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1、(10)申请公布号 CN 102781335 A (43)申请公布日 2012.11.14 CN 102781335 A *CN102781335A* (21)申请号 201180008040.5 (22)申请日 2011.02.02 20100036 2010.02.02 FI 20100037 2010.02.02 FI A61B 6/14(2006.01) A61B 6/03(2006.01) G06T 15/04(2006.01) (71)申请人 普兰梅卡有限公司 地址 芬兰赫尔辛基 (72)发明人 J科维斯图 K奈豪姆 C德戈德津斯基 (74)专利代理机构 中国国际贸易促进委员会专 。
2、利商标事务所 11038 代理人 张阳 (54) 发明名称 牙科计算机断层摄影设备 (57) 摘要 本发明涉及一种牙科计算机断层摄影设备， 其包括 x 射线成像单元 ； 至少一个彩色照相机， 用 于从不同方向对位于该设备的成像位置处的患者 面部进行照相 ； 适于将光图案引导至位于所述成 像位置 （18） 的患者面部上的不同位置处的至少 一个激光器 （24） 或其他照明装置 ； 被设置为与所 述至少一个彩色照相机 （22） 功能性连接的、 用于 从位于所述成像位置 （18） 的患者面部上的不同 位置处引导的光图案信息创建虚拟三维表面模型 的单元 ； 以及用于将由所述至少一个彩色照相机 检测到的所。
3、述面部图像信息与患者面部的所述表 面模型相组合以创建患者面部的虚拟三维纹理模 型的单元。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2012.08.02 (86)PCT申请的申请数据 PCT/FI2011/050091 2011.02.02 (87)PCT申请的公布数据 WO2011/095695 EN 2011.08.11 (51)Int.Cl. 权利要求书 4 页 说明书 6 页 附图 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 4 页 说明书 6 页 附图 5 页 1/4 页 2 1. 一种牙科计算机断层摄影设备， 该设备包括 ： 支持结构。
4、 （11、 13） ， 用于对被设置为可转动并支持成像单元的结构 （14） 进行支持， 至少一个成像位置 （18） ， 用于将患者布置到该设备以供成像， 在该设备中， 成像单元包括至少一个 x 射线源 （15） 和用于接收 x 射线图像信息的单 元 （21） ， 它们已经以如下方式关于所述成像位置 （18） 而被设置在设备中， 即 x 射线源 （15） 和用于接收 x 射线图像信息的单元 （21） 能被定位在成像位置 （18） 的相对两侧， 使得由 x 射 线源 （15） 产生的波束能够对准以穿过所述成像位置 （18） 并且朝向所述用于接收 x 射线图 像信息的单元 （21） ， 控制系统， 。
5、用于控制该设备的操作， 以及 与该设备集成或被设置为与该设备功能性连接的单元， 用于处理在 x 射线图像信息 接收器 （21） 处检测到的信息， 其特征在于 该设备包括 ： 用于在患者位于所述成像位置 （18） 时从至少两个方向对患者面部照相和 / 或用于产 生患者面部的移动图片的单元 （22） ， 该单元包括关于所述成像位置的定位被设置为可改变 的至少一个彩色照相机 （22） 和 / 或被设置为从不同方向对位于患者支持位置 （18） 的患者 面部成像的至少两个彩色照相机 ； 适于将光图案引导至位于所述成像位置 （18） 的患者面部上的不同位置处的至少一个 激光器 （24） 或其他照明装置 ；。
6、 被设置为与所述至少一个彩色照相机 （22） 功能性连接的、 用于从位于所述成像位置 （18） 的患者面部上的不同位置处引导的光图案信息创建虚拟三维表面模型的单元 ； 以及用于将由所述至少一个彩色照相机 （22） 检测到的面部图像信息与患者面部的所 述表面模型相组合以创建患者面部的虚拟三维纹理模型的单元。 2. 根据权利要求 1 所述的设备， 其特征在于， 该设备包括用于创建虚拟模型的单元， 所 述虚拟模型包括与患者面部产生的所述虚拟三维纹理模型集成的、 至少来自患者颅部的骨 和 / 或牙的一部分的 x 射线图像信息。 3. 根据权利要求 1 或 2 所述的设备， 其特征在于， 该设备的控制系。
