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CN118526147A - 一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统 - Google Patents

一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统 Download PDF

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CN118526147A
CN118526147A CN202410603347.9A CN202410603347A CN118526147A CN 118526147 A CN118526147 A CN 118526147A CN 202410603347 A CN202410603347 A CN 202410603347A CN 118526147 A CN118526147 A CN 118526147A
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CN
China
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light
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image data
analysis system
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CN202410603347.9A
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刘道财
靳浩亮
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Spermet Guangzhou Technology Co ltd
Original Assignee
Spermet Guangzhou Technology Co ltd
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Publication date
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Abstract

本发明提供一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统，属于医疗器械技术领域。所述系统包括扫描部用于在口腔内部获取牙齿多个部位的图像数据；还包括一个运算部，负责处理图像数据并生成三维图像，同时对图像质量进行评估，以生成控制指令调节扫描部的自动操作，确保获取更多高质量图像数据；其中，扫描部包括有可控制旋转的扫描前端，运算部可以根据实时的图像质量评估结果，自动调整扫描前端的扫描视角，优化扫描覆盖范围；并且，系统通过在旋转过程中的每个角度间隔停止并采集图像，实现图像数据的冗余，提高扫描的准确度和效率。

Description

一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统
技术领域
本发明属于口腔医疗技术领域，具体而言，涉及一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统。
背景技术
在现代牙科诊疗中，种植牙手术已经成为一种常见的治疗方法，然而，传统的种植牙设计与分析过程通常依赖于医疗人员手工操作，存在较多局限性。首先，手工操作容易受到医疗操作人员的技术水平和主观因素的影响，导致设计结果的不稳定性和误差。其次，可能由于操作过程所采集的图像数据有缺失或不完善，导致无法全面反映口腔内部的三维结构，限制了对种植位置和形态的准确评估。此外，传统的数据采集方式耗时且操作繁琐，不利于临床应用的快速推广。
查阅相关的公开技术，公开号为EP3113712A1的技术方案提出一种医疗机械臂，通过自动化的检测程序，测定患者的种植牙位置以及与种植牙相关的牙齿状态；公开号为CN112309560A的技术方案提出一种可以由本地的机械操作装置配合远程医疗人员的操作，实现远程种牙操作；公开号为AU2016396405A1的技术方案，提出适用于口腔内扫描设备的种植牙基台，其通过对基台进行特殊设计，使得在进行口腔扫描时能对种植牙基台进行精确定位。
