口腔内3D荧光成像的制作方法

发明领域

本发明总体涉及牙科成像，并且更具体地说，涉及用于提供3d轮廓图像的装置和方法，所述3d轮廓图像可包括来自牙齿荧光的图像。

发明背景

常规2d成像已经相当成功地用于口腔内应用。然而，由于嘴部的特定约束和特征结构，已认识到2d成像对于示出牙齿结构有一些显著的限制，并且无法提供在利用3d图像或至少提供牙齿轮廓的可靠表示的图像的情况下将可获得的细节层次和深度信息。

条纹投影成像使用图案化或结构化的光来获得各种类型的结构的表面轮廓信息。在条纹投影成像中，从给定方向朝向物体表面投影干涉条纹或光栅的线的图案。然后从另一个方向观察来自表面的投影图案作为轮廓图像，从而利用三角形划分以便基于轮廓线的外观分析表面信息。相移(其中投影图案被增量地空间位移以便在新的位置获得另外的测量)通常作为条纹投影成像的一部分被应用，所述相移用来完成表面的轮廓映射并且增加轮廓图像中的总分辨率。

条纹投影成像已经有效地用于实心的高度不透明物体的表面轮廓成像，并且已经用于针对人体的一些部分对表面轮廓成像且用于获得关于皮肤表面的详细数据。牙齿对于轮廓成像提出特定挑战，这是由于诸如以下因素：牙齿的相对半透明性和牙齿材料的散射、形状和结构的不规则性，以及向以非常不同的角度设置的表面提供足够的光的难度。

结构化光成像技术更准确地表示牙齿轮廓和总体形状，但是不提供与牙齿病症有关的显著信息，诸如是否能够检测龋齿。响应于对于改进的龋齿检测方法的需求，对于不采用x射线的改进的成像技术已经有相当大的兴趣。

用于示出牙齿病症的几种方法采用荧光，其中利用高密度蓝光、紫光或uv光照射牙齿，并且从牙齿中由照射能量激发的材料获得信息。被一些研究入员称为定量光致荧光(qlf)的这种技术根据以下原理操作：健全、健康的牙釉质在来自一些波长的激发下比已经因龋齿感染受到损坏的脱矿质釉质产生更高强度的荧光。针对蓝光激发的矿质损失与荧光损失之间的关联然后用于识别且评估牙齿的龋齿区域。针对光谱的红光激发区域，已经发现不同的关系，对于这个区域，龋齿区域中的细菌副产物比健康区域更显著地吸光且发荧光。

尽管荧光可提供有关牙齿病症的有用信息，但荧光图像自身是2d图像。可以理解，将荧光图像结果与关于牙齿的至少一些数量的轮廓信息一起呈现将是有价值的。

发明概述

本申请的一个方面是推进医学成像技术，尤其是对于牙科口腔内成像应用。

本申请的另一方面是全部或部分地解决相关技术中的至少前述和其他缺陷。

本申请的另一方面是全部或部分地提供至少本文所述的优点。

本发明的目标是推进口腔内成像技术，尤其是关于荧光成像内容的处理和呈现。本发明的实施方案组合了轮廓成像和荧光成像两者的特征以便提供关于患者牙齿和嘴部的病症的增强信息。

本申请的装置和/或方法实施方案所提供的优点涉及生成牙齿和/或牙龈的三维表示，所述三维表示包括荧光信息。

本申请的装置和/或方法实施方案所提供的优点涉及将结构化光图案投影到牙齿上和采集牙齿的多个荧光投影图像和/或从或采集的多个荧光投影图像生成牙齿表面的轮廓图像。

这些目标仅通过说明性实例的方式给出，并且这类目标可以是本发明的一个或多个实施方案的示例。所公开发明本质上实现的其他所期望的目标和优点可以被本领域技术人员想到或对他们变得显而易见。本发明由随附权利要求书限定。

根据本申请的一个方面，提供一种用于获得牙齿的图像的方法，所述方法至少部分由计算机处理器执行，所述方法可包括将结构化光图案投影到牙齿上并采集牙齿的多个结构化光投影图像；从采集的多个结构化光投影图像生成牙齿表面的轮廓图像；采集牙齿的在蓝色uv照射下生成的一个或多个荧光图像；以及显示合成图像，所述合成图像示出映射到生成的轮廓图像的荧光图像内容。

