双频牙齿检查制造技术

描述了一种改进新腐烂组织或龋齿组织可视性的系统和方法。用具有低峰值波长(如405nm)的光照射牙齿组织并捕捉图像。然后，用具有高峰值波长(如450nm)的光照射同一牙齿组织并捕捉第二图像。这些图像被对齐并基于第一图像和第二图像中的至少一个创建输出图像，用该位置处的第一图像的红色值(R1)和第二图像的红色值(R2)之间的关系、以及该位置处的第一图像的绿色值(G1)和第二图像的绿色值(G2)之间的关系的函数来在特定区域中修改。该函数可以使用R2:R1和G1:G2两个比，如作为这些比的乘积的函数，以确定所施加的颜色调整。

Dual frequency dental examination

A system for improving the visibility of new decayed or carious tissues is described. Light with a low peak wavelength (e.g. 405 nm) is used to irradiate dental tissue and capture images. Then, light with a peak wavelength (e.g. 450 nm) is irradiated on the same tooth tissue and a second image is captured. These images are aligned and an output image is created based on at least one of the first image and the second image, and modified in a specific area using the relationship between the red value (R1) of the first image and the red value (R2) of the second image at that location, as well as the function between the green value (G1) of the first image and the green value (G2) of the second image at that location. The function can use R2:R1 and G1:G2 ratios, such as functions that are the product of these ratios, to determine the color adjustment applied.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】双频牙齿检查
本专利技术涉及检查口腔结构以识别龋齿区域。更具体地，本专利技术涉及用于引起口腔结构的自发荧光并用于分析其图像以区分覆盖有牙菌斑的牙齿表面和清洁表面，并用于检测龋齿病变的系统和方法。
技术介绍
利用传统的QLF技术(用峰值波长为约405nm的光激发，并且用长通黄色滤光器或滤光器阻挡激发光来捕捉图像)，可以通过相机或通过目视对口腔内环境中由活性细菌产生的卟啉的荧光进行成像，因为这些与健康牙齿相比呈红色。因此，传统方法使覆盖牙齿的菌斑相对于牙齿的清洁表面可视化。早期(初期)菌斑(不到3天)很难用这种方式来区分，因为菌斑覆盖区域与未覆盖区域之间的对比度较低。只有超过3-5天的菌斑才能轻松检测到。
技术实现思路
提出了一种用于检测初期菌斑的红色荧光的解决方案，其灵敏度和特异性均高于传统方法。根据本公开的一个实施例是包括发光元件的设备、系统或套件，其分别提供峰值波长为约405nm和约450nm的入射光。相应的发光元件被分别通电，并且在相应的光下，通过长通滤光器(具有520nm的优选截止频率)将牙齿组织的荧光捕捉到单独的图像中。这些图像被操纵从而可以访问相应图像的与牙齿组织上的相同物理位置相关的部分。根据来自相应的图像的红色和绿色通道的值来创建新图像，包括加上叠加的基线图像，其中每个像素或区域根据这些红色和绿色通道而被选择。在该实施例的变型中，长波长发光元件具有430nm至490nm范围内的峰值，并且滤光器具有440nm至540nm范围内的相应截止频率。在其它变型中，输出是多个比率中的一个比率的函数，其中分子是长波长入射光下红色通道强度与短波长入射光下红色通道强度之比，并且分母是长波长入射光下绿色通道强度与短波长入射光下绿色通道强度之比。