7、统包括用于同时和 / 或作为在一个成像事件期间发生的组合成像来实现 x 射线成像和对患者面部成像的单元， 和/或该设备的控制系统包括用于采用上述方式的至少一种来实现x射线成像和对患 者面部成像、 或者用于实现至少一种所述成像作为独立成像的选择单元。 4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备包括至少一个照明结 构 （23） ， 用于对位于成像位置 （18） 处的患者面部进行照明。 5. 根据权利要求 4 所述的设备， 其特征在于， 所述至少一个照明结构 （23） 和 / 或至少 一个彩色照相机 （22） 被设置在该设备上， 从而在患者位于被设置用以 x 射线成像的所述成 。
8、像位置 （18） 处时能够从不同方向对患者面部进行照明和成像。 6. 根据权利要求 4 或 5 所述的设备， 其特征在于， 所述用于对患者面部 （23） 进行照明 的单元 （23） 被设置为包括照明结构， 该照明结构基本上从所述至少一个彩色照相机 （22） 之上或之下引导光朝向被设置在成像位置 （18） 处的患者面部。 7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用于对患者面部进行照 权 利 要 求 书 CN 102781335 A 2 2/4 页 3 明的单元 （23） 以及至少一个彩色照相机 （22） 被设置为基本位于所述 x 射线图像信息接收 器 （21） 附近。 8.。
9、根据权利要求1至7中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备包括至少两个彩色照 相机 （22） ， 并且它们被设置为彼此水平相隔一定距离。 9. 根据权利要求 4 至 7 中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备的控制系统包括 ： 用于控制所述用于对患者面部进行照明的单元 （23） 产生白光从而产生脉冲调制的白 光和 / 或产生不同颜色的光的单元。 10. 根据权利要求 1 至 8 中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备包括至少两个彩色 照相机 （22） ， 与它们相连接地设置有照明结构 （23） ， 所述照明结构 （23） 基本上将光从至少 两个彩色照相机 （22） 之上和之下引导朝向。
10、位于成像位置 （18） 处的患者面部， 其中所述至 少两个彩色照相机 （22） 和与之相连接的所述照明结构 （23） 彼此水平相隔一定距离地设置 在所述 x 射线图像信息接收器 （21） 的相对两侧。 11.根据权利要求4至10中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用于对患者面部进行 照明的单元 （23） 以及所述至少一个彩色照相机 （22） 被设置为与所述支持成像单元的结构 （14） 相连接。 12.根据权利要求1至11中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述支持成像单元的结构 （14） 被设置为关于穿过患者支持位置的垂直虚拟轴或者一些其他虚拟垂直轴可旋转。 13.根据权利要求1至12中任。
11、一项所述的设备， 其特征在于， 该设备关于x射线成像的 结构、 部件和控制单元被设置为允许牙科全景成像、 牙科计算机断层摄影成像和 / 或牙科 锥形束计算机断层摄影成像。 14.根据权利要求1至13中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述支持成像单元的结构 （14） 被设置为关于成像位置 （18） 可旋转至少 180 度， 而该设备的控制系统控制所述至少一 个彩色照相机 （22） 而在所述角度范围内拍摄位于成像位置 （18） 处的患者面部的至少两幅 彩色图像。 15.根据权利要求1至14中任一项所述的设备， 其特征在于， 由所述x射线图像信息接 收器 （21） 和至少一个彩色照相机 （22） 。
12、检测到的信息被设置为引导至同一个帧接收器， 和 / 或经由同一以太网线缆而从成像装置引导至用于处理图像信息的物理上分开的单元 （30） 。 16.根据权利要求1至15中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述用于创建患者面部的 表面模型的单元包括在位于成像位置 （18） 处的患者面部上投射狭窄的垂直光图案的、 被置 于所述支持成像单元的结构 （14） 上的至少一个激光器或其他光源 （24） ， 并且所述支持成 像单元的结构 （14） 和所述成像位置 （18） 被设置为相对于彼此可移动， 从而能够在患者面 部内的不同位置处基本广泛地引导所述光图案。 17.根据权利要求1至16中任一项所述的设备， 。
