口腔內3D螢光成像的製作方法

2023-11-07 18:56:07 1

發明領域

本發明總體涉及牙科成像，並且更具體地說，涉及用於提供3d輪廓圖像的裝置和方法，所述3d輪廓圖像可包括來自牙齒螢光的圖像。

發明背景

常規2d成像已經相當成功地用於口腔內應用。然而，由於嘴部的特定約束和特徵結構，已認識到2d成像對於示出牙齒結構有一些顯著的限制，並且無法提供在利用3d圖像或至少提供牙齒輪廓的可靠表示的圖像的情況下將可獲得的細節層次和深度信息。

條紋投影成像使用圖案化或結構化的光來獲得各種類型的結構的表面輪廓信息。在條紋投影成像中，從給定方向朝向物體表面投影幹涉條紋或光柵的線的圖案。然後從另一個方向觀察來自表面的投影圖案作為輪廓圖像，從而利用三角形劃分以便基於輪廓線的外觀分析表面信息。相移(其中投影圖案被增量地空間位移以便在新的位置獲得另外的測量)通常作為條紋投影成像的一部分被應用，所述相移用來完成表面的輪廓映射並且增加輪廓圖像中的總解析度。

條紋投影成像已經有效地用於實心的高度不透明物體的表面輪廓成像，並且已經用於針對人體的一些部分對表面輪廓成像且用於獲得關於皮膚表面的詳細數據。牙齒對於輪廓成像提出特定挑戰，這是由於諸如以下因素：牙齒的相對半透明性和牙齒材料的散射、形狀和結構的不規則性，以及向以非常不同的角度設置的表面提供足夠的光的難度。

結構化光成像技術更準確地表示牙齒輪廓和總體形狀，但是不提供與牙齒病症有關的顯著信息，諸如是否能夠檢測齲齒。響應於對於改進的齲齒檢測方法的需求，對於不採用x射線的改進的成像技術已經有相當大的興趣。

用於示出牙齒病症的幾種方法採用螢光，其中利用高密度藍光、紫光或uv光照射牙齒，並且從牙齒中由照射能量激發的材料獲得信息。被一些研究入員稱為定量光致螢光(qlf)的這種技術根據以下原理操作：健全、健康的牙釉質在來自一些波長的激發下比已經因齲齒感染受到損壞的脫礦質釉質產生更高強度的螢光。針對藍光激發的礦質損失與螢光損失之間的關聯然後用於識別且評估牙齒的齲齒區域。針對光譜的紅光激發區域，已經發現不同的關係，對於這個區域，齲齒區域中的細菌副產物比健康區域更顯著地吸光且發螢光。

儘管螢光可提供有關牙齒病症的有用信息，但螢光圖像自身是2d圖像。可以理解，將螢光圖像結果與關於牙齒的至少一些數量的輪廓信息一起呈現將是有價值的。

發明概述

本申請的一個方面是推進醫學成像技術，尤其是對於牙科口腔內成像應用。

本申請的另一方面是全部或部分地解決相關技術中的至少前述和其他缺陷。

本申請的另一方面是全部或部分地提供至少本文所述的優點。

本發明的目標是推進口腔內成像技術，尤其是關於螢光成像內容的處理和呈現。本發明的實施方案組合了輪廓成像和螢光成像兩者的特徵以便提供關於患者牙齒和嘴部的病症的增強信息。

本申請的裝置和/或方法實施方案所提供的優點涉及生成牙齒和/或牙齦的三維表示，所述三維表示包括螢光信息。

本申請的裝置和/或方法實施方案所提供的優點涉及將結構化光圖案投影到牙齒上和採集牙齒的多個螢光投影圖像和/或從或採集的多個螢光投影圖像生成牙齒表面的輪廓圖像。

這些目標僅通過說明性實例的方式給出，並且這類目標可以是本發明的一個或多個實施方案的示例。所公開發明本質上實現的其他所期望的目標和優點可以被本領域技術人員想到或對他們變得顯而易見。本發明由隨附權利要求書限定。

根據本申請的一個方面，提供一種用於獲得牙齒的圖像的方法，所述方法至少部分由計算機處理器執行，所述方法可包括將結構化光圖案投影到牙齒上並採集牙齒的多個結構化光投影圖像；從採集的多個結構化光投影圖像生成牙齒表面的輪廓圖像；採集牙齒的在藍色uv照射下生成的一個或多個螢光圖像；以及顯示合成圖像，所述合成圖像示出映射到生成的輪廓圖像的螢光圖像內容。

