牙齒變化的追蹤和預測的制作方法
【專利摘要】本發明涉及牙齒變化的追蹤和預測。提出用于評估牙齒狀況的系統和方法。將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與同一患者的口腔的第二數字表示進行對比。第一數字表示代表在第一時間的第一患者的口腔，而第二數字表示代表在稍后的第二時間的第一患者的口腔。第一數字表示和第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異被自動識別，并且第一數字表示被以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式顯示。
【專利說明】
牙齒變化的追蹤和預測
【背景技術】
[0001]本發明的實施例涉及利用牙齒成像模式的系統和方法，以用于篩查、診斷、患者通信、治療設備的制造以及監視治療方案。
【發明內容】
[0002]—個實施例中，本發明提供評估牙齒狀況的方法。將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與同一患者的口腔的至少一部分的第二數字表示進行對比。第一數字表示代表在第一時間的第一患者的口腔，并且第二數字表示代表在稍后的第二時間的第一患者的口腔。第一數字表示和第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異被自動識別，并且第二數字表示以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式來被顯示。
[0003]在一些實施例中，第二數字表示指示患者口腔的當前狀況，而第一數字表示指示早先時間(例如，先前的就診)的患者口腔的狀況。在其它實施例中，第一數字表示指示患者口腔的當前狀況，而第二數字表示是患者口腔的未來狀況的預測表示。以此方式，系統能向患者演示持續治療(或者缺乏連續治療)將可能如何影響患者的口腔健康。
[0004]在其它實施例中，第一數字表示是患者口腔的先前狀況的指示，而第二數字表示是患者口腔的當前狀況的估計表示。通過對數字表示進行對比，系統能在就診之前提供患者口腔的估計、預測意見，以允許牙科專業人員在患者到達門診之前分析和評估可能的治療方案。
[0005]在另一個實施例中，本發明提供評估牙齒狀況的方法。將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與同一患者的口腔的至少一部分的第二數字表示進行對比。第一數字表示代表在第一時間的第一患者的口腔，而第二數字表示代表在稍后的第二時間的第一患者的口腔。第一數字表示和第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異被自動識別，并且第一數字表示以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式來被顯示。
[0006]在另一個實施例中，本發明提供評估牙齒狀況的方法。將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與同一患者的口腔的至少一部分的第二數字表示進行對比。第一數字表示代表在第一時間的第一患者的口腔，而第二數字表示代表在稍后的第二時間的第一患者的口腔。第一數字表示和第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異被自動識別，并且第一數字表示和第二數值表示的組合以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式來被顯示。
[0007]通過考慮詳細說明并參考附圖，本發明的其它方面將變得顯而易見。
【附圖說明】
[0008]圖1是一種用于監視和追蹤牙齒變化的系統的方框圖。
[0009]圖2是一種用于使用圖1的系統監視患者牙列中的改變的方法的流程圖。
[0010]圖3是在第一時間的患者牙列的3D數字效果圖的俯視圖。
[0011]圖4是在利用牙具進行一段時間的治療之后的來自圖3的患者牙列的3D數字效果圖的俯視圖。
[0012]圖5是演示在圖4的數字效果圖中與圖3的數字效果圖的對比中的牙齒位置中的改變的組合3D數字模型。
[0013]圖6A是患者牙列的數字效果圖的俯視顯示，用于使用顏色編碼量化演示牙齒位置中的改變。
[0014]圖6B是圖6A的數字效果圖的透視圖。
[0015]圖7是一種用于使用圖1的系統生成和顯示牙齒位置的預測效果圖的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0016]在詳細解釋本發明的任何實施例之前，應理解的是，本發明在其應用上不限于在以下描述中陳述的或者在以下附圖中圖示的部件的布置和構造的細節。本發明能夠做出其它實施例并且能夠被以各種方式進行實踐或者實施。