以上技术方案提出的技术方案均涉及提高种植牙精度或降低操作难度的技术手段，然而具体涉及的器械较为复杂并且推广难度较大，因此尚需要提出更为适合普及应用的技术方案。
背景技术的前述论述仅意图便于理解本发明。此论述并不认可或承认提及的材料中的任一种公共常识的一部分。
发明内容
本发明的目的在于，提供本发明提供一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统，属于医疗器械技术领域。所述系统包括扫描部用于在口腔内部获取牙齿多个部位的图像数据；还包括一个运算部，负责处理图像数据并生成三维图像，同时对图像质量进行评估，以生成控制指令调节扫描部的自动操作，确保获取更多高质量图像数据；其中，扫描部包括有可控制旋转的扫描前端，运算部可以根据实时的图像质量评估结果，自动调整扫描前端的扫描视角，优化扫描覆盖范围；并且，系统通过在旋转过程中的每个角度间隔停止并采集图像，实现图像数据的冗余，提高扫描的准确度和效率。
本发明采用如下技术方案：一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统，所述设计与分析系统包括：
扫描部；所述扫描部由操作人员手持操作，利用所述扫描部的前端放入患者口腔内进行口腔内部扫描，以获得至少包括牙齿、牙龈、牙槽骨、牙周组织的图像数据；以及
运算部；所述运算部通信耦合到所述扫描部，被配置为：
通过由所述运算部获取的图像数据，计算生成患者的口腔的三维图像；并且还包括：
评估已获取的图像数据的扫描质量，生成控制所述扫描部进行自动化操作的控制指令，以继续获得患者口腔内的更多图像数据；
显示部，被配置为连接到所述运算部，用于展示所计算的口腔立体图像和分析结果，同时提供用户界面以允许操作人员基于实时调整扫描操作；
其中，所述扫描部包括主体，以及与所述主体活动连接的扫描前端；所述扫描前端与所述主体的连接部位配置有旋转机构，通过所述旋转机构驱动使得所述扫描前端可控地绕一轴线旋转，并使得操作人员在握持所述主体且保持固定位置和固定朝向的情况下，所述扫描前端的扫描视角能够自行调整；
优选的，所述扫描部还包括：
光源(11)，被配置为投射扫描用的扫描光线；
成像单元(12)，所述成像单元(12)包括至少一个图像传感器，用于获取目标对象反射的光线，并将光信号转化为数字化的图像数据；
反射机构(13)，包括至少一个反射镜片，用于改变所述光源(11)所投射的扫描光线的光路径，以使得扫描光线从光源(11)发出后，经过所述反射机构(13)产生第一次反射后投向目标对象，并且使目标对象反射所述扫描光线后的反射光线经所述反射机构(13)作第二次反射后，进入所述成像单元(12)；
其中，所述光源(11)以及所述成像单元(12)设置于所述主体内部，所述反射机构(13)设置于所述扫描前端内部；
优选的，在所述反射机构(13)和所述成像单元(12)之间，还设置有单偏振滤光器；
优选的，所述扫描前端还包括设置有纠偏机构；所述纠偏机构用于在所述扫描前端旋转时，对所述反射机构(13)的至少一个反射镜片进行位置和/或角度调节，以确保扫描光线的光路径保持正确；
优选的，所述扫描前端绕所述主体的中轴线旋转的角度范围为±15°；
优选的，所述运算部评估已获取的图像数据的扫描质量；其中，所述扫描质量的评估包括评估以下一项或一项以上因素的组合：像素密度、扫描分辨率、扫描覆盖范围和深度、亮度一致性、噪声水平；
优选的，在所述主体背部外侧并且在操作人员可视的位置上，设置有多个指示灯，通过灯光信号表示当前所述扫描前端的自动化动作，并且通过灯光信号提示操作人员配合所述自动化动作实施主动性的辅助操作；
优选的，所述由所述运算部生成控制所述扫描部进行自动化操作的控制指令；其中，所述控制指令包括：所述扫描前端的目标旋转角度；
优选的，所述控制指令还包括：角度间隔，以使得所述扫描前端在旋转到达所述目标角度过程中，每转过一个所述角度间隔即实施刹停并进行一次途中采样，作为图像数据冗余。
本发明所取得的有益效果是：
1.本技术方案的设计与分析系统通过使用多功能扫描体结合自动化控制技术，能够在手持操作下保持三维图像采集的稳定性；这不仅显著提高了数据的准确性，也优化了整个扫描过程的效率，减少了手动调整的需求，从而使得种植牙的设计与分析更为精确和快捷；
2.本技术方案的设计与分析系统所设计的手持特性使得操作人员更易于在狭小的口腔空间内进行灵活操作，大大改善了患者和操作者的体验；