根据本申请的一个方面，提供一种用于获得牙齿的图像的方法，所述方法至少部分由计算机处理器执行，所述方法可包括将结构化光图案投影到牙齿上并采集牙齿的多个荧光投影图像；从采集的多个荧光投影图像生成牙齿表面的轮廓图像；以及显示生成的轮廓图像。

附图简述

本发明的前述和其他目标、特征以及优点将从以下如附图中所示出的、对本发明实施方案的更具体描述显而易见。附图的元件不一定相对于彼此按比例绘制。

图1是示出根据本申请的示例性口腔内成像装置实施方案的部件的示意图。

图2a是示出根据本申请的口腔内成像相机实施方案的示例性光学部件的示意图。

图2b是示出根据本申请的口腔内成像相机实施方案中仅使用单个宽带光源的另一个示例性光学布置的示意图。

图2c是示出根据本申请的口腔内成像相机实施方案的另一个示例性光学布置的示意图，其中条纹图案生成器在用于内部光源的照射路径中。

图2c是示出条纹图案生成器在用于内部光源的照射路径中的相机的示意图。

图3是示出根据本申请的所选实施方案的用于轮廓成像的结构化光图案的平面图。

图4是示出投影到牙齿模型上的示例性结构化光图案的图像。

图5是示出根据本申请的用于提供与牙齿和其他口腔特征结构的表面轮廓相关的荧光成像数据的示例性方法实施方案的逻辑流程图。

图6是示出根据本申请的实施方案的示例性轮廓图像的透视图，所述轮廓图像包括荧光图像内容。

图7a是示出用于龋齿检测的发荧光的绿光的活动的示意图。

图7b是示出在2d荧光图像中检测到的脱矿质损伤病症的图像。

图8a是示出用于龋齿检测的发荧光的红光的行为的示意图。

图8b是示出根据红色荧光检测到的初期龋齿的2d荧光图像。

图9是示出根据本申请的用于生成并显示由荧光图像内容形成的轮廓图像的示例性方法实施方案的逻辑流程图。

图10是示出根据本申请的用于将轮廓图像与损伤信息一起显示的示例性方法实施方案的逻辑流程图。

图11示出根据本申请的某些实施方案的用于观察示例性轮廓图像和所映射数据的操作者界面。

图12示出根据本申请的某些实施方案的使用所显示牙科图表对合成图像进行的示例性编索引。

示例性实施方案的描述

以下参照附图对示例性实施方案进行描述，在附图中，相同参考数字识别这些图的每一个中的相同结构元件。

在以下附图和正文中，利用相似参考数字来标明相似部件，并且省略了与已经描述的部件以及部件的布置或相互作用有关的类似描述。在被使用时，术语“第一”、“第二”等并不一定表示任何顺序关系或优先关系，而是仅仅用来更清楚地区分一个元件与另一个元件。

在本申请的上下文中，术语“光学装置”一般用来指透镜和用于塑形并引导光束的其他折射、衍射和反射部件。

在本申请的上下文中，术语“观察者”、“操作者”和“用户”被认为是等效的并且是指进行观察的从业人员、技术员或在显示监视器上观察并操控图像(诸如牙科图像)的其他人。从观察者诸如通过点击相机上的按钮或通过使用计算机鼠标或通过触摸屏或键盘输入所输入的显式命令获得“操作者指令”或“观察者指令”。操作员指令可启动单个图像的采集和处理、或从宽带可见光源和近uv源或蓝色uv源生成合成图像所需的一些不同图像类型的采集和处理，所述合成图像包括图案化图像和平场图像。为了帮助减少运动伪影，合成图像生成使用在尽可能短的时间间隔内采集的例如像连续紧接着彼此的一连串图像。应理解，需要一些有限数量的时间以便检测器52采集光并且提供每个所获得图像的图像数据。在需要多个图像的情况下，它们可以按任何顺序获得并且用来生成合成图像。根据本申请的实施方案，生成合成图像仅在确定已经从相同相机位置采集多个结构化光投影图像和一个或多个荧光图像后发生。

