TWI768980B - 口內攝影智慧輔助裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種口內攝影智慧輔助裝置，應用至受測者牙齒上，其包 含：X光發射單元；X光感測單元，設置於該受測者的口腔中以及該受測者牙齒中第一預設牙位，其用以接收該X光發射單元從該受測者牙齒的一側所發射出之X光而產生牙齒影像；姿態資訊產生裝置，設置於該X光感測單元上，其係因應該X光感測單元的姿態而產生一組姿態資訊信號；以及姿態資訊解讀裝置，其中包含有一預設姿態資訊庫，該預設姿態資訊庫中儲存有分別對應至少一第一拍攝法與一第二拍攝法之一第一組預設姿態資訊與一第二組預設姿態資訊，該姿態資訊解讀裝置信號連接至該姿態資訊產生裝置，用以因應該姿態資訊產生裝置所發出之該組姿態資訊信號而解讀出代表該X光感測單元姿態的一即時姿態資訊，並因應該第一預設牙位與一預設拍攝法而從該預設姿態資訊庫選出該第一組預設姿態資訊與該第二組預設姿態資訊中之一預設牙位姿態資訊，再提供該即時姿態資訊與該預設牙位姿態資訊間的差異而可調整該X光發射單元與該X光感測單元之相對關係。

Description

口內攝影智慧輔助裝置

本案係為一種口內攝影智慧輔助裝置，尤指應用於X光攝影之口內攝影智慧輔助裝置。

因為牙醫學中所關照的組織及疾病，大多是存在於肉眼所無法直接看到的地方。所以，口內X光攝影技術在牙醫學方面的應用，是非常重要的。如果沒有口內X光攝影技術的幫忙，醫生不容易做出良好的診斷以及訂定出適當的治療計畫。

傳統的牙齒X光攝影裝置中主要包含有X光發射單元與X光感測單元，利用設置於該受測者牙齒兩側的X光發射單元與X光感測單元來對受測者牙齒進行攝影。而為能在X光感測單元上得到正確且清楚的牙齒X光影像，有時需利用一定位支架、一定位輔助器械或徒手按壓來調整與維持X光發射單元與X光感測單元兩者間正確的相對位置與角度。但是，因為X光感測單元設置於該受測者的口腔中以及該受測者牙齒的內側，經常無法被肉眼直接觀察到，因此並不容易完成良好的定位。

