多模式成像系统及其方法

多模式成像系统及其方法


背景技术：

1.目前，牙科专业人员通常使用视觉和触觉评估结合牙周袋深度和组织附着测量来评估牙周健康状况。这些类型的临床评估基于牙龈组织的颜色、肌理、探诊出血和肿胀来衡量牙龈炎症。进行探诊以确定牙周袋深度，其为与临床附着丧失、牙槽骨丧失和牙齿丧失高度相关的量度。
2.测量探诊出血来评估牙周健康状况的各方面存在一些缺点。一个缺点来源于这样一个事实，即经常吸烟的人往往会表现出出血减少。因此，吸烟者的牙龈组织对探诊可能呈现不同的反应，且这可能导致对吸烟者的牙周健康状况的错误评估。另外，使用牙科探针测量袋深度仍然是侵入性过程。因此，需要能够评估牙周健康状况而没有与对牙龈组织的探诊或使用探针测量牙周袋的深度相关联的缺点的工具和程序。


技术实现要素：

3.根据本公开的示例性实施例涉及采用光学相干断层扫描(oct)和光诱导自体荧光(liaf)两者的多模式成像系统和方法。所述成像系统采用探针头，所述探针头将各自来自不同光源的光的第一源光谱和光的第二源光谱朝向口腔中的表面引导。探针头还接收第一反馈光谱和第二反馈光谱，每个反馈光谱由两个源光谱中的一个产生。第一反馈光谱通过干涉测量子系统进行处理，且被引导到第一光学传感器阵列以结合oct成像模式生成图像，并且第二反馈光谱被引导到第二光学传感器阵列以结合liaf成像模式生成图像。所述成像方法包含将光的第一源光谱和第二源光谱朝向口腔中的表面引导的步骤。通过探针头接收第一反馈光谱和第二反馈光谱。使用干涉测量子系统中的第一反馈光谱生成光学反馈信号，并将光学反馈信号引导到第一光学传感器阵列以作为oct成像模式的一部分生成图像。将第二反馈光谱引导到第二光学传感器阵列以作为liaf成像模式的一部分生成图像。在系统和方法两者中，从liaf模式生成的图像可用于帮助维持探针头的位置和稳定，以便获得oct模式的较高质量图像。另外，通过组合来自两种模式的图像，可以获得牙周健康状况的更完整图片而没有与探诊相关联的缺点。
4.在一个方面，本发明可以是一种成像系统，包含：第一光源，其被配置成发射准直光的第一源光谱；第二光源，其被配置成发射光的第二源光谱；探针头，其被配置成将第一源光谱和第二源光谱朝向口腔中的组织引导，并收集光的第一反馈光谱和光的第二反馈光谱，第一源光谱与组织相互作用以生成第一反馈光谱，并且第二源光谱与组织相互作用以生成第二反馈光谱，第二反馈光谱与第一反馈光谱不同；干涉测量子系统，其被配置成基于第一源光谱与第一反馈光谱之间的干涉生成光学反馈信号；至少一个光学传感器阵列，其用于接收光学反馈信号和第二反馈光谱；以及至少一个可编程处理器，其被配置成：使用在至少一个光学传感器阵列处接收的光学反馈信号生成组织的第一诊断图像；使用在至少一个光学传感器阵列处接收的第二反馈光谱生成组织的第二诊断图像；并且从第一诊断图像和第二诊断图像的组合生成组织的第三诊断图像。
5.在另一方面，本发明可以是一种成像方法，包含：以第一源光谱从第一光源发射准
直光且从第二光源发射光的第二源光谱；将第一源光谱和第二源光谱从探针头朝向口腔中的组织引导；通过探针头收集光的第一反馈光谱和光的第二反馈光谱，第一源光谱与组织相互作用以生成第一反馈光谱，并且第二源光谱与组织相互作用以生成第二反馈光谱，第二反馈光谱与第一反馈光谱不同；使用干涉测量子系统基于第一源光谱与第一反馈光谱之间的干涉生成光学反馈信号；使用至少一个光学传感器阵列接收光学反馈信号和第二反馈光谱；使用至少一个可编程处理器来使用在至少一个光学传感器阵列处接收的光学反馈信号生成组织的第一诊断图像；使用至少一个可编程处理器来使用在至少一个光学传感器阵列处接收的第二反馈光谱生成组织的第二诊断图像；使用至少一个可编程处理器从第一诊断图像和第二诊断图像的组合生成组织的第三诊断图像。
