第11圖的多焦式接合影像執行掃描牙齒三次且旋轉角度為正負60度的示意圖。

第13圖係繪示本發明又一實施例之口內電腦斷層掃描器的立體示意圖。

第14圖係繪示第13圖之口內電腦斷層掃描器的分解圖。

第15圖係繪示第13圖之口內電腦斷層掃描器的局部放大示意圖。

第16圖係繪示本發明再一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法的流程示意圖。

以下將參照圖式說明本發明之複數個實施例。為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施例中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之；並且重複之元件將可能使用相同的編號表示之。

請一併參閱第1~4圖。第1圖係繪示本發明一實施例之口內電腦斷層掃描器100的立體示意圖。第2圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器100的分解圖。第3圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器100的側視圖。第4圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器100的操作示意圖。如圖所示，口內電腦斷層掃描器100係用以掃描患者口腔內的狀況，其透過移動攝像光源模組300的位置來進行二維光片影像之攝影，然後將多張二維光片影像運算組成三維影像，不但可以實現高解析度且低劑量的牙科診斷，而且成本低廉。此口內電腦斷層掃描器100包含架體200、攝像光源模組300、感光片400以及影像處理模組500。

架體200包含架座210、位移件220、電動旋轉盤230、中心軸240以及光源座250，其中架座210設有一軌道212，此軌道212的延伸方向平行於Z軸。位移件220連接架座210，且位移件220可受限位移且定位 在軌道212上，而感光片400設於位移件220上。本實施例之軌道212為線性滑軌，透過此線性滑軌可以穩定地控制位移件220、電動旋轉盤230以及光源座250的移動與定位。位移件220設有一擺臂軌道222，此擺臂軌道222呈半圓形且連接光源座250。光源座250相對於中心軸240並沿擺臂軌道222擺動一旋轉角度，此旋轉角度小於等於180度。再者，位移件220包含第一連動部224a、第二連動部224b、第三連動部224c以及感光片固定座226。其中第一連動部224a連接軌道212，且第一連動部224a的延伸方向平行於Z軸。第二連動部224b連接第一連動部224a之一端，第二連動部224b的延伸方向垂直於Z軸，且電動旋轉盤230設於第二連動部224b上。第三連動部224c連接第一連動部224a之另一端，第三連動部224c的延伸方向平行於第二連動部224b的延伸方向。至於感光片固定座226則連接於第三連動部224c與感光片400之間，且感光片固定座226連接於感光片400的中央部位之下緣。另外，光源座250包含旋轉擺臂252、模組支架254以及轉動軸256。其中旋轉擺臂252連接電動旋轉盤230，而模組支架254則連接旋轉擺臂252。攝像光源模組300可位移地設置於模組支架254上，且旋轉擺臂252受電動旋轉盤230轉動而驅使攝像光源模組300沿掃描路徑往復位移，致使攝像光源模組300所產生的光束可依掃描路徑掃描。此外，位移件220的擺臂軌道222連接光源座250的旋轉擺臂252。旋轉擺臂252相對於中心軸 240並沿擺臂軌道222擺動，而中心軸240為一平行於Z軸之虛擬軸線。旋轉擺臂252、模組支架254及攝像光源模組300同步受電動旋轉盤230旋轉位移於第二連動部224b與第三連動部224c之間。

