Un aparato de formación de imágenes intraoral que comprende:

un generador de un patrón de franjas energizable para emitir una iluminación de un patrón de franjas quepresenta una determinada frecuencia espacial,

usando la luz emitida en un intervalo de longitudes de ondade luz azul o más cortas;

un polarizador dispuesto en la trayectoria de la iluminación del patrón de franjas emitido a partir delgenerador del patrón de franjas y que presenta un primer eje geométrico de transmisión de polarización;una lente de proyección dispuesta para dirigir la iluminación del patrón de franjas polarizado como unailuminación incidente hacia una superficie del diente;

una lente de formación de imágenes dispuesta para dirigir al menos una parte de la luz reflejada y difundidaa partir de la iluminación incidente en la superficie del diente a lo largo de una trayectoria de detección;

un analizador dispuesto a lo largo de la trayectoria de detección y que presenta un segundo eje geométricode transmisión de la polarización para proporcionar una polarización con el polarizador;

un detector dispuesto a lo largo de la trayectoria de detección para la obtención de datos de la imagenprocedentes de la luz suministrada a través del analizador; y

un procesador de lógica de control que actúa en respuesta a las instrucciones programadas y que puedeser accionado para obtener datos de imágenes procedentes del detector y de acuerdo con los datos de lasimágenes obtenidas para ajustar de forma selectiva la intensidad de la iluminación del patrón de franjassobre las diferentes áreas del patrón de franjas incidentes sobre la superficie del diente, proporcionandocon ello unos patrones de franjas con la suficiente luminosidad en dichas áreas diferentes para obtener losdatos de las imágenes.

Formación de imágenes de superficie dental utilizando una proyección de franjas polarizadas Campo de la invención La invención se refiere, en general, al campo de la formación de imágenes diagnosticas utilizando una luz estructurada y , más concretamente, a un procedimiento para la formación de imágenes tridimensionales de la superficie de los dientes y de otras estructuras que utilizan una proyección de franjas.

Antecedentes de la invención

La formación de imágenes de proyección de franjas utiliza una luz en patrones o estructurada para obtener una información del contorno de superficie de estructuras de diversos tipos. En la formación de imágenes de proyección de franjas, un patrón de líneas de una franja o rejilla de interferencia es proyectada hacia la superficie de un objeto desde una dirección determinada. El patrón proyectado desde la superficie es a continuación visualizado desde otra dirección como una imagen del contorno, aprovechando la triangulación con el fin de analizar la información de la superficie en base a la apariencia de las líneas del contorno. Un desplazamiento de fase, en el cual el patrón proyectado es desplazado espacialmente por incrementos para la obtención de mediciones adicionales en los nuevos emplazamientos, es típicamente aplicado como parte de la formación de imágenes de proyección de franjas, utilizado con el fin de completar el mapeo del contorno de la superficie y para incrementar la resolución global de la imagen del contorno.

La formación de imágenes de proyección de franjas ha sido utilizada eficazmente para la formación de imágenes de los contornos de las superficies de objetos sólidos de gran opacidad y ha sido utilizada para la formación de imágenes de los contornos de las superficies para algunas partes del cuerpo humano y para obtener datos detallados acerca de la estructura de la piel. Sin embargo, una serie de obstáculos técnicos han impedido el uso eficaz de la formación de imágenes de proyección de franjas del diente. Un problema específico con respecto a la formación de imágenes de la superficie dental se refiere a la translucidez del diente. Los materiales translúcidos o semitranslúcidos son, en general, conocidos como particularmente problemáticos para la formación de imágenes de proyeccion de franjas. La difusión subsuperficial en estructuras translúcidas puede reducir la relación global de señal / ruido (S / N) y modificar la intensidad de la luz, provocando datos de la altura imprecisos. Otro problema se refiere a los elevados niveles de reflexión para las diversas superficies del diente. Materiales de gran reflectancia especialmente estructuras reflectantes huecas, pueden reducir de manera eficaz el intervalo dinámico de este tipo de formación de imágenes.

En la formación de imágenes de proyección de franjas global, el contraste es típicamente deficiente, siendo el ruido un factor de consideración. Para mejorar el contraste, muchos sistemas de formación de imágenes de proyección de franjas adoptan medidas para reducir la cantidad de ruido en la imagen del contorno. En general, para una medición de la geometría de la superficie precisa utilizando técnicas de formación de imágenes de franjas, es importante captar la luz directamente reflejada desde la superficie de una estructura sometida a prueba y rechazar la luz reflejada desde el material o las estructuras que se sitúan por debajo de la superficie. Este es el sistema generalmente recomendado para el escaneo de superficies en 3D de objetos translúcidos. Un sistema similar debe ser utilizado para la formación de imágenes intraoral.

