[发明专利]龋牙情况的实时显像方法

说明书

发明领域

本发明通常涉及适用于牙齿成像的方法和装置，更具体地说，涉 及用于识别和突出显示从病人牙齿所获得的实时视频图像中的龋牙。

背景技术

尽管在检测、医治和预防技术方面都有了很大的改进，但是牙齿 的龋牙仍旧是一种严重影响各个年龄人群的普遍情况。如果没有适当 和迅速的医治，龋牙就有可能导致永久性的牙损伤甚至于牙缺损。

龋牙检测的传统方法包括采用尖锐牙齿探测设备的视觉检查和触 觉探查，通常都采用X射线成像作为辅助。使用这些方法的检查都显 得十分主观，准确性会受到多种因素的影响，包括牙科医生的经验、 感染病灶的位置、感染的程度、观察的条件、X射线设备和处理的准 确性和灵敏度，以及其它因素。同样，还会存在一些与传统检查技术 有关的风险，包括使用触觉方法还存在着可能进一步损伤缺损的牙齿 和扩散感染以及暴露于X射线的风险。当在视觉和触觉检查下龋牙十 分明显时，则通常表明疾病正处于加深阶段，需要进行龋牙的填充； 如果不能及时处理的话，就有可能引起牙齿的缺损。

为了满足改进龋牙检测方法的需要，重点关注的是不使用X射线 的成像技术。特别是，在健全的牙齿和龋牙的区域之间显示不同的光 学响应。在光散射性能上的差异可引起被照明牙齿区域的光反射，且 这些照明区域是采用正常区域与龋牙区域的不同照明程度来测量的。 这一效应有助于识别出早期龋牙的牙齿区域，因为在采用反射成像设 备(例如，口腔摄像机)所拍摄的图像中这些区域趋向于比周围健全 结构显示出亮度更亮些。

另一种适用于龋牙检查的光学方法是基于牙齿的荧光性，这种荧 光是在采用突出显示度紫外蓝光照明牙齿时所发射出的。这一技术基 于的原理是，在某些波长的激发下，健全和健康牙齿的珐琅质会比受 到龋牙感染损伤而已去除矿物质的珐琅质产生更亮的以绿色为主的荧 光亮度。随后，可以使用矿物质缺失和紫外蓝光激发下的绿色荧光损 失之间的强关联关系来识别和评估牙齿的龋牙区域。已经发现了使用 红色荧光的不同关系，对于这一光谱区域，龋牙区域中的细菌和衍生 细菌的荧光明显不同于健康区域。

在商业化产品中，使用绿色荧光行为的牙齿成像是产于荷兰阿姆 斯特丹的Inspektor Research Systems BV公司的定量光荧光(QLF) 诊断系统。使用不同解决方案的还有产于伊利诺斯州Lake Zurich的 KaVo Dental Corporation公司的诊断用激光龋牙检查辅助系统，它可 以在红光的照明下，通过检测衍生细菌的红色荧光的亮度来检查龋牙 的活性。

在上述引用的相关美国专利申请中，还讨论了另一种用于龋牙检 查的光学技术，该技术被称之为具有反射系数增强的荧光成像 (FIRE)。在这些专利申请所讨论的FIRE方法中，组合了反射系数和 荧光成像的效应，使得被检查的龋牙具有比周围健全牙齿结构要高得 多的亮度。

在现有牙齿成像系统中普遍存在的一个问题涉及在最初筛选牙齿 与获得牙齿图像的时间与识别可能龋牙情况或向牙医或医师报告的时 间之间的延迟周期。使用现有系统，是以两个单独的步骤来进行牙齿 筛选(在这一期间获得图像)和龋牙检查(在这一期间处理和分析图 像以便于识别龋牙区域)。实际上，在筛选的适当时点上，首先根据操 作者的指令拍摄牙齿的静止图像。随后，在后续步骤中，为获取龋牙 情况而处理和分析图像数据，以将表示龋牙信息(例如，外形位置、 大小以及严重程度)的处理图像(可能还附上报告)提供给临床医生。 该龋牙信息只在牙齿筛选结束之后和只在完成图像处理/分析步骤之 后才可用。

当龋牙信息在筛选之后的后续时刻变成为有效信息时，牙科医生 时常需要重新再检查下成像的牙齿，以便于对所报告的问题区域有更 多观察。因此，这种延迟就很不方便，并且会延长检查部分的时期。 希望设备有助于能向检查人员提供更为迅捷的反馈，从而能在筛选时 就能更仔细地进行识别和检查。然而，由于诸如检测困难、许多现有 检查方法需要大量的计算以及各个牙齿所需的成像数据量等等因素， 常规的系统难以使这一优点得到有效的体现。