用于检测龋齿的装置制造方法及图纸

一种获取牙齿图像的装置，该装置包括至少一个提供入射光的光源，该入射光具有用于获得来自牙齿的反射图像（１２２）的第一光谱范围和用于激发来自牙齿的荧光图像（１２０）的第二光谱范围。位于来自两个光源的入射光的路径上的偏振分光镜（１８）把具有第一偏振状态的光传导至牙齿并把来自牙齿具有第二偏振状态的光沿着返回路径传导至传感器（６８），其中第二偏振状态与第一偏振状态正交。返回路径上的第一透镜（２２）将载像光从牙齿传导至传感器（６８），并从具有第二偏振状态的光的部分中获取图像数据。返回路径中的长通滤镜（１５）衰减第二光谱范围的光。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及用于牙齿成像的方法及其装置，尤其涉及使用 荧光和散射用于检测龋齿的装置。
技术介绍
尽管检测、治疗和预防技术上的提高，龋齿仍然是影响所有年 龄群的人们的广泛的普遍的疾病。如果龋齿没有正确及时地得到处 理，龋齿会导致永久的牙齿损害，甚至会导致牙齿脱落。传统的龋齿检测方法包括视觉检查和使用尖锐的牙科探测仪器进行触觉探测，通常辅助有放射线摄像(x射线)成像。由于多重因素致使使用这些方法的检测会有些主观，在精确度上有变化， 这些许多因素包括医师专业技能，感染点的位置，感染程度，观察条件，x-射线装置和处理的精确度，及其他因素。传统的检测技术也存在风险，包括损坏虚弱的牙齿的风险和使用触摸方法扩散传染的风险以及暴露在x射线的风险。当在视觉和触觉检查的情况下龋齿已经很明显的时候，疾病通常已经到了晚期，需要补牙和如果没 有及时治疗的话，可能会导致掉牙。对应于提高龋齿检测方法的需求，改进的不需要使用x射线的成像技术已经变得相当重要。 一种已经商业化的方法使用当用高强 度蓝光照亮牙齿时产生的荧光。这个叫做对激光诱发的荧光进行量化分析(QLF)的技术，遵循这样的原理进行工作，即正常的健康 的牙釉质在某些波长的激发下比受龋齿感染损害的脱矿的牙釉质 产生更高强度的荧光。矿物质损失和蓝光激发荧光的损失之间的紧 密关系被用于识别和评估牙齿的腐烂区域。已经发现了用于红光激 发的不同关系，腐烂区域的细菌和细菌的副产物与健康区域相比能更加显著地吸收该光语区域并在该光谱区域内发荧光。用于龋齿光学检测的建议方法如下美国专利号4，2卯，433 ( Alfano)公开了通过比较在两种波长内 的激发的荧光来检测龋齿的方法。美国专利号4,479,499 ( Alfano )公开了通过比较在两个不同波 长的散射光的强度来确定龋齿的方法。美国专利号4，515，476 (Ingmar)公开了使用用于提供在某些 其他波长处产生荧光用于定位腐烂区域的激发能量的激光。美国专利号6,231,338 (de Josselin de Jong等人)^>开了一种 使用荧光检测确定龋齿的成像装置。美国专利申请公开号2004/0230716(de Josselin de Jong等人) 公开了对从发出荧光的组织中获取的图像进行改进的图像分析的 方法。在牙齿成像的商业化产品中使用荧光特性的是来自荷兰，阿姆 斯特丹检查研究系统BV的QLF诊断系统。来自德国比伯拉赫的 KaVo牙科公司的激光龋齿检测辅助仪使用不同的方法在红光的照 射下监测细菌副产物的荧光强度来检测龋活性。美国专利申请公开号2005/0003323 (Katsuda等人)描述了使 用荧光成像的适用于医疗或者牙科应用的手持成像装置。，3323 Katsuda等人的公开内容示出了接收来自诊断目标的反射光和/或 具有不同光照射的诊断目标的荧光的装置。其所公开的装置相当复 杂，例如需要在探针内的可切换滤镜。虽然在，3323Katsuda等人的 专利申请中公开的装置利用对在同一光学路径内来自诊断目标的 反射光和荧光进行合成，该装置没有去除或者最小化镜面反射。任 何不想要的镜面反射在反射成像上产生假阳性结果。另外，在公开 的具有各种照明的实施例中，对牙齿或者其他诊断目标的照明是不 均匀的，因为光源非常接近于诊断目标。美国专利申请公开2004/0202356 ( Stookey等人)描述了为了 以提高的精确度检测不同阶段的龋齿对荧光光谱变化的数学处理。 鉴于使用光谱荧光测试时早期检测的困难，，2356Stookey等人的公开内^述了增强获得的光镨值的方法，引起光语数据的转换，该 光语数据适应于获得荧光图像的摄像机的光语响应。