[0017]圖1圖示用于捕獲、處理、分析和對比牙齒成像掃描的系統100。處理器101聯接到非暫時性計算機可讀存儲器103。存儲器103能包括例如一個或者多個硬盤、閃存模塊或云存儲裝置。存儲器103存儲被處理器101訪問并執行以提供例如如以下進一步詳細描述的功能的指令。處理器101通信聯接到一個或者多個成像捕獲裝置(例如，CT掃描儀105、光學表面掃描儀107和其它類型的可能包括例如光學攝像機的成像模式掃描儀或成像裝置109)。通過各種掃描平臺和/或成像裝置捕獲的三維或二維數字效果圖被存儲在存儲器103上用于分析和處理。取決于成像模式，這些數字效果圖能包括2維或3維幾何數據以及其它信息，包括例如顏色、陰影和紋理。所存儲的效果圖在以后的日期也是可訪問的以例如提供以下所描述的對比功能。
[0018]通過成像平臺捕獲的并且存儲在儲存器103上的數字效果圖能顯示在顯示單元111(例如，高清晰度的視頻監視器)上。系統100也通過以下進一步詳細描述的用戶接口裝置113接收來自用戶的各種輸入和指令。系統100也能夠通過網絡(例如，局域或廣域網)或因特網115與其它系統通信。系統100由此能夠訪問存儲在外部系統上的數據和數字效果圖，并且也能夠將本地存儲的圖像和數據傳輸到外部系統。
[0019]系統100被配置成執行對通過所連接的牙齒掃描平臺捕獲的牙齒成像數據的各種分析和處理。例如，如以下進一步描述的，系統100被配置成使用3D光學掃描儀107掃描患者的口腔。在一些構造中，3D光學掃描儀107使用光學機構(例如，激光器)捕獲表面輪廓細節，并基于幾何細節生成口腔的3D表面模型。在其它構造中，3D光學掃描儀107生成具照片真實感的3D數字表面模型。通過將彩色的具照片真實感的數據映射到3D表面模型上可以生成具照片真實感的3D數字表面模型。美國專利公告N0.2011/0316978中論述了用于將具照片真實感的數據映射到表面模型上的技術的一些示例，在此通過引用將該美國專利的整體內容并入。映射在三維模型上的具照片真實感的質地也可以通過執行基于諸如來自NVIDIA公司的Open GL Cube Map擴展的軟件包的系統來完成。
[0020]在一些構造中，3D光學掃描儀107也提供口腔中的齲齒和軟組織改變的檢測和可視化表示。能獨立地掃描上顎和下顎兩者，以便系統100能顯示處于“顎打開”定位以及顯示咬合狀態的3D效果圖的口。
[0021]系統100也被設計成疊加多個掃描(S卩，所存儲的3D效果圖)以自動顯示改變。該疊加顯示機構自動地提供可能問題的篩選、輔助性診斷和與患者進行狀態/改變的交流。系統100能夠演示齒形的改變(S卩，牙齒磨損、牙釉質的腐爛、碎肩、修復體的丟失等)以及牙齒相互間的位置中的改變。牙齒位置中的改變可能需要正畸治療并且也存在有影響牙位置的其它可能的健康狀況。系統100也示出指示了著色(例如，用于新的美白治療的時機)、牙齒活力(一旦它們失去活力則牙齒變黑)和結石形成的牙齒顏色的改變。
[0022]系統100也檢測和演示口腔軟組織中的改變。例如，系統100能示出齦線隨時間的回縮，齦線隨時間的回縮可以指示周期性疾病或不正確的刷牙技巧。系統100也能對指示腫脹或其它齦下改變的軟組織形狀中的改變進行檢測和突出。各種口腔軟組織(例如，舌頭、上顎、面頰、牙齦等)的顏色中的改變也被檢測并顯示給用戶。
[0023]系統的各種其它構造能夠捕獲、追蹤和檢測患者口腔中的其它改變。例如，熒光成像系統能被用于檢測指示齲齒和脫礦的牙齒化學結構中的改變。例如，通過將化學掃描數據映射到通過CT或光學掃描儀捕獲的另一個三維模型，也可將該化學分析顯示成三維效果圖。
[0024]圖2示出一種用于使用圖1的系統來檢測牙齒位置中的改變的方法的示例。系統100接收通過掃描平臺中的一個捕獲的新的3D模型(步驟201) ο該新的3D模型被存儲到存儲器單元，用于之后的訪問、分析和對比(步驟203)。從存儲器訪問先前存儲的第二個3D模型(步驟S205)并與所述新的3D模型進行對比。通過來自同一患者的在不同時間點捕獲的兩個3D模型的對比，能檢測到患者牙列或口腔的其它部分中的改變。例如，牙醫可以在檢查時捕獲患者的新的3D模型，并將該新3D模型與同一患者的在前一次檢查時已捕獲、生成并存儲的3D模型進行對比。
[0025]用戶可以定義待被系統在自動對比期間所利用的各種分析準則(步驟207)。例如，牙醫能命令系統將兩個光學掃描模型與兩個掃描的熒光模型進行對比以檢測牙齒位置、齦線位置和化學結構中的任何顯著改變。牙醫也能定義引起系統將某些特征改變標記作為相關項或臨床顯著的項的各種閾值。例如，牙醫能定義2mm的齦線移動閾值。如果系統檢測到兩個數字模型中的齦線位置的差異超過2mm，則系統將向牙醫顯示通知，該通知指示已經檢測到臨床顯著的改變并且提示牙醫更詳細地檢視對比模型。通過設定閾值準則和通過自動地標記臨床顯著的改變，系統能更容易地使牙醫注意到應被進一步探究和評估的狀況，而不是讓牙醫自己檢測這些改變。