根據本申請的一個方面，提供一種用於獲得牙齒的圖像的方法，所述方法至少部分由計算機處理器執行，所述方法可包括將結構化光圖案投影到牙齒上並採集牙齒的多個螢光投影圖像；從採集的多個螢光投影圖像生成牙齒表面的輪廓圖像；以及顯示生成的輪廓圖像。

附圖簡述

本發明的前述和其他目標、特徵以及優點將從以下如附圖中所示出的、對本發明實施方案的更具體描述顯而易見。附圖的元件不一定相對於彼此按比例繪製。

圖1是示出根據本申請的示例性口腔內成像裝置實施方案的部件的示意圖。

圖2a是示出根據本申請的口腔內成像相機實施方案的示例性光學部件的示意圖。

圖2b是示出根據本申請的口腔內成像相機實施方案中僅使用單個寬帶光源的另一個示例性光學布置的示意圖。

圖2c是示出根據本申請的口腔內成像相機實施方案的另一個示例性光學布置的示意圖，其中條紋圖案生成器在用於內部光源的照射路徑中。

圖2c是示出條紋圖案生成器在用於內部光源的照射路徑中的相機的示意圖。

圖3是示出根據本申請的所選實施方案的用於輪廓成像的結構化光圖案的平面圖。

圖4是示出投影到牙齒模型上的示例性結構化光圖案的圖像。

圖5是示出根據本申請的用於提供與牙齒和其他口腔特徵結構的表面輪廓相關的螢光成像數據的示例性方法實施方案的邏輯流程圖。

圖6是示出根據本申請的實施方案的示例性輪廓圖像的透視圖，所述輪廓圖像包括螢光圖像內容。

圖7a是示出用於齲齒檢測的發螢光的綠光的活動的示意圖。

圖7b是示出在2d螢光圖像中檢測到的脫礦質損傷病症的圖像。

圖8a是示出用於齲齒檢測的發螢光的紅光的行為的示意圖。

圖8b是示出根據紅色螢光檢測到的初期齲齒的2d螢光圖像。

圖9是示出根據本申請的用於生成並顯示由螢光圖像內容形成的輪廓圖像的示例性方法實施方案的邏輯流程圖。

圖10是示出根據本申請的用於將輪廓圖像與損傷信息一起顯示的示例性方法實施方案的邏輯流程圖。

圖11示出根據本申請的某些實施方案的用於觀察示例性輪廓圖像和所映射數據的操作者界面。

圖12示出根據本申請的某些實施方案的使用所顯示牙科圖表對合成圖像進行的示例性編索引。

示例性實施方案的描述

以下參照附圖對示例性實施方案進行描述，在附圖中，相同參考數字識別這些圖的每一個中的相同結構元件。

在以下附圖和正文中，利用相似參考數字來標明相似部件，並且省略了與已經描述的部件以及部件的布置或相互作用有關的類似描述。在被使用時，術語「第一」、「第二」等並不一定表示任何順序關係或優先關係，而是僅僅用來更清楚地區分一個元件與另一個元件。

在本申請的上下文中，術語「光學裝置」一般用來指透鏡和用於塑形並引導光束的其他折射、衍射和反射部件。

在本申請的上下文中，術語「觀察者」、「操作者」和「用戶」被認為是等效的並且是指進行觀察的從業人員、技術員或在顯示監視器上觀察並操控圖像(諸如牙科圖像)的其他人。從觀察者諸如通過點擊相機上的按鈕或通過使用計算機滑鼠或通過觸控螢幕或鍵盤輸入所輸入的顯式命令獲得「操作者指令」或「觀察者指令」。操作員指令可啟動單個圖像的採集和處理、或從寬帶可見光源和近uv源或藍色uv源生成合成圖像所需的一些不同圖像類型的採集和處理，所述合成圖像包括圖案化圖像和平場圖像。為了幫助減少運動偽影，合成圖像生成使用在儘可能短的時間間隔內採集的例如像連續緊接著彼此的一連串圖像。應理解，需要一些有限數量的時間以便檢測器52採集光並且提供每個所獲得圖像的圖像數據。在需要多個圖像的情況下，它們可以按任何順序獲得並且用來生成合成圖像。根據本申請的實施方案，生成合成圖像僅在確定已經從相同相機位置採集多個結構化光投影圖像和一個或多個螢光圖像後發生。