用于所显示特征结构的术语“突显”具有其常规含义，如信息和图像显示领域的技术人员所理解的。通常，突显使用某种形式的局部化显示增强以吸引观察者的注意。突显图像的一部分，诸如单独的牙齿或一组牙齿或其他结构，可以一些方式中的任何一种实现，这些方式包括但不限于：注释、显示附近或叠加符号、描绘轮廓或跟踪、用与其他图像或信息内容不同的颜色或明显不同的强度或灰度级值进行显示、使显示的一部分的闪烁或动画化，或以更高的清晰度或对比度进行显示。

根据可以由相机或其他设备采集的图像数据来显示图像，其中图像数据将图像表示为像素的有序布置。图像内容可直接从采集的图像数据显示或可被进一步处理，例如像组合来自不同来源的图像数据或突显由图像数据表示的各种牙齿解剖特征结构。如本申请的上下文中所用，术语“图像”和“图像数据”总体上同义，并且应理解，根据上下文，这些术语涉及数字数据表示或物理显示的表示。

术语“……中的至少一个”用来意指可选择所列举项目中的一个或多个。术语“大约”指示所列举的值在某种合理的公差内可被稍微变更，只要所述变更不会导致过程或结构与所示出实施方案的不一致。术语“示例性”指示特定描述或例子是用作实例，而不是暗示它是理想的。

如本文所用的术语“集合”是指非空集合，因为集合的元件或构件的集合的概念在初等数学中被广泛理解。除非另外明确说明，否则术语“子集”在本文中用来指非空真子集，也就是指更大集合的具有一个或多个成员的子集。对于集合s，子集可包括完整的集合s。然而，集合s的“真子集”严格包含在集合s中并且不包括集合s的至少一个成员。

如本文所用，术语“可激励的”涉及在接收电力后，并且任选地在接收启用信号后执行所指示功能的设备或一组部件。

术语“可致动的”具有其常规含义，涉及能够响应于刺激，例如像响应于电信号实现动作的设备或部件。

如本申请中使用的短语“进行信号通信”指示电连接，两个或更多个设备和/或部件能够通过所述电连接共享通过某种类型的信号路径行进的信号。信号通信可以是有线的或无线的。信号可以是通信信号、电力信号、数据信号或能量信号，这些信号可以沿着第一设备和/或部件与第二设备和/或部件之间的信号路径将信息、电力和/或能量从第一设备和/或部件通信到第二设备和/或部件。信号路径可包括第一设备和/或部件与第二设备和/或部件之间的物理连接、电连接、磁连接、电磁连接、光学连接、有线连接和/或无线连接。信号路径还可包括第一设备和/或部件与第二设备和/或部件之间的另外的设备和/或部件。

本申请的实施方案通过使用反射成像技术和荧光成像技术的组合，以及从图案化光图像进行轮廓成像和将平场图像映射到检测到的轮廓表面，来解决对于改进的口腔内成像的需求。可采集、处理并显示各种类型的图像，从而允许对牙齿和嘴部特征结构的更详细分析和评估，以便辅助患者诊断。

图1是示出示例性口腔内成像装置实施方案的部件的示意图。如图1中所示，口腔内成像装置10可获得牙齿20的图像。口腔内相机30与控制逻辑处理器40(在本申请中也称为计算机处理器)进行信号通信。通过电缆32，或可选地通过无线连接(未示出)提供信号通信。处理器40与显示器42和操作者接口44(诸如用于命令输入的键盘和鼠标或其他指针设备)进行信号通信。可以理解，处理器40可以一些不同的方式体现，其具有在相机30内部和/或外部的计算机处理电路。在某些示例性方法和/或装置实施方案中，处理器40能够响应于操作者指令连续地和/或在时间上相邻的时间段期间向照射路径上提供(例如，利用相机30)来自可见光源或蓝色uv光源的平场光或图案化照射。