13、其特征在于， 该设备包括产生被设置为 基本位于相同垂直虚拟轴上的光图案的、 关于成像位置 （18） 而被设置在该设备上的两个激 光器 （24） 或相应光源， 从而所述两个激光器或相应光源中位于上部的激光器或相应光源从 上方至少略倾斜地照明患者面部， 而所述两个激光器或相应光源中位于下部的激光器或相 应光源则从下方至少略倾斜地进行照明。 18.根据权利要求1至17中任一项所述的设备， 其特征在于， 在所述支持成像单元的结 构 （14） 上设有图像信息的接收器模块 （20） ， 所述图像信息的接收器模块 （20） 则设有至少 权 利 要 求 书 CN 102781335 A 3 3/4 页 4 一。
14、些所述单元 ： x 射线图像信息接收器 （21） 、 至少一个彩色照相机 （22） 、 用于照明面部的单 元 （23） 以及用于产生激光或一些其他光图案的单元 （24） 。 19.根据权利要求1至18中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述支持成像单元的结构 （14） 被设置为关于成像位置 （18） 可旋转， 所述光图案根据所述支持成像单元的结构 （14） 的运动而移动， 并且该设备的控制系统使用所述至少一个彩色照相机 （22） 在所述支持成像 单元的结构 （14） 的运动区域的面积内从不同方向拍摄数十或数百幅光图案的图像。 20. 根据权利要求 18 或 19 所述的设备， 其特征在于 从水。
15、平方向上看， 基本位于图像信息的接收器模块 （20） 的中部设置有 ： x 射线图像 信息的接收器 （21） 以及两个激光器或相应单元 （24） ； 而基本位于模块 （20） 的相对两端上 设置有 : 一方面为第一和第二彩色照相机 （22） ， 而另一方面是第一和第二照明结构 （23） ， 并且 从垂直方向上看， 所述激光器或相应单元 （24） 基本被设置在所述图像信息的接收器 模块 （20） 的边缘处， 并且所述照明结构 （23） 从所述彩色照相机 （22） 之上和之下引导光至 成像位置 （18） 。 21.根据权利要求1至20中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备的控制系统包括控 制例。
16、程， 受控于该控制例程的有 ： 支持成像单元的结构 （14） 关于成像位置 （18） 旋转， 在该旋转期间， 用于照明患者面部的单元 （23） 被控制为以短脉冲、 优选以频率为 50Hz 的短脉冲照 明位于成像位置 （18） 处的患者面部， 一个或多个激光器或相应单元 （24） 被控制在患者面部上产生光图案， 所述光图案本 应连续产生但却在支持成像单元的结构 （14） 旋转期间存在有所述光图案没有被产生的时 刻， 以及 一个或多个彩色照相机 （22） 被控制以在将所述光图案引导至面部上时以及用于照 明患者面部的单元 （23） 没有照明面部时以第一步进拍摄图像， 并且在没有光图案被引导至 面部以。
17、及用于照明患者面部的单元 （23） 照明面部时， 以第二步进拍摄图像。 22. 根据权利要求 21 所述的设备， 其特征在于， 所述支持成像单元的结构 （14） 被设置 为关于成像位置 （18） 旋转至少 180 度， 并且根据所述控制例程， 在所述旋转期间存在有多 个短时段， 诸如小于 10 个时段， 其间没有光图案被引导至患者面部且其间一个或多个彩色 照相机 （22） 被控制以在用于照明患者面部的单元确实产生光脉冲的时相内拍摄图像。 23.根据权利要求1至22中任一项所述的设备， 其特征在于， 所述x射线图像信息接收 器单元 （21） 包括检测器， 该检测器接收图像信息区域的尺寸至少是厘米。
18、量级， 所述支持成 像单元的结构 （14） 被设置为关于穿过固定成像位置 （18） 的垂直虚拟旋转轴可旋转， 从而 x 射线源 （15） 和 x 射线图像信息接收器单元 （21） 在成像位置 （18） 的相对两侧移动， 其中 该设备的控制系统包括控制例程， 该控制例程一方面控制支持所述成像单元的结构 （14） 、 x 射线源 （51） 和 x 射线图像信息接收器单元 （21） 的旋转运动以产生图像信息， 该图像信息 能够由所述用于处理由 x 射线图像信息接收器 （21） 检测到的信息的单元 （30） 使用以重建 三维 x 射线图像， 该控制例程另一方面则至少控制所述彩色照相机 （22） 以在所。
