Стоматологический формирователь изображения и способ записи фотографических слепков - RU2741731C2
Код документа: RU2741731C2
Чертежи
Описание
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[1] Настоящее изобретение в целом относится к стоматологическому формирователю изображения и связанному способу для получения цифровых слепков. Более конкретно, настоящее изобретение относится к стоматологическому формирователю изображения в виде ручного сканера, который в цифровой форме регистрирует трехмерные изображения контуров и поверхностей полости рта, когда его смещают и проводят над зубами.
[2] Стоматологический слепок представляет собой воспроизведение полости рта. Стоматологи, ортодонты и специалисты в стоматологии получают стоматологические слепки по различным причинам, например, для изготовления съемных зубных протезов, изготовления и установления стоматологических коронок, создания стоматологических мостовидных протезов, выполнения починки установленных протезов, изготовления капы или индивидуальной ложки для отбеливания эмали, создания моделей для диагностического исследования, или изготовления и установки других устройств для полости рта и т.д.
[3] В настоящее время обученные практикующие врачи могут получать стоматологические слепки посредством создания твердой формы полости рта. Этот процесс требует заполнения U-образной пластиковой ложки твердеющей химической пастой, которая затем прижимается ко всей зубной дуге пациента. Паста твердеет, образуя тело слепка и создавая негативный рельеф полости рта пациента. Затем может создаваться прочная форма посредством использования негативного пространства тела слепка. Этот вид получения стоматологических слепков имеет множество ограничений и неудобств.
[4] Например, химическая паста, используемая для создания слепка, должна затвердеть после нанесения на зубную дугу пациента. Процесс затвердевания может быть дискомфортным для пациентов, которые остаются в откинутом назад положении в течение продолжительного периода времени (например, шесть-десять минут). Более того, химическая паста вызывает чрезмерное слюноотделение в процессе отверждения слепка, что ограничивает возможность пациента надлежащим образом дышать, особенно в откинутом назад положении. Удаление отвержденного стоматологического слепка может также быть дискомфортным для пациента даже при выполнении надлежащим образом. Дискомфорт усугубляется тем, что химические пасты, используемые для создания стоматологического слепка, могут оставлять неприятный вкус во рту даже после удаления, поскольку остатки пасты застревают в щелях зубов.
[5] Кроме того, физический слепок обычно не может захватить каждое углубление, щель или выступ полости рта. Например, если у пациента на поверхности зубов имеются аттачмены, включающие в себя скобки или постоянные замки, весь процесс становится рискованным, и может быть невозможно создать физический стоматологический слепок. Это происходит потому, что аттачмены неизбежно ставят под угрозу точность и целостность слепка на этапах отверждения и удаления из полости рта. Кроме того, невозможность не допустить царапанья формы из отвержденной химической пасты иногда приводит к нежелательной необходимости переснятия стоматологических слепков (то есть, повторного изготовления формы).
[6] Характер, консистенция и пластичность физических тел стоматологических слепков также делает снятие "адресного" слепка только ограниченной области в полости рта чрезвычайно затруднительным, если не невозможным. Таким образом, обученные специалисты обычно изготавливают слепок всей зубной дуги, даже если пациенту требуется лечение на одном зубе или в одной области полости рта. Создание стоматологических слепков с помощью слепка и модели также создает излишние потери как от процесса отверждения слепка, так и от создания прочной получающейся в результате формы. Разумеется, это также означает, что практикующие врачи должны постоянно закупать расходные материалы, требующиеся для изготовления слепков и моделей.
[7] Создание физических стоматологических слепков может также требовать много времени и быть трудоемким. Например, после прижатия U-образной пластиковой ложки с химической пастой ко всей зубной дуге пациента, практикующий врач должен ждать отверждения химической пасты. Следовательно, врач должен ожидать несколько часов, пока стоматологический гипс, залитый в форму, образованную отвержденной химической пастой, отвердится или застынет. Персонал должен также быть хорошо обучен снятию физических стоматологических слепков, используя существующий в настоящее время способ тела слепка и модели, поскольку просто ненадлежащим образом: (a) замешать химическую пасту; (b) нанести химическую пасту на U-образную ложку; (c) вставить ложку в полость рта; (d) выждать время, недостаточное для отверждения стоматологического слепка; (e) удалить ложку, как только слепок затвердеет; или (f) создать модель по отвержденному стоматологическому слепку. Ненадлежащим образом обученному и особенно неопытному персоналу неизбежно требуется снятие множества стоматологических слепков одного и того же пациента за одно посещение, до тех пор пока не будет создана надлежащая модель. Это нежелательно для пациента и врача.
[8] За последние тринадцать лет было создано несколько технологий, чтобы попробовать и представить более удобный способ получения стоматологических слепков, например, посредством зубной дуги и создания трехмерной цифровой модели. Некоторые системы, раскрытые в предшествующем уровне техники, включают в себя световые сканирующие системы для создания трехмерного цифрового изображения полости рта. В этом смысле, некоторые системы разработаны для имитации U-образных стоматологических ложек в виде сканера, но для них также характерны ограничения, связанные с широкой областью сканирования и объему собранных данных. Например, вместо того, чтобы нацелиться только на зубы, эти сканеры регистрируют значительные участки десен и некоторые участки неба и нижней и дна полости рта. В результате 3D -сканированные цифровые слепки должны подвергаться большему объему цифровой обработки и коррекции посредством компьютерной программы, чтобы подготовить их для 3D или отливке модели стоматологом. Кроме того, U-образные стоматологические сканеры также не могут эффективно получать слепки одного зуба или выбранной области полости рта в связи с тем, что U-образная ложка требует сканирования всей зубной дуги, что по существу сопряжено с теми же ограничениями, что и у существующих в настоящее время способов, связанных с U-образными ложками, использующими химическую пасту. Хотя эти системы могут разрабатываться для замены отверждаемых химических паст цифровыми сканерами, такие системы необязательно являются значительно более эффективными.
[9] Например, американская патентная публикация № 2012/0064477, принадлежащая Schmitt, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает стоматологическую слепочную ложку, включающую в себя деформируемый состав для слепка, для получения стоматологического слепка. Один или более датчиков могут размещаться для идентификации изменений в деформируемом составе для слепка при снятии слепка полости рта. Датчики могут определять различные расположения, формы и/или размеры и передавать такую информацию на процессор для создания цифрового изображения полости рта. В этом примере деформируемый состав для слепка размещен внутри U-образной ложки и очень похож на ложки для химической пасты, традиционно используемые для создания стоматологических слепочных форм.
[10] В другом примере патент США № 6,976,841, выданный Osterwalder, содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает интраоральный стоматологический излучающий формирователь изображения, использующий некоторое число сканеров, расположенных в U-образной ложке для отверждения в ней материала, аналогичной химическим ложками, используемым для создания тел слепков всей зубной дуги. При изготовлении стоматологических слепков устройство испускает свет в спектре, работающем как катализатор для отверждения материала в U-образной ложке, аналогично традиционному процессу создания физически отверждаемых стоматологических слепочных форм. Сканеры располагаются по U-образной ложке для отверждения стоматологического слепочного материала, когда их вставляют над зубами пациента.
[11] Патент США № 6,386,867, выданный Durbin, содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает U-образный мундштук, имеющий камеру, постоянно прикрепленную к неподвижной U-образной дорожке. Камера скользит во множество заданных положений вдоль неподвижного изогнутого пути для захватывания изображений стоматологической структуры в полости рта. Направляющий воздух носик соединен с возможностью перемещения с камерой вдоль U-образной дорожки для обеспечения того, что зубо-десневое взаимодействие не содержит нежелательных органических остаткой во время отображения.
[12] Американская патентная публикация № 2005/0202363, также принадлежащая Osterwalder, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает U-образную стоматологическую ложку, аналогичную по конструкции с ложками для химического вещества, используемыми для изготовления традиционных физических стоматологических слепочных форм, но имеющую множество светодиодных лампочек, фиксированных на их внутренней поверхности, и множество датчиков изображения, фиксированных на его противоположной внутренней поверхности. Светодиодные лампы и датчики изображения не являются подвижными. В этом смысле свет, излученный от светодиодов, преломляется зубами, расположенными между светодиодными лампочками и указанными датчиками. Датчики захватывают и регистрируют изображение зубов на основании света, прошедшего через них. Хотя освещение и регистрация пропускающих свет объектов полости рта не обеспечивает быстродостижимого картирования поверхности, поскольку перед регистрацией свет проходит через объект, а не отражается от объекта. Соответственно, невозможно получить изображения полностью не пропускающих свет объектов.
[13] Американская патентная публикация № 2015/0079534, принадлежащая Tsuji, содержание которой полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает U-образную ложку, содержащую упорядоченные излучатели света и датчики изображения. Ложка используется для получения интраоральных изображений зубов посредством приведения в действие излучателей света во внутренней поверхности U-образной ложки и регистрации пересечения оптических изображений, используя установленные датчики. Датчики и излучатели установлены в постоянных положениях в ложке.
[14] В других известных системах цифрового слепка, световые сканеры выполнены как часть ручного инструмента, которым может свободно маневрировать по полости для сбора цифровых слепков. Например, патент США № 8,520,925, выданный Duret, содержание которого полностью включено в настоящий документ посредством ссылки, раскрывает ручной датчик-зонд для получения трехмерных цветных отпечатков поверхности. Датчик-зонд содержит набор из по меньшей мере двух ПЗС- или КМОП-датчиков цвета в постоянных положениях в основании зонда и может быть помещен над областью для получения цифрового изображения. Хотя без надлежащих ориентиров затруднительно получить правильную форму и расстояния при сканировании. Кроме того, такой зонд увеличивает вероятность случайных сканов языка и других частей рта, тем самым снижая точность сканов и/или требуя от пользователя тренировки для обеспечения точности при изготовлении 3D-модели.
[15] Несмотря на решение некоторых проблем, связанных с физическими стоматологическими слепочными моделями, известные цифровые слепочные системы имеют недостатки. Например, U-образные сканирующие массивы и U-образные дорожки с перемещающимися сканерами ограничены размером и не всегда могут соответствовать любому размеру полости рта. Это может представлять проблему, например, при попытке сканировать рот ребенка, используя устройство, имеющее размер, подходящий для рта взрослого человека. Врачам необходимо будет покупать множество различных по размеру устройств для обслуживания всех пациентов. Это означает большие первоначальные расходы на оснащение, что препятствует потенциальной выгоде по стоимости по сравнению с упомянутыми выше расходными материалами, необходимыми для создания физических стоматологических тел слепков и моделей.
