透照适配器套筒设备和透照适配器制造技术

本公开涉及透照适配器套筒设备和透照适配器。本文描述了用于生成受试者的牙齿的模型的方法和装置。本文描述了用于生成包括表面特征和内部特征的受试者的口内区域(如牙齿)的三维模型的口内扫描方法和装置。这些方法和装置可以用于识别和评估牙齿的病变、龋齿和裂纹。这些方法和装置中的任一个可以使用最小化散射系数和/或分割来形成牙齿的体积模型。

【技术实现步骤摘要】
透照适配器套筒设备和透照适配器本申请是申请日为2017年7月27日，申请号为201720922787.6，技术名称为“具有牙科诊断能力的口内扫描仪(变更后的名称为“口内扫描系统和口内扫描装置”)”的申请的分案申请。相关申请的交叉引用本专利申请要求以下各项的优先权：2016年7月27日提交的且标题为“INTRAORALSCANNERWITHDENTALDIAGNOSTICSCAPABILITIES”的美国临时专利申请第62/367,607号；2017年3月27日提交的且标题为“INTRAORALSCANNERWITHDENTALDIAGNOSTICSCAPABILITIES”的美国临时专利申请第62/477,387号；和2017年6月9日提交的且标题为“MINIMALVALUELIFTINGTOFORMAVOLUMETRICMODELOFANOBJECT”的美国临时专利申请第62/517,467号。这些专利申请中的每一个通过引用以其整体并入本文。通过引用并入本说明书中提及的所有公开和专利申请均通过引用以其整体并入本文，其程度如同每个单独的公开或专利申请被明确地和单独地指出以通过引用并入。
本文描述的方法和装置可以涉及光学扫描仪，且特别是用于生成对象的三维表示。特别地，本文描述了可用于包括3D扫描的扫描和对口腔分析以用于诊断、治疗、纵向跟踪、牙齿测量以及龋齿和裂纹的检测的方法和装置。这些方法和装置可生成体积模型，和/或可包括彩色扫描。
技术介绍
许多牙科和正畸手术可以得益于对患者齿状和口腔的精确三维(3D)描述。特别地，提供包括牙釉质和牙本质及龋齿的牙齿的表面和内部结构的三维描述以及牙齿体积的一般内部组成将是有帮助的。虽然牙齿3D表面的纯表面表示已被证明在牙科假体(例如，牙冠或牙桥)的设计和制造以及治疗计划中非常有用，但是对内部结构(包括牙釉质和下面牙本质中的龋齿和裂纹的生长)进行成像的能力将非常有用，特别是与表面形貌绘图相结合。历史上，已经使用电离辐射(例如，X射线)来对牙齿成像。例如，X射线咬翼片照相通常用于向牙齿提供非定量图像。然而，除了电离辐射的风险之外，这样的图像通常在其显示特征的能力方面受到限制并且可能涉及漫长且昂贵的程序。诸如锥束计算断层摄影术的其他技术可提供层析图像，但仍需要电离辐射。因此，提供可以用于对受试者的牙齿或多个牙齿建模并且包括外部(表面)和内部(在牙釉质和牙本质内)结构和组成的、包括诸如口内扫描系统的设备和系统的方法和装置将是有益的。特别地，提供可以使用单个装置来提供该能力的方法和装置将是有帮助的。存在对于改进的方法和系统来用于扫描患者口腔和/或用于使牙龋齿(dentalcarries)的识别和分析自动化的需要。
技术实现思路
通常，本文描述了用于扫描牙齿的外部和/或内部结构的方法和装置(例如，设备和系统)。这些方法和装置可以生成包括表面形貌和内部特征(例如，牙本质、牙填充体、裂纹和/或龋齿)的受试者牙齿的模型。这些装置中的任何一个可以包括用于扫描受试者的口腔中或周围的口内扫描仪，并且其配备有可以在以下两个或更多个光谱范围中照射的一个光源或多个光源：表面特征照射光谱范围(例如，可见光)和穿透光谱范围(例如，IR范围且特别是“近IR”，包括但不限于850nm)。扫描装置还可以包括用于检测发射光的一个或更多个传感器和一个或更多个处理器，该一个或更多个处理器用于控制扫描操作并且用于分析来自第一光谱范围和第二光谱范围的接收光，以生成包括牙齿表面和牙齿内(包括在牙釉质和牙本质内)的特征的受试者的牙齿的模型。本文描述的方法通常包括用于生成受试者牙齿的模型的方法，其通常生成包括表面和内部特征的牙齿的三维模型或渲染。