TW201821030A - 提供光學對準特徵的牙齒影像收集裝置以及相關系統及方法 - Google Patents
提供光學對準特徵的牙齒影像收集裝置以及相關系統及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201821030A TW201821030A TW106115888A TW106115888A TW201821030A TW 201821030 A TW201821030 A TW 201821030A TW 106115888 A TW106115888 A TW 106115888A TW 106115888 A TW106115888 A TW 106115888A TW 201821030 A TW201821030 A TW 201821030A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- optical alignment
- dental
- optical
- alignment device
- mouthpiece
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 90
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 23
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims abstract description 18
- 210000000214 mouth Anatomy 0.000 description 8
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 4
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 3
- 238000002059 diagnostic imaging Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000001959 radiotherapy Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 16-Epiaffinine Natural products C1C(C2=CC=CC=C2N2)=C2C(=O)CC2C(=CC)CN(C)C1C2CO PXFBZOLANLWPMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 206010065687 Bone loss Diseases 0.000 description 1
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 210000004262 dental pulp cavity Anatomy 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 208000024693 gingival disease Diseases 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 239000007943 implant Substances 0.000 description 1
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 238000002595 magnetic resonance imaging Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000011524 similarity measure Methods 0.000 description 1
- 208000024891 symptom Diseases 0.000 description 1
- 239000003826 tablet Substances 0.000 description 1
- 210000004357 third molar Anatomy 0.000 description 1
- 238000003325 tomography Methods 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/50—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications
- A61B6/51—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment specially adapted for specific body parts; specially adapted for specific clinical applications for dentistry
- A61B6/512—Intraoral means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/08—Auxiliary means for directing the radiation beam to a particular spot, e.g. using light beams
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
- A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
- A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/52—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis
- A61B6/5211—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data
- A61B6/5229—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image
- A61B6/5235—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT
- A61B6/5241—Devices using data or image processing specially adapted for radiation diagnosis involving processing of medical diagnostic data combining image data of a patient, e.g. combining a functional image with an anatomical image combining images from the same or different ionising radiation imaging techniques, e.g. PET and CT combining overlapping images of the same imaging modality, e.g. by stitching
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
- A61B6/58—Testing, adjusting or calibrating thereof
- A61B6/587—Alignment of source unit to detector unit
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61C—DENTISTRY; APPARATUS OR METHODS FOR ORAL OR DENTAL HYGIENE
- A61C5/00—Filling or capping teeth
- A61C5/90—Oral protectors for use during treatment, e.g. lip or mouth protectors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B42/00—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means
- G03B42/02—Obtaining records using waves other than optical waves; Visualisation of such records by using optical means using X-rays
- G03B42/04—Holders for X-ray films
- G03B42/042—Holders for X-ray films for dental applications
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Public Health (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Pathology (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Radiology & Medical Imaging (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Dentistry (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Abstract
一種牙齒成像系統可包含一X射線源、一第一光學對準裝置，及一牙齒影像收集裝置。所述牙齒影像收集裝置可包含一口承、由所述口承承載的至少一個電子X射線感測器，及由所述口承承載且與所述第一光學對準裝置協作以促進光學地對準所述口承與所述X射線源的一第二光學對準裝置。所述系統亦可包含耦接至所述至少一個電子X射線感測器的一牙齒影像處理裝置。
Description
本發明是關於醫療裝置，且更特定而言，是關於用於與診斷成像及相關方法一起使用的醫療裝置。
諸如運用電腦化斷層顯像(CT)掃描、磁共振成像(MRI)掃描及X射線的診斷成像為診斷及治療患者的醫療病況的重要工具。此成像不僅允許醫療從業者定位患者體內的患病或問題區域，而且允許追蹤此等區域隨時間推移的進展狀態。因此，適當地定位患者的能力對於實現一致且準確的成像結果是重要的，使得可在不同影像之間進行有意義的比較。
Ahn的美國專利第8,002,465號揭示一種用於確保患者在放射療法及診斷成像期間正確地定位的系統。所述系統有助於在患者將經歷放射療法時確保患者正確地(例如，與原始規劃掃描相同地)定位。所述系統亦偵測患者在掃描期間是否移動。患者是藉由使用定位感測器來基於所關注的特定位點而不動，定位感測器基於患者重量分佈及壓力 分佈的量測來記錄患者身體定向。
關於牙科學，許多牙齒病變及病況可僅經由使用牙齒放射照片(X射線)被偵測到。舉例而言，在不使用牙齒放射照片的情況下，醫生無法直接看到牙齒之間或齒齦之下。在許多情況下，儘管發生了顯著的底層病害，但患者可能並未表現出疾病症狀或徵兆。然而，在不使用牙齒放射照片的情況下，牙科醫生將被限制為僅在疾病可見於口腔中時才偵測到疾病。牙齒x射線使能夠比單獨的臨床檢查可靠得多且快得多地偵測到疾病。此允許牙科從業者在初期識別及解決問題，從而使患者潛在地避免重大的疼痛及昂貴的治療。
作為實例，X射線可在牙科學中用於眾多目的，包含：識別現有填充物下方的衰變；顯露與齒齦疾病相關聯的骨質流失；顯露由感染造成的骨質改變或牙根管改變；促進牙齒植入物的製備；判定口腔中的空間是否足以容納兒童的正在生長的牙齒；檢查智齒的發育；及顯露其他異常。然而，典型的牙齒X射線裝置允許大的視角差異，從而使難以分析隨時間推移的牙齒改變。
一種牙齒成像系統可包含一X射線源、一第一光學對準裝置，及一牙齒影像收集裝置。所述牙齒影像收集裝置可包含一口承、由所述口承承載的至少一個電子X射線感測器，及由所述口承承載且與所述第一光學對準裝置協作以促進光學地對準所述口承與所述X射線源的一第二光學對準裝置。所述系統亦可包含耦接至所述至少一個電子X射線感測器的一牙齒影像處理裝置。
更特定而言，所述第一光學對準裝置可包括一光學目標，且所述第二光學對準裝置可包括至少一個光學源。根據另一實例，所述第一光學對準裝置可包括至少一個光學偵測器。根據一個實施例，所述第一光學對準裝置可由所述X射線源承載。作為實例，所述第二光學對準裝置可包括多個雷射光源。根據另一實例，所述第二光學對準裝置可包括一雷射光源及與所述雷射光源相關聯的一光學元件。