3.本技术方案的设计与分析系统除了收集基本的图像数据，还能通过自动化分析工具评估图像数据的扫描质量，自动生成控制指令以采集更多所需数据，减少了操作人员对于额外控制扫描设备的精力；此外，扫描设备在每个旋转角度停止并采集图像，确保了数据的冗余和全面性，从而为后续的种植牙设计提供了全面而详尽的数据支持，增加了种植牙治疗的成功率和安全性；
4.本技术方案的设计与分析系统的软、硬件部分采用模块化设计，系统中硬件部分的各工作模块、部件，以及软件部分的指令、参数、算法均可以通过后期进行方便的替换和/或升级，从而降低本系统的搭建成本与维护成本。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
附图标号说明：10-扫描部；11-光源；12-成像单元；13-反射机构；14-单偏振滤光器；15-光轴；16-扫描光线；17-反射光线；20-运算部；21-主体；22-扫描前端；30-显示部；31-微型精密舵机31；32-传动轴；33-驱动元件；500-计算机装置；502-总线；504-处理器；506-主存储器；508-只读存储器；510-存储设备；512-显示器；514-输入装置；516-光标控制设备；518-网络设备；
图1为本发明实施例中所述设计与分析系统的架构示意图；
图2为本发明实施例中所述扫描部的外观示意图；
图3为本发明实施例中所述扫描部的内部架构示意图；
图4为本发明实施例中所述扫描前端的结构示意图；
图5为本发明实施例中运算部所采用的计算机装置的框架示意图。
具体实施方式
为了使得本发明的目的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内。包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述中描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位。以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一：示例性地，提出一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统，如附图1所示，所述设计与分析系统包括：
扫描部10；所述扫描部由操作人员手持操作，利用所述扫描部的前端放入患者口腔内进行口腔内部扫描，以获得至少包括牙齿、牙龈、牙槽骨、牙周组织的图像数据；以及
运算部20；所述运算部20通信耦合到所述扫描部，被配置为：
通过由所述运算部20获取的图像数据，计算生成患者的口腔的三维图像；并且还包括：
评估已获取的图像数据的扫描质量，生成控制所述扫描部进行自动化操作的控制指令，以继续获得患者口腔内的更多图像数据；
显示部30，被配置为连接到所述运算部20，用于展示所计算的口腔立体图像和分析结果，同时提供用户界面以允许操作人员基于实时调整扫描操作；
其中，如附图2所示，所述扫描部10包括主体21，以及与所述主体活动连接的扫描前端22；所述扫描前端22与所述主体21的连接部位配置有旋转机构，通过所述旋转机构驱动使得所述扫描前端22可控地绕一轴线旋转，并使得操作人员在握持所述主体21且保持固定位置和固定朝向的情况下，所述扫描前端22的扫描视角根据控制指令自行调整；
优选的，如附图3所示，所述扫描部10还包括：
光源11，被配置为投射扫描用的扫描光线16；
成像单元12，所述成像单元12包括至少一个图像传感器，用于获取目标对象反射的光线，并将光信号转化为数字化的图像数据；
反射机构13，包括至少一个反射镜片，用于改变所述光源11所投射的扫描光线16的光路径，以使得扫描光线16从光源11发出后，经过所述反射机构13产生第一次反射后投向目标对象，并且使目标对象反射所述扫描光线16后的反射光线17经所述反射机构13的另一个反射部件作第二次反射后，进入所述成像单元12；
其中，所述光源11以及所述成像单元12设置于所述主体内部，所述反射机构13设置于所述扫描前端内部；
优选的，在所述反射机构13和所述成像单元12之间，还设置有单偏振滤光器14；
优选的，所述扫描前端还包括设置有纠偏机构；所述纠偏机构用于在所述扫描前端旋转时，对所述反射机构13的至少一个反射镜片进行位置和/或角度调节，以确保扫描光线16的光路径保持正确；
优选的，所述扫描前端绕所述主体的中轴线旋转的角度范围为±15°；
优选的，所述运算部20评估已获取的图像数据的扫描质量；其中，所述扫描质量的评估包括评估以下一项或一项以上因素的组合：像素密度、扫描分辨率、扫描覆盖范围和深度、亮度一致性、噪声水平；
