TWI539935B - Method for establishing dual - wavelength tooth images - Google Patents

Description

雙波長牙齒影像建立方法

本創作是關於一種牙齒影像建立方法，特別是指取得兩個不同波長的牙齒影像後進行影像疊合的方法。

在建立牙齒立體模型時，首先要取得牙齒的各視角影像，以咬合面為例，牙科醫師操作一探頭伸入患者的口腔中，以分別拍攝上顎或下顎所有牙齒的咬合面影像，並由一連線到該探頭的影像處理裝置接收該些影像。該影像處理裝置接收該些影像並接合所有牙齒的咬合面影像後，即可呈現患者所有牙齒的咬合面。然而，習知探頭僅利用單一光源進行拍攝，例如美國第US 6594539 B1號專利案與美國第US 7312924 B2號專利案皆是。在拍攝時，口腔內物體對於光的吸收特性不盡相同，尤其是口腔內分泌出的唾液具有反光特性，會影響牙齒影像品質，從而無法呈現牙齒細節。

為了克服唾液影響成像品質，在患者進行拍照前，牙科醫師對患者的口腔內噴灑唾液抑制噴劑，以減緩唾液分泌、降低唾液反射的情況。然而，控制噴灑厚度與掌握抑制唾液有效時間，對於牙科醫師而言是多了一道手續，亦是一種作業上的負擔。

有鑒於習知牙齒影像易受到唾液影響，本創作的主要目的是提供一種雙波長牙齒影像建立方法，利用兩種不同波長的光源所拍照取得的牙齒影像進行影像疊合，克服前述技術問題。

本創作雙波長牙齒影像建立方法包含： 利用一探頭在相同位置分別以小於或等於460(nm)以及大於或等於600(nm)之光波長拍攝口腔內的牙齒，以分別以產生一第一影像與一第二影像；由一影像處理單元接收該第一影像與第二影像後，直接疊合該第一影像與第二影像，產生一雙波長牙齒影像。

根據實驗結果顯示，光波長為小於或等於460(nm)之光源可降低在唾液上的反射，亦即在460(nm)之光波長下可降低被唾液干擾，故第一影像可呈現牙齒的細節，該雙波長牙齒影像可用來提升後續進行牙體立體建模之影像品質。再者，本創作是透過影像處理技術克服唾液的干擾，自然不會產生先前技術所述使用唾液抑制噴劑的困擾。

100‧‧‧探頭

10‧‧‧機殼

11‧‧‧開口

20‧‧‧驅動單元

21‧‧‧第一光源

22‧‧‧第二光源

23‧‧‧反射裝置

24‧‧‧反光板

25‧‧‧取像裝置

30‧‧‧影像處理單元

40‧‧‧物體

51‧‧‧第一影像

52‧‧‧第二影像

511‧‧‧牙齒資訊

521‧‧‧牙齒資訊

522‧‧‧口腔組織資訊

53‧‧‧雙波長牙齒影像

531‧‧‧牙齒資訊

532‧‧‧口腔組織資訊

圖1：執行本創作方法的系統示意圖。

圖2：本創作中由第一光源所拍攝第一影像的示意圖。

圖3：本創作中由第二光源所拍攝第二影像的示意圖。

圖4：本創作的雙波長牙齒影像的示意圖。

執行本創作方法的系統包含有一探頭與一影像處理單元。請參考圖1所示，該探頭100是於一機殼10內設有一驅動單元20、一第一光源21、一第二光源22、一反射裝置23、一反光板24與一取像裝置25，該影像處理單元30可為設於該機殼10外的電腦，且該影像處理單元30連線到該取像裝置25以進行資料傳輸。

該機殼10的側面具有一開口11，該第一光源21與第二光源22與該反射裝置23相對設置，該反射裝置23設於該開口11內側而與該開口11相對設置，且該反射裝置23位於該第一光源21與第二光源22的光輸出路徑上，該第一 光源21與第二光源22所發出的光係被該反射裝置23反射而通過該機殼10的開口11，進而對外投射。該第一光源21的光波長為小於或等於460(nm)，該第二光源22的光波長係大於或等於600(nm)。該反光裝置23可為主動式反光裝置或被動式反光裝置，該主動式反光裝置可利用LCoS(Liquid Crystal on Silicon)投影技術，當該主動式反光裝置接收該第一光源21的光線後，可僅反射該第一光源21的部分光線到一特定範圍；該被動式反光裝置可由馬達、傳動機構與反射鏡構成，由馬達透過傳動機構驅動該反射鏡轉動，使該第一光源21朝特定範圍投射。