图2a是示出根据本申请的口腔内成像相机实施方案的示例性光学部件的示意图。图2a更详细地示出用于口腔内相机30的一个实施方案的成像部件的光学路径。控制逻辑处理器40可如图1中所示在相机30外部，或可在相机30内部。可选地，处理器40可使用分布式逻辑处理布置，使得一些处理功能在相机30内执行并且其他功能由从相机30采集数据的一个或多个另外的处理器执行。条纹图案生成器50从一个或多个照射源得到光能，所述照射源诸如宽带可见光源或白光源66以及用于激发能量的通常处于更短波长的第二光源68，诸如紫外(uv)源或近紫外源或蓝色源，在后续描述中被称为“蓝色紫外”源或“蓝色uv”源。对于uv照射，来自激发源68的发射光通常低于约410nm。对于蓝色uv照射，激发源68发射通常在约350nm至500nm之间的范围内的光。这个蓝色uv照射范围通常对激发可见荧光有效的有利部分大致以约405nm为中心。光组合器60，诸如具有二向色表面的分束器，将照射引导到条纹图案生成器50。条纹图案生成器50可以是例如空间光调制器，其可激励以形成来自光源66和68的光的一个或多个图案或形成光的平场，所述平场不具有用于一般反射或荧光成像的图案。在可用于生成图案化光的各类型空间光调制器中，有一种是数字微镜阵列，诸如来自德克萨斯州，达拉斯，德州仪器公司(texasinstruments,inc.,dallastx)的数字光处理器；以及液晶设备(lcd)阵列。条纹图案生成器50可以是透射类型(如图2a中所示)或通过反射来调制入射光的反射类型(未示出)。

宽带光源56提供用于反射图像的平场白光照射。蓝色uv源58提供用于荧光成像的平场蓝色uv照射。光源56和58中的一者或两者可以是发光二极管(led)。用虚线示出的三个照射路径中的每一个和通向检测器的成像路径包括各种光学装置54，所述光学装置54由图2a中的透镜符号表示并且包括透镜、滤光片、偏振镜/分析镜、路径折叠光学装置、孔隙或帮助适当地调节和引导照射或成像光的其他部件。

任选地，可在图像之间确定相机30的运动。例如，可使用任选的运动检测器38或类似物在图像之间感测相机30的运动。这个信息可用来帮助使图像内容关联，用于使结构化光图像彼此相关并且用于使荧光图像与反射图像内容相关。可选地，可通过由控制逻辑处理器40执行的图像分析软件例程来检测运动。任选的模式选择开关78提供允许操作者选择用于口腔内相机的成像模式的设置。开关78可允许使用荧光图像或反射图像和/或其组合的反射图像捕捉、荧光图像捕捉或轮廓图像捕捉的选择。处理器40能够在不同光源之间迅速切换，使得可从相同相机30位置连续地采集不同类型的图像，速度与检测器52可处理并提供图像数据输出一样快。对于一个紧接着另一个接连取得的任何两个图像，当相邻图像采集之间的间隔相比任何其他单个因素更多地是由系统形成并记录图像数据所需的响应时间(包括例如部件刷新时间)确定时，图像捕捉被认为是“连续的”。

图2b是示出根据本申请的口腔内成像相机实施方案中的另一个示例性光学布置的示意图。图2b示出相机30实施方案，其类似于图2a的实施方案，但不使用组合器60，使得仅单个光源67用于轮廓成像。在这种配置中，条纹图案生成器50使用来自一个或多个光源67的光能，所述光源67包括但不限于宽带可见光源或白光源或蓝色uv源。分别从光源56或光源58提供用于反射成像或荧光成像的平场照射。

图2c是示出根据本申请的口腔内成像相机实施方案中的另一个示例性光学布置的示意图。图2c示出相机30实施方案，其中条纹图案生成器50在用于相机30内的光源(例如，全部)的照射路径中。图案化照射或平场照射，无论用于反射成像或荧光成像或轮廓成像，可通过由处理器40控制的空间光调制器形成。空间光调制器包括例如液晶设备或微镜或微机电系统(mems)设备。任选的运动检测器38也被包括为相机30的一部分。

任选的平场反射图像可以可用于检测并示出两个或更多个不同修复区域中的陶瓷修复或其他修复之间的色调差。

图3示出可从条纹图案生成器50生成的示例性结构化光图案62。在这个实例中，结构化光图案62是平行线84的图案，诸如常规用于使用轮廓成像领域的技术人员所熟悉的技术进行条纹投影成像的图案。可以生成更精细的光图案；然而，使用平行线的一个或多个图案已经被证明对确定表面轮廓有效。图4在模型牙齿结构上示出一个示例性结构化光图案62可以如何出现在牙齿的采集图像上。