优选的，在所述主体背部外侧并且在操作人员可视的位置上，设置有多个指示灯，通过灯光信号表示当前所述扫描前端的自动化动作，并且通过灯光信号提示操作人员配合所述自动化动作实施主动性的辅助操作；
优选的，所述由所述运算部20生成控制所述扫描部进行自动化操作的控制指令；其中，所述控制指令包括：所述扫描前端的目标旋转角度；
优选的，所述控制指令还包括：角度间隔，以使得所述扫描前端在旋转到达所述目标角度过程中，每转过一个所述角度间隔即实施刹停并进行一次途中采样，作为图像数据冗余；
更具体地，如附图4所示，在示例性的实施方式中，在所述主体内部设置有微型精密舵机31；所述微型精密舵机31的转动行程可以为0～120°，或者0～90°，或者更小；所述微型精密舵机31的驱动端通过传动轴32，延伸到扫描前端22的内部；
优选的，所述微型精密舵机31与传动轴32可以设置于主体21内部靠近主体21的内壁部，以避让足够的中部空间用于放置光源11或者扫描部10的相关零部件；
优选的，所述传动轴32由一个或以上的固定装置所栓定，以使得传动轴32的转动中心保持稳定；
优选的，主体21与扫描前端22的接触面为正圆形；扫描前端22具有凸缘35，凸缘35伸入主体21的内壁，并与主体21的内壁紧密地活动配合，以使得扫描前端22的转动由于凸缘35受到主体21内壁形状所限制而被限定；
进一步的，所述传动轴32相对于微型精密舵机31的另一端进入扫描前端22的内部，并且与一驱动元件33固定连接；驱动元件33与所述扫描前端22的内壁的驱动副元件34活动接触，并可以通过驱动元件33的驱动，使得驱动副元件34相对驱动元件33的转动而被驱动；
更具体地，回到附图3，在示例性的实施方式中，所述扫描部可以采用基于三角测量、共焦扫描、焦点扫描、X光扫描、立体视觉、光学相干断层扫描(OCT)或其他扫描的技术原理和装置进行扫描工作；
优选的，所述扫描部通过在光轴15上投射扫描光线16，并沿光轴15移动焦平面的同时捕获不同焦平面位置的多个二维图像，从而形成一系列二维图像堆栈；优选的，所述运算部20处理这些二维图像堆栈以生成处理后的数据，从这些数据中可以推断出深度信息，并将数据处理形成三维数据；或者，可以基于二维图像堆栈或处理后的数据生成三维数据；可选的，所述扫描部为焦点扫描设备，其通过移动由光源11投射的光的焦平面从而获得多个二维图像；在优选的实施方式中，焦平面的移动通过可调焦距镜头实现的；镜头中的多个镜片在操作过程中来回移动以使焦平面在预定义距离中改变；焦平面位置优选地沿光源11所投射的扫描光的光轴15移动，使得沿光轴15的多个焦平面位置捕获的二维图像能够形成所述二维图像堆栈，或称为子扫描集；并针对目标对象的多个方位/视角的给定视图下，形成多个子扫描集；在移动所述扫描部相对于目标对象以不同视图扫描采集后，可以捕获该视图下的新的二维图像堆栈；扫描部在扫描操作过程中通过移动并调整角度，可以使至少一些子扫描集至少部分重叠，以便在后处理中进行拼接；拼接后将获得一个大于单个子扫描集能够捕获的视场的数字三维表面的表示；拼接，也称为配准，通过识别各个子扫描集中三维表面的重叠区域并将子扫描集转换到一个共同的坐标系统中使重叠区域匹配，最终生成数字三维表示；优选的，可采用迭代最近点(ICP)算法达成以上的匹配工作；
在其他的实施方式中，可以采用三角测量扫描技术，将基于时间变化的各种光线投影到牙齿表面，并且采用相对于光源的、位于同一个视角下的一个或多个图像传感器获取不同模式配置的图像序列；
在示例性的实施方式中，可以配置一个或多个光源11，并且光源11可以配置为发射单一波长或多种波长组合的光；可选的，光源包括一个用于发射主要扫描光线16的主光源；在优选的实施方式中，主光源发射的光是非偏振的；主光源可以配置为发射白光，即波长为约从380nm到750nm的光；可选的，主光源可以是白色发光二极管(LED)，可能是磷光体LED或氮化铟镓(InGaN)LED；
可选的，主光源是激光产生器，可以配置为发射单一波长或具有窄波长谱的光；例如，主光源可以配置为发射从625nm到850nm范围内的光；可以通过使用配置为产生包括不同波长的光的光源来产生两种以上的波长组合或范围的光线；或者，光源可以包括多个单独产生不同波长(如红色、绿色和蓝色)的LED，这些光可以组合以形成包括不同波长的光；