[0026]以此方式，系統能夠檢測不能通過對患者的牙齒目視檢查和牙齒記錄(S卩，X光的可視對比)檢測到的臨床顯著的改變。如上所述，牙醫能調整系統設置以定義具體準則，所述具體準則將指示什么將被認為是“臨床顯著的改變”并因此將被系統標記。然而，在一些其他構造中，基于普遍接受的診斷理論和其它機制對系統進行預編程，以識別什么準則指示“臨床顯著的”改變。因此，“臨床顯著的”改變是被系統(通過預編程或者通過用戶定制)所定義的作為應在對比完成之后向用戶突出的改變。
[0027]在系統100已經對比3D數字模型并自動識別差異(步驟209)之后，圖像被顯示給用戶，突出任何臨床顯著的改變(211)。例如，圖3示出基于光學表面掃描生成的患者的上齒的第一 3D數字模型。圖4示出在矯正支架已經被安裝并且已經經過一段時間之后的同一患者的上齒的第二 3D數字模型。可能難以簡單地通過觀看這兩幅彼此鄰近的數字效果圖來正確地對牙齒位置中的改變進行特征化或評估。為了促進特征化和/或評估，系統100也基于來自第一 3D數字模型(圖3)和第二 3D數字模型(圖4)的數據生成復合模型。如圖5所示，該組合模型更清晰地突出牙齒位置隨時間的改變。作為通過支架實施的矯正治療的結果，患者的左前門齒已經從第一位置501A移動到第二位置501B。相似地，自安裝支架以來，患者的右前門齒已經從第一位置503A移動到第二位置503B。
[0028]除了示出圖5的疊加模型之外，系統允許用戶在當前模型(圖4)和先前模型(圖3)之間選擇性地來回切換。在各種圖像顯示(例如，圖5的疊加/重疊模型、圖4的當前模型和圖3的先前模型)之間的切換能基于用戶輸入而被執行或者能被配置成以所定義的頻率自動地在各種圖像顯示之間切換。該切換能在兩個圖像之間來回轉換或者提供在三個或更多圖像顯示之間的順序進展。并且，在一些構造中，系統100提供用戶接口，所述用戶接口允許用戶針對多個選擇來挑選特定的視圖(例如，通過屏幕上的按鈕或下拉菜單)，并允許用戶在各種圖像視圖之間轉換而沒有定義的順序。在另一構造中，系統100生成動畫，所述動畫示出從第一位置(圖3)到新的當前位置(圖4)的轉換，以可視地示出在加速的時間線上的牙齒位置中的改變。
[0029]系統被配置成基于一個或者多個切換指令在圖像顯示之間切換。在一些構造中，響應于用戶輸入而生成切換指令。例如，用戶能重復選擇用戶接口上的單個按鈕以連續循環兩個或更多個圖像顯示的序列，并且系統可以基于當生成或/接收切換指令時正被示出的圖像顯示來生成唯一的切換指令。在其它構造中，用戶接口能包括其中每一個與特定的圖像顯示對應的多個按鈕。以此方式，系統基于由用戶選擇的特定按鈕生成唯一的切換指令。在其它構造中，通過系統處理器以所定義的頻率自動生成切換指令，以自動地循環兩個或更多個圖像顯示的系列。
[0030]系統100也能通過顯示匯總移動(例如，以mm為單位的側向距離改變)的數值數據而定量得示出改變。替代地，系統100被配備以提供能由用戶/操作者選擇的多個不同觀察機制。例如，圖6A示出移除了支架的第二3D數字效果圖(來自圖4)。替代將第二效果圖和第一效果圖疊加，通過顏色編碼量化地圖示牙齒位置中的移動。自安裝支架以來，白齒601已經經歷相對小的移動，并且因此被以第一顏色(例如，綠色)圖示。相反地，前門齒已經經歷更顯著的移動并因此被以不同的第二顏色(例如藍色或紅色)圖示。
[0031]系統100也允許用戶操縱3D效果圖的定位，以觀察患者口腔的不同方面。例如，圖6A從下方示出上牙齒。相反地，圖6B從前視角示出相同的牙齒。通過改變模型效果圖的取向/視角，用戶現在能夠觀察指示牙齒605的前面的位置中的改變的數據。在一些構造中，系統100提供多個預設取向，用戶能例如通過按圖形用戶界面上的按鈕或者通過從下拉菜單進行選擇來選擇所述預設取向。在其它構造中，通過使用鍵盤接口上的上-下-右-左鍵或使用鼠標在模塊上點擊和拖拽，用戶能更自由地操縱取向。
[0032]應注意的是，盡管圖3、4、5、6A和6B僅示出單排牙齒的位置中的改變，但是系統100能被用于顯示其它重要數據或信息，包括以上所討論的數據和信息。例如，系統能顯示更完整的口腔掃描以示出患者齦線的位置和演示齦線位置隨時間的改變。相似地，也如以上所討論的，系統100能基于用戶偏好顯示患者的上顎和下顎兩者(閉合的或打開的)。