6.在再一方面，本发明可以是一种成像系统，包含：第一光源，其被配置成发射准直光的第一源光谱；第二光源，其被配置成发射光的第二源光谱；探针头，其被配置成将第一源光谱和第二源光谱朝向口腔中的组织引导，并收集光的第一反馈光谱和光的第二反馈光谱，第一源光谱与组织相互作用以生成第一反馈光谱，并且第二源光谱与组织相互作用以生成第二反馈光谱，第二反馈光谱与第一反馈光谱不同；干涉测量子系统，其被配置成基于第一源光谱与第一反馈光谱之间的干涉生成光学反馈信号；至少一个光学传感器阵列，其用于接收光学反馈信号和第二反馈光谱；以及显示屏；以及至少一个可编程处理器，其可操作地耦合到显示屏且被配置成：使用在至少一个光学传感器阵列处接收的干涉测量信号生成第一诊断图像；使用在至少一个光学传感器阵列处接收的第二反馈光谱生成第二诊断图像；使用第二诊断图像生成粗略定位图像；并且当探针头收集第一反馈光谱中的光和第二反馈光谱中的光时，在显示屏上显示第二诊断图像或粗略定位图像中的至少一个。
7.在又一方面，本发明可以是一种成像方法，包含：以第一源光谱从第一光源发射准直光且从第二光源发射光的第二源光谱；将第一源光谱和第二源光谱从探针头朝向口腔中的组织引导；通过探针头收集光的第一反馈光谱和光的第二反馈光谱，第一源光谱与组织相互作用以生成第一反馈光谱，并且第二源光谱与组织相互作用以生成第二反馈光谱，第二反馈光谱与第一反馈光谱不同；使用干涉测量子系统基于第一源光谱与第一反馈光谱之间的干涉生成光学反馈信号；使用至少一个光学传感器阵列接收光学反馈信号和第二反馈光谱；使用至少一个可编程处理器来使用在至少一个光学传感器阵列处接收的光学反馈信号生成组织的第一诊断图像；使用至少一个可编程处理器来使用在至少一个光学传感器阵列处接收的第二反馈光谱生成组织的第二诊断图像；使用至少一个可编程处理器从第二诊断图像生成组织的粗略定位图像；以及当探针头收集第一反馈光谱中的光和第二反馈光谱中的光时，在显示屏上在显示屏上显示第二诊断图像或粗略定位图像中的至少一个。
8.从下文提供的详细描述，本发明的其它适用领域将是显而易见的。应理解，详细描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但意在仅出于说明的目的而非意在限制本发明的范围。
附图说明
9.结合附图进行阅读时，能够更好地理解前述发明内容以及以下对示例性实施例的详细说明。然而，应当理解，本发明并不局限于在以下附图中示出的精确布置和工具：
10.图1示意性地示出了根据本发明的第一实施例的成像系统；
11.图2示意性地示出了根据本发明的第二实施例的成像系统；
12.图3是示出了对样本进行成像的第一过程的流程图；并且
13.图4是示出了对样本进行成像的第二过程的流程图。
具体实施方式
14.以下对优选实施例的描述在本质上仅是示例性的，并且决不意图限制本发明、本发明的应用或用途。
15.根据本发明的原理的示例性实施例的描述旨在结合附图阅读，这些附图将被视为整个书面描述的部分。在本文公开的本发明实施例的描述中，对方向或取向的任何提及仅旨在方便描述，而无意以任何方式限制本发明的范围。相对性术语诸如“下”、“上”、“水平”、“垂直”、“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“左”、“右”、“顶部”和“底部”以及其派生词(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)应理解成参考如稍后描述的或在论述中的附图中所示的取向。这些相对术语仅是为了方便描述，而不要求装置以特定定向构造或操作，除非明确指明如此。除非另外明确描述，否则例如“附接”、“附连”、“连接”、“耦合”、“互连”等术语是指其中结构彼此直接或间接通过中间结构固定或附接的关系，以及两者可移动或固定不动的附接或关系。此外，本发明的特征和益处参考优选的实施例来说明。因此，本发明明显不应限于示出了可单独存在或以特征的其它组合存在的特征的一些可能的非限制性组合的此类优选实施例；本发明的范围由所附的权利要求书限定。