可选的，光源11可以包括一个配置为发射第二波长或波长范围的光的副光源；副光源发射的光也可以是非偏振的；在优选的实施方式中，第二波长配置为激发受试者口腔内的荧光材料，以获取包括目标对象在内的口腔内多个部位的荧光数据；例如，第二波长可以配置为激发口腔中的细菌，使细菌发出高于第二波长的荧光；第二波长可以选自380nm至485nm的范围、或更窄的范围如400nm至435nm、或更窄的范围如405nm至425nm；在优选实例中，扫描装置包括一个配置为发射大约405nm波长的光的副光源；副光源可以发射具有光谱峰值附近的窄波长带的光谱的光；例如，副光源可以发射具有从大约400nm到大约435nm的波长范围的光，其中光谱的峰值位于大约405nm处；在一些实例中，副光源被配置为发射在由主光源发射的波长范围的子范围内的发射最大值(峰值)的光；
此外，光源11可以包括一个或多个附加光源，例如红外(IR)光源或近红外(NIR)光源，其中来自所述IR/NIR光源的光能够穿透牙齿组织；红外光可以理解为具有选自700nm至1mm范围的波长的光；近红外光可以理解为具有选自750nm至1.4μm范围的波长的光；
在示例性的实施方式中，光源11可以是使用微镜阵列来生成随时间变化的图案的数字光处理(DLP)投影仪、或者衍射光学元件(DOE)、或者前照式反射掩模投影仪、或者微光投影仪；LED投影仪、或硅基液晶(LCoS)投影仪或背光掩模投影仪，其中光源放置在具有空间图案的掩模后面，由此投射在牙科物体表面上的光被图案化；图案可以是动态的，即图案随时间改变，或者图案可以是静态的，即图案随时间保持相同；光投射器可以包括用于准直来自光源的光的准直透镜，所述准直透镜放置在光源和掩模之间；通过图案化后的扫描光线16可以使得被扫描对象的位置特征更容易被识别；
在优选的实施方式中，采用所述纠偏机构用于调整反射机构(13)中反射镜片的位置和/或角度，以确保在扫描前端旋转时，扫描光线16的光路径保持正确；所述纠偏机构可以采用以下几种实施方式：
压电致动器，其利用压电材料的微小尺寸和精确控制特性，实现极精细的角度调整；压电致动器能在极小的空间内产生足够的力来调整反射镜片的角度，其压电元件体积小，响应速度快，非常适合于高精度和快速响应的应用场景；
微型步进电机，步进电机具有定位精确和控制简单的优点，使用微型步进电机可以有效节省空间，同时保持良好的角度控制能力；通过精密的驱动电路，可以实现微步操作，进一步提高定位的精度，适用于操作空间狭小且要求高精度的扫描前端；
柔性机械连杆：设计一种小型的柔性机械连杆系统，通过微调连杆的长度或形状来改变反射镜片的角度；这种设计利用材料的弹性特性来实现微调，可以有效适应紧凑的设计要求，同时确保反射角度的准确调整；
磁性致动机制：使用磁性材料和小型电磁铁创建一种无接触的致动机制；电磁铁可以精确控制磁力的强度和方向，通过改变磁力来调整反射镜片的位置和角度；这种设计不仅节省空间，而且由于缺少物理接触，减少了磨损和维护需求；
微电机与齿轮组合：使用小型电机配合精密齿轮组合，实现紧凑的驱动系统；通过优化齿轮比和齿轮设计，可以在有限的空间内提供足够的扭矩和精确的角度调整；
在示例性的实施方式中，为使所述成像单元12能够放置于所述主体21内部空间中，将成像单元12的成像平台设置为与光轴15平行的角度，并且从外部返回的反射光线17进一步通过反射部件进行光路径改变后，将反射光线17投射到成像单元12的成像表面。
实施例二：本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；
在示例性的实施方式中，所述控制指令通过以下计算方式，确定所述角度间隔的数值β，以使得所述扫描前端在旋转到达所述目标角度βend过程中，每转过一个所述角度间隔β即实施刹停并进行一次途中采样，作为图像数据冗余；
上式中，Q为运算部所评估的当前扫描图像扫描质量；v为扫描前端的转动速度，k是速度调节系数；f()是关于成像单元13的额定像素密度D和当前已扫描过的角度θ的函数；C为角度调节系数，k和C的数值可以根据操作人员的扫描熟练程度进行初始设置；其中，
f(D,θ)＝exp(-α·D-bθ)；
上式中，exp()是以自然对数的指数运算；随着额定像素密度D的增加或者角度偏差θ的增大，f(D,θ)的函数值将减小，意味着β将增大，也就是说，在图像质量较好或扫描条件较稳定时，扫描端22不需要频繁地停下来扫描；a和b是像素密度调节系数以及细分度调节系数，由相关设计人员通过对扫描部的扫描能力通过扫描实验后取优化数值；
优选的，扫描质量Q，可以采用一个基于机器学习的模型来综合评估图像数据中的多个质量因素，包括像素密度、扫描分辨率、扫描覆盖范围和深度、亮度一致性以及噪声水平；Q的确定的一个示例性的步骤包括：
