估测牙齿的表面纹理的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于估测牙齿的表面纹理的系统和方法。
【背景技术】
[0002]本发明一般地涉及牙科治疗领域。更具体地，本发明涉及一种估测牙齿的表面纹理的方法、设备和系统。
[0003]牙科治疗可以包括例如修复(例如口腔修复)和/或正畸过程。口腔修复方法可以设计成在患者的口内腔中移植假牙(例如，牙冠或牙桥)。除了其它的之外，修复方法(例如，口腔修复学之外的)可以包括对断齿、坏死的牙齿或缺失的牙齿进行修复。正畸过程可以包括重新定位错位牙和改变咬合结构，以改善美容外观和/或牙齿功能。例如，能够通过在一段时间内对一个以上牙齿施加受控的力来完成修复性重新定位。
[0004]可以使用扫描系统来获得表示将被关心的、位于其当前位置(例如，在扫描时)的患者牙齿的数字数据，作为本文中使用的代表初始牙齿排列的初始数字数据集(IDDS)。可以通过各种途径获得IDDS。这能够用于牙科记录或者治疗的目的。
[0005]例如，可以使用直接和/或间接的结构光、X射线、三维X射线、激光、有损扫描、计算设备辅助层析成像或数据集、磁共振成像、口内扫描技术、摄影重建、和/或其它的成像技术对患者牙齿成像以获得数字数据。IDDS能够包括全口牙齿排列、部分而非全部口中的牙齿、并且/或者其能够包括单颗牙齿。
【附图说明】
[0006]图1A至ID示出根据本发明的一些实施例的牙科设备的多视图。
[0007]图2是示出根据本发明的一些实施例的用于估测牙齿纹理的方法的实例的流程图。
[0008]图3示出根据本发明的一些实施例的用于估测牙齿的表面纹理的系统。
【具体实施方式】
[0009]例如，可以使用X射线、激光扫描仪、有损扫描仪、结构光和/或其它范围采集系统来扫描患者的单个牙齿或多个牙齿的正模型和/或负印模，以生成IDDS。如本文所述，由范围采集系统生成的数据集可以转换为其它格式，以与用于操控数据集内的图像的软件兼容。
[0010]是否直接扫描病人的齿列、或扫描病人的齿列的模型或印模，期望地在使扫描仪相对于牙齿移动的同时支持扫描。这样的支持对视频扫描(例如，连续的图像序列)和点射扫描(例如，若干不连续图像)两者都是有益的。除非另有说明，否则如本文所述的术语“扫描”是指视频和点射扫描两者或之一。
[0011]当期望捕获牙齿纹理的精细三维(3D)细节时，扫描可能出现一些困难。与捕获牙齿纹理的精细细节相比，牙科设备(例如，光学设备、口内设备等)的使用能够导致捕获牙齿的整体形状，这将缺乏例如牙科技师制作外观自然的牙修复所需的信息。缺少牙齿的表面纹理(例如，牙齿表面“高度”的变化)，牙科技师可能错失关于牙齿外观的大量信息。
[0012]本发明提供计算设备实施方法、计算设备可读介质、以及用于估测牙齿的表面纹理的系统。估测牙齿的表面纹理能够包括使用口内成像设备利用多路光条件采集图像序列以及基于图像序列估测牙齿的表面纹理。
[0013]在一些实施例中，牙科设备能够包括:个体光源的阵列，每个个体光源能够单独地打开和关闭；以及能够捕获若干牙齿的图像的光学设备。在一些实施例中，能够使用第一个体光源捕获若干牙齿中的一个牙齿的第一图像，并且使用第二个体光源捕获若干牙齿中的一个牙齿的第二图像。
[0014]在若干实施例中，估测牙齿的表面纹理能够包括从牙科扫描仪接收牙齿的扫描的图像序列，该序列包括若干个体图像，每个个体图像均在不同的光条件下扫描。估测牙齿的表面纹理还能够包括将序列中的至少两个个体图像互相比较并且基于比较估测牙齿的表面纹理。在一些实例中，能够比较不同个体图像中的像素密度之间的差异，并且该比较能够用于估测牙齿纹理。