此外，所述至少一個X射線感測器可包括多個積體電路(IC)感測器。另外，所述影像處理裝置可經組態以自在不同時間收集的牙齒影像產生一給定患者的一複合影像。作為實例，所述複合影像可包括一視差圖影像。此外，舉例而言，所述牙齒影像處理裝置可經組態以在產生所述複合影像之前使用一單應性演算法來處理牙齒影像。根據一個實例實施例，所述系統可進一步包含耦接至所述X射線源的至少一個致動器，且所述牙齒影像處理裝置可經組態以基於所述第一及第二光學對準裝置來操作所述至少一個致動器。
亦提供一種相關牙齒成像收集裝置(諸如上文簡要地所描述的牙齒成像收集裝置)及用於製造此牙齒成像收集裝置的方法。亦提供一種用於收集牙齒成像的方法，其可包含將一牙齒影像收集裝置插入於一患者的口腔中，所述牙齒影像收集裝置包含一口承、由所述口承承載的至少一個電子X射線感測器，及由所述口承承載的一第二光學對準裝置。所述牙齒影像收集裝置可耦接至一牙齒影像處理裝置。所述方法可進一步包含藉由光學地對準一第一光學對準裝置與所述第二光學對準裝置來對準一X射線源與所述口承，及 使用所述X射線源及一牙齒影像處理裝置以自所述電子X射線感測器收集X射線資料。
30‧‧‧牙齒成像系統
31‧‧‧X射線源
32‧‧‧第一光學對準裝置
32a'、32b'‧‧‧光學目標
32"‧‧‧光學偵測器
33‧‧‧牙齒影像收集裝置
34‧‧‧口承或牙齒托盤
34'、34"‧‧‧口承
35‧‧‧電子X射線感測器/積體電路(IC)X射線感測器
36‧‧‧第二光學對準裝置
36a'、36b'‧‧‧對應光學源
36"‧‧‧雷射光源
37‧‧‧牙齒影像處理裝置
38‧‧‧有線連接
40'、40"‧‧‧基體
41'‧‧‧視軸
42"‧‧‧光學元件
43"‧‧‧直線圖案/雷射光線
60‧‧‧致動器
61‧‧‧臂
70、200‧‧‧流程圖
71、72、73、74、75、76、77、78、80、81、82、83、84、201、202、203、204、205‧‧‧方塊
90‧‧‧輸入靜態影像
91‧‧‧移動輸入影像
92‧‧‧關注區(ROI)
93‧‧‧ROI梯形
94‧‧‧視差圖
95‧‧‧3D重新建構結果
100、101、102‧‧‧曲線
800‧‧‧圖解
az‧‧‧方位角
el‧‧‧仰角
圖1為根據一實例實施例的牙齒成像系統的示意性方塊圖。
圖2為說明與圖1的系統相關聯的方法態樣的流程圖。
圖3為圖1的系統的牙齒影像收集及處理裝置的實例實施方案。
圖4及圖5為可與圖1的系統一起使用的不同光學對準裝置組態的透視圖。
圖6為說明可與圖1的系統一起使用的自動化X射線源定位組態的示意圖。
圖7為說明根據一實例實施例的額外方法態樣的流程圖。
圖8為說明可用於圖7的方法中的單應性影像處理途徑的示意圖。
圖9為說明根據一實例實施例的複合牙齒影像產生的一系列牙齒X射線。
圖10(a)至圖10(c)為針對使用圖8的影像處理途徑所執行的實例狀況研究的一系列直方圖，且圖10(d)為針對使用圖8的影像處理途徑所執行的實例狀況研究的圖10(a)至圖10(c)的直方圖的關聯ROC曲線的圖解。
本說明書是參考展示例示性實施例的隨附圖式而作出。然而，可使用許多不同實施例，且因此本說明書不 應被認作限於本文中所闡述的特定實施例。更確切地，提供此等實施例使得本發明將透徹且完整。相同數字始終指代相同元件，且撇號及多撇號記法用以在不同實施例中指示相似元件。
最初參看圖1以及圖2的流程圖200，首先描述牙齒成像系統30及使用所述系統的關聯方法。系統30說明性地包含X射線源31、第一光學對準裝置32，及一或多個牙齒影像收集裝置33。更特定而言，牙齒影像收集裝置33說明性地包含口承或牙齒托盤34、由口承承載的一或多個電子X射線感測器35，及由口承承載的第二光學對準裝置36。在方塊201處開始，在方塊202處將口承34插入於患者的口腔中之後，第二光學對準裝置36與第一光學對準裝置32在方塊203處協作以促進光學地對準口承與X射線源。系統30亦說明性地包含耦接至電子X射線感測器35的牙齒影像處理裝置37，其用以在方塊204處回應於X射線源31而從所述電子X射線感測器收集X射線資料，此說明性地終結圖2的方法(方塊205)。在捕捉到影像時，可將影像保存於可為牙齒影像處理裝置的部分或遠端定位(例如，在網路或雲端伺服器上)的記憶體中。
在圖3所說明的實例中，牙齒影像處理裝置37為膝上型電腦，但在不同實施例中可使用其他合適計算裝置，諸如桌上型電腦、平板電腦等等。此外，在所說明的實例中，電子X射線感測器35可經由諸如通用串列匯流排(USB)纜線(例如，標準或微型USB纜線)或其他合適通信鏈路的有線連接38而耦接至牙齒影像處理裝置。就此而言， USB收發器(未圖示)可併入於口承34內，以不僅將電力提供至感測器35及光學對準裝置36，而且控制感測器與牙齒影像處理裝置37之間的數位資料通信。
更特定而言，根據圖4所說明的一個實例實施例，第一光學對準裝置包括一對光學目標32a'及32b'，其在所說明的實例中為基體40'(例如，X射線源的外殼)上的圓圈，且第二光學對準裝置包括一對對應光學源36a'、36b'，諸如雷射光。更特定而言，光學源36a'、36b'中的每一者可自視軸41'以各別角度定向至光學目標32a'、32b'被定位的基體40'，使得當口承34'與X射線源正確地對準時，來自光學源的光點(例如，雷射光點)居中或對準於光學目標上或光學目標內。
將瞭解，在不同實施例中可使用光學目標的其他形狀及組態，但在所說明的組態中，光點居中於兩個目標32a'、32b'內會有助於提供滾動對準。此外，當使用圓形光點時，若光點的形狀匹配目標的形狀，則此確認口承34'與X射線源之間的相對間距是正確的(例如，過多或過少的間距將使光點為卵形而非圓形)。此外，光點的大小相對於目標圓圈的大小亦可用以提供口承34'與光學目標32a'、32b'之間的規定距離的指示。亦即，當光點的大小相同於目標圓圈的大小時，則口承34'及光學目標32a'、32b'將處於設定距離。因而，由於不同牙科技術員可相對容易使間距、滾動及距離一致，故由系統拍攝的全部影像可有利地來自實質上相同視角以允許隨時間推移進行準確得多的比較。
應注意，在一些實施例中，基體40'可為除了X 射線源的外殼之外的某物。舉例而言，基體40'可為與X射線源隔開給定距離的目標板。舉例而言，基體40'可由與視軸41'成預定角度(例如，45°、90°等等)的徑向臂(未圖示)承載，從而允許X射線源以預定角度對準至患者的口腔的側以自一致位置拍攝咬合翼片X射線。亦即，本文中所闡述的組態有利地允許自眾多不同視角拍攝X射線影像，然而，所述影像處於可相對容易隨時間推移而彼此比較的一致定向。
