ES2843501T3

ES2843501T3 - Escáner intraoral con capacidades de diagnóstico dental

Info

Publication number: ES2843501T3
Application number: ES19185299T
Authority: ES
Inventors: Gilad Elbaz; Erez Lampert; Yossef Atiya; Avi Kopelman; Ofer Saphier; Maayan Moshe; Shai Ayal
Original assignee: Align Technology Inc
Current assignee: Align Technology Inc
Priority date: 2016-07-27
Filing date: 2017-07-27
Publication date: 2021-07-19
Anticipated expiration: 2037-07-27
Also published as: EP3490439A4; CN113499159B; EP3490439A1; KR20240166609A; EP3490439B1; KR20230097205A; US20190076026A1; EP3490439C0; KR20190022941A; CN107661159A; US10509838B2; EP4252698A2; WO2018022940A9; AU2017302364B2; CN107661159B; KR102732973B1; US20190258690A1; WO2018022940A1; CN113499160A; KR102546050B1

Abstract

Un dispositivo de manguito adaptador de transiluminación para un escáner intraoral, comprendiendo el dispositivo: un cuerpo de manguito (3101, 3207) configurado para acoplarse con un cabezal (3105) de un escáner intraoral, comprendiendo el cuerpo de manguito una zona de paso de luz en un extremo distal del cuerpo de manguito configurada para permitir que la luz en el infrarrojo cercano (IR cercano) pase a través del manguito; una primera zona de aleta (3103) que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz; una segunda zona de aleta (3103) que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz; una fuente de luz en el IR cercano configurada para emitir luz en el IR cercano desde la primera zona de aleta transversal hasta la zona de paso de luz; y uno o más contactos eléctricos (3123) dentro del manguito y configurados para alimentar la fuente de luz en el IR cercano.

Description

DESCRIPCIÓN

Escáner intraoral con capacidades de diagnóstico dental

Campo

Los procedimientos y aparatos desvelados en el presente documento pueden referirse a escáneres ópticos y, en particular, a la generación de representaciones tridimensionales de objetos. En particular, en el presente documento se desvelan procedimientos y aparatos que pueden ser útiles para escanear (incluyendo el escaneo 3D) y analizar la cavidad intraoral de cara al diagnóstico, tratamiento, seguimiento longitudinal, medición de dientes, y detección de caries y grietas dentales. Estos procedimientos y aparatos pueden generar modelos volumétricos de la estructura interna de los dientes y/o pueden incluir el escaneo en color.

Antecedentes

Muchos de los procedimientos dentales y de ortodoncia se pueden beneficiar de descripciones tridimensionales (3D) precisas de la dentición de un paciente y de la cavidad intraoral. En particular, sería útil proporcionar una descripción tridimensional de la superficie y las estructuras internas de los dientes, incluyendo el esmalte y la dentina, así como las caries y la composición interna general del volumen de los dientes. Aunque las representaciones puramente superficiales de las superficies 3D de los dientes han demostrado ser extremadamente útiles en el diseño y fabricación de prótesis dentales (p. ej. coronas o puentes) y en los planes de tratamiento, sería tremendamente útil la capacidad de obtener imágenes de estructuras internas, incluyendo el desarrollo de caries y grietas en el esmalte y la dentina subyacente, en particular junto con un mapa topográfico de la superficie.

Históricamente, se ha utilizado la radiación ionizante (p. ej. rayos X) para obtener imágenes del interior de los dientes. Por ejemplo, a menudo se utilizan radiogramas de aleta de mordida por rayos X para proporcionar imágenes no cuantitativas del interior de los dientes. Sin embargo, además del riesgo de radiación ionizante, estas imágenes suelen tener una capacidad limitada a la hora de representar visualmente características y pueden implicar un procedimiento largo y costoso. Otras técnicas, tales como la tomografía computarizada de haz cónico (CBCT), pueden proporcionar imágenes tomográficas pero siguen requiriendo radiación ionizante.

Por tanto, sería beneficioso proporcionar procedimientos y aparatos (incluyendo dispositivos y sistemas), tales como sistemas de escaneo intraoral, que puedan usarse para modelar el diente o los dientes de un sujeto incluyendo las estructuras y la composición tanto externas (superficie) como internas (dentro del esmalte y la dentina) sin utilizar radiación ionizante. El modelo de los dientes del sujeto puede ser un modelo volumétrico 3D o una imagen panorámica. En particular, sería útil proporcionar procedimientos y aparatos que puedan usar un solo aparato para proporcionar esta capacidad. Existe la necesidad de procedimientos y sistemas mejorados para escanear una cavidad intraoral de un paciente y/o para automatizar la identificación y el análisis de caries dentales. El documento EP 1693 021 A1 desvela un dispositivo de manguito adaptador de iluminación para un escáner intraoral que tiene una fuente de luz de infrarrojo cercano en una porción con forma de anillo. El documento WO 2016/113745 A1 desvela un adaptador de iluminación que tiene una sonda.

Sumario de la divulgación

La invención se refiere a un dispositivo de manguito adaptador de transiluminación para un escáner intraoral, como se define en la reivindicación 1. En las reivindicaciones dependientes adjuntas se exponen las realizaciones preferidas. En general, en el presente documento se desvelan procedimientos y aparatos (p. ej. dispositivos y sistemas) para escanear estructuras dentales tanto externas como internas. Estos procedimientos y aparatos pueden generar un modelo de los dientes de un sujeto que incluye tanto la topografía de la superficie como características internas (p. ej. la dentina, empastes dentales, grietas y/o caries). Cualquiera de estos aparatos puede incluir escáneres intraorales para escanear dentro o alrededor de la cavidad oral de un sujeto y que están equipados con una o más fuentes de luz que pueden iluminar en dos o más intervalos espectrales: un intervalo espectral de iluminación de características superficiales (p. ej. la luz visible) y un intervalo espectral de penetración (p. ej. un intervalo de IR, y en particular de "IR cercano", que incluye, sin limitación, 850 nm). El aparato de escaneo también puede incluir uno o más sensores para detectar la luz emitida y uno o más procesadores para controlar la operación de escaneo, y para analizar la luz recibida del primer intervalo espectral y del segundo intervalo espectral para generar un modelo de los dientes del sujeto, incluyendo la superficie de los dientes y características del interior de los mismos, incluyendo el esmalte y la dentina. El modo generado puede ser un modelo volumétrico 3D o una imagen panorámica.

Tal como se usa en el presente documento, un modelo volumétrico puede incluir una representación virtual de un objeto en tres dimensiones en la que las zonas internas (estructuras, etc.) estén dispuestas dentro del volumen en tres dimensiones físicas, en proporción y relación relativa a las otras características internas y superficiales del objeto que se está modelando. Por ejemplo, una representación volumétrica de un diente puede incluir la superficie externa así como las estructuras internas del diente (debajo de la superficie del diente) dispuestas proporcionalmente con relación al diente, de modo que una sección a través del modelo volumétrico corresponda sustancialmente a una sección a través del diente, mostrando la posición y el tamaño de las estructuras internas; un modelo volumétrico puede ser una sección en cualquier dirección (p. ej. arbitraria) y corresponder a secciones equivalentes a través del objeto que se modela. Un modelo volumétrico puede ser electrónico o físico. Puede formarse un modelo volumétrico físico, p. ej.

mediante impresión 3D o similar. Los modelos volumétricos desvelados en el presente documento pueden extenderse por el volumen completamente (p. ej. a través de todo el volumen, p. ej. el volumen de los dientes) o parcialmente (p. ej. por el volumen que se modela a una profundidad mínima, p. ej. 2 mm, 3 mm, 4 mm, 5 mm, 6 mm, 7 mm, 8 mm, 9 mm, 10 mm, 12 mm, etc.).

Los procedimientos desvelados en el presente documento incluyen habitualmente procedimientos para generar un modelo de los dientes de un sujeto, normalmente generando un modelo o representación 3D de los dientes que incluya características tanto superficiales como internas. Pueden usarse procedimientos no ionizantes de obtención de imágenes y/o detección de estructuras internas, tales como captar imágenes usando una longitud de onda penetrante para ver estructuras dentro de los dientes iluminándolos mediante uno o más intervalos espectrales penetrantes (longitudes de onda), incluyendo el uso de transiluminación (p. ej. iluminando desde un lado y captando la luz desde el lado opuesto una vez que ha pasado a través del objeto), y/u obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño (p. ej. obtención de imágenes por reflectancia, captando la luz que se ha reflejado/dispersado desde estructuras internas cuando se ilumina con una longitud de onda penetrante). En particular, pueden captarse múltiples imágenes de penetración desde la misma posición relativa. Aunque pueden utilizarse técnicas tradicionales de obtención de imágenes por penetración (p. ej. transiluminación), en las que el ángulo entre la dirección de iluminación del emisor de luz y el ángulo de visión del detector (p. ej. una cámara) sea de 90 grados o 180 grados, en el presente documento también se desvelan procedimientos y aparatos en los que el ángulo es mucho más pequeño (p. ej. entre 0 grados y 25 grados, entre 0 grados y 20 grados, entre 0 grados y 15 grados, entre 0 grados y 10 grados, etc.). Los ángulos más pequeños (p. ej. 0-15°) pueden ser en particular beneficiosos porque la iluminación (fuente de luz) y la detección (uno o más detectores, p. ej. una o más cámaras, etc.) pueden estar más cerca entre sí, y pueden proporcionar un cabezal de escaneo para el escáner intraoral que puede colocarse y moverse más fácilmente alrededor de los dientes de un sujeto. Estas imágenes y técnicas de obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño también pueden denominarse en el presente documento iluminación y/u obtención de imágenes por reflectancia, u obtención de imágenes por reflectancia/dispersión. En general, la obtención de imágenes por penetración puede referirse a cualquier tipo apropiado de obtención de imágenes por penetración a menos que se especifique lo contrario, incluyendo la transiluminación, la obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño, etc. Sin embargo, los ángulos pequeños también pueden resultar en un reflejo directo desde la superficie del objeto (p. ej. los dientes) que puede oscurecer las estructuras internas.

Los procedimientos y aparatos desvelados en el presente documento son en particular efectivos para combinar un modelo de superficie 3D del diente o dientes con las características internas visualizadas, tales como lesiones (caries, grietas, etc.) que pueden detectarse mediante obtención de imágenes por penetración utilizando un escáner intraoral que esté adaptado para la detección separada, pero concurrente (o casi concurrente), de las características tanto superficiales como internas. Para combinar el escaneo de superficie y la obtención de imágenes por penetración puede cambiarse cíclicamente o cambiarse entre estas diferentes modalidades de manera que se permita usar el mismo sistema de coordenadas para ambas. Como alternativa, pueden visualizarse tanto el escaneo de superficie como el escaneo por penetración simultáneamente, p. ej. filtrando selectivamente las longitudes de onda de las que se obtengan imágenes para separar la luz IR (en el IR cercano) de la luz visible. Por lo tanto, los datos de superficie 3D pueden proporcionar información de referencia y angular para las estructuras internas, y pueden permitir interpretar y analizar las imágenes obtenidas por penetración que, de otra manera, serían difíciles o imposibles de interpretar.

Por ejemplo, en el presente documento se desvelan procedimientos para generar un modelo de los dientes de un sujeto, que incluyen los pasos de: captar datos de modelo de superficie tridimensional (3D) de al menos una porción de un diente de un sujeto, usando un escáner intraoral; captar una pluralidad de imágenes del interior del diente usando una longitud de onda penetrante con el escáner intraoral; y formar un modelo 3D del diente que incluye la estructura interna utilizando los datos de modelo de superficie 3D y la pluralidad de imágenes.

Un procedimiento para generar un modelo de los dientes de un sujeto puede incluir: captar datos de modelo de superficie tridimensional (3D) de al menos una porción del diente de un sujeto con un escáner intraoral que opera en una primera modalidad de obtención de imágenes, en el que los datos de modelo de superficie 3D tienen un primer sistema de coordenadas; captar una pluralidad de imágenes del interior del diente con el escáner intraoral operando en una segunda modalidad de obtención de imágenes que usa una longitud de onda penetrante, en el que la pluralidad de imágenes hace referencia al primer sistema de coordenadas; y formar un modelo 3D del diente que incluye estructuras internas utilizando los datos de modelo de superficie 3d y la pluralidad de imágenes. En general, la captación con la primera longitud de onda no capta necesariamente imágenes, pero puede captar directamente un escaneo de superficie 3D. Las segundas modalidades de penetración pueden captarse como imágenes procesadas tal como se desvela en el presente documento.

En general, la captación de los datos de modelo de superficie 3D puede incluir determinar una topología de superficie 3D usando cualquier procedimiento apropiado. Por ejemplo, determinar una topología de superficie 3D puede incluir el uso de enfoque confocal. Captar los datos de modelo de superficie 3D puede comprender el uso de uno o más de: escaneo confocal, visión estéreo o triangulación de luz estructurada.

Cualquiera de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento pueden usarse para modelar, obtener imágenes y/o representar una imagen 3D de un solo diente o de una zona de un diente, varios dientes, de los dientes y las encías, o de otras estructuras intraorales, en particular desde dentro la boca de un sujeto.

En general, los procedimientos y aparatos para llevar a cabo esto descritos en el presente documento incluyen escaneo/escáneres intraoral/es 3D en color. Por ejemplo, los procedimientos pueden incluir la captación de datos 3D intraorales en color.

Como se describirá con mayor detalle a continuación, el procedimiento y los aparatos pueden controlar la conmutación entre la recolección de datos de superficie y la recolección de datos de obtención (penetrante) de imágenes de penetración. Por ejemplo, cualquiera de estos procedimientos puede incluir captar imágenes usando la longitud de onda penetrante mientras se captan los datos de modelo de superficie 3D, p. ej. conmutando entre la primera modalidad de obtención de imágenes y la segunda modalidad (penetrante) de obtención de imágenes.

Para recopilar los datos de características internas y superficiales puede utilizarse el mismo sensor o un sensor diferente. Por ejemplo, captar la pluralidad de imágenes puede comprender usar un mismo sensor en el escáner intraoral para captar datos de modelo de superficie 3D y la pluralidad de imágenes usando la longitud de onda penetrante. Como alternativa, pueden usarse uno o más sensores separados. Por ejemplo, captar la pluralidad de imágenes puede comprender usar un sensor diferente en el escáner intraoral para captar datos de modelo de superficie 3D y la pluralidad de imágenes usando la longitud de onda penetrante.

Como se ha mencionado, captar imágenes del diente usando la longitud de onda penetrante (o intervalo espectral penetrante) puede incluir captar imágenes de penetración con cualquier ángulo entre la fuente de iluminación y el sensor (p. ej. un detector o cámara). En particular, los datos de características internas (p. ej. obtención de imágenes por reflectancia) pueden obtenerse usando una configuración con ángulo pequeño, en la que se capten una o preferentemente más imágenes de penetración en diferentes orientaciones con respecto al diente/dientes. Por ejemplo, captar la pluralidad de imágenes puede comprender iluminar el diente con un ángulo de entre 0° y 15° con respecto a un sensor (p. ej. un detector, cámara, etc.) que reciba la iluminación del diente que se refleja en la composición interna del diente/dientes. Captar la pluralidad de imágenes (p. ej. imágenes de penetración tales como estas imágenes de penetración con ángulo pequeño) generalmente incluye captar una o más (p. ej. una pluralidad, que incluya dos o más, tres o más, etc.) imágenes de penetración con diferentes ángulos del escáner intraoral en relación con el diente sobre la misma zona del diente. Por tanto, la misma zona interna del diente aparecerá en múltiples escaneos diferentes desde diferentes ángulos.

En general, puede incluirse cualquier número de sensores en el escáner intraoral, p. ej. el cabezal del escáner intraoral. Puede usarse cualquier sensor apropiado para detectar y registrar el uno o más intervalos espectrales apropiados (p. ej. de luz). Se puede hacer referencia a sensores y estos pueden incluir detectores, cámaras y similares. Por ejemplo, captar una pluralidad de imágenes puede comprender usar una pluralidad de sensores en el escáner intraoral para captar la pluralidad de imágenes usando la longitud de onda penetrante.

La iluminación utilizada para captar una imagen de penetración es generalmente penetrante, de modo que pueda penetrar y pasar a través del esmalte y la dentina de los dientes al menos parcialmente. Las longitudes de onda de luz penetrantes pueden incluir luz generalmente infrarroja (y en particular en el infrarrojo cercano). Por ejemplo, puede usarse luz en el intervalo de 700 a 1090 nm (p. ej. 850 nm). Pueden usarse otras longitudes de onda e intervalos de longitudes de onda, incluyendo longitudes de onda más cortas que el espectro visible. Por tanto, captar la pluralidad de imágenes puede comprender iluminar el diente con luz infrarroja. Captar la pluralidad de imágenes (p. ej. imágenes de penetración) puede incluir iluminar el diente con una o más de luz blanca (lo que incluye, sin limitación, transiluminación con luz blanca), fluorescencia con luz UV/azul y fluorescencia de luz roja.

La iluminación utilizada para captar una imagen de penetración puede considerarse semipenetrante, en el sentido de que las zonas internas de los dientes (p. ej. puntos o vóxeles) pueden ser visibles desde solo unas cuantas posiciones y orientaciones de cámara; en algunas imágenes que incluyan el punto de volumen en su campo de visión, el punto puede estar obstruido por otras estructuras. En ese sentido, las imágenes que incluyan el punto de volumen en su campo de visión podrían no representar este punto de volumen. Por tanto, los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento pueden tener en cuenta el enmascaramiento elevado de los puntos de volumen, a diferencia de otras técnicas de escaneo por penetración tales como la TC, que utiliza imágenes de rayos X en las que no se produce enmascaramiento.

En general, puede utilizarse cualquier técnica apropiada para formar los modelos 3D del diente que incluyan las estructuras (combinadas) de superficie e internas a partir de la obtención de imágenes por penetración. Estos modelos 3D pueden denominarse modelos 3D de superficie/volumen combinados, modelos de superficie volumétrica 3D o simplemente "modelos 3D", o algo similar. Como se ha mencionado, tanto los datos de superficie como los datos de obtención de imágenes por penetración pueden estar generalmente en el mismo sistema de coordenadas. Pueden combinarse ambos utilizando el sistema de coordenadas común. En algunas variaciones, los datos de superficie pueden expresarse como un modelo de superficie y pueden agregarse las características internas a este modelo. En algunas variaciones, pueden reconstruirse los datos y formar un modelo tridimensional al mismo tiempo (después de sumarlos). Pueden modificarse (p. ej. filtrarse, restarse, etc.) uno o ambos conjuntos de datos por separado. Por ejemplo, formar el modelo 3D del diente que incluye las estructuras internas puede comprender combinar los datos de modelo de superficie 3D con los datos de estructura interna (incluyendo los datos volumétricos). Formar el modelo 3D del diente que incluye las estructuras internas puede comprender combinar la pluralidad de imágenes de penetración, pudiendo captarse la pluralidad de imágenes de penetración desde diferentes ángulos utilizando el escáner intraoral.

En cualquiera de los procedimientos y aparatos configurados para llevar a cabo estos procedimientos descritos en el presente documento, el sistema puede analizar los datos automáticamente o manualmente. En particular, el procedimiento y los aparatos descritos en el presente documento pueden incluir examinar características internas y/o identificar características de interés, incluyendo grietas y caries. Las características pueden reconocerse en función de un criterio de reconocimiento de características (p. ej. zonas oscuras o claras en las imágenes de penetración), reconocimiento de patrones, aprendizaje automático o similares. Es posible el marcado de características, lo que incluye coloreado, etiquetado o similares. La característica puede marcarse directamente en el modelo 3D, en la imagen de penetración o en una estructura de datos que haga referencia (p. ej. que comparta un sistema de coordenadas con el) al modelo 3D del diente formado mediante los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento.

En el presente documento también se describen aparatos configurados para llevar a cabo cualquiera de los procedimientos descritos. Por ejemplo, en el presente documento se describen sistemas de escaneo intraoral para generar un modelo de los dientes de un sujeto que incluyen: un cabezal manual que tiene al menos un sensor y una pluralidad de fuentes de luz, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y un segundo intervalo espectral, en el que el segundo intervalo espectral es penetrante; y uno o más procesadores conectados operativamente al cabezal manual, estando el uno o más procesadores configurados para: generar un modelo de superficie tridimensional (3D) de al menos una porción del diente de un sujeto usando luz de un primer intervalo espectral; y generar un modelo 3D del diente del sujeto que incluya estructuras internas en función del modelo de superficie 3D y en una pluralidad de imágenes, captadas en el segundo intervalo espectral, que muestren estructuras internas.

Un sistema de escaneo intraoral para generar un modelo de los dientes de un sujeto puede incluir: un cabezal manual que tiene al menos un sensor y una pluralidad de fuentes de luz, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y un segundo intervalo espectral, en el que adicionalmente el segundo intervalo espectral es penetrante; y uno o más procesadores conectados operativamente al cabezal manual, estando el uno o más procesadores configurados para: determinar información de superficie usando luz en el primer intervalo espectral detectada por el cabezal manual, usando un primer sistema de coordenadas; generar un modelo de superficie tridimensional (3D) de al menos una porción del diente de un sujeto utilizando la información de superficie; captar una pluralidad de imágenes en el segundo intervalo espectral, haciendo las imágenes referencia al primer sistema de coordenadas; y generar un modelo 3D del diente de sujeto que incluye estructuras internas en función del modelo de superficie 3D y la pluralidad de imágenes.

En el presente documento también se describen procedimientos para generar un modelo de los dientes de un sujeto que incluye las estructuras tanto superficiales como interiores, en los cuales se cambia cíclicamente el mismo escáner intraoral entre diferentes modalidades, p. ej. entre escaneo de superficie y penetración; también pueden incluirse alternativamente modalidades adicionales (p. ej. fluorescencia láser, etc.). En general, aunque los ejemplos descritos en el presente documento se centran en la combinación de escaneo de superficie y penetración, pueden utilizarse otras técnicas de escaneo interno (p. ej. fluorescencia láser) en lugar o además de la obtención de imágenes de características internas descrita en el presente documento.

Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos para generar un modelo de los dientes de un sujeto que incluye las estructuras tanto superficiales como internas, que incluyen los pasos de: usar un escáner intraoral manual para escanear una porción de un diente de un sujeto usando una primera modalidad, para captar datos de modelo de superficie tridimensional (3D) del diente; usar el escáner intraoral manual para escanear la porción del diente del sujeto usando una segunda modalidad, para obtener imágenes del interior del diente usando una longitud de onda penetrante para captar datos internos del diente; cambiar cíclicamente entre la primera modalidad y la segunda modalidad, en el que cambiar cíclicamente conmuta rápidamente entre la primera modalidad y la segunda modalidad de modo que las imágenes que utilizan la longitud de onda penetrante comparten un sistema de coordenadas con los datos de modelo de superficie 3D, captados en la primera modalidad.

Cualquiera de los procedimientos descritos en el presente documento puede incluir ajustar automáticamente la duración del tiempo empleado en el escaneo en la primera modalidad, la duración del tiempo empleado en la segunda modalidad o la duración del tiempo empleado en la primera y la segunda modalidades cuando se cambia cíclicamente entre la primera modalidad y la segunda modalidad. Por ejemplo, cualquiera de estos procedimientos puede incluir el ajuste automático de la duración del tiempo empleado en el escaneo en la primera modalidad, la duración del tiempo empleado en la segunda modalidad, o la duración del tiempo empleado en la primera y la segunda modalidades cuando se cambia cíclicamente entre la primera modalidad y la segunda modalidad en función de los datos de modelo de superficie 3D captados, los datos internos, o tanto los datos de modelo de superficie 3D como los datos internos. Por tanto, un procedimiento para generar un modelo de los dientes de un sujeto puede incluir: usar un escáner intraoral manual para escanear una porción del diente de un sujeto usando una primera modalidad, para captar datos de modelo de superficie tridimensional (3D) del diente; usar el escáner intraoral manual para escanear la porción del diente del sujeto usando una segunda modalidad, para obtener imágenes del interior del diente usando una longitud de onda penetrante para captar datos internos del diente; cambiar cíclicamente entre la primera modalidad y la segunda modalidad usando un esquema de escaneo, en el que el cambio cíclico conmuta rápidamente entre la primera modalidad y la segunda modalidad, de modo que los datos internos usan el mismo sistema de coordenadas que los datos de modelo de superficie 3D captados en la primera modalidad; y ajustar el esquema de escaneo en función de los datos de modelo de superficie 3D captados, los datos internos, o tanto los datos de modelo de superficie 3D como los datos internos.

Ajustar el sistema de escaneo puede comprender el ajuste en función de determinar la calidad de los datos de modelo de superficie 3D captados. Ajustar el esquema de escaneo puede comprender ajustar automáticamente el esquema de escaneo, y/o ajustar una duración de escaneo en la primera modalidad y/o ajustar una duración de escaneo en la segunda modalidad.

Cualquiera de estos procedimientos puede incluir la combinación de los datos de modelo de superficie 3D y los datos internos del diente para formar un modelo 3D del diente.

Como se ha mencionado anteriormente, la captación de los datos de modelo de superficie 3D puede incluir determinar una topología de superficie 3D utilizando enfoque confocal/escaneo confocal, visión estéreo o triangulación de luz estructurada.