此外，旋轉擺臂252包含二條支架移動軌道2522，模組支架254沿著支架移動軌道2522限位地位移。而模組支架254包含二條模組移動軌道2542，攝像光源模組300沿著模組移動軌道2542限位地位移。支架移動軌道2522的延伸方向與模組移動軌道2542的延伸方向相異。至於轉動軸256則連接於模組移動軌道2542上。攝像光源模組300樞接轉動軸256且依轉動軸256旋轉，藉以令攝像光源模組300所產生的光束方向改變。詳細地說，二條支架移動軌道2522彼此平行且相隔一第一軌道間距，模組支架254的頂部可以位移地連接支架移動軌道2522，而且透過定位結構可以定位於支架移動軌道2522之任一位置上。支架移動軌道2522的延伸方向平行於XY平面。而二條模組移動軌道2542亦彼此平行且相隔一第二軌道間距，第二軌道間距大於第一軌道間距。轉動軸256的兩端可以分別位移地連接二條模組移動軌道2542，而且透過定位結構可以定位於支架移動軌道2522之任一位置上。由於定位結構可為螺鎖、嵌卡、齒條結合馬達或其他定位機制，其細節為一般習知技術，故不再贅述。再者，電動旋轉盤230設於位移件220與光源座250之間且位於中心軸240上。電動旋轉盤230可轉動光源座 250，而且光源座250連結帶動攝像光源模組300，致使攝像光源模組300一同轉動。換句話說，位移件220係透過電動旋轉盤230連接光源座250。光源座250與攝像光源模組300均受電動旋轉盤230旋轉位移於第二連動部224b與第三連動部224c之間。另外，光源座250具有掃描路徑，此掃描路徑以中心軸240為旋轉中心。由光源座250、位移件220以及架座210三者的連接關係可知，口內電腦斷層掃描器100的掃描路徑因為軌道212、擺臂軌道222、支架移動軌道2522、模組移動軌道2542及轉動軸256結合之特殊結構，可以涵蓋三維空間中的任一位置與任一路徑。

攝像光源模組300設於光源座250且沿著掃描路徑往復位移，且攝像光源模組300可產生一光束並照射至患者口腔。詳細地說，攝像光源模組300包含X光管310，此X光管310產生之光束為X光束。感光片400為X光感光片。再者，X光束的掃描路徑可涵蓋三維空間中的任一位置與任一路徑，因此攝像光源模組300之X光束可以朝向任一方位，進而能取得所需位置的影像。本實施例利用X光感光片放置於口內並結合結構簡單且可自由移動之X光管310來達到牙科用錐狀射束電腦斷層掃描(Cone-Beam Computed Tomography，CBCT)之三維影像品質的拍攝，故本發明之口內電腦斷層掃描器100可利用牙科根尖片的拍攝方式和成本來獲得三維影像，其空間 和費用方面都較習知的CBCT為低，能讓臨床牙醫師容易接受和購買本產品。

感光片400可供患者咬合而定位於患者口腔內，光束對應感光片400位移掃描，藉以令攝像光源模組300攝影產生複數個二維光片影像。當患者咬合感光片400時，牙齒102位於感光片400與攝像光源模組300之間。另外，感光片400與攝像光源模組300相隔一第一間距D1，而攝像光源模組300與中心軸240相隔一第二間距D2，第一間距D1大於第二間距D2。感光片400透過感光片固定座226設於位移件220之第三連動部224c上，感光片400呈一片狀且對應患者口腔的形狀。而值得一提的是，由於患者口腔伏貼於感光片400，而且第一間距D1大於第二間距D2，因此光源座250的旋轉角度只需在一定範圍內即可掃描到完整的患者口腔狀況以及所有牙齒102的位置。由空間中的對應位置可知，光源座250的旋轉角度與第一間距D1、第二間距D2及患者口腔的形狀大小有一定的關聯性。在一般的情形下，本實施例之旋轉角度只需60至80度就能實現完整的掃描。

影像處理模組500電性連接攝像光源模組300，且影像處理模組500接收運算多張二維光片影像而輸出一個三維影像。影像處理模組500可以為電腦、行動裝置或其他可運算之處理器，其內部細節以及二維轉三維的演算法均為習知技術，故不再贅述。

請一併參閱第1圖與第5圖，第5圖係繪示第1圖之口內電腦斷層掃描器100中各種位移機制的示意圖。口內電腦斷層掃描器100包含了五種位移機制，其中第一種位移機制係位移件220沿架座210之軌道212位移，其位移方向與Z軸平行，亦即垂直位移。第二種位移機制係光源座250沿位移件220的擺臂軌道222擺動，亦即水平轉動。第三種位移機制係模組支架254沿支架移動軌道2522位移，亦即水平位移，此位移機制會同步改變第一間距D1與第二間距D2的大小。第四種位移機制係攝像光源模組300沿模組移動軌道2542位移，亦即垂直位移。第五種位移機制係攝像光源模組300沿轉動軸256樞轉，亦即垂直轉動。上述五種位移機制可透過手動或自動方式實現，而自動方式可利用電動控制完成。再者，第一種位移機制會讓攝像光源模組300以及感光片400同步垂直移動，此機制可以讓感光片400置入不同身高與姿勢的患者口腔內。而第二種位移機制至第五種位移機制則是使攝像光源模組300能夠移至任何想要的掃描位置，以供攝影取像。

