[发明专利]用于三维成像的方法和系统

说明书

一种用于动态地提供关于在口内扫描期间收集的数据的质量的视觉反馈的方法和系统。将图像或光图案投影到诸如牙齿之类的对象上，以进行3D测量并将关于3D测量的质量的反馈传达给用户。以这种方式，可以通过通知用户在口腔中的对应位置处重复扫描来校正尚未获取的牙齿的未成功配准的表面区域。

技术领域

本申请一般而言涉及用于三维(3D)成像的方法和系统，并且更特别地涉及用于动态地提供关于在口内扫描期间收集的数据的质量的实时反馈的方法和系统，所述实时反馈是在口内扫描部位处提供的。

背景技术

存在多种可用来治疗牙齿缺损的选择，诸如通过设计修复体或正畸矫治器。在此类治疗期间，临床医生可能会扫描患者的口腔，以创建患者的口腔的三维模型。在重建对象的三维图像时，高质量3D数据的收集可能至关重要。在口内扫描期间，临床医生可以通过在患者的嘴中对相机进行定向以进行3D数据获取以及根据显示器控制扫描过程，来定期地在患者口腔和显示器之间改变他/她的视图，以便例如(i)确保数据获取正在进行且没有被中断，(ii)检查扫描体或颊腔的配准是否成功，(iii)检查口腔哪些区域已被扫描以及哪些区域尚未被扫描，和/或(iv)确保获取的3D数据足以用于临床目的和/或已获取足够的单独的光学3D测量来准确重建虚拟牙齿。

该手动过程的主要缺点可能是繁琐、耗时、并且用户可能当在患者的嘴与屏幕之间来回看时失去定向。此外，当前系统可能无法指示获取的数据是否足够，或者是否应该再次扫描一些口内部位。此外，通过简单地看显示器，临床医生可能会错过未经训练的眼睛可能无法检测到的重建不准确。

美国专利No.9,838,670B2针对“指向与点击(point and click)”相机公开了基于第一图像的第一位置，相机的当前位置是否足以捕获第二图像。它提供了一种用于三维成像的方法，包括：在第一位置存储扫描设备的视场的第一二维图像，其中用扫描设备捕获对象的第一三维视图；当扫描设备从第一位置移动到第二位置时，估计扫描设备在第二位置处的视场的第二二维图像相对于第一图像的位置度量；以及基于位置度量生成关于向用户提供反馈的指令，其中提供所述反馈以指示所述第二位置是否足以捕获第二三维视图。

美国专利No.7,940,260B2公开了一种扫描系统，该扫描系统可以通过实时测试成功的增量拟合并取决于新获取的数据与先前获取的数据之间的关系来提供各种视觉用户提示和过程修改来获取三维图像，作为拟合的三维数据集的增量系列。

美国专利No.4,837,732A公开了一种有助于获取定义预备牙齿及其紧邻区域的三维形状的数据的方法，该方法包括在视频显示器上显示来自扫描头的实时图像；相对于预备牙齿手动地定向扫描头，同时在所述视频显示器上观察牙齿的图像；此后在所选择的朝向上从由所述扫描头产生的数据中生成对应的深度和对比度图像；并且此后基于所述对比度图像来处理所述深度图像。

发明内容

可以通过用于动态地提供关于在口内扫描期间收集的数据的质量的视觉反馈的根据本发明的方法和系统来克服与前述相关联的现有限制以及其它限制。可以将图像或光图案投影到诸如牙齿之类的对象上，以用于3D测量并用于将关于3D测量的质量的反馈传达给用户。在本文中，可以通过通知用户在口腔的对应位置处重复扫描来纠正未成功的配准和孔/间隙(即，未被扫描的表面区域)。

在本文的一方面，本发明提供了一种用于动态地提供关于在口内扫描期间收集的扫描数据的质量和/或其它预定特性的视觉反馈的方法，所述视觉反馈在口内扫描部位处或附近提供，该方法包括以下步骤：提供口腔的表面的多个单独的光学3D测量；确定该多个单独的光学3D测量中的每一个以及累积的多个3D测量是否满足预定的记录标准；以及基于确定步骤，将包括成功的配准反馈和/或未成功的配准反馈的所述视觉反馈投影到口腔的与单独的光学3D测量对应的表面上。