En general, el cambio cíclico puede comprender cambiar cíclicamente entre la primera modalidad, la segunda modalidad y una tercera modalidad, en el que el cambio cíclico conmuta rápidamente entre la primera modalidad, la segunda modalidad y la tercera modalidad de modo que las imágenes que utilizan la longitud de onda penetrante comparten un sistema de coordenadas con el modelo de superficie 3D, captado en la primera modalidad. La tercera modalidad puede ser otra modalidad penetrante o una modalidad no penetrante (p. ej. el color, una imagen visual del diente del sujeto, etc.).

El uso del escáner intraoral manual para escanear la porción del diente del sujeto usando la segunda modalidad puede incluir iluminar el diente en un ángulo de entre 0° y 15° con respecto a una dirección de visión del sensor que recibe la iluminación (p. ej. iluminación con ángulo pequeño). El paso de usar el escáner intraoral manual para escanear la porción del diente del sujeto usando la segunda modalidad puede incluir captar una pluralidad de imágenes de penetración en una pluralidad de ángulos diferentes entre una fuente de iluminación y un sensor, y/o en una pluralidad de diferentes posiciones o ángulos con respecto al diente, de modo que se obtengan imágenes de la misma zona interna del diente desde diferentes ángulos con respecto al diente.

Como se ha mencionado, puede utilizarse cualquier longitud de onda penetrante apropiada, incluyendo infrarrojos (p. ej. en el infrarrojo cercano). Por ejemplo, usar el escáner intraoral manual para escanear la porción del diente del sujeto usando la segunda modalidad puede comprender iluminar mediante una o más de: transiluminación con luz blanca, fluorescencia con luz UV/azul y fluorescencia con luz roja.

En el presente documento también se describen sistemas de escaneo intraoral para generar un modelo de los dientes de un sujeto que están configurados para cambiar cíclicamente entre modos de escaneo. Por ejemplo, en el presente documento se describen sistemas de escaneo intraoral que comprenden: un cabezal intraoral manual que tiene al menos un sensor y una pluralidad de fuentes de luz, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y en un segundo intervalo espectral, en el que adicionalmente el segundo intervalo espectral es penetrante; y uno o más procesadores conectados operativamente al cabezal intraoral manual, estando el uno o más procesadores configurados para hacer que el cabezal cambie cíclicamente entre un primer modo y un segundo modo, en el que en el primer modo el cabezal emite luz en el primer intervalo espectral durante una primera duración y el uno o más procesadores reciben datos de superficie tridimensional (3D) en respuesta, y en el que en el segundo modo el cabezal emite luz en el segundo intervalo espectral durante una segunda duración y el uno o más procesadores reciben datos de imagen en respuesta.

Un sistema de escaneo intraoral para generar un modelo de los dientes de un sujeto puede incluir: un cabezal manual intraoral que tiene al menos un sensor y una pluralidad de fuentes de luz, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y en un segundo intervalo espectral, en el que adicionalmente el segundo intervalo espectral es penetrante; y uno o más procesadores conectados operativamente al cabezal, estando el uno o más procesadores configurados para hacer que el cabezal cambie cíclicamente entre un primer modo y un segundo modo, en el que en el primer modo el cabezal emite luz en el primer intervalo espectral durante una primera duración y el uno o más procesadores reciben datos de superficie tridimensional (3D) en respuesta, y en el que en el segundo modo el cabezal emite luz en el segundo intervalo espectral durante una segunda duración y el uno o más procesadores reciben datos de imagen en respuesta; en el que el uno o más procesadores están configurados para ajustar la primera duración y la segunda duración en función de los datos de superficie 3D recibidos, los datos de imagen recibidos, o tanto los datos de superficie 3D como los datos de imagen. En cualquiera de los aparatos descritos en el presente documento, un modo puede ser el escaneo de superficie (superficie 3D), que puede ser p. ej. a 680 nm. Otro modo puede ser un escaneo penetrante, usando p. ej. luz en el infrarrojo cercano (p. ej. a 850 nm). Otro modo puede ser la obtención de imágenes en color, utilizando luz blanca (p. ej. aproximadamente de 400 a 600 nm.

También se describen procedimientos de obtención de imágenes por penetración para visualizar estructuras internas utilizando un escáner intraoral manual. Por tanto, cualquiera de los procedimientos y aparatos generales descritos en el presente documento puede configurarse específicamente para usar datos de obtención de imágenes por penetración para modelar un diente o dientes, para detectar características internas tales como grietas y caries. Por ejemplo, un procedimiento de obtención de imágenes a través de un diente para detectar grietas y caries puede incluir: captar una pluralidad de imágenes de penetración a través del diente en diferentes orientaciones utilizando un escáner intraoral manual en una primera posición, en el que el escáner intraoral emite luz en una longitud de onda penetrante; determinar la información de ubicación de superficie usando el escáner intraoral en la primera posición; y generar un modelo tridimensional (3D) del diente utilizando la pluralidad de imágenes de penetración y la información de ubicación de superficie.

La generación de un modelo 3D del diente puede comprender repetir los pasos de captar la pluralidad de imágenes de penetración y generar el modelo 3D para una pluralidad de ubicaciones diferentes.

Captar la pluralidad de imágenes de penetración a través del diente en diferentes orientaciones puede incluir captar imágenes de penetración usando para cada imagen de penetración cualquiera o ambas de: una fuente de iluminación diferente o una combinación de fuentes de iluminación en el escáner intraoral que emiten la longitud de onda penetrante, o un sensor de imagen diferente en el escáner intraoral que capta la imagen.

En algunas variaciones, captar la pluralidad de imágenes de penetración puede comprender captar tres o más imágenes de penetración.

Captar la pluralidad de imágenes de penetración a través de la superficie del diente en diferentes orientaciones puede comprender captar imágenes de penetración usando iluminación/visualización con ángulo pequeño, p. ej. en la que, para cada imagen de penetración, un ángulo entre la luz emitida y la luz recibida por un sensor de imagen esté entre 0 y 15 grados. Por ejemplo, un procedimiento de obtención de imágenes a través de un diente para detectar grietas y caries puede incluir: escanear un diente desde múltiples posiciones, en el que el escaneo comprende repetir, para cada posición: captar una pluralidad de imágenes de penetración a través del diente en diferentes orientaciones usando un escáner intraoral, en el que el escáner intraoral emite luz a una longitud de onda penetrante y en el que, para cada imagen de penetración, un ángulo entre la luz emitida y la luz recibida por un sensor de imagen está entre 0 y 15 grados, y determinar la información de ubicación de superficie usando el escáner intraoral; y generar un modelo tridimensional (3D) del diente usando las imágenes de penetración y la información de ubicación de superficie.

Como se ha mencionado anteriormente, además de los aparatos (p. ej. aparatos de escaneo, aparatos de modelado de dientes, etc.) y procedimientos de escaneo, el modelado y operación de un aparato de escaneo y/o modelado, en el presente documento también se describen procedimientos de reconstrucción de estructuras volumétricas utilizando imágenes generadas a partir de una o más longitudes de onda penetrantes.

Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos para reconstruir una estructura volumétrica a partir de un objeto que incluye zonas semitransparentes con dispersión elevada (p. ej. un diente) para un intervalo de longitudes de onda de radiación. El procedimiento puede incluir iluminar el objeto con una fuente de luz que emita (p. ej. que irradie exclusiva o principalmente) una longitud de onda penetrante, captar una pluralidad de imágenes del objeto con una cámara sensible a la longitud de onda penetrante (p. ej. grabando en el intervalo de longitudes de onda de radiación), recibir datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara en relación con el objeto para cada una de la pluralidad de imágenes, generar para cada punto de un volumen un límite superior de coeficiente de dispersión a partir de la pluralidad de imágenes y los datos de ubicación, y generar una imagen del objeto a partir del límite superior de los coeficientes de dispersión para cada punto. La longitud de onda de luz penetrante aplicada al objeto puede emitirse desde sustancialmente la misma dirección que la cámara. La imagen o imágenes generadas pueden ilustrar características del interior del volumen del objeto, y la imagen también puede incluir (o modificarse para que incluya) el límite exterior del objeto, así como la una o más estructuras internas.

Tal como se usa en el presente documento, un diente puede describirse como un objeto que incluye una o más zonas semitransparentes con dispersión elevada; en general, los dientes también pueden incluir zonas con dispersión elevada (como la dentina), zonas con dispersión escasa, y zonas muy transparentes (como el esmalte) en longitudes de onda cercanas al IR. Los dientes también pueden incluir zonas con propiedades de dispersión intermedia o mixta, tales como las caries. Los procedimientos y aparatos para llevar a cabo los escaneos volumétricos descritos en el presente documento resultan muy adecuados para mapear estas diferentes zonas en el diente/dientes.

Un procedimiento de reconstrucción de una estructura volumétrica de un objeto que incluya zonas semitransparentes con dispersión elevada para un intervalo de longitudes de onda de radiación puede incluir: captar una pluralidad de imágenes del objeto con una cámara en el intervalo de longitudes de onda de radiación, en el que la iluminación para la pluralidad de imágenes se proyecta sustancialmente desde una dirección de la cámara, recibir datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara en relación con el objeto para cada una de la pluralidad de imágenes, generar para cada punto de un volumen un límite superior de coeficiente de dispersión a partir de la pluralidad de imágenes y los datos de ubicación, y generar una imagen del objeto a partir del límite superior de los coeficientes de dispersión para cada punto.

El intervalo de longitudes de onda de radiación puede ser una o más longitudes de onda en el infrarrojo o en el infrarrojo cercano.

Cualquiera de estos procedimientos también puede incluir la recepción de datos de superficie representativos de una superficie exterior del objeto, en los que el paso de generación se lleva a cabo para cada punto del volumen de la superficie exterior del objeto.

El objeto puede comprender un diente, que tiene una superficie de esmalte exterior y una superficie de dentina interior. Los dientes son solo un tipo de objeto que incluye zonas semitransparentes con dispersión elevada; otros ejemplos pueden incluir otros tejidos (incluyendo tejidos blandos y/o duros), p. ej. hueso, etc. Estos objetos que incluyen zonas semitransparentes con dispersión elevada pueden incluir zonas que sean habitualmente semitransparentes y con dispersión elevada para las longitudes de onda penetrante (p. ej. las longitudes de onda en el infrarrojo o en el infrarrojo cercano), tal y como se describe en el presente documento.

Los datos de ubicación pueden incluir generalmente datos de posición y orientación de la cámara en el momento de captar cada una de la pluralidad de imágenes. Por ejemplo, los datos de ubicación pueden comprender tres coordenadas numéricas en un espacio tridimensional, y el cabeceo, balanceo y guiñada de la cámara.

Generar para cada punto del volumen el límite superior de coeficiente de dispersión puede comprender proyectar cada punto de una cuadrícula de puntos 3D correspondiente al volumen del objeto sobre cada una de la pluralidad de imágenes, utilizando una primera calibración, producir una lista de valores de intensidad para cada punto proyectado, convertir cada valor de intensidad de la lista de valores de intensidad en un coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen, y almacenar un valor de coeficiente de dispersión mínimo para cada punto de la cuadrícula de la lista de valores de coeficiente de dispersión.

Por ejemplo, la primera calibración puede comprender una calibración de ruido de patrón fijo para calibrar problemas de la cámara relacionados con el uno o más sensores y con la duplicación de imágenes. La primera calibración puede comprender una calibración de la cámara que determine una transformación para la cámara que proyecte puntos conocidos en el espacio sobre puntos de una imagen.

En el presente documento también se describen procedimientos para reconstruir una estructura volumétrica de un diente, semitransparente en un intervalo de longitudes de onda de radiación, comprendiendo el procedimiento recibir, en un procesador, una representación de una superficie del diente en un primer sistema de coordenadas, recibir en el procesador una pluralidad de imágenes del diente en el intervalo de longitudes de onda de radiación, siendo captada la pluralidad de imágenes con iluminación proyectada sustancialmente desde una dirección de una cámara, recibir en el procesador datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara para cada una de la pluralidad de imágenes, proyectar cada punto de una cuadrícula de puntos correspondiente a un volumen dentro de la superficie del diente sobre cada una de la pluralidad de imágenes, usando una primera calibración, producir una lista de valores de intensidad para cada punto proyectado, convertir cada valor de intensidad de la lista de valores de intensidad en un coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen, y almacenar un coeficiente de dispersión mínimo para cada punto en una lista de coeficientes de dispersión mínimos.

Cualquiera de estos procedimientos puede comprender producir adicionalmente una imagen a partir de la lista de coeficientes de dispersión mínimos.

Los datos de ubicación pueden comprender datos de posición y orientación de la cámara (o cámaras) en el momento de captar cada una de la pluralidad de imágenes.

La primera calibración puede comprender una calibración de ruido de patrón fijo para calibrar problemas de la cámara relacionados con el uno o más sensores y la duplicación de imágenes. En algunas realizaciones, la primera calibración puede comprender una calibración de la cámara que determine una transformación para la cámara que proyecte puntos conocidos en el espacio sobre puntos de una imagen.

El procedimiento puede comprender adicionalmente la recepción de datos de superficie representativos de una superficie exterior del objeto, en el que el paso de proyección se lleva a cabo para cada punto dentro del volumen de la superficie exterior del objeto.

La cuadrícula de puntos puede comprender una cuadrícula cúbica.

Cualquiera de los procedimientos descritos en el presente documento puede realizarse como software, firmware y/o hardware. Por ejemplo, cualquiera de estos procedimientos puede configurarse como un medio no transitorio legible por dispositivo informático que tenga almacenadas en el mismo instrucciones para llevar a cabo el procedimiento.

Por ejemplo, se describe un medio no transitorio legible por dispositivo informático que tiene almacenadas en el mismo instrucciones para reconstruir una estructura volumétrica a partir de un diente, que es semitransparente en un intervalo de longitudes de onda de radiación. Las instrucciones pueden ser ejecutadas por un procesador para hacer que un dispositivo informático reciba una representación de una superficie del diente en un primer sistema de coordenadas, reciba una pluralidad de imágenes del diente en el intervalo de longitudes de onda de radiación, siendo captada la pluralidad de imágenes con iluminación proyectada sustancialmente desde una dirección de una cámara, reciba datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara para cada una de la pluralidad de imágenes, proyecte cada punto de una cuadrícula de puntos correspondiente a un volumen del diente sobre cada una de la pluralidad de imágenes usando una primera calibración, produzca una lista de valores de intensidad para cada punto proyectado, convierta cada valor de intensidad de la lista de valores de intensidad en un coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen, y almacene un coeficiente de dispersión mínimo para cada punto en una lista de coeficientes de dispersión mínimos, y produzca una imagen a partir de la lista de coeficientes de dispersión mínimos.

Los datos de ubicación pueden comprender datos de posición y orientación de la cámara en el momento de captar cada una de la pluralidad de imágenes en el infrarrojo cercano. Los datos de ubicación pueden comprender tres coordenadas numéricas en un espacio tridimensional, y el cabeceo, balanceo y guiñada de la cámara.

La primera calibración puede comprender una calibración de ruido de patrón fijo para calibrar problemas de la cámara relacionados con el uno o más sensores y la duplicación de imágenes. La primera calibración puede comprender una calibración de la cámara que determine una transformación para la cámara que proyecte puntos conocidos en el espacio sobre puntos de una imagen.

La cuadrícula de puntos puede estar dentro del diente; como se ha mencionado, la cuadrícula de puntos puede comprender una cuadrícula cúbica.

Alternativa o adicionalmente al uso de coeficientes de dispersión, puede utilizarse cualquier procedimiento apropiado para formar las estructuras internas de los dientes del paciente usando las imágenes de longitud de onda penetrante. Por ejemplo, cualquiera de los aparatos (p. ej. los sistemas, dispositivos, el software, etc.) y los procedimientos descritos en el presente documento pueden utilizar las imágenes penetrantes bidimensionales junto con la información de posición y/o de orientación del escáner en relación con el objeto del que se están obteniendo imágenes (p. ej. los dientes), para segmentar las imágenes 2D de penetración para formar un modelo tridimensional de los dientes que incluye una estructura interna de los dientes. Como se ha descrito, una imagen penetrante puede referirse a imágenes captadas con una longitud de onda en el IR cercano y/o en el IR) que penetre en el objeto. La posición y/o la orientación del escáner puede ser una aproximación de la posición y/o la orientación de la cámara que capta las imágenes, que está en el escáner (p. ej. en el cabezal manual).

Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos de modelado de los dientes de un sujeto, que comprenden: captar, con un escáner intraoral, una pluralidad de imágenes del interior de los dientes del sujeto y una posición y una orientación del escáner intraoral específicas de cada imagen de la pluralidad de imágenes; segmentar la pluralidad de imágenes para formar una estructura interna correspondiente a una estructura situada dentro de los dientes del sujeto; usar la posición y la orientación de la pluralidad de imágenes para proyectar la estructura interna sobre un modelo tridimensional de los dientes del sujeto; y representar visualmente el modelo tridimensional de los dientes del sujeto que incluye la estructura interna.

En cualquiera de estos procedimientos y aparatos, el modelo de superficie 3D puede captarse simultáneamente usando una longitud de onda no penetrante (p. ej. escaneo de superficie) mientras se captan las imágenes penetrantes. Por ejemplo, la captación puede comprender captar imágenes de la superficie de los dientes del sujeto mientras se capta la pluralidad de imágenes del interior de los dientes del sujeto. El procedimiento también puede incluir formar el modelo tridimensional de los dientes del sujeto a partir de las imágenes de superficie captadas. Por ejemplo, formar el modelo tridimensional de los dientes del sujeto puede comprender determinar una topología de superficie tridimensional utilizando un enfoque confocal. Captar imágenes de la superficie de los dientes del sujeto puede comprender el uso de escaneo confocal, visión estéreo o triangulación de luz estructurada.

En general, el mismo dispositivo (p. ej. escáner) puede modelar y/o representar visualmente la representación 3D de los dientes, incluyendo las estructuras internas, aunque alternativa o adicionalmente puede utilizarse un procesador separado (p. ej. a cierta distancia con respecto al escáner). Cualquiera de estos procedimientos también puede incluir almacenar y/o transmitir una pluralidad de imágenes penetrantes y la posición y orientación del escáner intraoral mientras se capta la pluralidad de imágenes bidimensionales, incluyendo la transmisión a un procesador remoto para llevar a cabo la segmentación y los pasos posteriores.

En cualquiera de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento, puede representarse visualmente el modelo 3D que incluye la una o más estructuras internas mientras el escáner está en funcionamiento. Esto puede permitir ventajosamente al usuario visualizar a tiempo real, o casi a tiempo real, la una o más estructuras internas de los dientes del sujeto. Por tanto, cualquiera de estos procedimientos puede incluir la representación visual del modelo tridimensional a medida que se captan las imágenes.

Segmentar la pluralidad de imágenes puede comprender aplicar detección de bordes a la pluralidad de imágenes para identificar los límites cerrados en la pluralidad de imágenes. Segmentar la pluralidad de imágenes puede comprender formar un mapa de densidad volumétrica a partir de la pluralidad de imágenes, para identificar la estructura interna. Segmentar el mapa de densidad volumétrica puede incluir la segmentación mediante la identificación de una o más isosuperficies dentro del mapa de densidad volumétrica para identificar las características internas. Cualquiera de estos procedimientos puede incluir segmentar el mapa de densidad volumétrica para identificar la característica interna (p. ej. grietas, caries, empastes dentales, dentina, etc.).

Por ejemplo, un aparato de escaneo intraoral configurado para generar un modelo de los dientes de un sujeto puede incluir: un escáner intraoral que tiene una pluralidad de fuentes de luz y un sensor de posición y orientación, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y en un segundo intervalo espectral, en el que adicionalmente el segundo intervalo espectral es penetrante; y un procesador conectado operativamente al escáner intraoral, estando el uno o más procesadores configurados para hacer que el escáner capte una pluralidad de imágenes, y la posición y la orientación del escáner intraoral correspondiente a cada una de la pluralidad de imágenes cuando el escáner intraoral está emitiendo luz en el segundo intervalo espectral; en el que el procesador está configurado adicionalmente para segmentar la pluralidad de imágenes para formar una estructura interna correspondiente a una estructura interna de los dientes del sujeto, y para representar visualmente o transmitir un modelo tridimensional de los dientes del sujeto que incluya la estructura interna.

Los procesadores pueden estar configurados para segmentar la pluralidad de imágenes mediante la detección de bordes en la pluralidad de imágenes para identificar los límites cerrados dentro de la pluralidad de imágenes. El procesador puede estar configurado para segmentar la pluralidad de imágenes mediante la formación de un mapa de densidad de píxeles a partir de la pluralidad de imágenes, para identificar la estructura interna. El procesador puede estar configurado para identificar segmentos cerrados dentro del mapa de densidad de píxeles para identificar la estructura interna.

En el presente documento también se describe un medio no transitorio legible por dispositivo informático que tiene instrucciones almacenadas en el mismo que son ejecutables por un procesador, para hacer que un aparato de escaneo intraoral: capte una pluralidad de imágenes usando una longitud de onda de luz penetrante y una posición y orientación del escáner intraoral específicas para cada imagen de la pluralidad de imágenes; segmente la pluralidad de imágenes para formar una estructura interna correspondiente a una estructura del interior de los dientes de un sujeto; utilice la posición y la orientación del escáner intraoral específicas de cada imagen para proyectar la estructura interna sobre un modelo tridimensional de los dientes del sujeto; y represente visualmente el modelo tridimensional de los dientes del sujeto, incluyendo la estructura interna.

El medio no transitorio legible por dispositivo informático que incluye instrucciones puede estar configurado adicionalmente para hacer que el aparato de escaneo intraoral segmente la pluralidad de imágenes mediante la detección de bordes en la pluralidad de imágenes para identificar los límites cerrados dentro de la pluralidad de imágenes. El medio no transitorio legible por dispositivo informático que incluye instrucciones puede estar configurado adicionalmente para hacer que el aparato de escaneo intraoral segmente la pluralidad de imágenes mediante la formación de un mapa de densidad de píxeles a partir de la pluralidad de imágenes, para formar la estructura interna. El medio no transitorio legible por dispositivo informático que incluye instrucciones puede estar configurado adicionalmente para hacer que el aparato de escaneo intraoral segmente la pluralidad de imágenes mediante la identificación de segmentos cerrados dentro del mapa de densidad de píxeles para formar la estructura interna.

También se describen en el presente documento medios no transitorios legibles por dispositivos informáticos que incluyen instrucciones almacenadas en los mismos que son ejecutables por un procesador, para hacer que un dispositivo informático: reciba, desde un escáner, datos de modelo de superficie tridimensional de los dientes de un sujeto; reciba desde el escáner una pluralidad de imágenes del interior de los dientes del sujeto, y la posición y la orientación del escáner intraoral específicas para cada imagen de la pluralidad de imágenes; segmente la pluralidad de imágenes para formar una estructura interna de los dientes del sujeto; proyecte la estructura interna de los dientes del sujeto sobre el modelo de superficie tridimensional; y represente visualmente el modelo de superficie tridimensional que muestra la estructura interna.

Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos para generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto usando un escáner intraoral, comprendiendo el procedimiento: captar datos de modelo de superficie 3D de al menos una porción de los dientes del sujeto usando un escáner intraoral a medida que se mueve el mismo sobre los dientes; captar una pluralidad de imágenes del interior de los dientes usando una longitud de onda en el infrarrojo cercano (IR cercano) con el escáner intraoral mientras se mueve el mismo sobre los dientes, de modo que se obtengan múltiples imágenes de una misma zona interna de los dientes; determinar, para cada una de la pluralidad de imágenes del interior de los dientes, una posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto usando los datos de modelo de superficie 3D; y formar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto que incluye las estructuras internas usando la pluralidad de imágenes y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto.

Un procedimiento para generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto usando un escáner intraoral puede incluir: captar datos de modelo de superficie 3D de al menos una porción de los dientes del sujeto usando un escáner intraoral mientras se mueve el mismo sobre los dientes; captar una pluralidad de imágenes del interior de los dientes usando una longitud de onda en el infrarrojo cercano (IR cercano) mientras se mueve el escáner intraoral sobre los dientes emitiendo una luz en el infrarrojo cercano desde el escáner intraoral, en una primera polarización, y detectar con un sensor de imagen del escáner intraoral la luz en el infrarrojo cercano que regresa al escáner intraoral, en el que se filtra la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral para eliminar la reflexión especular, filtrando la luz en el IR cercano en la primera polarización de la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral antes de que alcance el sensor de imagen; determinar, para cada una de la pluralidad de imágenes del interior de los dientes, una posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto cuando se capta cada una de la pluralidad de imágenes, usando los datos de modelo de superficie 3D; y formar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto que incluye las estructuras internas usando la pluralidad de imágenes y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto.

En cualquiera de estos procedimientos y aparatos, puede filtrarse la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral para eliminar la reflexión especular, filtrando la totalidad o casi la totalidad de la luz en el IR cercano en la primera polarización de la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral antes de que alcance el sensor de imagen.