用於所顯示特徵結構的術語「突顯」具有其常規含義，如信息和圖像顯示領域的技術人員所理解的。通常，突顯使用某種形式的局部化顯示增強以吸引觀察者的注意。突顯圖像的一部分，諸如單獨的牙齒或一組牙齒或其他結構，可以一些方式中的任何一種實現，這些方式包括但不限於：注釋、顯示附近或疊加符號、描繪輪廓或跟蹤、用與其他圖像或信息內容不同的顏色或明顯不同的強度或灰度級值進行顯示、使顯示的一部分的閃爍或動畫化，或以更高的清晰度或對比度進行顯示。

根據可以由相機或其他設備採集的圖像數據來顯示圖像，其中圖像數據將圖像表示為像素的有序布置。圖像內容可直接從採集的圖像數據顯示或可被進一步處理，例如像組合來自不同來源的圖像數據或突顯由圖像數據表示的各種牙齒解剖特徵結構。如本申請的上下文中所用，術語「圖像」和「圖像數據」總體上同義，並且應理解，根據上下文，這些術語涉及數字數據表示或物理顯示的表示。

術語「……中的至少一個」用來意指可選擇所列舉項目中的一個或多個。術語「大約」指示所列舉的值在某種合理的公差內可被稍微變更，只要所述變更不會導致過程或結構與所示出實施方案的不一致。術語「示例性」指示特定描述或例子是用作實例，而不是暗示它是理想的。

如本文所用的術語「集合」是指非空集合，因為集合的元件或構件的集合的概念在初等數學中被廣泛理解。除非另外明確說明，否則術語「子集」在本文中用來指非空真子集，也就是指更大集合的具有一個或多個成員的子集。對於集合s，子集可包括完整的集合s。然而，集合s的「真子集」嚴格包含在集合s中並且不包括集合s的至少一個成員。

如本文所用，術語「可激勵的」涉及在接收電力後，並且任選地在接收啟用信號後執行所指示功能的設備或一組部件。

術語「可致動的」具有其常規含義，涉及能夠響應於刺激，例如像響應於電信號實現動作的設備或部件。

如本申請中使用的短語「進行信號通信」指示電連接，兩個或更多個設備和/或部件能夠通過所述電連接共享通過某種類型的信號路逕行進的信號。信號通信可以是有線的或無線的。信號可以是通信信號、電力信號、數據信號或能量信號，這些信號可以沿著第一設備和/或部件與第二設備和/或部件之間的信號路徑將信息、電力和/或能量從第一設備和/或部件通信到第二設備和/或部件。信號路徑可包括第一設備和/或部件與第二設備和/或部件之間的物理連接、電連接、磁連接、電磁連接、光學連接、有線連接和/或無線連接。信號路徑還可包括第一設備和/或部件與第二設備和/或部件之間的另外的設備和/或部件。

本申請的實施方案通過使用反射成像技術和螢光成像技術的組合，以及從圖案化光圖像進行輪廓成像和將平場圖像映射到檢測到的輪廓表面，來解決對於改進的口腔內成像的需求。可採集、處理並顯示各種類型的圖像，從而允許對牙齒和嘴部特徵結構的更詳細分析和評估，以便輔助患者診斷。

圖1是示出示例性口腔內成像裝置實施方案的部件的示意圖。如圖1中所示，口腔內成像裝置10可獲得牙齒20的圖像。口腔內相機30與控制邏輯處理器40(在本申請中也稱為計算機處理器)進行信號通信。通過電纜32，或可選地通過無線連接(未示出)提供信號通信。處理器40與顯示器42和操作者接口44(諸如用於命令輸入的鍵盤和滑鼠或其他指針設備)進行信號通信。可以理解，處理器40可以一些不同的方式體現，其具有在相機30內部和/或外部的計算機處理電路。在某些示例性方法和/或裝置實施方案中，處理器40能夠響應於操作者指令連續地和/或在時間上相鄰的時間段期間向照射路徑上提供(例如，利用相機30)來自可見光源或藍色uv光源的平場光或圖案化照射。