[16] Ничем не ограниченные по своему характеру существующие ручные сканирующие системы могут требовать дополнительного обучения, так чтобы врач понял, как получать точные изображения, поскольку какой-либо ориентир фактически отсутствует. Кроме того, врач должен иметь твердую руку для обеспечения точности изображения в зависимости от того, какое получают изображение. Например, врач должен обеспечить, что при сканировании сохраняются надлежащие фокусные расстояния и что датчик изображения не касается исследуемой поверхности. Эти ограничения могут привести к цифровым изображениям полости рта, которые требуют коррекции или последующей обработки, прежде чем станут пригодными к использованию, тем самым увеличивая время и стоимость изготовления стоматологического слепка.
[17] Следовательно, в уровне техники существует настоятельная потребность в недорогом легко приспосабливаемом стоматологическом формирователе изображения, который может регистрировать подробные трехмерные изображения поверхностей полости рта без необходимости громоздких ложек, дорогих расходных материалов или обученного и квалифицированного пользователя. Настоящее изобретение соответствует эти требованиям и обеспечивает дополнительные сопутствующие преимущества.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[18] Один вариант осуществления стоматологического формирователя изображения для отображения интраоральной полости, как раскрыто в настоящем документе, включает в себя удлиненную ручку, имеющую проксимальный конец и дистальный конец. Головка на дистальном конце удлиненной ручки может иметь a размер и форму для избирательной вставки в интраоральную полость при удержании стоматологического формирователя изображения за противоположный проксимальный конец. В этом отношении удлиненная ручка может включать в себя резиновый захват на проксимальном конце и иметь длину приблизительно 5-6 дюймов. Стоматологический формирователь изображения может также включать в себя по меньшей мере одну боковую сканирующую консоль, выступающую наружу из головки удлиненной ручки и имеющую связанный с ней сканер для получения изображения по меньшей мере участка интраоральной полости. Сканер может в целом выступать внутрь так, чтобы выравниваться с зубами или другими интраоральными элементами и получать их изображение. Кроме этого стоматологический формирователь изображения может включать в себя направляющую, имеющую размер и форму, обеспечивающие надежное продолжительное зацепление с интраоральной полостью при одновременном существенном смещении сканера на относительно подходящее расстояние от интраоральной полости, когда стоматологический формирователь изображения перемещается относительно интраоральной полости во время получения изображения. В этом отношении направляющая может способствовать расположению сканера на предпочтительном месте относительно зубной поверхности или десен для улучшения качества изображения посредством значительного снижения ошибок, связанных с выборочным расположением стоматологического формирователя изображения относительно зубов или другого изображаемого участка интраоральной полости.
[19] В другом аспекте этого варианта осуществления указанная по меньшей мере одна боковая сканирующая консоль может включать в себя пару дугообразных боковых сканирующих консолей, соединенных с головкой друг напротив друга. В настоящем документе каждая из пары дугообразных боковых сканирующих консолей может включать в себя верхний сканер и нижний сканер. Один из указанных верхних сканеров или указанных нижних сканеров может устанавливаться на пару дугообразных боковых сканирующих консолей под углом 30-60 градусов, при этом другой из указанных верхних сканеров или указанных нижних сканеров может устанавливаться на пару дугообразных боковых сканирующих консолей под углом 120-180 градусов, для лучшего максимального покрытия при сканировании. В некоторых аспектах покрытие при сканировании верхних и нижних сканеров может значительно или частично перекрываться. В другом аспекте этого варианта осуществления стоматологический формирователь изображения может включать в себя датчик включения, который включает в себя излучатель в одной из пары дугообразных боковых сканирующих консолей и детектор в другой из пары дугообразных боковых сканирующих консолей. В настоящем документе излучатель и детектор могут быть совмещены так, что пучок, генерированный излучателем, может быть принят детектором в то время, когда стоматологический формирователь изображения не используется и в целом блокируется интраоральной полостью во время использования стоматологического формирователя изображения. В этом отношении пара дугообразных боковых сканирующих консолей может быть смещены друг от друга на расстояние, позволяющее вдвигающее зацепление стоматологического формирователя изображения над одним или более зубами. То есть каждая из указанных дугообразных боковых сканирующих консолей может в целом окружать указанные наружные боковые поверхности одного или более зубов, при этом головка закрывает ее верхнюю поверхность. Кроме того, головка может поворачиваться относительно удлиненной ручки посредством гармошки ручки или шарнирного соединения, а в противном случае заменяться на удлиненной ручке в случае, если одна головка предпочтительнее другой головки для целей сканирования или других целей.
[20] В одном варианте осуществления головка может включать в себя поворотную головку, соединенную с дистальным концом удлиненной ручки шарнирным соединением. Такое соединение может обеспечивать одновременное продольное, боковое, и/или вертикальное перемещение на 360 градусов головки относительно удлиненной ручки. В другом аспекте этого варианта осуществления поворотная головка может дополнительно включать в себя платформу, имеющую соединенную с ней по меньшей мере одну боковую сканирующую консоль или пару боковых сканирующих консолей.
[21] Направляющая может включать в себя ролик, соединенный с возможностью вращения с головкой и выполненный с возможностью обеспечения роликовой опоры для стоматологического формирователя изображения над интраоральной полостью. Альтернативно или дополнительно, направляющая может представлять собой пластину, имеющую поверхность, обеспечивающую скользящее перемещение по интраоральной полости. В этих вариантах осуществления направляющая может соединяться непосредственно с головкой и в целом пересекать верхнюю поверхность зубов при сканировании. В связи с этим головка может также включать в себя по меньшей мере один установленный в ней центральный сканер, имеющий высоту относительно меньшую, чем ролик или пластина для смещения центрального сканера вверх и назад от верхней поверхности зубов для улучшения их сканирования.
[22] В другом аспекте этих вариантов осуществления указанная по меньшей мере одна боковая сканирующая консоль или указанная пара боковых сканирующих консолей может соединяться с головкой посредством гибкого соединения. В настоящем документе гибкое соединение может обеспечивать перемещение боковой сканирующей консоли(ей) относительно головки и/или удлиненной ручки при одновременно сохраняющемся контакте с наружной поверхностью зубов, например, посредством вышеупомянутых направляющих. Это может быть выгодно, потому что сканеры могут в целом отслеживать кривизну зубов при сканировании. Компас или другой датчик положения в боковой сканирующей консоли(ях) может отслеживать угловую ориентацию соответствующей ему боковой сканирующей консоли, когда указанная боковая сканирующая консоль перемещается вокруг гибкого соединения. В некоторых вариантах осуществления гибкое соединение может включать в себя пружину, петлю, гармошкоподобную мембрану или шарнирное соединение, каждое из которых в целом медиально смещает соответствующую боковую сканирующую консоль в зацепление с зубами. В этой связи направляющая может включать в себя боковую роликовую направляющую или боковую пластину, соединенную с одним концом каждой из боковой сканирующей консоли(ей) под углом приблизительно 30-45 градусов к ней для контакта с интраоральной полостью. Более конкретно, боковая роликовая направляющая может соединяться вокруг оси, образованной внутрь боковой сканирующей консоли.
[23] В другом аспекте эти варианты осуществления могут включать в себя переднюю медиальную сканирующую консоль и заднюю медиальную сканирующую консоль, соединенные с головкой. Сканирующие консоли могут соединяться с головкой посредством петли, пружины, упругого эластичного материала, многоосного шарнира или шарнирного соединения. Кроме того, головка может включать в себя переднюю расположенную под углом платформу, несущую передний сканер под углом 30-60 градусов, и заднюю расположенную под углом платформу, несущую задний сканер под углом 30-60 градусов. В данном случае направляющая может включать в себя переднюю пластину, соединенную с передней расположенной под углом платформой над передним сканером, и заднюю пластину, соединенную с задней расположенной под углом платформой над задним сканером. Как указано выше, направляющие могут избирательно смещать головку стоматологического сканера от верхней поверхности зубов во время сканирования, так что передний и задний сканеры могут максимально улучшить получение изображения верха зубов.
[24] Стоматологический формирователь изображения может также включать в себя a цепь связи, составляющую единое целое с удлиненной ручкой и осуществляющую связи по меньшей мере с одним сканером для выборочной передачи данных изображения интраоральной полости. Цепь связи может включать в себя беспроводной передатчик, USB-разъем или оптиковолоконный разъем. Сканер может быть выбран из группы, состоящей из времяпролетного (ToF) сканера, стереоскопического сканера, сканера формирования изображения светопольного момента, сканера с жестко структурированным светом, сканера с программируемым структурированным светом (DLP), 3D- или 4D - ультразвукового сканера, сканера с цифровой камерой сканера, светодиодного (LED) сканера и лазерного сканера.
[25] В другом варианте осуществления передняя пластина и задняя пластина могут устанавливаться на головку, при этом указанная по меньшей мере одна боковая сканирующая консоль включает в себя пару неподвижных сканирующих консолей, неподвижно соединенных с головкой. В настоящем документе каждая из неподвижных боковых сканирующих консолей может включать в себя один или более сканеров для отображения интраоральной полости.
[26] В другом варианте осуществления, как раскрыто в настоящем документе, стоматологический формирователь изображения для получения изображения интраоральной полости может включать в себя удлиненную ручку, имеющую проксимальный конец и дистальный конец, головку на дистальном конце удлиненной ручки, имеющую размер и форму для избирательной вставки в интраоральную полость, и пару дугообразных боковых сканирующих консолей, гибко соединенных с головкой и в целом выступающих наружу напротив друг друга, при этом каждая из пары дугообразных боковых сканирующих консолей имеет связанный с ней сканер для получения изображения по меньшей мере участка интраоральной полости. Центральный ролик может быть соединен с возможностью поворота с головкой и выполнен с возможностью обеспечения роликовой опоры для стоматологического формирователя изображения над интраоральной полостью. Кроме того, боковая роликовая направляющая может соединяться с каждой из указанной пары дугообразных боковых сканирующих консолей под углом 30-45 градусов к ней. В настоящем документе каждое из центрального ролика и боковых роликовых направляющих может иметь размер и форму для прочного продолжительного зацепления с интраоральной полостью (например, зубами) при одновременном существенном смещении сканеров на относительно подходящее расстояние от интраоральной полости, когда стоматологический формирователь изображения перемещается относительно интраоральной полости во время получения изображения.
[27] Каждый сканер может включать в себя верхний сканер и нижний сканер, так что одни из верхних сканеров или нижних сканеров установлены на дугообразных боковых сканирующих консолях под углом 30-60 градусов, а другие из верхних сканеров или нижних сканеров установлены на дугообразных боковых сканирующих консолях под углом 120-180 градусов для увеличения покрытия при сканировании. Кроме того, стоматологический сканер может также включать в себя по меньшей мере один центральный сканер, установленный на головке, имеющей высоту, относительно меньшую, чем центральный ролик.
