[发明专利]量化龋齿的方法

说明书

技术领域

本发明一般涉及牙齿成像领域，尤其涉及龋齿的早期检测的方法和装置。更具体地说，本发明涉及用于量化使用荧光和光的散射捕获的牙齿图像中的龋齿的方法和装置。

背景技术

尽管在检测、治疗和预防技术方面已经有了进步，但是龋齿仍然是影响所有年龄人群的普遍疾病。如果没有被适当而及时地医治的话，龋齿可能导致永久性牙齿损伤甚至牙齿脱落。

龋齿检测的传统方法包括视觉检查和用尖锐的牙齿探针器件碰触探测，经常辅以射线照相(X射线)成像。使用这些方法的检测是有些主观的，由于许多因素而在准确度方面改变，这些因素包括医师经验、感染点的位置、感染范围、观察条件、X射线设备和处理的准确度以及其它因素。还有一些与传统检测技术有关的危险，包括利用碰触方法会损害虚弱的牙齿和传播感染以及暴露到X射线辐射的危险。到了龋齿状态在视觉和碰触检查下很明显的时候，病情一般已经在需要补牙并且如果没有及时处理的话，有可能导致牙齿脱落的晚期。

响应对改进的龋齿检测方法的需要，人们已经对不使用X射线的改进的成像技术产生了相当大的兴趣。一种方法利用荧光，其中用高强度蓝光照射牙齿。这种技术，有时候被称为“定量光导荧光(quantitative light-induced fluorescence，QLF)”，是基于以下原理工作的：健全的、健康的牙齿珐琅(enamel)与已经被龋齿感染损害的、去矿物质化的(de-mineralized)的珐琅相比在来自某些波长的激励下产生更高强度的荧光。于是矿物质损失和蓝光激励的荧光损失之间的关联被用于识别并评估牙齿的龋齿区域。对红光激励已经发现了不同的关系，在这种光谱区域中，龋齿区域中的细菌和细菌副产品比健康区域更明显地吸收并发出荧光。

申请人注意到了与龋齿的光学检测有关的一些参考资料。

专利号为4,515,476的美国专利(Ingmar)描述了使用激光来提供产生某种其它波长的荧光以定位龋齿区域的激励能量。

专利号为6,231,338的美国专利(de Josselin de Jong等人)描绘了用于使用荧光检测识别龋齿的成像装置。

公开号为2004/0240716的美国专利申请(de Josselin de Jong等人)描绘了用于对从发荧光的组织获得的图像进行改进的图像分析的方法。

专利号为4,479,499的美国专利(Alfano)描绘了根据牙齿结构的半透明特性使用透射检测龋齿的方法。

在使用荧光特性进行牙齿成像的产品中，有一种是来自荷兰阿姆斯特丹的检查研究系统BV(lnspektor Research Systems BV)的QLF临床系统(QLF Clinical System)。来自美国伊利诺斯州苏黎士湖(Lake Zurich，Illinois，USA)的Kavo牙齿公司(Kavo dental Corporation)的Diagnodent激光龋齿检测辅助(Diagnodent Laser Caries Detection Aid)通过在红光照射下监视细菌副产品的荧光强度而检测龋齿活动。

公开号为2004/0202356的美国专利申请(Stookey等人)描述了荧光的光谱变化的数学处理，以改进的准确度检测不同阶段的龋齿。意识到使用光谱荧光测量时早期检测的困难，Stookey等人的′2356专利申请描述了增强得到的光谱值、实现适于获得荧光图像的照相机的频谱响应的光谱数据的转换的方法。

尽管所描述的方法和装置意在是非侵入性的、非离子化的龋齿检测成像方法，然而仍然有改进空间。使用荧光成像的现有技术的一个公认缺点跟图像对比度有关。诸如QLF的荧光产生技术所提供的图像由于健康和感染区域之间相对较差的对比度可能难以评估。如同Stookey等人的′2356专利申请所指出的，初期龋齿的光谱和强度变化可能是非常细微的，使得非疾病性的牙表面不规则与初期龋齿难以区分。

总之，已经意识到，使用荧光技术，得到的图像对比度对应于状态的严重程度。使用这些技术对龋齿准确识别经常要求该状态在较晚的阶段(在初期或早期龋齿后)，因为龋齿和健全牙齿的结构之间的荧光差异对于早期阶段的龋齿是非常小的。在这样的情况下，使用荧光技术的检测准确度可能没有表现出相对传统方法的明显进步。因为这个缺点，荧光效应的使用显得有一些实际限制，这阻止了初期龋齿的准确诊断。因此，龋齿状态可能直到更严重(例如，需要补牙)时才被发现。