1.本发明涉及一种用于口腔内成像的传感器保持器、其在口腔内成像方法中的应用、一种用于确定口腔内成像中的最佳定位的方法以及一种用于产生这种成像的方法。
背景技术：
2.在牙髓治疗之后，通常要进行口腔内控制扫描以验证所有根管都已被成功治疗。为此，必须捕获每个根管而不能与其他根管重叠。然而，由于解剖学情况，通常难以以正确的角度对准成像设备和传感器(例如，诸如胶片或荧光板的检测器)，使得在不重叠的情况下并且利用单个图像来对所有根管成像。
3.通常，人们试图借助于所谓的偏心x射线来估计角度，从而避免根管重叠的问题。替代地，可以从不同的角度拍摄多个图像，以便捕获每个根管至少一次而不重叠。在现有技术中有如何优化或相对于彼此对准成像设备和传感器的位置的许多变化。
4.例如，ep3066984、ep2568882、wo2011/141763和wo2007/149402描述了传感器和/或传感器和成像设备上的发射器，以避免施加未到达传感器的辐射。在us2014/0086389或us2016/0038105中，例如借助于定位单元上的光阑解决了额外辐射的问题。ep2083697描述了一种传感器保持器，其射束保持器可以转动地改变，但是没有对其应该转动通过的对应角度的可靠描述。us2013/0162645描述了在成像设备和传感器的定位之间没有建立连接的情况下从3d体积投影单独的牙齿。us8,670,521描述了一种断层合成方法，其中，使用了成像设备和传感器之间的不同位置来计算伪3d表示。这得到了随后区分根管的可能性，但是需要多于一个图像。
5.然而，上述方法中没有一个描述了传感器和成像设备的可靠定位，以确保所有根管的非重叠成像而不必产生不期望数量的图像。
6.因此，本发明的目的是提供一种用于口腔内成像的传感器保持器和对应方法，其克服了现有技术的缺点，并且提供了一种解决方案，其中，在不增加辐射暴露的情况下，使例如根管的非重叠成像成为可能。
技术实现要素：
7.本发明的上述目的已经通过如权利要求1中限定的计算机实现的方法实现了。从属权利要求限定了本发明的进一步发展和优选实施例。
8.根据本发明的第一方面，本发明提供了一种用于口腔内成像的传感器保持器，其包括可插入患者口腔中的至少一个咬合设备、至少间接地与咬合设备操作性连接以固定至少一个传感器的至少一个保持设备、以及用于对准至少一个成像设备的至少一个对中装置，其中，对中装置经由至少一个对中装置保持部分至少间接地与咬合设备操作性连接，此外，其中，对中装置保持部分被设计成使保持设备相对于对中装置关于角度和/或距离的定位是连续可变的。
9.因此，根据本发明的传感器保持器使得可以实现灵活的调整，以便使得能够以最
佳方式实现口腔内成像。根据本发明的传感器保持器的原理是辐射源(即成像系统的成像源)位于口腔外部，而定位在患者口腔中的传感器在射束路径中放置在牙齿后面，其中，辐射源的射束撞击传感器，并且因此可以获得牙齿或其某些部分的图像。辐射源由此与位于口腔外部的对中装置对准。
10.用于灵活地调整传感器保持器的参数（即保持设备相对于对中装置的位置），通过先前执行的分析方法来确定，特别是软件支持的分析方法。这种分析方法的示例是本领域技术人员已知的。在本发明的一个实施例中，评估或产生数字体积断层摄影(dvt)图像。例如，利用dvt图像，可以安全且可靠地映射根管的实际路线。当对应的dvt图像可用时，虚拟传感器和虚拟成像设备，特别是用于口腔内图像的成像源，可以被并入软件程序中，以允许通过适当的投影从各种角度模拟成像。因此，可以在不需要额外使患者暴露的情况下确定成像设备或成像源和传感器的最佳位置，以便在随后的成像中实现例如所有根管没有重叠的图像。例如，如果已经确定(手动或自动)成像设备和/或成像源与传感器之间的最佳角度，则调整(手动或自动)传感器保持器，使得成像设备和传感器在口腔内成像期间相对于彼此处于该最佳角度。因此，只需要一次成像拍摄以获得尽可能没有重叠的图像。
11.在另一实施例中，用于灵活调整传感器保持器的参数也可以通过另一种分析方法来确定，例如但不限于，3d体积断层摄影、2d x射线投影成像、具有可识别的根管输入的3d表面扫描和/或具有可识别的根管输入的2d成像。
12.可以假设，咬合设备至少部分地附接到保持设备，对中装置连接到咬合设备和/或对中装置保持部分，和/或对中装置保持部分包括一个或多个可移动元件，所述可移动元件选自于由球窝接头、回转接头、倾斜接头、转动-倾斜机构和/或它们的组合所构成的组。