圖5中展示另一實例光學對準組態。此處，第一光學對準裝置為承載於基體40"上的光學偵測器32"(例如，CCD等等)，且第二光學對準裝置說明性地包含雷射光源36"及與所述雷射光源相關聯的光學元件42"。更特定而言，光學元件42"可為用以將雷射光束塑形為所要形狀的繞射光學元件(DOE)，所述形狀在所說明的實例中為直線43"，但在不同實施例中亦可使用其他形狀或圖案。此處，光學偵測器32"的區域上的直線圖案43"可不僅再次確認雷射光束的間距及滾動是正確的，而且確認口承34"與光學偵測器32"且因此與X射線源相隔所要距離。亦即，線的寬度指示口承34"與光學偵測器32"之間的距離，此將為熟習此項技術者所瞭解。因此，可移動X射線源及/或患者，直至光學偵測器確認雷射光線43"與光學偵測器32"適當地對準，如所展示。在一些實施例中，光學目標或偵測器可凹入於基體內(或在其周圍具有凸起表面特徵)，使得來自光學源的光僅在(例如)其出自所要角度時才照射目標/偵測器。
在圖1所說明的實例中，三個積體電路(IC)X射線感測器35沿著口承34隔開，但在不同實施例中可使用 不同數目個感測器。作為實例，X射線感測器35可包含捕捉x射線且將其轉換為可見光的數位CsI閃爍體，此將為熟習此項技術者所瞭解。更特定而言，感測器35可包含朝向感測器陣列導引光的針狀晶體。光纖面板使牙科醫生能夠檢視近即時的高解析度影像，同時極大地縮減感測器曝光於有害X射線。在頭影、全景及口內數位X射線系統中，面板在X射線發射器與半導體裝置(CCD或CMOS)之間提供X射線障壁。此障壁會延長感測器壽命、縮減背景雜訊且改良影像品質。X射線感測器35可經定大小使得兩個或多於兩個感測器沿著口承34的長度配合以在需要時提供增強型感測器準確度，但在一些實施例中可使用單一感測器。在另一實例實施例中，可沿著口承34的長度形成連續感測器陣列。
由於電子感測器相比於薄膜對X射線敏感得多，故相比於標準X射線薄膜，系統30可有利地允許使用較低輻射劑量。除了將較低X射線劑量曝光給患者及由系統30達成標準化收集影像之外，系統亦可因此有助於縮減牙科醫生就診時間、產生較高品質影像、促進牙齒記錄傳送且為環境友好型。此外，牙齒影像收集裝置33可有助於將視角X射線收集標準化且使其易於登記及分析隨時間推移的收集改變。口承34可類似於運動口腔防護器而配合至人員、具有若干可用大小且以相同於其他牙齒工具的方式予以清潔。牙齒影像收集裝置33可藉由首先模製口承34且接著將感測器35及第二光學對準裝置36附接至所述口承而形成。在其他實施例中，感測器35及第二光學對準裝置36可首先置放於模具中，且接著將口承材料灌注至模具中以形成口承34，其中此 等組件嵌入於所述口承中。此外，亦可在製造程序期間相似地併有通信埠(USB)及其他電路系統，如上文所提到。
因而，牙齒影像收集裝置33提供藉由將具有小型化數位電子件的口承34置放於患者的口腔中而簡化的增強型牙齒成像方法。在需要增強型準確度的一些實施例中，在拍攝初始X射線之後，接著可將其與標準進行比較。根據比較，作出關於收集角度及尺度是否足夠相似於理想的平均牙齒位置(若此為首次收集)或患者的先前牙齒X射線影像的判定。亦即，牙齒影像收集裝置33經由用於當前牙齒影像的演算法相對於理想牙齒模型或患者牙齒的先前影像有利地允許標準化姿態校正角度及距離。下文進一步論述實例牙齒影像比較途徑。
轉至圖6，在一些實施例中，X射線源31的定位可為機器人及自動化的。在所說明的實例中，系統30進一步說明性地包含一或多個致動器60，其可由牙齒影像處理裝置37基於來自第一光學對準裝置32及/或第二光學對準裝置36的回饋而控制。如上文所提到，致動器60可經由臂61將X射線源31移動至不同位置，以自不同光束角度(在圖6中被表示為方位角(az)及仰角(el))進行多次曝光。根據一個實例實施例，第一光學對準裝置32及第二光學對準裝置36可以前向或正面位置而對準，且接著在患者保持靜止時，致動器60圍繞患者的頭部將X射線源31移動至其他標準化成像位置。
除了提供一致牙齒影像收集之外，牙齒影像處理裝置37亦可用於牙齒影像的增強型牙齒影像比較，而無論影 像是否自一致視角被拍攝。根據一個實例實施例，可使用為直接(基於梯度)影像對齊演算法的增強型相關性係數(ECC)演算法。基於梯度資訊，所述演算法達成參數估計的高準確度(亦即，子像素準確度)。所述演算法的效能對於影像中的全域照明改變是不變的，此是由於其將相關性係數(零均值正規化交叉相關性)視為目標函數。所述演算法將兩個未對齊影像(亦即，輸入影像及範本影像)作為輸入，且估計在應用於輸入影像的情況下產生與範本影像對齊的變形影像的2D幾何變換。在一個實例實施例中，可使用補償大位移的基於角錐體的架構。
另外參看圖7的流程圖70，現在描述實例影像對齊及改變偵測/比較程序。一般而言，在方塊71處攝取移動及靜態影像，此後在方塊72至73處進行影像轉譯及影像邊界定位。舉例而言，移動及靜態影像可對應於使用上文所描述的牙齒影像收集裝置33獲得的給定患者的先前所捕捉及當前所捕捉的牙齒影像。然而，在一些實施例中，可對照並非使用牙齒影像收集裝置33所捕捉的影像使用本文中所描述的比較技術。舉例而言，可比較來自服務記錄等等的牙齒影像與自牙齒殘留物拍攝的影像以用於識別目的。在此等狀況下，可將先前所儲存的影像儲存於具有許多不同人的影像的資料庫中，且可在整個資料庫中而非僅僅對照已知患者的影像進行比較。
邊界定位可包含在方塊74處找到像素相關性，在方塊75處計算影像梯度，在方塊76處執行仿射變換參數估計，在方塊77處記錄邊界範圍，及在方塊78處使用單應 性來使邊界變形，如下文將進一步所描述。若在方塊80處所攝取的影像之間的誤差是可接受的(亦即，低於誤差臨限值)，則可在方塊81至82處儲存及糾正影像，且在方塊83至84處處理影像以判定其間的改變偵測(例如，經由諸如視差圖的複合影像)，此後重新建構展示改變的3D模型。若誤差並非可接受的，則可重複方塊74至78處所說明的步驟。
重疊資料使能夠導出深度或高度資訊以用於3D牙齒重新建構。可使用來自給定區域的重疊視點的視差及相對高度資料來建立視差圖以視情況建立紋理化3D圖。重疊資料可用以判定口腔中的特徵的深度。在具有來自重疊區域的相同特徵的多個視圖角度的情況下，特徵視差可有利地用以提取3D資料。可將影像視差轉換為視差圖，在所述視差圖內高度資料被指派給每一影像像素。連續圖框中的較高特徵視差指示較大深度。可使用(例如)調適性雜訊移除、2D中值濾波器及2D順序統計濾波來產生3D經重新建構資料。