16.本发明的特征可在软件、硬件、固件，或它们的组合中实现。本文中所描述的可编程过程不限于任何特定实施例，并且可在操作系统、应用程序、前台或后台过程、驱动器或它们的任何组合中实施。计算机可编程过程可在单个处理器上或者在多个处理器上或之间执行。
17.本文所述的处理器可以是任何中央处理单元(cpu)、微处理器、微控制器、计算或可编程装置或被配置为执行计算机程序指令(例如，代码)的电路。各种处理器可以体现在任何合适类型的计算机和/或服务器硬件和/或计算装置(例如，台式机、膝上型电脑、笔记本电脑、平板电脑、蜂窝电话、智能手机、pda等)中，并且可以包含形成功能数据处理装置所需的所有常用辅助组件，包含但不限于总线、软件和数据存储装置例如易失性和非易失性存储器、输入/输出装置、显示屏、图形用户界面(gui)、可移动数据存储装置，以及有线和/或无线通信接口装置，包含wi-fi、蓝牙、lan等。
18.计算机可执行指令或程序(例如，软件或代码)以及本文所述的数据可编程到且有形地体现在非暂态计算机可读介质中，该非暂态计算机可读介质可通过如本文所述的相应的处理器访问和检索，通过执行编码在介质中的指令来配置和指导处理器执行期望的功能和过程。体现被配置成此类非暂态计算机可执行指令或程序的可编程处理器的装置在下文称为“可编程装置”或仅简称为“装置”，并且相互通信的多个可编程装置称为“可编程系统”。应当指出的是，如本文所述的非暂态“计算机可读介质”可包含但不限于可被写入和/或通过可操作地连接至介质的处理器读取的任何合适的易失性或非易失性存储器，包含随机存取存储器(ram)及其各种类型、只读存储器(rom)及其各种类型、usb闪存，以及磁或光数据存储装置(例如，内部/外部硬盘、软盘、磁带cd-rom、dvd-rom、光盘、ziptm驱动、蓝光(blu-ray)盘以及其它装置)。
19.在某些实施例中，本发明可以计算机实现的过程和设备(例如，基于处理器的数据处理和通信系统或用于实践那些过程的计算机系统)的形式体现。本发明还可以体现于非暂时性计算机可读存储介质中的软件或计算机程序代码的形式体现，在下载且通过数据处理和通信系统或计算机系统执行时，计算机程序代码片段将处理器配置成产生配置成实现所述过程的特定的逻辑电路。
20.详细参考附图，图1示出根据本发明的一个实施例的成像系统101。成像系统101能够使用两种不同的成像模式来产生口腔内的组织的图像，第一成像模式是光学相干断层扫描(oct)，并且第二成像模式是光诱导自体荧光(liaf)。在某些实施例中，oct成像模式可以在解剖oct模式(提供组织的微结构图像)下、在功能oct模式(提供组织的微血管图像)下或在多普勒oct模式下操作。功能oct模式有时也被称为光学相干断层扫描血管造影术(octa)。在某些实施例中，oct成像模式可以通过在解剖模式、功能模式和多普勒模式中的两个或更多个之间交替来操作。
21.成像系统101可以定位成对口腔内的口腔组织103成像，并且所述成像系统可以用于对硬口腔组织和软口腔组织两者以及在硬口腔组织或软口腔组织上的各种类型的有机沉积进行成像。成像系统101包含第一光源105和第二光源107。光源105、107两者都光学耦合到探针头109。第一光源105以第一源光谱生成准直光，且包含一对电流计(图2中示出)，以便沿着x轴和y轴两者扫描准直光，由此使得oct模式能够以oct领域中众所周知的方式实现。第一光源105、第二光源和电流计的操作由处理器119控制。
22.在某些实施例中，第一源光谱具有以短波红外光谱为中心的光谱分布，所述短波红外光谱的波长范围介于约900nm到1800nm之间。在此类实施例中，第一源光谱可具有以大约1300nm的波长为中心、带宽约为11nm的光谱分布。第一源光谱被引导到探针头109，并且探针头109将第一源光谱朝向口腔中的组织引导。来自第一源光谱的光与口腔中的组织相互作用以生成光的第一反馈光谱，并且所述第一反馈光谱又被收集回探针头109中。确切地说，来自第一源光谱的光从口腔中的硬组织和软组织上或内的多个表面反射，使得组织表面、组织次表层和/或表面沉积的特征可以作为所产生的图像的一部分被包含在内。