而如何解決上述習用手段所造成之困擾，以及如何正確且快速的完成裝置間的定位，係為發展本案技術手段之主要目的。本發明主要係有關於一種口內攝影智慧輔助裝置，應用至一受測者牙齒上，其包含：一X光發射單元，位置可移動地設置於該受測者牙齒的一第一側；一X光感測單元，設置於該受測者的口腔中以及該受測者牙齒中一第一預設牙位的一第二側，其用以接收該X光發射單元從該受測者牙齒的該第一側所發射出之X光而產生一牙齒影像；一姿態資訊產生裝置，設置於該X光感測單元上，其係因應該X光感測單元的姿態而產生一組姿態資訊信號；以及一姿態資訊解讀裝置，其中包含有一預設姿態資訊庫，該預設姿態資訊庫中儲存有分別對應至少一第一拍攝法與一第二拍攝法之一第一組預設姿態資訊與一第二組預設姿態資訊，該姿態資訊解讀裝置信號連接至該姿態資訊產生裝置，用以因應該姿態資訊產生裝置所發出之該組姿態資訊信號而解讀出代表該X光感測單元姿態的一即時姿態資訊，並因應該第一預設牙位與一預設拍攝法而從該預設姿態資訊庫選出該第一組預設姿態資訊與該第二組預設姿態資訊中之一預設牙位姿態資訊，再提供該即時姿態資訊與該預設牙位姿態資訊間的差異而可調整該X光發射單元與該X光感測單元之相對關係。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該姿態資訊產生裝置中包含一輔助姿態資訊產生裝置，設置於該該X光發射單元上，用以發出該組姿態資訊信號中之一組輔助姿態資訊信號，可以與該姿態資訊產生裝置所產生的其它姿態資訊信號一起計算，進而得到該X光發射單元與該X光感測單元間之一實際距離及一相對角度。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該輔助姿態資訊產生裝置包含一第一部分與一第二部分，該輔助姿態資訊產生裝置之第一部分為設置在該X光發射單元殼體上的一個或多個主動元件或被動元件，其位置係對應於該X光發射單元中該X光發射源位置的殼體上，該輔助姿態資訊產生裝置之第二部分則為設置在該X光發射單元管口的周緣上的一個或多個主動元件或被動元件，用以發出可以代表該第一部分與該第二部分間的空間方位關係的該組輔助姿態資訊信號，用以計算出X光的發射方向(角度)來提供該位置資訊解讀裝置來進行後續計算，還可以與該姿態資訊產生裝置所產生的其它姿態資訊信號一起計算，進而得到該X光發射單元與該X光感測單元間之一實際距離及一相對角度。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該X光感測單元包含有一感光片模組以及一感光片支撐固定器，該感光片模組固定至該感光片支撐固定器上，該感光片模組為一被動式成像板或一主動式成像板，該姿態資訊產生裝置包含有設置在該感光片模組背面處複數個預設位置上的複數個無線信號產生器，該組姿態資訊信號為該複數個無線信號產生器所分別產生之複數個無線信號。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該位置資訊解讀裝置包含有分散在一預設框架上的複數個子單元，用以分別接收該姿態資訊產生裝置中該複數個無線信號產生器所產生之複數個無線信號，該位置資訊解讀裝置中的每個子單元根據所接收到的該複數個無線信號的強度變化來計算出每個無線信號產生器與至少一參考座標間的一空間關係。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中設置在該感光片模組背面處複數個預設位置的每個無線信號產生器是不需外接電源的 一被動元件，該被動元件為發出磁力線的磁鐵或是可以反射無線電波的金屬片，該位置資訊解讀裝置是設置在一圓頂上複數個預設位置的複數個磁力感測器或無線電磁波傳感器，用以測量出該無線信號產生器與複數個預設位置間的距離與方向，便可整合成一向量座標來代表兩者間的空間關係。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該圓頂是以受測者座位的頭部位置為球心的一球面結構，該向量座標為在該圓頂所定義之一座標系統中所測量出之該感光片模組的一位置座標與三度空間的三軸旋轉角度數據。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該姿態資訊產生裝置為一主動元件，該主動元件為一重力加速度感測器、一角速度感測器、一磁感應感測器或是三者的組合套裝，用來提供該感光片支撐固定器以及該感光片模組的方位與角度等姿態數據，使該感光片模組在三度空間中的位置、指向與姿態被估測出來。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中以該主動元件所完成的該姿態資訊產生裝置直接整合在該感光片模組的背面中，該位置資訊解讀裝置透過一信號線來對該姿態資訊產生裝置所產生之姿態資訊信號進行解讀，且該姿態資訊產生裝置與該X光發射單元之間設置有一阻絕結構，用以保護該姿態資訊產生裝置中的電路不被X光破壞，該阻絕結構留有一缺口來進行信號偵測或傳送。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該姿態資訊解讀裝置更包含有一顯示幕、一信號接收單元以及一運算單元，該第一拍攝法與該第二拍攝法分別為平行法與分角線法，該姿態資訊解讀裝置因應該姿態資訊產生裝置所發出之該組姿態資訊信號而解讀出代表該X光感測單元姿態的該 即時姿態資訊，並可因應該預設牙位與該預設拍攝法而從該預設姿態資訊庫選出該第一組預設姿態資訊與該第二組預設姿態資訊中之該預設牙位姿態資訊，再於該顯示幕上提供該即時姿態資訊與該預設牙位姿態資訊間的差異，而讓使用者可據以調整該X光發射單元與該X光感測單元之相對關係。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該顯示幕包含一使用者介面，其上標示有一牙位列表、一平行法按鈕與一分角線法按鈕，先讓操作人員進行點選拍攝方式以及要進行拍攝的牙位編號，而完成牙位編號點選後，該X光發射單元便可以根據拍攝方式以及牙位來相對應調整X光的劑量並對應出系統內預設的該感光片模組的建議水平角度與建議垂直角度並傳送到顯示幕進行顯示。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該顯示幕的一第一顯示區塊中表示出對應一牙位編號所得出之擺放該感光片模組121的建議水平角度與建議垂直角度，該顯示幕的一第二顯示區塊中顯示出目前該感光片模組所呈現的實際距離、實際水平角度與實際垂直角度，其係由該組姿態資訊信號中之該姿態資訊所解讀出，該顯示幕的一第三顯示區塊中係以圖案來表示出該感光片模組所涵蓋到的牙齒範圍，該顯示幕的一第四顯示區塊表示出該感光片模組的流水編號，用以與其它感光片模組進行區別

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該第三顯示區塊中以醒目的圖案來標示出該感光片模組在未完全定位時，該感光片模組所未能涵蓋到的牙齒範圍。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中當實際水平角度與實際垂直角度已與建議水平角度與建議垂直角度一致且該第三顯示區塊已無出現醒目的圖案時，便可以馬上自動啟動曝光，以及把該感光片模組的 流水編號與調整好的實際水平角度與實際垂直角度一起記錄到該拍攝的影像資料中或是傳送至系統中的資料庫中。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該顯示幕係整合至一面罩上，該面罩更包含有一攝影模組，其中該顯示幕用以顯示出該使用者介面的畫面，該攝影模組則用以擷取佩戴人員眼前的場景而轉換成一影像畫面信號並與使用者介面畫面疊合成一合成畫面後在該顯示幕上顯示出來，從該攝影模組所擷取到的影像畫面中，更可對使用者的手勢進行判斷而產生出游標控制信號，使得該使用者介面中的該牙位列表的選擇可利用手勢或是頭部動作來進行游標的控制與點選，也可以利用該攝影模組所擷取到的影像畫面來進行物體偵測以及人臉辨識，如此將可以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中更包含一主動姿態調整器，連接於該感光片支撐固定器與該感光片模組之間，透過該位置資訊解讀裝置對於該姿態資訊產生裝置所產生之姿態資訊信號的解讀，再發出對該主動姿態調整器之控制信號來主動調整該感光片模組的位置與轉動角度。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該主動姿態調整器為一機械手臂，該機械手臂的控制信號透過該位置資訊解讀裝置對於姿態資訊產生裝置所產生之姿態資訊信號的解讀所發出，更利用一攝影模組所擷取到的影像畫面來進行物體偵測以及人臉辨識，用以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部，還可以避免該機械手臂誤擊受測者。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該機械手臂的控制可以使用一腳踏板來進行，並且當使用者未將腳踏上該腳踏板時，裝置將回歸手動模式。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中更可利用該攝影模組所擷取到的影像畫面來分析病患牙齒的排列狀況以及角度來進行進一步的定位微調，並將該攝影模組所擷取到的影像畫面透過網際網路傳輸到遠端的遙控裝置，可以由遠端的遙控裝置來遙控該機械手臂來操作X光機的定位以及拍攝。