該反光板24設於該機殼10的開口11內側，圖1僅揭露平面示意圖而已，實際上該反光板24係與該第一、第二光源21、22的光輸出路徑並排而錯開於該光輸出路徑，因此不影響該第一光源21與第二光源22的光線投射。該取像裝置25與該反光板24為相對設置，當該第一光源21或第二光源22對外投光且投射到一物體40時，該物體40的係成像在該反光板24上，該取像裝置25則從該反光板24擷取該物體40分別在該第一光源21或第二光源22照射下的影像。該取像裝置25可為CMOS影像感測器或CCD影像感測器。

本實施例以下顎牙齒為例，但不以此為限，本創作可應用在上顎牙齒。使用者首先將該探頭100上的開口11置於牙齒的咬合面上方，以在定點並由該驅動單元20依序驅動該第一光源21與第二光源22對牙齒的咬合面方向投光。其中，該反射裝置23僅供該第一光源21投射到牙齒的咬合面部位，而不會投射到周圍的口腔組織(如牙齦部位)，而該第二光源22則同時投射到牙齒的咬合面與周圍的口腔組織。是以，請參考圖2所示，該取像裝置25拍照時，就可根據該第一光源21的照射而產生一第一影像51，該第一影像僅包含有牙齒資訊511，請參考圖3所示，該取像裝置25根據該第二光源22的照射而產生一第二 影像52，該第二影像52同時包含有牙齒資訊521與口腔組織資訊522，採用第二光源22拍攝的第二影像52中，其牙齒資訊521是不清楚的。

當探頭100取得第一影像51與第二影像52後，該影像處理單元30從該取像裝置25接收該第一影像51與第二影像52，請參考圖2~4所示，該影像處理單元30直接疊合該兩影像51、52以產生一雙波長牙齒影像53。由於該第一影像51與第二影像52是在該探頭100位在定點時所拍攝，故該第一影像51與第二影像52所呈現的空間位置皆相同。當第一影像51與第二影像52疊合後，第一影像51的牙齒資訊511係直接重疊於該第二影像52的牙齒資訊521，該雙波長牙齒影像53即同時包含有詳細的牙齒資訊531及口腔組織資訊532。

對於該雙波長牙齒影像53而言，透過第二光源22拍攝的第二影像52呈現口腔組織資訊，該雙波長牙齒影像53的牙齒資訊531是由第一影像51與第二影像52的牙齒資訊511、521疊合而得，利用第一光源21的光波長為小於或等於460(nm)之特性，可有效降低口腔內唾液反射的干擾，且若以CMOS影像感測器作為該取像裝置25，則對於該第一光源21的波長有較高的敏感度，以在牙齒咬合面上呈現精細的外觀，因此雙波長牙齒影像53的牙齒資訊531除了可強化牙齒的細節，並能顯現牙齒資訊531及口腔組織資訊532之間的邊界線(margin line)，例如牙齦線的資訊，使得牙齒及其牙齦線能供清晰辨識，提供建立精確的牙齒影像。

53‧‧‧雙波長牙齒影像

531‧‧‧牙齒資訊

532‧‧‧口腔組織資訊

Claims (2)

1. 一種雙波長牙齒影像建立方法，包含： 利用一探頭在相同位置分別以小於或等於460(nm)以及大於或等於600(nm)之光波長拍攝口腔內的牙齒，以分別以產生一第一影像與一第二影像； 由一影像處理單元接收該第一影像與第二影像後，直接疊合該第一影像與第二影像，產生一雙波長牙齒影像。
2. 如請求項1所述的雙波長牙齒影像建立方法，該第一影像僅包含有牙齒資訊，該第二影像同時包含有牙齒資訊與口腔組織資訊，該雙波長牙齒影像具有由該第一、第二影像的牙齒資訊疊合而得的一牙齒資訊。