如本领域技术人员鉴于本公开内容会想到的，该比率可以移位和缩放以满足各种潜在的预期输出环境。另一实施例是一种显示或检查牙齿问题的方法。将峰值波长为约405nm的光投射在牙齿组织上，并且使产生的荧光通过长通滤光器(截止频率为约520nm)并作为第一数字图像被捕捉。熄灭405nm的光，并用峰值波长为约450nm的光照射。产生的荧光同样通过长通滤光器并作为第二数字图像被捕捉。这些图像被对齐，并根据两个图像来生成输出(如上所述)。附图说明图1是根据本公开的一个实施例的用于捕捉和分析图像的系统的示意图。图2是在405nm和450nm的入射光下，来自健康牙齿和龋齿组织的自发荧光反应的示意图。具体实施方式为了更好地理解本专利技术的原理，以下将结合附图中示出的实施例进行说明并使用特定语言对其进行描述。然而，应当理解的是，其目的并非旨在限定本公开的范围；所描述或说明的实施例的任意改变和进一步修改、以及其中所述的本专利技术原理的任意进一步应用，均认为是本专利技术所涉及领域的技术人员通常会想到的。一般地，本系统的一种形式在牙齿组织上投射约405nm的光并捕捉该组织的过滤图像，然后，在牙齿组织上照射约450nm的光并捕捉该组织的过滤图像。这些图像被自动对齐，并且组织表面的每个像素处的相应的图像被分析。在该形式的一些实施例中，生成输出图像，其中叠加有附加数据(如特定颜色)以指示龋齿组织。在其它实施例中，使用色谱和/或色调、强度、α水平或其它特征的按比例增减来说明检测到的病变阶段。本文的讨论利用了图2中所示的数据，即，当暴露于约405nm和450nm波长的入射光时，清洁牙齿组织和龋齿组织具有不同的自发荧光响应。这些图表提供了由多光谱相机捕捉的数据的可视化，其中每条曲线已经被标准化为580nm。从图2中可以看出，清洁组织在较短波长(可见光谱的绿色部分)发出的荧光多于初期菌斑，在405nm入射光下在较长(红色)波长下发出的荧光少于初期菌斑，而在450nm的入射光下，清洁组织和初期菌斑在绿色范围内发出的荧光大约相同，同时在红色范围内发散(初期菌斑发出更多荧光)。转到图1，系统100包括相机102，其构造为通过长通滤光器104捕捉图像。在该实施例中，环106通常为圆环形，并且承载包括405nmLED108和450nmLED109的多个发光元件。环106位于相机102或长通滤光器104的前部圆周周围，从而使LED108、109大体沿相机102的光轴发射光。相机102的输出与图像处理装置110通信，在该实施例中，图像处理装置110经由显示器120产生人类可视输出。在操作中，系统100可以用于评估、诊断或表征患者牙齿130中的一个或多个牙齿的状况。为此，相机102指向患者口腔135的大致方向并聚焦在患者牙齿130上。在一些实施例中，这种聚焦操作手动发生，而在其它实施例中，如本领域技术人员可以想到的，这种聚焦操作利用数字或光学技术自动发生。在一些实施例中，利用环106上的一个或多个发光元件来发生聚焦，并且在一些实施例中，利用来自另一个源(未示出)的环境光和/或白光来发生聚焦。然后，系统100捕捉两个图像，下面将对此进行讨论。环106上的第一组LED108通电，使患者牙齿130暴露于峰值波长为约405nm的入射光。然后，患者牙齿130差异性地自发荧光，如本领域所熟知的，包括如美国专利6,231,338、7,813,787和7,813,790号中所描述的那样。长通滤光器104过滤由患者牙齿130的荧光产生的光，并且相机102捕捉经过滤的光作为第一图像。然后，环106上的第一组LED108断电，并且环106上的第二组LED109通电，从而将患者牙齿130暴露于峰值波长为约450nm的入射光。然后，患者牙齿130以略微不同的方式差异性地自发荧光(参见图2)，长通滤光器104过滤由自发荧光产生的光，并且相机102捕捉第二图像。图像处理设备110从相机102接收两个图像，将它们放在相同位置从而可以进行比较，使得可以在从对应于患者牙齿130上的相同位置的每个图像中导出的像素上进行数学操作。本领域技术人员已知的各种技术可以用于该重新定位或“配准”步骤。在一些实施例中，第二图像由自动系统从视频流中自动选择，该自动系统将第一图像(在LED108下拍摄)与视频流的每一帧(在LED109下拍摄)进行比较，直到找到并捕捉充分配准的帧。美国专利6,597,934中示出一种示例性动态比较技术，但是，如本领域技术人员将想到的，可以使用其它技术。然后，图像处理设备110产生输出图像，其中每个像素的视觉分量是从两个输入图像上的对应位置导出的像素的颜色值的函数。