[28] Стоматологический сканер, как раскрыто в этих вариантах осуществления, может также включать в себя датчик включения, например, излучатель в одной из пары дугообразных боковых сканирующих консолей и чувствительный элемент в другой из пары дугообразных боковых сканирующих консолей, при этом излучатель и чувствительный элемент в целом выравнены так, что пучок, генерированный излучателем, может быть принят чувствительным элементом во время, когда... не используется, и в целом блокируется интраоральной полостью (например, одним или более зубами) при использовании. В настоящем документе головка может включать в себя поворотную головку, имеющую платформу, имеющую пару соединенных с ней дугообразных боковых сканирующих консолей. Кроме того, головка может соединяться с дистальным концом удлиненной ручки посредством шарнирного соединения, обеспечивающего одновременно продольное, боковое и/или вертикальное на 360 градусов перемещение относительно нее.
[29] Каждая из пары дугообразных боковых сканирующих консолей может включать в себя компас, отслеживающий ее угловую ориентацию, при этом каждая из пары дугообразных боковых сканирующих консолей может быть выполнена с возможностью перемещения посредством соединения с головкой, которое включает в себя пружину, петлю, гармошкоподобную мембрану или шарнирное соединение, каждое из которых в целом смещает внутрь указанную по меньшей мере одну боковую сканирующую консоль для проксимального размещения вблизи сканируемой поверхности интраоральной полости.
[30] Цепь связи может быть выполнена единым целым с удлиненной ручкой и соединяться со сканерами для избирательно передачи данных изображения интраоральной полости, при этом головка может включать в себя переднюю, расположенную под углом платформу, несущую передний сканер под углом 30-60 градусов, и заднюю, расположенную под углом платформу, несущую задний сканер под углом 30-60 градусов. Кроме того, стоматологический сканер в этом варианте осуществления может также включать в себя переднюю срединную сканирующую консоль и заднюю срединную сканирующую консоль, соединенную с головкой. В настоящем документе головка может поворачиваться относительно удлиненной ручки посредством гармошки ручки или шарнирного соединения. Каждая из боковых роликовых направляющих может соединяться вокруг оси, образованной внутрь соответствующей дугообразной боковой сканирующей консоли.
[31] В другом варианте осуществления стоматологического формирователя изображения для получения изображения интраоральной полости, как раскрыто в настоящем документе, удлиненная ручка может иметь проксимальный конец и дистальный конец, имеющий головку на своем дистальном конце, выполненную с возможностью поворота относительно удлиненной ручки посредством гармошки ручки или шарнирного соединения. Головка может иметь размер и форму для избирательной вставки в интраоральную полость с целью сканирования зубов и/или десен. В этой связи пара гибких боковых сканирующих консолей может располагаться в целом напротив друг друга на расстоянии, достаточном для охватывания в целом другой поверхности одного или более зубов. Гибкие боковые сканирующие консоли могут быть связаны с головкой удлиненной ручки, и каждая может включать в себя связанный с ней сканер для получения изображения по меньшей мере участка интраоральной полости. Каждая гибкая боковая сканирующая консоль может также включать в себя компас для отслеживания своей угловой ориентации, когда гибкие сканирующие консоли перемещаются или изгибаются относительно интраоральной полости (например, по контурированной поверхности зуба) во время сканирования. Стоматологический формирователь изображения может также включать в себя по меньшей мере один центральный сканер, установленный на головке и имеющий высоту, относительно меньшую, чем ее срединная пластина, при этом каждая из пары гибких боковых сканирующих консолей включает в себя верхний сканер и нижний сканер для максимального увеличения охвата при сканировании. Кроме того, боковая пластина может соединяться с каждой из пары гибких боковых сканирующих консолей под углом 30-45 градусов к ней.
[32] В другом аспекте этого варианта осуществления срединная пластина, соединенная с головкой, может быть выполнена с возможностью обеспечения скользящей опоры для стоматологического формирователя изображения над интраоральной полостью, при этом боковые пластины и срединная пластина могут иметь размер и форму, обеспечивающие существенное продолжительное зацепление с интраоральной полостью при одновременном существенном смещении сканеров на относительно подходящее расстояние от интраоральной полости, когда стоматологический формирователь изображения перемещается относительно интраоральной полости при получении изображения. Для обеспечения увеличенного покрытия при сканировании стоматологический формирователь изображения этого варианта осуществления может также включать в себя переднюю срединную сканирующую консоль и заднюю срединную сканирующую консоль, соединенные с головкой. Гибкие боковые сканирующие консоли, и/или передняя срединная сканирующая консоль, и/или задняя срединная сканирующая консоль могут соединяться с головкой посредством петли, пружины, упругого эластичного материала, многоосного шарнира или шарнирного соединения, и головка может включать в себя переднюю, расположенную под углом платформу, несущую передний сканер под углом 30-60 градусов, и заднюю, расположенную под углом платформу, несущую задний сканер под углом 30-60 градусов.
[33] Кроме того, в другом аспекте этих вариантов осуществления стоматологический сканер может включать в себя датчик включения, включающий в себя излучатель в одной из пары гибких боковых сканирующих консолей и чувствительный элемент в другой из пары гибких боковых сканирующих консолей. Излучатель и чувствительный элемент могут в целом быть выравнены так, что пучок, генерируемый излучателем, может быть принят чувствительным элементом во время, когда сканер не используется, то есть когда никакой объект, например, зубы, не блокирует передачу, и в целом блокируется интраоральной полостью или зубами во время использования, то есть когда стоматологический формирователь изображения в целом охватывает один или более зубов во время сканирования. Одни из верхних сканеров или нижних сканеров могут устанавливаться на пару гибких боковых сканирующих консолей под углом 30-60 градусов, а другие из верхних сканеров или нижних сканеров могут устанавливаться на пару гибких боковых сканирующих консолей под углом 120-180 градусов. Кроме того, передняя пластина может соединяться с передней, расположенной под углом платформой над передним сканером, а задняя пластина может соединяться с задней, расположенной под углом платформой над задним сканером, при этом головка поворачивается относительно удлиненной ручки посредством гармошки ручки или шарнирного соединения. Стоматологический формирователь изображения может также включать в себя цепь связи, включающую в себя беспроводной передатчик, USB-разъем или a оптоволоконный разъем, встроенный в удлиненную ручку и связанный со сканерами, избирательно передающими данные изображения интраоральной полости, при этом головка является взаимозаменяемой с удлиненной ручкой.
[34] В другом варианте осуществления стоматологический формирователь изображения для отображения интраоральной полости, как раскрыто в настоящем документе, может включать в себя удлиненную ручку, головку на одном конце удлиненной ручки, пару гибких дугообразных боковых сканирующих консолей, выступающих наружу из удлиненной ручки, каждая из которых имеет связанные с ней верхний сканер и нижний скане для получения изображения по меньшей мере участка интраоральной полости, компас, связанный с каждой из гибких дугообразных боковых сканирующих консолей и отслеживающий их угловую ориентацию, переднюю расположенную под углом платформу, связанную с головкой и несущую передний сканер под углом 30-60 градусов, и заднюю расположенную под углом платформу, связанную с головкой и несущую задний сканер под углом 30-60 градусов, и направляющую, имеющую размер и форму, обеспечивающие существенное продолжительное зацепление с интраоральной полостью при одновременном существенном смещении одного или более сканеров на относительно подходящее расстояние от интраоральной полости, когда стоматологический формирователь изображения перемещается относительно интраоральной полости во время получения изображения.
[35] Цепь связи выполнена единым целым с удлиненной ручкой и совместно со сканерами может избирательно передавать данные изображения интраоральной полости на компьютерную систему или тому подобное для обработки, при этом пара гибких дугообразных боковых сканирующих консолей соединяется с головкой посредством гибкого соединения. В другом аспекте этого варианта осуществления стоматологический формирователь изображения может дополнительно включать в себя датчик включения, включающий в себя излучатель в одной из пары гибких дугообразных боковых сканирующих консолей, и воспринимающий элемент в другой из пары гибких дугообразных боковых сканирующих консолей. Излучатель и воспринимающий элемент могут быть в целом выравнены так, что пучок, генерированный излучателем, принимается воспринимающим элементом во время, когда сканер не используется, и в целом блокируется интраоральной полостью во время использования.
[36] Стоматологический формирователь изображения может также включать в себя переднюю срединную сканирующую консоль и заднюю срединную сканирующую консоль, соединенные с головкой, при этом направляющая может включать в себя боковую роликовую направляющую или боковую пластину, соединенную с каждой из пары гибких дугообразных боковых сканирующих консолей под углом 30-45 градусов относительно боковой сканирующей консоли, а головка может взаимозаменяемой с удлиненной ручкой. Кроме того, стоматологический формирователь изображения может включать в себя по меньшей мере один центральный сканер, установленный на головке, имеющий высоту относительно меньшую, чем ролик или пластина, и переднюю срединную сканирующую консоль и заднюю срединную сканирующую консоль, соединенные с головкой. Кроме того, направляющая может включать в себя переднюю пластину, соединенную с передней расположенной под углом платформой над передним сканером, и заднюю пластину, соединенную с задней расположенной под углом платформой над задним сканером. В другом аспекте направляющая может включать в себя ролик, соединенный с возможностью вращения с головкой и выполненный с возможностью обеспечения роликовой опоры для стоматологического формирователя изображения над интраоральной полостью, или пластину, имеющую поверхность, обеспечивающую возможность скользящего перемещения стоматологического формирователя изображения по интраоральной полости, при этом головка поворачивается относительно удлиненной ручки посредством гармошки ручки или шарнирного соединения.
[37] В другом варианте осуществления стоматологический формирователь изображения, как раскрыто в настоящем документе, включает в себя удлиненную ручку, имеющую поворотную головку, соединенную с ее дистальным концом, при этом поворотная головка имеет центральную платформу, имеющую множество дугообразных сканирующих консолей, соединенных с ней с возможностью поворота посредством петли. Центральная платформа может иметь прямоугольную форму и может быть постоянно соединена с ручкой. Поворотная головка и соответствующая соединенная с ней центральная платформа могут поворачиваться на 360 градусов относительно ручки. В одном варианте осуществления центральная платформа может включать в себя один или более центральных сканеров, предназначенных для сканирования или получения изображения верхней части зуба. Дугообразные сканирующие консоли размещаются вниз относительно ручки и имеют форму и размер (например, дугообразную форму) для по меньшей мере частичного охвата части зуба. Каждая дугообразная сканирующая консоль также предпочтительно включает в себя по меньшей мере один сканер и роликовую направляющую, которая смещает сканеры на требуемое расстояние от поверхности зуба, подходящее для получения его изображения, при этом удобно катится вдоль поверхности зуба или десны при снятии различных сканов и изображений интраоральной полости. В одном аспекте этого варианта осуществления стоматологический формирователь изображения может включать в себя пару дугообразных боковых сканирующих консолей для сбора данных сканирования или изображения сторон зуба с помощью верхнего консольного сканера и нижнего консольного сканера и дугообразные переднюю и заднюю сканирующие консоли для сбора данных сканирования и изображения верхней и задней сторон зуба с помощью срединных переднего и заднего сканеров. Роликовые направляющие в целом смещают сканирующие консоли так, что сканеры могут получать подробные изображения структуры зубов на относительно подходящем расстоянии от них. В этой связи такой стоматологический формирователь изображения может использоваться в процессе для сканирования и регистрации контуров интраоральной поверхности, данные которой могут использоваться для создания цифрового трехмерного слепка поверхности, который может быть напечатан на 3D-принтере или тому подобном.