根據上述構想，本案所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中更設置一位置鎖定功能，當該位置鎖定功能被啟動時，該主動姿態調整器或是該機械手臂會持續鎖定定位完成時的相對位置與角度。

為了能對本發明之上述構想有更清楚的理解，下文特舉出多個實施例，並配合對應圖式詳細說明如下。

10:受測者牙齒

11:X光發射單元

12:X光感測單元

13:姿態資訊產生裝置

14:姿態資訊解讀裝置

100:X光

140:顯示幕

141:信號接收單元

142:運算單元

143:預設姿態資訊庫

101:長軸

102:等分角面

121:感光片模組

1210:背面

1211:正面

132:阻絕結構

15:半球圓頂

130:無線信號產生器

120:感光片支撐固定器

129:主動姿態調整器

111:外部控制面板

23:輔助姿態資訊產生裝置

231:第一部分

232:第二部分

110:X光發射源

118:殼體

119:管口

30:FDI牙位列表

31:曝光按鈕

32:平行法按鈕

33:分角線法按鈕

1401:第一顯示區塊

1402:第二顯示區塊

1403:第三顯示區塊

1404:第四顯示區塊

39:圖案

35:第一按鍵分類布局樣式

36:第二按鍵分類布局樣式

4:面罩

40:顯示幕

41:攝影模組

401:合成畫面

60:機械手臂

61:外掛式的顯示幕

62:攝影模組

63:腳踏板

70:網際網路

71:遙控裝置

圖1A，其係本案所發展出來關於口內攝影裝置的功能方塊示意圖。

圖1B，其係本案所發展出來關於姿態資訊解讀裝置的較佳實施例方塊示意圖。

圖1C，其係口內攝影技術中關於平行法(Paralleling technique)的示意圖。

圖1D，其係口內攝影技術中關於分角線法(Bisecting angle technique)的示意圖。

圖2A-2E，本案所發展出來關於X光感測單元以及姿態資訊產生裝置的功能方塊示意圖。

圖3A-3E，其係本案所發展出來關於可在本案系統上運行的使用者介面示意圖。

圖4A-4C，其係本案所發展出來關於口內攝影裝置的各式實施例功能方塊示意圖。

圖5，其係本案所發展出來關於可在本案系統上運行的使用者介面的另一實施例功能方塊示意圖。

圖6A-6B，其係本案再發展出以機械手臂取代主動姿態調整器來進行調整感光片支撐固定器的實施例功能方塊示意圖。

圖7，其係本案再發展出以遠端的遙控裝置來控制機械手臂以調整感光片支撐固定器的實施例功能方塊示意圖。

為了解決上述的問題，本案發明人係發展出如圖1A所示之口內攝影裝置的功能方塊示意圖，其應用至一受測者口腔內的牙齒10上。而本案所發展出具智慧輔助功能之口內攝影裝置，其主要包含有X光發射單元11、X光感測單元12、姿態資訊產生裝置13以及姿態資訊解讀裝置14。其中X光發射單元11係位置可移動地設置於該受測者牙齒10的外側，而X光感測單元12設置於該受測者的口腔中以及該受測者牙齒10的某一預設牙位的內側，其用以接收該X光發射單元11從該受測者牙齒的外側所發射出之X光100而產生一牙齒影像。至於姿態資訊產生裝置13則可以僅設置於該X光感測單元12上或是X 光感測單元12與X光發射單元11兩者之上。如此一來，姿態資訊產生裝置13便可因應該X光感測單元12的姿態或是X光感測單元12與X光發射單元11兩者的姿態而產生一組姿態資訊信號。而姿態資訊解讀裝置14便可利用有線方式或無線方式來信號連接至該姿態資訊產生裝置13，用以接收該姿態資訊產生裝置13所發出之該組姿態資訊信號，進而解讀出代表該X光感測單元12、X光發射單元11或是X光感測單元12與X光發射單元11兩者所處的姿態的一姿態資訊。而姿態資訊解讀裝置14所解讀出之該姿態資訊便可被用來調整該X光發射單元11與該X光感測單元12之相對位置。如此一來，本案便可以解決習用手段中盲目調整X光發射單元11與該X光感測單元12間相對位置的缺失。

更佳者，如圖1B所示之姿態資訊解讀裝置14的較佳實施例方塊示意圖，其中包含有一顯示幕140、一信號接收單元141、一運算單元142以及一預設姿態資訊庫143，該預設姿態資訊庫143中儲存有分別對應至少一第一拍攝法與一第二拍攝法之一第一組預設姿態資訊與一第二組預設姿態資訊，該姿態資訊解讀裝置14信號連接至該姿態資訊產生裝置13，信號接收單元141用以接收該姿態資訊產生裝置13所發出之該組姿態資訊信號，而運算單元142用以根據該組姿態資訊信號運算解讀出代表該X光感測單元12姿態的一即時姿態資訊，並可因應該預設牙位與一預設拍攝法而從該預設姿態資訊庫143選出該第一組預設姿態資訊與該第二組預設姿態資訊中之一預設牙位姿態資訊，再於顯示幕140上提供該即時姿態資訊與該預設牙位姿態資訊間的差異，而讓使用者可據以調整該X光發射單元11與該X光感測單元12之相對關係。舉例來說，上述第一拍攝法與第二拍攝法可分別是平行法(Paralleling technique)與分角線法 (Bisecting angle technique)，而在不同的拍攝法之下，會有其相對應的不同組預設姿態資訊。