在本实施例的一些形式中，输出像素计算为其中α是缩放常数，β是将结果偏置至期望范围的常数，单色像素值R450nm、R405nm、G405nm和G450nm是在指示频率和Gpix的入射光下捕捉的图像中的红色或绿色像素颜色值。在一些实施例中，β是所用设备的光学性质的函数；关于相对像素值R450nm、R405nm、G405nm和G450nm的经验数据；和/或Gpix的计划下游用途。在图1所示实施例的一个实施方式中，图像处理设备110创建两种图像中的一种图像以在显示设备120上显示。在一种图像中，输出图像由红色、蓝色和绿色通道构成，其中选择蓝色和绿色通道作为该像素位置处原始图像的整体亮度的函数(例如，(R405nm+R450nm+G405nm+G450nm+B405nm+B450nm)/6)，并且红色通道为Gpi本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于视觉检查牙齿组织的系统，包括：第一光，具有第一峰值波长；第二光，具有比所述第一峰值波长长至少10nm的第二峰值波长；处理器；存储器，与所述处理器通信，所述存储器储存能够由所述处理器执行的程序指令，以：在所述第一光下捕捉牙齿组织的第一图像；在所述第二光下捕捉所述牙齿组织的第二图像；确定与在所述第一图像中示出的所述牙齿组织上的点相关的第一红色值和第一绿色值；确定与在所述第二图像中示出的所述牙齿组织上的所述点相关的第二红色值和第二绿色值；创建所述牙齿组织的第三图像，其中所述第三图像的描绘所述牙齿组织上的所述点的部分被使用修正函数来调整，所述修正函数是下述两者的函数：(i)在所述第二红色值时所述第一红色值之间的关系，以及(ii)所述第一绿色值与所述第二绿色值之间的关系。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.13 US 62/321,9681.一种用于视觉检查牙齿组织的系统，包括：第一光，具有第一峰值波长；第二光，具有比所述第一峰值波长长至少10nm的第二峰值波长；处理器；存储器，与所述处理器通信，所述存储器储存能够由所述处理器执行的程序指令，以：在所述第一光下捕捉牙齿组织的第一图像；在所述第二光下捕捉所述牙齿组织的第二图像；确定与在所述第一图像中示出的所述牙齿组织上的点相关的第一红色值和第一绿色值；确定与在所述第二图像中示出的所述牙齿组织上的所述点相关的第二红色值和第二绿色值；创建所述牙齿组织的第三图像，其中所述第三图像的描绘所述牙齿组织上的所述点的部分被使用修正函数来调整，所述修正函数是下述两者的函数：(i)在所述第二红色值时所述第一红色值之间的关系，以及(ii)所述第一绿色值与所述第二绿色值之间的关系。2.根据权利要求1所述的系统，其中：所述第一红色值与所述第二红色值之间的所述关系是所述第二红色值与所述第一红色值之比；并且所述第一绿色值与所述第二绿色值之间的所述关系是所述第一绿色值与所述第二绿色值之比。3.根据权利要求1所述的系统，其中所述修正函数是下述项的函数：所述第二红色值与所述第一红色值之比乘以所述第一绿色值与所述第二绿色值之比。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述修正函数是Gpix的函数，其中：5.根据权利要求4所述的系统，其中在所述第三图像中的Gpix超过预定阈值的部分中，所述调整增加这些部分相对于所述第三图像的其余部分的亮度。6.根据权利要求4所述的系统，其中在所述第三图像中的Gpix超过预定阈值的部分中，所述调整增加这些部分相对于所述第三图像的其余部分的红色通道的强度。7.根据权利要求1所述的系统，其中所述调整是改变所述第三图像的所述部分的色调、α值或亮度。8.根据权利要求1所述的系统，进一步包括显示器；并且其中所述程序指令能够进一步由所述处理器执行以在所述显示器上显示所述第三图像。9.根据权利要求1所述的系统，进一步包括非易失性存储设备；并且其中所述程序指令能够进一步由所述处理器执行以将所述第三图像保存至所述非易失性存储设备。10.根据权利要求1所述的系统，其中：所述第一峰值波长为至少400nm且不超过410nm；并且所述第二峰值波长为至少415n...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·德乔斯林·德扬，
申请(专利权)人：检查员研究系统公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL