[发明专利]红外牙齿成像

说明书

交叉引用

本申请要求于2005年12月8日提交的美国临时申请No. 60/748809的优先权，该临时申请在此并入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种方法和装置，用于利用红外光创建用于诊断和治 疗目的的牙齿图像。

背景技术

因为X射线成像显示有关牙齿内部的信息，所以在牙科很有用。 这些信息包括在牙齿组织中的蛀洞和孔隙，还包括典型地由于牙齿接 触酸导致组织的矿物质含量减少并且组织变得多孔的脱矿质区域。X 射线成像有效是因为被蛀空和脱矿质的区域相较周围组织更容易透过 X射线，并因此传送从光源发出的较高强度的X射线，与利用沿着不 与被蛀空或脱矿质区域相交的附近路径到来的射线形成的曝光相比， 在照相胶片或在电子成像设备上形成更强的曝光。因为X射线近乎直 线地传播通过牙齿，所以通常成像不是利用镜头聚焦而是利用X射线 的极小光源来完成的，因此在胶片或电子检测器上产生分层次的影像。 光源的尺寸将决定图像锐化(sharp)或模糊的程度。

X射线成像有一些缺陷。X射线使活组织中的分子离子化，因此 是有害的。小龋齿的X射线图像对比度很差，因为即使龋齿区域由于 没有物质完全透明，具有增加的透明度和减少的衰减的小龋齿容积也 仅仅使所传播射线的强度产生很小的变化。尽管有这种缺陷，但是还 是能够经常看到邻间龋齿(在牙齿侧面上)，因为来自这些龋齿的X 射线在牙齿的边缘经过相对少的物质。常常根本无法看到咬合面龋齿 (在臼齿的咬合表面上或者正好在其下面)，因为这些咬合表面一般 又宽又平，因此要通过大量非常不透明的物质传输X射线，同时还因 为由于龋齿造成的变化率(fractional change)很小。通过垂直地查看 臼齿的咬合表面来观察咬合面蛀蚀的横向范围将是有价值的，但是通 常只能够通过牙齿的侧面使用X射线(当病人的头是直立的时候水平 地穿过)。即使能够垂直地使用X射线，由于通过牙齿组织的长距离 造成的不透明性很可能造成这种几何关系对于观察咬合面蛀蚀的横向 范围无效。

除了对龋齿的检测，牙医需要检测牙齿中的裂缝，特别是当更换 旧的填补物并判定是应用另一镶嵌物(如果没有裂缝适用但是有裂缝 时应用有问题)还是应用人工牙冠(有裂缝时需要)。但是对于检测 裂缝，X射线技术并不可靠。如果裂缝恰巧和射线对准，则可以显示 裂缝，但是如果裂缝没有与射线对准就根本不会显示。

已经进行了利用可见光来检测牙齿异常的尝试。这些技术避免了 电离辐射。但是，与X射线不同，可见光不笔直穿过牙釉质或牙质的 典型厚度传播，而是在所有方向上随机散射。这使得牙齿呈现乳白色， 并且由于这种散射使光线严重模糊，因此阻碍了深处异常的检测。同X 射线相比，记录利用可见光波长的光形成的数字图像的商品对邻间损 害的检测和辨别效率较低。例如，参见2003年G.K.Stookey，ed.在Early Detection of Dental Caries.III：Proceedings of the 6th Annual Indiana Conference中的Young and Featherstone，“Comparing digital imaging  fiber-optic transillumination，F-speed radiographic film，and polarized  light microscopy”。该产品只能够检测在牙齿表面上或者非常接近牙齿 表面的异常，而不能确定它们的深度或判定它们是否穿透牙釉质而进 入牙质中，但这对于治疗方面的决策非常重要。

用红外光成像能够减少用X射线和可见光成像的问题，因为与可 见光相比，牙釉质对于红外光实质上更透明。但是使用红外照相机的 方法存在其它问题。本公开说明了上述一些问题，并以适合红外牙齿 成像的实际普遍商业使用的方式提供了能够缓和上述问题的方法和装 置。

发明内容