另外參看圖8的圖解800，知道影像中的垂直方向會簡化相機姿態及相機運動(亦即，兩種基本影像對齊方法)的估計。此使不同相機座標系統能夠與所量測的垂直方向對準，使得相機的y軸平行於垂直方向，且相機的x-z平面正交於垂直方向。在所說明的實例中，一視角影像與另一影像平面之間的平面單應性關係允許一個影像平面中的任一點(X1)映射至另一影像平面或視圖中的任一點(X2)，如下：
其中： 界定平面 界定相對於基數的2D座標
在投影線性變換(亦即，單應性)中，甚至在不同影像中的平面的整個視角視圖中維持世界平面與其對應影像平面之間的直射。為了受益於平面的存在，需要偵測此等結構。一種用以實現此情形的途徑是使用線段群組或影像角錐體。相似途徑已用於地平面單應性偵測。特別受關注的狀況為匹配困難的情況，例如，當基線寬或存在重複圖案時。針對未校準的影像對的基本矩陣估計為許多視覺應用中的重要但有時困難的步驟。圖9呈現輸入靜態影像90及移動輸入影像91的對齊結果的實例。具有經變形的關注區(ROI)92的輸入影像是基於由用以界定視差圖94的ROI梯形93的拐角界定的邊界點而產生。單應性為用於對齊牙齒成像的良好選項，此是由於其在影像中具有最小像素失真或變形。亦展示3D重新建構結果95。
關於視差圖94，對準準確度是在「紅色」及「綠色」像素方面自(總#像素-#綠色-#紅色)/總#像素而計算出。紅色及綠色像素對應於影像改變，其中一綠色像素大於200且一紅色像素小於200。紅色像素為來自8位元像素值的至少200的值，且綠色像素為來自8位元像素值的至多200。
2D放射照片並不提供深度細節，且常常要求3D資料由放射科醫生達成較好診斷。在一些實例實施例中，可為牙科醫生提供用於使用未校準的放射照片進行3D重新建構的途徑以促進其評估牙齒問題的嚴重程度。當知道放射照片的3D位置且當可在同一場景的放射照片中找到對應強度匹配點時，可達成自兩個放射照片的3D資訊擷取。
標準化平均口腔距離充當用於準確地判定深度資料的參考，尤其是當僅兩個影像可用時，如同咬合翼片X射線。當考慮全景視圖時，3D經重新建構模型是有幫助的。對於全景X射線，在給出個別特徵的已知尺度及彼等特徵可被區別的簡易性的情況下，深度資訊變得容易顯而易見。
正如單應性適合於執行對齊、改變偵測及3D重新建構，其亦適合於匹配牙齒放射照片。圖10(a)至圖10(d)展示來自具有9個患者及61個影像(包含全景及咬合翼片放射照片)的資料庫的結果。取決於要求，一個良好相似性度量記分為>80%，其在此實例中用作基線。在所說明的受試者操作特性(ROC)曲線中，全景資料是由曲線100表示，咬合翼片A資料是由曲線101表示，且咬合翼片B資料是由曲線102表示。在需要時，亦可執行來自自動化程序的正確匹配的視覺檢驗。在所說明的實例中，ROC曲線100上的相似點在圖10(a)的直方圖中的80右側具有大約85%的H1資料，且在直方圖中的80右側具有大約15%的H0資料。相似性度量記分被判定如下：
˙對準準確度=(總#像素-#影像1#影像2)/總#像素
˙影像1及影像2像素對應於影像改變
˙影像1像素>200且影像2像素<200
˙影像2像素>200且影像1像素<200
˙8位元影像
受益於前文描述及關聯圖式中呈現的教示的熟習此項技術者將想到許多修改及其他實施例。因此，應理解，本發明並不限於所揭示的特定實施例，且修改及實施例意欲包含在所附申請專利範圍的範疇內。
Claims (10)
- 一種牙齒成像系統，其包括：一X射線源；一第一光學對準裝置；一牙齒影像收集裝置，其包括一口承，至少一個電子X射線感測器，其是由所述口承承載，及一第二光學對準裝置，其是由所述口承承載且與所述第一光學對準裝置協作以促進光學地對準所述口承與所述X射線源；及一牙齒影像處理裝置，其耦接至所述至少一個電子X射線感測器。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第一光學對準裝置包括一光學目標；且其中所述第二光學對準裝置包括至少一個光學源。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第一光學對準裝置包括至少一個光學偵測器；且其中所述第二光學對準裝置包括至少一個光學源。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第一光學對準裝置是由所述X射線源承載。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第二光學對準裝置包括多個雷射光源。
- 如申請專利範圍第1項所述的系統，其中所述第二光學對準裝置包括一雷射光源及與所述雷射光源相關聯的一光學元件。
- 一種用於收集牙齒成像的方法，所述方法包括：將一牙齒影像收集裝置插入於一患者的口腔中，所述牙齒影像收集裝置包括一口承、由所述口承承載的至少一個電子X射線感測器，及由所述口承承載的一第二光學對準裝置，所述牙齒影像收集裝置耦接至一牙齒影像處理裝置；藉由光學地對準一第一光學對準裝置與所述第二光學對準裝置來對準一X射線源與所述口承；及使用所述X射線源及一牙齒影像處理裝置以自所述電子X射線感測器收集X射線資料。
- 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中所述第一光學對準裝置包括一光學目標；且其中所述第二光學對準裝置包括至少一個光學源。
- 如申請專利範圍第7項所述的方法，其中所述第一光學對準裝置是由所述X射線源承載。
- 如申請專利範圍第7項所述的方法，其進一步包括使用所述影像處理裝置而自在不同時間收集的牙齒影像產生所述患者的一視差圖影像。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US15/371,539 US10631799B2 (en) | 2016-12-07 | 2016-12-07 | Dental image collection device providing optical alignment features and related system and methods |
| US15/371,539 | 2016-12-07 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201821030A true TW201821030A (zh) | 2018-06-16 |
Family
ID=59034425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW106115888A TW201821030A (zh) | 2016-12-07 | 2017-05-12 | 提供光學對準特徵的牙齒影像收集裝置以及相關系統及方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10631799B2 (zh) |