[38] Другие признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидны из нижеприведенного более подробного описания, взятого совместно с сопроводительными чертежами, иллюстрирующими посредством примера принципы изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[39] Сопроводительные чертежи иллюстрируют изобретение. На чертежах:
[40] Фиг. 1 - вид спереди одного варианта осуществления стоматологического формирователя изображения, как раскрыто в настоящем документе, сканирующего интраоральную зубную поверхность;
[41] Фиг. 2 - вид сбоку стоматологического формирователя изображения, представленного на фиг. 1, дополнительно иллюстрирующий роликовое прокатывание по множеству зубов;
[42] Фиг. 3 - схематическое перспективное изображение, иллюстрирующее стоматологический формирователь изображения, сканирующий или получающий изображение группы зубов человека;
[43] Фиг. 4 - блок-схема, иллюстрирующая процесс сканирования или получения изображения интраоральной поверхности с использованием стоматологических формирователей изображения, как раскрыто в настоящем документе;
[44] Фиг. 5 - вид в перспективе другого варианта осуществления стоматологического формирователя изображения, включающего в себя пару боковых роликовых направляющих, выполненных единым целым с дугообразными боковыми сканирующими консолями, пару центральных скругленных направляющих и неподвижную переднюю и заднюю расположенную под углом сканирующую платформу в головке стоматологического формирователя изображения;
[45] Фиг. 6 - вид в перспективе альтернативной головки для стоматологического формирователя изображения, включающей в себя пару боковых пластин, выполненных единым целым с дугообразными боковыми сканирующими консолями, вместо пары боковых роликовых направляющих, и пару центральных пластин вместо центральных скругленных направляющих;
[46] Фиг. 7 - вид в перспективе стоматологического формирователя изображения, имеющего гармошку ручки, обеспечивающую возможность перемещения головки относительно удлиненной ручки;
[47] Фиг. 8 - вид в перспективе другого варианта осуществления поворотной головки на основе платформы для использования со стоматологическими формирователями изображения, раскрытыми в настоящем документе, включающими в себя пару концевых пластин на концах дугообразных боковых сканирующих консолей;
[48] Фиг. 9 - вид в перспективе другой поворотной головки на основе платформы, содержащей пару боковых роликовых направляющих и пару центральных скругленных направляющих;
[49] Фиг. 10 - увеличенный вид в перспективе другой поворотной головки на основе платформы, аналогичной представленной на фиг. 9 и
[50] Фиг. 11 - вид в перспективе другого варианта осуществления стоматологического формирователя изображения, иллюстрирующий пару неподвижных дугообразных боковых сканирующих консолей вместе с передней пластиной и задней пластиной.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
[51] Как представлено на примерных чертежах с целью иллюстрации, варианты осуществления для стоматологического формирователя изображения, раскрытого в настоящем документе, в целом обозначаются ссылочной позицией 10 на фиг. 1-3 и 5-11. В целом стоматологический формирователь 10 изображения представляет собой относительно простую конструкцию, которая способствует быстрому обучению и обеспечивает решение ʺодин размер подходит всемʺ, что сокращает время обучения персонала снятию точных стоматологических слепков и может использоваться для получения изображения, сканирования, проверки и/или картирования трехмерных характеристик интраоральных поверхностей, например, зубов. Например, стоматологический формирователь 10 изображения может использоваться для фиксации точной формы одиночного зуба, множества зубов в одном или более местах, участка зубной дуги или всей зубной дуги для более быстрой диагностики. Стоматологический формирователь 10 изображения также устраняет неточности при получении стоматологических слепков, когда сканируемая поверхность является неровной (например, зубы, окруженные скобками или другими стоматологическими фиксаторами) и может обеспечивать вывод неподвижных изображений или видеоизображений в реальном времени на видеомонитор. Изображение или видео в режиме реального времени, переданное стоматологическим формирователем 10 изображения, может также быть увеличено для лучшей оценки планируемых мест картирования или выполнения других стоматологических процедур. Когда отображение или сканирование закончено, цифровая модель просканированной области может быть затем напечатан с использованием 3D-принтера или тому подобного для создания формы модели слепка. В этом смысле стоматологический формирователь 10 изображения, раскрытый в настоящем документе, решает проблемы, связанные с известными процедурами, которые могут быть затруднительными, неудобными и неточными. Стоматологический формирователь 10 изображения может также значительно уменьшать и, предпочтительно, исключать неточности, связанные с процедурами, в которых используется химическая паста, поскольку химическая паста больше не требуется.
[52] Как наилучшим образом представлено на фиг. 5, стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя удлиненную ручку 12, которая может быть изготовлена из пластического материала и иметь конструкцию, аналогичную конструкции зубной щетки или подобную ей (например, длина приблизительно 5-6 дюймов, имеются резиновый захват и закругленные края). Подобная зубной щетке удлиненная ручка 12 облегчает избирательное расположение ее дистального конца 14 вдоль или над одним или более из множества зубов 16 в интраоральной полости 18, как схематично представлено на фиг. 3, например, когда пользователь может удобно удерживать ее проксимальный конец 20 (фиг. 3 и 5) снаружи от интраоральной полости 18. В этой связи удлиненная ручка 12 обеспечивает избирательное расположение дистального конца 14 в интраоральной полости 18, аналогичное расположению при чистке зубов с помощью зубной щетки или тому подобного. Это упрощает процесс получения 3D-изображения определенных элементов интраоральной полости 18, например, одного или более зубов 16.
[53] В одном варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения, как представлено на фиг. 1-2, может включать в себя поворотную головку 22, соединенную с дистальным концом 14 и выступающую вниз от дистального конца 14 (лучше всего представлено на фиг. 2) на расстояние, обеспечивающее зазор для вставки отрезка удлиненной ручки над зубами 16 в интраоральной полости 18, для избирательного получения изображения или сканирования в ней, как раскрыто в настоящем документе. Поворотная головка 22 аналогична головке зубной щетки без щетинок за исключением того, что поворотная головка 22 может поворачиваться на угол до 360 градусов относительно дистального конца 14 удлиненной ручки 12. В этом варианте осуществления центральная платформа 24 соединена с поворотной головкой 22 в фиксированном взаимном расположении и включает в себя или иным образом поддерживает или соединяется по меньшей мере с одной центральной скругленной направляющей 26, или же может поддерживать пару центральных скругленных направляющих 26, 26', как проиллюстрировано на фиг. 2, чтобы способствовать отслеживанию центральной платформой 24 контуров зубов 16 при перемещении стоматологического формирователя 10 изображения. На фиг. 2 обе центральные скругленные направляющие 26, 26' окружены центральной платформой 24 и прикреплены к ней. Альтернативно, центральная платформа 24 не обязательно полностью окружает центральные скругленные направляющие 26, 26'. Поворотная головка 22 и центральная платформа 24, вместе с соединенными с ней центральными скругленными направляющими 26, 26', могут по меньшей мере поворачиваться вокруг продольной оси, при этом поворотная головка 22 прикреплена к дистальному концу 14 удлиненной ручки 12. Хотя в других вариантах осуществления поворотная головка 22 (и соответствующая центральная платформа 24 и центральные скругленные направляющие 26, 26') могут одновременно свободно поворачиваться относительно продольной, боковой и/или вертикальной осей, при этом оставаясь прикрепленными к дистальному концу 14, например, посредством использования шарнирного соединения или тому подобного. Поворотная головка 22 может быть изготовлена из в целом прямоугольного пластического материала и может также включать в себя расположенный внутри электронный компас, отслеживающий положение и угол поворотной головки 22 для определения надлежащей формы/раскрытия стоматологической дуги в цифровой компьютерной 3D-модели.
[54] Кроме того, центральная платформа 24 может включать в себя по меньшей мере пару центральных сканеров 28, 28', установленных на нижней стороне центральной платформы 24 в положениях, в целом представленных на фиг. 1 и 2. В других вариантах осуществления центральные сканеры 28, 28' могут быть установлены заподлицо с нижней стороной центральной платформы 24 для обеспечения большего зазора. Центральная платформа 24 может быть установлена или иным образом образована из поворотной головки 22 приблизительно на середине ее высоты. Соответственно, в любом положении центральные сканеры 28, 28' располагаются приблизительно на заданном расстоянии над верхом зубов 16 и могут фиксировать изображения, например, участка поверхности, как указано соответствующим набором центральных пучков 30, 30', излучаемых из соответствующих центральных сканеров 28, 28' и над зубами 16, тем самым указывая в целом области покрытия зубов 16, как проиллюстрировано на фиг. 1 и 2.
[55] Кроме того, центральная платформа 24 может дополнительно соединяться с парой дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32', отходящих от боковых поверхностей центральной платформы 24 посредством соответствующей пары боковых петель 34, 34'. В одном варианте осуществления боковые петли 34, 34' могут быть подпружиненными для смещения в целом боковых сканирующих консолей 32, 32' в направлении внутрь стоматологического формирователя 10 изображения и в любом случае в зацепление с интраоральной полостью 18, например, внутренней и/или наружной поверхностями зубов 16. Подпружиненный механизм смещения позволяет дугообразным боковым сканирующим консолям 32, 32' перемещаться внутрь и наружу вокруг боковых петель 34, 34' и отслеживать форму зубной дуги (например, скругленную поверхность зубов 16). В альтернативном варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя одну из дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' или не включать ни одной из этих консолей. В настоящем документе один или более сканеров могут устанавливаться непосредственно на центральную платформу (например, на выступ, и/или под углом 30-60 градусов, и/или под углом 120-150 градусов) вместо любых сканеров, устанавливаемых на дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32', как более подробно описано в настоящем документе. Такие варианты осуществления могут увеличивать маневренность, при этом сохраняя область сканирования/получения изображения.