En el presente documento también se describen escáneres intraorales que escanean las estructuras tanto de superficie como internas. Por ejemplo, un sistema de escaneo intraoral para generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto puede incluir: un cabezal manual que tiene al menos un sensor de imagen y una pluralidad de fuentes de luz, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y un segundo intervalo espectral, en el que el segundo intervalo espectral está dentro del intervalo de longitudes de onda en el infrarrojo cercano (IR cercano); y uno o más procesadores conectados operativamente al cabezal manual, estando el uno o más procesadores configurados para: captar datos de modelo de superficie 3D de al menos una porción de los dientes del sujeto a medida que se mueve el mismo sobre los dientes; captar una pluralidad de imágenes del interior de los dientes usando luz en el segundo intervalo espectral a medida que se mueve el escáner intraoral sobre los dientes, de modo que se obtengan múltiples imágenes de una misma zona interna de los dientes; determinar, para cada una de la pluralidad de imágenes del interior de los dientes, una posición del cabezal manual con relación a los dientes del sujeto usando los datos de modelo de superficie 3D; y formar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto que incluye características internas utilizando la pluralidad de imágenes y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto.

Un sistema de escaneo intraoral para generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto puede incluir: un cabezal manual que tiene al menos un sensor de imagen y una pluralidad de fuentes de luz, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y un segundo intervalo espectral, en el que el segundo intervalo espectral está dentro del intervalo de longitudes de onda en el infrarrojo cercano (IR cercano); un filtro delante del sensor de imagen configurado para filtrar la luz en el segundo intervalo espectral y la primera polarización; y uno o más procesadores conectados operativamente al cabezal manual, estando el uno o más procesadores configurados para: captar datos de modelo de superficie 3D de al menos una porción de los dientes del sujeto a medida que se mueve el mismo sobre los dientes; captar una pluralidad de imágenes del interior de los dientes usando luz en el segundo espectro mientras se mueve el escáner intraoral sobre los dientes, emitiendo una luz en el infrarrojo cercano desde el escáner intraoral en una primera polarización, y detectando, en un sensor de imagen en el escáner intraoral, la luz en el infrarrojo cercano que regresa al escáner intraoral, en el que se filtra la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral para eliminar la reflexión especular, filtrando la luz en el IR cercano en la primera polarización de la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral antes de que alcance el sensor de imagen; determinar, para cada una de la pluralidad de imágenes del interior de los dientes, una posición del cabezal manual con relación a los dientes del sujeto usando los datos de modelo de superficie 3D; y formar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto que incluye características internas utilizando la pluralidad de imágenes y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto.

En el presente documento también se describen procedimientos para obtener imágenes de grietas y caries en los dientes. Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos de obtención de imágenes del interior de los dientes de un sujeto para detectar grietas y caries utilizando un escáner intraoral, comprendiendo el procedimiento: escanear el escáner intraoral sobre los dientes del sujeto; captar una pluralidad de imágenes en el infrarrojo cercano (IR cercano) del interior de los dientes del sujeto en diferentes orientaciones, usando el escáner intraoral que emite tanto una longitud de onda en el IR cercano como una longitud de onda no penetrante; determinar una posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto para cada ubicación de una imagen de la pluralidad de imágenes en el infrarrojo cercano utilizando la longitud de onda no penetrante; y generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes del sujeto utilizando la pluralidad de imágenes en el IR cercano y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto para cada imagen en el IR cercano de la pluralidad de imágenes en el IR cercano.

Cualquiera de estos procedimientos puede incluir el análisis del modelo volumétrico para identificar una grieta o caries (u otras zonas internas de los dientes).

Por ejemplo, un procedimiento de obtención de imágenes a través de los dientes de un sujeto para detectar grietas y caries puede incluir: escanear los dientes del sujeto desde múltiples posiciones, en el que el escaneo comprende repetir, para cada posición: captar una pluralidad de imágenes en el infrarrojo cercano (IR cercano) del interior de los dientes en diferentes orientaciones utilizando un escáner intraoral, en el que el escáner intraoral está emitiendo luz en una longitud de onda en el infrarrojo cercano en una primera polarización y en el que, para cada imagen en el infrarrojo cercano, un ángulo entre la luz emitida y la luz recibida por un sensor de imagen está entre 0 y 15 grados, en el que adicionalmente la luz en el infrarrojo cercano recibida se filtra para bloquear la luz en el infrarrojo cercano en la primera polarización, y se determina una posición del escáner intraoral en relación con los dientes del sujeto para cada ubicación de una imagen de la pluralidad de imágenes en el IR cercano; y generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) del diente usando las imágenes de penetración y la información de ubicación de superficie.

En el presente documento también se describen procedimientos para usar coeficientes de dispersión para generar imágenes internas del diente en función de imágenes de penetración y la ubicación del sensor de la cámara. Por ejemplo, un procedimiento para formar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto puede incluir: captar una pluralidad de imágenes en el infrarrojo cercano (IR cercano) de los dientes del sujeto con un sensor de cámara, en el que la iluminación en el IR cercano para la pluralidad de imágenes en el IR cercano se proyecta sustancialmente desde una dirección del sensor de la cámara; recibir datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara en relación con los dientes del sujeto para cada una de la pluralidad de imágenes en el infrarrojo cercano; generar, para cada punto de un volumen, un límite superior en un coeficiente de dispersión a partir de la pluralidad de imágenes en el IR cercano y los datos de ubicación; combinar el límite superior de los coeficientes de dispersión para cada punto de un volumen para formar un modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto; y generar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto.

Cualquiera de estos procedimientos puede incluir la formación de una isosuperficie a partir del modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto. La isosuperficie puede formarse seleccionando un umbral o intervalo de valores de los coeficientes de dispersión. Los subintervalos pueden corresponder a diferentes zonas (p. ej. estructuras) internas. Por ejemplo, la generación puede comprender formar una isosuperficie correspondiente a una superficie interna de dentina a partir del modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto.

Un procedimiento para reconstruir una estructura volumétrica a partir de un diente, en el que el diente es semitransparente en un intervalo de longitudes de onda de radiación, puede incluir: recibir, en un procesador, una representación de una superficie del diente en un primer sistema de coordenadas; recibir, en el procesador, una pluralidad de imágenes del diente captadas por una cámara en el intervalo de longitudes de onda de radiación, siendo captada la pluralidad de imágenes con iluminación proyectada sustancialmente desde una dirección de la cámara; recibir, en el procesador, datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara para cada una de la pluralidad de imágenes; proyectar cada punto de una cuadrícula de puntos, correspondiente a un volumen de la superficie del diente, sobre cada una de las múltiples imágenes usando una primera calibración; producir una lista de valores de intensidad para cada punto proyectado; convertir cada valor de intensidad de la lista de valores de intensidad en un coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen; y almacenar un coeficiente de dispersión mínimo para cada punto en una lista de coeficientes de dispersión mínimos.

Cualquiera de estos procedimientos puede incorporarse en un aparato que incluya software, hardware y/o firmware para llevar a cabo el procedimiento. Por ejemplo, en el presente documento se describe un medio no transitorio legible por dispositivo informático que tiene instrucciones almacenadas en el mismo para reconstruir una estructura volumétrica de un diente que es semitransparente en un intervalo de longitudes de onda de radiación, en el que las instrucciones son ejecutables por un procesador para hacer que un dispositivo informático: reciba una representación de una superficie del diente en un primer sistema de coordenadas; reciba una pluralidad de imágenes del diente captadas por una cámara en el intervalo de longitudes de onda de radiación, siendo captada la pluralidad de imágenes con iluminación proyectada sustancialmente desde una dirección de la cámara; reciba datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara para cada una de la pluralidad de imágenes; proyecte cada punto de una cuadrícula de puntos correspondiente a un volumen del diente sobre cada una de la pluralidad de imágenes usando una primera calibración; produzca una lista de valores de intensidad para cada punto proyectado; convierta cada valor de intensidad de la lista de valores de intensidad en un coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen; y almacene un coeficiente de dispersión mínimo para cada punto a partir de los coeficientes de dispersión; y genere una imagen producida a partir de la lista de coeficientes de dispersión mínimos.

En el presente documento también se describen procedimientos de formación de las estructuras internas utilizando segmentación. Por ejemplo, un procedimiento para modelar los dientes de un sujeto puede incluir: captar, con un escáner intraoral, una pluralidad de imágenes del interior de los dientes del sujeto y una posición y una orientación del escáner intraoral específicas de cada imagen de la pluralidad de imágenes; segmentar la pluralidad de imágenes para formar una estructura interna correspondiente a una estructura situada dentro de los dientes del sujeto; usar la posición y la orientación de la pluralidad de imágenes para proyectar la estructura interna sobre un modelo tridimensional de los dientes del sujeto; y representar visualmente el modelo tridimensional de los dientes del sujeto que incluye la estructura interna.

En el presente documento también se describe un aparato de escaneo intraoral configurado para generar un modelo de los dientes de un sujeto, comprendiendo el aparato: un escáner intraoral que tiene una pluralidad de fuentes de luz y un sensor de posición y orientación, en el que las fuentes de luz están configuradas para emitir luz en un primer intervalo espectral y en un segundo intervalo espectral, en el que adicionalmente el segundo intervalo espectral es penetrante; y un procesador conectado operativamente al escáner intraoral, estando el uno o más procesadores configurados para hacer que el escáner capte una pluralidad de imágenes, y la posición y la orientación del escáner intraoral correspondiente a cada una de la pluralidad de imágenes cuando el escáner intraoral está emitiendo luz en el segundo intervalo espectral; en el que el procesador está configurado adicionalmente para segmentar la pluralidad de imágenes para formar una estructura interna correspondiente a una estructura interna de los dientes del sujeto, y para representar visualmente o transmitir un modelo tridimensional de los dientes del sujeto que incluya la estructura interna.

En el presente documento también se describen procedimientos para formar volúmenes 3D (incluyendo volúmenes volumétricos) de los dientes. Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos que comprenden: recibir datos asociados con un escaneo intraoral de un sujeto; determinar, a partir de los datos recibidos, al menos una porción de un volumen de una primera característica interna de un diente del sujeto; determinar, a partir de los datos recibidos, al menos una porción de un volumen de una segunda característica interna del diente del sujeto, difiriendo la primera característica interna de la segunda característica interna; mapear la porción del volumen de la primera característica interna con la porción del volumen de la segunda característica interna; generar un volumen 3D de la porción del volumen de la primera característica interna con la porción del volumen de la segunda característica interna.

Los datos recibidos pueden comprender datos de escaneo intraoral por penetración de la superficie del diente del sujeto. Los datos recibidos pueden comprender adicionalmente datos de un escaneo intraoral de la superficie del diente del sujeto.

El procedimiento también puede incluir determinar, a partir de los datos recibidos, una superficie del diente del sujeto; mapear la superficie del diente con la porción del volumen de la primera característica interna y la porción del volumen de la segunda característica interna; y emitir el volumen 3D con la superficie del diente con la porción del volumen de la primera característica interna y la porción del volumen de la segunda característica interna.

Los datos recibidos pueden comprender adicionalmente datos de un escaneo intraoral en color de la superficie del diente del sujeto.

El procedimiento puede comprender también, determinar, a partir de los datos recibidos, un color de la superficie del diente del sujeto; mapear el color de la superficie del diente con la superficie del diente; y generar el volumen 3D con la superficie del diente y el color de la superficie del diente.

La primera característica interna del diente puede comprender una dentina del diente y la segunda característica interna del diente comprende un esmalte del diente. El escaneo intraoral puede comprender un segundo escaneo intraoral del sujeto; y en el que el procedimiento comprende adicionalmente recibir datos asociados con un escaneo intraoral previo del sujeto; determinar, a partir de los datos recibidos asociados con el escaneo intraoral previo del sujeto, al menos una porción de un volumen del esmalte o de la dentina; y determinar un cambio de volumen del esmalte o la dentina comparando la porción del volumen del esmalte o la dentina determinada a partir de los datos recibidos asociados con el segundo escaneo intraoral, y la porción del volumen del esmalte o la dentina determinada a partir de los datos recibidos asociados con el anterior escaneo intraoral; y generar el cambio de volumen determinado.

El procedimiento puede incluir también detectar una caries del diente mediante la comparación de la segunda característica interna y la primera característica interna, y emitir una señal al usuario asociada con la caries detectada. Comparar la segunda característica interna y la primera característica interna puede comprender analizar si el volumen de la segunda característica interna se extiende desde una superficie del volumen de la primera característica interna. El análisis puede comprender determinar si el volumen de la segunda característica interna se extiende desde la superficie del volumen de la primera característica interna y hasta una porción de la segunda característica interna asociada con la dentina.

El procedimiento también puede incluir calcular un volumen de la segunda característica interna que se extienda desde la superficie del volumen de la primera característica interna, y emitir una señal asociada con el volumen calculado.

También se describen procedimientos que comprenden: recibir datos asociados con un escaneo intraoral de un sujeto; determinar, a partir de los datos recibidos, un volumen de una caries de un diente del sujeto; cuantificar el volumen de la caries del diente del sujeto; y emitir una señal asociada con el volumen cuantificado de la caries del diente del sujeto.

El procedimiento también puede incluir determinar, a partir de los datos recibidos, un volumen de un esmalte del diente del sujeto; mapear el volumen del esmalte con el volumen de la caries; y generar para un usuario un volumen 3D de los volúmenes mapeados del esmalte y la caries. Por ejemplo, determinar, a partir de los datos recibidos, un volumen de dentina del diente del sujeto; mapear el volumen de la dentina con el volumen del esmalte y el volumen de la caries; y generar el volumen 3D de los volúmenes mapeados del esmalte y la caries con el volumen de la dentina.

El escaneo intraoral del sujeto puede comprender un segundo escaneo intraoral del sujeto y en el que el procedimiento comprende adicionalmente recibir datos asociados con un escaneo intraoral previo del sujeto; determinar, a partir de los datos recibidos asociados con el escaneo intraoral previo del sujeto, un volumen previo de caries en el diente del sujeto; emitir una señal asociada con una diferencia de volumen entre el volumen de la caries y el volumen anterior de la caries. El procedimiento también puede comprender generar un modelo 3D del volumen de la caries del diente del sujeto.

También se describe en el presente documento un dispositivo de manguito adaptador de transiluminación para un escáner intraoral, comprendiendo el dispositivo: un cuerpo de manguito configurado para encajar sobre un cabezal de un escáner intraoral, comprendiendo el cuerpo de manguito una zona de paso de luz en un extremo distal del cuerpo de manguito configurada para permitir que la luz en el infrarrojo cercano (IR cercano) pase a través del manguito; una primera zona de aleta que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz; y una fuente de luz en el IR cercano configurada para emitir luz en el IR cercano desde la primera zona de aleta. La fuente de luz en el IR cercano puede estar configurada para emitir luz en el infrarrojo cercano transversalmente a la zona de paso de luz.

El dispositivo también puede incluir una segunda zona de aleta que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz, que tiene una segunda fuente de luz en el IR cercano configurada para emitir luz en el IR cercano desde la segunda zona de aleta. El dispositivo también puede incluir un contacto eléctrico en un extremo proximal del cuerpo de manguito, configurado para aplicar energía eléctrica a la fuente de luz en el infrarrojo cercano. El dispositivo también puede incluir un circuito flexible que acople el contacto eléctrico a la fuente de luz en el infrarrojo cercano. Cualquiera de estos dispositivos puede incluir un sensor de cámara conectado operativamente a una segunda ala que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz.

Breve descripción de los dibujos

Se obtendrá una mejor comprensión de las características y ventajas de la presente invención haciendo referencia a la siguiente descripción detallada, que expone realizaciones ilustrativas, y a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La FIG. 1A ilustra un ejemplo de un escáner intraoral 3D (color) que puede adaptarse para su uso según se describe en el presente documento para generar un modelo de dientes de un sujeto que tiene características tanto superficiales como internas.

La FIG. 1B ilustra esquemáticamente un ejemplo de un escáner intraoral configurado para generar un modelo de dientes del sujeto que tiene características tanto superficiales como internas.

La FIG. 2A ilustra la obtención de imágenes por transiluminación a través de un diente, a 180°.

La FIG. 2B ilustra la obtención de imágenes por transiluminación a través de un diente, a 90°.

Las FIGS. 2C y 2D muestran unas vistas en perspectiva lateral y superior, respectivamente, de un ejemplo de un extremo distal de un cabezal de un escáner intraoral configurado para proporcionar imágenes de transiluminación a través de un diente, a 90° y 180°.

La FIG. 2E muestra un esquema de un escáner intraoral configurado para llevar a cabo tanto escaneo de superficie (p. ej. con luz visible, no penetrante) como escaneo penetrante utilizando una longitud de onda en el infrarrojo cercano (IR). El escáner incluye un polarizador y filtros para bloquear la luz en el IR cercano que se refleja en la superficie del diente al tiempo que se captura la luz en el infrarrojo cercano reflejada en las estructuras internas. Las FIGS. 3A, 3B y 3C ilustran una penetración ilustrativa con orientaciones de obtención de imágenes con iluminación en ángulo pequeño, utilizando un cabezal de escaneo intraoral como el que se muestra en las FIGS.

2C y 2D.

La FIG. 3D muestra otro ejemplo (similar al que se muestra en la FIG. 3A) de iluminación con luz (p. ej. en el IR cercano) en el lado derecho, y de la obtención de imágenes desde el lado izquierdo (esta orientación puede invertirse) para obtener una transiluminación a 180°. Las flechas muestran la dispersión más alta y la más baja. La FIG. 4A ilustra un ejemplo de una configuración de obtención de imágenes por penetración (p. ej. obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño) de sensores y fuentes de luz (iluminación), en la que el vector de visión entre los sensores y las fuentes de luz está entre 0° y 15° en diferentes posiciones alrededor de un diente; estas diferentes posiciones representan diferentes posiciones captadas en diferentes momentos, p. ej. moviendo el cabezal/escáner alrededor del diente para que puedan captarse imágenes penetrantes en diferentes ángulos con respecto al diente.

Las FIGs .4B-4F ilustran otras variaciones de obtención de imágenes por penetración similares a las mostradas en la FIG. 4A, para obtener imágenes de un diente. La FIG. 4B muestra un ejemplo de un escáner multicámara con múltiples fuentes de luz. Las FIGS. 4C-4F muestran configuraciones alternativas de ángulo pequeño.

Las FIGS. 5A-5I ilustran nueve orientaciones alternativas de obtención de imágenes por penetración que pueden usarse como parte de un escáner intraoral como los mostrados en las FIGS. 1A-1B. En las FIGS. 5A-5C el sensor central está activo, y las fuentes de luz derechas (Fig. 5B) o izquierdas (Fig. 5A), o ambas (FIGS. 5C), iluminan el diente. De manera similar, en las FIGS. 5D-5E el sensor derecho está activo, mientras que en las FIGS. 5G-5I el sensor izquierdo está activo.

La FIG. 6 es un diagrama que ilustra esquemáticamente un procedimiento para generar un modelo del diente o dientes de un sujeto con características tanto superficiales como internas.

La FIG. 7 es un diagrama que ilustra una variación de un procedimiento para generar un modelo de los dientes de un sujeto, cuando presenta características tanto superficiales como internas, mediante el cambio cíclico entre diferentes modalidades de escaneo (p. ej. escaneo de superficie, obtención de imágenes por penetración, etc.). La FIG. 8 es un ejemplo gráfico de un diagrama de temporización para escanear una muestra (p. ej. un diente) para generar un modelo con características tanto superficiales como internas, mediante el cambio cíclico entre diferentes modalidades de escaneo (mostrándose las modalidades de obtención de imágenes por escaneo de superficie, fluorescencia láser, visor y penetración). En la FIG. 8, el eje Y indica la posición de la lente del escáner confocal 3D (amplitud de escaneo). La duración de cada uno de los escaneos (p. ej. el tiempo de escaneo para cada modo) puede ser fija, y puede ser ajustable. Por ejemplo, la duración del escaneo por penetración (d) puede ajustarse dinámicamente (p. ej. aumentarse o disminuirse) durante el escaneo en función de la calidad de las imágenes recibidas, la integridad de la reconstrucción 3D de las estructuras internas, etc. De manera similar, la duración del escaneo de superficie puede ajustarse dinámicamente durante el mismo en función de la calidad de la una o más imágenes que se están escaneando (p. ej. las imágenes anteriores y/o la imagen actual, etc.), la integridad del modelo de superficie 3D para la zona que se está escaneando, etc.

La FIG. 9A ilustra un ejemplo de una superposición de las imágenes de penetración sobre un modelo de superficie 3D de los dientes, que muestra el panorama de imágenes de penetración (en el que se unen entre sí las imágenes de penetración para formar el panorama).

La FIG. 9B ilustra la porción de la reconstrucción del modelo de la FIG. 9A incluyendo las características internas y de superficie. Cabe señalar que en las FIGS. 9A y 9B la superposición que muestra las estructuras internas no es una reconstrucción volumétrica.

La FIG. 10A muestra un ejemplo de una vista frontal de un ejemplo de un extremo frontal de escáner intraoral. La FIG. 10B muestra un ejemplo de una vista inferior del escáner intraoral, que muestra la pluralidad de sensores y fuentes de luz.

Las FIGS. 11A-11C muestran imágenes proyectadas mirando hacia abajo a través de la parte superior del diente, utilizando una longitud de onda penetrante (p. ej. en el IR cercano).

Las FIGS. 11D-11F ilustran el movimiento de la fuente de luz con respecto al diente en la dirección Z, utilizando una longitud de onda penetrante.

Las FIGS. 11G-11I muestran la posición del escáner, como se ha ilustrado anteriormente, escaneando el diente en la dirección Z. Cabe señalar que las FIGS. 11A, 11D y 11G corresponden a una primera posición de profundidad, las FIGS. 11B, 11E y 11H corresponden a una segunda posición de profundidad (más arriba del diente), y las FIGS. 11C, 11F y 11I corresponden a una tercera profundidad (incluso más arriba).

La FIG. 12 ilustra un ejemplo de una configuración de fuentes de luz de penetración (p. ej. luz de intervalo espectral penetrante) y cámaras que pueden usarse como parte de un cabezal de escáner intraoral.

La FIG. 13 muestra un diagrama de flujo que describe un procedimiento para reconstruir una estructura volumétrica a partir de un objeto que incluye zonas semitransparentes con dispersión elevada para un intervalo de longitudes de onda de radiación.

La FIG. 14 ilustra otro diagrama de flujo que proporciona pasos de procedimiento para reconstruir una estructura volumétrica de un diente.

Las FIGS. 15A-15E muestran un ejemplo de calibración de ruido de patrón fijo en imágenes y de calibración de la falta de uniformidad en la iluminación, que da una respuesta constante para una diana plana uniforme.

La FIG. 16 es un diagrama de bloques simplificado de un sistema de procesamiento de datos que puede usarse para llevar a cabo los procedimientos y técnicas descritos en el presente documento.

La FIG. 17 es un ejemplo de un procedimiento de escaneo de dientes con un escáner intraoral para identificar estructuras internas usando una longitud de onda penetrante (p. ej. en el IR y/o en el IR cercano).

Las FIGS. 18A-18C ilustran un procedimiento de segmentación automática de una imagen en el IR cercano. La FIG. 18A ilustra la detección de bordes en un escaneo penetrante a través de los dientes, efectuado con un escáner intraoral en la longitud de onda en el IR cercano (p. ej. 850 nm). Las FIGS. 18B y 18C muestran la segmentación en función de la detección de bordes de la FIG. 18a representada gráficamente sobre el escaneo penetrante. Las FIGS. 19A-19C muestran una segmentación adicional de la imagen en el IR cercano de las FIGS. 18A-18C. La FIG. 19A muestra la detección de bordes de la imagen en el IR cercano captada, de los dientes de un sujeto, mostrada en la FIG. 19C. La FIG. 19B muestra la segmentación de la imagen de la FIG. 19C, en la que se han dibujado los segmentos (5 segmentos) sobre la imagen en el IR cercano mostrada en la FIG. 19C.

Las FIGS. 20A-20C ilustran la segmentación de una imagen en el IR cercano de los dientes de un paciente. La FIG. 20A es una figura que muestra la detección de bordes de una imagen en el IR cercano. La FIG. 20B ilustra la segmentación de la imagen en el IR cercano, mostrando 18 segmentos (superpuestos). La FIG. 20C ilustra una segmentación adicional de la imagen en el IR cercano mostrada en la FIG. 20B.

Las FIGS. 21A-21C ilustran la segmentación de una imagen en el IR cercano de los dientes de un paciente. La FIG. 21A muestra la detección de bordes de la imagen en el IR cercano de la FIG. 21C. La FIG. 21B ilustra la detección de bordes de la imagen en el IR cercano mostrada en la FIG. 21C.

Las FIGS. 22A-22C ilustran la segmentación de una imagen en el IR cercano de los dientes de un paciente. La FIG. 22A es una figura que muestra la detección de bordes de una imagen en el IR cercano. La FIG. 22B ilustra la segmentación de la imagen en el IR cercano, mostrando 8 segmentos (superpuestos). La FIG. 22C ilustra una segmentación adicional de la imagen en el IR cercano mostrada en la FIG. 22B.

Las FIGS. 23A-23C ilustran la segmentación de una imagen en el IR cercano de los dientes de un paciente. La FIG. 23A muestra la detección de bordes de la imagen en el IR cercano de la FIG. 23C. La FIG. 23B ilustra la detección de bordes de la imagen en el IR cercano mostrada en la FIG. 23C.

La FIG. 24A es un modelo tridimensional parcial de los dientes de un paciente formado por imágenes segmentadas, incluyendo las mostradas en las FIGS. 18A-23C.

La FIG. 24B muestra una vista en sección a través del modelo 3D de la FIG. 24A, que muestra estructuras internas, incluyendo la dentina.