19、述旋转运动 期间拍摄位于成像位置 （18） 处的患者面部的彩色图像， 并且其中功能上属于该设备的图像 信息处理单元 （30） 被设置为创建可在显示器 （31） 呈现的位于成像位置 （18） 处的患者的三 权 利 要 求 书 CN 102781335 A 4 4/4 页 5 维模型， 该模型示出了患者颅部的骨和 / 或牙的至少一部分以及患者面部纹理的至少一部 分。 24.根据权利要求1至23中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备包括用于产生绿色 激光或其他光芒并且将其引导朝向位于成像位置处的患者面部以在面部上形成基本垂直 的窄光线的单元。 25. 根据权利要求 1 至 24 中任一项所述的设。
20、备， 其特征在于， 该设备包括两个激光器 （24） ， 第一激光器被设置为产生具有第一颜色的激光， 而第二激光器被设置为产生具有第 二颜色的激光。 26.根据权利要求1至25中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备包括至少两个光源 （23） ， 其前部设置有漫射箔和 / 或偏光器。 27.根据权利要求1至26中任一项所述的设备， 其特征在于， 该设备包括用于实现所述 成像从而通过约200度的旋转角实现计算机断层摄影成像并通过约260度的旋转角实现照 相的单元。 28. 根据权利要求 27 所述的设备， 其特征在于， 该设备包括这样的单元 ： 它通过在该第 一方向经过约 200 度角的操控期间。
21、首先拾取 x 射线图像信息， 在该第一方向上继续移动至 照相的起始位置实现成像， 并以高于第一操控角速度的角速度在相反方向经过约 260 度的 操控期间实现照相。 权 利 要 求 书 CN 102781335 A 5 1/6 页 6 牙科计算机断层摄影设备 技术领域 0001 本发明涉及一种根据权利要求 1 的前序部分的牙科计算机断层摄影设备。 背景技术 0002 医学 x 射线成像的历史几乎追溯到发现 x 辐射之时。对于许多先进的成像方式， 例如全景 x 射线成像在牙科领域的发展于约半个世纪前就已开始。尤其是在 20 世纪 90 年 代数字成像的发展也将数字 x 射线成像装置带入牙科实践。牙。
22、科领域中的最新发展是设计 用于对颅部骨骼结构进行三维成像的锥形束计算机断层摄影设备的推广。 关于其提供的新 的可能性， 值得一提的是例如涉及植入物连接和其他治疗计划的应用。 0003 随着照相机和信息技术 （诸如计算机计算能力） 的发展， 已经有可能创建不同表面 的虚拟三维表面模型。 在牙科领域， 例如可以结合牙科正畸治疗利用面部表面模型， 这是因 为牙科正畸治疗同样会对面部形状产生影响。这种表面模型有时还与表面纹理信息 （即表 面 / 表面结构的细节的信息） 相结合。 0004 现有技术还包括在无需单独创建表面三维形状的模型的情况下创建虚拟三维纹 理模型的技术。 0005 尤其地， 对获得用。
23、于特定成像目的的单独装置的需求已经限制了面部纹理模型在 牙科领域的使用。 获得单独装置不仅是成本问题， 还涉及空间问题， 因为每个装置总是需要 安装和 / 或存储和 / 或使其能被使用的空间。另一方面， 每次单独成像也总是占用一定的 时间量。 而且， 就数据处理而言， 也存在一定的布置的挑战， 在所述布置中， 创建模型需要组 合在不同时间获取的图像信息、 由不同成像装置获取的图像信息和 / 或获取的已经以不同 方式定位以便于成像的解剖结构的图像信息。 发明内容 0006 本发明的一个目的在于一种通用的牙科计算机断层摄影设备， 借助该设备可以至 少从关于患者颅骨结构的 x 射线图像信息以及进一步。
24、的关于患者面部的颜色、 疤痕、 头发、 胎记的信息创建用于患者头颅的虚拟三维建模。 根据本发明的设备包括用于不仅产生计算 机断层摄影图像还产生包括面部表面纹理的三维图像的单元。优选地， 该设备被设置为能 够使用相同的患者定位和成像事件、 关于面部软组织表面形状和表面纹理的信息创建颅骨 结构和 / 或牙的 3D 图像。在所附专利权利要求中更详细地限定了本发明的实质特征。 0007 本发明提出了一种用于患者颅骨解剖结构的通用建模的新布置。 本发明尤其允许 使用现有成像装置并且避免对使用现有技术特定布置的需要， 所述现有技术特定布置会降 低牙医采用虚拟 3D 模型提供的可能性的阈值。 0008 下面。