圖2a是示出根據本申請的口腔內成像相機實施方案的示例性光學部件的示意圖。圖2a更詳細地示出用於口腔內相機30的一個實施方案的成像部件的光學路徑。控制邏輯處理器40可如圖1中所示在相機30外部，或可在相機30內部。可選地，處理器40可使用分布式邏輯處理布置，使得一些處理功能在相機30內執行並且其他功能由從相機30採集數據的一個或多個另外的處理器執行。條紋圖案生成器50從一個或多個照射源得到光能，所述照射源諸如寬帶可見光源或白光源66以及用於激發能量的通常處於更短波長的第二光源68，諸如紫外(uv)源或近紫外源或藍色源，在後續描述中被稱為「藍色紫外」源或「藍色uv」源。對於uv照射，來自激發源68的發射光通常低於約410nm。對於藍色uv照射，激發源68發射通常在約350nm至500nm之間的範圍內的光。這個藍色uv照射範圍通常對激發可見螢光有效的有利部分大致以約405nm為中心。光組合器60，諸如具有二向色表面的分束器，將照射引導到條紋圖案生成器50。條紋圖案生成器50可以是例如空間光調製器，其可激勵以形成來自光源66和68的光的一個或多個圖案或形成光的平場，所述平場不具有用於一般反射或螢光成像的圖案。在可用於生成圖案化光的各類型空間光調製器中，有一種是數字微鏡陣列，諸如來自德克薩斯州，達拉斯，德州儀器公司(texasinstruments,inc.,dallastx)的數字光處理器；以及液晶設備(lcd)陣列。條紋圖案生成器50可以是透射類型(如圖2a中所示)或通過反射來調製入射光的反射類型(未示出)。

寬帶光源56提供用於反射圖像的平場白光照射。藍色uv源58提供用於螢光成像的平場藍色uv照射。光源56和58中的一者或兩者可以是發光二極體(led)。用虛線示出的三個照射路徑中的每一個和通向檢測器的成像路徑包括各種光學裝置54，所述光學裝置54由圖2a中的透鏡符號表示並且包括透鏡、濾光片、偏振鏡/分析鏡、路徑摺疊光學裝置、孔隙或幫助適當地調節和引導照射或成像光的其他部件。

任選地，可在圖像之間確定相機30的運動。例如，可使用任選的運動檢測器38或類似物在圖像之間感測相機30的運動。這個信息可用來幫助使圖像內容關聯，用於使結構化光圖像彼此相關並且用於使螢光圖像與反射圖像內容相關。可選地，可通過由控制邏輯處理器40執行的圖像分析軟體例程來檢測運動。任選的模式選擇開關78提供允許操作者選擇用於口腔內相機的成像模式的設置。開關78可允許使用螢光圖像或反射圖像和/或其組合的反射圖像捕捉、螢光圖像捕捉或輪廓圖像捕捉的選擇。處理器40能夠在不同光源之間迅速切換，使得可從相同相機30位置連續地採集不同類型的圖像，速度與檢測器52可處理並提供圖像數據輸出一樣快。對於一個緊接著另一個接連取得的任何兩個圖像，當相鄰圖像採集之間的間隔相比任何其他單個因素更多地是由系統形成並記錄圖像數據所需的響應時間(包括例如部件刷新時間)確定時，圖像捕捉被認為是「連續的」。

圖2b是示出根據本申請的口腔內成像相機實施方案中的另一個示例性光學布置的示意圖。圖2b示出相機30實施方案，其類似於圖2a的實施方案，但不使用組合器60，使得僅單個光源67用於輪廓成像。在這種配置中，條紋圖案生成器50使用來自一個或多個光源67的光能，所述光源67包括但不限於寬帶可見光源或白光源或藍色uv源。分別從光源56或光源58提供用於反射成像或螢光成像的平場照射。

圖2c是示出根據本申請的口腔內成像相機實施方案中的另一個示例性光學布置的示意圖。圖2c示出相機30實施方案，其中條紋圖案生成器50在用於相機30內的光源(例如，全部)的照射路徑中。圖案化照射或平場照射，無論用於反射成像或螢光成像或輪廓成像，可通過由處理器40控制的空間光調製器形成。空間光調製器包括例如液晶設備或微鏡或微機電系統(mems)設備。任選的運動檢測器38也被包括為相機30的一部分。

任選的平場反射圖像可以可用於檢測並示出兩個或更多個不同修復區域中的陶瓷修復或其他修復之間的色調差。

圖3示出可從條紋圖案生成器50生成的示例性結構化光圖案62。在這個實例中，結構化光圖案62是平行線84的圖案，諸如常規用於使用輪廓成像領域的技術人員所熟悉的技術進行條紋投影成像的圖案。可以生成更精細的光圖案；然而，使用平行線的一個或多個圖案已經被證明對確定表面輪廓有效。圖4在模型牙齒結構上示出一個示例性結構化光圖案62可以如何出現在牙齒的採集圖像上。

