[发明专利]使用分割和主牙弓的全景牙科成像

说明书

相关申请

本专利申请主张要求于2009年7月31日提交的美国临时申请No.61/230411的优先权，据此通过引用并入其内容。

技术领域

本发明涉及X射线成像。更具体而言，本发明的实施例涉及对人类口腔和类似结构的全景成像。

背景技术

X射线被用于在牙科中对牙齿和口腔的部分进行成像已经有许多年。一般而言，该过程包括生成X射线并将X射线引向患者的口腔。X射线被口腔的不同部位(例如，骨骼与组织)有差异地吸收和反射。吸收的这种差异被用于诸如在胶片上或者通过使用电子图像传感器生成图像。可以生成特定感兴趣区域的个体图像，或者，如果需要更宽的视角，可以生成全景图像。通常情况下，将计算机断层摄影(“CT”)系统用于生成全景图像。在典型的牙科CT系统中，患者直立而坐，并且X射线源和探测器被安装在围绕通过患者头部中间的垂直轴旋转的机架的相对端。一般而言，颌(jaw)的全景图像描绘的颌好像是被成像到页面(sheet)轴直立的圆柱形页面上，并且好像是随后将该页面展开成平面形式而得到的。

发明内容

虽然存在大量设计用于生成口腔的全景图像的技术，但这些技术具有若干缺点。例如，由于颌不是圆柱形的，在使用许多已知技术生成的全景图像中发生一定的失真和不准确。另外，许多当前可用系统的图像质量低于预期，因为，除此之外，全景图像不能提供在其中清晰地并且以接近类似正对其采集图像的个体的实际解剖结构的方式来呈现前牙、侧牙、窦底和神经管的图像。例如，一些现有的全景系统产生具有凹形前部和隐藏的颚骨节的图像。

除此之外，本发明的实施例提供了一种四步过程，其用于生成具有比至少一些现有装置对实际解剖结构的更为逼真的描绘的图像。该过程的第一部分包括从图像的其他部分(肉、牙龈等)中分割和可视化颌(或骨骼)。该过程的第一部分使用“区域生长算法。”在该过程的第二部分中，颌弓(jaw arch)的探测是通过将图像数据分离成切片并应用曲线拟合技术来实现的。在该过程的第三部分中，关于颌弓的信息被用于探测主牙弓(master arch)。最后，在该过程的第四部分中，使用主牙弓并呈现几何结构来生成全景图像。

本发明还提供了一种用于生成全景X射线图像的方法。该方法包括利用X射线探测器获得具有第一多个切片的体积X射线图像数据；利用计算机将所述X射线图像数据分割成垂直(vertical)阈值以上的第一部分和垂直阈值以下的第二部分；并且将第二部分分离成第二多个切片。该方法还包括针对第二多个切片中的每个切片生成多条曲线；针对第二多个切片生成主牙弓；并且基于该主牙弓生成全景图像。

此外，本发明提供了一种具有增强的图像质量的全景X射线系统。该系统包括机架、安装在机架上的X射线源、安装在机架上的X射线源的对侧的X射线探测器、以及从X射线探测器接收体积图像数据的计算机。计算机将图像数据分割成垂直阈值以上的第一部分和垂直阈值以下的第二部分；将第二部分的数据分离成多个切片；针对多个切片中的每个切片生成多条曲线；针对多个切片生成主牙弓；并且基于该主牙弓生成全景图像。

本发明还提供了一种生成颌图像数据的方法。该方法包括利用X射线探测器获得包括多个切片的体积X射线图像数据，每个切片具有多个体素值。该方法还包括利用计算机从体积图像数据选择矢状切片，以及利用计算机反复地(iteratively)检查矢状切片中的体素值。该方法还包括对多个切片中的每个切片选种(seeding)、执行区域生长、基于该区域生长生成图像的集合、并基于该图像的集合生成三维图像。

通过考虑详细描述和附图，本发明的其他方面将变得显而易见。

附图说明

图1是用于生成全景X射线图像的牙科X射线系统的图示。

图2是图示说明由图1中所示的系统执行的颌分割和可视化过程的流程图。

图3是图示说明由图1中所示的系统执行的自动颌弓探测过程的流程图。

图4是图示说明由图1中所示的系统执行的主牙弓探测过程的流程图。

图5是图示说明由图1中所示的系统执行的全景图像重建过程的流程图。

图6是更为详细地图示说明图2的自动颌弓探测过程的详细步骤的流程图。

图7是更为详细地图示说明图3的自动颌弓探测过程的详细步骤的流程图。

图8是更为详细地图示说明图4的主牙弓探测过程和图5的全景图像重建过程的详细步骤的流程图。

具体实施方式