13.传感器保持器的灵活调整选项被设计成使得对中装置保持部分包括一个或多个可移动元件。在该上下文中，可移动元件意味着，对中装置保持部分可以在一个或多个点处扭转、弯曲、伸长和/或缩短。在本发明的一个实施例中，一个或多个可移动元件可以从包括但不限于球窝接头、回转接头、倾斜接头、转动-倾斜机构和/或其组合的组中选择。在本发明的一个实施例中，所述对中装置保持部分具有球窝接头。可移动元件可以连续地调整，或者可以具有导致各种等级的接合的机构。在一个实施例中，可以连续地调整可移动元件。
14.为了调整对于对中装置的保持设备的精确定位，根据本发明的对中装置保持部分可以在适当的位置处包括至少一个显示设备，特别地包括至少一个比例尺（scale），用于调整保持设备和对中装置保持部分的定位。显示设备，特别是比例尺，可以优选地直接定位在一个或多个可移动元件上。借助于这种比例尺，保持设备相对于对中装置的位置可以被精确地调整，而与相互位置应该是什么无关，即与角度、距离或其它参数无关。
15.显示设备和/或比例尺可以是能够实现元件的精确定位的任何类型的显示器和/或比例尺。例如，显示器和/或比例尺可以从包括但不限于颜色比例尺、角度指示、字母比例尺或其组合的组中选择。优选具有角度指示的显示设备和/或比例尺。根据该实施例，比例尺可以具有不同尺寸的比例尺单元，特别是用于粗调和微调的。
16.取决于根据本发明的传感器保持器的设计，保持设备和对中装置的定位可以手动、半自动和/或自动地执行。
17.在手动定位的情况下，所确定的位置数据在一个或多个比例尺的帮助下经由对中装置保持设备的一个或多个可移动元件被传送到传感器保持器。在自动定位的情况下，所
确定的位置数据通过无线电装置发送并施加到根据本发明的传感器保持器（特别是通过致动器），或者位置数据经由物理连接（例如电缆连接）发送到数据传输设备，例如计算机或dvt成像和/或分析设备。可能的无线电传输可以例如经由蓝牙、rfid、nfc和/或其组合来执行，但并不局限于此。
18.在本发明的另外的实施例中，保持设备和对中装置的定位可以手动地和自动地二者执行。例如，可以执行自动预设定，随后进行手动微调，反之亦然。在自动位置调整的情况下，根据本发明的传感器保持器具有一个或多个致动器，优选地为马达，其执行位置调整。
19.在本发明的一个实施例中，传感器保持器可以包括例如从由蓝牙、rfid、nfc和/或其组合组成的组中选择的至少一个接收器和/或允许手动调整定位的led。
20.在本发明的一个替代和/或补充实施例中，传感器保持器可以包括至少一个致动器，优选地至少一个马达，从由蓝牙、rfid、nfc和/或其组合组成的组中选择的接收器，和/或实现自动定位的比例尺。
21.如果相对于对中装置调整保持设备的非最佳定位，则根据本发明的传感器保持器还可以包括用于成像设备的至少一个防触发机构，或者可以与这种防触发机构协作。防触发机构确保了仅当保持设备相对于对中装置的最优定位被设定时，即当设定的位置数据对应于计算的位置数据时，才可以触发成像设备。这种防触发机构的实施例对于本领域技术人员是已知的。例如，如果所确定的定位数据与设置在传感器保持器上的位置不匹配，则传感器保持器可以防止成像设备的无线电装置触发。
22.另外或替代地，根据本发明的传感器保持器可以包括至少一个显示单元，其优选地指示何时保持设备的定位没有相对于对中装置被最佳地调整。可以以各种方式配置这样的显示单元。例如，显示器可以经由外部显示器来提供，该外部显示器经由无线电装置或另一合适的元件连接到传感器保持器。在其它实施例中，显示器可以经由听觉或视觉信号或其组合来提供。
23.在本发明的另外的实施例中，显示单元可以设计成使得显示用于正确、特别是手动定位传感器保持器的指令。
24.优选地，对中装置被配置成使得由成像设备进行的辐射基本上被引导到传感器的有源和/或敏感区，特别是被引导到传感器的有源和/或敏感传感器表面，和/或优选地成像设备的辐射至少部分地被对中装置阻止或衰减。根据所需的成像，在一个实施例中，可以交换对中装置和/或传感器以便实现最佳结果。
25.可用于本发明的传感器保持器中的传感器是可提供口腔的期望区域的图像的元件。在本发明的一个实施例中，传感器选自包括至少一个x射线胶片、至少一个存储胶片和至少一个数字图像传感器的组。在一个优选实施例中，传感器是存储胶片或数字x射线传感器。