La FIG. 25A es un ejemplo de un modelo volumétrico (o "vóxel") de la mandíbula y los dientes de un paciente, incluyendo las estructuras internas. Las estructuras internas se muestran como un mapa de densidad dentro del modelo de superficie 3D. La FIG. 25B es una vista ampliada del modelo volumétrico de la FIG. 25A.

Las FIGS. 26A-26C ilustran un procedimiento para formar una superficie 3D que puede usarse para generar un modelo volumétrico (que muestra las estructuras tanto de superficie como internas) de los dientes de un paciente. Las FIGS. 27A-27G ilustran un procedimiento para generar un modelo volumétrico de los dientes de un paciente utilizando escaneo en el IR cercano además de escaneo de superficie.

Las FIGS. 28A y 28B ilustran modelos volumétricos de los dientes de un paciente formados usando un escáner intraoral, que muestran tanto características superficiales, p. ej. el esmalte, como características internas (segmentadas), p. ej. la dentina.

La FIG. 29A muestra una vista en perspectiva parcialmente transparente de una cubierta removible/desechable, configurada como un manguito de transiluminación con acoplamientos eléctricos. La FIG. 29B es una vista en perspectiva del manguito de la FIG. 29A, que se muestra en opacidad. Este manguito está configurado para su uso con una porción de cabezal de un escáner intraoral; el manguito está configurado para adaptar el cabezal de manera que incluya transiluminación con una longitud de onda penetrante (p. ej. en el IR cercano).

Las FIGS. 30A-30C ilustran un ejemplo de un manguito de transiluminación con acoplamientos eléctricos. La FIG.

30A muestra un ejemplo de un bastidor de soporte del manguito; La FIG. 30B muestra el bastidor de soporte con un circuito flexible y conectores acoplados al bastidor de soporte. La FIG. 30C muestra el manguito de las FIGS.

30A-30B completamente ensamblado.

La FIG. 31A muestra un ejemplo de un circuito flexible y de conectores para su uso como parte del manguito mostrado en las FIGS. 29A-30B. La FIG. 31B es un ejemplo de una porción terminal distal del circuito flexible mostrado en la FIG. 31A, incluyendo una carcasa de LED. La FIG. 31C es un ejemplo de una porción de conector de un manguito.

Las FIGS. 32A y 32B ilustran ejemplos de una porción de posicionamiento de LED y de bloqueo de luz del extremo distal de un manguito, tal como se muestra en las FIGS. 29A-30B.

Descripción detallada

En el presente documento se describen escáneres intraorales para generar un modelo tridimensional (3D) de la zona intraoral (p. ej. un diente o dientes, encías, mandíbula, etc.) de un sujeto que puede incluir características internas de los dientes y también puede incluir un modelo de la superficie, y procedimientos de uso de dichos escáneres. Por ejemplo, la FIG. 1A ilustra un ejemplo de un escáner intraoral 101 que puede configurarse o adaptarse como se describe en el presente documento para generar modelos 3D con características tanto superficiales como internas. Como se muestra esquemáticamente en la FIG. 1B, un escáner intraoral ilustrativo puede incluir un cabezal 103 que un operario (p. ej. un dentista, higienista dental, técnico, etc.) puede sujetar con la mano y mover sobre el diente o dientes de un sujeto para escanear las estructuras tanto superficiales como internas. El cabezal puede incluir uno o más sensores 105 (p. ej. cámaras tales como CMOS, CCD, detectores, etc.) y una o más fuentes de luz 109, 110, 111. En la FIG. 1B se muestran tres fuentes de luz: una primera fuente de luz 109, configurada para emitir luz en un primer intervalo espectral para la detección de características superficiales (p. ej. luz visible, luz visible monocromática, etc.; esta luz no tiene que ser luz visible), una segunda fuente de luz de color (p. ej. luz blanca entre 400-700 nm, p. ej. aproximadamente 400-600 nm), y una tercera fuente de luz 111 configurada para emitir luz en un segundo intervalo espectral para la detección de características internas del diente (p. ej. mediante transiluminación, obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño, fluorescencia láser, etc., lo que puede denominarse genéricamente obtención de imágenes por penetración, p. ej. en el IR cercano). Aunque en la FIG. 1B se muestran fuentes de iluminación separadas, en algunas variaciones puede utilizarse una fuente de luz seleccionable. La fuente de luz puede ser cualquier fuente de luz apropiada, incluyendo uno o más LED, fibra óptica, etc. El cabezal 103 puede incluir uno o más controles (botones, conmutadores, diales, pantallas táctiles, etc.) para ayudar al control (p. ej. encender/apagar el cabezal, etc.); de forma alternativa o adicional, uno o más controles, no mostrados, pueden estar presentes en otras partes del escáner intraoral, tales como un pedal, un teclado, una consola, una pantalla táctil, etc.

En general, puede utilizarse cualquier fuente de luz apropiada, en particular fuentes de luz que coincidan con el modo detectado. Por ejemplo, cualquiera de estos aparatos puede incluir una fuente de luz visible u otra fuente de luz (incluyendo la no visible) para la detección de superficie (p. ej. a o aproximadamente a 680 nm, u otras longitudes de onda apropiadas). También puede incluirse una fuente de luz de color, habitualmente una fuente de luz visible (p. ej. una fuente de "luz blanca") para la obtención de imágenes en color. Además, también puede incluirse una fuente de luz penetrante para la obtención de imágenes por penetración (p. ej. infrarroja, tal como específicamente una fuente de luz en el IR cercano).

El escáner intraoral 101 también puede incluir uno o más procesadores, incluyendo procesadores enlazados o procesadores remotos, tanto para controlar el funcionamiento del cabezal 103, incluyendo la coordinación del escaneo, como para revisar y procesar el escaneo y la generación del modelo 3D que incluye características internas y superficiales. Como se muestra en la FIG. 1B, el uno o más procesadores 113 pueden incluir o pueden estar acoplados con una memoria 115 para almacenar datos escaneados (datos de superficie, datos de características internas, etc.). También pueden incluirse circuitos de comunicaciones 117, incluyendo circuitos de comunicaciones inalámbricos o cableados, para comunicarse con componentes del sistema (incluyendo el cabezal) o componentes externos, incluyendo procesadores externos. Por ejemplo, el sistema puede estar configurado para enviar y recibir escaneos o modelos 3D. También pueden incluirse una o más salidas 119 adicionales para emitir o presentar información, incluyendo pantallas de visualización, impresoras, etc. Como se ha mencionado, también pueden incluirse entradas 121 (botones, pantallas táctiles, etc.) y el aparato puede permitir o solicitar entradas del usuario para controlar el escaneo y otras operaciones.

Cualquiera de los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento puede usarse para escanear y/o identificar estructuras internas tales como grietas, caries (desgaste dental) y lesiones en el esmalte y/o la dentina. Por tanto, cualquiera de los aparatos descritos en el presente documento puede estar configurado para llevar a cabo escaneos que pueden utilizarse para detectar estructuras internas utilizando una longitud de onda penetrante o un intervalo espectral de longitudes de onda penetrantes. En el presente documento también se describen procedimientos para detectar grietas, caries y/o lesiones u otras características internas tales como empastes dentales, etc. Pueden usarse o incorporarse al aparato diversas técnicas de escaneo penetrante (obtención de imágenes por penetración), que incluyen, sin limitación, la obtención de imágenes por penetración con transiluminación y con ángulo pequeño, que detectan el paso de longitudes de onda penetrantes de luz desde o a través del tejido (p. ej. desde o a través de un diente o dientes).

La transiluminación es una técnica que se puede utilizar para visualizar características internas de los dientes. Tradicionalmente, existen 2 configuraciones básicas para la transiluminación a través de los dientes. Las FIGS. 2A y 2B ilustran estas: una configuración a 180° y una configuración a 90°. Ambas configuraciones pueden utilizarse para visualizar el interior de los dientes y principalmente a través del esmalte. Como se muestra en la FIG. 2A, en la configuración a 180°, se emite una longitud de onda penetrante (que incluye un intervalo espectral de una o más longitudes de onda penetrantes) desde una fuente de luz 203 y se hace pasar desde un lado del diente 201, y un sensor 205 (p. ej. una cámara) situado en el lado opuesto detecta la luz que ha atravesado el diente sin dispersarse ni ser absorbida. De manera similar, en la FIG. 2B, el diente 201 está iluminado por la luz de unas fuentes de luz (203, 203') a cada lado del diente 201, y la cámara 205, que está orientada a 90° con respecto a ambas fuentes de luz, detecta la luz en un ángulo recto con respecto a la fuente de luz. Por lo general, el uso de la transiluminación se ha limitado a un solo tipo de proyección con el fin de obtener una captura de imagen del interior del diente (de manera similar al uso de rayos x). En el presente documento se describen procedimientos y aparatos para la visualización del área de esmalte-dentina usando una longitud de onda penetrante (tal como entre 700 y 1300 nm, 700 y 1090 nm, etc., p. ej. 850 nm) y la adquisición de una pluralidad de proyecciones u orientaciones desde una posición única del escáner con respecto al diente/dientes, y/o para una pluralidad de ángulos del sensor con respecto a los dientes; en particular, pueden captarse tres o más orientaciones o proyecciones para cada zona interna de la que vayan a obtenerse imágenes. Captar múltiples (p. ej. 3 o más) proyecciones puede permitir una mejor obtención de imágenes, ya que puede producir múltiples (p. ej. 3 o más) imágenes a través del diente desde una ubicación particular del cabezal en relación con el diente/dientes. El uso de una o más proyecciones a 180° puede ser útil ya que la luz recorre una distancia más corta y se dispersa menos, sin embargo, la combinación de múltiples proyecciones (orientaciones) diferentes desde la misma ubicación (p. ej. aproximadamente en el mismo momento de escaneo, dentro de unos pocos milisegundos de diferencia) puede permitir que el sistema construya un modelo volumétrico del área de esmaltedentina.

En variaciones que usan proyecciones de configuración a 90 y/o 180°, puede adaptarse el escáner intraoral para permitir la obtención de imágenes por transiluminación en esta configuración. Por ejemplo, las FIGS. 2C y 2D ilustran un ejemplo de un extremo distal de un cabezal de un escáner intraoral adaptado para recopilar imágenes de transiluminación a 90 y 180°, en el que el cabezal 213 incluye un par de proyecciones o aletas 215, cada una de las cuales alberga una combinación 217 de fuentes de luz (LED) y cámaras. En las FIGS. 2C y 2D, ambas aletas y la base del cabezal pueden incluir fuentes de luz y sensores (cámaras) de modo que puedan captarse al menos tres imágenes de transiluminación desde una sola posición del cabezal con respecto a los dientes, como se muestra en las FIGS. 3A-3C. En la FIG. 3A se muestra una primera orientación, en la que el LED derecho 303 está encendido, iluminando a través del diente para la detección/captación (180°) por la cámara 305 de la izquierda. La FIG. 3D es similar a la FIG. 3A, y muestra la luz aplicada desde el lado derecho que pasa al interior del diente (flechas) y que, o bien lo atraviesa hasta el sensor de cámara 305 (también denominado en el presente documento sensor de imagen, cámara o simplemente "sensor"), o se dispersa desde una zona interna. La orientación del sensor de cámara y de la fuente de iluminación puede cambiarse. En la Fig. 3B el LED izquierdo 303' está encendido, iluminando a través del diente para la detección/captación (180°) por la cámara 305' de la derecha. En la FIG. 3C, ambos LED 303, 303' están encendidos, iluminando tanto desde el lado derecho como desde el izquierdo, y una cámara 305" desplazada 90° con respecto al eje de los LED capta la imagen de transiluminación.

En general, los datos de obtención de imágenes por transiluminación tales como los descritos anteriormente pueden combinarse y recopilarse simultáneamente con los datos de superficie 3D (p. ej. los datos de modelo de superficie 3D) de los dientes, lo que permite una capa adicional de datos sobre estructuras internas tales como caries y grietas. Adicionalmente, el uso de múltiples proyecciones (captadas desde múltiples orientaciones) tal como se ha descrito puede permitir la reconstrucción de modelos volumétricos de las estructuras internas del esmalte de los dientes, mostrando características que de otro modo no serían visibles.

Aunque las configuraciones a 90° y 180° de transiluminación de los dientes pueden ser útiles, puede resultar particularmente beneficioso proporcionar configuraciones de obtención de imágenes por penetración en las que el ángulo entre los rayos (vectores) emitidos y recibidos sea mucho menor, p. ej. entre 0° y 30°, entre 0° y 25°, entre 0° y 20°, entre 0° y 15°, entre 0° y 10°, etc. En particular, pueden resultar útiles los ángulos entre 0° y 15° (o entre> 0° y 15°).

La transiluminación en la configuración a 180° y la configuración a 90° puede restringir el movimiento del cabezal del escáner intraoral alrededor de los dientes debido a la restricción del ángulo entre la cámara y la fuente de luz (como se muestra en las FIGS. 2C y 2D). Por tanto, en el presente documento también se describen procedimientos y aparatos para la obtención de imágenes/visualización por penetración, p. ej. del área de esmalte-dentina, usando un ángulo pequeño, que incluye un ángulo de entre 0° y 15°. En un ejemplo, se usa una fuente de luz (LED) que emite un intervalo espectral penetrante (p. ej. 850 nm) que tiene un vector de visualización con un ángulo pequeño de 0°-15° con respecto al ángulo de visión de la cámara. Como se ha mencionado, dicha obtención de imágenes por penetración puede combinarse simultáneamente con el modelado de superficie 3D de los dientes. Las posiciones relativas de la una o más fuentes de luz y la una o más cámaras son normalmente conocidas, y pueden captarse una o más imágenes de penetración en cada posición del cabezal. Debido al pequeño ángulo de los vectores de visualización que puede usar el cabezal, el cabezal de escaneo intraoral puede estar configurado únicamente con una ligera curva, lo que permite ajustarlo y maniobrarlo fácilmente alrededor de la cavidad intraoral, a diferencia de los cabezales configurados para medir transiluminación a 90° y 180°, que pueden usar una geometría del dispositivo que incluya aletas laterales para sujetar los LED y el uno o más sensores, de modo que el cabezal pueda envolver el diente para la obtención de imágenes (p. ej. véase la FIG. 2C). El uso de obtención de imágenes por reflectancia con ángulo pequeño puede permitir el escaneo en las direcciones bucal y lingual, mientras que el escaneo (transiluminación) a 90 grados como se describe en el presente documento puede limitarse a escanear en la dirección oclusal.

El uso de un ángulo pequeño para la obtención de imágenes por penetración puede incluir obtener imágenes del interior del diente usando el cabezal de manera que permita un movimiento sin restricciones alrededor del diente, y puede permitir captar los datos de estructura interna al tiempo que se escanean los datos de modelo (de superficie) 3D, sin requerir una estructura y/o modo de operación dedicados. Sin embargo, el uso de ángulos pequeños entre la luz emisora y el uno o más detectores también puede complicarse por reflejos directos. Por ejemplo, puede producirse una reflexión directa en zonas de la superficie del diente en las que el ángulo entre la iluminación y los ángulos de obtención de imágenes sean aproximadamente iguales (p. ej. en el cono de luz y obtención de imágenes NA). Estos reflejos directos pueden ser problemáticos si saturan el sensor o si muestran información de superficie pero oscurecen la información de estructuras más profundas. Para superar estos problemas, el aparato y los procedimientos de uso descritos en el presente documento pueden captar y usar múltiples orientaciones de iluminación captadas desde la misma posición. Tal como se usa en el presente documento, en el contexto de un cabezal manual, captar múltiples imágenes desde la misma posición puede significar efectivamente captar múltiples imágenes aproximadamente al mismo tiempo, de modo que no se haya producido un grado significativo de movimiento. Por ejemplo, las imágenes pueden captarse con unos pocos milisegundos (menos de 500 mseg, menos de 400 mseg, menos de 300 mseg, menos de 200 mseg, menos de 100 mseg, menos de 50 mseg, etc.) de diferencia entre sí, y/o corregir pequeños movimientos.

De manera alternativa o adicional, los aparatos y/o procedimientos pueden reducir o eliminar los problemas derivados de la saturación con la reflexión directa mediante el uso exclusivo de píxeles no saturados. En algunas variaciones, puede restarse de las imágenes de penetración la información de superficie como parte del procedimiento. Por ejemplo, pueden usarse imágenes de luz visible ("imágenes de visor") o la obtención de imágenes de superficie para eliminar los reflejos directos de la superficie.

En general, los aparatos (p. ej. los sistemas) descritos en el presente documento pueden conocer la posición del cabezal en todo momento debido al escaneo de superficie, incluso cuando se capten imágenes a diferentes ángulos (incluso ángulos pequeños). Por tanto, cuando se lleven a cabo escaneos de superficie y penetrantes al mismo tiempo o casi al mismo tiempo (p. ej. con una diferencia de 600 ms, 500 ms, 400 ms, etc. entre sí), incluyendo el entrelazado de estos escaneos con otros tipos de escaneo, podrá conocerse la posición del cabezal en relación con el uno o más objetos que se estén escaneando. En función de esta información, el aparato puede estimar qué parte o partes de las múltiples imágenes o señales está o están llegando desde la superficie y cuál o cuáles están llegando desde estructuras más profundas.

La FIG. 4A ilustra un ejemplo de una configuración de fuentes de luz penetrante 403, 403' (p. ej. fuentes de luz en el intervalo espectral penetrante) y una o más cámaras 405 que pueden usarse como parte de un cabezal de escáner intraoral, que se muestra en diferentes posiciones alrededor del objeto diana (diente 401). En la FIG. 4A, se muestran tres posiciones de la cámara, y en cada posición la cámara está flanqueada por el par de LEDS (p. ej. 403 y 403') de emisión de luz en el intervalo espectral penetrante (longitud de onda penetrante). Alternativamente, puede usarse una única fuente de luz (p. ej. un l Ed ) en lugar de un par. Pueden captarse diferentes imágenes usando la modalidad penetrante en diferentes posiciones del cabezal, en relación con los dientes. Como alternativa, el cabezal puede configurarse con múltiples sensores de imagen (cámaras) y múltiples fuentes de luz, permitiendo captar múltiples imágenes de penetración aproximadamente al mismo tiempo, p. ej. encendiendo múltiples sensores cuando se ilumine desde una o más orientaciones de LED (p. ej. las FIGS. 5G y 5E, etc.). En las FIGS. 5A-5I, pueden captarse al menos nueve orientaciones diferentes de imágenes de penetración, como se muestra. De manera alternativa o adicional, pueden captarse múltiples orientaciones secuencialmente, incluso dentro de un período de tiempo muy corto (p. ej. dentro de <500 ms, 400 ms, <300 ms, etc.).

Las FIGS.4B-4F ilustran otros emisores y detectores para su uso con cualquiera de las longitudes de onda penetrante, que pueden usarse para captar imágenes del interior del objeto que presenta zonas semitransparentes con dispersión elevada (p. ej. los dientes). Estas imágenes normalmente recogen el modo reflectante (p. ej. luz con una longitud de onda penetrante que ha pasado al interior del diente y se ha dispersado/reflejado desde las estructuras internas para que el detector pueda captarla). En la FIG. 4B se incluye una combinación de ángulos de transiluminación clásica (p.

ej. 90°, 180°) y de iluminación con ángulo pequeño. En las FIGS. 4C-4F el ángulo del rayo de luz emitido y captado es muy pequeño (p. ej. alrededor de 0°) y puede captarse colocando el conjunto de emisor 403, 403' y detector 405 (p. ej. CMOS, CCD, etc.) adyacentes entre sí, como se muestra en la FIG. 4C, combinados entre sí, como se muestra en la FIG. 4D, o simplemente compartiendo una trayectoria de haz común o casi común, como se muestra en las FIGS.

4E y 4F, que puede usar la reflexión o guías de ondas para dirigir la luz emitida y/o recibida, incluyendo el uso de divisores de haz (divisores de haz dicroicos) y/o filtros.

Como se ha mencionado anteriormente, puede utilizarse cualquier sensor apropiado, incluyendo cámaras CMOS o CCD, o cualquier otro sensor que sea capaz de detectar la longitud de onda apropiada, tal como detectores de longitud de onda en el IR cercano.

Aunque aplicar iluminación penetrante desde cerca del sensor (cámara) puede resultar en la iluminación más fuerte en la zona más cercana a la cámara y, por lo tanto, en una distribución desigual de la iluminación, esto resulta sorprendentemente menos problemático de lo esperado. En condiciones de obtención de imágenes por penetración, la luz que genera la imagen captada se ha desplazado a través del objeto, y cuanto más largo sea el camino, mayor será la dispersión que se producirá, lo que dará como resultado una iluminación más suave en comparación con la iluminación directa. En la iluminación frontal, como resultado de la iluminación con ángulo pequeño, la mayor cantidad de luz estará presente en la zona más cercana al iluminador (p. ej. un LED), que se dispersará hacia atrás; esta zona cercana (p. ej. los primeros 1-2 mm) es una zona importante de cara a detectar caries. Sin embargo, puede resultar deseable compensar la distribución del perfil de iluminación no uniforme resultante, como se ha descrito anteriormente.

El uso de obtención de imágenes por penetración, y en particular de iluminación/de obtención de imágenes con ángulo pequeño, que también puede describirse como de obtención de imágenes por reflectancia, puede proporcionar información sobre zonas internas (tales como grietas, caries, lesiones, etc.) de los dientes que de lo contrario no estaría disponible. La información de características internas (o zonas internas) puede incorporarse en un modelo 3D, lo que puede resultar particularmente práctico cuando se combina con información de superficie (p. ej. el modelo de superficie 3D o información de profundidad). Esto puede permitir al usuario recopilar los datos de diagnóstico sin problemas durante el procedimiento de escaneo 3D al tiempo que permite un movimiento sin restricciones alrededor de los dientes para captar datos desde diferentes ángulos, proporcionando un modelo 3D del interior del diente.

COMBINACIÓN DE DATOS DE SUPERFICIE CON DATOS DE CARACTERÍSTICAS INTERNAS

Como se ha mencionado anteriormente, puede resultar particularmente beneficioso combinar y/o coordinar datos de superficie 3D con cualquiera de los datos de características internas (incluyendo, sin limitación, datos de obtención de imágenes por penetración). Por ejemplo, pueden combinarse datos de características internas, tales como datos de obtención de imágenes por penetración, con datos de superficie (datos de obtención de imágenes de superficie) recopilados desde la misma posición o aproximadamente la misma posición de un escáner intraoral, para que pueda aplicarse el mismo sistema de coordenadas a ambos tipos de datos.

Como se ha descrito anteriormente, un escáner intraoral 3D en color como el que se muestra en la FIG. 1A puede estar equipado con dispositivos de iluminación que emitan luz en dos o más intervalos espectrales diferentes, para captar diversas características internas y superficiales. Los datos (p. ej. datos de superficie y datos de características internas) recopilados pueden correlacionarse y combinarse para formar un modelo 3D que incluya información sobre lesiones, desgaste dental y fracturas del esmalte, así como la estructura interna de los dientes. Los datos de características internas pueden recopilarse mediante cualquier técnica de obtención de imágenes por penetración apropiada, incluyendo la iluminación y obtención de imágenes por reflectancia (p. ej. con ángulo pequeño), y mediante las técnicas de obtención de imágenes por transiluminación descritas anteriormente o mediante otras técnicas conocidas en la técnica, incluyendo, sin limitación, la fluorescencia con luz UV/azul y la fluorescencia con luz roja.

Los datos de características internas pueden recopilarse (y pueden incluir imágenes de lesiones y la estructura interna de los dientes) y combinarse con los datos de superficie, incluyendo los datos de modelo de superficie 3D en color para los dientes. La combinación de datos internos y superficiales puede expresarse como un modelo 3D o una representación 3D, que puede incluir datos 3D a todo color (incluyendo modelos y representaciones) de las lesiones y la estructura interna del diente, así como la superficie de los dientes, encías y cualquier otra porción escaneada de la zona intraoral. Aunque en ciertas variaciones los datos internos y superficiales pueden ser coextensivos, en ciertas variaciones los datos de superficie pueden ser más extensos que los datos internos; por ejemplo, el modelo 3D puede incluir datos internos únicamente en una porción del modelo 3D, mientras que otras zonas pueden no incluir características internas (o pueden incluir solo características internas incompletas).

Durante el uso, un modelo 3D de un diente o dientes que incluye tanto la superficie como elementos internos puede analizarse automática o manualmente, y pueden identificarse y/o marcarse características internas. Por ejemplo, pueden etiquetarse las lesiones, caries y/o grietas, incluyendo la codificación en colores, p. ej. de acuerdo con su tipo y nivel de riesgo representativos en una o más imágenes que puedan proporcionarse y/o como parte de un archivo de datos que se genere para representar visualmente estas imágenes. De manera alternativa o adicional, puede proporcionarse una transcripción/descripción escrita de estos hallazgos.