[56] Кроме того, каждая из дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' может включать в себя соответствующие боковые роликовые направляющие 36, 36', соединенные с ней с возможностью поворота вокруг оси 38 (фиг. 2) или встроенные в соответствующие боковые сканирующие консоли 32, 32', как более подробно представлено со ссылкой на фиг. 5 и 9-10. Боковые роликовые направляющие 36, 36' могут размещаться под углом (например, 30-45 градусов) относительно дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32', выступая внутрь от оси 38 для контакта с участком интраоральной полости 18 для недопущения контакта дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' с зубами 16 или тому подобным. Это может быть особенно выгодным, поскольку каждая из дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' может включать в себя по меньшей мере один сканер для получения изображения или сканирования боковых поверхностей зубов 16. Более конкретно, в варианте осуществления, представленном со ссылкой на фиг. 1, каждая из дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' включает в себя верхний сканер 40, 40' консоли и нижний сканер 42, 42' консоли. Направленный внутрь выступ боковых роликовых направляющих 36, 36' может контактировать с поверхностью 44 десневой ткани, в целом отодвигая дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' от контакта с чем-либо в интраоральной полости 18. С этой целью дугообразная форма сканирующих консолей 32, 32' отклоняется от формы криволинейных зубов 16 для обеспечения зазора вдоль боковых поверхностей зубов 16. Это, в свою очередь, отодвигает каждый из верхних сканеров 40, 40' консоли и нижних сканеров 42, 42' консоли от контакта с зубами 16. Соответственно, каждый из верхних сканеров 40, 40' консоли может излучать соответствующий верхний пучок 46, 46' лучей, а каждый из нижних сканеров 42, 42' консоли может излучать соответствующий нижний пучок 48, 48' лучей для фиксации или регистрации структуры боковых поверхностей зубов 16. Хотя вариант осуществления, раскрытый со ссылкой на фиг. 1-3, иллюстрирует каждую дугообразную боковую сканирующую консоль 32, имеющую два сканера 40, 42 консоли, альтернативные варианты осуществления могут включать в себя меньшее число сканеров (например, один) для минимизации числа сканеров или большее число сканеров (например, более двух), если необходим и/или желателен более широкий охват. Стоматологический формирователь 10 изображения должен быть в состоянии получать изображения по существу всех боковых сторон зубов 16 с целью создания максимально точного цифрового 3D-изображения, хотя возможно отображение менее чем всей боковой стороны при сохранении получения приемлемого цифрового 3D-изображения. В одном варианте осуществления для максимизации охвата верхние сканеры 40, 40' консоли и нижние сканеры 42, 42' консоли могут иметь соответствующие перекрывающиеся верхние пучки 46, 46' и нижние пучки 48, 48' для обеспечения более широкого охвата. С этой целью компьютерное программное обеспечение может быть выполнено с возможностью автоматически исключать или интегрировать перекрывание на основании калибровки расположения сканера и для увеличения точности воспроизведения зубов 16 в цифровой 3D-среде.
[57] Как представлено на фиг. 2, центральная платформа 24 может дополнительно включать в себя дугообразную переднюю сканирующую консоль 50 и дугообразную заднюю сканирующую консоль 52, аналогично соединенные с центральной платформой 24 посредством соответствующей передней петли 54 и соответствующей задней петли 56. В этом варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя до четырех сканирующих консолей 32, 32', 50, 52. В этой связи каждый из вариантов осуществления, раскрытых в настоящем документе, может включать в себя всего одну боковую сканирующую консоль и целых четыре или более боковых сканирующих консолей. Аналогично вышеизложенному, передняя и задняя петли 54, 56 могут быть подпружиненными, чтобы в целом смещать соответствующие дугообразные переднюю и заднюю сканирующие консоли 50, 52 в направлении внутрь стоматологического формирователя 10 изображения и в любом случае в зацепление с наружной поверхностью 58 зубов 16. Подпружиненный механизм обеспечивает перемещение дугообразных передней и задней сканирующих консолей 50, 52 внутрь и наружу вокруг передней и задней петель 54, 56 и отслеживание формы зубной дуги, например, кривизны зубов 16. Каждая из петель 34, 54, 56 может цельную конструкцию (например, пружина сжатия или растяжения), многокомпонентную конструкцию, свободно перемещающуюся, подпружиненную или выполненную из упругого эластичного материала. Кроме того, хотя петли 34, 54, 56 раскрыты в настоящем документе как поворачивающиеся вокруг одной оси, в альтернативных вариантах осуществления петли 34, 54, 56 могут обеспечивать многоосное шарнирное или поворотное перемещение (например, шарнирное соединение) вдоль оси X, оси Y и/или оси Z.
[58] На фиг. 2 дугообразная передняя сканирующая консоль 50 представлена в опущенном положении вокруг задней стороны зуба 16, при этом дугообразная задняя сканирующая консоль 52 представлена в поднятой конфигурации катящейся по зубу 16'. Каждая из дугообразных передней и задней сканирующих консолей 50, 52 может также включать в себя соответствующую срединную переднюю роликовую направляющую 60 и срединную заднюю роликовую направляющую 62, соединенную с ней с возможностью поворота вокруг соответствующей оси 64, 66. Срединные передняя и задняя роликовые направляющие 60, 62 имеют диаметр, позволяющий каждой из них выступать внутрь от каждой соответствующей оси 64, 66 для контакта с участком интраоральной полости 18, например, зубной поверхностью 58. Это препятствует контакту дугообразных передней и задней сканирующих консолей 50, 52 с зубами 16. Это может быть выгодно в вариантах осуществления, в которых каждая из дугообразных передней и задней сканирующих консолей 50, 52 включает в себя по меньшей мере одно из соответствующего срединного переднего сканера 68 и срединного заднего сканера 70. Дугообразная форма сканирующих консолей 50, 52 может аналогично следовать контуру криволинейных зубов 16 (тем самым отклоняясь от них) для обеспечения зазора вдоль срединных и верхних сторон зубов 16, как представлено. Это, в свою очередь, отодвигает каждый из срединного переднего и заднего сканеров 68, 70 от контакта с зубами 16. Соответственно, каждый из срединного переднего и заднего сканеров датчика 68, 70 может излучать соответствующий передний пучок 72 и задний пучок 74 для фиксации или регистрации структуры срединной и верхней сторон зубов 16 (вместо или в дополнение к центральным сканерам 28, 28'). В альтернативных вариантах осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя одну дугообразную переднюю сканирующую консоль 50 и/или дугообразную заднюю сканирующую консоль 52, или не включать никакой сканирующей консоли. Альтернативно, один или более сканеров могут быть установлены непосредственно на центральной платформе 24 на расположенной под углом неподвижной передней платформе 76 и/или на расположенной под углом неподвижной задней платформе 78, как представлено со ссылкой на фиг. 8 и 9. В настоящем документе наклон платформ 76, 78 может составлять 30-60 градусов и/или 120-150 градусов и служить опорой соответствующим срединным переднему и заднему сканерам 68, 70, заменяющим сканеры, установленные на дугообразную переднюю сканирующую консоль 50 и/или дугообразную заднюю сканирующую консоль 52. Варианты осуществления, представленные со ссылкой на фиг. 8 и 9, могут увеличить маневренность при сохранении охвата сканирования/получения изображения.
[59] Кроме того, каждая из дугообразной передней сканирующей консоли 50 и/или дугообразной задней сканирующей консоли 52 может также включать в себя больше или меньше соответствующих срединных передних и задних сканеров 68, 70, когда требуется и/или желательно. Хотя стоматологический формирователь 10 изображения должен включать в себя достаточно сканеров для надежного отображения всей области срединной поверхности зубов 16 с целью создания точного цифрового 3D- изображения, насколько возможно. Например, для увеличения покрытия передний пучок 72 и/или задний пучок 74 могут перекрываться с центральными пучками 30, 30', излученными одним или более центральных сканеров 28, 28'для обеспечения более широкого охвата. Хотя перекрывающийся охват может не требоваться для создания точного 3D- изображения. С этой целью компьютерное программное обеспечение может быть выполнено с возможностью автоматического исключения промежутков или нетребуемых перекрытий на основании калибровки между сканерами 28, 68, 70 и увеличения точности цифрового 3D-воспроизведения зубов 16.
[60] Центральные сканеры 28, 28', верхние сканеры 40, 40' консоли, нижние сканеры 42, 42' консоли и/или срединные передний и задний сканеры 68, 70 могут соединяться с источником питания, обеспечивающим их энергией для работы. Например, в одном варианте осуществления проксимальный конец 20 может включать в себя несъемный или вставной шнур 80, который при необходимости подает питание к стоматологическому формирователю 10 изображения. В этом варианте осуществления шнур может включать в себя USB-разъем 82, при этом стоматологический формирователь 10 изображения может также передавать данные компьютерной системе при соединении с ней. Альтернативно, шнур может представлять собой оптоволоконный шнур, используемый для передачи информации. В другом варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя съемный или несъемный перезаряжаемый аккумулятор в ручке 12. В этом варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может перезаряжаться посредством размещения проксимального конца 20 в зарядном держателе и заряжаться при помощи технологии, используемой в современных электрических зубных щетках. В другом варианте осуществления ручка 12 может вмещать сменную батарею (например, батарею AAA), которая может избирательно извлекаться и заменяться при необходимости.
[61] Соответствующее вычислительное устройство может принимать, хранить, анализировать и восстанавливать данные, полученные одним или более сканерами 28, 40, 42, 68, 70 в целостный цифровой трехмерный слепок. Как представлено на фиг. 1 и упомянуто выше, центральные сканеры 28, 28', верхние сканеры 40, 40' консоли, нижние сканеры 42, 42' консоли и/или срединные передний и задний сканеры 68, 70 могут покрывать или по существу покрывать сканируемую зубную поверхность 58 при помощи вышеупомянутых центральных пучков 30, 30', верхнего и нижнего пучков 46, 48 и переднего и заднего пучков 72, 74. В этой конфигурации сканеры 28, 40, 42, 68, 70 имеют более высокий шанс фиксации всех углублений, трещин и пространств в зубах 16, особенно при расположении под углом к зубной поверхности 58. В этом смысле угол расположения может отличаться от сканера к сканеру вдоль соответствующих дугообразных сканирующих консолей 32, 50, 52. Пучки 30, 46, 48, 72, 74 могут соответствовать видимому свету, который может регистрироваться и обрабатываться системой программного обеспечения. Проецирование и регистрация такого видимого света может предусматривать трехмерное картирование посредством оптической триангуляции. Альтернативно центральные сканеры 28, 28', верхние сканеры 40, 40' консоли, нижние сканеры 42, 42' консоли и/или срединные передний и задний сканеры 68, 70 могут быть выполнены как неконтактные пассивные сканеры, которые не излучают свет. В этом варианте осуществления сканеры 28, 40, 42, 68, 70 могут использовать регистрируемый отраженный свет от сканируемой зубной поверхности 58 в сочетании с стереоскопическими или фотометрическими датчиками для восстановления трехмерного цифрового изображения. В другом варианте осуществления сканеры 28, 40, 42, 68, 70 могут использовать технологию активного или пассивного оптического или электрооптического сканирования для измерения и регистрации рассматриваемой поверхности. Сканеры 28, 40, 42, 68, 70 могут также электронно измерять и регистрировать контуры сканируемой зубной поверхности 58 посредством использования электронных датчиков формирования изображения, например, датчиков формирования изображения на основе ПЗС или КМОП. В другом варианте осуществления сканеры 28, 40, 42, 68, 70 могут представлять собой камеры, которые фиксируют изображения структуры поверхности зубов или регистрируют ее иным образом. В этом варианте осуществления компьютерная программа может преобразовывать изображения/записи, полученные в различных положениях вдоль зубной дуги, в цифровую 3D-модель.