图5是示出根据本申请的用于提供与牙齿和/或其他口腔特征结构的表面轮廓相关的荧光成像数据的示例性方法实施方案的逻辑流程图。图5的逻辑流程图示出示例性过程实施方案中的步骤，这些步骤可将荧光图像内容与从轮廓成像获得的结构数据组合在一起。在采集结构化光图像步骤s100中，投影结构化光图案，并且对应图像被捕捉并用于在轮廓图像生成步骤s110中生成表面轮廓信息。为了在所述成像视角下更完整地表征表面轮廓，可投影并成像多于一个结构化光图案。还可在与步骤s100相同或几乎相同的时间执行采集荧光图像步骤s120。采集荧光图像步骤s120将更高能量的蓝色uv照射引导到牙齿表面并且获得平场荧光图像，然后可在映射步骤s130中将所述平场荧光图像映射到轮廓图像。可在视频模式中获得荧光图像(轮廓图像或平场图像)。相机30保持在相同位置中以便连续采集轮廓图像和荧光图像，其中采集速度仅由检测器52所需的响应时间控制(图2a至图2c)。映射步骤s130之后，可执行任选的图像处理和分析步骤s140以便帮助针对细菌活动和脱矿质进行龋齿检测。除了龋齿检测，步骤s140还可应用其他临床诊断学，诸如四环素的辅助检测。四环素已知会吸收320nm至400nm的uv范围内的光。约358nm至364nm的uv激发对允许检测纳克级数量的这些化合物尤其有效。在仅需要这个四环素检测功能的情况下，步骤s130是任选的；处理将从步骤s120进行到步骤s140。在显示步骤s150中显示这种所得图像，其示出映射到表面轮廓的荧光图像数据。

应注意，图5序列中所示的成像步骤可以按任何顺序执行。使用成像技术或某种其他类型的位置感测机制对相机30进行位置跟踪帮助提供结构化光图像之间的所需关联以及生成的轮廓图像与荧光图像数据的关联。

从两个或更多个结构化光图像进行轮廓图像生成是图像处理领域的技术人员已知的。轮廓图像生成可使用三角形划分、相机位置或移动补偿以及图像分析，以便从所获得图像获得表面信息。

映射步骤s130可以一些方式执行。根据本申请的一个实施方案，利用在用于获得结构化光图像的相同位置中的相机30获得荧光图像。因此，相同成像视角适用于一个或多个结构化光图像和一个或多个对应的荧光图像。对于如不同相机移动或位置所确定的一些成像角度，可以这种方式获得结构化光图像和荧光图像。然后，在每个成像视角下，相同图像坐标可用于轮廓图像的重建和荧光内容到轮廓图像的映射两者。图6以示意性形式示出荧光内容到重建的轮廓图像的映射。作为相机位置感测的替代方案，可使用利用图像分析方法的映射过程。图像处理领域的技术人员所熟知的这些方法分析成像结构并且检测所获得图像中的类似特征结构以便使图像彼此相关。

可针对各种病症分析荧光图像内容。例如，针对蓝光激发的矿质损失与荧光损失之间的关联可用于识别且评估牙齿的龋齿区域。针对光谱的蓝光或红光激发区域，已经发现不同的关系，在所述区域内，龋齿区域中的细菌副产物比健康区域更显著地吸光且发荧光。

申请人注意到与龋齿光学检测有关的一些参考。

美国专利号4,515,476(英格玛)描述使用激光来提供激发能量，其以某个其他波长生成荧光以用于定位龋齿区域。

美国专利号6,231,338(德诺斯兰德容等人)描述一种用于使用荧光检测来识别牙科龋齿的成像装置。

美国专利申请公布号2004/0240716(德诺斯兰、德容等人)描述用于对从发荧光的组织获得的图像进行改进的图像分析的方法。

美国专利号4,479,499(阿尔法诺)描述一种用于基于牙齿结构的半透明性质、使用透照法来检测龋齿的方法。

美国专利申请公开号2004/0202356(斯图基等人)描述对荧光中的光谱变化的数学处理以便更准确地检测不同阶段中的龋齿。确认了在使用光谱荧光测量时的早期检测的难度，‘2356斯图基等人的公开内容描述了用于增强所获得光谱值、从而实现光谱数据的变换的方法，所述光谱数据适应于获得荧光图像的相机的光谱响应。