Desde la perspectiva de la óptica, la estructura del diente propiamente dicho presenta una serie de problemas con respecto a la formación de imágenes de proyección de franjas. Tal y como se indicó con anterioridad, la luz que penetra por debajo de la superficie del diente tiende a experimentar una difusión considerable dentro del material translúcido del diente. Así mismo, puede producirse la reflexión derivada de elementos opacos situados por debajo de la superficie del diente, contribuyendo a la formación de ruido que degrada la señal detectada y complicando así aún más la tarea del análisis de la superficie del diente.

Una medida correctiva que ha sido intentada para hacer que sea practicable la proyección de franjas para la formación de imágenes del contorno del diente es la aplicación de un revestimiento que cambia las características reflectantes de la propia superficie del diente. En este sentido, para compensar los problemas ocasionados por la translucencia del diente, una serie de sistemas convencionales para la formación de imágenes del contorno del diente aplican una pintura o un polvo reflectante en la superficie del diente antes de la formación de imágenes del contorno de la superficie. A los fines de la formación de imágenes de proyección de franjas, esta etapa suplementaria potencia la opacidad del diente y elimina o reduce los efectos de la luz difundida destacados con anterioridad. Sin embargo, existen inconvenientes en este tipo de sistema. La etapa de aplicación de un polvo o un líquido de revestimiento supone una adición de coste y tiempo al proceso de formación de imágenes del contorno del diente. Debido a que el grosor de la capa de revestimiento a menudo no es uniforme respecto de la totalidad de la superficie del diente, pueden producirse fácilmente errores de medición. Lo que es más importante, el revestimiento aplicado, aunque facilita la formación de imágenes del contorno puede tender a enmascarar otros problemas del diente y puede reducir la cantidad global de información que puede ser obtenida.

Incluso cuando se utiliza un revestimiento u otro tipo de acondicionamiento superficial del diente, sin embargo, los resultados pueden ser decepcionantes debido a los contornos pronunciados de la superficie del diente. Puede ser difícil aplicar suficientes cantidades de luz sobre, y detectar la luz retrorreflejada desde, todas las superficies del diente. Las diferentes superficies del diente pueden ser orientadas en un ángulo de 90 grados unas con respecto a otras, haciendo que sea difícil dirigir la luz suficiente para una formación de imágenes precisas de todas las partes del diente.

Ha habido una serie de tentativas para adaptar las técnicas de perfilado de las superficies de luz estructurada a los problemas de la formación de imágenes de la estructura del diente. Por ejemplo, la Patente estadounidense No.5, 372, 502 titulada “Sonda y Procedimiento Óptico para la Inspección Tridimensional de los Dientes” [“Optical Probe and Method for the Three – Dimensional Surveying of Teeth”] de Massen et al. describe el uso de una matriz de LCD para formar patrones de tiras para su proyección sobre la superficie del diente. Un sistema similar se describe en la Publicación de Solicitud de Patente estadounidense 2007/0086762 titulada “Extremo Frontal para una Cámara de Formación de Imágenes en 3 – D” [“Front End for 3 – D Imaging Camera”] de O’Keefe et al. Este documento se refiere a un sistema de formación de imágenes tridimensional para formar una imagen en tres dimensiones de un diente objeto de atención. El sistema incluye una unidad de proyección capaz de generar un patrón de luz proyectada y una unidad de detección capaz de detectar un patrón de imagen recibido desde el diente objeto de atención. Una unidad de transceptor óptico transmite el patrón proyectado generado por la unidad de proyección al diente objeto de atención y recibe el patrón de imagen procedente del diente objeto de atención. El transceptor óptico está constituido por un cuerpo integrado que presenta al menos unas primera y segunda caras de transmisión y una superficie reflectante que refleja la luz que se propaga por dentro del cuerpo. La luz del patrón proyectado puede ser polarizada en un estado de polarización y la luz de la imagen detectada puede ser polarizada en un segundo estado de polarización ortogonal con respecto al primer estado de polarización. La Patente estadounidense 7, 312, 924 titulada “Multiplexador de Polarización y Procedimientos para el Escaneo Intraoral” [“Polarizing Multiplexer and Methods for Intra-Oral Scanning”] de Trissel describe un procedimiento para el perfilado de la superficie del diente que utiliza la triangularización y la luz polarizada, pero que necesita la aplicación de un revestimiento fluorescente para su funcionamiento. De manera similar la Patente estadounidense No. 6, 885, 464 titulada “Cámara en 3 – D para Registrar Estructuras de Superficie, en Particular... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de formación de imágenes intraoral que comprende:

un generador de un patrón de franjas energizable para emitir una iluminación de un patrón de franjas que presenta una determinada frecuencia espacial, usando la luz emitida en un intervalo de longitudes de onda de luz azul o más cortas;

un polarizador dispuesto en la trayectoria de la iluminación del patrón de franjas emitido a partir del generador del patrón de franjas y que presenta un primer eje geométrico de transmisión de polarización;

una lente de proyección dispuesta para dirigir la iluminación del patrón de franjas polarizado como una iluminación incidente hacia una superficie del diente;

una lente de formación de imágenes dispuesta para dirigir al menos una parte de la luz reflejada y difundida a partir de la iluminación incidente en la superficie del diente a lo largo de una trayectoria de detección;

un analizador dispuesto a lo largo de la trayectoria de detección y que presenta un segundo eje geométrico de transmisión de la polarización para proporcionar una polarización con el polarizador;

un detector dispuesto a lo largo de la trayectoria de detección para la obtención de datos de la imagen procedentes de la luz suministrada a través del analizador; y un procesador de lógica de control que actúa en respuesta a las instrucciones programadas y que puede ser accionado para obtener datos de imágenes procedentes del detector y de acuerdo con los datos de las imágenes obtenidas para ajustar de forma selectiva la intensidad de la iluminación del patrón de franjas sobre las diferentes áreas del patrón de franjas incidentes sobre la superficie del diente, proporcionando con ello unos patrones de franjas con la suficiente luminosidad en dichas áreas diferentes para obtener los datos de las imágenes.

2. El aparato de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el segundo eje geométrico de transmisión de polarización es paralelo al primer eje geométrico de transmisión de polarización.

3. El aparato de formación de imágenes de las reivindicaciones 1 o 2, que comprende un accionador acoplado ya sea al polarizador ya sea al analizador y que puede ser energizado para hacer rotar el polarizador o el analizador acoplado hacia una o dos posiciones, separadas sustancialmente en un ángulo de 90 grados.

4. El aparato de formación de imágenes de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el analizador es un divisor del haz de polarización y en el que el detector es un primer detector dispuesto para recibir la luz copolarizada transmitida a través del divisor de la polarización y que comprende así mismo un segundo detector para recibir la luz polarizada transversal reflejada desde el divisor del haz de polarización.

5. El aparato de formación de imágenes de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el generador del patrón de franjas comprende una rejilla.

6. El aparato de formación de imágenes de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el generador del patrón de franjas comprende un modulador de la luz espacial para desplazar el patrón de franjas hasta al menos una posición alternativa sobre la superficie del diente.

7. El aparato de formación de imágenes de la reivindicación 6, en el que el modulador de la luz espacial se elige entre el grupo compuesto por un dispositivo de microespejo digital y un dispositivo de cristal líquido.

8. El aparato de formación de imágenes de la reivindicación 1, en el que el generador del patrón de franjas comprende un dispositivo emisor que forma y emite el patrón de franjas.

9. El aparato de formación de imágenes de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende así mismo un filtro dispuesto a lo largo de la trayectoria de detección para transmitir la luz con un intervalo de 350 a 500 nm.

10. El aparato de formación de imágenes de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la luz emitida está en el intervalo entre 350 y 500 nm.

11. El aparato de formación de imágenes de una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el generador del patrón de franjas comprende un modulador de la luz espacial, la iluminación del patrón de franjas presenta una pluralidad de características distintivas del patrón y en el que el procesador de lógica de control es capaz de ajustar la intensidad de la iluminación del patrón de franjas sobre una o más de las características distintivas del patrón , comprendiendo así mismo dicho aparato de formación de imágenes:

un filtro dispuesto a lo largo de la trayectoria de detección para transmitir luz en la longitud de onda de color azul o más corta y atenuar la luz fuera del intervalo.

12. El aparato de formación de imágenes de acuerdo con la reivindicación 11, en el que la luz transmitida por el filtro se sitúa en el intervalo entre 350 y 500 nm.