圖5是示出根據本申請的用於提供與牙齒和/或其他口腔特徵結構的表面輪廓相關的螢光成像數據的示例性方法實施方案的邏輯流程圖。圖5的邏輯流程圖示出示例性過程實施方案中的步驟，這些步驟可將螢光圖像內容與從輪廓成像獲得的結構數據組合在一起。在採集結構化光圖像步驟s100中，投影結構化光圖案，並且對應圖像被捕捉並用於在輪廓圖像生成步驟s110中生成表面輪廓信息。為了在所述成像視角下更完整地表徵表面輪廓，可投影並成像多於一個結構化光圖案。還可在與步驟s100相同或幾乎相同的時間執行採集螢光圖像步驟s120。採集螢光圖像步驟s120將更高能量的藍色uv照射引導到牙齒表面並且獲得平場螢光圖像，然後可在映射步驟s130中將所述平場螢光圖像映射到輪廓圖像。可在視頻模式中獲得螢光圖像(輪廓圖像或平場圖像)。相機30保持在相同位置中以便連續採集輪廓圖像和螢光圖像，其中採集速度僅由檢測器52所需的響應時間控制(圖2a至圖2c)。映射步驟s130之後，可執行任選的圖像處理和分析步驟s140以便幫助針對細菌活動和脫礦質進行齲齒檢測。除了齲齒檢測，步驟s140還可應用其他臨床診斷學，諸如四環素的輔助檢測。四環素已知會吸收320nm至400nm的uv範圍內的光。約358nm至364nm的uv激發對允許檢測納克級數量的這些化合物尤其有效。在僅需要這個四環素檢測功能的情況下，步驟s130是任選的；處理將從步驟s120進行到步驟s140。在顯示步驟s150中顯示這種所得圖像，其示出映射到表面輪廓的螢光圖像數據。

應注意，圖5序列中所示的成像步驟可以按任何順序執行。使用成像技術或某種其他類型的位置感測機制對相機30進行位置跟蹤幫助提供結構化光圖像之間的所需關聯以及生成的輪廓圖像與螢光圖像數據的關聯。

從兩個或更多個結構化光圖像進行輪廓圖像生成是圖像處理領域的技術人員已知的。輪廓圖像生成可使用三角形劃分、相機位置或移動補償以及圖像分析，以便從所獲得圖像獲得表面信息。

映射步驟s130可以一些方式執行。根據本申請的一個實施方案，利用在用於獲得結構化光圖像的相同位置中的相機30獲得螢光圖像。因此，相同成像視角適用於一個或多個結構化光圖像和一個或多個對應的螢光圖像。對於如不同相機移動或位置所確定的一些成像角度，可以這種方式獲得結構化光圖像和螢光圖像。然後，在每個成像視角下，相同圖像坐標可用於輪廓圖像的重建和螢光內容到輪廓圖像的映射兩者。圖6以示意性形式示出螢光內容到重建的輪廓圖像的映射。作為相機位置感測的替代方案，可使用利用圖像分析方法的映射過程。圖像處理領域的技術人員所熟知的這些方法分析成像結構並且檢測所獲得圖像中的類似特徵結構以便使圖像彼此相關。

可針對各種病症分析螢光圖像內容。例如，針對藍光激發的礦質損失與螢光損失之間的關聯可用於識別且評估牙齒的齲齒區域。針對光譜的藍光或紅光激發區域，已經發現不同的關係，在所述區域內，齲齒區域中的細菌副產物比健康區域更顯著地吸光且發螢光。

申請人注意到與齲齒光學檢測有關的一些參考。

美國專利號4,515,476(英格瑪)描述使用雷射來提供激發能量，其以某個其他波長生成螢光以用於定位齲齒區域。

美國專利號6,231,338(德諾斯蘭德容等人)描述一種用於使用螢光檢測來識別牙科齲齒的成像裝置。

美國專利申請公布號2004/0240716(德諾斯蘭、德容等人)描述用於對從發螢光的組織獲得的圖像進行改進的圖像分析的方法。

美國專利號4,479,499(阿爾法諾)描述一種用於基於牙齒結構的半透明性質、使用透照法來檢測齲齒的方法。

美國專利申請公開號2004/0202356(斯圖基等人)描述對螢光中的光譜變化的數學處理以便更準確地檢測不同階段中的齲齒。確認了在使用光譜螢光測量時的早期檢測的難度，『2356斯圖基等人的公開內容描述了用於增強所獲得光譜值、從而實現光譜數據的變換的方法，所述光譜數據適應於獲得螢光圖像的相機的光譜響應。