如圖1A與圖1C所示之示意圖便是平行法(Paralleling technique)的示意圖，其中正確的定位與角度是如圖所示，X光100與X光感測單元12的平面呈垂直，而X光感測單元12的平面延伸方向則與牙齒10的長軸101是互相平行。至於圖1D所示之示意圖便是分角線法(Bisecting angle technique)的示意圖，其中正確的定位與角度則是如圖所示，X光感測單元12的平面延伸方向與牙齒10的長軸101不是呈現平行而是具有一個銳角，且X光100與X光感測單元12的平面不是呈現垂直，而是X光100與該銳角之間的等分角面102垂直。由圖可以看出，不同的拍攝法設定之下，每一個牙位或牙位區即有各自不同之垂直及水平角度需要設定，因此在實際操作上必然會有其相對應的不同組預設姿態資訊的需求。

然而，從圖1D左側的示意圖中可以清楚看出，因為牙齒10與X光感測單元12都在口腔中而無法被清楚觀察到，而且口腔外部的皮膚表面也有不同程度的高低起伏以及其他器官造型的影響，所以不容易在皮膚表面上標記出對準的圖案。於是本案對於姿態資訊產生裝置13發展出如圖2A所示的較佳實施例示意圖，其中係表示出將姿態資訊產生裝置13設置於該X光感測單元12中之感光片模組121上的實施例示意圖。而此處的姿態資訊產生裝置13是由設置在該感光片模組121背面處複數個預設位置的複數個無線信號產生器130所組成，該組姿態資訊信號為該複數個無線信號產生器130所分別產生之複數個無線信號。至於圖中之該位置資訊解讀裝置14則可以分散在一預設框架(本圖例是一半球圓頂15)上的複數個子單元所構成，用以分別接收該姿態資訊產生裝置13中 複數個無線信號產生器130所產生之複數個無線信號。位置資訊解讀裝置14中的每個子單元可根據所接收到的該複數個無線信號的強度或其他特性的變化來計算出每個無線信號產生器130與至少一參考座標(例如將位置資訊解讀裝置14中某個預設子單元的位置當作原點)間的一空間關係(例如是每個無線信號產生器130與該預設位置間的距離與方向，或是將其整合成一向量座標)。如此一來，該位置資訊解讀裝置14便可將該空間關係(例如每個無線信號產生器130與該預設位置間的距離所形成之數字陣列)顯示給操作人員參考，進而可調整該X光發射單元與該X光感測單元之相對位置至一正確位置(例如X光發射單元11與感光片模組121完全對準之時的數字陣列)。

舉例來說，當上述之感光片模組121是被動式成像板(Phosphor Storage Plates，PSP)時，因被動式成像板(Phosphor Storage Plates，PSP)不需要有任何電源，所以設置在該感光片模組121背面處複數個預設位置的複數個無線信號產生器130也可選用不需外接電源的被動元件，例如是可以發出磁力線的磁鐵或是可以反射無線電波的金屬片等。至於位置資訊解讀裝置14則可以是設置在一圓頂15上複數個預設位置的複數個磁力感測器或是無線電磁波傳感器，用以測量出該無線信號產生器130與複數個預設位置間的距離與方向，便可整合成一向量座標來代表兩者間的空間關係。如此一來，該感光片模組121在三度空間中的姿態將被估測出來。而該圓頂15可以是戴在頭上的頭盔、罩在頭部四周的圓傘或是以受測者座位的頭部位置為球心的任何球面結構。如此一來，本發明將可以在該圓頂15所定義之一座標系統中測量出該感光片模組121的一位置座標與姿態數據(例如三度空間的三軸旋轉角度數據)。

請參見圖2B，其係將圖2A所示之感光片模組121固定至一感光片支撐固定器120後形成該X光感測單元12的較佳實施例外觀示意圖。感光片支撐固定器120可以讓受測者咬合固定，當X光感測單元12被置入口腔後，雖然無法直接被操作人員直接看到其所處之姿態，但透過調整感光片支撐固定器120的位置，便可以改變感光片模組121的姿態。因此在此一實施例中，發明人還可以將一個或多個無線信號產生器130也設置在感光片支撐固定器120之上，如此也可以協助該感光片模組121在三度空間中的姿態將被估測出來。而此姿態的改變同樣可以透過位於頭盔或病患座椅頭部區所佈建的位置資訊解讀裝置14，對於姿態資訊產生裝置13所產生之姿態資訊信號來運算解讀得知，進而達成調整到準確位置的目的。由於感光片支撐固定器120離口腔外部較近甚至在口腔外，因此接上電源較為方便，所以姿態資訊產生裝置13除了可以選用上述不需要外接電源的無線被動元件之外，也可以選用有線的主動元件，例如可以是重力加速度感測器、角速度感測器(即陀螺儀)或磁感應感測器(即電子羅盤)或是三者的組合套裝(3軸感測器、6軸感測器或9軸感測器)，其係可以提供該感光片支撐固定器120以及感光片模組121的方位與角度姿態等數據，如此一來，貼附有姿態資訊產生裝置13之該感光片模組121或感光片支撐固定器120，在三度空間中的姿態都可被估測出來。