[62] Фиг. 3 - вид в перспективе одного варианта осуществления стоматологического формирователя 10 изображения, используемого в интраоральной полости 18, а фиг. 4 иллюстрирует соответствующий процесс (1000) сканирования интраоральной полости 18 с использованием стоматологического формирователя 10 изображения. Например, процесс (1000) сканирования или получения изображения начинается с помещения стоматологического формирователя 10 изображения на интраоральную поверхность 18, подлежащую сканированию (1002). Как представлено на фиг. 3, следует держать проксимальный конец 20 стоматологического формирователя 10 изображения и вводить дистальный конец 14 в интраоральную полость 18 для помещения поворотной головки 22 над левым нижним третьим моляром 84. Разумеется, это является только примером множества положений в интраоральной полости 18, с котоого пользователь может начать. По существу исходное положение не ограничивается только левым нижним третьим моляром 84. Следующий этап (1004) заключается в проверке и подтверждении, что дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' и дугообразные передняя и задняя сканирующие консоли 50, 52 свободно поворачиваются на всю длину соответствующих дуг поворота. Следующий этап (1006) заключается в обеспечении того, что центральные скругленные направляющие 26, 26', боковые роликовые направляющие 36, 36' и/или срединные передняя и задняя роликовые направляющие 60, 62 контактируют с областью, окружающую интраоральную поверхность, подлежащую сканированию (например, с десневой поверхностью 44 или поверхностью 58 зубов 16, например, с нижним левым третьим моляром 84 на фиг. 3). После помещения на место следующий этап (1008) состоит во включении центральных сканеров 28, 28', верхних сканеров 40, 40' консоли, нижних сканеров 42, 42' консоли и/или срединных переднего и заднего сканеров 68, 70.
[63] В случае, если сканеры 28, 40, 42, 68, 70 еще не работают, пользователь может иметь возможность нажать переключатель 85 (фиг. 5) для перевода стоматологического формирователя 10 изображения во включенное состояние для начала сканирования или считывания показаний. Тот же переключатель 85 может использоваться для перевода стоматологического формирователя 10 изображения в выключенное состояние для прекращения сканирования. В одном варианте осуществления, как представлено на фиг. 5, переключатель 85 может иметь форму кольца (то есть, подобную размеру и форме пальца). Нажатие переключателя 85 может включать фиксацию изображения/формы, и высвобождение переключателя 85, так что он перестает быть нажатым, может отключить указанную фиксацию изображения/формы. Разумеется, переключатель 85 может также представлять собой кнопку или тому подобное, предназначенное для включения и/или отключения стоматологического формирователя 10 изображения по требованию.
[64] Альтернативно стоматологический формирователь 10 изображения может дополнительно включать в себя датчик для определения, когда стоматологический формирователь 10 изображения находится в нужном месте и готов к включению и сканированию. В этой связи стоматологический формирователь 10 изображения может автоматически и/или полуавтоматически определять, когда следует включаться и/или выключаться. В одном варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя датчик включения и/или выключения сканирования посредством определения, когда объект (например, один или более зубов 16) размещен между дугообразными боковыми сканирующими консолями 32, 32'. В одном варианте осуществления одна из дугообразных боковых сканирующих консолей 32 может включать в себя излучатель (например, выполненный с возможностью излучения инфракрасного пучка инфракрасных или тому подобного), а другая дугообразная боковая сканирующая консоль 32' может включать в себя воспринимающий элемент (например, выполненный с возможностью обнаружения приема излученного инфракрасного пучка или тому подобного). Во время неиспользования устройства излучатель может передавать пучок на воспринимающий элемент для обнаружения воспринимающим элементом. В этом состоянии стоматологический формирователь 10 изображения может определить, что не имеется объекта, расположенного между дугообразными боковыми сканирующими консолями 32, 32', так что стоматологический формирователь 10 изображения должен остаться выключенным. Затем, когда пользователь размещает стоматологический формирователь 10 изображения в интраоральной полости 18 и, например, над одним или более зубами 16 (фиг. 3), передача пучка лучей от излучателя на воспринимающий элемент прерывается. В этот момент стоматологический формирователь 10 изображения может идентифицировать состояние, при котором один или более зубов 16 блокируют передачу пучка от излучателя на воспринимающий элемент, так что стоматологическому формирователю 10 изображения следует включиться и начать сканирование. Стоматологический формирователь 10 изображения может затем вновь отключиться, когда стоматологический формирователь 10 изображения удаляется из интраоральной полости 18 и возобновляется передача пучка от излучателя к воспринимающему элементу. Когда стоматологический формирователь 10 изображения включен, как раскрыто в настоящем документе, такое включение может также включать устройство отслеживания положения внутри головки и/или дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32'.
[65] Для начала, как представлено на фиг. 3, и более конкретно со ссылкой на фиг. 2, дугообразная передняя сканирующая консоль 50 может нависать над задней поверхность нижнего левого третьего моляра 84 для сканирования или получения изображения его задней стороны, при этом дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' находятся в положениях, в целом представленных на фиг. 2, для сканирования или получения изображения боковых сторон зубов 16. В данном случае дугообразная задняя сканирующая консоль 52 является в целом поднятой и находится в положении для сканирования верха зуба 16'. Следующий этап (1010) состоит в сканировании требуемой области. Например, пользователь может переместить удлиненную ручку 12 назад от левого нижнего третьего моляра 84 вдоль верхней части стоматологической дуги так, что центральные скругленные направляющие 26, 26' мягко перемещаются по верхним зубам (например, по зубам 16-16'' на фиг. 2). В этой связи срединная задняя роликовая направляющая 62 обеспечивает перемещение назад или отводящее катящееся перемещение стоматологического формирователя 10 изображения вдоль стоматологической дуги посредством поворотного перемещения вокруг задней оси 66. Одновременно дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' перемещаются относительно зубов 16 посредством катящегося зацепления боковых роликовых направляющих 36, 36' вокруг соответствующих осей 38, 38'. Кроме того, перемещение стоматологического формирователя 10 изображения вправо-влево (фиг. 2) вызывает подъем дугообразной передней сканирующей консоли 50 из-за задней части левого нижнего третьего моляра 84. В этой связи дугообразная передняя сканирующая консоль 50 поворачивается относительно центральной платформы 24 вокруг передней петли 54, что позволяет дугообразной передней сканирующей консоли 50 переместиться из в целом вертикального положения, представленного на фиг. 2, к в целом горизонтальному положению (например, как представлено на фиг. 2 в отношении дугообразной задней сканирующей консоли 52). Таким образом, пользователь может сканировать один или более зубов 16 посредством размещения стоматологического формирователя 10 изображения над требуемым зубом (или зубами) на одном или более местах в интраоральной полости 18.
[66] Следующий этап (1012) состоит в передаче данных просканированного изображения от стоматологического формирователя 10 изображения к внешней компьютерной системе. Данные могут включать в себя скан единственного зуба, множества зубов, участка зубной дуги или всю зубную дугу. Этап (1012) может быть выполнен после этапа (1010) сканирования, или он может быть выполнен одновременно, например, в режиме реального времени. Например, информация, собранная сканерами 28, 40, 42, 68, 70, может передаваться на внешний компьютер посредством проводного соединения, например через USB-разъем 82 или оптоволоконное соединение. Альтернативно, стоматологический формирователь 10 изображения может передавать данные беспроводным способом (например, посредством инфракрасного передатчика, Wi-Fi передатчика, Bluetooth и т.д.). В случае беспроводной передачи ручка может включать в себя аккумулятор, обеспечивающий питание для работы сканеров 28, 40, 42, 68, 70 и беспроводного передатчика. Для проводных соединений (например, USB-разъема 82 и/или оптоволоконного соединения) питание может подаваться непосредственно на стоматологический формирователь 10 изображения посредством шнура 80, соединенного с компьютером или другим источником питания. Удлиненная ручка 12 стоматологического формирователя 10 изображения может также включать в себя одну или более кнопок или тому подобного (например, переключатель 85), которые включают один или более сканеров 28, 40, 42, 68, 70 и/или запускают передачу данных сканирования, например, при помощи операции в одно касание. После этого следующий этап (1014) включает в себя анализ программным обеспечением компьютерной системы данных сканированного изображения для создания подробного трехмерного изображения просканированной области зубной поверхности. Затем пользователь отключает сканеры 28, 40, 42, 68, 70 на этапе (1016) и процесс заканчивается на этапе (1018).
[67] На фиг. 5-11 проиллюстрированы альтернативные варианты осуществления стоматологического формирователя 10 изображения, как раскрыто в настоящем документе. Например, на фиг. 5 стоматологический формирователь 10 изображения представлен имеющим дистальный конец 20 с вставляемым шнуром 80, отходящим от него и имеющим USB-разъем 82 для соединения с компьютером или тому подобным. Хотя, как упоминалось выше, вставляемый шнур 80 и/или USB-разъем 82 могут заменяться другой технологией, например, оптоволоконным соединителем или беспроводным передатчиком, встроенным в удлиненную ручку 12. Удлиненная ручка 12 включает в себя резиновый захват 13 в целом большего диаметра для легкого захватывания. Удлиненная ручка 12 затем переходит в переходную область 86, которая в целом отклоняется вниз и назад от секции удлиненной ручки 12, имеющей резиновый захват 13, так что неподвижная головка 88 или тому подобное, как раскрыто в настоящем документе, на дистальном конце 14 стоматологического формирователя 10 изображения располагается в плоскости, в целом ниже секции, имеющей резиновый захват 13. Это может облегчать использование, поскольку пользователь может в целом держать стоматологический формирователь 10 изображения, например, над зубами 16 для размещения над ними во время сканирования. В этом варианте осуществления неподвижная головка 88, разумеется, фиксирована относительно кривизны переходной области 86 и резинового захвата 13.