請一併參閱第1圖與第6圖，第6圖係繪示本發明另一實施例之口內電腦斷層掃描器100的立體示意圖。在第5圖的實施方式中，攝像光源模組300a包含X光管310與對位雷射光發射單元320。其中X光管310與第1圖之攝像光源模組300的X光管310相同，故不再贅述。而第5圖的對位雷射光發射單元320可產生一雷 射光束，雷射光束對應感光片400，且雷射光束的照射方向與X光管310之X光束的照射方向一致。對位雷射光發射單元320與X光管310受光源座250位移。本發明使用對位雷射光發射單元320可以讓操作者知曉X光管310之X光束照射於患者口腔外側的精確位置，便於診斷與分析。

請一併參閱第1圖與第7圖，第7圖係繪示本發明一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法600的流程示意圖。此口內電腦斷層掃描器之操控方法600包含一調整位置步驟S12、一掃描取像步驟S14以及一影像處理步驟S16。其中調整位置步驟S12係調整攝像光源模組300至一掃描位置，此掃描位置對應患者口腔的位置。掃描取像步驟S14係產生光束並照射至患者口腔，並使光束對應感光片400位移掃描而令攝像光源模組300攝影產生複數個二維光片影像。影像處理步驟S16則是運算二維光片影像而產生輸出一三維影像。本發明透過簡易的操控方法來實現，可降低臨床醫師使用的障礙。此外，本發明相較於CBCT技術具有攝影空間較小、費用成本較低、低放射線劑量以及高解析度，且相較於習知口內根尖片技術具有高解析度的三維影像，因此運用於牙科臨床上的診斷能大幅地提升醫療品質。

請一併參閱第1圖、第6圖以及第8圖，第8圖係繪示本發明另一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法600a的流程示意圖。此口內電腦斷層掃描器之操控 方法600a包含一調整位置步驟S22、一掃描取像步驟S24以及一影像處理步驟S26。調整位置步驟S22包含位移件移動子步驟S221、光源座轉動子步驟S222、支架移動子步驟S223、模組移動子步驟S224以及模組轉動子步驟S225。掃描取像步驟S24包含對位子步驟S242。其中位移件移動子步驟S221係驅使位移件220沿軌道212移動。當位移件220移至掃描位置時，位移件220定位於軌道212上。而光源座轉動子步驟S222係驅動架體200之電動旋轉盤230轉動光源座250，藉以令光源座250之旋轉擺臂252與攝像光源模組300沿掃描路徑往復位移，致使光束依掃描路徑掃描。支架移動子步驟S223係驅使光源座250之模組支架254沿光源座250之旋轉擺臂252的支架移動軌道2522移動。當模組支架254移至掃描位置時，模組支架254定位於支架移動軌道2522上。此外，模組移動子步驟S224係驅使攝像光源模組300沿模組支架254之模組移動軌道2542移動。當攝像光源模組300移至掃描位置時，攝像光源模組300定位於模組移動軌道2542上。至於模組轉動子步驟S225則是驅使攝像光源模組300沿轉動軸256轉動。當攝像光源模組300移至掃描位置時，攝像光源模組300定位於轉動軸256上。再者，掃描取像步驟S24的對位子步驟S242係利用一對位雷射光發射單元320之一雷射光束對位感光片400，致使攝像光源模組300之光束與雷射光束同時對應患者口腔的位置。然後藉由光束對應感光片400位移掃描而令攝像光 源模組300攝影產生複數個二維光片影像。最後，影像處理步驟S26係運算多張二維光片影像而產生輸出一三維影像。由此可知，本發明透過上述步驟可以實現三維影像的輸出，其相較於習知CBCT的操作流程係大幅地簡化操控步驟的複雜度，可降低臨床醫師使用的障礙。再者，運用本發明之操控方法所需要之攝影空間以及費用成本等同習知口內根尖片技術，相較於CBCT技術具有攝影空間較小、費用成本較低、低放射線劑量以及高解析度，且相較於習知口內根尖片技術具有高解析度的三維影像，因此運用於牙科臨床上的診斷能大幅地提升醫療品質。