可以使用成像和/或检测内部结构的非电离方法，诸如使用穿透波长拍摄图像以通过使用一个或更多个穿透光谱范围(波长)来照射它们而观察牙齿内的结构，包括使用透照法(trans-illumination)(例如，从一侧照射和在穿过对象之后从相对侧捕获光)、和/或小角度穿透成像(例如，反射成像，当以穿透波长照射时捕获从内部结构反射/散射的光)。特别地，可以从相同的相对位置拍摄多个穿透图像。尽管可以使用传统的穿透成像技术(例如，透照法)，其中光发射器照射方向和检测器(例如，相机)视角之间的角度为90度或180度，但是本文还描述了其中角度小得多(例如，0度与25度之间、0度与20度之间、0度至15度之间、0度至10度之间等等)的方法和装置。较小的角度(例如，0-15°)可能是特别有利的，因为照射(光源)和感测(检测器(detector(s))，例如相机(camera(s))等)可以彼此更靠近，并且可以提供可以更容易地在受试者的牙齿周围定位和移动的用于口内扫描仪的扫描棒。这些小角度穿透图像和成像技术在本文中也可以称为反射照射和/或成像，或者为反射/散射成像。一般来说，穿透成像可以指任何适当类型的穿透成像，除非另有说明，包括透照法、小角度穿透成像等。本文描述的方法和装置特别有效地将一个牙齿或多个牙齿的3D表面模型与诸如损伤(龋齿，裂纹等)的成像的内部特征组合，该内部特征可以通过对由使用口内扫描仪来进行穿透成像的使用来检测，该口内扫描仪适用于表面和内部特征的分开但同时(或几乎同时)的检测。将表面扫描和穿透成像组合可以通过以允许对两者使用相同坐标系的方式在这些不同模态之间交替或切换来执行。可选地，表面和穿透扫描二者可以例如通过选择性地对成像的波长滤波以分离IR(近IR)光与可见光而同时进行观看。因此，3D表面数据可提供关于内部结构的重要参考和角度信息，并且可以允许对原本可能难以解释或不可解释的透照图像进行解释和分析。例如，本文描述了用于生成受试者牙齿的模型的方法，包括以下步骤：使用口内扫描仪捕获受试者的牙齿的至少一部分的三维(3D)表面模型数据；利用口内扫描仪使用穿透波长对牙齿拍摄多个图像；以及使用3D表面模型数据和多个图像来形成包括内部结构的牙齿的3D模型。用于生成受试者的牙齿的模型的方法可以包括：用在第一成像模态下操作的口内扫描仪捕获受试者的牙齿的至少一部分的三维(3D)表面模型数据，其中3D表面模型数据具有第一坐标系；使用穿透波长以第二成像模态操作的口内扫描仪对牙齿拍摄多个图像，其中所述多个图像参考第一坐标系；以及使用3D表面模型数据和所述多个图像来形成包括内部结构的牙齿的3D模型。通常，捕获3D表面模型数据可以包括使用任何适当的方法来确定3D表面拓扑。例如，确定3D表面拓扑可以包括使用共焦聚焦。捕获3D表面模型数据可以包括使用以下中的一种或更多种：共焦扫描、立体视觉或结构光三角测量。本文描述的方法和装置中的任一个可以用于对单个牙齿或牙齿的区域、多个牙齿、牙齿和牙龈或其它口内结构(特别是在受试者的口部内)进行建模、成像和/或渲染3D图像。通常，本文所述的方法及用于执行它们的装置包括3D彩色口内扫描/扫描仪。例如，该方法可以包括捕获彩色口内3D数据。如将在下面更详细地描述的，该方法和装置可以控制在收集表本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种透照适配器套筒设备，其用于口内扫描仪，所述透照适配器套筒设备包括：/n套筒主体，所述套筒主体被配置为与口内扫描仪的棒耦合，所述套筒主体包括在所述套筒主体的远端处的透光区域，所述透光区域被配置为允许近IR光通过；/n第一翼，所述第一翼与所述透光区域相邻、从所述套筒主体的远端延伸；/n第二翼，所述第二翼与所述透光区域相邻、从所述套筒主体的远端延伸；/n所述第一翼中的一个或更多个近IR光源，所述一个或更多个近IR光源被配置为发射近IR光；以及/n一个或更多个电触点，所述一个或更多个电触点在所述透照适配器套筒设备内并且配置为当与所述棒耦合时与所述棒电接触以从所述棒接收能量来对所述一个或更多个近IR光源供电。/n