23.第二光源107以第二源光谱产生光，所述第二源光谱可以是以光的可见光谱为中心的光谱分布。在某些实施例中，第二源光谱可以大约405nm的波长为中心。在某些其它实施例中，第二源光谱可以大约375nm的波长为中心。在某些实施例中，第一源光谱和第二源光谱为非重叠光谱。在某些实施例中，第二光源107可直接安装在探针头109上。在此类实施例中，第二光源107可安装成使得其靠近或围绕输出孔口放置，第一源光谱通过所述输出孔口朝向口腔中的组织离开探针头109。来自第二源光谱的光与口腔中的组织和在组织上的沉积(如果存在)相互作用以生成光的第二反馈光谱，并且所述第二反馈光谱又被收集回探针头109中。确切地说，来自第二源光谱的光在硬和/或软口腔组织以及与斑块相关联的卟啉中诱导自体荧光发射。
24.第一反馈光谱和第二反馈光谱两者都通过探针头109接收，且被朝向二向色镜111引导，所述二向色镜将第一反馈光谱与第二反馈光谱分离。第一反馈光谱被引导到干涉测量子系统115中，并且第二反馈光谱被朝向光学传感器阵列117引导。光学传感器阵列117可以是任何适当类型的光学传感器阵列，包含cmos传感器、ccd传感器等。干涉测量子系统115还通过光学延迟113从第一光源105接收光的第一源光谱，所述光学延迟用以在第一源光谱
与第一反馈光谱之间产生路径差。干涉测量子系统115将第一源光谱与第一反馈光谱组合以从两个光谱之间的干涉生成光学反馈信号。此类干涉测量子系统115的结构和操作方式是oct系统领域中众所周知的，并且因此，在此不详细地论述干涉测量子系统115的细节。
25.由干涉测量子系统115生成的光学反馈信号被引导到光学传感器阵列117，并且由可编程处理器119分析基于光学反馈信号的来自光学传感器阵列117的输出，使得可以生成来自oct模式的组织的诊断图像。取决于所采用的oct模式，基于光学反馈信号的诊断图像可以是微结构图像、微血管图像或多普勒图像。类似地，第二反馈光谱被引导到光学传感器阵列117，并且由可编程处理器119分析基于第二反馈光谱的来自光学传感器阵列117的输出，使得可以生成来自liaf模式的组织的诊断图像。在某些实施例中，光学传感器阵列117可包含多个传感器阵列，使得光学反馈信号被朝向传感器阵列中的一个引导，并且第二反馈信号被朝向传感器阵列中的另一个引导。
26.由于第二反馈光谱基于自体荧光发射，因此来自liaf模式的组织的诊断图像是组织的外表面以及在此类外表面上的任何沉积(例如，斑块)的图像。如下文所论述，基于第二反馈光谱的诊断图像可以是红色通道荧光图像、绿色通道荧光图像或红色通道和绿色通道的计算组合。在某些实施例中，可编程处理器119可将基于光学反馈信号的诊断图像与基于第二反馈光谱的诊断图像组合，以便生成第三类型的诊断图像。在某些实施例中，这种第三类型的诊断图像可通过将基于oct的诊断图像和基于liaf的诊断图像中的一个叠加到这两个诊断图像中的另一个上来生成。
27.图2示出了被定位成对口腔203内的例如牙齿等口腔组织成像的成像系统201的另一实施例。还可以使用成像系统201对口腔203内的软口腔组织成像。成像系统201能够使用两种不同的成像模式来产生口腔内的组织的图像，第一成像模式是光学相干断层扫描(oct)，并且第二成像模式是光诱导自体荧光(liaf)。在某些实施例中，oct成像模式可以在解剖oct模式(提供组织的微结构图像)下、在功能oct模式(提供组织的微血管图像)下或在多普勒oct模式下操作。在某些实施例中，oct成像模式可以通过在解剖模式、功能模式和多普勒模式中的两个或更多个之间交替来操作。