在王等人所著、标题为“用于龋齿检测的方法(methodfordetectionofcaries)”的共同转让的美国专利号7668355中，使用采用牙齿的反射图像和荧光图像两者的方法和装置来检测龋齿。这种方法针对初期龋齿利用观察到的反向散射或反射，并且结合荧光效应来提供用于检测龋齿的牙科成像技术。

本发明的某些示例性装置和/或方法实施方案可利用在至少两个不同的、重叠或不重叠的光谱带中的荧光响应。例如，图7a示出从绿色光谱带中的荧光提供的信息。朝向具有外部釉质层22和内部牙本质24的牙齿20引导蓝色波长和近uv波长的激发光70(根据本申请的一个实施方案，标称以接近约405nm为中心)。从牙齿20的具有正常矿质含量、未表现出由衰退带来的可感知损害的那些部分检测到大致在500nm至550nm范围内的绿色波长的荧光72。在图7a中所示的表示中，脱矿质区域26比健康釉质更不透明并且倾向于阻挡入射激发光70并且阻挡来自周围釉质的反向散射荧光。在授予王等人、标题“用于龋齿检测的方法和装置”的共同转让的美国专利号7596253中所描述的fire方法使用这个效应，其中组合了2d静态图像中的荧光绿色通道数据与2d静态图像中的反射图像数据，以便突显龋齿区域的对比度。

图7b是示出使用fire方法检测到的牙齿20的早期龋齿病症的2d图像。图7b中圈出的区域28示出发生了脱矿质的可疑龋齿。

发荧光的红光具有不同意义，例如，指示细菌代谢产物的存在。通常会造成龋齿损伤、斑块或牙垢的细菌通常生成在高于约600nm的红色光谱中发荧光的副产物。图8a示出用于龋齿检测的发荧光的红光53的行为。在这里，龋齿损伤55具有显著的细菌活动，这通过响应于激发光70发射在红色光谱区域中的可感知数量的荧光53得以证明。利用对荧光的适当滤光，这个红色波长发射指示活性损伤46，如图8b中圈出的。

图6是示出根据本申请的某些实施方案的示例性轮廓图像的透视图，所述示例性轮廓图像可包括荧光图像内容(例如，映射的荧光图像内容)。图6可示出显示步骤s150(图5)的示例性输出，即合成图像80，其具有显示在轮廓图像74上的龋齿区域76。所显示合成图像80可包括根据感测到的细菌活动的相对严重性或类型加以突显的一个或多个细菌活动区域，例如像龋齿。

根据本申请的替代装置和/或方法实施方案，口腔内成像装置10可用来获得、处理并显示使用荧光而不是使用反射光获得的轮廓图像。图9是示出根据本申请的用于生成并显示由至少荧光图像内容形成的轮廓图像的示例性方法实施方案的逻辑流程图。采集结构化光图像步骤s200利用意图激发荧光的结构化光(诸如uv光或近uv光)照射牙齿或其他口腔特征结构。结构化光图案可以是参考图3和4所示出的常规平行线布置，或可具有不同特性图案。然后，以与用于反射成像的方式类似的方式、针对一些成像角度中的每一个、在一组多个图像中捕捉由这个照射图案产生的荧光。然后可在轮廓图像生成步骤s210中形成轮廓图像。可从荧光检测到细菌活动区域，如先前所述；这个过程是在任选的识别细菌活动区域步骤s220中执行的。显示步骤s230然后可显示轮廓图像，其中示出细菌活动的区域得到突显。

应注意，图9序列中所示的成像步骤可以按任何顺序执行，并且还可针对动态更新连续地执行。使用成像技术或某些其他类型的位置感测机制对相机30进行位置跟踪帮助提供结构化光图像之间的所需关联以及生成的轮廓图像与荧光图像数据的关联。

