JP2010502280A - 齲蝕の検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
米国特許第4515476号(イングマー(Ingmar))は、齲蝕エリアを特定する他の何らかの波長で蛍光を発生する励起エネルギーを提供するレーザの使用を開示している。
米国特許第6231338号(デ ジョセリン デ ジョン(de Josselin de Jong)ら)は、蛍光検出を使用して歯科齲蝕を識別するイメージング装置を開示している。
米国特許出願公開第2004/0240716号(デ ジョセリン デ ジョン(de Josselin de Jong)ら)は、蛍光を発する組織から得られる画像のための改善された画像解析方法を開示している。
米国特許第4479499号(アルファーノ(Alfano))は、歯の構造の透光特性に基づいて齲蝕を検出するために透光性検査(transillumination)を使用する方法を記載している。
蛍光挙動を使用する歯科イメージングのための商業化された製品の中には、オランダ、アムステルダムのInspektor Research Systems BVからのQLF Clinical Systemがある。米国イリノイ州レークズリク(Lake Zurich)のKaVo Dental CorporationからのDiagnodent Laser Caries Detection Aidは、異なる手法を使用して、赤色光からの照明下で細菌副産物の蛍光強度を監視して齲蝕活動を検出する。
a)(i)入射光を歯に導き、
(ii)歯からの蛍光発光を感知し、
(iii)蛍光画像内の各ピクセル位置について蛍光画像データ値を記憶する、
ことによって、歯から蛍光画像データを得るステップと、
b)(i)入射光を歯に導き、
(ii)歯からの後方散乱反射光を感知し、
(iii)反射率画像内の各ピクセル位置について反射率画像データ値を記憶する、
ことによって、歯から反射率画像データを得るステップと、
c)(i)反射率画像データ値からオフセットを減じて、オフセット反射率画像データ値を生成し、
(ii)蛍光画像データ値とオフセット反射率画像データ値との差にしたがって強調画像データ値を算出する、
ことによって、蛍光画像データ内の各ピクセルと反射率画像データ内の対応するピクセルとを組み合わせるステップと、
を含んでおり、それによって強調画像データ値の得られるピクセルアレイから強調画像が形成される方法を提供する。
図1を参照すると、一実施形態における、FIRE方法を使用する齲蝕検出用のイメージング装置10が示されている。光源12は、青色波長範囲または他の適切な波長範囲で入射光を任意のレンズ14または他の光ビームコンディショニングコンポーネントを通って歯20に導く。歯20は、近位表面(図示)または咬合面(図示せず)で照明することができる。次いで、光の2つの成分、すなわち、入射光と同じ波長を有し、測定可能な反射率を有する後方散乱した光成分と、入射光によって励起された蛍光とが、レンズ22を通ってモノクロカメラ30によって検出される。FIREイメージングでは、鏡面反射は、偽陽性を引き起こし、望ましくない。鏡面反射の捕捉を最小限に抑えるために、カメラ30は、光源12に対して適切な角度に位置決めされる。これが、混乱をまねく鏡面反射した成分の影響のない、後方散乱光のイメージング(画像化)を可能にする。
図5および図6に関して前述したように、画像データの処理は、反射率画像データおよび蛍光画像データの両方を使用して、歯の齲蝕エリアを識別するために使用できる最終画像を生成する。反射率画像データと蛍光画像データとを組み合わせて診断用のFIRE画像60を形成する、いくつかの代替的な処理方法が存在する。前に引用された同時係属中の米国特許出願第11/262869号は、蛍光データと反射率データとを組み合わせるスカラ乗算方法を記載している。このスカラ乗算実施形態では、画像処理は、ピクセルごとに以下の操作を実施する:
(m*Fvalue)−(n*Rvalue) (1)
式中、mおよびnは、適切な乗数(正の係数)であり、FvalueおよびRvalueは、それぞれ、蛍光画像データおよび反射率画像データから得られるコード値である。
(m*Fvalue)>または=(n*Rvalue) (2)
次いで、各ピクセルについてスケーリングされた蛍光値からスケーリングされた後方散乱反射率値を減じると、齲蝕領域内のピクセルについての強度値と健全な領域内のピクセルについての強度値との間のコントラストが強められた処理済み画像が得られ、容易に表示かつ認識できるコントラスト強調をもたらす。一実施形態では、反射値Rvalueについてのスカラ乗数nは、1である。
1.それぞれ適切な照明レベルで、歯から反射率画像データおよび蛍光画像データを得る。
2.2つの画像データ値を組み合わせる際に、反射率画像データからオフセットを減じる(別の言い方をすれば、負のオフセットを加える)。オフセットは、画像データ分布間の強度差を近似する。
一般に、ダウンシフティングイメージング方法は、次式を使用して各画像値を得る:
(Fvalue)−(Rvalue−オフセット) (3)
例えば:
(Fvalue)−(Rvalue−110) (4)
クリップ{(Fvalue)−クリップ[(Rvalue−オフセット)]} (5)
(m*Fvalue)−(n*Rvalue−オフセット) (6)
本発明の方法は、いくつかの代替的な実施形態を認める。例えば、反射率画像および蛍光画像のいずれか一方または両方のコントラストは、偏光素子を用いて改善することができる。高度に構造化された組成を有するエナメル質が、入射光の偏光に敏感であることが観察されている。偏光された光は、例えば、フリード(Fried)らの「Imaging Caries Lesions and Lesion Progression with Polarization Sensitive Optical Coherence Tomography」、J.Biomed Opt.、2002年10月;7(4):618〜27ページで、歯科イメージング技術の感度を改善するために使用されてきた。