28.成像系统201包含第一光源205，所述第一光源光学耦合到探针头215。第一光源205包含光生成元件207和两个电流计209、211。光产生元件207以第一源光谱生成准直光，并且电流计209、211被控制成沿着x轴和y轴两者扫描准直光。包含电流计209、211的第一光源205的操作由可编程处理器243控制。在某些实施例中，第一源光谱具有以短波红外光谱为中心的光谱分布，所述短波红外光谱的波长范围介于约900nm到1800nm之间。在此类实施例中，第一源光谱可具有以大约1300nm的波长为中心、带宽约为11nm的光谱分布。
29.第一光源205光学耦合到探针头215。由光源205发射的第一源光谱由分束器213分开。第一源光谱的一部分被引导到探针头215，并且第一源光谱的另一部分被引导到光学延迟217。探针头215将第一源光谱朝向口腔中的组织引导。来自第一源光谱的光与口腔中的组织相互作用以生成光的第一反馈光谱，并且所述第一反馈光谱又被收集回探针头109中。确切地说，来自第一源光谱的光从口腔中的组织上或组织内的多个表面反射，使得组织表面、组织次表层和/或表面沉积的特征可以作为所产生的图像的一部分被包含在内。
30.第二光源231以第二源光谱产生光。第二光源231安装到探针头215的外表面，使得当探针头215将第一源光谱朝向口腔组织引导时，第二源光谱也被朝向口腔组织引导。第二
光源231包含定位在探针头215的外表面上的多个发光元件233、235。第二源光谱可具有以光的可见光谱为中心的光谱分布。在某些实施例中，第二源光谱可以大约405nm的波长为中心。在某些其它实施例中，第二源光谱可以大约375nm的波长为中心。在某些实施例中，第一源光谱和第二源光谱为非重叠光谱。来自第二源光谱的光与口腔中的组织和在组织上的沉积(如果存在)相互作用以生成光的第二反馈光谱，并且所述第二反馈光谱又被收集回探针头215中。确切地说，来自第二源光谱的光在硬和/或软口腔组织以及与斑块相关联的卟啉中诱导自体荧光发射。
31.第一反馈光谱和第二反馈光谱两者都通过探针头215接收，且被朝向二向色镜237引导，所述二向色镜将第一反馈光谱与第二反馈光谱分离。第一反馈光谱被引导到干涉测量子系统227中，并且第二反馈光谱被朝向第二光学传感器阵列239引导。在某些实施例中，第二反馈光谱可穿过宽带滤光器，随后被接收在第二光学传感器阵列239处。在此类实施例中，可能需要450nm切割宽带滤光器，以便滤除来自第二源光谱的强反射，因为这样做可以改善第二反馈光谱的信噪比。干涉测量子系统227还通过光学延迟217从第一光源205接收光的第一源光谱，所述光学延迟用以在第一源光谱与第一反馈光谱之间产生路径差。干涉测量子系统227将第一源光谱与第一反馈光谱组合以通过两个光谱之间的干涉生成光学反馈信号。
32.由干涉测量子系统227生成的光学反馈信号被引导到第一光学传感器阵列229，并且由可编程处理器243分析基于光学反馈信号的来自第一光学传感器阵列229的输出，使得可以生成来自oct模式的组织的诊断图像。基于光学反馈信号的诊断图像可以是微结构图像、微血管图像或多普勒图像。类似地，第二反馈光谱被引导到第二光学传感器阵列239，并且由可编程处理器243分析基于第二反馈光谱的来自第二光学传感器阵列239的输出，使得可以生成来自liaf模式的组织的诊断图像。
33.由于第二反馈光谱基于自体荧光发射，因此来自liaf模式的组织的诊断图像基本上是组织的外表面以及在此类外表面上的任何沉积(例如，斑块)的图像。同样，基于第二反馈光谱的诊断图像可以是红色通道荧光图像、绿色通道荧光图像或红色通道和绿色通道的计算组合。在某些实施例中，可编程处理器243可将基于光学反馈信号的诊断图像与基于第二反馈光谱的诊断图像组合，以便生成第三类型的诊断图像。在某些实施例中，这种第三类型的诊断图像可通过将基于oct的诊断图像和基于liaf的诊断图像中的一个叠加到这两个诊断图像中的另一个上来生成。