图10是示出根据本申请的用于将轮廓图像与周围软组织中的损伤信息一起显示的示例性方法实施方案的逻辑流程图。图10示出用于使用反射轮廓成像和荧光成像的组合来检测并显示患者嘴部的周围组织中的损伤区域的序列。在采集结构化光图像步骤s300中，在两个或更多个空间位移的位置中的每一个处，将结构化光的图案投影到牙齿和组织上两次或更多次，以便获得一些结构化光投影图像。在相机30保持在用于捕捉图案化光图像的相同位置处的情况下，然后可在轮廓图像生成步骤s310中形成包括周围组织的轮廓图像。然后执行采集荧光图像步骤s320，其中可从在已经获得其轮廓信息的牙齿附近的组织获得荧光图像内容。用于激发荧光的光可以是平场光，诸如uv或近uv波长范围中的光，如先前所述。将相机30维持在相同位置中允许荧光和轮廓信息的对准。各种传感器(图2a至图2c中表示为运动检测器38)可用于检测无意中发生的相机30移动；图像处理还可用于确定相机30是否在用于采集所需图像的相同位置中。根据本申请的一个实施方案，直到获得可彼此合适地对准的轮廓图像和荧光图像，才进行用于后续步骤s330和s340的处理。

在图10序列中的识别损伤区域步骤s330中，使用图像分析来识别指示损伤的组织区域。显示步骤s340然后使所成像组织位置与所成像牙齿相关并且在合成图像中显示所识别损伤区域。可针对由于图10序列而显示的图像提供所述损伤的突显。

图10中示出的序列可例如用于帮助检测粘膜损伤。损伤检测可使用例如光谱分析来识别组织的可疑区域。已经观察到，使用约375nm至440nm范围内的uv来激发口腔粘膜会生成来自上皮角蛋白的荧光响应。异常组织具有降低的荧光强度，这指示各种类型的损伤。

应注意，图10序列中所示的图像采集步骤可同步地或以与所示顺序布置不同的顺序布置执行，其中在采集新图像时更新不同图像内容和对应处理。使用成像技术或某种其他类型的位置感测机制对相机30进行位置跟踪帮助提供结构化光图像之间的所需关联以及生成的轮廓图像与荧光图像数据的关联。

处理后的图像内容可以一些方式中的任何一种呈现给观察者。图11示出显示器42上的示例性操作者界面屏幕，所述显示器42允许观察者允许或禁止合成图像80内的图像内容的显示，诸如与轮廓图像74一起、或与轮廓图像74分开来观察龋齿区域76，或仅观察轮廓图像74。这个相同类型的操作者界面布置可用于允许或禁止对损伤的观察。摇摄和缩放图像操控功能也可从操作者界面获得。

本申请的实施方案还允许所成像牙齿内容连同牙科图表信息存储起来。图12示出显示器42上的示例性牙科图表88，其中根据牙齿位置将合成图像80内容编索引到特定牙齿20。

在一个实施方案中，用于获得牙齿的图像的方法可包括：将结构化光图案投影到牙齿上并采集牙齿的多个结构化光投影图像；从采集的多个结构化光投影图像生成牙齿表面的轮廓图像；采集牙齿的在蓝色uv照射下生成的一个或多个荧光图像；根据检测到的相机移动生成合成图像，所述合成图像具有映射到生成的轮廓图像的荧光图像内容；识别所映射荧光图像内容中的一个或多个修复区域；以及显示生成的合成图像，其中一个或多个所识别修复区域得到突显。

在一个实施方案中，用于形成口腔内图像的方法可包括：将结构化光图案投影到一个或多个牙齿上并采集牙齿的多个结构化光投影图像；从采集的多个结构化光投影图像生成牙齿表面的轮廓图像；采集一个或多个牙齿的在蓝色uv照射下生成的一个或多个荧光图像；生成合成图像，所述合成图像具有针对映射到生成的轮廓图像的牙齿的荧光图像内容；根据所映射荧光图像内容识别牙齿的一个或多个区域，所述一个或多个区域指示四环素材料；以及显示生成的合成图像，其中指示四环素材料的一个或多个所识别区域得到突显。