Claims (20)
- 歯の強調画像を形成する方法であって、
a)(i)入射光を前記歯に導き、
(ii)前記歯からの蛍光発光を感知し、
(iii)蛍光画像内の各ピクセル位置について蛍光画像データ値を記憶する、
ことによって、前記歯から蛍光画像データを得るステップと、
b)(i)入射光を前記歯に導き、
(ii)前記歯からの後方散乱反射光を感知し、
(iii)反射率画像内の各ピクセル位置について反射率画像データ値を記憶する、
ことによって、前記歯から反射率画像データを得るステップと、
c)(i)前記反射率画像データ値からオフセットを減じて、オフセット反射率画像データ値を生成し、
(ii)前記蛍光画像データ値と前記オフセット反射率画像データ値との差にしたがって強調画像データ値を算出する、
ことによって、前記蛍光画像データ内の各ピクセルと前記反射率画像データ内の対応するピクセルとを組み合わせるステップと、
を含んでおり、それによって前記強調画像データ値の得られるピクセルアレイから前記強調画像が形成されることを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記歯の前記強調画像を表示するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記入射光が約300〜500nmの間の波長を含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記蛍光画像データを得るステップが緑色フィルタを使用するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記反射率画像データを得るステップが青色フィルタを使用するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記反射率画像データを得る前記ステップがカメラを使用するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項6に記載の方法であって、前記カメラがカラーカメラであることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記蛍光画像データおよび前記反射率画像データが単一のフルカラー画像取込みの異なるカラー・プレーンから得られることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記蛍光画像データおよび前記反射率画像データが別個の画像取込みから得られることを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記強調画像の前記表示が非灰色の色合いを有することを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法であって、前記強調画像の前記表示が緑色の色合いを有することを特徴とする方法。
- 請求項2に記載の方法であって、歯組織の前記強調画像を表示する前記ステップが、多色光源を使用して得られる前記歯の画像を同時に表示するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、入射光を前記歯に導く前記ステップが、レーザ、LED、およびランプから成る群のうちの1つの光源にエネルギーを供給するステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、反射率画像を得るステップが、多色入射光を前記歯に導くステップを含むことを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記反射率画像データが白色光画像のカラー・プレーンから得られることを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、単一の光源が第1および第2の入射光を提供することを特徴とする方法。
- 請求項1に記載の方法であって、異なる光源が第1および第2の入射光を提供することを特徴とする方法。
- 歯組織の強調画像を形成する方法であって、
a)(i)第1の入射光を歯に導き、
(ii)前記歯からの蛍光発光を感知し、
(iii)蛍光画像内の各ピクセル位置について蛍光画像データ値を記憶する、ことによって、前記歯から蛍光画像データを得るステップと、
b)(i)第2の入射光を前記歯に導き、
(ii)前記歯からの反射光を感知し、
(iii)反射率画像内の各ピクセル位置について反射率画像データ値を記憶する、
ことによって、前記歯から反射率画像データを得るステップと、
を含んでおり、
前記第1の入射光の照度が前記第2の入射光の照度を上回っており、前記方法がさらに、
c)前記蛍光画像データ内の各ピクセルと前記反射率画像データ内の対応するピクセルとを組み合わせて、前記蛍光画像データ値と前記反射率画像データ値との差にしたがって強調画像データ値を算出するステップを含んでおり、それによって強調画像データ値の得られるピクセルアレイから前記強調画像が形成されることを特徴とする方法。 - 請求項18に記載の方法であって、前記第2の入射光が多色光源からのものであることを特徴とする方法。
- 請求項18に記載の方法であって、前記第1の入射光が約300〜500nmの間の波長を含むことを特徴とする方法。
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