34.可编程处理器243可通信地耦合到无线收发器245。可编程处理器243可被编程为使用无线收发器245将来自光学传感器阵列229、239的输出和/或诊断图像传输到远程装置247，所述远程装置包含用于显示诊断图像中的一个或多个的显示屏249。无线收发器245可利用任何适当的无线协议，例如，wifi或蓝牙，且除非权利要求书明确陈述，否则无线协议不受限制。远程装置247可以是任何合适类型的可编程装置，例如，台式或膝上型计算机、智能手机、平板电脑、pda等。远程装置247不限制所要求保护的发明，除非权利要求书中另外明确陈述。在某些实施例中，处理器243可将来自光学传感器阵列229、239的输出直接传送到远程装置247。尽管成像系统201仅示出单个远程装置247，但在某些实施例中，处理器243可将图像和/或数据传送到多于一个远程装置247。在此类实施例中，处理器243可将诊断图像传送到一个远程装置，且将来自光学传感器阵列229、239的输出直接传送到另一远程装
置。如图所示，远程装置247还包含可编程处理器251。在某些实施例中，可编程处理器251可执行生成第一诊断图像、第二诊断图像和第三诊断图像的功能。在某些实施例中，可编程处理器251可执行本文中描述为由可编程处理器243执行的任何处理功能。
35.远程装置247还可使用一个或多个公共或专用局域网(lan)和/或广域网(wan)与云服务器253通信。在某些实施例中，远程装置247可与云服务器253传送诊断图像或与诊断图像相关联的任何其它数据。在某些实施例中，云服务器253可用于存储与诊断图像相关联的历史数据。在另外其它实施例中，云服务器255可用作数据聚合器，并且云服务器253可用于对诊断图像或与诊断图像相关联的任何其它数据执行额外数据分析。
36.评估牙周健康状况的第一过程在图3的流程图301中示出。上文结合本发明的实施例描述的可编程处理器可被编程为遵循流程图301的过程。另外，上文所描述的实施例的能力和参数可并入到流程图301的过程中。在某些实施例中，本文所示和所述的过程可以由多个处理器执行，其中每个处理器被编程为仅执行过程的一部分，并且其中所有处理器一起被编程为执行过程的全部。
37.所述过程的第一步骤303为从第一光源发射准直光的第一源光谱，且从第二光源发射光的第二源光谱，并且使用探针头将第一源光谱和第二源光谱两者朝向口腔内的口腔组织引导。如上文所描述，第一源光谱是准直光且被沿着两个轴线扫描以用作oct(结构、功能或多普勒)模式的一部分，并且第二源光谱是诱导自体荧光发射以用作liaf模式的一部分的光。在下一步骤305中，在探针头处接收光的第一反馈光谱和光的第二反馈光谱。第一反馈光谱是反射离开组织的外部和内部微结构表面和/或在此类组织上的沉积的第一源光谱的结果，并且第二反馈光谱是由组织和/或在此类组织上的沉积的自体荧光产生的光。在下一步骤307中，通过干涉测量子系统处理第一反馈光谱以生成光学反馈信号。光学反馈信号是第一反馈光谱与第一源光谱之间的干涉的结果。所述过程的下一步骤309为在至少一个光学传感器阵列处接收光学反馈信号和第二反馈光谱。在某些实施例中，第一光学传感器阵列可用于接收光学反馈信号，并且第二光学传感器阵列可用于接收第二反馈光谱。在流程图301中所示的过程的最后一个步骤311中，由可编程处理器使用来自至少一个光学传感器阵列的输出来生成口腔组织的三个诊断图像。第一诊断图像来自oct模式，且使用光学反馈光谱生成。第二诊断图像来自liaf模式，且使用第二反馈光谱生成。第三诊断图像从第一诊断图像和第二诊断图像的组合生成。
38.在某些实施例中，第二诊断图像可通过使用存在于第二反馈光谱中的两个不同颜色通道的对比度增强生成。在某些实施例中，对比度增强可用以增强第二诊断图像中的斑块的可见性，同时减少由口腔内的硬组织(牙齿)引起的红色通道背景。此类对比度增强在本文中可被称为斑块-自体荧光(paf)对比度增强。在此类实施例中，对比度增强可以通过如下从绿色通道减去红色通道乘以校准常数来实现：
39.i
paf
(x,y)＝ir(x,y)-k
·
ig(x,y),(1)
40.其中i