(1)特征提取：首先，对每次扫描得到的图像数据进行特征提取；这些特征包括：像素密度：图像中单位面积内的像素数；
扫描分辨率：图像中物体的细节程度，通常以每英寸点数(DPI)表示；
扫描覆盖范围和深度：扫描覆盖的空间区域大小和深度范围；
亮度一致性：图像中亮度分布的均匀程度；
噪声水平：图像中的随机干扰程度；
(2)特征标准化：为了使特征值适合机器学习模型的处理，需要对特征进行标准化处理，如缩放到[0,1]区间或进行z-score标准化；
(3)训练机器学习模型：使用已标记的训练数据集，其中包含了上述特征和对应的图像质量标签(如“高”、“中”、“低”质量)，训练一个分类模型；这个模型可以是支持向量机(SVM)、随机森林或深度神经网络等；
(4)质量评估：将提取的特征输入到训练好的模型中，得到每次扫描图像的质量评估结果Q；模型将输出一个连续的质量评分，该评分高低反映了图像数据的总体质量；
(5)实时反馈应用：Q值可以实时计算，并用于调整扫描参数或作为决策支持，比如决定是否需要在特定的扫描区域进行重扫或调整扫描路径。
实施例三：本实施例应当理解为至少包含前述任意一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；
示例性地，如附图5所示，说明所述运算部20中采用的计算机装置500的实施方式；所述计算机装置500可应用于系统之中各工作模块的数据储存、运算以及结果的输出过程；
示例性地，计算机装置500包括总线502或用于传送信息的其他通信机制、与总线502耦合用于处理信息的一个或多个处理器504；处理器504可以是例如一个或多个通用微处理器；
计算机装置500还包括主存储器506，例如随机存取存储器(RAM)、高速缓存和/或其他动态存储设备，其耦合到总线502用于存储要由处理器504执行的信息和指令；主存储器506还可以用于在由处理器504执行的指令的执行期间存储临时变量或其他中间信息；这些指令当存储在处理器504可访问的存储介质中时，将计算机装置500呈现为被定制为执行指令中指定操作的专用机器；
计算机装置500还可以包括耦合到总线502的只读存储器(ROM)508或其他静态存储设备，用于存储处理器504的静态信息和指令；当中例如磁盘、光盘或USB驱动器(闪存驱动器)等的存储设备510将耦合到总线502以用于存储信息和指令；
并且进一步的，耦合到总线502还可以包括用于显示各种信息、数据、媒体等的显示器512、用于允许计算机装置500的用户控制、操纵计算机装置500和/或与计算机装置500交互的输入装置514；
优选的一种与所述管理系统进行交互的方式可以是通过光标控制设备516，例如计算机鼠标或类似的控制/导航机制；
进一步的，计算机装置500还可以包括耦合到总线502的网络设备518；其中网络设备518可以包括例如有线网卡、无线网卡、交换芯片、路由器、交换机等部件；
一般而言，本文所使用的词语“引擎”、“组件”、“系统”、“数据库”等可以指硬件或固件中体现的逻辑，或者指软件指令的集合，可能具有条目以及退出点，以诸如Java、C或C++的编程语言编写；软件组件可以被编译并链接成可执行程序，安装在动态链接库中，或者可以用解释型编程语言(例如BASIC、Perl或Python)来编写；应当理解，软件组件可以从其他组件或从它们自身调用，和/或可以响应于检测到的事件或中断而被调用；
配置为在计算设备上执行的软件组件可以在计算机可读介质上提供，例如光盘、数字视频盘、闪存驱动器、磁盘或任何其他有形介质，或者作为数字下载(并且可以最初存储)采用压缩或可安装格式，需要在执行之前安装、解压缩或解密)；这样的软件代码可以部分或全部存储在执行计算设备的存储器设备上，以供计算设备执行；软件指令可以嵌入固件中，例如EPROM；还应当理解，硬件组件可以由连接的逻辑单元(例如门和触发器)组成，和/或可以由可编程单元(例如可编程门阵列或处理器)组成；
计算机装置500包括可以使用定制的硬连线逻辑、一个或多个ASIC或FPGA、固件和/或程序逻辑来实现本文描述的技术，所述程序逻辑与计算机系统相结合使得计算机装置500成为专用的计算设备；
根据一个或多个实施例，本文的技术由计算机装置500响应于处理器504执行主存储器506中包含的一个或多个指令的一个或多个序列而执行；这样的指令可以从诸如存储设备510之类的另一存储介质读入主存储器506；主存储器506中包含的指令序列的执行使得处理器504执行本文描述的处理步骤；在替代实施例中，可以使用硬连线电路来代替软件指令或与软件指令组合；