[0033]在一些構造中，將基于用戶的預設偏好(圖2的步驟207)和基于由系統所檢測和標記的特定顯著改變來確定在顯示器上示出的主題。例如，如果確定在患者的牙齒位置、顏色或化學組成中存在臨床顯著的改變(基于用戶定義的閾值/準則)，則系統100可以僅示出患者的牙齒。然而，如果在齦線中檢測到臨床顯著的改變，則系統100可以替代地示出包括牙齒和齦線的更完整的模型。
[0034]回到圖2，系統100也基于先前捕獲并存儲的數據模擬未來的改變(步驟213)，并將這些所預測的效果圖在顯示器上顯示給用戶(步驟215)。例如，如果系統檢測到在患者牙齒位置在當前就診和先前就診之間的改變，則系統能預測在未來時間點的患者的假設的牙齒位置。用于預測正畸和牙周的改變的其它機制可以適于生成由系統100實施的預測建模技術。
[0035]圖7圖示一種用于基于先前存儲的牙齒模型預測患者的牙齒的未來位置的方法的一個示例。系統100確定牙齒位置隨時間的改變的幅度和方向(步驟701)，并基于所測量的改變計算推測的或以其它方式估算的牙齒的未來位置。一旦確定牙齒的預測的位置，系統100將所預測的位置添加到患者的口腔的新的預測模型效果圖。如果更多的牙齒有待被分析(步驟705)，則系統基于逐個牙齒地移動到下一個牙齒(步驟707)并繼續來預測未來的牙齒定位。一旦已經預測患者的牙齒中的每一個的未來的位置，則系統將所預測的圖像顯示給用戶(例如，牙醫和患者)。
[0036]能基于根據存儲在系統100上的患者的兩個或者更多個3D數字模型的對比的所預測的線性移動或所預測的非線性移動，針對每一單獨的牙齒估計未來位置。例如，基于線性移動估算未來牙齒位置的一個預測模型監視牙冠的中點或者牙體上的另一點的位置，并測量該單個點在兩個時間上分離的3D數字模型之間的移動。系統100將針對同一患者的兩個時間上分離的3D數字模型進行對比并確定移動的方向(例如，線性移動或者角移動)和移動的速率。然后通過以相同的速率并在相對于固定位置(例如，患者的顎)的相同的方向(即，角方向或線性方向)上繼續移動每一單獨牙齒上的該單個點的位置，來確定該單個牙齒的估算的未來位置和取向。然后基于每一牙齒的估算的未來位置和取向生成3D預測模型。
[0037]估算非線性移動的預測模型可以考慮牙齒上的單個點隨若干個時間上分離的模型的移動，確定何時牙齒的移動是減慢的還是增加，并且利用所檢測到的移動的變化率確定每一單獨牙齒的未來位置。并且，在一些構造中，系統100監視每一單獨牙齒上的多個點，以檢測牙齒的偏擺、間距和轉動中的改變，并利用這些所檢測到的改變估算牙齒的未來位置。另外地，一些預測建模技術可以解釋一個牙齒的移動將影響另一相鄰牙齒的移動/位置或者被另一相鄰牙齒的移動/位置限制的事實。因此，在一些構造中，預測建模技術可以并行地來分析單獨牙齒的移動并預測一個牙齒的位置的改變將如何限制或加快其它牙齒的移動。
[0038]如以上討論的，系統100的一些構造包括存儲針對大量的患者的一系列牙齒模型的外部系統。在一些構造中，該共享數據庫被實施成云存儲機構，所述云存儲機構被系統100使用，以基于在其它患者中所觀察到的改變提供詳細的預測建模。例如，能使針對第一患者的所存儲的模型的進展的特征能適合于針對表現出相似的牙齒移動的一個或者多個其它患者的所存儲的模型的對應的進展。能基于隨后的模型從針對一個或者多個其它患者的所存儲的模型的匹配的進展預測第一個患者的牙齒的未來移動。以此方式，系統100使用針對許多患者的數據的存儲庫識別與由第一患者所表現的那些牙齒改變緊密匹配的牙齒改變的特定真實示例，并且基于所識別的真實示例生成針對未來牙齒移動的預測。隨著更多的患者被添加到系統并且更多的隨后3D模型被添加到共享數據庫(或者云環境)，系統100變得自我學習并能提供越來越精確的預測建模。
[0039]盡管圖7的方法具體的解釋了預測牙齒位置，但是也可以使用相似的基于進展的預測技術來進一步估算患者齦線的回縮、牙釉質的退化、牙齒顏色的改變、牙齒化學組成的改變等。并且，在一個牙特征中所觀察到的改變能告知針對另一個牙特征的改變的預測。例如，系統100可以被配置成基于特定牙齒的顏色的改變檢測牙周疾病的開始。因為牙周疾病可以弱化牙根并使得牙齒對移動或損耗更敏感，預測建模算法可以基于所檢測到的顏色的改變來在與牙周疾病相關的可視癥狀中應用顯著的更大的進展速率(或者甚至可以預測牙齒將掉落)。
[0040]也能在利用針對基于其他真實示例的預測建模的共享數據庫的構造中實施像這些的跨模式預測。例如，通過匹配多個特征(例如，以相似速率的顏色改變、相似的牙齒磨損、相似的齦線回縮和相似的牙齒移動)，所存儲的來自另一患者的模型的進展能更好地適合于當前患者的那些模型。基于云的預測系統的一些構造也可以基于包括例如診斷的疾病、年齡、種族和地理位置在內的其它準則來分類并且匹配患者數據集合。
[0041]系統100的一些構造可以僅實施針對所有患者的單個預測建模技術。然而，在其它構造中，系統100可以基于所識別的患者的牙列/口腔的鑒別特征來選擇預測建模技術或微調建模技術的應用。例如，系統100可以被配置成識別具有獨特地狹小的牙弓的患者并且應用特別針對具有狹小牙弓的患者所設計的特定的預測建模算法。