另外，除了用手動來調整如圖2B所示之感光片支撐固定器120外，還可另外設置如圖2C所示之主動姿態調整器129，其可用多軸致動器來完成，可以受控來主動調整感光片模組121的位置與轉動角度。如此一來，透過位置資訊解讀裝置14對於姿態資訊產生裝置13所產生之姿態資訊信號的解讀，再 發出對主動姿態調整器129之控制信號，便可以達成將感光片模組121調整到準確位置的目的。

另外，上述之感光片模組121除了可以是被動式成像板外，當然也可以是選用主動式(Direct Radiography，DR)成像板來完成。而當感光片模組121是主動式成像板時，姿態資訊產生裝置13除了可以選用上述不需要外接電源的無線被動元件之外，就也可以選用有線的主動元件，例如可以是重力加速度感測器、角速度感測器(即陀螺儀)或磁感應感測器(即電子羅盤)或是三者的組合套裝(3軸感測器、6軸感測器或9軸感測器)，都可以用來提供該感光片支撐固定器120以及感光片模組121的方位與角度等姿態數據，如此一來，該感光片模組121在三度空間中的位置、指向與姿態將可被估測出來。

如圖2D之所示，本案直接將以有線的主動元件所完成的姿態資訊產生裝置13直接整合在該感光片模組121的背面1210中，位置資訊解讀裝置14透過信號線來對姿態資訊產生裝置13所產生之姿態資訊信號進行解讀，同樣可以達成將該感光片模組121調整到準確位置的目的。另外，為能保護以主動元件所完成姿態資訊產生裝置13不受從正面1211照射過來的X光的破壞，可以在該姿態資訊產生裝置13與該X光發射單元11之間設置有一阻絕結構132，例如選用金屬鉛來完成該阻絕結構132，用以保護該姿態資訊產生裝置13中的電路不被X光破壞，該阻絕結構132留有一缺口來進行信號偵測或傳送。

再請參見圖2E，其係將姿態資訊產生裝置13中設置在X光發射單元11的輔助姿態資訊產生裝置的設置實施例示意圖，本圖之輔助姿態資訊產生裝置23的第一部分231與第二部分232設置在該X光發射單元11中，用以發出該組姿態資訊信號中之一組輔助姿態資訊信號，第一部分231是設置在該X光 發射單元11殼體上的一個或多個主動元件或被動元件，其位置係對應於X光發射單元11中該X光發射源110位置的殼體118上。第二部分232則為設置在該X光發射單元11管口119的周緣上的一個或多個主動元件或被動元件，用以發出可以代表第一部分231與第二部分232間的空間方位關係的該組輔助姿態資訊信號，如此便可以計算出X光的發射方向(角度)，用以提供位置資訊解讀裝置14來進行後續計算。除了發射方向(角度)外，還可以與姿態資訊產生裝置13所產生的其它姿態資訊信號一起計算，進而得到X光發射單元11與該X光感測單元12間之一實際距離與一相對角度。

再請參見圖3A至圖3C，其係為可在本案系統上運行的使用者介面示意圖，首先，如圖3A所示，X光發射單元11可包含有一外部控制面板(例如常見的觸控顯示器)111，其上標示有FDI牙位列表30(本圖是以單顆牙拍攝的列表為例)以及曝光按鈕31、平行法按鈕32與分角線法按鈕33，可以先讓操作人員進行點選拍攝方式(例如圖中常見的平行法或分角線法)以及要進行拍攝的牙位編號。而完成牙位編號(圖中的某一小方格)點選後，X光發射單元11便可以根據拍攝方式以及牙位來相對應調整X光的劑量並對應出系統內預設的感光片模組121的建議水平角度與建議垂直角度(當然也可以顯示先前某日拍攝的水平角度以及先前某日拍攝的水平角度來提供參考)。而且，建議水平角度與建議垂直角度的資訊還可以傳送到位置資訊解讀裝置14並顯示在其所附設的顯示幕140之上。

如圖3B所示，顯示幕140的第一顯示區塊1401中表示出對應一牙位編號而得出擺放該感光片模組121的建議水平角度與建議垂直角度(或包含先前某日拍攝的水平角度以及先前某日拍攝的水平角度來提供參考)，至於顯示 幕140的第二顯示區塊1402中則表示出目前該感光片模組121所呈現的實際距離(X光發射單元11與該X光感測單元12間之距離)、實際水平角度與實際垂直角度，其係可由該組姿態資訊信號中之該姿態資訊所解讀出。另外，第三顯示區塊1403則以圖案來表示出該感光片模組121所涵蓋到的牙齒範圍。至於第四顯示區塊1404則表示出該感光片模組121的流水編號(可在感光片模組121上設置RFID晶片或可被影像掃描的二維條碼來完成)，用以與其它感光片模組121進行區別，進而防止重複拍攝以及後續資料處理的辨別。另外，第三顯示區塊1403中還可以用醒目的方式(例如反白或閃爍)來提醒操作人員，該位置尚未被感光片模組121所涵蓋，則以醒目的圖案39來標示出該感光片模組121在未完全定位時，該感光片模組121所未能涵蓋到的牙齒範圍(示例可以參見圖3C)。