25、， 还将参考所包括的附图更为详细地描述本发明及其优选实施例。 附图说明 0009 图 1 示出了根据本发明的一种计算机断层摄影设备， 其基本结构包括底部构造和 说 明 书 CN 102781335 A 6 2/6 页 7 支持成像单元的臂部件。 0010 图 2 示出了可应用于根据图 1 的设备中的图像信息的接收器模块。 0011 图 3 示出了将来自根据图 2 的模块的激光束引导朝向定位于成像位置处的患者。 0012 图 4 示出了在根据本发明的设备中使用的激光扫描的操作原理。 0013 图 5a 和 5b 示出了根据本发明一个优选实施例的信号路径， 该路径从 x 射线检测 器和至少一个彩色。
26、相机经帧接收器至计算机。 0014 图 6a-6c 示出了各个虚拟三维面部模型的示例。 0015 图 7 示出了根据本发明一个优选实施例而用于控制该设备的特定操作的原理。 具体实施方式 0016 图 1 示出了根据本发明的一个计算机断层摄影设备。该设备包括垂直支持结构 （11） ， 从其上水平地延伸支持患者支持单元的臂 （12） 以及支持用于支持设备的成像单元的 结构 （即臂部件 （14） ） 的臂部件 （13） 。支持成像单元的臂部件 （14） 被设置为可旋转。支持 成像单元的臂部件 （14） 上， 布置有彼此相隔一定距离的 x 射线源 （15） 和 x 射线图像信息接 收器 （21） ， 。
27、两者关于患者支持单元 （17） 而定位在设备上， 由此创建位于 x 射线源 （15） 和 x 射线图像信息接收器单元 （21） 之间的设备的成像位置 （18） ， 从而可以引导由x射线源 （15） 形成的波束通过所述成像位置 （18） 朝向 x 射线图像信息接收器单元 （21） 。所述设备包括 控制单元， 图 1 示出了其设置在支持构造 （11） 上的控制面板 （16） 以及其中附属的操作模式 选择单元 （19） 。在根据图 1 的设备中， x 射线图像信息接收器单元 （21） 被设置作为经由线 缆连接至计算机 （30） 的图像信息接收器模块 （20） 的一部分。在计算机中设有用于处理图 像信。
28、息的单元， 以及呈现由计算机创建的图像的显示器 （31） 。 0017 图 2 示出了可应用于根据图 1 的设备中的图像信息接收器模块 （20） 。该模块包 括两个彩色照相机 （22） ， 其水平地设置在 x 射线检测器 （21） 的相对两侧并对准成像位置 （18） 。而且， 模块 （20） 上设有优选产生白光以照亮成像位置 （18） 的光源 （23） 和两个激光 器 （24） 。这些激光器基本上位于模块 （20） 中部， 并且实际上靠近模块 （20） 的上下边缘。激 光器 （24） 被设置为在成像位置 （18） 处发射并引导狭窄的垂直平面扇形束， 其在患者面部 投射激光图案。图 3 示出了如。
29、何在成像位置 （18） 处引导由图 2 所示的两个激光器 （24） 产 生的激光扇形束， 以在垂直方向覆盖患者面部， 而不具有阴影区域。 0018 本发明可以采用相同颜色的两个激光器 （24） ， 或者它们可以具有不同的颜色， 即， 第一激光器可被设置为产生第一颜色的激光， 而另一激光器产生第二颜色的激光。当使用 相同颜色的激光器时， 在实践中该结构的实现可能具有挑战， 即激光器 （24） 产生精确重叠 的波束。 这从制造技术的观点而言已经非常困难， 而且， 在之后使用所述装置时也可能出现 对准问题。 至于不同颜色的激光器， 可以将其设置为指向不同方向， 并且例如可以由机器视 觉基于对所述的色。
30、彩的图像的搜索而在图像中识别。如果在使用期间， 不同颜色激光器的 相互对准改变， 则作为重新对准激光器 （这可能需要在工厂进行维护） 的代替， 可通过重新 校准而解决该状况。 0019 设在设备上的光源 （23） 也可被设置为产生除白色之外的其他一种或多种颜色的 光。漫射箔可被设置在光源 （23） 之前 （参考图 2 中的表面 （23） ） ， 由此光从更大的区域发射 且基本均匀， 并且目标区域的照明将是均匀的。此外， 光源 （23） 可以配备有偏光器 （参考图 说 明 书 CN 102781335 A 7 3/6 页 8 2 中的表面 （23） ） ， 偏光器可以消除否则会在第二相机的图像中。