26.用于固定传感器的保持设备例如可以是成型部件的形式，该成型部件包括了两个夹紧臂，所述夹紧臂能够保持和固定插入的传感器。这允许传感器容易地插入并安全地保持在适当位置。在另一实施例中，可以更换保持设备，使得最合适的传感器可被用于成像。
27.在第二方面，本发明涉及根据本发明的传感器保持器在用于口腔内成像的方法中的用途。在这种情况下，传感器保持器定位在患者口腔中的相应位置，然后根据确定的位置数据将保持设备与对中装置对准，并且进行采集。
28.在另外的方面中，本发明涉及一种用于确定至少一个成像设备的至少一个传感器和/或至少一个成像源的最佳、特别是相对位置的方法，所述成像设备用于至少一个口腔内成像、特别是用于至少两个牙根管的非重叠成像，其中，所述方法包括：a)对患者的至少一个数字图像的评估；以及b)基于a)中提到的评估来确定传感器和成像源的最佳位置。
29.数字成像可以是例如但不限于数字体积断层摄影(dvt)成像、3d体积断层摄影、至少两个2d x射线投影图像、具有可识别的根管输入的3d表面扫描、或具有可检测的根管输入的2d成像。
30.对所获得的数据的评估可以以不同方式执行，例如通过传感器模拟、成像源和/或角度和/或位置，通过射线追踪或通过对先前标记的根管的冲突检测。
31.例如，优选地，图像（特别是dvt图像）的评估优选地包括从用于成像的至少两个不同角度和/或位置对患者的口腔内解剖结构的至少一个虚拟传感器和/或至少一个虚拟成像源的投影的模拟。
32.还提出，例如，模拟应该执行多次，其中，优选地，迭代地确定最佳角度和/或最佳位置，使得根管的重叠最小化，优选地避免重叠。
33.在上述两个实施例中，优选地，口腔内解剖结构包括患者的至少两颗牙齿、至少两个根管和/或软组织的至少一个区域的位置和/或对准。
34.此外，本发明提供了一种用于产生至少一个患者的至少一个口腔内成像的方法，包括执行根据本发明的用于确定传感器和成像源的最佳位置的方法。
35.在这种情况下，本发明还提出，该方法包括手动、半自动和/或自动调整，优选地借助于至少一个致动器，其中，传感器和/或成像源的最佳位置和/或最佳角度尤其是相对于患者的至少一个预定位置，优选地借助于根据本发明的至少一个传感器保持器。
36.在上述两个实施例中，优选的是，所述方法包括在设置传感器和/或成像源的最佳位置之后产生至少一个口腔内成像。
37.最后，本方法提出，成像源至少部分地由x射线设备形成和/或包括至少一个x射线设备。
38.此外，本发明提供了一种用于执行根据本发明的方法的计算机实现的方法。
39.本发明还涉及一种用于数据处理的装置，其包括至少一个处理器，所述处理器适配于用于确定传感器和/或成像源的最佳位置的本发明方法和/或用于产生至少一个口腔内图像的本发明方法的步骤，以及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括指令，当所述程序由计算机、特别是由根据本发明的数据处理单元执行时，所述指令执行根据本发明的用于确定传感器和/或成像源的最佳位置的方法和/或根据本发明的用于产生至少一个口腔内图像的方法的步骤，以及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括用于由计算机、特别是由根据本发明的用于数据处理的设备执行的指令，所述指令使所述计算机执行根据本发明的用于确定传感器和/或成像源的最佳位置的方法和/或根据本发明的用于产生至少一个口腔内图像的方法的步骤。
40.根据通常的规范执行数字体积断层摄影成像。如上所述，在模拟中，例如使用计算机中的dvt图像的数据，定位用于口腔内图像的虚拟传感器和虚拟成像设备。然后，可以通过适当的投影来模拟来自不同角度的投影，以便确定传感器和成像源二者的最佳位置。这
样确定的位置数据被手动地、半自动地和/或自动地发送到成像系统，特别是根据本发明的传感器保持器，或者在那里进行调整。在定位了对应调整的传感器保持器之后，执行实际成像。
41.在一个实施例中，成像源优选地是x射线设备。
42.上面列出的实施例可以单独使用或彼此任意组合使用，以设计根据本发明的设备和根据本发明的方法。
附图说明
43.本发明的其它特征和优点将在以下描述中描述，本发明的优选实施例将参考以下附图进行解释。