而當調整完成(例如實際水平角度與實際垂直角度已與建議水平角度與建議垂直角度一致且第三顯示區塊1403已無出現醒目的圖案39)時，便可以把該感光片模組121的流水編號(例如1XY2)與調整好的實際水平角度(例如6度)與實際垂直角度(例如25度)一起記錄到該拍攝的影像資料中或是傳送至系統中的資料庫中。而以重複上述步驟來完成所有牙齒的拍攝後，再將所有感光片模組121(被動式)送去讀片機進行資料讀取與清除，讀出的牙齒X光影像資料最後與系統中資料庫預存的流水編號、水平角度以及垂直角度數據完成配對與儲存。

至於圖3D與圖3E，則是原本FDI牙位列表30的內容，可改用分別依檢查名稱拍攝以及依牙位區拍攝的第一按鍵分類布局樣式35以及第二按鍵分類布局樣式36來進行顯示，可以因應使用者的選擇而進行顯示內容的切換。再次強調，圖2A至圖2E中設置在X光發射單元11與該X光感測單元12上之姿態資訊產生裝置13與輔助姿態資訊產生裝置23，除了可以是不需外接電源的 被動元件外，還可以是電子羅盤、重力感測器(g-sensor)及/或陀螺儀(Gyro Meter)的主動元件組合，其係可以提供該感光片模組121與方位與姿態，有助於對該感光片模組121歪斜角度以及距離的判斷。

所以，如圖4A之所示，位置資訊解讀裝置14便可分別接收來自X光發射單元11與以主動式成像板所完成的X光感測單元12上，皆以有線信號傳輸的主動元件組合來分別完成輔助姿態資訊產生裝置23與姿態資訊產生裝置13，進而分別產生複數個姿態資訊信號來構成該組姿態資訊信號，並可根據所接收到的該組姿態資訊信號的強度或其他特性(重力感測器或陀螺儀的輸出值)的變化來計算出包含有實際距離(X光發射單元11與該X光感測單元12間之距離)、實際水平角度與實際垂直角度的姿態資訊。

再請參見圖4B之所示，同樣是由位置資訊解讀裝置14來分別接收來自X光發射單元11與該X光感測單元12上之輔助姿態資訊產生裝置23與姿態資訊產生裝置13的複數個姿態資訊信號。與圖4A實施例間的差異在於X光感測單元12上的姿態資訊產生裝置13，是以無線信號傳輸的被動元件來完成在X光感測單元12中也是屬於被動式成像板的感光片模組121上。

至於圖4C之所示，同樣是由位置資訊解讀裝置14來分別接收來自X光發射單元11與該X光感測單元12上之輔助姿態資訊產生裝置23與姿態資訊產生裝置13的複數個姿態資訊信號。與圖4B實施例間的差異在於X光感測單元12上的姿態資訊產生裝置13，是以無線信號傳輸的被動元件來完成在X光感測單元12中的感光片支撐固定器120上。

另外，還可以將上述的構想實現在如圖5所示的另一實施例中，其主要是以牙醫或放射師所使用的面罩4的形態來進行設計。該面罩4主要包含 有顯示幕40以及攝影模組41，其中顯示幕40透過與位置資訊解讀裝置14間的信號連接，可用以顯示出原本圖3A與圖3B關於本案系統上運行的使用者介面的畫面，並且可以隨操作所需來進行切換，至於攝影模組41則用以擷取佩戴人員眼前的場景而轉換成一影像畫面信號並與使用者介面畫面疊合成一合成畫面401後在顯示幕40上顯示出來。至於使用者介面中FDI牙位列表30的選擇則可以利用手勢或是頭部動作來進行游標的控制與點選。可行的作法是從攝影模組41所擷取到的影像畫面中，對使用者的手勢進行判斷而產生出游標控制信號。當然，也可以從攝影模組41所擷取到的影像畫面中，對頭部動作進行判斷而產生點選信號。另外，當使用圖2C所示之主動姿態調整器129，來取代手動調整圖2B中感光片支撐固定器120的行為時，也可以利用攝影模組41所擷取到的影像畫面來進行物體偵測以及人臉辨識，如此將可以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部(可參見合成畫面401)，用以更準確地對主動姿態調整器129來進行調整。

再請參見圖6A，其係本案再發展出以機械手臂60取代主動姿態調整器129來進行調整感光片支撐固定器120的實施例，該機械手臂60的控制信號也是可以透過位置資訊解讀裝置14對於姿態資訊產生裝置13所產生之姿態資訊信號的解讀所發出。本例還可以利用面罩4上的顯示幕40以及攝影模組41來協助運作，而攝影模組41所擷取到的影像畫面可以用來進行物體偵測以及人臉辨識，如此將可以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部(可參見合成畫面401)，還可以避免機械手臂60誤擊受測者。至於圖6B與6A的差別僅是將面罩4上的顯示幕40以及攝影模組41改設置於外掛式的顯示幕61以及攝影模組62，而攝影模組62所擷取到的影像畫面可以用來進行物體偵測以 及人臉辨識，如此將可以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部(可參見圖5中之合成畫面401)，還可以避免機械手臂60誤擊受測者。而機械手臂60的控制也可以使用腳踏板63來進行，並且當使用者未將腳踏上腳踏板63時，系統將回歸手動模式。當然，也可以將姿態資訊產生裝置13中的無線信號產生器130或是有線主動元件來安裝至機械手臂60上，讓位置資訊解讀裝置14可以直接解讀出該機械手臂60在空間中的角度與位置，用以避免誤擊受測者以及達到更準確的控制。