[0042]一旦生成預測模型，系統100能孤立地顯示預測模型并且也能提供預測模型與患者的口腔結構的當前位置的對比。例如，系統能將預測模型疊加到患者的牙齒的當前3D數字模型上，以可視地繪出兩個模型(例如，如在圖5中所示的)之間的牙齒位置的差異。系統100也能使用圖6A和6B的顏色編碼技術定量地顯示牙齒移動特征。
[0043]該預測建模能被牙醫用于演示某些形式的治療的預測效果和連續的其它形式的口腔護理的效果。例如，如果在患者中檢測到由于不良的口腔衛生導致的臨床顯著的負面改變，牙醫能用預測建模演示連續的不良口腔衛生的影響(例如，“如果您不開始更好地用牙刷清潔或用牙線清潔，則這將是您的牙齒顏色在下一年的樣子，并且您的齦線將已經進一步退縮2mm”)。相似地，能使用預測建模演示對于矯正正畸治療的必要性(例如，“如果我們現在不做正確的矯正正畸治療，過兩年您的牙齒將處在這個位置。因此，最好現在做治療而不是等待和在晚些進行治療。”)。并且，預測建模能用于演示牙齒治療的預期效果。例如，牙醫能使用該系統將患者的當前牙齒位置與已經安裝矯正支架之后的期望牙齒位置做對比。
[0044]系統也能被牙醫用于針對患者就診的準備中。系統能使用先前存儲的模型效果圖生成在即將到來的患者就診時的患者口腔的預測模型。然后牙醫能在患者由于其預約而走進來之前來虛擬地觀察患者的口腔。并且，系統能將患者牙齒的預測的虛擬模型與在患者就診期間捕獲的真實模型做對比。該對比將自動地突出例如由于改善的口腔衛生或新形成的急性口腔疾病(例如，口腔癌)導致的患者口腔中的任何意外改變。
[0045]相似地，預測建模能用于評估牙齒治療的各種形式的有效性。例如，如果矯正支架已經安裝在患者的牙齒上，則系統能被用于生成這樣的預測模型，即，患者的牙齒在安排好的約定點應看起來像什么樣子的。如果患者的真實牙齒位置不適當地匹配預測牙齒位置，則牙醫能相應地修改規定的療法(例如，調整支架中的張力)。
[0046]如上所述，系統能被用于評估和預測患者口腔的各方面中的改變。盡管就牙齒位置中的改變方面討論了用于線性、非線性和基于模型的預測建模的系統和機構，但是也可以采用類似的建模技術來評估和預測齒形、牙齒位置、牙齒顏色、牙齒的化學結構、齦線的位置(即，回縮)、軟組織的形狀和軟組織的顏色中的改變。
[0047]齒形的改變可能指示牙齒磨損、牙釉質的退化、碎肩或者修復體的損耗。為了評估和預測齒形改變，系統將來自在不同的時間獲得的兩個數字模型的牙齒分段。在一些構造(例如，那些具有使用光學表面掃描構造的模型的構造)中，牙齒模型被分段成僅包括牙冠。在其它構造(例如，當使用CT掃描平臺生成3D模型時)中，被分段的牙齒能包括牙冠和牙根兩者。系統然后基于最少可能改變的特征部(例如，頰表面和舌表面)單獨執行牙齒的最佳擬合疊加。系統然后將每個牙齒的形狀中的差異單獨地可視化為“熱圖”(即，定量的顏色編碼)。替代地或另外地，系統能執行整個牙弓的兩次掃描的最佳擬合疊加，并且可以將總體牙弓中的差異可視化為“熱圖” ο通過疊加整個牙弓模型或者通過將模型的其它部分/解剖學結構進行分段，能類似地對軟組織的形狀的改變進行評估和顯示。如上所述，通過線性建模、非線性建模或使模型適合于所存儲的來自其它患者的數據，能預測齒形的改變。例如，在一些構造中，系統將監視由于磨牙或磨損導致的牙弓或個別牙齒的高度或形狀的改變，并且應用相同的磨損速率來預測在未來日期的牙齒的高度或形狀。
[0048]相互之間在關系上的牙齒位置的改變能夠指示對正畸治療的需求以及可能地影響牙齒位置的其它健康狀況。改變也能指示當前規定的正畸治療的有效性。為了評估牙齒位置的改變，系統針對兩個或更多個數據集合建立公共幾何形狀。在一些構造中，這是通過識別數據集合中的三個公共點來完成的。在后續的正畸治療的情形中，牙齒上的支架或者空腔中線(即，腭)中的點能被用作用于在掃描之間建立公共幾何形狀的標記。如上所述，再次從模型來將牙齒分段。并且，如果在數據集合(即，CT掃描模型)中骨骼信息可用，則能使用頌骨本身將模型對齊。模型然后被疊加并顯示(即，圖6)。另外，通過比較每個牙冠的中點位置量化牙齒位置的改變。該數據能被數值地示出或者被圖形地顯示為“熱圖”(即，量化的顏色編碼)。