【技术特征摘要】
20160727 US 62/367,607;20170327 US 62/477,387;20171.一种透照适配器套筒设备，其用于口内扫描仪，所述透照适配器套筒设备包括：
套筒主体，所述套筒主体被配置为与口内扫描仪的棒耦合，所述套筒主体包括在所述套筒主体的远端处的透光区域，所述透光区域被配置为允许近IR光通过；
第一翼，所述第一翼与所述透光区域相邻、从所述套筒主体的远端延伸；
第二翼，所述第二翼与所述透光区域相邻、从所述套筒主体的远端延伸；
所述第一翼中的一个或更多个近IR光源，所述一个或更多个近IR光源被配置为发射近IR光；以及
一个或更多个电触点，所述一个或更多个电触点在所述透照适配器套筒设备内并且配置为当与所述棒耦合时与所述棒电接触以从所述棒接收能量来对所述一个或更多个近IR光源供电。


2.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中所述套筒主体是刚性的。


3.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中所述第一翼和所述第二翼彼此相对且面向彼此。


4.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中所述透照适配器套筒设备包括连接到所述一个或更多个近IR光源的电路。


5.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中所述第一翼中的所述一个或更多个近IR光源中的至少一个近IR光源至少部分地被封装在所述第一翼中以挡住所述至少一个近IR光源的一部分。


6.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，还包括在所述第二翼上的一个或更多个附加近IR光源。


7.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，还包括在所述第一翼上或所述第二翼上的近IR传感器。


8.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中套筒外壳被配置为通过附件而保持在所述棒的远端上。


9.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中套筒外壳被配置为通过摩擦而保持在所述棒的远端上。


10.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中所述透光区域包括通过所述透照适配器套筒设备的开口。


11.根据权利要求1所述的透照适配器套筒设备，其中所述第一翼和所述第二翼垂直于所述透光区域延伸。


12.一种透照适配器套筒设备，其用于口内扫描仪，所述透照适配器套筒设备包括：
套筒主体，所述套筒主体被配置为与口内扫描仪的棒耦合，所述套筒主体包括在所述套筒主体的远端处的透光区域，所述透光区域被配置为允许近IR光通过；
第一翼，所述第一翼与所述透光区域相邻、从所述套筒主体的远端延伸；
第二翼，所述第二翼与所述透光区域相邻、从所述套筒主体的远端延伸，其中所述第一翼和所述第二翼彼此相对并且与所述透光区域相邻地在由近至远的方向上延伸；
一个或更多个近IR光源，所述一个或更多个近IR光源在所述第一翼的与所述第二翼的表面相对的表面中；以及
一个或更多个电触点，所述一个或更多个电触点在所述透照适配器套筒设备内并且配置为当与所述棒耦合时与所述棒电接触，以从所述棒接收能量来对所述一个或更多个近IR光源供电。


13.根据权利要求12所述的透照适配器套筒设备，其中所述套筒主体是刚性的。


14.根据权利要求12所述的透照适配器套筒设备，其中所述透照适配器套筒设备包括连接到所述一个或更多个近IR光源的电路。


15.根据权利要求12所述的透照适配器套筒设备，其中所述第一翼中的所述一个或更多个近IR光源中的至少一个近IR光源至少部分地被封装在所述第一翼中以挡住所述至少一个近IR光源的一部分。


16.根据权利要求12所述的透照适配器套筒设备，其中所述第一翼上的所述一个或更多个近IR光源距所述套筒主体的远端处的所述透光区域为6.5mm至11.5mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：吉拉德·艾尔贝兹，埃雷兹·兰伯特，优素福·阿缇亚，阿维·科佩尔曼，奥弗·萨菲尔，玛雅·摩西，沙伊·阿亚尔，
申请(专利权)人：阿莱恩技术有限公司，
类型：新型
国别省市：美国;US