Un escáner intraoral para generar un modelo 3D que incluye tanto la superficie como la estructura interna tal como se describe en el presente documento puede incluir uno o más sensores de imagen. Por ejemplo, el sensor de imagen puede estar configurado para captar imágenes o datos (de superficie) 3D en color y también puede captar imágenes de lesiones y la estructura interna de los dientes. Opcional o adicionalmente, el sistema puede contar con múltiples sensores. Los datos de superficie pueden adquirirse usando un escáner intraoral de cualquier manera apropiada. El escáner intraoral generalmente está configurado para escanear (a través del cabezal) tanto en el modo de obtención de imágenes superficiales como en el modo de obtención de imágenes internas, incluso al mismo tiempo. Por ejemplo, los datos de superficie pueden captarse utilizando un escáner intraoral 3D en color mediante visión confocal, estéreo o triangulación de luz estructurada, o mediante cualquier otra tecnología de escaneo de superficie 3D capaz de escaneo intraoral.

Tal como se ilustra en las FIGS. 10A y 10B, las fuentes de luz de iluminación (incluyendo las fuentes de luz para la primera modalidad (p. ej. escaneo de superficie), para la segunda modalidad (p. ej. obtención de imágenes por penetración) y/o para la tercera modalidad (p. ej. escaneo en color) pueden estar ubicadas en la punta frontal del cabezal del escáner intraoral, p. ej. cerca de los objetos escaneados o dentro del cabezal del escáner. La configuración de iluminación de la punta frontal puede configurarse según las necesidades de la aplicación, con o sin una fuente de luz particular adecuada para la característica de diagnóstico deseada, cambiando la punta frontal. La una o más fuentes de luz y los sensores (p. ej. cámaras) pueden disponerse de cualquier manera apropiada, incluso como se muestra en las FIGS. 10A-10B y 4. Por ejemplo, las fuentes de luz y las cámaras pueden estar adyacentes entre sí. En algunas variaciones el sistema o el procedimiento utiliza sensores miniaturizados 1005, 1007, p. ej. situados en la punta frontal de manera que rodeen la misma, para captar datos de características internas 3D estereoscópicos (p. ej. imágenes) y/o para facilitar la obtención de imágenes por penetración de manera más eficiente.

Como se ha mencionado, en algunas variaciones, los procedimientos de captación de lesiones/estructura interna del diente puede ser cualquier combinación de obtención de imágenes por penetración a través del diente, incluyendo una o más de: transiluminación, fluorescencia láser con luz roja y fluorescencia láser con luz azul/UV, etc. En general, los datos de características internas pueden usarse en combinación con los datos de superficie, incluyendo el sistema de coordenadas de los datos de superficie, para reconstruir una representación 3D de la estructura del diente. Por ejemplo, puede reconstruirse una reconstrucción 3D de los datos del diente mediante un algoritmo que combine varias (p. ej. múltiples) imágenes 2D utilizando cualquiera de las técnicas de obtención de imágenes de características internas descritas en el presente documento, captadas habitualmente en diversos ángulos u orientaciones diferentes.

Los datos captados por el escáner intraoral, incluyendo en particular el modelo 3D del diente/dientes que incluye características tanto superficiales como internas, pueden almacenarse en el dispositivo y/o transmitirse a un médico, registro médico, dentista o similar. Por ejemplo, cualquiera de los datos captados por el escáner intraoral, es decir un modelo 3D en color que combine la topografía de las lesiones de los dientes y la estructura interna de los mismos, puede mantenerse en una base de datos de pacientes designada para la monitorización longitudinal y la preservación de la salud bucal del paciente. Los datos pueden anotarse (incluyendo fechas y/o marcas que hagan referencia a características internas) o no.

Por ejemplo, puede hacerse la comparación longitudinal en el tiempo utilizando los modelos 3D descritos en el presente documento a uno o más niveles, incluso por comparación a lo largo del tiempo: cambios de superficie, cambios visuales de color, cambios internos/volumétricos o cualquier combinación de estos. Por ejemplo, cada uno de ellos puede representarse visualmente como un antes y un después, p. ej. mediante evaluación manual, o restarse y compararse automáticamente. En algunas realizaciones, pueden superponerse entre sí dos o más modelos 3D en una pantalla para resaltar las diferencias entre los modelos 3D. Los modelos superpuestos pueden ayudar a resaltar los cambios en el grosor del esmalte, el volumen de la dentina, el color, la opacidad y/o las disminuciones/aumentos en el tamaño de la caries, por ejemplo. Opcionalmente, puede transformarse un modelo 3D de la dentición de un paciente de una fecha anterior en un modelo 3D de la dentición del paciente de una fecha posterior, para ayudar a resaltar cualquier cambio en la dentición del paciente tras el paso del tiempo. En algunas realizaciones, puede transformarse una serie temporal de modelos 3d progresivamente de uno a otro para proporcionar un video o una animación de los cambios en la dentición del paciente. La comparación automática puede llevarse a cabo mediante la aplicación de un sistema de coordenadas común o la conversión al mismo, lo que en particular puede hacerse utilizando información de superficie (p. ej. en función de los datos de modelo de superficie 3D que se incluyen como parte del modelo volumétrico 3D generado). Por lo general, los tres tipos de datos (de superficie, de color, volumétrico, etc.) están interconectados por el mismo sistema de coordenadas, como ya se ha descrito anteriormente. En general, el procedimiento y los aparatos descritos en el presente documento, incluyendo los modelos 3D, pueden usarse para predecir futuras condiciones dentales u ortodóncicas en un paciente tal como se describe, por ejemplo, en el documento US 2016/0135925.

Al comparar los escaneos, incluyendo los escaneos volumétricos 3D, pueden ajustarse o normalizarse los unos con respecto a los otros para la comparación automática, semiautomática o manual. Por ejemplo, puede ser que un escaneo del diente o dientes (p. ej. un escaneo completo de la mandíbula, un escaneo parcial, etc.), no sea 100 % repetible, en particular con una precisión superior a la resolución de vóxeles. Para comparar vóxel por vóxel, puede aplicarse una función de coincidencia y/o transformación a uno o ambos escaneos para permitir una comparación más directa. Por ejemplo, puede utilizarse una función de coincidencia y/o transformación. Una función de transformación puede hacer que las superficies externas coincidan y queden alineadas, lo que permite una comparación vóxel por vóxel. Esto también puede permitir la comparación de escaneos completos con escaneos parciales.

Como se ha mencionado anteriormente, en general, los datos captados pueden almacenarse y guardarse en el mismo sistema de coordenadas. Por tanto, los datos de superficie (incluyendo los datos de modelo de superficie 3D) pueden usar un sistema de coordenadas (p. ej. X, Y, Z; de modo que el modelo de superficie 3D sea S (X, Y, Z)) y los datos de características internas puedan usar o hacer referencia al mismo sistema de coordenadas (p. ej. de modo que los datos de características internas sean I (X, Y, Z)). Por tanto, las características o estructuras comunes pueden tener la misma dirección (coordenadas) entre ambos conjuntos de datos.

La FIG. 6 es un diagrama que ilustra un ejemplo de un procedimiento para generar un modelo o representación 3D de un diente o dientes usando datos de superficie y datos de características internas. En este ejemplo, en primer lugar puede colocarse un cabezal de escaneo (escáner) intraoral manual adyacente a una zona intraoral diana 601 a escanear. Una vez que se inicia el escaneo, el aparato puede recopilar datos de superficie (p. ej. datos de superficie de modelo 3D) que incluyan información de profundidad en un primer sistema de coordenadas 603. Los datos de superficie habitualmente pueden recopilarse mientras se ilumina la muestra utilizando un primer espectro de iluminación, tal como luz visible. (p. ej. luz monocromática o de banda ancha). Los datos de características internas también pueden recopilarse, p. ej. usando un segundo espectro de iluminación (que puede incluir solo una única longitud de onda o un intervalo pequeño de longitudes de onda) que sea/sean penetrantes en el diente/dientes 605. Estos datos pueden usar el mismo sistema de coordenadas que los datos de superficie, lo que puede lograrse de la manera que se describe con mayor detalle a continuación. Una vez recopilados, los datos pueden analizarse y/o filtrarse (incluyendo la sustracción, suavizado, etc.) y combinarse para formar una representación de un modelo 3D de la cavidad intraoral (p. ej. un diente, dientes, encías, mandíbula, etc.) usando tanto los datos de superficie como los datos de características internas 607. Por ejemplo, al construir la geometría 3D de los datos de características internas (cuya naturaleza normalmente es bidimensional), el algoritmo puede usar la referencia al escaneo de superficie 3D conocido para mejorar la precisión de los datos de características internas.

En general, en cualquiera de los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento, los datos de características internas recopilados 605 pueden usarse para reconstruir un modelo volumétrico del diente o dientes que incluya las características internas. En particular, puede utilizarse la reconstrucción tomográfica (p. ej. tomografía óptica). Puede utilizarse modelado completamente volumétrico. Por lo general, cada rayo de luz penetrante puede refractarse, reflejarse, dispersarse y/o absorberse (incluyendo sus combinaciones), en función de las propiedades del material y la luz utilizada. En algunas variaciones, los procedimientos y/o aparatos pueden dividir el volumen del diente en pequeños vóxeles y, para cada vóxel, estimar estos cuatro parámetros (índice de refracción, reflexión, dispersión, absorción) en función de los datos de obtención de imágenes recopilados, utilizando el sistema de coordenadas correspondiente al sistema de coordenadas de los datos de superficie. También pueden usarse modelos más complejos (p. ej. a base de dispersión no isotrópica o dispersión superficial compleja). Una vez que se estima un conjunto de parámetros para cada vóxel, el procedimiento o aparato puede comparar cómo de bien se ajustan las imágenes captadas a este modelo. Por tanto, en algunas variaciones el aparato y/o el procedimiento pueden tratar de minimizar la diferencia entre las imágenes captadas y la imagen modelada prevista. Puede construirse una suposición inicial a partir de la captación de superficie 3D, incluyendo estimaciones de parámetros y anchura del esmalte.

De manera alternativa o adicional, puede usarse modelado de múltiples superficies. El modelado de múltiples superficies asume un conjunto de parámetros de material (y en algunos casos uniformes) en las propiedades ópticas, tales como propiedades del aire, la dentina y el esmalte (pero puede incluir más de estas tres). Esta técnica puede tratar de encontrar los límites entre los materiales. Hay varias formas de lograr esto, incluyendo el uso de técnicas similares a las descritas anteriormente para el modelado volumétrico completo, pero sin la representación de vóxeles. De manera alternativa o adicional, puede usarse un procedimiento de líneas de contorno en el que se otorgue un primer límite (p. ej. aire-esmalte) a partir de la captación de superficie 3D y, a continuación, al encontrar los bordes de zonas de las imágenes penetrantes 2D, puede aproximarse una superficie 3D lisa que se adapte mejor a esta silueta. Véase por ejemplo el documento "3D Shape from Silhouette Points in Registered 2D Images Using Conjugate Gradient Method", de Andrzej Szymczaka, William Hoffb y Mohamed Mahfouzc. Además de los contornos, pueden utilizarse otras características tales como puntos, esquinas, como se conoce en la técnica. Estas características pueden detectarse desde los diferentes puntos de vista y ubicarse en 3D mediante triangulación, y son parte de los límites.

En la práctica, el registro de los datos de superficie y los datos de características internas en el mismo sistema de coordenadas puede lograrse mediante el escaneo de las características internas y de superficie en la misma posición y/o tiempo. Como se ha mencionado, en un dispositivo de escaneo intraoral manual controlado por el usuario (p. ej. un cabezal) puede ser difícil escanear la misma zona en diferentes momentos con diferentes longitudes de onda. Por tanto, cualquiera de los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento puede coordinar el escaneo en las diferentes modalidades o modos (p. ej. escaneo de datos de superficie y/o escaneo de datos de características internas/por penetración).

Por ejemplo, la FIG. 7 ilustra un procedimiento en el que el escáner intraoral alterna entre el escaneo de superficie y una o más de otras modalidades de escaneo (p. ej. escaneo de características internas, tal como escaneo de obtención de imágenes por penetración). En la FIG. 7, después de colocar el escáner adyacente a la estructura intraoral diana a modelar 701, puede moverse el cabezal sobre la diana mientras el aparato escanea automáticamente 703 la diana tanto en busca de datos de superficie como de datos internos. Como parte de este procedimiento, el sistema puede alternar (cambiar) entre escanear una porción del diente usando una primera modalidad 705 (p. ej. escaneo de superficie, emitiendo luz en una longitud de onda apropiada del intervalo de longitudes de onda) para recopilar datos de superficie tales como datos de modelo de superficie 3D y escaneando en una segunda modalidad 707 (p. ej. una longitud de onda penetrante). Después de una duración apropiada de la primera modalidad, el procedimiento y el aparato pueden cambiar brevemente a una segunda modalidad (p. ej. una longitud de onda penetrante o intervalo de longitudes de onda) para recopilar datos de características internas durante un breve período de tiempo (segunda duración) 707 sobre aproximadamente la misma zona del objeto escaneada en el modo de superficie. En el momento del cambio, el sistema de coordenadas entre las dos modalidades es aproximadamente el mismo y el cabezal está aproximadamente en la misma posición, siempre que la segunda duración sea lo suficientemente corta (p. ej. menos de 500 mseg, menos de 400 mseg, menos de 300 mseg, etc., menos de 200 mseg, menos de 100 mseg, menos de 50 mseg, etc.). De manera alternativa o adicional, el procedimiento y el aparato pueden extrapolar la posición del cabezal con respecto a la superficie, en función de la información de datos de superficie recopilados inmediatamente antes y después de recopilar los datos de características internas.

Por tanto, en cualquiera de los procedimientos descritos en el presente documento, incluyendo el que se muestra en el paso 703 de la FIG. 7, el aparato puede interpolar las posiciones entre cada escaneo (p. ej. un escaneo de primera modalidad, tal como un escaneo de superficie, un escaneo de segunda modalidad, tal como un escaneo penetrante, p. ej. uno o más escaneos en el IR cercano y un escaneo de tercera modalidad, tal como un escaneo en color, etc.). Esta interpolación puede corregir los movimientos pequeños pero potencialmente significativos del cabezal durante el escaneo. En particular, cuando se coordina entre la superficie y las estructuras internas, en las que el escaneo se lleva a cabo manualmente, se interpola (y/o extrapola) para aproximar la posición 3D más precisa de los dientes (o de los dientes en relación con el cabezal de escaneo) para cada imagen escaneada. Por lo tanto, la porción de los dientes escaneada utilizando una longitud de onda penetrante puede interpolarse proporcionalmente entre los escaneos de superficie efectuados antes y después del uno o más escaneos por penetración. Véase p. ej. la FIG. 8 que se describe a continuación, que muestra una sincronización relativa ilustrativa de los escaneos de cada modo. De manera alternativa o adicional, la posición de los dientes y/o del cabezal/escáner durante un escaneo puede extrapolarse de la posición de escaneo de superficie anterior en función de la velocidad de movimiento del cabezal de escaneo (p. ej. según se estime a partir de la velocidad de cambio a través de la superficie con respecto a escaneos de superficie anteriores, y/o de uno o más sensores de movimiento del cabezal). Corregir el sistema de coordenadas de cada escaneo de esta manera (por ejemplo, en la posición X, Y, y Z, y en ángulos de orientación) puede permitir registrar las imágenes de diferentes modalidades estrechamente entre sí, independientemente de cómo el usuario manipule el escáner. En escaneos penetrantes, en los que pueden captarse varios escaneos desde la misma posición relativa y utilizarlos para reconstruir características internas, la precisión del sistema de coordenadas puede permitir un modelado de mayor resolución de las características internas.

En general, al recopilar imágenes de longitud de onda penetrante, la luz emitida y recibida puede tener diferentes polarizaciones. En el modo de luz reflectante, por ejemplo cuando se utiliza obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño, parte de la energía es penetrante, pero parte también se refleja desde la superficie. Puede resultar preferible bloquear esta reflexión directa en la superficie, lo que puede hacerse de cualquier manera apropiada, incluyendo la polarización. Por ejemplo, para bloquear la reflexión de la superficie puede iluminarse la muestra (p. ej. un diente) con una longitud de onda penetrante a una polarización específica, y esta polarización puede bloquearse en la trayectoria de obtención de imágenes. Esta polarización también puede ser útil para bloquear la luz directa de la fuente de iluminación durante la transiluminación (p. ej. cuando haya una línea de visión directa al iluminador, como en la transiluminación a 180°).

Aunque muchos de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento incluyen la conmutación entre modos para distinguir entre la superficie y las estructuras internas, en algunas variaciones pueden detectarse realmente de forma simultánea, por ejemplo utilizando un divisor y/o filtro dicroico de haz. Por tanto, al separar las longitudes de onda y/o la polarización que son penetrantes e incluyen reflejos internos y/o dispersión de aquellas que incluyen solo (o principalmente) características de superficie, pueden recopilarse y procesarse los datos de superficie por separado de las características internas, y pueden recombinarse estos dos conjuntos de datos más tarde; esta técnica puede utilizar inherentemente el mismo sistema de coordenadas.

Por ejemplo, la FIG. 2E muestra un esquema de escáner intraoral configurado para llevar a cabo tanto escaneo de superficie (p. ej. con luz visible, no penetrante) como escaneo penetrante usando una longitud de onda en el IR cercano (NIR) (a 850 nm en este ejemplo). En la FIG. 2E, el escáner incluye una luz en el infrarrojo cercano 289, un primer polarizador 281 y un segundo polarizador 283 delante del sensor de imagen 285 para bloquear la luz en el IR cercano reflejada en la superficie del diente 290 (luz de polarización P), mientras sigue captando luz en el IR cercano dispersada desde las estructuras/zonas internas del diente (luz de polarización S). La luz NIR ilumina el diente en polarización P, y la luz especular reflejada desde la superficie del diente, p. ej. el esmalte, se refleja especularmente por lo que se conserva su estado de polarización P. La luz en el IR cercano que penetra en las características internas del diente, tales como la dentina, se dispersa dando lugar a una polarización aleatoria (S y P). La placa de cuarto de onda con selección de longitud de onda 293 no modifica la polarización de la luz en el IR cercano (p. ej. permite que el estado de polarización de la luz en el IR cercano permanezca inalterado) pero cambia la polarización de la luz de escaneo de retorno de P a S, de manera que en la longitud de onda de escaneo solo se capte la reflexión de la superficie. La luz en el IR cercano de retorno, que presenta una mezcla de polarizaciones S y P, se filtra primero a través del divisor de haz de polarización (PBS) 294 y del filtro de polarización 283 de manera que solo se transmita la polarización S al sensor de imagen. Por lo tanto, el sensor de imagen solo capta la luz de polarización S en el IR cercano, procedente de las estructuras internas del diente, al tiempo que se bloquea la luz especular que presenta la polarización p original. Pueden utilizarse otras configuraciones de escáner intraoral con o sin filtros de polarización, tales como las que se muestran en la FIG. 2E, como parte de la sonda.

En la FIG. 2E, el escaneo de superficie puede llevarse a cabo iluminando la superficie (usando la unidad de iluminación 297 del escáner), iluminando en polarización p, y la polarización se invierte mediante la placa de cuarto con selección de longitud de onda 293 (que transmite luz de polarización S al sensor de imagen).

Como se muestra en la FIG. 7, el esquema de escaneo, incluyendo la duración de las modalidades de escaneo tales como la segunda modalidad de escaneo para determinar los datos de características internas, puede ajustarse manual o automáticamente 709. Por ejemplo, el procedimiento de escaneo (tiempo compartido y secuencia) puede variar según el caso y el sistema puede optimizar automáticamente los recursos de escaneo para obtener escaneos de alta calidad y/o reconstrucciones más completas. El procedimiento o aparato puede determinar la calidad de los datos escaneados 709, tal como la calidad de los datos de superficie escaneados, y puede ajustar la duración del escaneo (p. ej. la segunda duración) en consecuencia. Puede llevarse a cabo una estimación de la calidad de manera automática, por ejemplo basándose en el desenfoque, la saturación excesiva o insuficiente, etc. Por ejemplo, la duración de un esquema de escaneo puede ajustarse (p. ej. aumentarse o disminuirse) dinámicamente en función de la calidad de los escaneos en esta modalidad; si los x escaneos anteriores en esta modalidad están por debajo de un primer umbral (p. ej. mínimo) de calidad (cuantificando uno o más del: desenfoque, la saturación excesiva, la saturación insuficiente, etc.), puede aumentarse la duración del escaneo para esa modalidad, d. El tiempo de escaneo puede reducirse si la duración del escaneo está por encima de una duración mínima y la calidad está por encima de un segundo umbral de calidad (que puede ser el mismo que el primer umbral de calidad o mayor que el primer umbral de calidad). Reducir la duración del escaneo puede permitir que aumente la duración de otras modalidades de escaneo y/o que aumente la velocidad de cambio entre las modalidades de escaneo. De manera alternativa o adicional, la duración del escaneo para una modalidad puede ajustarse en función de la integridad del modelo 3D que se está reconstruyendo. Por ejemplo, al escanear una zona del modelo 3D que presente un modelo de superficie más completo (p. ej. zonas sobre las que ya se haya hecho el modelo de superficie), puede reducirse la duración del escaneo de superficie y puede aumentarse la duración del escaneo penetrante (p. ej. un escaneo por reflectancia usando una longitud de onda en el IR cercano, o un escaneo por transiluminación usando una longitud de onda en el IR cercano), para aumentar la resolución y/o extensión de las estructuras internas. De manera similar, el aparato puede ajustar dinámicamente la frecuencia de escaneo en cada modo. Cualquiera de los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento también puede configurarse para que proporcione retroalimentación al usuario, de cara a reducir la velocidad de los escaneos o para agregar escaneos desde un ángulo específico, mostrando estas zonas o ángulos faltantes en la pantalla gráfica 3D.

Tal como se ilustra en la FIG. 7 (p. ej. en el paso opcional 708) y en la FIG. 8, pueden utilizarse más de dos modalidades de escaneo. La FIG. 8 ilustra un procedimiento ilustrativo para operar un escáner intraoral de manera que cambie entre diferentes modalidades de escaneo, incluyendo el escaneo de superficie 801, la fluorescencia láser 803, el escaneo con luz visible en color (visor) 805, el escaneo por penetración 807, el escaneo con luz UV, etc. El sistema puede cambiar inicialmente entre las modalidades de escaneo según un esquema de escaneo predeterminado; como se ha mencionado, el sistema puede entonces analizar (a tiempo real) los datos procedentes de cada una de las modalidades de escaneo y puede priorizar las modalidades de escaneo que tengan datos menos completos, por ejemplo expandiendo la frecuencia y/o duración (d) con la que se escaneen. En algunas realizaciones, el sistema puede comparar los datos recopilados de una o más de las modalidades de escaneo con umbrales de resolución de datos predeterminados para determinar qué modalidades de escaneo priorizar. Por ejemplo, un sistema puede aumentar la frecuencia o duración de la obtención de imágenes por penetración de la superficie tras determinar que se han recopilado suficientes datos de superficie en una modalidad de obtención de imágenes de superficie, y que la resolución de los datos de características internas sigue siendo insuficiente. De manera alternativa o adicional, en algunas variaciones el escaneo puede llevarse a cabo en diferentes modalidades simultáneamente. Una vez que se ha completado suficientemente un área de escaneo, puede ensamblarse el modelo 3D combinado de la zona intraoral utilizando los datos escaneados 711; alternativamente, puede ensamblarse el modelo 3D de manera continua mientras se efectúa el escaneo. En la FIG. 8 se muestra la frecuencia del escaneo 809 mediante la frecuencia de la amplitud de escaneo; los escaneos de superficie se llevan a cabo al máximo de la amplitud de barrido y los escaneos por penetración al mínimo de la amplitud de escaneo, a medida que aumenta y disminuye la profundidad del escaneo confocal. La frecuencia del escaneo de profundidad 809 puede aumentarse o disminuirse dinámicamente durante el escaneo. Por ejemplo, para permitir escaneos de mayor duración o para adaptarse a un cabezal/escáner que el usuario mueva más rápido. En algunas variaciones, el cabezal puede incluir un sensor de movimiento (p. ej. un acelerómetro, etc.) para detectar las velocidades de movimiento, y la una o más velocidades y duración de escaneo pueden ajustarse en función del movimiento detectado del escáner.

Como se muestra en la FIG. 6, el modelo 3D resultante que incluye estructuras superficiales e internas puede utilizarse de diversas formas para beneficiar la atención sanitaria del sujeto (p. ej. el paciente). Por ejemplo, el modelo 3D puede utilizarse para identificar (automática o manualmente) y analizar lesiones, caries y/o grietas en los dientes. El modelo 3D puede utilizarse, por ejemplo, para medir el tamaño, la forma y la ubicación de la lesión, incluyendo el desgaste, para evaluar el tipo de desgaste en función de la translucidez, el color, y la forma, y/o para evaluar el tipo de problemas de la superficie en función de la iluminación de la superficie, p. ej. grietas, desgaste, etc. 609.

Estos datos 3D (o los datos derivados de los mismos) pueden monitorizarse en el tiempo para un determinado paciente 611. Por ejemplo, pueden comprobarse los datos 3D para encontrar cambios de tamaño, forma y tipo en el tiempo, ya sea visualmente o usando un algoritmo.

En general, pueden anotarse los datos 3D. Por ejemplo, después de un primer escaneo, un médico puede marcar áreas de interés que pueden evaluarse manual o automáticamente en los siguientes escaneos. Además, los datos 3D pueden usarse para ayudar a tratar o proporcionar orientación y monitorización en el tratamiento 613. Por ejemplo, si un médico decide restaurar un diente, pueden usarse los datos 3D que muestran la superficie y las zonas internas, generados según se describe en el presente documento, para proporcionar pautas de reducción para el diente de cara a asegurar la eliminación del volumen desgastado. Durante el procedimiento, es posible efectuar escaneos adicionales (p. ej. intermedios) para proporcionar al médico una guía adicional e información inmediata relativa a la reducción.