在一个实施方案中，用于获得口腔内图像的方法可包括：将结构化光图案投影到一个或多个牙齿和周围组织的至少一些部分上并采集牙齿和周围组织的多个结构化光投影图像；从采集的多个结构化光投影图像生成牙齿和周围组织表面的轮廓图像；采集在牙齿附近的组织的在蓝色uv照射下生成的一个或多个荧光图像；生成合成图像，所述合成图像具有针对映射到生成的轮廓图像的组织的荧光图像内容；识别指示所映射荧光图像内容中的组织异常的一个或多个区域；以及显示生成的合成图像，其中一个或多个所识别组织异常区域得到突显。

在一个实施方案中，用于口腔内成像的装置可包括：第一宽带可见光源，其用于提供用于反射成像的平场照射；蓝色uv光源，其用于提供用于荧光成像的平场照射；第二宽带可见光源或蓝色uv光源，其用于生成图案化照射；条纹图案生成器，其在照射路径中并且可激励以形成来自第二光源的投影图案，以便投影到一个或多个牙齿上；控制处理器，其可激励以检测装置运动的量何时低于阈值并且根据图案化照射和平场照射在光源之间连续切换以便获得图像；以及检测器，其在来自牙齿的光的路径中并且可激励以根据照射路径中的光形成图像。

与一个实施方案一致，本发明的控制逻辑处理器40是一种类型的计算机处理器，其利用具有所存储指令的计算机程序，所述指令在已经存储并从电子存储器存取的图像数据上执行。如图像处理领域的技术人员可以理解，本发明的一个实施方案的计算机程序可以由合适的、通用计算机系统(诸如个人计算机或工作站)或由包含在口腔内相机30(图1)内的微处理器设备利用。然而，可以使用许多其他类型的计算机系统来执行本发明的计算机程序，包括连网的处理器。用于执行本发明的方法的计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中。这种介质可以包括例如：磁性存储介质，诸如磁盘(诸如硬驱动器)或可移除设备或磁带；光学存储介质，诸如光盘、光带、或机器可读条形码；固态电子存储设备，诸如随机存取存储器(ram)或只读存储器(rom)；或用于存储计算机程序的任何其他物理设备或介质。用于进行本发明的方法的计算机程序还可以存储在通过因特网或其它通信介质连接到图像处理器的计算机可读存储介质上。本领域的技术人员将轻易认识到，这种计算机程序产品的等效物也可用硬件构造而成。

应注意，在本申请的上下文中等同于“计算机可存取存储器”的术语“存储器”，可以指用于对图像数据进行存储和操作并且可由计算机系统存取的任何类型的临时或更持久的数据存储工作区，包括例如数据库。存储器可以是非易失性的，其使用例如长期存储介质，诸如磁性存储体或光学存储体。可选地，存储器可以具有更易失的性质，使用电子电路，诸如由微处理器或其他控制逻辑处理器设备用作临时缓冲区或工作区的随机存取存储器(ram)。显示图像需要存储器存储。例如，显示数据通常存储在临时存储缓冲区中，所述临时存储缓冲区与显示设备直接相关联并且根据需要定期刷新以便提供所显示的数据。当这个术语在本申请中使用时，这个临时存储缓冲区还可以被认为是存储器。存储器还用作用于执行并存储计算和其他处理的中间结果和最终结果的数据工作区。计算机可存取存储器可以是易失性的、非易失性的、或易失类型和非易失类型的混合组合。

根据本申请的示例性实施方案可包括本文所述的各种特征(独立地或以组合的方式)。

虽然已关于一个或多个实施方式来示出本发明，但是在不脱离随附权利要求书的精神和范围的情况下，可对所示出的实例进行变更和/或修改。另外，虽然可能已经关于若干实施方式中的一个公开了本发明的特定特征，但此种特征可与其他实施方式的一个或多个其他特征相组合，这对于任何给定或特定的功能可能是所期望的且有利的。术语“……中的至少一个”用来意指可选择所列举项目中的一个或多个。术语“大约”指示所列举的值可被稍微变更，只要所述变更不会导致过程或结构与所示出的实施方案的不一致。最后，“示例性”指示描述是用作实例，而不是暗示它是理想的。在考虑本文所公开发明的说明书和实践的情况下，本发明的其他实施方案对于本领域技术人员将是显而易见的。意图本说明书和实例应仅被视为示例性的，并且本发明的真实范围和精神由以下权利要求书指示，并且落入其等效物的意义和范围内的所有变化意图包含在其中。