[0049]如以上已經看到的，牙齒顏色的改變能指示著色、結石形成或牙齒活力的改變。通過如上所述再次從總體模型分段牙齒，能評估顏色的改變。通過在模型上的在兩次掃描之間的顏色差異超過閾值的表面上著色，能以二進制的方式演示顏色的改變。可替代地，能使用“熱圖”圖示兩次口腔掃描之間每個牙齒的每個位置處的顏色差異的程度。相似的對比/顯示機制被用于演示牙齒化學結構的改變;然而，盡管具照片真實感的光學掃描能被用于評估顏色改變，但是其它成像形式(例如，熒光成像)可能會更好地演示化學結構的改變。能類似地評估和顯示軟組織的顏色的改變。也能使用如上所述的線性、非線性、和最佳擬合建模技術預測牙齒顏色的改變。例如，在一些構造中，系統將監視牙齒顏色(每一單獨體素或者整體上來看牙齒的平均顏色)的改變，并將通過假定牙齒顏色(例如，顏色、陰影、半透明度等)的線性或非線性連續改變來預測牙齒(或牙齒模型上的特定區域/體素)的未來顏色。
[0050]齦線的回縮可能指示形成牙周疾病或不正確的刷牙技術。為了評估齦線位置的改變，針對在不同位置(例如，頰側和舌側)處的當前模型和先前模型來測量牙冠末端到齦線的距離。通過將一個模型疊加在另一模型上和通過在兩個模型之間選擇性地切換，能將差異可視化。以量化的方式，能數值地示出差異或者通過“熱圖”顯示差異。
[0051]系統提供的對比和評估技術并非必須受如上所述的機制的限制。例如，能使用X光、光學表面掃描、光學攝影成像(即，顏色表面掃描)或它們的各種組合生成三維模型。并且，能使用熒光掃描監視和檢測口腔癌和損傷。可以使用熱成像來識別齒根感染(即，所需要的根管)、損傷/癌猜疑、到特定牙齒的血流的改變(牙齒活力的指示)、涎石的存在/位置、牙齒縫隙、鼻竇問題、局部麻醉的有效性、骨/神經障礙、治療/修補的過敏反應和其他牙周狀況。能被用于對比的其它成像平臺包括例如攝影、透照、熒光和超聲波。
[0052]盡管上述示例涉及對在經過延長的時間段(例如，不同就診)捕獲的數據進行對比，但是系統也可以被用于評估患者對各種刺激的短期反應。例如，第一次掃描可以代表在未加載狀態下的牙齒，而第二次掃描示出當將扭矩/力施加到牙齒時的牙齒。這兩次掃描的對比將演示特定牙齒響應于外部力移動多少。類似地，可以在將壓力施加到患者的牙床(或者從患者牙床釋放壓力)之后執行第二次掃描。取決于所使用的特定成像模式，所述的對比能夠提供指示響應于刺激的溫度、幾何形狀和顏色中的改變的信息。
[0053]應理解的是，盡管圖1示出直接聯接到各種掃描平臺的系統100，但是這里所描述的處理和對比技術并非必須通過直接聯接到掃描裝置的專用計算機系統執行。替代地，在一些構造中，能使用單個掃描儀系統(S卩，CT掃描儀105)捕獲數據和一般的3D模型，所捕獲的數據和一般3D模型然后被存儲到存儲器存儲庫。然后能由多個分析/顯示系統通過局域網、廣域網或因特網從公共存儲器訪問所存儲的數據/模型。結果，通過對比所存儲的數據/模型，多個醫生能在同一時間從多個地點對多個患者進行工作。
[0054]最后，盡管以上討論的許多示例包括對用于分析的個別牙齒進行分段，但是這里所描述的機制和系統也能適于在完整的未分段的牙弓上執行分析。
[0055]因而，除其它事項之外，本發明提供一種系統和方法，用于通過對針對同一患者在一段時間內的各種成像模式的兩次或更多次的牙齒掃描進行對比來生成量化對比數據、自動檢測包括臨床顯著的改變在內的改變、以及以預測的方式對所預期的口腔狀況進行建模。在以下權利要求中提出本發明的各種特征和優點。
【主權項】
1.一種評估口腔狀況的方法，所述方法包括: 將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與所述第一患者的口腔的所述部分的第二數字表示進行對比，所述第一數字表示代表在第一時間的所述口腔的所述部分，并且所述第二數字表示代表在第二時間的所述口腔的所述部分，所述第二時間在所述第一時間之后； 自動地識別所述第一數字表示與所述第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異；以及 以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式，來顯示所述第二數字表示。2.根據權利要求1所述的方法， 其中，所述第一數字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第一個三維數字模型，并且所述第二數字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第二個三維數字模型，并且 其中，顯示所述第二數字表示包括顯示被疊加到所述第二數字表示上的所述第一數字3.根據權利要求2所述的方法， 其中，所述至少一個臨床顯著的差異包括至少一個牙齒的位置的改變，并且 其中，顯示被疊加到所述第二數字表示上的所述第一數字表示突出所述第一數字表示中的所述至少一個牙齒的位置與所述第二數字表示中的所述至少一個牙齒的位置的差異。4.根據權利要求3所述的方法，其中， 至少一個牙齒的位置的所述改變包括由間距改變、偏轉改變和轉動改變組成的群組中的至少一個的改變。5.