請一併參閱第2、5及9~12圖，第9圖係繪示本發明又一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法600b的流程示意圖。第10圖係繪示第9圖的口內電腦斷層掃描器之操控方法600b掃描牙齒102一次且旋轉角度為正負60度的示意圖。第11圖係繪示第9圖的口內電腦斷層掃描器之操控方法600b利用多焦式接合影像的示意圖。第12圖係繪示第11圖的多焦式接合影像執行掃描牙齒102三次且旋轉角度為正負60度的示意圖。如圖所示，口內電腦斷層掃描器之操控方法600b包含調整位置步驟S22、掃描取像步驟S24以及影像處理步驟S26，這些步驟均與第8圖的對應步驟相同，差別僅在於掃描取像步驟S24可回授連接至調整位置步驟S22；換句話說，口內電腦斷層掃描器之操控方法600b會反覆調整位置步驟S22與掃描取像步驟S24，直到患者的牙齒102被完整清 楚地掃描為止。詳細地說，由於習知層析影像演算法及掃描角度的限制，使用一系列二維影像進行三維影像重建時，X軸向的清楚範圍R約3mm左右，且清楚範圍R是在虛擬旋轉軸中心C前後1.5mm，如第12圖所示，此虛擬旋轉軸中心C與中心軸240重疊；也就是說，中心軸240是對準牙齒102，即位於牙齒102的正上方。以一成年人的牙齒平均厚8~10mm而言，目前習知的層析影像演算法無法滿足臨床上的需求，因此本發明提出多焦式接合影像，如第13、14圖所示，其特點在於口內電腦斷層掃描器之操控方法600b會依序執行三次的調整位置步驟S22與掃描取像步驟S24而得到三個不同的虛擬旋轉軸中心C1、C2、C3以及對應之三個不同的掃描路徑。當執行第一次調整位置步驟S22與掃描取像步驟S24時，影像處理模組500會模擬中心軸240對應虛擬旋轉軸中心C1而運算產生得到第一個掃描路徑，並操控攝像光源模組300沿第一個掃描路徑掃描而得到清楚範圍R1內之複數張二維光片影像；當執行第二次調整位置步驟S22與掃描取像步驟S24時，影像處理模組500會模擬中心軸240對應虛擬旋轉軸中心C2而運算產生得到第二個掃描路徑，並操控攝像光源模組300沿第二個掃描路徑掃描而得到清楚範圍R2內之複數張二維光片影像；當執行第三次調整位置步驟S22與掃描取像步驟S24時，影像處理模組500會模擬中心軸240對應虛擬旋轉軸中心C3而運算產生得到第三個掃描路徑，並操控攝像光源模組300沿第三個掃 描路徑掃描而得到清楚範圍R3內之複數張二維光片影像。舉一實例說明，假設一顆牙齒102厚6mm，本發明之口內電腦斷層掃描器100會產生三次不同之虛擬旋轉軸中心C1、C2、C3的位置，掃描間距為一度，並掃描正負60度(即旋轉角度為120度)而分別得到多張二維光片影像。接著，再利用這三組二維光片影像各去做一次三維影像重建，由於三次掃描之虛擬旋轉軸中心C1、C2、C3的位置不一樣，所以在重建後的三維影像上，也可以看出其清楚的位置是不一樣的，亦即不同的清楚範圍R1、R2、R3。然後，使用影像處理軟體進行最終影像的接合，主要是在這三組二維光片影像中各取出其清楚範圍R1、R2、R3先進行影像校正。換句話說，每次拍攝(移動2次旋轉軸位置，共三個不同軸心位置)後重建會產生三組二維光片影像，每一組影像具有700張二維光片，而牙齒102實際在二維光片佔201張二維光片，由於三次掃描之虛擬旋轉軸中心C1、C2、C3的位置不一樣，以至於牙齒102清楚的區段在二維光片中的位置是不一樣的。在三組二維光片中，牙齒102清楚的區段分別取自虛擬旋轉軸中心C1軸心位置對應之清楚範圍R1(67張二維光片)、虛擬旋轉軸中心C2軸心位置對應之清楚範圍R2(67張二維光片)以及虛擬旋轉軸中心C3軸心位置對應之清楚範圍R3(67張二維光片)，將取出之三段影像按其順序排列結合為一組二維光片，此組二維光片(201張二維光片)為牙齒102全域清楚的影像。此外，由於在掃描階段移動軸心 的關係，使牙齒102與攝像光源模組300之間的距離(SOD距離)發生改變，所以必須進行影像校正步驟，使三組的影像放大倍率一致，當校正完後就可以接合為一個三維影像。另外值得一提的是，掃描的次數與旋轉角度有一定的關聯性，操作者可依據患者牙齒102的狀況決定。藉此，本發明之旋轉角度於正負60度能實現完整掃描是在特定之調控方法下才可完成，此特定之操控方法係反覆執行調整位置步驟S22、掃描取像步驟S24，直到患者的牙齒102被完整清楚地掃描為止，其目的是使最終影像可以提供臨床醫師在判讀上有更清楚的資訊，以減少誤判之機會。