虽然公开的方法和装置在提供用于龋齿检测的无创伤非电离 的成像方法上大有希望，但是还存在提升空间。使用荧光成像的现 有技术中已经认识到的缺陷涉及图像对比度。由于健康和感染区域之间相对低的对比度，难以评估诸如QLF的荧光产生技术所提供 的图像。如在，2356Stookey等人的公开内容中所记录的，初期龋齿 的光语和强度变化非常小，难以从初期龋齿中区分出没有患病的牙 齿的表面。总的来说，已经认识到，使用荧光技术获得的图像对比度对应 于疾病的严重程度。使用这些技术精确识别龋齿通常需要疾病在较 晚期阶段，在初期或者早期龋齿之后，因为龋齿和正常牙齿结构之 间的荧光差别在龋齿早期阶段非常小。在这些情况下，相对于传统 方法，使用荧光技术的检测精确度不会显示出显著的提高。因为这 个缺点，荧光效应的使用看起来具有一些阻止早期龋齿精确诊断的 实际限制。结果龋齿疾病将继续不会被检测出直到它更加严重，例 如需要补牙。检测各种早期阶段的龋齿对于预防牙科具有特别的意义。如上 所述，通常传统技术在疾病是可以治疗的阶段不能检测龋齿。根据 经验，早期龋齿是还没有实质性刺入牙釉质的损伤。当在龋齿损伤 还没有威胁到牙本质部分之前识别到它，通常可以实现再矿化，逆 转早期损伤并防止补牙的需要。但是较晚期的龋齿则更难以治疗， 大部分通常需要某种类型的补牙或者其他类型的介入。为了利用无创伤牙科^t术去预防龋齿，必须在一开始就检测到 龋齿。在许多情况下，如在，2356Stookey等人的公开内容中所揭露 的，已经发现使用现有的诸如QLF的荧光成像技术难以获得这种 程度的检测。结果，不能检测早期龋齿，以至于到获得阳性检测之 时，失去了使用低成本的预防措施的来进行恢复的机会。美国专利号6，522，407(Everett等人)公开了将偏振测定原则用 于牙齿成像的应用。在Everett等人，407的启示中所描述的一个系统在照明路径上提供了第一偏振镜用于将偏振光传导至牙齿。第二 偏振镜提供于反射光路径上。在一个位置上，偏振镜发送垂直偏振 光。然后，该偏振镜被定位以便传导具有正交偏振的光。然后可以解:振程度。'然后根这个比较结果提供检测到的龋齿感染信息:'虽然在Everett等人，407的专利中所公开的方法利用可以从光 的反向散射中获得的偏振差别，其中所描述的装置和方法需要使用 多个偏振镜， 一个在照明路径上，另一个在成像路径上。另外，成 像路径偏振镜在某种程度上必须易于在基准偏振状态及其正交偏 振状态之间切换。因此，这个方法在允许龋齿检测光学的减小的包 (packet)尺寸上具有内在的缺点。提供一个更简单的用于龋齿成 像的方法，无需测量解偏振度的方法，是较有优势的，因此可使用 较小数量的元件，并且不需要偏振镜在两个位置之间进行可切换的 定位。如Everett等人，407专利公开内容中的实施例中所描述的，已 经建议将光学相干断层成像术(OCT)作为牙根和牙周成像的工具， 和用于其他医疗成像应用的工具。例如美国专利号5，321，501 ( Swanson等人)描述了用于医疗成像应 用中的OCT扫描和测量原理；美国专利号5,570,182 (Nathel等人)描述了使用OCT对牙齿 和牙龈结构进行成像；美国专利号6,719,611 (Everett等人)描述了被配置成提供扫 描OCT图像的牙科探测工具；美国专利申请公开号2005/0024646 ( Quadling等人)描述了用 于牙齿成像的使用时域和傅里叶域的OCT系统；日本专利本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于对牙齿进行成像的装置，包括：　（ａ）至少一个提供入射光的光源，所述入射光具有用于获取所述牙齿上的反射图像的第一光谱范围和用于激发所述牙齿的荧光图像的第二光谱范围；　（ｂ）在所述入射光的路径内的偏振分光镜，所述偏振分光镜把具有 第一偏振状态的光传导至所述牙齿并把来自所述牙齿的具有第二偏振状态的光沿着返回路径传导至传感器，其中所述第二偏振状态与所述第一偏振状态正交；　（ｃ）位于所述返回路径内的透镜，把载像光从所述牙齿传导至所述传感器用于从具有所述第二偏振状态的 所述光的部分获取图像数据；以及　（ｄ）在所述返回路径内的长通滤镜，对在所述第二光谱范围的光进行衰减并发射在所述第一光谱范围内的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-9-12 11/530,9871.