[发明专利]用于牙齿的光学相干断层摄影成像的装置

说明书

技术领域

本发明总体上涉及牙齿成像的方法和设备，尤其涉及使用可见光、荧光以及低相干的OCT成像的蛀牙检测的装置。

背景技术

尽管在检测、治疗以及预防技术的进步，龋齿仍然广泛地影响各个年龄段的人们。如果不能正确和及时地治疗，龋齿可能会导致永久性的牙齿的损伤，甚至失去牙齿。

传统的龋齿检测的方法包括视觉检查和用锋利的牙齿探测设备进行接触探针检查，常常伴以射线摄影(x光)成像。使用这些方法的检测可能是有些主观的，精度会因为许多因素而变化，包括实施者的技术，感染点的位置，感染的程度，观测的条件，x光设备和处理的精度，以及其它因素。还有与传统的检测技术相关的危害，包括损伤变弱了的牙齿以及接触方式带来的感染的蔓延的危险以及暴露在x光辐射中。在视觉和接触式检查下龋齿明显的时候，疾病一般是在晚期了，需要填充以及，如果不及时治疗，可能导致掉牙。

针对改进的龋齿检测方法的需要，人们对于不使用x光的改进的成像技术很感兴趣。一种已经商用的方法使用了荧光，这是在牙齿被高亮度的蓝光照射时引起的。这种技术，称为定量感应光荧光(QLF)，是在这样的原理上操作的：好的，健康的牙齿的珐琅质比被龋齿感染损害的去矿化的珐琅质在某些波长的激励下产生更高亮度的荧光。在矿物质流失和蓝光激励的荧光的损失之间的强相关性被用于识别和估计牙齿的龋齿区域。对于红光激励，一种不同的关系被找到，在龋齿区域的细菌和细菌副产品吸收的和发出荧光的光谱区域比健康区域更明显。

被建议的用于龋齿的光学检测的方案有如下：

美国专利U.S.Patent No.4,515,476(Ingmar)公开了在一些其它波长使用激光以提供产生荧光的激励能量来定位龋齿区域。

美国专利U.S.Patent No.6,231,338(de Josselin de Jong et al.)公开了用于使用荧光检测的识别龋齿的成像设备。

美国专利申请公开U.S.Patent Application Publication No.2004/0240716(de Josselin de Jong et al.)公开了用于从发出荧光的组织获得图像的改进的图像分析的方法。

在使用荧光性能的用于牙齿成像的商用产品中有荷兰阿姆斯特丹的InspektorResearch Systems BV的QLF临床系统。使用了一种不同的方法，伊利诺斯州的Lake Zurich的KaVo Dental Corporation的Diagnodent Laser Caries Detection Aid通过观测在红光的照射下细菌副产品的荧光的强度来检测龋齿的活动(activity).

美国专利申请U.S.Patent Application Publication No.2004/0202356(Stookey等)描述了荧光的光谱变化的数学处理，从而以更高的精度来检测不同阶段的龋齿。承认了光谱荧光测量用于早期检测的难度之后，‘2356(Stookey等)公开了用于提高获得的光谱值的方法，实现了适合获得荧光图像的相机的光谱响应的光谱数据的转换。

虽然这些公开的方法和装置展现了在提供用于检测龋齿的非侵入式的，非电离的成像方法的希望，但仍然存在提升的空间。现有的使用荧光成像的技术中的一个已经认识到的缺点是和图像对比度相关的。如QLF这样的荧光产生技术提供的图像可能因为在健康和感染区域之间的相对较小的对比度而难以评估。正如‘2356(Stookey等)的公开中指出的，起初的龋齿光谱和亮度变化可能非常小，使得很难区分没有疾病的牙齿表面的不规则和起初的龋齿。

总体上，人们普遍认识到，以荧光技术，获得的图像对比度对应于严格的条件。使用这些技术来准确地识别龋齿常常需要在非常晚期的条件，超出了起初或早期的龋齿，因为在龋齿和好的牙齿结构之间的荧光的区别对于早期的龋齿而言是非常小的。在这些情况下，使用荧光技术的检测精度比传统的方法可能显示不出明显的进步。由于这一缺点，荧光效应的使用似乎具有一些限制初期龋齿的精确诊断的实践限制。结果，龋齿病情可能继续不被检测到直到更严重，例如需要填充。

对于预防牙科，人们对非常早期的龋齿检测格外有兴趣。如前面指出的，在病情可逆转的阶段，传统的技术通常不能检测到龋齿。作为通常的经验方法，初期的龋齿是基本上没有刺穿到牙齿珐琅质的损伤。如果在其威胁牙齿的牙质部分之前识别龋齿损伤，常常可以实现重新矿化，逆转早期的伤害并避免填充的需要。但更晚期的龋齿继续发展难以治疗，常常需要某种类型的填充或其它类型的干预。