請一併參閱第11~15圖，第13圖係繪示本發明又一實施例之口內電腦斷層掃描器100a的立體示意圖。第14圖係繪示第13圖之口內電腦斷層掃描器100a的分解圖。第15圖係繪示第13圖之口內電腦斷層掃描器100a的局部放大示意圖。如圖所示，口內電腦斷層掃描器100a包含架體200a、攝像光源模組300、感光片400以及影像處理模組500。

配合參閱第2圖，在第14圖實施方式中，攝像光源模組300、感光片400及影像處理模組500均與第2圖中對應之結構相同，不再贅述。特別的是，第14圖實施方式之口內電腦斷層掃描器100a更包含架體200a，此架體200a與第2圖架體200的差異在於架體200a更包含滑軌結構260，而且位移件220a無擺臂軌道222。滑軌 結構260連接於位移件220與光源座250之間，且滑軌結構260包含滑動軌道262與滑塊264，其中滑動軌道262連接位移件220。而滑塊264連接光源座250，滑塊264可位移地設於滑動軌道262上。由於中心軸240設於光源座250上，故滑塊264與光源座250連動位移會使中心軸240同步移動。再者，電動旋轉盤230設於滑塊264與光源座250之間且位於中心軸240上。電動旋轉盤230轉動光源座250，且滑塊264連動電動旋轉盤230沿滑動軌道262位移。由上述可知，本發明之口內電腦斷層掃描器100a在掃描的過程中可以改變中心軸240的位置，當中心軸240位移時，虛擬旋轉軸中心C會跟著中心軸240同步位移，且電動旋轉盤230固定在一可動之滑軌結構260上，以達到多焦式取像效果，如第11、12圖所示。本實施例之攝像光源模組300將依據三個不同的掃描路徑進行三次的弧形掃描，可得到三個不同的清楚範圍R1、R2、R3並分別取得三組67張的二維光片影像，進而實現三維影像之建構。

請一併參閱第9及11~16圖，第16圖係繪示本發明再一實施例的口內電腦斷層掃描器之操控方法600c的流程示意圖。口內電腦斷層掃描器之操控方法600c包含調整位置步驟S22、掃描取像步驟S24以及影像處理步驟S26，其中掃描取像步驟S24與影像處理步驟S26均與第9圖的對應步驟相同，差別僅在於調整位置步驟S22更包含滑軌移動子步驟S226，此滑軌移動子步驟S226係驅 使架體200a之滑軌結構260的滑塊264沿著滑軌結構260的滑動軌道262移動，藉以令光源座250、滑塊264及中心軸240同步位移。當光源座250連動攝像光源模組300時，攝像光源模組300產生複數個掃描路徑。本實施例係產生三個不同的掃描路徑以清楚地重建三維影像。此外，滑軌移動子步驟S226的執行次數等於掃描路徑的數量，且光源座轉動子步驟S222的執行次數與滑軌移動子步驟S226的執行次數相同，透過步驟的反覆執行來產生所需之多個不同掃描路徑，進而完成多次層析之多焦式接合影像，不但可提供臨床醫師在判讀上有更清楚的資訊，還能減少誤判之機會發生。