31、可见的、 因结合第一相机定 位的光源所引起的并且反之亦然的、 来自皮肤表面的镜面反射。还可以在设备中设置两个 以上或仅一个彩色照相机 （22） ， 而所述一个或多个照相机 （22） 可被设置为不仅作为照像 机， 还作为持续操作的视频摄像机。引导至患者面部的光图案可由除激光器外的一些其他 光源产生， 并且这一光图案的颜色也可被设为可变， 并且甚至在由激光器产生时， 其颜色也 可以是常规红色以外的一些其他颜色， 诸如尤其优选为绿色。 0020 在支持根据图 1 的设备的成像单元 （14） 的结构被设置为可旋转的情况下， 一个或 多个彩色照相机 （22） 可设在图像信息接收器模块 （20） 上， 以。
32、从不同方向拍摄位于成像位 置 （18） 的患者面部的图像。于是， 还可以用激光图案扫描患者面部。当使用例如根据图 2 的其中照相机 （22） 和激光器 （24） 彼此相距一定距离定位的设置时， 可以使用激光线扫描 位于成像位置 （18） 的患者面部， 同时以与激光束方向呈一定角度 （小于 90 度的角度） 拍摄 面部图像。 根据如此获取的图像信息， 可以产生患者面部形状的三维表面模型， 如下将以更 详细的方式呈现。 在本发明的一个优选实施例中， 设备的控制系统配备有控制功能， 以在扫 描期间总是暂时关闭激光器达期望持续时间， 在该持续时间内， 可以在没有激光图案的情 况下拍摄患者面部的彩色图像。
33、， 并且根据由此获取的图像信息产生患者面部的纹理模型。 然而， 原理上也可以操作使得激光器始终不关闭， 但是在对于程序化成像中产生的图像信 息进行处理期间， 从正形成的纹理模型移除该激光线。 0021 图 4 示出了在根据本发明的设备中使用的激光扫描的操作原理。扇形射束被引导 至位于成像位置 （18） 的患者面部处以在所述面部形成窄垂直激光图案， 所述面部将由二维 照相机 （22） 相对于激光扇束的方向以 0 到 90 度之间的角度成像。从照相机 （22） 拍摄的 图像中识别激光线， 由此该图像中位于激光线上的每个点 (x,y) 是引导至患者面部的激光 线在传感器上的点 P 的投影。在照相机 。
34、（22） 相对于成像位置 （18） 的位置以及该照相机的 光学性质为已知的情况下， 可以在此三维坐标系中确定相对于照相机 （22） 的每个像素 ( 点 x,y) 的点 P 的定位。点 P 在空间中的三维定位通过解析激光扇束的平面和该射束通过照 相机 （22） 对象中心 O 的相交点 T 以及点 P 而被确定。通过将激光器 （24） 和照相机 （22） 从患者面部的一侧转移到另一侧并且通过在激光线位于面部不同位置时拍摄的激光线的 图像， 可以构造面部表面形状的虚拟三维模型。 0022 图 5a 示出了在本发明一个优选实施例中使用的从图像信息接收器模块 （20） 至计 算机 （30） 的信号路径。。
35、由 x 射线检测器 （21） 和一个或多个彩色照相机 （22） 检测到的图像 信息至计算机 （30） 的信号路径可被设置为共用的， 从而从其获取的图像信息经由同一帧接 收器而被引导至计算机 （30） 。优选地， 信号路径也可在所述设备中被设置为经由与从照相 机至计算机的信号路径相同的以太网线缆， 至少位于移动成像单元的控制单元和 / 或 x 射 线源的控制单元与计算机之间。 这可以例如借助于可设置在设备上的以太网开关部件或以 太网网络集线器部件而实现。图 4b 示出了用于在设备中设置信号路径的另一优选实施例， 其也仅需要位于成像单元和计算机之间的一条以太网线缆。 0023 根据本发明， 设在计。
36、算机 （30） 上的、 用于处理对位于成像位置 （18） 处的患者面部 进行成像时所获取的图像信息的单元包括 ： 用于至少处理从 x 射线检测器 （21） 获取的图像 信息以及用于处理从一个或多个彩色照相机 （22） 获取的图像信息以创建患者面部的虚拟 三维纹理模型的算法。 在产生纹理模型期间， 利用被包括在图像处理单元中的、 用于根据在 说 明 书 CN 102781335 A 8 4/6 页 9 患者面部上引导激光线的图像信息创建面部表面模型的单元。优选地， 图像处理单元包括 可以产生同时以三维示出面部纹理以及患者颅部的牙和 / 或骨骼结构的至少一部分的模 型的单元。 0024 图 6a 。
37、示出了使用根据本发明的设备可实施的面部三维模型， 其中在面部纹理模 型中集成有患者颅部的骨骼结构和牙的信息。图 6b 再次示出了可使用根据本发明的上述 设备产生的面部表面模型的一个示例， 而图6c是根据图6b的模型的不同投影， 其仅由可从 患者面部上的激光线图案获取的信息产生。图 6b 和 6c 的比较例示了根据本发明的设备可 产生的面部纹理模型与纯面部表面模型是如何不同。 0025 图 7 示出了一个图示， 其例示了控制根据上述实施例的设备的特定操作的原理。 在附图中， 假设同时使用 x 射线曝光或者其自身的成像来对患者面部进行成像， 从而使得 支持成像单元的臂部件 （14） 旋转， 由此图。