上述實施例再根據常見的拍攝方式(例如平行法與分角線法)來進行說明，若使用平行法時，可以直接使用主動姿態調整器129或是機械手臂60來直接調整定位，但是若是使用分角線法時，還可以利用攝影模組41(62)所擷取到的影像畫面來分析病患牙齒的排列狀況以及角度來進行進一步的定位微調。另外，當遇到特殊牙齒或口內狀況，還可以如圖7之所示，將攝影模組41(62)所擷取到的影像畫面透過網際網路70傳輸到遠端(例如醫學中心)的遙控裝置71來請求協助，並可以由遠端的遙控裝置71來遙控主動姿態調整器129或是機械手臂60來操作X光機的定位以及拍攝。另外，為能避免病患在定位完成後又移動位置，還可以將本案系統的程式設定成，一旦調整完成(例如實際水平角度與實際垂直角度已與建議水平角度與建議垂直角度一致且第三顯示區塊1403已無出現醒目的圖案39)後便馬上自動啟動X光機完成曝射。或是，系統中可設置一位置鎖定功能，當該位置鎖定功能被啟動時，主動姿態調整器129或是機械手臂60會持續鎖定定位完成時的相對位置與角度直到完成曝射後才解除；因此，即使病患在定位完成後又移動位置，還是可以拍出清楚的影像。

綜上所述，雖然本發明以實施例揭露如上，但並非用以限定本發明。本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之技術精神和範圍內，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請求項所界定者為準。

10:受測者牙齒

11:X光發射單元

12:X光感測單元

13:姿態資訊產生裝置

14:姿態資訊解讀裝置

100:X光

Claims (20)