[68] В этом варианте осуществления неподвижная головка 88 включает в себя пару дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32', имеющих пару боковых роликовых направляющих 36, 36' (например, под углом 30-60 градусов), пару верхних сканеров 40, 40' и нижних сканеров 42, 42', как в целом раскрыто выше. Хотя в этом варианте осуществления боковые роликовые направляющие 36, 36' выполнены единым целым с дугообразными боковыми сканирующими консолями 32, 32', а не соединены с их концами и не отходят от их концов иным образом, так что оси 38 располагаются с внутренней стороны кожуха дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' и в целом ограждены кожухом от наружной стороны. В данном случае боковые роликовые направляющие 36, 36' вновь могут располагаться в целом по углом приблизительно 30-60 градусов относительно интраоральной полости 18 и могут поворачиваться вокруг своих соответствующих осей 38, 38' для дополнительного облегчения катящегося перемещения стоматологического формирователя 10 изображения вдоль зубов 16, тем самым отодвига верхние сканеры 40, 40' и нижние сканеры 42, 42' от зубной поверхности 58.
[69] Этот вариант осуществления также раскрывает расположенную под наклоном неподвижную переднюю платформу 76, на которой размещен срединный передний сканер 68, и расположенную под наклоном неподвижную заднюю платформу 76, на которой размещен срединный задний сканер 70 и которая выполнена как часть неподвижной головки 88, а не как часть центральной платформы 24, как описано выше. Хотя в данным случае наклонный характер передней и задней платформ 76, 78, на которых размещены срединные передний и задний сканеры 68, 70, вновь обеспечивает дополнительный просмотр и/или сканирование срединного участка зубов 16, когда стоматологический формирователь 10 изображения проходит над ними, как раскрыто в настоящем документе.
[70] Кроме того, на фиг. 5 проиллюстрировано, что дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' могут соединяться с неподвижной головкой 88 вокруг соответствующей пары поворотных гармошек 90, 90'сканирующей консоли. Поворотные гармошки 90, 90' сканирующей консоли могут включать в себя гибкую, имеющую форму аккордеона наружную резиновую гармошку, как представлено, которая окружает скрытую в ней пружину. Скрытая пружина придает дугообразным боковым сканирующим консолям 32, 32' гибкость для приспособления к форме зубной дуги, когда стоматологический формирователь 10 изображения перемещается вдоль зубной дуги во время сканирования. Хотя варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, иллюстрируют поворотные гармошки 90, 90' сканирующей консоли, включающие в себя гибкую, имеющую форму аккордеона наружную резиновую гармошку, возможно, по гигиеническим причинам, другие варианты осуществления могут включать в себя аналогичный пружинный механизм, который не обязательно скрыт имеющей форму аккордеона наружной резиновой гармошкой. В этом случае пружина поворотных гармошек 90, 90' сканирующей консоли будет снаружи, что может способствовать более простому долгосрочному техническому обслуживанию. В другом альтернативном варианте осуществления поворотные гармошки 90, 90' сканирующей консоли могут быть достаточно жесткими, но гибкими, для обеспечения смещающего перемещения без использования пружины.
[71] Фиг. 5 также раскрывает альтернативный вариант осуществления, в котором центральные скругленные направляющие 26, 26' выполнены единым целым с неподвижной головкой 88, а не с центральной платформой 24, как раскрыто в других вариантах осуществления в настоящем документе. В настоящем документе центральные скругленные направляющие 26, 26' поворачиваются вокруг оси 92 (оси 92', скрытой на фиг. 5) для облегчения катящегося перемещения стоматологического формирователя 10 изображения по верхней части зубов 16 во время сканирования.
[72] Фиг. 6 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления неподвижной головки 88, аналогичной изображенной на фиг. 5, в отношении дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32', соединенных с неподвижной головкой 88 посредством гармошек 90, 90' сканирующей консоли и имеющих верхние сканеры 40, 40' консоли и нижние сканеры 42, 42' консоли наряду со срединным передним сканером 68 на расположенной под углом неподвижной передней платформе 76 и срединным задним сканером 70 на расположенной под углом неподвижной задней платформе 78. Однако на фиг. 6 боковые роликовые направляющие 36, 36' были заменены парой боковых пластин 94, 94', а центральные круглые направляющие 26, 26' были заменены на пару соответствующих центральных пластин 96, 96'. Любые из пластин 94, 96 могут быть изготовлены из тефлонового материала или тому подобного для облегчения скользящего перемещения пластин 96, 96 по зубам 16 во время сканирования, аналогично направляющим 26, 36.
[73] Фиг. 7 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления, в котором стоматологический формирователь 10 изображения включает в себя поворотную головку 98 в отличие от поворотной головки 22 или неподвижной головки 88, как раскрыто выше. В настоящем документе поворотная головка 98 соединяется с переходной областью 86 гармошкой 100 ручки, имеющей гибкую, имеющую форму аккордеона наружную резиновую гармошку, аналогичную описанной выше в отношении гармошек 90, 90' сканирующей консоли. Аналогично, гибкая, имеющая форму аккордеона наружная резиновая гармошка ручки 100 может заключать в себе скрытую пружину, которая в любом случае обеспечивает перемещение поворотной головки 98 или ее поворот относительно переходной области 86 на угол до 180 градусов вверх и/или вниз. В альтернативном варианте осуществления имеющая форму аккордеона наружная резиновая гармошка может окружать шарнирное соединение, при этом поворотная головка 98 может перемещаться до 180 градусов вверх/вниз и/или влево/вправо относительно переходной области 86. Поворотный характер головки 98 обеспечивает дополнительную гибкость для приспособления стоматологического формирователя 10 изображения к форме зубной дуги при перемещении стоматологического формирователя 10 изображения вдоль зубной дуги во время сканирования. Хотя варианты осуществления, раскрытые в настоящем документе, иллюстрируют гармошку 100 ручки, включающую в себя гибкую, имеющую форму аккордеона наружную резиновую гармошку, возможно, по гигиеническим причинам, другие варианты осуществления могут включать в себя аналогичную пружину или механизм шарнирного соединения, который не требуется скрывать посредством имеющей форму аккордеона наружной резиновой гармошки. В данном случае пружина или механизм шарнирного соединения гармошки 100 ручки может быть открыт, что может способствовать более простому долгосрочному техническому обслуживанию. В другом альтернативном варианте осуществления гармошка 100 ручки может быть достаточно жесткой, но гибкой, для обеспечения смещающего перемещения без использования пружины или шарнирного соединения.
[74] Хотя в целом дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' могут быть выполнены с возможностью перемещения относительно соответствующей центральной платформы 24, неподвижной головки 88 и/или поворотной головки 98, в зависимости от варианта осуществления. Это может выполняться посредством основанной на пружине конструкции (например, как представлено наилучшим образом на фиг. 1-2), посредством выполнения по меньшей мере участка (например, нижнего или вблизи изгиба) дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' из гибкого материала (например, резины), посредством выполнения полностью дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' из гибкого материала, например, резины, или посредством гармошек 90, 90' сканирующей консоли (например, как представлено со ссылкой на фиг. 5-10), имеющих или не имеющих пружину, шарнирное соединение или другой тип механического смещающего устройства. В варианте осуществления без пружины эластичность и гибкость гармошки могут обеспечивать достаточное перемещение, необходимое для отслеживания стоматологического формирователя 10 изображения вдоль анатомии зубной дуги пациента. С этой целью любой из вариантов стоматологического формирователя 10 изображения, раскрытых в настоящем документе, имеющий гибкие или подвижные дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' и/или дугообразные передние и/или задние сканирующие консоли 50, 52, может также иметь вставленный в него датчик положения (например, угловой), для определения угла, под которым изгибается каждая консоль 32, 50, 52.
[75] Поворотная головка 98, проиллюстрированная на фиг. 7, в остальном по существу аналогична неподвижной головке 88, представленной и описанной со ссылкой на фиг. 6, включающей в себя дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32', соединенные с поворотной головкой 98 посредством гармошек 90, 90' сканирующей консоли и имеющие верхние сканеры 40, 40' консоли и нижние сканеры 42, 42' консоли, срединный передний сканер 68 на расположенной под углом неподвижной передней платформе 76, срединный задний сканер 70 на расположенной под углом неподвижной задней платформе 78, боковые пластины 94, 94' и центральные пластины 96, 96'. Хотя может быть возможна взаимная замена одного или более из указанных элементов, как раскрыто в настоящем документе, так что, например, поворотная головка 98 может использоваться с боковыми роликовыми направляющими 36, 36' вместо боковых пластин 94, 94' и/или поворотная головка 98 может использоваться с центральными скругленными направляющими 26, 26' вместо центральных пластин 96, 96'.
[76] Фиг. 8 и 9 иллюстрируют альтернативные варианты осуществления стоматологического формирователя 10 изображения в отношении центральной платформы 24, аналогичные вариантам осуществления, описанным выше со ссылкой на фиг. 1-3. Фиг. 8 иллюстрирует, что центральная платформа 24 поворотной головки 22 может включать в себя дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32', соединенные с центральной платформой 24 посредством гармошки 90, 90' сканирующей консоли и имеющие верхние сканеры 40, 40' консоли и нижние сканеры 42, 42' консоли, срединный передний сканер 68 на расположенной под углом неподвижной передней платформе 76, срединный задний сканер 70 на расположенной под углом неподвижной задней платформе 78, боковые пластины 94, 94' и центральные пластины 96, 96'. Хотя возможна взаимная замена одного или более элементов, как раскрыто в настоящем документе, так что, например, поворотная головка 22 может использоваться с боковыми роликовыми направляющими 36, 36' вместо боковых пластин 94, 94', и/или поворотная головка 22 может использоваться с центральными скругленными направляющими 26, 26' вместо центральных пластин 96, 96'. С этой целью на фиг. 8 дополнительно проиллюстрировано, что дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' могут включать в себя соответствующий набор концевых пластин 102, 102', изготовленных из тефлона или тому подобного, для направленного перемещения стоматологического формирователя 10 изображения во время использования. Кроме того, фиг. 9 может включать в себя центральные скругленные направляющие 26, 26' (в противоположность центральным пластинам 96, 96', представленным на фиг. 8) и боковые роликовые направляющие 36, 36' (в противоположность боковым пластинам 94, 94', представленным на фиг. 8).
[77] Фиг. 10 - увеличенное изображение гармошек 90, 90' сканирующей консоли, соединяющей дугообразные боковые сканирующие консоли 32, 32' с любым из центральной платформы 24, неподвижной головки 88 и/или поворотной головки 98.