如本文所使用的术语“非暂时性介质”和类似术语指的是存储使机器以特定方式操作的数据和/或指令的任何介质；这样的非暂时性介质可以包括非易失性介质和/或易失性介质；非易失性介质包括例如光盘或磁盘，例如存储设备510；易失性介质包括动态存储器，例如主存储器506；
其中，非暂时性介质的常见形式包括例如软盘、软盘、硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、CD-ROM、任何其他光学数据存储介质、任何具有孔图案的物理介质、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其他存储芯片或盒以及其网络版本；
非瞬态介质不同于传输介质，但可以与传输介质结合使用；传输介质参与非瞬态介质之间的信息传输；例如，传输介质包括同轴电缆、铜线和光纤，包括构成总线502的电线；传输介质还可以采用声波或光波的形式，例如无线电波和红外数据通信。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (9)

1.一种基于多功能扫描体的种植牙设计与分析系统，其特征在于，所述设计与分析系统包括：
扫描部；所述扫描部由操作人员手持操作，利用所述扫描部的前端放入患者口腔内进行口腔内部扫描，以获得至少包括牙齿、牙龈、牙槽骨、牙周组织的图像数据；以及
运算部；所述运算部通信耦合到所述扫描部，被配置为：
通过由所述运算部获取的图像数据，计算生成患者的口腔的三维图像；并且还包括：
评估已获取的图像数据的扫描质量，生成控制所述扫描部进行自动化操作的控制指令，以继续获得患者口腔内的更多图像数据；
显示部，被配置为连接到所述运算部，用于展示所计算的口腔立体图像和分析结果，同时提供用户界面以允许操作人员基于实时调整扫描操作；
其中，所述扫描部包括主体，以及与所述主体活动连接的扫描前端；所述扫描前端与所述主体的连接部位配置有旋转机构，通过所述旋转机构驱动使得所述扫描前端可控地绕一轴线旋转，并使得操作人员在握持所述主体且保持固定位置和固定朝向的情况下，所述扫描前端的扫描视角根据所述控制指令自行调整。
2.如权利要求1所述设计与分析系统，其特征在于，所述扫描部还包括：
光源(11)，被配置为投射扫描用的扫描光线；
成像单元(12)，所述成像单元(12)包括至少一个图像传感器，用于获取目标对象反射的光线，并将光信号转化为数字化的图像数据；
反射机构(13)，包括至少一个反射镜片，用于改变所述光源(11)所投射的扫描光线的光路径，以使得扫描光线从光源(11)发出后，经过所述反射机构(13)产生第一次反射后投向目标对象，并且使目标对象反射所述扫描光线后的反射光线经所述反射机构(13)作第二次反射后，进入所述成像单元(12)；
其中，所述光源(11)以及所述成像单元(12)设置于所述主体内部，所述反射机构(13)设置于所述扫描前端内部。
3.如权利要求2所述设计与分析系统，其特征在于，在所述反射机构(13)和所述成像单元(12)之间，还设置有单偏振滤光器。
4.如权利要求3所述设计与分析系统，其特征在于，所述扫描前端还包括设置有纠偏机构；所述纠偏机构用于在所述扫描前端旋转时，对所述反射机构(13)的至少一个反射镜片进行位置和/或角度调节，以确保扫描光线的光路径保持正确。
5.如权利要求4所述设计与分析系统，其特征在于，所述扫描前端绕所述主体的中轴线旋转的角度范围为±15°。
6.如权利要求5所述设计与分析系统，其特征在于，所述运算部评估已获取的图像数据的扫描质量；其中，所述扫描质量的评估包括评估以下一项或一项以上因素的组合：像素密度、扫描分辨率、扫描覆盖范围和深度、亮度一致性、噪声水平。
7.如权利要求6所述设计与分析系统，其特征在于，在所述主体背部外侧并且在操作人员可视的位置上，设置有多个指示灯，通过灯光信号表示当前所述扫描前端的自动化动作，并且通过灯光信号提示操作人员配合所述自动化动作实施主动性的辅助操作。
8.如权利要求7所述设计与分析系统，其特征在于，所述由所述运算部生成控制所述扫描部进行自动化操作的控制指令；其中，所述控制指令包括：所述扫描前端的目标旋转角度。
9.如权利要求8所述设计与分析系统，其特征在于，所述控制指令还包括：角度间隔，以使得所述扫描前端在旋转到达所述目标角度过程中，每转过一个所述角度间隔即实施刹停并进行一次途中采样，作为图像数据冗余。
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