1. 一種口內攝影智慧輔助裝置，應用至一受測者牙齒上，其包含：一X光發射單元，位置可移動地設置於該受測者牙齒的一第一側；一X光感測單元，設置於該受測者的口腔中以及該受測者牙齒中一第一預設牙位的一第二側，其用以接收該X光發射單元從該受測者牙齒的該第一側所發射出之X光而產生一牙齒影像；一姿態資訊產生裝置，設置於該X光感測單元上，其係因應該X光感測單元的姿態而產生一組姿態資訊信號；以及一姿態資訊解讀裝置，其中包含有一預設姿態資訊庫，該預設姿態資訊庫中儲存有分別對應至少一第一拍攝法與一第二拍攝法之一第一組預設姿態資訊與一第二組預設姿態資訊，該姿態資訊解讀裝置信號連接至該姿態資訊產生裝置，用以因應該姿態資訊產生裝置所發出之該組姿態資訊信號而解讀出代表該X光感測單元姿態的一即時姿態資訊，並因應該第一預設牙位與一預設拍攝法而從該預設姿態資訊庫選出該第一組預設姿態資訊與該第二組預設姿態資訊中之一預設牙位姿態資訊，再提供該即時姿態資訊與該預設牙位姿態資訊間的差異而可調整該X光發射單元與該X光感測單元之相對關係。
2. 如請求項1所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該姿態資訊產生裝置中包含一輔助姿態資訊產生裝置，設置於該該X光發射單元上，用以發出該組姿態資訊信號中之一組輔助姿態資訊信號，可以與該姿態資訊產生裝置所產生的其它姿態資訊信號一起計算，進而得到該X光發射單元與該X光感測單元間之一實際距離及一相對角度。
3. 如請求項2所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該輔助姿態資訊產生裝置包含一第一部分與一第二部分，該輔助姿態資訊產生裝置之第一部分為設置在該X光發射單元殼體上的一個或多個主動元件或被動元件，其位置係對應於該X光發射單元中該X光發射源位置的殼體上，該輔助姿態資訊產生裝置之第二部分則為設置在該X光發射單元管口的周緣上的一個或多個主動元件或被動元件，用以發出可以代表該第一部分與該第二部分間的空間方位關係的該組輔助姿態資訊信號，用以計算出X光的發射方向(角度)來提供該位置資訊解讀裝置來進行後續計算，還可以與該姿態資訊產生裝置所產生的其它姿態資訊信號一起計算，進而得到該X光發射單元與該X光感測單元間之一實際距離及一相對角度。
4. 如請求項1所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該X光感測單元包含有一感光片模組以及一感光片支撐固定器，該感光片模組固定至該感光片支撐固定器上，該感光片模組為一被動式成像板或一主動式成像板，該姿態資訊產生裝置包含有設置在該感光片模組背面處複數個預設位置上的複數個無線信號產生器，該組姿態資訊信號為該複數個無線信號產生器所分別產生之複數個無線信號。
5. 如請求項4所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該位置資訊解讀裝置包含有分散在一預設框架上的複數個子單元，用以分別接收該姿態資訊產生裝置中該複數個無線信號產生器所產生之複數個無線信號，該位置資訊解讀裝置中的每個子單元根據所接收到的該複數個無線信號的強度變化來計算出每個無線信號產生器與至少一參考座標間的一空間關係。
6. 如請求項5所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中設置在該感光片模組背面處複數個預設位置的每個無線信號產生器是不需外接電源的一被動 元件，該被動元件為發出磁力線的磁鐵或是可以反射無線電波的金屬片，該位置資訊解讀裝置是設置在一圓頂上複數個預設位置的複數個磁力感測器或無線電磁波傳感器，用以測量出該無線信號產生器與複數個預設位置間的距離與方向，便可整合成一向量座標來代表兩者間的空間關係。
7. 如請求項6所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該圓頂是以受測者座位的頭部位置為球心的一球面結構，該向量座標為在該圓頂所定義之一座標系統中所測量出之該感光片模組的一位置座標與三度空間的三軸旋轉角度數據。
8. 如請求項4所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該姿態資訊產生裝置為一主動元件，該主動元件為一重力加速度感測器、一角速度感測器、一磁感應感測器或是三者的組合套裝，用來提供該感光片支撐固定器以及該感光片模組的方位與角度等姿態數據，使該感光片模組在三度空間中的位置、指向與姿態被估測出來。
9. 如請求項8所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中以該主動元件所完成的該姿態資訊產生裝置直接整合在該感光片模組的背面中，該位置資訊解讀裝置透過一信號線來對該姿態資訊產生裝置所產生之姿態資訊信號進行解讀，且該姿態資訊產生裝置與該X光發射單元之間設置有一阻絕結構，用以保護該姿態資訊產生裝置中的電路不被X光破壞，該阻絕結構留有一缺口來進行信號偵測或傳送。
10. 如請求項1所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該姿態資訊解讀裝置更包含有一顯示幕、一信號接收單元以及一運算單元，該第一拍攝法與該第二拍攝法分別為平行法與分角線法，該姿態資訊解讀裝置因應該姿態資訊產生裝置所發出之該組姿態資訊信號而解讀出代表該X光感測單元姿態的該即時 姿態資訊，並可因應該預設牙位與該預設拍攝法而從該預設姿態資訊庫選出該第一組預設姿態資訊與該第二組預設姿態資訊中之該預設牙位姿態資訊，再於該顯示幕上提供該即時姿態資訊與該預設牙位姿態資訊間的差異，而讓使用者可據以調整該X光發射單元與該X光感測單元之相對關係。
11. 如請求項10所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該顯示幕包含一使用者介面，其上標示有一牙位列表、一平行法按鈕與一分角線法按鈕，先讓操作人員進行點選拍攝方式以及要進行拍攝的牙位編號，而完成牙位編號點選後，該X光發射單元便可以根據拍攝方式以及牙位來相對應調整X光的劑量並對應出系統內預設的一感光片模組的建議水平角度與建議垂直角度並傳送到該顯示幕進行顯示。
12. 如請求項11所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該顯示幕的一第一顯示區塊中表示出對應一牙位編號所得出之擺放該感光片模組的建議水平角度與建議垂直角度，該顯示幕的一第二顯示區塊中顯示出目前該感光片模組所呈現的實際距離、實際水平角度與實際垂直角度，其係由該組姿態資訊信號中之該姿態資訊所解讀出，該顯示幕的一第三顯示區塊中係以圖案來表示出該感光片模組所涵蓋到的牙齒範圍，該顯示幕的一第四顯示區塊表示出該感光片模組的流水編號，用以與其它感光片模組進行區別。
13. 如請求項12所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該第三顯示區塊中以醒目的圖案來標示出該感光片模組在未完全定位時，該感光片模組所未能涵蓋到的牙齒範圍。
14. 如請求項13所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中當實際水平角度與實際垂直角度已與建議水平角度與建議垂直角度一致且該第三顯示區塊已無出現醒目的圖案時，便可以馬上自動啟動曝光，以及把該感光片模組的流水 編號與調整好的實際水平角度與實際垂直角度一起記錄到該拍攝的影像資料中或是傳送至系統中的資料庫中。
15. 如請求項10所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該顯示幕係整合至一面罩上，該面罩更包含有一攝影模組，其中該顯示幕用以顯示出該使用者介面的畫面，該攝影模組則用以擷取佩戴人員眼前的場景而轉換成一影像畫面信號並與使用者介面畫面疊合成一合成畫面後在該顯示幕上顯示出來，從該攝影模組所擷取到的影像畫面中，更可對使用者的手勢進行判斷而產生出游標控制信號，使得該使用者介面中的該牙位列表的選擇可利用手勢或是頭部動作來進行游標的控制與點選，也可以利用該攝影模組所擷取到的影像畫面來進行物體偵測以及人臉辨識，如此將可以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部。
16. 如請求項4所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中更包含一主動姿態調整器，連接於該感光片支撐固定器與該感光片模組之間，透過該位置資訊解讀裝置對於該姿態資訊產生裝置所產生之姿態資訊信號的解讀，再發出對該主動姿態調整器之控制信號來主動調整該感光片模組的位置與轉動角度。
17. 如請求項16所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該主動姿態調整器為一機械手臂，該機械手臂的控制信號透過該位置資訊解讀裝置對於姿態資訊產生裝置所產生之姿態資訊信號的解讀所發出，更利用一攝影模組所擷取到的影像畫面來進行物體偵測以及人臉辨識，用以更準確的判斷人臉左右邊、口腔位置以及牙齒的上下半部，還可以避免該機械手臂誤擊受測者。
18. 如請求項17所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中該機械手臂的控制可以使用一腳踏板來進行，並且當使用者未將腳踏上該腳踏板時，裝置將回歸手動模式。
19. 如請求項17所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中更可利用該攝影模組所擷取到的影像畫面來分析病患牙齒的排列狀況以及角度來進行進一步的定位微調，並將該攝影模組所擷取到的影像畫面透過網際網路傳輸到遠端的遙控裝置，可以由遠端的遙控裝置來遙控該機械手臂來操作X光機的定位以及拍攝。
20. 如請求項17所述之口內攝影智慧輔助裝置，其中更設置一位置鎖定功能，當該位置鎖定功能被啟動時，該主動姿態調整器或是該機械手臂會持續鎖定定位完成時的相對位置與角度。

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