在王等人所著、標題為「用於齲齒檢測的方法(methodfordetectionofcaries)」的共同轉讓的美國專利號7668355中，使用採用牙齒的反射圖像和螢光圖像兩者的方法和裝置來檢測齲齒。這種方法針對初期齲齒利用觀察到的反向散射或反射，並且結合螢光效應來提供用於檢測齲齒的牙科成像技術。

本發明的某些示例性裝置和/或方法實施方案可利用在至少兩個不同的、重疊或不重疊的光譜帶中的螢光響應。例如，圖7a示出從綠色光譜帶中的螢光提供的信息。朝向具有外部釉質層22和內部牙本質24的牙齒20引導藍色波長和近uv波長的激發光70(根據本申請的一個實施方案，標稱以接近約405nm為中心)。從牙齒20的具有正常礦質含量、未表現出由衰退帶來的可感知損害的那些部分檢測到大致在500nm至550nm範圍內的綠色波長的螢光72。在圖7a中所示的表示中，脫礦質區域26比健康釉質更不透明並且傾向於阻擋入射激發光70並且阻擋來自周圍釉質的反向散射螢光。在授予王等人、標題「用於齲齒檢測的方法和裝置」的共同轉讓的美國專利號7596253中所描述的fire方法使用這個效應，其中組合了2d靜態圖像中的螢光綠色通道數據與2d靜態圖像中的反射圖像數據，以便突顯齲齒區域的對比度。

圖7b是示出使用fire方法檢測到的牙齒20的早期齲齒病症的2d圖像。圖7b中圈出的區域28示出發生了脫礦質的可疑齲齒。

發螢光的紅光具有不同意義，例如，指示細菌代謝產物的存在。通常會造成齲齒損傷、斑塊或牙垢的細菌通常生成在高於約600nm的紅色光譜中發螢光的副產物。圖8a示出用於齲齒檢測的發螢光的紅光53的行為。在這裡，齲齒損傷55具有顯著的細菌活動，這通過響應於激發光70發射在紅色光譜區域中的可感知數量的螢光53得以證明。利用對螢光的適當濾光，這個紅色波長發射指示活性損傷46，如圖8b中圈出的。

圖6是示出根據本申請的某些實施方案的示例性輪廓圖像的透視圖，所述示例性輪廓圖像可包括螢光圖像內容(例如，映射的螢光圖像內容)。圖6可示出顯示步驟s150(圖5)的示例性輸出，即合成圖像80，其具有顯示在輪廓圖像74上的齲齒區域76。所顯示合成圖像80可包括根據感測到的細菌活動的相對嚴重性或類型加以突顯的一個或多個細菌活動區域，例如像齲齒。

根據本申請的替代裝置和/或方法實施方案，口腔內成像裝置10可用來獲得、處理並顯示使用螢光而不是使用反射光獲得的輪廓圖像。圖9是示出根據本申請的用於生成並顯示由至少螢光圖像內容形成的輪廓圖像的示例性方法實施方案的邏輯流程圖。採集結構化光圖像步驟s200利用意圖激發螢光的結構化光(諸如uv光或近uv光)照射牙齒或其他口腔特徵結構。結構化光圖案可以是參考圖3和4所示出的常規平行線布置，或可具有不同特性圖案。然後，以與用於反射成像的方式類似的方式、針對一些成像角度中的每一個、在一組多個圖像中捕捉由這個照射圖案產生的螢光。然後可在輪廓圖像生成步驟s210中形成輪廓圖像。可從螢光檢測到細菌活動區域，如先前所述；這個過程是在任選的識別細菌活動區域步驟s220中執行的。顯示步驟s230然後可顯示輪廓圖像，其中示出細菌活動的區域得到突顯。

應注意，圖9序列中所示的成像步驟可以按任何順序執行，並且還可針對動態更新連續地執行。使用成像技術或某些其他類型的位置感測機制對相機30進行位置跟蹤幫助提供結構化光圖像之間的所需關聯以及生成的輪廓圖像與螢光圖像數據的關聯。