38、像信息接收器模块 （20） 从患者面部一侧至少 180 度地移动至另一侧， 诸如移动至少 200 度， 诸如约 260 度。在该移动期间， 通过规律地脉冲 调制图像信息接收器模块 （20） 的光源 （23） 来照明患者面部， 然而保持激光器光持续打开， 但其在扫描期间被暂时关闭以便能够在没有激光图案的情况下拍摄位于成像位置 （18） 的 患者面部的图像。设备的操作被同步以包括两类时段， 在第一时段， 激光器光关闭， 而在籍 此照明患者面部的这类光脉冲序列期间拍摄面部图像， 而在第二时段， 再次保持激光器光 打开， 籍此在支持成像单元的臂部件 （14） 旋转时， 激光线沿着患者面部移动， 并且在。
39、因此没 有照明患者面部的这类光脉冲时段内拍摄面部图像。 在成像采用根据上述本发明的两个彩 色照相机 （22） 时， 关于图 7 中所示的操作模式， 实施如上所述的控制， 从而第一和第二照相 机 （22） 总是在连续的光脉冲期间拍摄图像。在图像信息没有被集成的情况下， 总是可以在 这些光脉冲时段内读取由照相机 （22） 集成的图像信息。 0026 根据本发明的一个优选实施例， 该设备包括用于实现成像从而使用约 200 度的旋 转角实现计算机断层摄影成像而使用约 260 度的旋转角实现照相的单元。于是， 这在实践 中可以通过进行 260 度的操控而实现， 在进行此 260 度的操控期间， 仅在 3。
40、0 度的移动之后 开始x射线成像， 并且相应地早于照相而停止， 或者通过在第一方向上约200度的操控期间 首先拾取 x 射线图像信息， 在该第一方向上继续移动至照相的起始位置， 随后在相反方向 上进行的 260 度的操控期间来实现照相。后一种备选方案的优点在于在纯照相的操控可被 尽快实现 （即具有比 x 射线成像更高的角速度） ， 而不是限制角速度的计算机断层摄影中所 需的速度， 这减少了在曝光期间患者表情改变或其他运动的风险。 0027 图 7 的图示因而示出了可应用于本发明中的一个原理。然而， 如果期望防止位于 成像位置的患者感觉到由面部照明脉冲调制引起的光闪烁， 必须将照明的脉冲频率设置。
41、为 至少50-60Hz。 当以图6所示的方式精确操作时， 这样的脉冲调制将导致并非实践本发明实 施所必须的大量图像信息。 上述原理确实可以应用， 例如诸如在上述时段内， 第一和第二照 相机不在每次光脉冲单元而是仅例如以每十个脉冲一次的量级来拍摄图像， 籍此还存在有 更多的时间以从照相机中读取图像信息。 因而， 在本发明的一个优选实施例中， 照明患者面 部的单元被控制以在短脉冲 （优选地至少频率为 50-60Hz） 中照明患者面部， 一个或多个激 光器则被控制在患者面部上产生激光图案， 所述激光图案本应连续产生但却在臂部件旋转 期间存在有其间没有激光图案被产生的多个时段 （诸如， 小于 10 个。
42、时段） ， 并且一个或多个 彩色照相机被控制以在将激光图案引导至面部上时以及用于照明患者面部的单元没有照 说 明 书 CN 102781335 A 9 5/6 页 10 明面部时以第一脉冲步进拍摄图像， 并且在没有将激光图案引导至面部上以及用于照明患 者面部的单元的确照明面部时， 以第二脉冲步进拍摄图像。 0028 实现根据上述操作的实践模式的拍摄图像的序列的一种实践方式包括在移动成 像单元期间将第一和最后时段实现作为在其间成像面部而没有激光线的时段， 并且对于所 述移动的持续期间， 这类时段被设为均匀间隔的共五个时段。 根据本发明的这样的实施例， 患者面部的总计十幅彩色图像于是会在没有激光图。
43、案的情况下从不同方向拍摄， 并且成像 单元从患者面部一侧移动至另一侧的角速度可被设为使得在落入这些时段之间的四个时 段， 使用引导至面部的激光线拍摄 300 幅量级的图像。对于本领域技术人员而言仍然显见 的是， 例如并非必须以均匀间隔拍摄激光图案的图像， 并且其数量以及拍摄激光线的图像 的位置可以例如根据表面构造的期望水平分辨率而改变。 同样并非必须以均匀地间隔拍摄 不具有激光线的照片， 且其数量和位置也可以根据任何特定需要而改变， 由此为从不同方 向拍摄的局部面部图像创建三维纹理模型实现合适的连接点和足够的覆盖。 0029 根据本发明的设备及其操作模式选择开关 （19） 可被设置为使得 x 。