44.图1示出根据本发明的传感器保持器的一个实施例；图2示意性地示出牙齿的表面扫描；图3示意性地示出当接收牙齿时成像设备的2个位置的射束路径；以及图4a示出从第一位置的虚拟投影的结果；而图4b示出从第二位置的虚拟投影的结果。
具体实施方式
45.根据本发明的第一实施例，图1示出了根据本发明的传感器保持器(1)，其具有咬合设备(2)，在该咬合设备上设置有用于传感器(未示出)的保持设备(3)。在对应传感器插入到保持设备(3)中之后，传感器保持器(1)的该部分插入到患者的口腔中，其中，患者通过咬在咬合设备(2)上而将传感器保持器(1)保持在适当位置。在这种情况下，保持设备(3)和对中装置(4)的定位可在插入到口腔中之前或甚至在传感器保持器(1)定位在患者的口腔中并由患者保持之后进行调整。在根据图1的实施例中，从患者的口腔中穿出并且连接到咬合设备(2)的对中装置保持部分(5)具有带有比例尺(7)形式的显示设备的球窝接头(6)，通过该球窝接头可以设定期望的位置数据。为此，球窝接头6包括了至少操作连接的致动器(未示出)，其中，从未示出的无线电接收器接收数据，用于控制传感器保持器1的致动器。在对中装置保持部分5的另一端是对中装置4，其用于定位成像设备，特别是成像设备的成像源(未示出)。在这种情况下，成像设备或成像源被定位成使对应辐射与对中装置(4)中的开口成直角，并且因此也与位于口腔中的传感器成直角。
46.下面参考图2至4b说明根据本发明的方法的实现方式。
47.图2以平面图示意性地示出了数字图像，特别是牙齿的数字图像。图像是2d或表面扫描，但是也可以使用3d dvt成像。如图2所示，牙齿10具有牙体12以及根管14和开口16。
48.图3示意性地示出了成像设备的辐射源相对于成像设备的传感器22相对于牙齿10的两个位置18、20的射束路径。下面将参考图3解释所谓的射线跟踪或冲突检测。当辐射源相对于传感器22定位在位置18时，射线在穿过牙齿10之后入射到传感器22上，如射束24a和24b以及24c所例示的。当射束24a穿过牙齿10上没有根管14的部分时，射束24c穿过根管24，从而将其反射到传感器22。然而，在位置18处有问题在于射束24b以使得它们相互遮蔽或者不能在传感器22（特别是有源传感器表面）上解析的方式穿过两个根管14。
49.另一方面，如果辐射源相对于传感器22布置在位置20处，则得到通过示例方式参
照射束26a、26b和26c示出的轮廓。如从图3中可以看出，从位置20发出的射线在穿过牙齿10之后传递到传感器22上，使得在每种情况下各单独的射线仅穿过一个根管14。举例来说，射束26b被示出为穿过根管14。
50.射束26a和26b与射束26b和26c之间的对应射束分别穿过两个另外的根管14，而这些射束没有相互遮蔽或重叠。
51.根据本发明的方法的目的现在是以使得避免根管遮蔽的方式产生成像设备，特别是辐射源和/或传感器，相对于牙齿10的相对布置。例如，辐射源和传感器被布置成使射束路径对应于图3中的位置20处的辐射源的布置。
52.本发明的方法基于图2所示图像的图像信息模拟了辐射源或传感器在不同位置的定位。图4a和4b所示的图像是通过模拟产生的。图4a所示的图示对应于当辐射源布置在图3中的位置18时的射束路径的模拟，而图4b表示当辐射源布置在位置20时的射束路径的模拟结果。
53.如图4a所示，其中，示出了牙齿10连同相邻牙齿28，为了简化起见，在图2中没有示出，将辐射源定位在位置18处导致由于相互遮蔽而仅能看到牙齿10的两个根管14。另一方面，如果模拟了射束路径的定位，则当辐射源布置在位置20时，得到图4b所示的图像。在该模拟中，可以看出，牙齿10的所有三个根管14可以在没有相互遮蔽的情况下被成像。
54.根据本发明的方法，借助于传感器保持器相对于成像装置的辐射源设置传感器的这种相对定位，来产生由射束26a至26c指示的射束路径。
55.这里所示的实施例仅是本发明的示例，并且不应被理解为限制。本领域技术人员所设想的替代实施例同样也在本发明的范围内，并且特别地，在说明书、权利要求和附图中公开的特征，无论是单独地还是以任何组合，在各种实施例中都可以是本发明的材料。
56.参考数字列表1传感器保持器2咬合设备3保持设备4对中装置5对中装置保持部分6可移动元件7比例尺10牙齿12牙体14根管16开口18位置20位置22传感器24a，24b，24c射束26a，26b，26c射束28牙齿。