由上述實施方式可知，本發明具有下列優點：其一，操作流程簡易，可降低臨床醫師使用的障礙。其二，使用低放射線劑量的電腦斷層掃描，並以牙科用根尖片的拍攝方式和低成本獲得高解析度之三維影像輸出，不但可改善習知CBCT技術之高放射線劑量與低解析度的問題，而且可解決習知口內根尖片技術之只能輸出二維影像的窘境。其三、利用可移動式之攝像光源模組結合口內感測片以獲得數張不同位置的二維影像並運算組成三維影像，既可大幅低成本，亦可獲得高解析度的影像輸出，其運用在牙科臨床上的診斷能大幅地提升醫療品質。其四，本發明本發明提出多焦式接合影像，藉由多次層析得到清楚的掃描完整影像，可以提供臨床醫師在判讀上有更清楚的資訊，能減少誤判之機會。

雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (20)

1. 一種口內電腦斷層掃描器，用以掃描一患者口腔內狀況，該口內電腦斷層掃描器包含：一架體，包含一中心軸與一光源座，該光源座具有一掃描路徑，該掃描路徑以該中心軸為旋轉中心；一攝像光源模組，設於該光源座且沿該掃描路徑往復位移，該攝像光源模組產生一光束並照射至該患者口腔；一感光片，設於該架體上且定位於該患者口腔內，該光束對應該感光片位移掃描，藉以令該攝像光源模組攝影產生複數二維光片影像，該感光片呈一片狀且對應該患者口腔的形狀；以及一影像處理模組，電性連接該攝像光源模組，該影像處理模組接收運算該些二維光片影像而輸出一三維影像。
2. 如申請專利範圍第1項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該感光片與該攝像光源模組相隔一第一間距，該攝像光源模組與該中心軸相隔一第二間距，該第一間距大於該第二間距。
3. 如申請專利範圍第1項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該架體更包含：一架座，設有一軌道，該軌道的延伸方向平行於Z軸；以及一位移件，連接該架座，該位移件受限位移且定位在該軌道上； 其中，該感光片設於該位移件上。
4. 如申請專利範圍第3項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該架體更包含：一電動旋轉盤，設於該位移件與該光源座之間且位於該中心軸上，該電動旋轉盤轉動該光源座。
5. 如申請專利範圍第4項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該光源座更包含：一旋轉擺臂，連接該電動旋轉盤；以及一模組支架，連接該旋轉擺臂，該攝像光源模組可位移地設置於該模組支架上，該旋轉擺臂受該電動旋轉盤轉動而驅使該攝像光源模組沿該掃描路徑往復位移，致使該光束依該掃描路徑掃描。
6. 如申請專利範圍第5項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該位移件設有一擺臂軌道，該擺臂軌道連接該旋轉擺臂，該旋轉擺臂相對於該中心軸並沿該擺臂軌道擺動一旋轉角度，該旋轉角度小於等於180度。
7. 如申請專利範圍第5項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該位移件包含：一第一連動部，連接該軌道，該第一連動部的延伸方向平行於Z軸； 一第二連動部，連接該第一連動部之一端，該第二連動部的延伸方向垂直於Z軸，且該電動旋轉盤設於該第二連動部上；一第三連動部，連接該第一連動部之另一端，該第三連動部的延伸方向平行於該第二連動部的延伸方向，該旋轉擺臂、該模組支架及該攝像光源模組受該電動旋轉盤旋轉位移於該第二連動部與該第三連動部之間；以及一感光片固定座，連接於該第三連動部與該感光片之間。
8. 如申請專利範圍第5項所述之口內電腦斷層掃描器，其中，該旋轉擺臂包含至少一支架移動軌道，該模組支架沿該支架移動軌道限位位移；以及該模組支架包含至少一模組移動軌道，該攝像光源模組沿該模組移動軌道限位位移，該支架移動軌道的延伸方向與該模組移動軌道的延伸方向相異。
9. 如申請專利範圍第8項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該光源座更包含：一轉動軸，連接於該模組移動軌道上，該攝像光源模組樞接該轉動軸且依該轉動軸旋轉，藉以令該光束的方向改變。