Las FIGS. 9A y 9B ilustran un ejemplo de una representación de un modelo 3D 900 de una zona intraoral de un sujeto que incluye tanto la superficie (la superficie total se muestra en la proyección de la FIG. 9A) como las estructuras internas, mostradas en la zona ampliada de la FIG. 9B. En la FIG. 9B, la zona más oscura 903, aparente a partir de la obtención de imágenes por penetración usando luz de 850 nm combinada con los datos de superficie 3D, muestra una zona de interés. La zona de interés puede ser una zona con caries o un empaste o similar. La capacidad de manipular imágenes como esta para girar, hacer zoom, seccionar y visualizar de otro modo el modelo 3D o zonas del modelo 3D puede mejorar en gran medida el tratamiento y la comprensión de las necesidades dentales de un sujeto.

ESCANEO EN PROFUNDIDAD

Las FIGS. 11A-11I ilustran un ejemplo de modelado volumétrico de la estructura interna de un diente usando una longitud de onda penetrante, tal como transiluminación ("TI") en el IR cercano. En este ejemplo, puede detectarse una lesión en el diente cuando la luz está debajo de la lesión o al nivel de la lesión. Cuando la luz está debajo de la lesión, la lesión absorbe la luz, por lo que la lesión aparece como una mancha oscura en la imagen. En la FIG. 11D, se muestra un diente que tiene una lesión con un sensor de escáner 1101 situado encima del diente (encima de la superficie oclusiva del diente). El escáner incluye una o (como se ilustra en las FIGS. 11D-11F) dos fuentes de luz (emisores) 1105, 1105', que emiten luz en el IR cercano, tal como se muestra mediante las flechas. La luz penetra en el diente y el sensor 1101 detecta la oclusión de la luz debido a la lesión, como se muestra en la FIG. 11A.

Mover el escáner con la fuente de luz hacia arriba (es decir, mover el cabezal del escáner más arriba a lo largo del diente) producirá un cambio en la imagen de la lesión tal como se muestra en la FIG. 11B. La correspondiente posición de las fuentes de luz con respecto al diente se muestra en la FIG. 11E esquemáticamente, y en la ilustración de la FIG. 11H. A medida que se mueve el escáner hacia arriba por el diente, la mancha oscura representativa de la lesión 1113 comenzará a encogerse hasta desaparecer por completo, convirtiéndose en saturación de luz. Por último, cuando la fuente de luz 1105, 1105' está por encima de la lesión, la mancha oscura ya no está presente (p. ej. la FIG. 11C) y solo se muestra la zona oclusiva central (la dentina). Como ya se ha mencionado anteriormente, pueden escanearse la superficie exterior del diente y la encía simultáneamente utilizando una fuente de luz separada, proporcionando la superficie exterior 3D del diente y por tanto la distancia entre el diente y el escáner. Esta información, tal como se ha descrito anteriormente, puede usarse para mapear la profundidad y/o forma de la lesión.

Tal escaneo en profundidad puede llevarse a cabo manual o automáticamente, y puede resultar útil para proporcionar una copia de seguridad y/o una alternativa al modelado volumétrico (p. ej. modelado volumétrico a 0 grados) del diente/dientes. De hecho, este escaneo vertical de los dientes (que puede llevarse a cabo en cualquier dirección (de abajo hacia arriba del diente, de arriba hacia abajo, etc.) puede usarse como un tipo o subtipo de escaneo volumétrico que puede proporcionar información sobre la forma y la posición de la dentina y/o las lesiones.

Por ejemplo, el procedimiento de escaneo vertical (eje Z) del uno o más dientes con un escáner intraoral, en particular uno que tenga longitud/es de onda de escaneo tanto penetrante (p. ej. en el IR cercano) como de superficie, puede proporcionar un procedimiento alternativo de escaneo volumétrico. En general, pueden adquirirse datos escaneando hacia arriba o hacia abajo (en el eje Z) del diente/dientes.

Como se ha mencionado anteriormente, una configuración para los dispositivos de escaneo descritos puede visualizar ópticamente la zona interior de un diente/dientes usando p. ej. transiluminación (a través de los lados) en un ángulo, tal como en un ángulo de 90°, entre la fuente de luz y la cámara. Cuando hay caries en el diente, visualizar el diente con una longitud de onda penetrante, p. ej. por transiluminación, desde arriba (vista de oclusión) puede revelar la caries como una zona oclusiva. Dependiendo de la posición (profundidad) Z relativa de la fuente de luz con respecto a la caries, una zona ocluida correspondiente a la caries estará presente en la imagen X, Y. Por tanto, el escaneo a través del eje Z (profundidad) como se ha descrito anteriormente puede usarse para determinar una o ambas de la posición Z y la forma de la caries. En algunas variaciones, un procedimiento para escanear usando una longitud de onda penetrante (o un escaneo penetrante y superficial) puede comenzar mediante la iluminación desde los lados y la obtención de imágenes desde arriba, situando la luz lo más cerca posible de la línea de las encías. A continuación, puede continuarse el procedimiento avanzando a lo largo del eje Z del diente, alejándose de la superficie oclusiva del diente. Esto puede permitir que la luz incida en una lesión desde diferentes profundidades (en el eje Z). Tal como se ilustra en la FIGS. 11A-11C, inicialmente se observará una caries y, a medida que se mueve el escáner hacia arriba, esta puede disminuir en el plano de obtención de imágenes (X, Y) hasta que ya no bloquee la luz. Cualquiera de estos procedimientos también puede calcular o determinar la posición Z a lo largo del diente a medida que se mueve el escáner hacia arriba, de modo que se conozca la profundidad relativa en el diente y, por lo tanto, la profundidad de la lesión será desde la capa de esmalte. A partir de esta información, también pueden determinarse las dimensiones de la lesión (p. ej. una estimación de cómo de lejos se extiende la lesión a lo largo de la posición Z), así como también pueden determinarse la amplitud y la extensión (p. ej. cómo de lejos se extiende en X, Y). Junto con el modelo 3D de superficie, que muestra la forma exterior del diente, esta información puede usarse para proporcionar un modelo del diente y de la lesión en general.

Por tanto, utilizando tanto una longitud de onda penetrante (p. ej. en el IR cercano) como la longitud de onda no penetrante (escaneo de superficie), puede determinarse un modelo tanto de las estructuras externas como internas del diente. Los escaneos en profundidad (incluso escaneos no contiguos) a lo largo del eje Z del diente pueden resultar particularmente útiles para determinar las profundidades y/o dimensiones de las estructuras internas del diente/dientes. En cualquiera de los procedimientos descritos en el presente documento, tal como se ha mencionado anteriormente, puede llevarse a cabo un escaneo 3D del diente al mismo tiempo que el escaneo penetrante (incluyendo en profundidad).

Por tanto, en cualquiera de los procedimientos de escaneo de un diente según se describe en el presente documento, el procedimiento puede incluir determinar una dimensión de profundidad (Z) para cada escaneo, que muestra la profundidad relativa de la una o más fuentes de luz, p. ej. la una o más fuentes de luz en el IR cercano relativas al diente. Esta información puede proporcionarse mediante el escaneo de superficie 3D correspondiente/correlacionado con el escaneo penetrante. La información de profundidad (p. ej. saber cuánto se ha movido el escáner en el eje Z) puede proporcionar información volumétrica sustancial.

Como se ha mencionado anteriormente, el escaneo en profundidad (z) descrito en el presente documento puede llevarse a cabo de forma manual o automática. Por ejemplo, este escaneo puede llevarse a cabo escaneando manualmente el cabezal hacia arriba y a lo largo de los dientes. Durante el escaneo, tanto el modelado de superficie 3D como el modelado interno/obtención de imágenes internas concurrentes pueden llevarse a cabo de manera continua durante el escaneo. Puede efectuarse cualquier velocidad de escaneo adecuada (p. ej. 20 escaneos por segundo). Por tanto, un usuario puede escanear a una velocidad razonable y puede hacerse la salida a tiempo real, incluyendo la visualización de una lesión, y/o las lesiones (y cualquier otra estructura interna) pueden representarse visualmente más tarde después del análisis por parte del software. En un ejemplo, puede llevarse a cabo un escaneo concurrente de modo que el escaneo de la superficie (usando un láser) pueda hacerse durante un período de aproximadamente 35 ms, a lo que sigue una ventana de 15 ms para otros tipos de obtención de imágenes, incluyendo en color, en el IR cercano, etc., y repetirse durante el período de escaneo. En algunos ejemplos, el escaneo en el IR cercano puede llevarse a cabo durante 5 ms dentro de la ventana de 15 ms. Un muestreo más corto puede resultar beneficioso (p. ej. inferior a 20 ms, inferior a 15 ms, inferior a 12 ms, inferior a 10 ms, inferior a 7 ms, inferior a 5 ms, etc.), ya que puede reducir las manchas de la imagen. Sin embargo, los tiempos de escaneo más cortos pueden requerir una mayor cantidad de energía, p. ej. más potencia/corriente para la fuente de luz penetrante. Los datos de obtención de imágenes pueden recopilarse en todo momento. Como alternativa, el escaneo puede llevarse a cabo durante períodos de tiempo más largos o más cortos (p. ej. escaneo de superficie, escaneo en el IR cercano, escaneo en color, etc.) y/o al mismo tiempo (p. ej. escaneo de superficie por láser y en el IR cercano al mismo tiempo, usando diferentes emisores/detectores, por ejemplo). De esta manera, p. ej., simultanear o alternar rápidamente (dentro de una ventana de 200 ms, 150 ms, 100 ms, 50 ms, etc.) los escaneos de superficie y penetrante, u otros tipos cualesquiera de escaneo diferentes, puede permitir coordinar entre el modelado de superficie (p. ej. en 3D) y el de las estructuras internas tal como se ha descrito anteriormente.

OBTENCIÓN DE IMÁGENES DE ESTRUCTURAS INTERNAS UTILIZANDO COEFICIENTES DE DISPERSIÓN

En el presente documento también se describen procedimientos y aparatos para generar imágenes de estructuras internas de un diente o de otro objeto semitransparente con dispersión elevada, en función de una pluralidad de imágenes penetrantes (también denominadas en el presente documento "imágenes por penetración") a través del objeto, en los que se proporciona la posición de la cámara (en relación con el objeto). Por tanto, estos procedimientos y aparatos pueden generar imágenes, incluyendo modelos tridimensionales, de estructuras internas sin requerir un modelo de la superficie externa.

Por ejemplo, en el presente documento se describen procedimientos y aparatos, incluyendo medios legibles por dispositivos informáticos, para la reconstrucción de una estructura volumétrica de un objeto que incluya zonas semitransparentes con dispersión elevada, tales como un diente. Más específicamente, estos aparatos (p. ej. sistemas) y procedimientos pueden proporcionar técnicas para reconstruir una estructura interna de un objeto, tal como la dentina de los dientes.

En general, de acuerdo con los procedimientos (y usando cualquiera de los aparatos) descritos en el presente documento pueden obtenerse imágenes de objetos semitransparentes y con dispersión elevada a una longitud de onda específica. Si se conoce la ubicación y orientación de la cámara con respecto al objeto, puede reconstruirse la estructura interna del objeto con una complejidad computacional baja proporcional al volumen que se está reconstruyendo y al número de imágenes.

Puede utilizarse cualquiera de los escáneres intraorales que captan imágenes a través de la zona intraoral de un sujeto (p. ej. un diente o dientes, encías, mandíbula, etc.) descritos en el presente documento y que también proporcionan información sobre la posición relativa del escáner (p. ej. la cámara del escáner que capta la imagen). Por ejemplo, volviendo a las FIGS. 1A y 1B, la FIG. 1A ilustra un ejemplo de un escáner intraoral 101 que puede configurarse o adaptarse como se describe en el presente documento para generar modelos 3D con características tanto superficiales como internas. Como se muestra esquemáticamente en la FIG. 1B, un escáner intraoral ilustrativo puede incluir un cabezal 103 que un operario (p. ej. un dentista, higienista dental, técnico, etc.) puede sujetar con la mano y mover sobre el diente o dientes de un sujeto para escanear las estructuras tanto superficiales como internas. El cabezal puede incluir uno o más sensores 105 (p. ej. cámaras tales como CMOS, CCD, detectores, etc.) y una o más fuentes de luz 109, 110, 111.

En la FIG. 1B, se muestran dos fuentes de luz: una primera fuente de luz 109, configurada para emitir luz en un primer intervalo espectral para la detección de características superficiales (p. ej. luz visible, luz visible monocromática, etc.), y una segunda fuente de luz 111, configurada para emitir luz en un segundo intervalo espectral para la detección de características internas del diente (p. ej. mediante transiluminación, obtención de imágenes por penetración con ángulo pequeño, fluorescencia láser, etc., lo que puede denominarse genéricamente obtención de imágenes por penetración). Aunque en la FIG. 1B se muestran fuentes de iluminación separadas, en algunas variaciones puede utilizarse una fuente de luz seleccionable. La fuente de luz puede ser cualquier fuente de luz apropiada, incluyendo uno o más LED, fibra óptica, etc. El cabezal 103 puede incluir uno o más controles (botones, conmutadores, diales, pantallas táctiles, etc.) para ayudar al control (p. ej. encender/apagar el cabezal, etc.); de forma alternativa o adicional, uno o más controles, no mostrados, pueden estar presentes en otras partes del escáner intraoral, tales como un pedal, un teclado, una consola, una pantalla táctil, etc.

Además, el cabezal 103 puede incluir también uno o más sensores de posición y/o de orientación 123, tal como un acelerómetro, un sensor de campo magnético, sensores de giroscopio, GPS etc. De manera alternativa o adicional, el cabezal puede incluir un sensor óptico, un sensor magnético, u otra combinación de los mismos, para detectar la posición relativa del cabezal, y en particular de la una o más cámaras, con respecto al objeto del que se están obteniendo imágenes (p. ej. un diente o dientes). De manera alternativa o adicional, el aparato puede detectar la posición relativa del cabezal en función de las imágenes de superficie (p. ej. escaneo de la superficie) y/o del escaneo por visor captados según se ha descrito anteriormente.

En general, puede utilizarse cualquier fuente de luz apropiada, en particular fuentes de luz que coincidan con el modo detectado. Por ejemplo, cualquiera de estos aparatos puede incluir una fuente de luz visible u otra fuente de luz para la detección de superficie (p. ej. a o aproximadamente a 680 nm u otras longitudes de onda apropiadas), una fuente de luz visible (p. ej. una fuente de luz blanca) para la obtención de imágenes tradicional, incluyendo la obtención de imágenes en color y/o una fuente de luz penetrante para la obtención de imágenes por penetración (p. ej. una fuente de luz infrarroja y/o en el infrarrojo cercano).

Las posiciones relativas de la una o más fuentes de luz y la una o más cámaras son normalmente conocidas, y pueden captarse una o más imágenes de penetración en cada posición del cabezal. Las posiciones de la una o más fuentes de luz y la una o más cámaras pueden incluir tres coordenadas numéricas (p. ej. X, Y, Z) en un espacio tridimensional, y el cabeceo, balanceo y guiñada de la cámara.

Cualquiera de los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento puede usarse para escanear e identificar estructuras internas tales como grietas, caries (desgaste dental) y lesiones en el esmalte y/o la dentina. Por tanto, cualquiera de los aparatos descritos en el presente documento puede estar configurado para llevar a cabo escaneos para detectar estructuras internas utilizando una longitud de onda penetrante o un intervalo espectral de longitudes de onda penetrantes. Aunque pueden usarse o incorporarse al aparato diversas técnicas de escaneo penetrante (obtención de imágenes por penetración), puede resultar particularmente interesante la obtención de imágenes por transiluminación y por penetración con ángulo pequeño, que detectan el paso de longitudes de onda de luz penetrantes a través del tejido (p. ej. a través de un diente o dientes).

Los procedimientos y aparatos para visualizar la zona de esmalte-dentina utilizando una longitud de onda penetrante (tal como, por ejemplo, 850 nm) descritos en el presente documento pueden adquirir una pluralidad de proyecciones u orientaciones desde una única posición del escáner con respecto al diente/dientes; en particular, pueden captarse tres o más orientaciones o proyecciones en cada posición. Captar múltiples (p. ej. 3 o más) proyecciones puede permitir una mejor obtención de imágenes, ya que puede producir múltiples (p. ej. 3 o más) imágenes a través del diente desde una ubicación particular del cabezal en relación con el diente/dientes.

La FIG. 12 ilustra un ejemplo de una porción de un escáner configurado para unas incluir fuentes de luz de penetración 1202, 1202' (p. ej. luz en el intervalo espectral de penetración) y cámaras que pueden usarse como parte de un cabezal de escáner intraoral. En la FIG. 12, se muestra una cámara 1200 flanqueada por un par de LED 1202, 1202' para emitir luz en el intervalo espectral de penetración sustancialmente en la misma dirección que la cámara hacia una diana T (tal como un diente 1201). Puede usarse una única fuente de luz 1202 (p. ej. un LED) en lugar de un par. En general, de acuerdo con la presente divulgación, las fuentes de luz del cabezal se proyectan sustancialmente en la misma dirección que la cámara, pero en algunas realizaciones las fuentes de luz pueden variar /- 15 grados con respecto a la dirección de la cámara, tal como se ha descrito anteriormente.

La FIG. 13 muestra un diagrama de flujo 1300 que describe un procedimiento para reconstruir una estructura volumétrica a partir de un objeto que incluye zonas semitransparentes con dispersión elevada para un intervalo de longitudes de onda de radiación. El objeto que incluye zonas semitransparentes con dispersión elevada puede ser, por ejemplo, un diente que comprende una superficie exterior de esmalte y una superficie interior de dentina.

En el paso 302 del diagrama de flujo 1300, el procedimiento comprende captar una pluralidad de imágenes del objeto con una cámara en el intervalo de longitudes de onda de radiación, en el que la iluminación para la pluralidad de imágenes se proyecta sustancialmente desde una dirección de la cámara. En algunas realizaciones, el intervalo de longitudes de onda de radiación es una longitud de onda en el infrarrojo o en el infrarrojo cercano. La longitud de onda en el infrarrojo o en el infrarrojo cercano puede utilizarse, por ejemplo, para penetrar en el objeto semitransparente. En una realización, la iluminación para la pluralidad de imágenes puede variar /-15 grados con respecto a la dirección de la cámara. La pluralidad de imágenes puede almacenarse en la memoria del ordenador acoplado a la cámara.

Cualquiera de estos procedimientos también puede incluir recibir datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara en relación con el objeto para cada una de la pluralidad de imágenes. En general, los datos de ubicación incluyen la posición y orientación de la cámara con respecto al objeto. Estos datos de ubicación pueden determinarse a partir de la pluralidad de imágenes o, de forma alternativa o adicional, pueden medirse la posición y la orientación con unos sensores 123 situados en el cabezal (p. ej. sensores de giroscopio, acelerómetros, GPS, etc.). De manera alternativa o adicional, la posición y la orientación pueden calcularse registrando los datos de superficie escaneados. En algunas realizaciones, los datos de ubicación comprenden tres coordenadas numéricas en un espacio tridimensional (p. ej. X, Y, y Z en un sistema de coordenadas cartesianas), y el cabeceo, balanceo y guiñada de la cámara. Los datos de ubicación también pueden cuantificarse como métricas vectoriales (p. ej. métricas de rotación y posición vectorial).

En el paso 306 del diagrama de flujo 1300, el procedimiento comprende adicionalmente generar para cada punto de un volumen un límite superior de un coeficiente de dispersión a partir de la pluralidad de imágenes y los datos de ubicación. Cada una de la pluralidad de imágenes puede ser una proyección del mundo real (un entorno 3D) sobre un plano 2D (la imagen), perdiéndose la profundidad en el transcurso del procedimiento. Cada punto 3D correspondiente a un punto de imagen específico puede estar restringido para estar en la línea de visión de la cámara. La posición en el mundo real de cada punto 3D puede obtenerse como la intersección de dos o más rayos de proyección a través del procedimiento de triangulación.

En el paso 306, se determina un límite superior de un coeficiente de dispersión para cada punto de un volumen representativo del objeto que se está escaneando. El límite superior se selecciona a partir de la pluralidad de imágenes para cada punto utilizando los datos de ubicación de la cámara para triangular la posición de cada punto. La pluralidad de imágenes produce una intensidad para cada punto que es el resultado de la cantidad de luz reflejada por el objeto. Esta intensidad para cada punto se usa para generar el coeficiente de dispersión para cada punto. El límite superior del coeficiente de dispersión para cada punto puede almacenarse en la memoria acoplada a la cámara.

Generar para cada punto del volumen un límite superior de los coeficientes de dispersión puede comprender proyectar cada punto de una cuadrícula de puntos 3D correspondiente al volumen del objeto sobre cada una de la pluralidad de imágenes, utilizando una primera calibración, producir una lista de valores de coeficiente de dispersión para cada punto proyectado, corregir cada valor de coeficiente de dispersión de la lista de valores de coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen, y almacenar un valor de coeficiente de dispersión mínimo para cada punto de la cuadrícula de la lista de valores de coeficiente de dispersión.

Pueden llevarse a cabo varias calibraciones para facilitar la proyección de cada punto de la cuadrícula 3D de puntos sobre cada una de la pluralidad de imágenes. Por ejemplo, en una realización, la primera calibración puede comprender una calibración de ruido de patrón fijo para calibrar problemas de la cámara relacionados con el uno o más sensores y con la duplicación de imágenes. En otra realización, la primera calibración comprende una calibración de la cámara que determine una transformación para la cámara que proyecte puntos conocidos en el espacio sobre puntos de una imagen. En algunas realizaciones, todas las calibraciones descritas anteriormente pueden llevarse a cabo antes de proyectar los puntos sobre las imágenes.

Cuando se genera un límite superior de un coeficiente de dispersión a partir de las imágenes penetrantes y los datos de ubicación, el límite superior del uno o más coeficientes de dispersión solamente puede determinarse para los puntos situados dentro de una superficie exterior del objeto del que se están obteniendo imágenes. Por ejemplo, los procedimientos descritos en el presente documento pueden incluir adicionalmente recibir datos de superficie representativos de una superficie exterior del objeto (p. ej. datos de escaneo representativos de una superficie exterior o de esmalte de un diente). Con los datos de superficie exterior, solo pueden usarse los puntos dentro de esta superficie exterior (p. ej. puntos internos) para generar coeficientes de dispersión. Esto puede permitir que la obtención de imágenes se centre solo, por ejemplo, en una superficie de dentina dentro de una superficie de esmalte de los dientes.

Por último, cualquiera de estos procedimientos puede comprender la generación de una imagen del objeto a partir del límite superior de coeficientes de dispersión para cada punto 308. En el presente documento se proporciona un ejemplo de la generación de estas imágenes, y puede incluir la formación de una línea y/o superficie sobre la base de valores umbral de los coeficientes de dispersión o valores basados en los coeficientes de dispersión.

La FIG. 14 es un diagrama de flujo 400 que ilustra un procedimiento para reconstruir una estructura volumétrica de un diente. El diente puede ser semitransparente en un intervalo de longitudes de onda de radiación. En el paso 402, que es opcional, el procedimiento comprende recibir, en un procesador, una representación de una superficie del diente en un primer sistema de coordenadas. La representación de la superficie del diente puede ser, por ejemplo, un modelo 3D del diente que se produzca escaneando los dientes o captando un molde de los dientes.

El procedimiento también puede incluir recibir, en el procesador, una pluralidad de imágenes del diente en el intervalo de longitudes de onda de radiación, siendo captada la pluralidad de imágenes con iluminación proyectada sustancialmente desde una dirección de una cámara 404. En algunas realizaciones, la longitud de onda es una longitud de onda penetrante de la zona en el infrarrojo o en el infrarrojo cercano, o en un intervalo dentro del IR/IR cercano. La longitud de onda en el infrarrojo (IR) o en el IR cercano puede utilizarse, por ejemplo, para penetrar en el diente. La iluminación para la pluralidad de imágenes puede variar /-15 grados con respecto a la dirección de la cámara. La pluralidad de imágenes puede almacenarse en la memoria del ordenador acoplado a la cámara.

En el paso 406 el procedimiento comprende adicionalmente recibir, en el procesador, datos de ubicación representativos de una ubicación de la cámara para cada una de la pluralidad de imágenes. En general, los datos de ubicación incluyen la posición y orientación de la cámara con respecto al objeto. Estos datos de ubicación pueden determinarse a partir de la pluralidad de imágenes o, de forma alternativa, pueden medirse la posición y la orientación con unos sensores situados en la cámara (p. ej. sensores de giroscopio, acelerómetros, GPS, etc.). De manera alternativa o adicional, la posición y la orientación pueden calcularse registrando los datos de superficie escaneados. En algunas realizaciones, los datos de ubicación comprenden tres coordenadas numéricas en un espacio tridimensional (p. ej. X, Y, y Z en un sistema de coordenadas cartesianas), y el cabeceo, balanceo y guiñada de la cámara. Los datos de ubicación también pueden cuantificarse como métrica de vectores (p. ej. métrica de rotación y posición vectorial).

El procedimiento también puede incluir proyectar cada punto de una cuadrícula de puntos correspondiente a un volumen de la superficie del diente sobre cada una de la pluralidad de imágenes usando una primera calibración 408. La cuadrícula de puntos que se produzca puede estar dentro de la superficie exterior del diente. La cuadrícula puede asentarse en una cuadrícula cúbica, por ejemplo. Cada punto de la cuadrícula puede proyectarse sobre cada una de la pluralidad de imágenes usando una calibración. Pueden llevarse a cabo varias calibraciones para facilitar la proyección de cada punto de la cuadrícula sobre cada una de la pluralidad de imágenes. Por ejemplo, la calibración puede comprender una calibración de ruido de patrón fijo para calibrar problemas de la cámara relacionados con el uno o más sensores y la duplicación de imágenes. En otra realización, la calibración puede comprender una calibración de la cámara que determine una transformación para la cámara que proyecte puntos conocidos en el espacio sobre puntos de una imagen. En algunas realizaciones, todas las calibraciones descritas anteriormente pueden llevarse a cabo antes de proyectar los puntos sobre las imágenes.

El procedimiento puede incluir adicionalmente producir una lista de valores de intensidad para cada punto 410. La pluralidad de imágenes produce una intensidad para cada punto que es el resultado de la cantidad de luz reflejada por el objeto. Este valor de intensidad para cada punto puede almacenarse.

En el paso 412 el procedimiento puede comprender adicionalmente convertir cada valor de intensidad de la lista de valores de intensidad en un coeficiente de dispersión de acuerdo con una respuesta de volumen. Este paso puede llevarse a cabo para calibrar el valor de intensidad de cada píxel. El procedimiento calcula un coeficiente de dispersión que produciría tal valor de intensidad para cada punto en relación con la posición de la cámara. La salida es un coeficiente de dispersión que normaliza la intensidad de acuerdo con una respuesta de volumen.

Por último, en la FIG. 14, el procedimiento puede incluir adicionalmente almacenar un coeficiente de dispersión mínimo para cada punto en una lista de coeficientes de dispersión mínimos 414. El procedimiento puede comprender adicionalmente producir una imagen a partir de la lista de coeficientes de dispersión mínimos para cada punto.

Como se ha descrito anteriormente, los procedimientos y técnicas pueden incluir una pluralidad de calibraciones para proyectar puntos del mundo real en la pluralidad de imágenes. Una de tales calibraciones es la calibración de ruido de patrón fijo en imágenes (PRNU) que aborda los problemas del uno o más sensores y las duplicaciones del sistema que no dependen del objeto que se está escaneando. Las FIGS. 15A-E muestran un ejemplo de una calibración de ruido de patrón fijo en imágenes, que da una respuesta constante para una diana plana uniforme. La FIG. 15A muestra una imagen original de una diana plana uniforme, que incluye dos partículas 1501, 1502 en el medio de la imagen. La FIG. 15B muestra la imagen mediana después de mover la diana en paralelo al plano. Esto hace que las dos partículas "desaparezcan" de la imagen. La FIG. 15C muestra la imagen después de aplicar una figura de coeficiente de polarización para cada píxel, lo que crea un fuerte ruido electrónico en la imagen. En la FIG. 15D, se ha aplicado una pendiente a cada píxel, lo que da como resultado un patrón suave proporcionado por la óptica. Por último, la FIG. 15E muestra la imagen final tras la ecualización de respuesta.

Otro tipo de calibración que puede aplicarse es la denominada calibración de la cámara, que permite proyectar puntos (3D) del mundo real en píxeles de imagen 2D. La calibración de la cámara determina una transformación para la cámara que proyecta puntos conocidos en el espacio sobre puntos de una imagen.

También puede aplicarse una calibración de respuesta volumétrica que dé un coeficiente de dispersión para todos los puntos del mundo real para una intensidad dada de la imagen dentro de un campo de visión de la cámara. Esta calibración aporta un coeficiente de dispersión estándar a una respuesta constante en cualquier lugar del campo de visión.

Por último, puede aplicarse una calibración de la cámara entre escaneo y mundo real que es una transformación de cuerpo rígido que convierte el sistema de coordenadas de escaneo (del escaneo 3D del objeto) en el sistema de coordenadas de calibración de la cámara (de las imágenes 2D del objeto).

Pueden usarse otras técnicas para determinar los coeficientes de dispersión volumétrica a partir de las imágenes penetrantes y las posiciones de la cámara. Por ejemplo, en algunas variaciones puede utilizarse la propagación inversa. La propagación inversa puede incluir estimar (p. ej. trazar) los rayos que atraviesan el volumen del diente y entran en la cámara. Las intensidades reales que alcanzan el sensor para cada rayo pueden captarse a partir de las imágenes penetrantes y las posiciones y orientaciones de la cámara. Para cada rayo puede estimarse el amortiguamiento de la intensidad debido a la dispersión en el volumen por el que pasa. Por ejemplo, la transmisión de luz a través de un material de dispersión elevada y débil absorción puede modelarse usando un esquema de cálculo híbrido de dispersión mediante el procedimiento de Monte Carlo, para obtener la variación temporal de transmitancia de la luz a través del material. Puede estimarse un conjunto de datos de proyección extrapolando temporalmente la diferencia en la densidad óptica entre el objeto absorbente y una referencia no absorbente al tiempo de desplazamiento más corto. Por tanto, esta técnica puede producir una diferencia en los coeficientes de absorción. Por ejemplo, véase el documento de Yamada y col. "Simulation of fan-beam-type optical computed-tomography imaging of strongly scattering and weakly absorbing media", Appl. Opt. 32, 4808-4814 (1993). Puede estimarse entonces la dispersión volumétrica resolviendo las intensidades reales que llegan al sensor.

Cualquiera de los procedimientos descritos en el presente documento puede llevarse a cabo mediante un aparato que incluya un sistema (o subsistema) de procesamiento de datos, que puede incluir hardware, software y/o firmware para llevar a cabo muchos de estos pasos anteriormente descritos, incluso como parte de un procesador de un escáner intraoral (véase p. ej. la FIG. 1B). Por ejemplo, la FIG. 16 es un diagrama de bloques simplificado de un subsistema de procesamiento de datos 500. El sistema de procesamiento de datos 500 habitualmente incluye al menos un procesador 502 que se comunica con varios dispositivos periféricos a través del subsistema de bus 504. Estos dispositivos periféricos suelen incluir un subsistema de almacenamiento 506 (subsistema de memoria 508 y subsistema de almacenamiento de archivos 514), un conjunto de dispositivos de entrada y salida de interfaz de usuario 518 y redes de interfaz a salida 516, incluyendo la red telefónica pública conmutada. Esta interfaz se muestra esquemáticamente como el bloque "Interfaz de Módems y Red" 516 y está acoplada a los aparatos de interfaz correspondientes de otros sistemas de procesamiento a través de la interfaz de red de comunicación 524. El sistema de procesamiento de datos 500 puede incluir un terminal, un ordenador personal de baja gama o de alta gama, una estación de trabajo o un ordenador central.

Los dispositivos de entrada de interfaz de usuario pueden incluir un teclado y pueden incluir adicionalmente un dispositivo señalador y un escáner. El dispositivo señalador puede ser un dispositivo señalador indirecto tal como un ratón, bola de seguimiento, panel táctil o tableta gráfica, o un dispositivo señalador directo tal como una pantalla táctil incorporada en el dispositivo de visualización. Pueden usarse otros tipos de dispositivos de entrada de interfaz de usuario, tales como sistemas de reconocimiento de voz.

Los dispositivos de salida de interfaz de usuario pueden incluir una impresora y un subsistema de visualización, que incluye un controlador de pantalla y un dispositivo de visualización acoplado al controlador. El dispositivo de visualización puede ser un tubo de rayos catódicos (CRT), un dispositivo de pantalla plana tal como una pantalla de cristal líquido (LCD) o un dispositivo de proyección. El subsistema de visualización también puede proporcionar una representación no visual, tal como una salida de audio.

El subsistema de almacenamiento 506 puede mantener la programación y construcciones de datos básicas que proporcionan la funcionalidad de la presente divulgación. Los procedimientos descritos en el presente documento pueden configurarse como software, firmware y/o hardware, y pueden almacenarse (como software/firmware) en el subsistema de almacenamiento 506. El subsistema de almacenamiento 506 comprende habitualmente el subsistema de memoria 508 y el subsistema de almacenamiento de archivos 514.

El subsistema de memoria 508 incluye habitualmente una serie de memorias que incluyen una memoria principal de acceso aleatorio (RAM) 510, para el almacenamiento de instrucciones y datos durante la ejecución del programa, y una memoria de lectura solamente (ROM) 512 en la que se almacenan instrucciones fijas. En el caso de ordenadores personales compatibles con Macintosh, la ROM incluirá porciones del sistema operativo; en el caso de ordenadores personales compatibles con IBM, incluirá el BIOS (sistema básico de entrada/salida).

El subsistema de almacenamiento de archivos 514 puede proporcionar almacenamiento permanente (no volátil) para archivos de programa y de datos, y puede incluir al menos una unidad de disco duro y al menos una unidad de disco flexible (con medios extraíbles asociados). También puede haber presentes otros dispositivos tales como una unidad de CD-ROM y unidades ópticas (todas con sus medios extraíbles asociados). De manera adicional, el sistema puede incluir unidades de las que tienen cartuchos de medios extraíbles. Una o más de las unidades pueden estar ubicadas en una ubicación remota, tal como en un servidor de una red de área local o en un sitio de la red mundial de Internet.

En este contexto, la expresión "subsistema de bus" puede utilizarse genéricamente para incluir cualquier mecanismo que permita la comunicación de los diversos componentes y subsistemas entre sí tal como se pretende. Con la excepción de los dispositivos de entrada y la pantalla, los demás componentes no tienen por qué estar en la misma ubicación física. Por tanto, por ejemplo, ciertas porciones del sistema de almacenamiento de archivos podrían conectarse a través de diversos medios de red de área local o amplia, incluyendo líneas telefónicas. De manera similar, los dispositivos de entrada y la pantalla no tienen por qué estar en la misma ubicación que el procesador, aunque se prevé que la presente divulgación se implementará con mayor frecuencia en el contexto de ordenadores personales y estaciones de trabajo.

El subsistema de bus 504 se muestra esquemáticamente como un único bus, pero un sistema habitual tiene una serie de buses tales como un bus local y uno o más buses de expansión (p. ej. ADB, SCSI, ISA, EISA, MCA, NuBus, o PCI), así como puertos en serie y paralelos. Las conexiones de red se establecen generalmente a través de un dispositivo tal como un adaptador de red en uno de estos buses de expansión, o un módem en un puerto serie. El ordenador cliente puede ser un sistema de escritorio o un sistema portátil.

El escáner 520 puede corresponder al cabezal y otros componentes responsables de escanear moldes de dientes del paciente, obtenidos del paciente o de un ortodontista, y de proporcionar la información del conjunto de datos digitales escaneados al sistema de procesamiento de datos 500 para su procesamiento adicional. En un entorno distribuido, el escáner 520 puede estar ubicado en una ubicación remota y comunicar la información del conjunto de datos digitales escaneados al sistema de procesamiento de datos 500 a través de la interfaz de red 524.

Pueden usarse diversas alternativas, modificaciones y equivalentes en lugar de los componentes anteriores. De manera adicional, las técnicas descritas en el presente documento pueden implementarse en hardware o software, o en una combinación de ambos. Las técnicas pueden implementarse en programas informáticos que se ejecuten en ordenadores programables cada uno de los cuales incluya un procesador, un medio de almacenamiento legible por el procesador (incluyendo una memoria volátil y no volátil y/o elementos de almacenamiento), y dispositivos de entrada y salida adecuados. El código de programa se aplica a los datos introducidos usando un dispositivo de entrada para llevar a cabo las funciones descritas y para generar información de salida. La información de salida se aplica a uno o más dispositivos de salida. Cada programa puede implementarse en un lenguaje de programación de procedimiento de alto nivel u orientado a objetos para operar en conjunto con un sistema informático. Sin embargo, los programas pueden implementarse en lenguaje ensamblador o de máquina, si se desea. En cualquier caso, el lenguaje puede ser un lenguaje compilado o interpretado. Cada uno de estos programas informáticos puede almacenarse en un medio o dispositivo de almacenamiento (p. ej. un CD-ROM, disco duro o disquete magnético) que sea legible por un ordenador programable de propósito general o especial, para configurar y operar el ordenador cuando este lea el medio o dispositivo de almacenamiento para llevar a cabo los procedimientos descritos. El sistema también puede implementarse como un medio de almacenamiento legible por ordenador, configurado con un programa informático, en el que el medio de almacenamiento así configurado haga que un ordenador funcione de manera específica y predefinida.

Las FIGS. 26A-26C y 27A-27G ilustran pasos que pueden formar parte de un procedimiento para formar un modelo volumétrico 3D de los dientes de un paciente y que puede usarse para uno o más tratamientos usando los procedimientos y aparatos descritos anteriormente. En cualquiera de estos procedimientos, puede utilizarse un escáner intraoral 2801 capaz de medir tanto la superficie (incluyendo, en algunas variaciones, en color, p. ej. la composición RGB de color) como las estructuras internas para escanear los dientes del paciente (p. ej. captando imágenes y escaneos de la mandíbula, incluyendo los dientes). El aparato puede escanear en diferentes modalidades, incluyendo con longitudes de onda superficiales (no penetrantes o sustancialmente no penetrantes, p. ej. con luz visible, luz blanca) y penetrantes (p. ej. en el IR cercano/en el IR). El escaneo habitualmente incluye escanear desde múltiples posiciones alrededor de la cavidad oral y ensamblar las imágenes resultantes en un modelo tridimensional de los dientes, p. ej. resolviendo la posición relativa de los escaneos con respecto a la mandíbula (FIG. 26C). El escaneo de superficie puede usarse para construir un modelo (p. ej. un modelo digital y/o representaciones 3D) de la superficie exterior de la mandíbula/dientes 2803, como se muestra en la FIG. 26C.

En cualquiera de estos procedimientos y aparatos descritos en el presente documento, pueden formarse o modelarse las estructuras internas de los dientes para formar un modelo volumétrico de los dientes que incluya las estructuras internas, que se extraen de los escaneos penetrantes (p. ej. escaneos en el IR cercano y/o en el IR), como se ilustra en las FIGS. 27A-27G. Las FIGS. 26A-27G describen un procedimiento para reconstruir estructuras internas mediante el uso de coeficientes de dispersión (de forma alternativa o adicional, pueden usarse otros procedimientos). En la FIG.

27A, se construye una cuadrícula de puntos representativos del volumen interior de la mandíbula/dientes. Todos los puntos de la cuadrícula se proyectan sobre las imágenes penetrantes (p. ej. en el IR cercano) captadas, y pueden guardarse todas las posiciones de píxel para cada uno de los puntos de la cuadrícula, como se muestra en la FIG.

27B. Para cada posición de píxel y posición en la cuadrícula, el aparato puede calcular el coeficiente de dispersión que daría como resultado el nivel de gris del píxel observado, como se ilustra gráficamente en la FIG. 27C. En las figuras (p. ej. en la FIG. 27C), el ojo puede representar el ángulo de visión del sensor (p. ej. una cámara). Para cada punto de la cuadrícula, el aparato puede captar el coeficiente de dispersión mínimo calculado (FIG. 27D). La cuadrícula de puntos con los correspondientes coeficientes de dispersión mínimos puede proporcionar entonces un volumen 2909 que puede muestrearse en los puntos de la cuadrícula en función de umbrales o correlaciones (p. ej. isosuperficies) de valores mínimos de dispersión, como se muestra en la FIG. 27E. La FIG. 27G muestra una isosuperficie 2911 creada al identificar un valor constante de la función de densidad muestreada. La FIG. 27F es una vista ampliada de la misma zona de los dientes, que muestra tanto la isosuperficie de la FIG. 27G como una imagen (parcialmente) transparente del esmalte 2915 alrededor de la isosuperficie. Esta isosuperficie puede representar la dentina y (como se describe a continuación) la caries, que se extiende desde la superficie exterior del diente hacia la dentina.

En el ejemplo mostrado en la FIG. 27F, la isosuperficie muestra la transición 2911 entre dentina y esmalte visible debajo del esmalte 2915. El ejemplo de la FIG. 27F también indica una caries mostrada en la zona con círculo 2913. En este ejemplo, la caries (similar a la dentina) aparece como una isosuperficie dentro del esmalte o rodeada por el mismo. La caries puede distinguirse porque se extiende desde la zona interna de la dentina hasta la superficie externa del diente. Dado que los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento pueden reconstruir con precisión tanto la superficie externa como las estructuras internas, esta configuración característica (que muestra un brazo o extensión que se extiende desde la superficie externa a través del esmalte transparente al IR/IR cercano) puede usarse para identificar caries. En la FIG. 27F se ha rodeado con un círculo 2913 una posible zona de caries, mostrando una extensión o puente entre dos dientes en una zona en la que el escaneo de la superficie muestra que los dientes están realmente separados. Por tanto, la combinación del escaneo de superficie con el escaneo interno (p. ej. de las imágenes tomadas en el IR/IR cercano) puede permitir corregir los datos internos por posibles errores debidos a los ángulos de visión limitados o similares. Cualquiera de los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento puede configurarse para que identifique automática o semiautomáticamente estas zonas o irregularidades correspondientes a caries y similares. Pueden resaltarse en el modelo, imagen o representación de los dientes, y/o puede presentarse, transmitirse y/o almacenarse una bandera, alerta u otra notificación, junto con una presunta ubicación. De manera alternativa o adicional, el uno o más umbrales usados para determinar las isosuperficies pueden elegirse para distinguir entre la una o más características internas tales como la dentina, caries, empastes, grietas, etc.

De manera alternativa o adicional, el aparato puede determinar y distinguir automáticamente (o semiautomáticamente) estructuras internas de los dientes en función de la forma de las isosuperficies y/o de su una o más posiciones relativas dentro de los dientes. Como se ha mencionado anteriormente, la caries puede tener densidades (p. ej. coeficientes de dispersión) similares en comparación con la dentina. Sin embargo, la morfología de las caries puede diferenciarlas de la dentina. El aparato puede detectar 'brazos' o apéndices de material que tengan una densidad (p. ej. coeficientes de dispersión) similar a la de la dentina, pero que se extiendan desde la superficie externa del esmalte. Dado que la superficie externa de los dientes puede estar bien caracterizada además de las estructuras internas, la extensión de una caries puede determinarse mapeando la superficie exterior del mapa de isodensidades para las zonas que se extiendan desde la superficie exterior hacia un patrón de dentina interno definido, más grande. El borde entre la dentina y la extensión interna de la caries puede determinarse aproximando la superficie continua de la dentina, incluyendo la zona alrededor de la zona "sobresaliente" y/u observando la velocidad de cambio en la dirección de la superficie de la dentina. Otras estructuras internas, tales como empastes, grietas y similares, pueden distinguirse en función de sus intervalos de valores de coeficiente de dispersión y/o en función de su posición o morfología. El aparato puede representarlos visualmente en diferentes colores, anotaciones, etc.

Por tanto, en cualquiera de estos procedimientos y aparatos, el escáner puede visualizar dentro del esmalte y reconstruir la línea marginal. Además, usando longitudes de onda adicionales (p. ej. de luz verde) o incluso diferentes modalidades de radiación (p. ej. ultrasonido) puede ser posible obtener imágenes a través de la carne, lo que permite la construcción de líneas marginales e incluso de raíces las de los dientes y/o ayuda a distinguir estructuras tales como caries de la dentina u otras estructuras internas.

El modelo volumétrico 3D resultante de los dientes puede utilizarse para reconstruir dientes en función de la histología dental. Como se ha descrito, el modelo volumétrico puede utilizarse para crear prótesis dentales (implantes, etc.) que tengan un aspecto más realista y/o un mejor ajuste.

Adicionalmente, los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento pueden permitir a un usuario (p. ej. un dentista, medico, técnico dental, etc.) hacer un seguimiento de los dientes a lo largo del tiempo, incluyendo un seguimiento de la dentina, caries, etc., y de la salud dental en general mediante la comparación de modelos adquiridos a lo largo del tiempo. Por ejemplo, pueden crearse videos (de imágenes) a intervalos. La FIG. 28A muestra un ejemplo de una reconstrucción volumétrica captada en un primer momento, que muestra la dentina 3001 (sólida) y el esmalte 3003 (que se representa ligeramente transparente). La FIG. 28B muestran otro ejemplo de un modelo volumétrico de dientes que muestra la dentina 3001 y el esmalte 3003.

El modelo volumétrico puede incluir información de la anchura que también puede proporcionar estimaciones del desgaste con el tiempo. Por ejemplo, puede hacerse fácilmente un seguimiento de los cambios en la anchura del esmalte a lo largo del tiempo y en diferentes zonas de los dientes. Al conocer la anchura del esmalte, puede estimarse el desgaste de los dientes y proporcionarse una instantánea de la gravedad del mismo.

SEGMENTACIÓN Y CLASIFICACIÓN

Puede usarse cualquier procedimiento y/o aparato (p. ej. sistemas, dispositivos, software, etc.) apropiado para generar imágenes de estructuras internas de un diente (u otro objeto semitransparente con dispersión elevada). Por ejemplo, de manera alternativa o adicional al uso de coeficientes de dispersión tal como se ha mencionado anteriormente, cualquiera de los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento puede hacer uso de imágenes penetrantes bidimensionales junto con la información de posición y/o de orientación relativa al escáner intraoral en relación con el objeto del que se están obteniendo imágenes. (p. ej. los dientes), para segmentar las imágenes penetrantes bidimensionales y formar un modelo tridimensional de los dientes que incluye una o más estructuras internas dentro del objeto. Una imagen penetrante puede referirse a imágenes captadas con una longitud de onda en el IR cercano y/o en el IR, revelando estructuras internas del objeto (p. ej. un diente). La posición y/o la orientación del escáner puede ser una aproximación de la posición y/o la orientación de la cámara que capta las imágenes, que está en el escáner (p. ej. en el cabezal manual).

Los aparatos y procedimientos descritos en el presente documento pueden construir un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes a partir de imágenes bidimensionales (2D) segmentadas. Estos procedimientos y aparatos también pueden segmentar el modelo 3D de los dientes.

En general, los procedimientos y aparatos descritos en el presente documento permiten la segmentación directa de las imágenes penetrantes. Esto puede permitir identificar la dentina dentro de los dientes, incluyendo la ubicación y morfología de la misma, así como identificar y ubicar grietas, lesiones y/o caries en los dientes, incluyendo la dentina. El uso de la segmentación puede permitir reconstruir un modelo volumétrico basado en las imágenes penetrantes y el conocimiento de la posición de la cámara correspondiente a las imágenes penetrantes. Puede segmentarse un modelo volumétrico de los dientes y estos segmentos (relacionados con diferentes estructuras internas del diente) pueden proyectarse de nuevo en las imágenes y/o combinarse con un modelo de superficie de los dientes (p. ej. la superficie externa del diente), permitiendo las proyecciones sobre las imágenes de superficie y una mejor segmentación de las estructuras internas de los dientes.

Por tanto, las imágenes penetrantes captadas a través de los dientes con una longitud de onda penetrante (p. ej. en el IR cercano y/o en el IR), pueden incluir estructuras internas de los dientes y/o datos 3D. Estas imágenes pueden captarse usando cualquiera de los escáneres dentales descritos en el presente documento, y el volumen de los dientes puede segmentarse en diferentes zonas según la opacidad, el color y otras propiedades de las imágenes y los datos 3D. Estas zonas pueden ser por ejemplo: esmalte sano, dentina, lesiones, empastes, etc. La segmentación puede llevarse a cabo en imágenes 2D o en modelos volumétricos. La segmentación puede utilizarse para clasificar las imágenes y/o los modelos 3D de acuerdo con la presencia de diferentes segmentos. Un usuario puede detectar mediante esta segmentación de forma manual o automática (o semiautomática) para clasificar diferentes estructuras internas, tales como: caries, erosión del esmalte y otros problemas dentales. Adicionalmente, las imágenes o modelos pueden usarse para medir zonas internas de un diente o segmentos de múltiples dientes para mejores tratamientos dentales, incluyendo la alineación de dientes u otra planificación del tratamiento. Por ejemplo, un usuario puede localizar una lesión dental de forma precisa para planificar un empaste preciso con una mínima extracción de esmalte. Por tanto, el uso de segmentación como se describe en el presente documento puede permitir captar la estructura interna de los dientes sin radiación ionizante, que es lo que se usa actualmente con los rayos X. Los problemas dentales pueden presentarse en un modelo volumétrico 3D. Adicionalmente, como se describirá en detalle a continuación, la segmentación y clasificación de estructuras internas pueden automatizarse. Por último, pueden tomarse medidas exactas de las estructuras internas para una mejor planificación del tratamiento.