| EP (1) | EP3332711B1 (zh) |
| TW (1) | TW201821030A (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20180070896A1 (en) * | 2015-03-10 | 2018-03-15 | Rayence Co., Ltd. | Intraoral sensor device and intraoral x-ray imaging system using same |
| KR102592905B1 (ko) * | 2016-12-21 | 2023-10-23 | 삼성전자주식회사 | 엑스선 영상 촬영 장치 및 제어방법 |
| US10881362B2 (en) * | 2018-11-20 | 2021-01-05 | General Electric Company | Systems for laser alignment |
| KR20200075623A (ko) * | 2018-12-18 | 2020-06-26 | (주)제노레이 | 2차원 의료 영상 및 3차원 의료 영상의 정합을 이용한 치과 치료 계획 장치 및 방법 |
| US20220051406A1 (en) * | 2019-02-01 | 2022-02-17 | Andrew Timothy Jang | Dental imaging mixed reality system |
| JP7456311B2 (ja) * | 2020-07-02 | 2024-03-27 | コニカミノルタ株式会社 | 口腔内測定装置 |
| US20220061785A1 (en) * | 2020-08-25 | 2022-03-03 | Keesha McCloud | Comfortable barrier clip for intra-oral digital x-ray sensor |
| KR102655362B1 (ko) * | 2021-10-28 | 2024-04-04 | 재단법인대구경북과학기술원 | 의료 이미지 스티칭 방법 및 장치 |
Family Cites Families (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19619925C2 (de) * | 1996-05-17 | 1999-09-09 | Sirona Dental Systems Gmbh | Röntgendiagnostikgerät für Tomosynthese |
| JP4485607B2 (ja) * | 1996-08-21 | 2010-06-23 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 副画像から画像を合成する方法 |
| US6381302B1 (en) * | 2000-07-05 | 2002-04-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Computer assisted 2D adjustment of stereo X-ray images |
| US6592371B2 (en) * | 2000-10-25 | 2003-07-15 | Duane Durbin | Method and system for imaging and modeling a three dimensional structure |
| US7563025B2 (en) * | 2002-04-12 | 2009-07-21 | Kay George W | Methods and apparatus for preserving orientation information in radiography images |
| NO319348B1 (no) | 2002-08-21 | 2005-07-18 | Edgar Schriwer | Posisjonerings-system for en retningsbestemt rontgenkilde og en detektor |
| US7336763B2 (en) * | 2005-05-02 | 2008-02-26 | Oy Ajat Ltd | Dental extra-oral x-ray imaging system and method |
| US7630797B2 (en) | 2006-01-10 | 2009-12-08 | Harris Corporation | Accuracy enhancing system for geospatial collection value of an image sensor aboard an airborne platform and associated methods |
| DE102006041033B4 (de) * | 2006-09-01 | 2017-01-19 | Siemens Healthcare Gmbh | Verfahren zur Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bildvolumens |
| DE102006044661B4 (de) * | 2006-09-21 | 2008-07-24 | Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg | Ermittlungsverfahren für endgültige Projektionsmatrizen |
| IL178393A0 (en) * | 2006-09-28 | 2007-02-11 | Boris Kayzerman | Improved x-ray apparatus |
| CA2705757A1 (en) | 2007-11-19 | 2009-05-28 | Pyronia Medical Technologies, Inc. | Patient positioning system and methods for diagnostic radiology and radiotherapy |