[0015]在本发明的详细说明中，参考形成本发明的一部分的附图，并且其中，以示例的方式示出本发明的一个以上实施例可以如何实施。充分详细地描述这些实施例，以使本领域普通技术人员能够实施本发明的实施例，并且需要理解的是:可以应用其它实施例，并且可以在不背离本发明的范围的情况下做出过程、电气和/或结构的改变。如本文所用的，标识“N”，特别是相对于附图中的参考数量，表示能够包括如此标示的若干具体特征。如本文所用的，“若干”特定事物能够表示一个以上的该事物(例如，若干牙齿能够表示一个以上的牙齿)。
[0016]这里的标号遵循采用以下编号规则:其中，第一个数字对应于附图号码，并且剩余数字识别图中的元件或组件。可以通过使用相似的数字标记不同图之间的相似的元件或组件。例如，106可以表示图1中的元件“06”，并且相似的元件在图3中可以表示为306。应该领会的是:能够增加、改变和/或除去在各种实施例中示出的元件，以提供本发明的若干附加实施例。此外，应该领会:图中提供的元件的比例和相对尺寸意在示例本发明的特定实施例，并且不应理解为被限定。
[0017]图1A至ID示出了根据本发明的一些实施例的牙科设备(例如，口内扫描仪)的多视图。在一些实例中，设备106能够包括3D扫描仪、和/或结合二维成像器的3D扫描仪。
[0018]示出了设备106相对于口内腔中的齿列104的空间关系。可以在显示器上提供示出任意其它期望的有利位置(视点)处的关系的多个图像，包括例如通过默认的或通过使用者与控制设备106的计算设备(例如图1C所示的计算设备180)互动而选择的、作为相对于真实口内腔将被牙科医师观察的有利位置。能够提供动态图像，其中使用者能够交互地改变图像的有利位置。可以提供视频片段等，从而为使用者通过一系列扫描仪的操作。
[0019]为使用者呈现在显示器上的图像能够是利用设备106的辅助生成并储存在存储器中的齿列104的虚拟模型的合成。使用者和/或计算设备能够操作这些虚拟模型，以在虚拟空间中提供正确的空间关系，并且能够将这些虚拟模型显示为2D或3D图像。可选择地，能够相对于齿列104显示设备106的位置和扫描轴(例如，Z轴)的方向。能够将扫描轴(例如，Z轴)限定为垂直于设备106的扫描面108，也能够根据扫描仪106的其它的适合的几何学或者其它参数来限定。齿列104的图像能够显示为具有3D属性，并且能够以例如几何学形式表示真实的牙形态和/或各个牙表面(例如，简单的楔形表示门牙、锥形表示犬齿，并且圆筒形表示白齿)。
[0020]能够自定义修改虚拟模型，以示出将要发现真实标本(preparat1n)的各个对应的牙位点(site)处的虚拟标本，并且也能够在真实口内腔中未发现标本处(例如，在移除牙齿以容纳假牙处)从模型移除虚拟牙齿。这些特征能够进一步有助于识别设备106相对于齿列104的位置和朝向。
[0021]能够提供识别设备106相对于齿列104的位置和朝向(例如，关系)的非图像数据，并且例如，能够以列出适当的对应几何数据的列表的形式提供该数据，并且还包括例如扫描面108和关心的牙表面之间的间隙、被扫描的具体表面的识别等。例如，能够以字母数字的形式显示所述关系，作为描述设备106和齿列104的相对位置的一组指令或陈述。能够以可听形式显示所述关系，例如通过扬声器等播放的通过预录音或者通过计算设备合成生成的这样的指令或陈述。
[0022]例如，设备106能够包括能够捕获齿列104的若干牙齿的图像的光学设备110。在若干实施例中，光学设备110能够作为设备106的一部分而包括在计算设备180中，或者能够作为独立的组件。例如，光学设备110能够捕获包括例如共焦成像的各种3D成像的增加的焦点的整体图像。在一些实施例中，设备106、光学设备110、和/或计算设备180能够包括储存捕获的图像的数据库(例如，如图3所示的存储器382)。
[0023]扫描面108能够包括个体光源(例如，光源112-1和112-2)的阵列114。在若干实施例中，光源可以不包括原始光源(例如，一个光源能够激发若干