圖10是示出根據本申請的用於將輪廓圖像與周圍軟組織中的損傷信息一起顯示的示例性方法實施方案的邏輯流程圖。圖10示出用於使用反射輪廓成像和螢光成像的組合來檢測並顯示患者嘴部的周圍組織中的損傷區域的序列。在採集結構化光圖像步驟s300中，在兩個或更多個空間位移的位置中的每一個處，將結構化光的圖案投影到牙齒和組織上兩次或更多次，以便獲得一些結構化光投影圖像。在相機30保持在用於捕捉圖案化光圖像的相同位置處的情況下，然後可在輪廓圖像生成步驟s310中形成包括周圍組織的輪廓圖像。然後執行採集螢光圖像步驟s320，其中可從在已經獲得其輪廓信息的牙齒附近的組織獲得螢光圖像內容。用於激發螢光的光可以是平場光，諸如uv或近uv波長範圍中的光，如先前所述。將相機30維持在相同位置中允許螢光和輪廓信息的對準。各種傳感器(圖2a至圖2c中表示為運動檢測器38)可用於檢測無意中發生的相機30移動；圖像處理還可用於確定相機30是否在用於採集所需圖像的相同位置中。根據本申請的一個實施方案，直到獲得可彼此合適地對準的輪廓圖像和螢光圖像，才進行用於後續步驟s330和s340的處理。

在圖10序列中的識別損傷區域步驟s330中，使用圖像分析來識別指示損傷的組織區域。顯示步驟s340然後使所成像組織位置與所成像牙齒相關並且在合成圖像中顯示所識別損傷區域。可針對由於圖10序列而顯示的圖像提供所述損傷的突顯。

圖10中示出的序列可例如用於幫助檢測黏膜損傷。損傷檢測可使用例如光譜分析來識別組織的可疑區域。已經觀察到，使用約375nm至440nm範圍內的uv來激發口腔黏膜會生成來自上皮角蛋白的螢光響應。異常組織具有降低的螢光強度，這指示各種類型的損傷。

應注意，圖10序列中所示的圖像採集步驟可同步地或以與所示順序布置不同的順序布置執行，其中在採集新圖像時更新不同圖像內容和對應處理。使用成像技術或某種其他類型的位置感測機制對相機30進行位置跟蹤幫助提供結構化光圖像之間的所需關聯以及生成的輪廓圖像與螢光圖像數據的關聯。

處理後的圖像內容可以一些方式中的任何一種呈現給觀察者。圖11示出顯示器42上的示例性操作者界面屏幕，所述顯示器42允許觀察者允許或禁止合成圖像80內的圖像內容的顯示，諸如與輪廓圖像74一起、或與輪廓圖像74分開來觀察齲齒區域76，或僅觀察輪廓圖像74。這個相同類型的操作者界面布置可用於允許或禁止對損傷的觀察。搖攝和縮放圖像操控功能也可從操作者界面獲得。

本申請的實施方案還允許所成像牙齒內容連同牙科圖表信息存儲起來。圖12示出顯示器42上的示例性牙科圖表88，其中根據牙齒位置將合成圖像80內容編索引到特定牙齒20。

在一個實施方案中，用於獲得牙齒的圖像的方法可包括：將結構化光圖案投影到牙齒上並採集牙齒的多個結構化光投影圖像；從採集的多個結構化光投影圖像生成牙齒表面的輪廓圖像；採集牙齒的在藍色uv照射下生成的一個或多個螢光圖像；根據檢測到的相機移動生成合成圖像，所述合成圖像具有映射到生成的輪廓圖像的螢光圖像內容；識別所映射螢光圖像內容中的一個或多個修復區域；以及顯示生成的合成圖像，其中一個或多個所識別修復區域得到突顯。

在一個實施方案中，用於形成口腔內圖像的方法可包括：將結構化光圖案投影到一個或多個牙齒上並採集牙齒的多個結構化光投影圖像；從採集的多個結構化光投影圖像生成牙齒表面的輪廓圖像；採集一個或多個牙齒的在藍色uv照射下生成的一個或多個螢光圖像；生成合成圖像，所述合成圖像具有針對映射到生成的輪廓圖像的牙齒的螢光圖像內容；根據所映射螢光圖像內容識別牙齒的一個或多個區域，所述一個或多個區域指示四環素材料；以及顯示生成的合成圖像，其中指示四環素材料的一個或多個所識別區域得到突顯。

在一個實施方案中，用於獲得口腔內圖像的方法可包括：將結構化光圖案投影到一個或多個牙齒和周圍組織的至少一些部分上並採集牙齒和周圍組織的多個結構化光投影圖像；從採集的多個結構化光投影圖像生成牙齒和周圍組織表面的輪廓圖像；採集在牙齒附近的組織的在藍色uv照射下生成的一個或多個螢光圖像；生成合成圖像，所述合成圖像具有針對映射到生成的輪廓圖像的組織的螢光圖像內容；識別指示所映射螢光圖像內容中的組織異常的一個或多個區域；以及顯示生成的合成圖像，其中一個或多個所識別組織異常區域得到突顯。