| US20100279248A1 (en) * | 2009-03-05 | 2010-11-04 | Mourad Pierre D | Device and method for predicting the likelihood of caries development |
| GB0910316D0 (en) * | 2009-06-16 | 2009-07-29 | Univ Manchester | Image analysis method |
| US8750590B2 (en) * | 2011-02-03 | 2014-06-10 | Greenberg Surgical Technologies, Llc | Removable handle scan body for impression trays and radiographic templates for integrated optical and CT scanning |
| US8670521B2 (en) * | 2011-06-02 | 2014-03-11 | Carestream Health, Inc. | Method for generating an intraoral volume image |
| JP5226887B2 (ja) * | 2011-06-09 | 2013-07-03 | 株式会社東芝 | 画像処理システム及び方法 |
| JP6000672B2 (ja) * | 2011-07-19 | 2016-10-05 | 東芝メディカルシステムズ株式会社 | 画像処理システム、画像保管装置及び医用画像診断装置 |
| US20130030285A1 (en) * | 2011-07-26 | 2013-01-31 | General Electric Company | System and method for integrating multiple data sources into an x-ray image referential |
| US20130260340A1 (en) * | 2012-03-29 | 2013-10-03 | 3M Innovative Properties Company | Powder for enhancing feature contrast for intraoral digital image scanning |
| JP5709820B2 (ja) * | 2012-11-08 | 2015-04-30 | 株式会社モリタ製作所 | Ｘ線撮影装置 |
| JP5744084B2 (ja) * | 2013-03-06 | 2015-07-01 | 株式会社モリタ製作所 | 歯科用画像表示装置、歯科用施術装置及び歯科用画像表示装置の作動方法 |
| EP2973417B1 (en) | 2013-03-11 | 2020-07-15 | Carestream Dental Technology Topco Limited | A method and system for three-dimensional imaging |
| US9510757B2 (en) * | 2014-05-07 | 2016-12-06 | Align Technology, Inc. | Identification of areas of interest during intraoral scans |
| US9782136B2 (en) * | 2014-06-17 | 2017-10-10 | The University Of North Carolina At Chapel Hill | Intraoral tomosynthesis systems, methods, and computer readable media for dental imaging |
| EP3662840B1 (en) * | 2014-09-16 | 2023-12-13 | Sirona Dental, Inc. | Methods, systems, apparatuses, and computer programs for processing tomographic images |
| FR3028039B1 (fr) * | 2014-11-05 | 2016-12-30 | Univ Joseph Fourier | Systeme d'imagerie radiographique et procede de positionnement d'un tel systeme |
| US9872663B2 (en) * | 2015-02-04 | 2018-01-23 | Dentsply Sirona Inc. | Methods, systems, apparatuses, and computer programs for removing marker artifact contribution from a tomosynthesis dataset |
| US20180070896A1 (en) * | 2015-03-10 | 2018-03-15 | Rayence Co., Ltd. | Intraoral sensor device and intraoral x-ray imaging system using same |
| US10039508B2 (en) * | 2015-03-30 | 2018-08-07 | Sirona Dental, Inc. | Rolling yoke mount for an intra-oral 3D X-ray system |
| DE102015222821A1 (de) * | 2015-11-19 | 2017-05-24 | Sirona Dental Systems Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines dentaldiagnostischen Bilderzeugungssystems |
| EP3332736B1 (de) * | 2016-12-12 | 2020-11-04 | Sirona Dental Systems GmbH | Verfahren zur erfassung eines dentalen objekts |