根據權利要求2所述的方法， 其中，所述至少一個臨床顯著的差異包括齦線的位置的改變，并且 其中，顯示被疊加到所述第二數字表示上的所述第一數字表示突出所述第一數字表示中的所述齦線的位置與所述第二數字表示中的所述齦線的位置的差異。6.根據權利要求1所述的方法，其中， 所述至少一個臨床顯著的差異包括牙齒形狀的改變。7.根據權利要求1所述的方法，其中，顯示所述第二數字表示包括利用疊加的顏色編碼來顯示所述第二數字表示，其中所述疊加的顏色編碼指示所述口腔的不同位置處的所述臨床顯著的差異的改變的程度。8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述至少一個臨床顯著的差異包括至少一個牙齒的位置的改變，進一步包括: 從所述第一數字表示到所述第二數字表示來確定每一個牙齒的位置改變的幅度；以及 將所述位置改變的幅度與閾值進行對比，并且 其中，利用所述疊加的顏色編碼來顯示所述第二數字表示包括: 如果第一牙齒的位置改變的幅度超過所述閾值，則以第一顏色來顯示所述第一牙齒的至少一部分，以及 如果所述第一個牙齒的位置改變的幅度未超過所述閾值，則以第二顏色來顯示所述第一牙齒的至少一部分。9.根據權利要求8所述的方法，其中，至少一個牙齒的位置的所述改變包括由間距改變、偏轉改變和轉動改變組成的群組中的至少一個的改變。10.根據權利要求7所述的方法，其中，所述至少一個臨床顯著的差異包括至少一個牙齒的顏色的改變，進一步包括: 從所述第一數字表示到所述第二數字表示來確定所述口腔的表面上的第一位置的顏色改變的幅度；以及 將所述顏色改變的幅度與閾值進行對比，并且 其中，利用所述疊加的顏色編碼來顯示所述第二數字表示包括: 如果所述第一牙齒的顏色改變的幅度超過所述閾值，則將所述口腔的表面顯示成所述第一位置被以第一顏色示出，以及 如果所述第一牙齒的顏色改變的幅度未超過所述閾值，則將所述口腔的表面顯示成所述第一位置被以第二顏色示出。11.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第二數字表示包括: 所述口腔的所述部分的表面的三維表示， 來自所述三維表示的一類差異的額外數據，以及 指示所述三維表示與所述額外數據之間的幾何關系的信息。12.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 基于來自所述患者的口腔的掃描的數據，來生成所述第二數字表示，以及基于存儲在計算機可讀存儲器上的來自所述患者的口腔的先前掃描的數據，來生成所述第一數字表不。13.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 基于來自所述患者的口腔的掃描的數據，來生成所述第一數字表示，以及 通過預測所述口腔的所述部分的未來狀態，來生成所述第二數字表示。14.根據權利要求13所述的方法，進一步包括: 基于來自所述患者的口腔的隨后的第二掃描的數據來生成第三數字表示，其中，在與所述第二數字表示的所預測的未來狀態對應的時間來執行所述隨后的第二掃描； 自動地識別所述第二數字表示與所述第三數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異；以及 以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式，來顯示所述第三數字表示。15.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 在所述第二時間之前并且繼所述第一時間之后刺激所述口腔的一部分，使得所述第一數字表示代表在所述刺激之前的所述口腔的狀況并且所述第二數字表示代表在所述刺激之后的所述口腔的狀況。16.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 在所述第一時間通過第一成像模式生成所述第一數字表不； 在所述第一時間通過第二成像模式生成所述患者的口腔的至少一部分的第三數字表示，所述第二成像模式不同于所述第一成像模式； 在所述第二時間通過所述第一成像模式生成所述第二數字表示； 在所述第二時間通過所述第二成像模式生成所述患者的口腔的至少一部分的第四數字表不； 自動地識別所述第三數字表示與所述第四數字表示之間的至少一個第二臨床顯著的差異；以及 以突出所述至少一個第二臨床顯著的差異的方式，來顯示所述第四數字表示。17.根據權利要求16所述的方法，其中，所述第一成像模式和所述第二成像模式選自由以下各項組成的群組:3D表面掃描、2D攝影成像、放射線成像、超聲波成像、透照、光學相干斷層成像、太赫茲成像、紅外反射成像、熱成像和熒光成像。18.