[78] Наконец, в другом альтернативном варианте осуществления, проиллюстрированном на фиг. 11, стоматологический формирователь 10 изображения может включать в себя пару неподвижных дугообразных боковых сканирующих консолей 104, 104', неподвижных относительно неподвижной головки 88. В этом смысле одна или обе неподвижные дугообразные боковые сканирующие консоли 104, 104' могут быть неподвижными относительно неподвижной головки 88 или могут находиться в фиксированном отношении относительно центральной платформы 24 или поворотной головки 98 при использовании совместно с другими вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе. Кроме того, фиг. 11 иллюстрирует, что неподвижные дугообразные боковые сканирующие консоли 104, 104' могут включать в себя единственный отдельный сканер 110, 110', так что стоматологический формирователь 10 изображения на фиг. 11 включает в себя два отдельных сканера 110, 110', по одному в каждой из неподвижных дугообразных боковых сканирующих консолей 104, 104'. В данном случае неподвижные дугообразные боковые сканирующие консоли 104, 104' могут функционировать для отделения языка и щек от зубов 16, поскольку отдельные сканеры 110, 110' могут лучше захватывать четкое изображение интраоральной полости 18. Кроме того, верхние края неподвижных дугообразных боковых сканирующих консолей 104, 104' могут включать в себя соответствующий набор удлиненных пластин 112, 112' для увеличения комфорта и направления при сканировании в интраоральной полости 18. В данном случае, подобно другим пластинам 94, 96, 102, 106, 108, удлиненные пластины 112, 112' могут изготавливаться из тефлонового материала или тому подобного. Хотя фиг. 11 иллюстрирует вариант осуществления, в котором стоматологические формирователи 10 изображения включают в себя неподвижную головку 88, неподвижные дугообразные боковые сканирующие консоли 104, 104' и связанные с ними отдельные сканеры 110, 110'могут также быть совместимыми для использования с поворотной головкой 22 (и связанной с ней центральной платформой 24) или поворотной головкой 98. По существу, стоматологический формирователь 10 изображения, имеющий неподвижные дугообразные боковые сканирующие консоли 104, 104' и связанные с ними отдельные сканеры 110, 110', может быть проще и требовать меньше вычислительных мощностей, поскольку отдельные сканеры 110, 110' не перемещаются относительно неподвижной головки 88. Таким образом, программы последующей обработки могут не требоваться для определения положения отдельных сканеров 110, 110' относительно друг друга или относительно неподвижной головки 88.
[79] В примере, в котором стоматологический формирователь 10 изображения включает в себя только одну из боковых сканирующих консолей 32, 32' или одну из неподвижных дугообразных боковых сканирующих консолей 104, 104', пользователю может быть необходимо сначала провести выбранную дугообразную боковую сканирующую консоль 32 или 104 вдоль внутренней стороны зубной дуги, затем выполнить второй проход вдоль наружной стороны зубной дуги (или наоборот) для получения законченного скана.
[80] В целом, различные технологии, известные из уровня техники, могут использоваться для создания цифровой компьютерной 3D- модели зубной дуги, включающей в себя, без ограничения, время-пролетную (ToF), стереоскопическую, получение изображения моментов светового поля, фиксированный структурированный свет, программируемый структурированный свет (DLP), и/или 3D- и/или 4D- ультразвуковая (сонография). Кроме того, один или более сканеров 28, 40, 42, 68, 70, 110 могут использовать технологии фиксации изображения/формы, известные из уровня техники, например, без ограничения, лазерную технологию, технологию цифровой камеры, технологию ультразвукового датчика и/или технологию светодиода.
[81] Точнее говоря, получение 3D-изображения на основе структурированного света может требовать объединения по меньшей мере одного излучателя и по меньшей мере одной камеры на сканер (например, в одном или более из центрального сканера 28, верхнего сканера 40 консоли, нижнего сканера 42 консоли, срединного переднего сканера 68, срединного заднего сканера 70 и/или отдельных сканеров 110). В данном случае программное обеспечение для получения 3D-изображения на основе структурированного света может захватывать три-четыре изображения, полученных камерой, на 3D- изображение. Такая технология может вычислять сопоставимость размеров высоты поверхности относительно легко. Другие технологии могут использоваться для получения структурированного освещения с использованием, например, технологии, аналогичной системе XBox Kinect для фиксации 3D-положения с помощью одного изображения. Кроме того, лазерное сканирование может использовать софокусный способ, который требует модулирования положения фокуса и бокового положения лазерного пучка. В данном случае лазерный сканер фиксирует ʺсрезʺ зуба и опирается на параллельный перенос зонда для создания другого размера скана. Альтернативно, 3D-определение может выполняться с использованием триангуляции с лазерным пучком и формирователя изображения, чтобы не было необходимости модулировать фокусное положение. Получение стереоскопического изображение может использовать двухкамерный сканер (например, в одном или более из центрального сканера 28, верхнего сканера 40 консоли, нижнего сканера 42 консоли, срединного переднего сканера 68, срединного заднего сканера 70 и/или отдельных сканеров 110) и может обычно обеспечивать информацию о глубине.. Кроме того, стоматологический формирователь 10 изображения может также использовать интерференционные способы для получения 3D-модели. В настоящем документе положение зуба может измеряться с использованием когерентности, аналогично оптической когерентной томографии. В другом альтернативном варианте осуществления стоматологический формирователь 10 изображения может использовать акустические способы, аналогично ультразвуку, для получения 3D-изображения интраоральной полости 18. В этом случае датчики положения на основании акустических данных могут измерять относительный размер и форму зубов 16 посредством испускания щелкающего звука, который отражается от относительно твердой структуры зубов 16. Такие измерения могут обеспечивать одноточечное или многоточечное измерение. Например, входные сигналы могут экстраполироваться в 3D-профиль с использованием множества точек входных сигналов и множества микрофонов, измеряющих звуковые волны, отраженные от зубов 16 во время процесса сканирования.
[82] Кроме того, признаки различных вариантов осуществления, раскрытые в настоящем документе, могут сочетаться и/или сопоставляться, как необходимо и/или желательно. Например, различные варианты для отделения элементов, фиксирующих изображение/форму (например, сканеров, камер, ультразвуковых датчиков и т.д.), и зубов 16 могут включать в себя центральные скругленные направляющие 26, 26' и/или боковые роликовые направляющие 36, 36' (например, изготовленные из резины или тому подобного), расположенные на верхнем внутреннем участке дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' (например, как представлено на фиг. 5 и 9-10), в целом расположены центрально на неподвижной головке 88 (например, как представлено на фиг. 5) или в целом расположены центрально на центральной платформе 24 (например, как представлено на фиг. 9 и 10). В некоторых вариантах осуществления один или более центральных сканеров 28 могут располагаться между центральными скругленными направляющими 26, 26', например, как представлено со ссылкой на фиг. 2. Другие альтернативные варианты осуществления могут включать в себя использование срединного переднего сканера 68 и/или срединного заднего сканера 70 с дугообразной передней сканирующей консолью 50, дугообразной задней сканирующей консолью 52, и/или соответствующими расположенными под углом неподвижными передней или задней платформами 76, 78. Кроме того, боковые пластины 94, 94' и/или центральные пластины 96, 96' (например, изготовленные из тефлонового материала или тому подобного) могут размещаться на верхнем участке дугообразных боковых сканирующих консолей 32, 32' (например, как представлено на фиг. 6-8), и/или дугообразной передней сканирующей консоли 50, и/или дугообразной задней сканирующей консоли 52; на центре неподвижной головки 88 (фиг. 6), на центре поворотной головки 98 (фиг. 7) или на центре центральной платформы 24 (фиг. 9). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления один или более центральных сканеров 28 могут располагаться между центральными пластинами 96, 96', например, в положении, представленном на фиг. 2, относительно центральных скругленных направляющих 26, 26'. Кроме того, передняя пластина 106 и задняя пластина 108 могут быть установлены соответственно на верхнем участке расположенной под углом неподвижной передней платформы 76 и расположенной под углом неподвижной задней платформы 78 (например, как представлено на фиг. 5-9), или передняя пластина 106 и задняя пластина 108 могут устанавливаться непосредственно на неподвижной головке 88 (например, как представлено на фиг. 11) или непосредственно на центральной платформе 24.
[83] Кроме того, каждая из головок, то есть поворотная головка 22, неподвижная головка 88 и/или поворотная головка 98, может быть сменной. В настоящем документе соответствующая головка 22, 88, 98 может быть выполнена с возможностью избирательного прикрепления и/или отсоединения от переходной области 86, так что пользователь может взаимозаменять головки 22, 88, 98 для использования с одной удлиненной ручкой 12. Этот признак может быть потенциально выгодным, поскольку он позволяет замену головки (в случае поломки) или использование различных головок в зависимости от требуемого использования или задачи. С этой целью может быть желательно использование другой головки для получения других результатов, то есть, головка, имеющая определенную технологию сканирования (например, лазерные сканеры, камеры, ультразвук и т.д.), может использоваться для различных потребностей, которые могут различаться у различных пациентов. Например, одна такая головка может иметь технологию сканирования, лучше всего подходящую для захватывания формы/контура зубов 16 и преобразующую эту информацию в 3D-модель. Затем головка может заменяться другой, предназначенной в большей степени для фиксации цветных изображений зубов. В этом случае при помощи соответствующей системы программного обеспечения изображения могут преобразовываться в 3D-модель; хотя головка может просто использоваться для получения подробных увеличенных изображений зубов для идентификации потенциальных проблем. Таким образом, стоматологический формирователь 10 изображения может иметь применения, например, как в лечении зубов, так и в ортодонтии.
[84] Хотя несколько вариантов осуществления подробно описаны с целью иллюстрации, могут быть выполнены различные модификации без отступления от объема и смысла изобретения. Соответственно, изобретение, раскрытое в настоящем документе, не ограничено ничем, кроме приложенной формулы.
Реферат
Группа изобретений относится к медицине. Стоматологический формирователь изображения включает в себя удлиненную ручку, имеющую поворотную головку, соединенную с его дистальным концом и имеющую центральную платформу со множеством дугообразных сканирующих консолей, соединяющихся с возможностью поворота с ним посредством петли. Дугообразные сканирующие консоли имеют форму и размер, подходящие для общего размещения вокруг зуба, и каждая включает в себя по меньшей мере один сканер и роликовую направляющую, которая удобно катится вдоль поверхности зуба или десен для смещения сканеров на требуемое расстояние от поверхности зуба, способствуя получению его изображения. В этом смысле такой стоматологический формирователь изображения может использоваться в процессе сканирования и регистрации контуров интраоральной поверхности, данные которых могут использоваться для создания цифрового трехмерного слепка поверхности, который может быть напечатан на 3D-принтере или тому подобном. Применение данной группы изобретений позволит повысить эффективность получения стоматологических изображений. 4 н. и 27 з.п. ф-лы, 11 ил.
Формула
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Сканирующий зондовый микроскоп с компактным сканером