La FIG. 17 ilustra un ejemplo de un flujo de datos para escanear dientes con un escáner intraoral para identificar estructuras internas. En la FIG. 17, el procedimiento mostrado incluye tres partes. En primer lugar, pueden escanearse los dientes con un escáner intraoral 1701 (o cualquier otro escáner) configurado para proporcionar escaneos penetrantes de los dientes usando una longitud de onda óptica (p. ej. en el IR, en el IR cercano, etc.) o un intervalo de longitudes de onda. Cualquiera de estos escáneres también puede escanear simultáneamente para determinar características de superficie (p. ej. a través de una o más longitudes de onda no penetrantes), el color, etc., tal como se ha descrito anteriormente. Durante el escaneo, se captan una pluralidad de escaneos penetrantes 1703, 1703', y puede determinarse y/o grabarse la posición de la cámara 1705, 1705' (p. ej. la posición X, Y, Z y/o los ángulos de cabeceo, balanceo, guiñada) para cada imagen penetrante. En algunas variaciones, también pueden obtenerse imágenes simultáneamente de la superficie de los dientes y puede determinarse un modelo de superficie 3D 1707 de los dientes, tal como se ha descrito anteriormente. En este ejemplo, los dientes del paciente pueden escanearse, por ejemplo, con un escáner intraoral 3D 1702 capaz de obtener imágenes de la estructura interna de los dientes usando, por ejemplo, obtención de imágenes en el IR cercano. La ubicación y orientación de la cámara pueden determinarse, en parte, a partir de los datos de escaneo 3D y/o del modelo de superficie 3D 1707 de los dientes.

Posteriormente, pueden segmentarse 1711 las imágenes penetrantes. En este ejemplo, la segmentación puede llevarse a cabo de una de dos formas. En lo que se refiere a las imágenes de estructuras internas de los dientes, las imágenes pueden segmentarse usando un buscador de contornos 1713, 1713'. Pueden aplicarse procedimientos de aprendizaje automático para automatizar aún más este proceso. De manera alternativa o adicional, pueden usarse imágenes cercanas (en las que la posición de la cámara es cercana) para decidir sobre características en primer plano, y también proyectar características del modelo 3D nuevamente en las imágenes para ubicar correctamente segmentos tales como el esmalte. El procedimiento también puede incluir proyectar píxeles de las imágenes de estructuras internas de los dientes nuevamente en los dientes y calcular un mapa de densidades del coeficiente de reflexión de estructuras internas de los dientes. Las superficies circundantes de diferentes segmentos pueden hallarse o estimarse utilizando isosuperficies o umbrales del mapa de densidades y/o mediante procedimientos de aprendizaje automático. Además, Puede utilizarse la segmentación de imágenes y la proyección de los segmentos nuevamente en un modelo (tal como el modelo de superficie 3D), p. ej. proyectando nuevamente en el mundo real), para hallar un segmento mediante la intersección de las proyecciones de segmento y la superficie de los dientes.

Los resultados pueden representarse visualmente 1717, transmitirse y/o almacenarse. Por ejemplo, el sistema de escaneo puede representar visualmente los resultados durante el procedimiento de escaneo intraoral. Los resultados pueden representarse visualmente mediante imágenes con contornos circundantes para diferentes segmentos, un mapa de densidades 3D, etc. En el ejemplo mostrado en la FIG. 17 se muestra un mapa de densidades 1715, representativo de la dentina debajo del esmalte en la superficie exterior. Esta imagen puede codificarse con colores para representar visualmente diferentes segmentos. En este ejemplo, los segmentos (estructuras) internos se muestran dentro del modelo de superficie 3D (que se muestra transparente); no todos los dientes han sido escaneados mediante obtención de imágenes por penetración, por tanto, solo se muestran algunos. Pueden proporcionarse vistas, secciones, cortes, y proyecciones alternativas, o similares. En la FIG. 17, la imagen ilustrativa incluye artefactos que están presentes fuera de los dientes 1716; estos pueden eliminarse o recortarse en función del modelo 1718.

Un segmento puede marcar cada píxel de la imagen. Las estructuras internas, tales como dentina, esmalte, grietas, lesiones, etc. pueden determinarse automáticamente mediante segmentación y pueden identificarse de forma manual o automática (p. ej. en función del aprendizaje automático de la estructura 3D, etc.). Los segmentos pueden representarse visualmente por separado o juntos (p. ej. en diferentes colores, densidades, etc.) con o sin el modelo de superficie (p. ej. el modelo de superficie 3D).

Por tanto, en la FIG. 17, se escanea inicialmente al paciente con un escáner 3D capaz de escaneo tanto superficial como penetrante (p. ej. obtención de imágenes en el IR cercano), y se conocen la orientación y/o posición de la cámara (según la posición y/u orientación del cabezal y/o los escaneos de superficie). Dichas posición y orientación pueden ser relativas a la superficie del diente. Por lo tanto, el procedimiento y el aparato pueden contar con una estimación de la posición de la cámara (dónde está situada, p. ej. la posición X, Y, Z de la cámara y su posición de rotación).

En general, las imágenes penetrantes (p. ej. imágenes en el IR cercano o imágenes en el IR) pueden segmentarse automáticamente. Las FIGS. 18A-18C ilustran un primer ejemplo de segmentación automática de una imagen en el IR cercano. La FIG. 18A muestra una primera segmentación automática de la superficie exterior de los dientes, determinada p. ej. mediante detección de bordes. En la FIG. 18A, se muestran los bordes 1803 del perímetro exterior. En este ejemplo, solo se llevó a cabo un primer nivel de detección de bordes, buscando el perímetro exterior. En las FIGS. 18B y 18C se muestra una zona de borde continuo 1805, derivada de la detección de bordes y mapeada sobre la imagen en el IR cercano (imagen original). Las FIGS. 19A-19C muestran la identificación y mapeo de otros bordes de la misma imagen. La FIG. 19A muestra solo los bordes detectados usando un valor de ajuste de umbral de la imagen en el IR cercano (p. ej. la FIG. 19C). En la FIG. 19B se trazan cinco segmentos (superposición 1905), 0-4, a partir de los bordes detectados formando líneas continuas. Los diferentes segmentos se muestran codificados por colores y a la derecha se muestra una clave de colores que identifica los segmentos. El aparato puede segmentar automáticamente las imágenes a partir de las imágenes en el IR cercano. En las FIGS. 18A-18C y 19A-19C, los diferentes segmentos están marcados y pueden corresponder a diferentes zonas (o diferentes estructuras internas) de la imagen. Cuando se analizan varias imágenes, estos supuestos segmentos pueden volver a proyectarse en un modelo 3D y/o mostrarse en las imágenes. Las FIGS. 20A-20C y 21A-21C ilustran otros ejemplos de imágenes en el IR cercano, del mismo paciente mostrado en las FIGS. 18A-19C, que ilustran la segmentación en función de la detección de bordes y la identificación de presuntas zonas de línea continua a partir de los bordes detectados. En la FIG. 21A-21C, se muestra otra zona de los dientes del mismo paciente; en esta imagen se han identificado ocho segmentos (0-7), como se muestra en la FIG. 21B. La FIG. 21A muestra la detección de bordes de la imagen original, mostrada en la FIG. 21C. Las FIGS. 22A-22C ilustran la segmentación de otra zona de los dientes del paciente. La FIG. 22A muestra los bordes detectados de la imagen original en el IR cercano. Las FIGS. 22B y 22C muestran ocho segmentos (0-7) identificados en la imagen en el IR cercano. De manera similar, las FIGS. 23A-23C ilustran la segmentación de otra zona de los dientes del paciente; la FIG. 23A muestra la detección de bordes, la FIG. 23B muestra segmentos identificados a partir de estos bordes, y la FIG. 23C muestra la imagen original en el IR cercano.

Las imágenes segmentadas, como las que se muestran en las FIGS. 18A-23C, pueden usarse para formar un modelo de las estructuras internas del objeto escaneado (p. ej. dientes). También puede utilizarse el modelo de superficie 3D. Por ejemplo, las FIGS. 24A-24B muestran un modelo tridimensional de una zona de los dientes del paciente formada por imágenes segmentadas, incluyendo las mostradas en las FIGS. 18A-23C. En la FIG. 24A, la reconstrucción 3D incluye la superficie exterior de los dientes (que se muestra parcialmente transparente) y pueden mostrarse diferentes segmentos internos en diferentes colores y/o transparencias. Por ejemplo, en la FIG. 24A la dentina (parte interna de los dientes) 2404 se muestra dentro del límite de los dientes 2405. En la FIG. 24A, el segmento que muestra la dentina es una superficie (volumen en la FIG. 24B), pero también puede representarse visualmente como un mapa de densidades, como se ilustrará en las FIGS. 25A y 25B posteriores. El volumen 3D resultante, que incluye las imágenes segmentadas, puede utilizarse de forma iterativa para captar imágenes a través del volumen resultante, que pueden ser 'proyecciones' directamente comparables con las imágenes originales en el IR cercano, y esta comparación puede utilizarse para modificar el modelo. Este procedimiento puede repetirse (iterarse) para refinar el modelo, lo que puede proporcionar una mejor segmentación de las imágenes.

Como se ha descrito anteriormente, la segmentación puede incluir la detección de bordes. Puede utilizarse cualquier procedimiento de detección de bordes apropiado, incluyendo el aprendizaje automático. La segmentación de la pluralidad de imágenes en el IR cercano puede usarse junto con la información de posición de la cámara para reconstruir el volumen. Dado que se conocen y segmentan múltiples secciones diferentes (cónicas diferentes), se conocen los segmentos resultantes dentro de todas las proyecciones de las cónicas, desde diferentes posiciones, y por lo tanto pueden determinarse las intersecciones de estos segmentos. Este procedimiento puede facilitarse utilizando el límite de superficie exterior de los dientes, que puede proporcionarse mediante la obtención de imágenes de superficie y/o el modelo 3D. Como se ha descrito anteriormente, este procedimiento puede ser iterativo; el procedimiento puede utilizar los datos 3D para proyectar imágenes penetrantes (p. ej. en el IR cercano) simuladas que puedan compararse con el original para mejorar la segmentación y derivar un segundo modelo, evolucionado, de las estructuras internas. De manera similar, pueden eliminarse segmentos o zonas de segmentos fuera de la superficie 2407 de los dientes.

El modelo del diente, que incluye las estructuras internas, puede representarse visualmente de diversas formas, como se ha mencionado anteriormente. La FIG. 24B muestra una sección a través de los dientes, que muestra las estructuras internas, incluyendo la dentina 2404 y el espesor del esmalte entre la superficie externa 2405 y la dentina 2404.

Las FIGS. 25A y 25B muestran una reconstrucción de los dientes que incluye estructuras internas (que también se muestra en la FIG. 17 previa). En este ejemplo, las estructuras internas se muestran mediante un mapeo de densidades (p. ej. segmentos). Por ejemplo, la dentina 2505 se muestra con más detalle dentro de una porción del modelo de superficie 2503 en la FIG. 25B. La superficie exterior de los dientes también puede identificarse como un segmento (como se muestra en las FIGS. 25A y 25B), y existe una concordancia casi perfecta entre la superficie exterior segmentada y la superficie exterior determinada mediante obtención de imágenes de superficie en este ejemplo.

Manguitos para Escáneres Intraorales con Transiluminación

Cualquiera de los dispositivos descritos en el presente documento también puede incluir un manguito o manguitos configurados para proteger el cabezal del escáner intraoral, pero también puede estar configurado para ampliar la funcionalidad y/o adaptar el escáner para su uso con una longitud de onda penetrante, incluyendo la transiluminación. El manguito ilustrado en las FIGS. 29A-31B es un ejemplo de un manguito que puede utilizarse como barrera (p. ej. una barrera sanitaria) para evitar la contaminación de la porción de cabezal del escáner intraoral, ya que el escáner puede utilizarse con diferentes pacientes, y también como un adaptador para proporcionar transiluminación mediante obtención de imágenes con longitud de onda en el IR/IR cercano. El manguito de estas figuras está configurado como un manguito de transiluminación con acoplamientos eléctricos. Por ejemplo, los manguitos descritos en el presente documento pueden incluir iluminación con longitud de onda penetrante (p. ej. mediante dispositivos LED en el IR cercano y/o en el IR) y uno o más sensores (p. ej. de tipo CCD), o pueden utilizar las mismas cámaras que ya están presentes en el cabezal.

En la FIG. 29A, se muestra el cabezal de un escáner intraoral con un manguito 3101 dispuesto alrededor del extremo del cabezal 3105; el manguito se muestra en semitransparencia, de modo que las estructuras internas (conectores) son visibles. La FIG. 29B muestra solo el manguito 3105 para el escáner intraoral (cabezal), que se muestra en opacidad. En general, el manguito 3105 desliza sobre el extremo del cabezal de modo que las fuentes de luz y las cámaras (sensores) que ya están en el cabezal puedan visualizar a través del manguito, y de modo que los contactos eléctricos 3123, que pueden proporcionar control, potencia y/o transmisión de datos a los LED y/o sensores 3125 integrados o situados en el manguito. El manguito incluye un par de zonas de aleta 3103 en lados opuestos, enfrentadas entre sí y que se extienden desde el extremo distal del cabezal cuando el manguito está colocado sobre el tubo.

El manguito 3101 puede sujetarse en el extremo del cabezal mediante fricción o mediante un accesorio (no mostrado).

En consecuencia, puede retirarse fácilmente el manguito del cabezal y colocarse un nuevo manguito en el mismo cada vez que se use el escáner con un paciente diferente. En este ejemplo, el manguito puede estar configurado para transmitir IR (p. ej. luz en el IR cercano) y por tanto puede incluir una o más proyecciones 3103 (p. ej. para transiluminación, etc.) como se muestra en la FIG. 29B. Los contactos eléctricos y el conector integrados en el manguito pueden adaptar el escáner para la transiluminación en el IR/IR cercano.

Por tanto, el manguito puede incluir circuitos (p. ej. circuitos flexibles) de conexión a una fuente de iluminación LED (en el IR/IR cercano) y/o uno o más sensores, en particular para transiluminación. Las FIGS. 30A-30C sirven a modo de ejemplo. La FIG. 30A muestra un ejemplo del bastidor 3201 del manguito, que puede ser rígido o semirrígido. El bastidor puede soportar los circuitos flexibles 3203 (mostrados en la FIG. 30B) y/o los conectores 3205, y también puede proporcionar apantallamiento (p. ej. de bloqueo de la luz). El bastidor y los circuitos pueden estar cubiertos por un manguito exterior flexible 3207 tal como se muestra en la FIG. 30C.

El manguito puede ensamblarse moldeando por inyección las partes componentes, incluyendo el manguito en general, aberturas para la iluminación y la captación de imágenes, conectores para los circuitos y una o más zonas de sujeción de LED (p. ej. inyectando un material transparente a la luz de IR y la luz visible para formar aberturas a través del manguito, y a continuación inyectando el material rígido del manguito). A continuación, pueden emplazarse los circuitos flexibles y colocarse un encapsulado para LED, utilizando localizadores de molde. A continuación, puede inyectarse el manguito exterior flexible.

Las FIGS. 31A-31C ilustran vistas más detalladas de los circuitos flexibles 3301, los conectores 3303 y los soportes/protectores de LED 3305. Las FIGS. 32A-32B ilustran ejemplos del posicionador de LED y la porción de bloqueo de luz del extremo distal del manguito. El ejemplo mostrado en la FIG. 32A incluye un bastidor o brazo de soporte 3404 que se extiende hacia abajo e incluye una cubierta o zona de bloqueo de luz 3406 que encapsula una porción del LED. Las dimensiones mostradas son ilustrativas.

La presente solicitud analiza un procedimiento para generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto usando un escáner intraoral, comprendiendo el procedimiento captar datos de modelo de superficie 3D de al menos una porción de los dientes del sujeto usando un escáner intraoral a medida que se mueve el mismo sobre los dientes; captar una pluralidad de imágenes del interior de los dientes usando una longitud de onda en el infrarrojo cercano (IR cercano) con el escáner intraoral mientras se mueve el mismo sobre los dientes, de modo que se obtengan múltiples imágenes de una misma zona interna de los dientes; determinar, para cada una de la pluralidad de imágenes del interior de los dientes, una posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto usando los datos de modelo de superficie 3D; y formar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto que incluye las estructuras internas usando la pluralidad de imágenes y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto.

La presente solicitud también desvela un procedimiento para generar un modelo volumétrico tridimensional (3D) de los dientes de un sujeto usando un escáner intraoral, comprendiendo el procedimiento captar datos de modelo de superficie 3D de al menos una porción de los dientes del sujeto usando un escáner intraoral a medida que se mueve el mismo sobre los dientes; captar una pluralidad de imágenes del interior de los dientes usando una longitud de onda en el infrarrojo cercano (IR cercano) mientras se mueve el escáner intraoral sobre los dientes emitiendo una luz en el infrarrojo cercano desde el escáner intraoral, en una primera polarización, y detectar con un sensor de imagen del escáner intraoral la luz en el infrarrojo cercano que regresa al escáner intraoral, en el que se filtra la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral para eliminar la reflexión especular, filtrando la luz en el IR cercano en la primera polarización de la luz en el IR cercano que regresa al escáner intraoral antes de que alcance el sensor de imagen; determinar, para cada una de la pluralidad de imágenes del interior de los dientes, una posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto cuando se capta cada una de la pluralidad de imágenes, usando los datos de modelo de superficie 3D; y formar el modelo volumétrico 3D de los dientes del sujeto que incluye las estructuras internas usando la pluralidad de imágenes y la posición del escáner intraoral con respecto a los dientes del sujeto.

Cuando en el presente documento se menciona que una característica o elemento está "en/sobre" otra característica o elemento, puede estar directamente en/sobre la otra característica o elemento, o también pueden estar presentes características y/o elementos intermedios. Por el contrario, Cuando se menciona que una característica o elemento está "directamente en/sobre" otra característica o elemento, no hay características o elementos intermedios presentes. También debe comprenderse que, cuando se menciona que una característica o elemento está "conectado/a", "fijado/a" o "acoplado/a" a otra característica o elemento, puede estar conectado/a, fijado/a o acoplado/a directamente a la otra característica o elemento, o pueden estar presentes características o elementos intermedios. Por el contrario, cuando se menciona que una característica o elemento está "conectado/a directamente", "fijado/a directamente" o "acoplado/a directamente" a otra característica o elemento, no hay características o elementos intermedios presentes. Aunque se describan o muestren con respecto a una realización, las características y elementos así descritos o mostrados pueden aplicarse a otras realizaciones. Los expertos en la materia también apreciarán que las referencias a una estructura o característica que esté dispuesta "adyacente" a otra característica pueden implicar porciones superpuestas o subyacentes a la característica adyacente.

La terminología utilizada en el presente documento tiene el fin de describir realizaciones particulares solamente y no pretende ser una limitación de la invención. Por ejemplo, tal como se usan en el presente documento, las formas singulares "un", "uno/a" y "el/la" están destinadas a incluir las formas plurales también, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Debe comprenderse adicionalmente que las expresiones "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en la presente memoria, especifican la presencia de características, pasos, operaciones, elementos y/o componentes expresados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más de otras características, pasos, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos. Tal como se usa en el presente documento, la expresión "y/o" incluye cualquiera y todas las combinaciones de uno o más de los artículos asociados enumerados, y puede abreviarse como "/".

Las expresiones relativas al espacio, tales como "debajo", "por debajo", "inferior", "sobre/por encima de", "superior", y similares, pueden utilizarse en el presente documento para facilitar la descripción y describir la relación de un elemento o característica con otro uno o más elementos o características, como se ilustra en las figuras. Debe comprenderse que los términos o expresiones relativos al espacio pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso o en funcionamiento, además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si un dispositivo está invertido en las figuras, los elementos descritos como "debajo" o "por debajo" de otros elementos o características estarán orientados "sobre/por encima de" los otros elementos o características. Por tanto, el término ilustrativo "debajo" puede abarcar tanto una orientación relativa a debajo como a encima. El dispositivo puede estar orientado de otra manera (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espaciales usados en el presente documento se interpretarán en consecuencia. De manera similar, las expresiones "hacia arriba", "hacia abajo", "vertical", "horizontal" y similares solo se utilizan en el presente documento con fines explicativos a menos que se indique específicamente lo contrario.

Aunque los términos "primer/o/a" y "segundo/a" pueden usarse en el presente documento para describir diversas características/elementos (incluyendo pasos), estas características/elementos no deberán verse limitados por estos términos, a menos que el contexto indique lo contrario. Estos términos pueden usarse para distinguir una característica/elemento de otra característica/elemento. Por tanto, una primera característica/elemento analizado a continuación podría denominarse segunda característica/elemento y, de manera similar, una segunda característica/elemento analizado a continuación podría denominarse primera característica/elemento sin apartarse de las enseñanzas de la presente invención.

A lo largo de la presente memoria y las siguientes reivindicaciones, a menos que el contexto implique lo contrario, la palabra "comprende", y variaciones tales como "comprenden" y "que comprende/n" significa diversos componentes que pueden emplearse de manera conjunta en los procedimientos y artículos (p. ej. composiciones y aparatos que incluyen dispositivos y procedimientos). Por ejemplo, debe comprenderse que la expresión "que comprende/n" implica la inclusión de cualquier elemento o paso indicado pero no la exclusión de cualquier otro elemento o paso.

Tal como se usa en la memoria y las reivindicaciones del presente documento, incluso en los ejemplos y a menos que se especifique expresamente lo contrario, todos los números pueden leerse como si estuvieran precedidos de la palabra "aproximadamente" o "alrededor de", incluso si el término no aparece expresamente. La expresión "aproximadamente" o "alrededor de" puede usarse cuando se describa una magnitud y/o una posición para indicar que el valor y/o la posición descritos están dentro de un intervalo de valores y/o posiciones razonables previstos. Por ejemplo, un valor numérico puede tener un valor que sea /- 0,1 % del valor indicado (o intervalo de valores), /-1 % del valor indicado (o intervalo de valores), /- 2 % del valor indicado (o intervalo de valores), /- 5 % del valor indicado (o intervalo de valores), /- 10 % del valor indicado (o intervalo de valores), etc. También debe comprenderse que cualquier valor numérico presentado en el presente documento incluye aproximadamente ese valor, a menos que el contexto indique lo contrario. Por ejemplo, si se desvela el valor "10", entonces también se desvela "aproximadamente 10". Se pretende que cualquier intervalo numérico mencionado en el presente documento incluya todos los subintervalos subsumidos en el mismo. También debe comprenderse que, cuando se desvele un valor que sea "menor o igual que" el valor, también se desvelan "mayor o igual que el valor" y los posibles intervalos entre valores, según lo entiendan apropiadamente los expertos en la materia. Por ejemplo, si se desvela el valor "X", también se desvela "menor o igual que X" así como "mayor o igual que X" (p. ej. cuando X sea un valor numérico). También debe comprenderse que, a lo largo de la solicitud, los datos se proporcionan en diversos formatos diferentes, y estos datos representan puntos finales y puntos de partida, e intervalos para cualquier combinación de puntos de datos. Por ejemplo, si se desvela un punto de datos "10" particular y un punto de datos "15" particular, debe comprenderse que también se desvelan mayor que, mayor o igual que, menor que, menor o igual que, e igual a 10 y 15, así como entre 10 y 15. También debe comprenderse que se desvela también cada unidad entre dos unidades particulares. Por ejemplo, si se desvelan 10 y 15, también se desvelan 11, 12, 13 y 14.

Aunque anteriormente se han descrito diversas realizaciones ilustrativas, puede hacerse cualquiera de una serie de cambios en diversas realizaciones sin apartarse del ámbito de la invención tal como se describe en las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un dispositivo de manguito adaptador de transiluminación para un escáner intraoral, comprendiendo el dispositivo:

un cuerpo de manguito (3101, 3207) configurado para acoplarse con un cabezal (3105) de un escáner intraoral, comprendiendo el cuerpo de manguito una zona de paso de luz en un extremo distal del cuerpo de manguito configurada para permitir que la luz en el infrarrojo cercano (IR cercano) pase a través del manguito;

una primera zona de aleta (3103) que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz;

una segunda zona de aleta (3103) que se extiende desde el extremo distal del cuerpo de manguito adyacente a la zona de paso de luz;

una fuente de luz en el IR cercano configurada para emitir luz en el IR cercano desde la primera zona de aleta transversal hasta la zona de paso de luz; y

uno o más contactos eléctricos (3123) dentro del manguito y configurados para alimentar la fuente de luz en el IR cercano.

2. El manguito de la reivindicación 1, en el que el cuerpo de manguito es rígido.

3. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera y la segunda zonas de aleta son opuestas entre sí y están orientadas la una hacia la otra.

4. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el manguito comprende circuitos conectados a la una o más fuentes de luz en el IR cercano.

5. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la fuente de luz en el IR cercano de la primera zona de aleta está al menos parcialmente encapsulada en la primera zona de aleta para bloquear una porción de la fuente de luz en el IR cercano.

6. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente una fuente de luz en el IR cercano adicional en la segunda zona de aleta.

7. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende adicionalmente un sensor de luz en el IR cercano en la primera zona de aleta o en la segunda zona de aleta.

8. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el manguito está configurado para su fijación en un extremo distal del cabezal mediante un accesorio.

9. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el manguito está configurado para su fijación en un extremo distal del tubo por fricción.

10. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la zona de paso de luz comprende una abertura a través del manguito.

11. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la primera aleta y la segunda aleta se extienden perpendicularmente a la zona de paso de luz.

12. El manguito de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que los contactos eléctricos están adaptados adicionalmente para hacer contacto eléctrico con el cabezal para recibir energía del mismo.

13. Un sistema de escaneo intraoral, que comprende el escáner intraoral y el manguito adaptador de transiluminación de cualquiera de las reivindicaciones 1-12.