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 在所述第一時間接收第一組光學表面掃描數據； 基于所述第一組光學表面掃描數據，來生成所述第一數字表示作為所述第一患者的口腔的至少一部分的第一個三維表面模型； 在所述第一時間接收第一組X射線數據； 基于所述第一組X射線數據，來生成所述第一患者的口腔的至少一部分的第一個三維X射線模型； 在所述第二時間接收第二組光學表面掃描數據； 基于所述第二組光學表面掃描數據，來生成所述第二數字表示作為所述第一患者的口腔的至少一部分的第二個三維表面模型； 在所述第二時間接收第二組X射線數據； 基于所述第二組X射線數據，來生成所述第一患者的口腔的至少一部分的第二個三維X射線模型；以及 將所述第一個三維X射線模型與所述第二個三維X射線模型進行對比； 自動地識別所述第一個三維X射線模型與所述第二個三維X射線模型之間的額外的臨床顯著的差異；以及 以突出所述額外的臨床顯著的差異的方式，來顯示所述第二個三維X射線模型。19.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 在所述第一時間接收第一組光學表面掃描數據； 在所述第一時間接收第一組攝影圖像數據； 基于所述第一組光學表面掃描數據來生成所述第一數字表示作為所述第一患者的口腔的至少一部分的第一個三維表面模型，并且將所述第一組攝影圖像數據疊加到所述第一個三維表面模型，以創造具照片真實感的第一個三維表面模型； 在所述第二時間接收第二組光學表面掃描數據； 在所述第二時間接收第二組攝影圖像數據；以及 基于所述第二組光學表面掃描數據來生成所述第二數字表示作為所述第一患者的口腔的至少一部分的第二個三維表面模型，并且將所述第二組攝影圖像數據疊加到所述第二個三維表面模型，以創造具照片真實感的第二個三維表面模型。20.根據權利要求1所述的方法，進一步包括: 接收第一切換指令；以及 響應于所述第一切換指令，從所述第二數字表示的第一顯示改變到所述第二數字表示的第二顯示。21.根據權利要求20所述的方法， 其中，所述第二數字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第一個三維數字模型，并且所述第二數字表示包括所述第一患者的口腔的所述部分的第二個三維數字模型， 其中，顯示所述第二數字表示包括顯示被疊加到所述第二數字表示上的所述第一數字表示，并且 其中，從所述第二數字表示的所述第一顯示改變到所述第二數字表示的第二顯示包括:從所述顯示移除所疊加的圖像，并且將指示在口腔中的不同位置處的所述臨床顯著的差異的改變的程度的疊加的顏色編碼顯示在所述第二數字表示上。22.根據權利要求20所述的方法，其中， 所述第二數字表示的所述第二顯示是所述第二數字表示的未被更改的三維顯示。23.根據權利要求22所述的方法，進一步包括: 接收第二切換指令； 響應于所述第二切換指令，從所述第二數字表示的所述未被更改的三維顯示的所述顯示改變到所述第一數字表示的未被更改的三維顯示； 接收第三切換指令；以及 響應于所述第三切換指令，從所述第一數字表示的所述未被更改的三維顯示改變到所述第二數字表示的所述未被更改的三維顯示。24.一種評估牙齒狀況的方法，所述方法包括: 將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與所述第一患者的口腔的所述部分的第二數字表示進行對比，所述第一數字表示代表在第一時間的所述口腔的所述部分，并且所述第二數字表示代表在第二時間的所述口腔的所述部分，所述第二時間在所述第一時間之后； 自動地識別所述第一數字表示與所述第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異；以及 以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式，來顯示所述第一數字表示。25.一種評估口腔狀況的方法，所述方法包括: 將第一患者的口腔的至少一部分的第一數字表示與所述第一患者的口腔的所述部分的第二數字表示進行對比，所述第一數字表示代表在第一時間的所述口腔的所述部分，并且所述第二數字表示代表在第二時間的所述口腔的所述部分，所述第二時間在所述第一時間之后； 自動地識別所述第一數字表示與所述第二數字表示之間的至少一個臨床顯著的差異；以及 以突出所述至少一個臨床顯著的差異的方式，來顯示所述第一數字表示和所述第二數字表示的組合。
【文檔編號】A61B5/00GK105832291SQ201610068748
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月1日
【發明人】約納斯·埃里克·桑德霍爾姆, 馬蒂·彼得里·約希凱寧, 羅伯特·弗蘭克·狄龍
【申請人】登塔爾圖像科技公司, 帕羅德克斯集團公司