在一個實施方案中，用於口腔內成像的裝置可包括：第一寬帶可見光源，其用於提供用於反射成像的平場照射；藍色uv光源，其用於提供用於螢光成像的平場照射；第二寬帶可見光源或藍色uv光源，其用於生成圖案化照射；條紋圖案生成器，其在照射路徑中並且可激勵以形成來自第二光源的投影圖案，以便投影到一個或多個牙齒上；控制處理器，其可激勵以檢測裝置運動的量何時低於閾值並且根據圖案化照射和平場照射在光源之間連續切換以便獲得圖像；以及檢測器，其在來自牙齒的光的路徑中並且可激勵以根據照射路徑中的光形成圖像。

與一個實施方案一致，本發明的控制邏輯處理器40是一種類型的計算機處理器，其利用具有所存儲指令的電腦程式，所述指令在已經存儲並從電子存儲器存取的圖像數據上執行。如圖像處理領域的技術人員可以理解，本發明的一個實施方案的電腦程式可以由合適的、通用計算機系統(諸如個人計算機或工作站)或由包含在口腔內相機30(圖1)內的微處理器設備利用。然而，可以使用許多其他類型的計算機系統來執行本發明的電腦程式，包括連網的處理器。用於執行本發明的方法的電腦程式可以存儲在計算機可讀存儲介質中。這種介質可以包括例如：磁性存儲介質，諸如磁碟(諸如硬驅動器)或可移除設備或磁帶；光學存儲介質，諸如光碟、光帶、或機器可讀條形碼；固態電子存儲設備，諸如隨機存取存儲器(ram)或只讀存儲器(rom)；或用於存儲電腦程式的任何其他物理設備或介質。用於進行本發明的方法的電腦程式還可以存儲在通過網際網路或其它通信介質連接到圖像處理器的計算機可讀存儲介質上。本領域的技術人員將輕易認識到，這種電腦程式產品的等效物也可用硬體構造而成。

應注意，在本申請的上下文中等同於「計算機可存取存儲器」的術語「存儲器」，可以指用於對圖像數據進行存儲和操作並且可由計算機系統存取的任何類型的臨時或更持久的數據存儲工作區，包括例如資料庫。存儲器可以是非易失性的，其使用例如長期存儲介質，諸如磁性存儲體或光學存儲體。可選地，存儲器可以具有更易失的性質，使用電子電路，諸如由微處理器或其他控制邏輯處理器設備用作臨時緩衝區或工作區的隨機存取存儲器(ram)。顯示圖像需要存儲器存儲。例如，顯示數據通常存儲在臨時存儲緩衝區中，所述臨時存儲緩衝區與顯示設備直接相關聯並且根據需要定期刷新以便提供所顯示的數據。當這個術語在本申請中使用時，這個臨時存儲緩衝區還可以被認為是存儲器。存儲器還用作用於執行並存儲計算和其他處理的中間結果和最終結果的數據工作區。計算機可存取存儲器可以是易失性的、非易失性的、或易失類型和非易失類型的混合組合。

根據本申請的示例性實施方案可包括本文所述的各種特徵(獨立地或以組合的方式)。

雖然已關於一個或多個實施方式來示出本發明，但是在不脫離隨附權利要求書的精神和範圍的情況下，可對所示出的實例進行變更和/或修改。另外，雖然可能已經關於若干實施方式中的一個公開了本發明的特定特徵，但此種特徵可與其他實施方式的一個或多個其他特徵相組合，這對於任何給定或特定的功能可能是所期望的且有利的。術語「……中的至少一個」用來意指可選擇所列舉項目中的一個或多個。術語「大約」指示所列舉的值可被稍微變更，只要所述變更不會導致過程或結構與所示出的實施方案的不一致。最後，「示例性」指示描述是用作實例，而不是暗示它是理想的。在考慮本文所公開發明的說明書和實踐的情況下，本發明的其他實施方案對於本領域技術人員將是顯而易見的。意圖本說明書和實例應僅被視為示例性的，並且本發明的真實範圍和精神由以下權利要求書指示，並且落入其等效物的意義和範圍內的所有變化意圖包含在其中。