-
2016
- 2016-12-07 US US15/371,539 patent/US10631799B2/en active Active
-
2017
- 2017-05-12 TW TW106115888A patent/TW201821030A/zh unknown
- 2017-06-09 EP EP17000983.1A patent/EP3332711B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20180153485A1 (en) | 2018-06-07 |
| EP3332711B1 (en) | 2019-05-01 |
| US10631799B2 (en) | 2020-04-28 |
| EP3332711A1 (en) | 2018-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3332711B1 (en) | Dental image collection device providing optical alignment features and related methods | |
| KR101878467B1 (ko) | 3차원 치아 영상 데이터와 광학식 스캔 치아 모델의 선택적 정합 방법, 장치 및 프로그램 | |
| US8121380B2 (en) | Computerized imaging method for a three-dimensional reconstruction from two-dimensional radiological images; implementation device | |
| JP5837748B2 (ja) | 撮像データのレジストレーションのためのシステムおよび方法 | |
| US10154820B2 (en) | Method and apparatus for navigating CT scan with a marker | |
| US11961238B2 (en) | Tooth segmentation using tooth registration | |
| CN112258593B (zh) | 单目相机下ct或pet-ct智能定位扫描方法 | |
| US20170000430A1 (en) | Methods and apparatus for jaw motion analysis | |
| WO2018152742A1 (en) | Multiple surfaces for physical-to-image/image-to-physical registration and image verification | |
| Lin et al. | A novel approach of surface texture mapping for cone-beam computed tomography in image-guided surgical navigation | |
| EP3294137A1 (en) | A monitoring system | |
| Meng et al. | An automatic markerless registration method for neurosurgical robotics based on an optical camera | |
| WO2023274690A1 (en) | Non-invasive periodontal examination | |
| Lerma et al. | Smartphone-based video for 3D modelling: Application to infant’s cranial deformation analysis | |
| EP3072448B1 (en) | Device and method for generating dental three-dimensional surface image | |
| KR20160057024A (ko) | 마커리스 ３차원 객체추적 장치 및 그 방법 | |
| Hussien et al. | Stereo photogrammetry vs computed tomography for 3D medical measurements | |
| EP3279860A1 (en) | Device for extracting three-dimensional information from x-ray images of an object, method for calibrating said device, and method for generating said x-ray images | |
| Knyaz | Image-based 3D reconstruction and analysis for orthodontia | |
| CN117392230A (zh) | Cbct旋转半径的测量方法、装置、设备及存储介质 | |
| EP3665650B1 (en) | Method and apparatus for measuring the accuracy of models generated by a patient monitoring system | |
| Mahmood et al. | Creating a Digital 3D Model of the Dental Cast Using Structure-from-Motion Photogrammetry Technique. | |
| Galantucci et al. | New 3D digitizer for human faces based on digital close range photogrammetry: Application to face symmetry analysis | |
| JP7462255B2 (ja) | 内視鏡用形状計測システムおよび内視鏡用形状計測方法 | |
| Ghanoum et al. | Panoramic view of human jaw under ambiguity intraoral camera movement |