44、射线成像和对 患者面部的成像能够单独地或在本发明一个优选实施例中与相同的成像事件一起、 甚至是 同时发生。与 x 射线成像同时从不同方向对面部拍照消除了对单独成像的需要， 因此尤其 不再需要校准一些其他成像装置， 并且无需将患者定位至该其他装置而进行单独的面部成 像。因而， 在可以与 x 射线成像同时进行面部成像的情况下， 麻烦得以免除且时间得到节 省。 同样地， 如果希望集成以不同成像方式获取的图像信息， 例如用于在同一三维模型中呈 现， 那么由于成像时已成像的解剖结构已经位于相同的位置并且位于根据相同成像装置的 坐标系中， 由此组合更为容易。该设备允许使用激光线以通过传递激光线位于面部上的。
45、位 置、 拍摄由面部表面上的激光线所产生的轮廓以及根据这些轮廓计算面部表面的形状， 而 以更多的细节来增强面部形状的显现。 0030 如上， 已经参考所公开的附图主要地描述了本发明， 但是本发明的实施例的所有 上述细节并非必须， 也并非是考虑实施本发明时的唯一方案。在设备中使用的彩色照相机 的数量可以不是两个， 并且如果该设备允许改变照相机关于成像位置的定位， 那么甚至可 以使用一个照相机来从不同方向拍摄患者面部的图像。在本发明一个优选实施例中， 该设 备被设置为具有照明装置， 其发射白光以照明患者面部， 这对于考虑成像面部色彩是有利 的， 但是也可以认为本发明在不具有集成在设备中的一个或多个。
46、白光光源并且还具有其他 颜色的光的情况下仍是可利用的。 0031 可应用于所述设备中的图像信息接收器模块根据上述实施例可包括从水平方向 上看被设置为基本位于模块中部的 x 射线图像信息接收器 （21） 、 两个激光器 （24） 、 以及被 设置为基本位于模块 （20） 相对两端上的， 一方面具有第一和第二彩色照相机 （22） ， 而另一 方面具有第一和第二照明结构 （23） 。当在垂直方向上观察模块 （20） 时， 其可以包括如下布 置 ： 所述激光器 （24） 被设置为基本位于图像信息接收器模块 （20） 的边缘处， 而所述照明设 备 （23） 在成像位置 （18） 处从所述彩色照相机 （2。
47、2） 之上和之下引导光。然而， 可以认为也 可采用其他类型的布置而实现根据本发明用于对面部的至少部分进行建模的功能， 诸如采 用使用两条光线和仅一个照相机的布置。 0032 属于根据本发明的设备的彩色照相机还可以用于除了上述目的之外的其他目的。 一个或多个照相机可被设置为作为视频摄像机进行操作， 由此可以例如在 x 射线成像之前 说 明 书 CN 102781335 A 10 6/6 页 11 和 / 或曝光期间监视和 / 或保存患者的表情和可能的移动， 其中合适的布置也是 3D 的。在 上述实施例中， 一个或多个彩色照相机位于支持成像单元的臂部件上， 基本位于 x 射线检 测器的附近， 但是。
48、该一个或多个彩色照相机也可被设置为例如基本位于 x 射线源附近。通 常有利的是， 将该一个或多个彩色照相机以及属于该设备的一个或多个激光器定位在该设 备的这样的结构上 ： 其出于设备进行 x 射线成像的目的已被设置为关于成像位置可移动。 0033 属于该设备的计算机没有必要必须是与成像单元物理分开的装置， 而是该计算机 也可被集成作为实际成像装置的一部分。 0034 该设备的 x 射线成像单元允许计算机断层摄影成像， 尤其是已知用于牙科领域的 锥形束计算机断层摄影成像， 在该设备中使用的支持 x 射线成像单元的臂部件的路径典型 地被设置为允许臂部件关于穿过成像位置的固定虚拟垂直轴旋转， 该运动。
49、也可以直接用于 产生图像信息以创建三维面部纹理模型。 成像设备的这一属性使得面部激光束扫描的实施 非常简单， 因为 x 射线成像设备已经包括实施可应用于在激光扫描中使用的移动的单元。 在许多情况下， 与使用仅从面部的彩色照相获取的信息相比， 激光扫描显著地便利了患者 面部三维表面形状的检测。 于是在本发明的一个优选实施例中， 存在例如这样一种设置 ： 其 中所述 x 射线图像信息接收器单元 （21） 包括检测器， 其接收图像信息区域的尺寸至少是厘 米量级， 所述支持成像单元的结构 （14） 被设置为关于穿过固定成像位置 （18） 的垂直虚拟 旋转轴可旋转， 使得 x 射线源 （15） 和 x 射线图像信息接收器单元 （21） 在成像位置 （18） 的 相对两侧上移动， 其中该设备的控制系统包括控制例程， 其一方面控制支持所述成像单元 的结构 （14） 、 x 射线源 （15） 和 x 射线图像信息接收器单元 （21） 的旋转运动以产生图像信 息， 能够使用处理由 x 射线图像信息接收器 （21） 检测到的信息的单元 （30） 来重建三维 x 射线图像， 并且另一方面， 至少控制所述彩色照相机 （22） 以在所述旋转运。