用于对牙齿进行成像的装置，包括(a)至少一个提供入射光的光源，所述入射光具有用于获取所述牙齿上的反射图像的第一光谱范围和用于激发所述牙齿的荧光图像的第二光谱范围；(b)在所述入射光的路径内的偏振分光镜，所述偏振分光镜把具有第一偏振状态的光传导至所述牙齿并把来自所述牙齿的具有第二偏振状态的光沿着返回路径传导至传感器，其中所述第二偏振状态与所述第一偏振状态正交；(c)位于所述返回路径内的透镜，把载像光从所述牙齿传导至所述传感器用于从具有所述第二偏振状态的所述光的部分获取图像数据；以及(d)在所述返回路径内的长通滤镜，对在所述第二光谱范围的光进行衰减并发射在所述第一光谱范围内的光。2. 如权利要求1所述的装置，其中所述偏振分光镜是线栅偏振 分光镜。3. 如权利要求1所述的装置，其中所述光源由具有第一光谱范 围的第 一光源和具有第二光语范围的第二光源组成。4. 如权利要求1所述的装置，其中所述透镜是在物体空间内远 心的。5. 如权利要求1所述的装置，其中所述传感器是互补金属氧化 物半导体(CMOS)传感器。6. 如权利要求1所述的装置，其中所述传感器是电荷耦合装置 (CCD)传感器。7. 如权利要求1所述的装置，其中所述光源取自由LED，白 炽灯，超发光二极管，泵浦激光二极管固态晶体源，以及泵浦激光 二极管掺稀土光纤源组成的所述组合。8. 如权利要求1所述的装置，还包括在所述返回路径内的检偏 振器。9. 如权利要求1所述的装置，其中所述第一光语范围在大约 400nm和700nm之间。10. 如权利要求1所述的装置还包括(e)耦合到所述传感器用于显示从所述传感器获得的所述图 像数据的显示。11. 如权利要求3所述的装置，其中所述光源还包括第三光和 第四光，其中所述第三和第四光将光束传导至与所述透镜的所述焦 点相对应的点。12. 如权利要求3的装置还包括在所述第二光源的所述路径内 的带通滤镜。13. 如权利要求1所述的装置还包括(e)沿着所述光学路径耦合的干涉仪，使用光学相干断层成 像术获取所述牙齿的部分的图像。14. 如权利要求1所述的装置，其中所述第二光语范围在大约 300nm和500nm之间。15. 如权利要求1所述的装置还包括将压缩气体传导至所述牙 齿的出口。16. 如权利要求ll所述的装置还包括控制逻辑，自动侦测来自 所述第三和第四光的光重叠作为焦点和初始化在所述传感器处对 图像数据的捕捉。17. 如权利要求1所述的装置还包括开关，使操作者来使能在 所述第二光语范围内的所述光或者在所述第一光语范围内的所述 光。18. 如权利要求1所述的装置还包括第二透镜，用于把由所述 第 一透镜形成的中间图像成像到所述传感器上。19. 用于对牙齿进行成像的装置，包括(a) 至少一个用于提供入射光的光源，所述入射光具有用于 获取所述牙齿上的反射图像的第一光镨范围和用于激发所述牙齿 的荧光图像的第二光谱范围；(b) 在所述入射光的路径内的偏振镜，被放置成传导具有第一偏振状态的光至所述牙齿；(c) 被放置成把从所述牙齿获得的并具有第二偏振状态的光 沿着返回路径传导至传感器的检偏振器，其中所述第二偏振状态基 本上与所述第一偏振状态正交；(d) 设置在所述返回路径内的透镜，将载像光从所述牙齿传 导至所述传感器以便从具有所述第二偏振状态的所述光的部分获 取图像数据；以及(e) 在所述返回路径内的长通滤镜，对在所述第二光语范围 内的光进行衰减并发射在所述第一光镨范围内的光。20. 如权利要求19所述的装置还包括(f) 安装在所述装置的所述主体上并与所述传感器通信的显 示，用于显示所述牙齿的所述图像。21. 如权利要求19所述的装置还包括(f)沿着所述光学路径耦合的干涉仪，使用光学相干断层成像 术获取所述牙齿的部分的图像。22. 用于对牙齿进行成像的装置，包括(a) 用于由操作者握住和定位的手柄部分；(b) 探针部分，与所述手柄部分分离，用于放置在所述牙齿 的附近；(c) 位于在所述手柄和探针部分内的光学子系统，包括(i) 至少一个提供入射光的光源，所述入射光具有用于获取在 所述牙齿上的反射图像的第一光i普范围和用于激发所述牙齿的荧 光图像的第二光镨范...

【专利技术属性】
技术研发人员：R梁，VC王，MA马库斯，ME布里奇斯，PO麦劳克林，PD伯恩斯，DL佩顿，
申请(专利权)人：卡尔斯特里姆保健公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]