10. 如申請專利範圍第1項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該攝像光源模組包含一X光管，該X光管產生該光束，該光束為一X光束，該感光片為一X光感光片。
11. 如申請專利範圍第10項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該攝像光源模組更包含：一對位雷射光發射單元，產生一雷射光束，該雷射光束對應該感光片，且該雷射光束的照射方向與該X光束的照射方向一致，該對位雷射光發射單元與該X光管受該光源座位移。
12. 如申請專利範圍第3項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該架體更包含：一滑軌結構，連接於該位移件與該光源座之間，該滑軌結構包含：一滑動軌道，連接該位移件；及一滑塊，連接該光源座，該滑塊可位移地設於該滑動軌道上；其中，該中心軸設於該光源座，該滑塊與該光源座連動位移而使該中心軸同步移動。
13. 如申請專利範圍第12項所述之口內電腦斷層掃描器，其中該架體更包含： 一電動旋轉盤，設於該滑塊與該光源座之間且位於該中心軸上，該電動旋轉盤轉動該光源座，且該滑塊連動該電動旋轉盤沿該滑動軌道位移。
14. 一種用於申請專利範圍第1項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，包含以下步驟：一調整位置步驟，係調整該攝像光源模組至一掃描位置，該掃描位置對應該患者口腔位置；一掃描取像步驟，係產生該光束並照射至該患者口腔，並使該光束對應該感光片位移掃描而令該攝像光源模組攝影產生該些二維光片影像；以及一影像處理步驟，係運算該些二維光片影像而產生輸出一三維影像。
15. 如申請專利範圍第14項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，其中該調整位置步驟包含：一位移件移動子步驟，係驅使該位移件沿一軌道移動，當該位移件移至該掃描位置時，該位移件定位於該軌道上；以及一光源座轉動子步驟，係驅動該架體之一電動旋轉盤轉動一光源座，藉以令該光源座之一旋轉擺臂與該攝像光源模組沿該掃描路徑往復位移，致使該光束依該掃描路徑掃描。
16. 如申請專利範圍第15項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，其中該調整位置步驟更包含：一滑軌移動子步驟，係驅使該架體之一滑軌結構的一滑塊沿該滑軌結構的一滑動軌道移動，藉以令該光源座、該滑塊及該中心軸同步位移；其中，該光源座連動該攝像光源模組，致使該攝像光源模組產生複數該掃描路徑。
17. 如申請專利範圍第16項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，其中該滑軌移動子步驟的執行次數等於該些掃描路徑的數量，且該光源座轉動子步驟的執行次數與該滑軌移動子步驟的執行次數相同。
18. 如申請專利範圍第14項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，其中該調整位置步驟包含：一支架移動子步驟，係驅使該光源座之一模組支架沿該光源座之一旋轉擺臂之一支架移動軌道移動，當該模組支架移至該掃描位置時，該模組支架定位於該支架移動軌道上；以及一模組移動子步驟，係驅使該攝像光源模組沿該模組支架之一模組移動軌道移動，當該攝像光源模組移至該掃描位置時，該攝像光源模組定位於該模組移動軌道上。
19. 如申請專利範圍第14項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，其中該調整取像步驟包含： 一模組轉動子步驟，係驅使該攝像光源模組沿一轉動軸轉動，當該攝像光源模組移至該掃描位置時，該攝像光源模組定位於該轉動軸上。
20. 如申請專利範圍第14項所述之口內電腦斷層掃描器之操控方法，其中該掃描取像步驟包含：一對位子步驟，係利用一對位雷射光發射單元之一雷射光束對位該感光片，致使該攝像光源模組之該光束與該雷射光束同時對應該患者口腔位置。