paf
为来自斑块的自体荧光的增强强度，ir和ig表示来自红色通道和绿色通道中的斑块的自体荧光的强度(其可分别被称为rlifa和glifa)；k为校准常数，其用于抑制红色通道中的牙齿的自体荧光信号且通常小于1；并且x,y为经历对比度增强的诊断图像中的像素的位置。校准常数k通常为系统特定的(光学传感器灵敏度、光学传感器通道滤光器、激发光源等)，且需要适当的校准以使基于斑块自体荧光的诊断图像的质量最大化。当使用此
paf对比度增强时，绿色通道可被认为在约450nm-600nm的波长之间延伸，并且红色通道可被认为在约550nm-800nm的波长之间延伸。另外，在此类实施例中，在诊断图像中可不包含从约400nm-550nm之间延伸的蓝色通道。红色通道和绿色通道尤其可用于测量牙质和斑块的特性。具体地说，牙质内的蛋白质(主要是胶原蛋白)是绿色自体荧光的来源，而携带卟啉的斑块生物膜是红色自体荧光的来源。
41.在某些实施例中，第三诊断图像可以是将第一诊断图像和第二诊断图像并排放置以使得可同时查看两种模式的结果。在某些其它实施例中，第三诊断图像可以是将第一诊断图像和第二诊断图像中的一个叠加到这两个诊断图像中的另一个上的结果。此类组合诊断图像将通过对准成像的口腔组织的结构特征来示出来自两种模式的信息。在此类实施例中，可编程处理器可被配置成为用户提供调整诊断图像中的一个或两个的透明度的能力，以便在评估牙周健康状况时提供更大的查看灵活性。
42.尽管流程图301中未示出，但在某些实施例中，评估牙周健康状况的过程中的最后一步可包含在显示屏上显示第一诊断图像、第二诊断图像和第三诊断图像中的一个或多个。
43.评估牙周健康状况的第二过程在图4的流程图331中示出。上文结合本发明的实施例描述的可编程处理器可被编程为遵循流程图331的过程。另外，上文所描述的实施例的能力和参数可并入到流程图331的过程中。在某些实施例中，本文所示和所述的过程可以由多个处理器执行，其中每个处理器被编程为仅执行过程的一部分，并且其中所有处理器一起被编程为执行过程的全部。
44.所述过程的第一步骤333为从第一光源发射准直光的第一源光谱，且从第二光源发射光的第二源光谱，并且使用探针头将第一源光谱和第二源光谱两者朝向口腔内的口腔组织引导。如上文所描述，第一源光谱是准直光且被沿着两个轴线扫描以用作oct(结构、功能或多普勒)模式的一部分，并且第二源光谱是诱导自体荧光发射以用作liaf模式的一部分的光。在下一步骤335中，在探针头处接收光的第一反馈光谱和光的第二反馈光谱。第一反馈光谱是反射离开组织的外部和内部微结构表面和/或在此类组织上的沉积的第一源光谱的结果，并且第二反馈光谱是由组织和/或在此类组织上的沉积的自体荧光产生的光。在下一步骤337中，通过干涉测量子系统处理第一反馈光谱以生成光学反馈信号。光学反馈信号是第一反馈光谱与第一源光谱之间的干涉的结果。所述过程的下一步骤339为在至少一个光学传感器阵列处接收光学反馈信号和第二反馈光谱。在某些实施例中，第一光学传感器阵列可用于接收光学反馈信号，并且第二光学传感器阵列可用于接收第二反馈光谱。在下一步骤341中，由可编程处理器使用来自至少一个光学传感器阵列的输出来生成口腔组织的两个诊断图像以及粗略定位图像。第一诊断图像来自oct模式，且使用光学反馈光谱生成。第二诊断图像来自liaf模式，且使用第二反馈光谱生成。
45.在某些实施例中，第二诊断图像可通过如上文所描述的对比度增强生成。粗略定位图像可从第二诊断图像生成。在某些实施例中，粗略定位图像可从对比度增强的第二诊断图像生成。在每种情况下，通过对第二诊断图像执行边缘检测分析以标识第二诊断图像中的硬组织的边缘来生成边缘检测图像。接下来，通过将边缘检测图像与口腔组织的参考图像进行比较以确定探针头在口腔内的粗略位置来生成粗略定位图像。在某些实施例中，边缘检测图像可叠加到参考图像上以生成粗略定位图像，使得边缘检测图像与参考图像之
间的对准/视觉关系，当在探针头正接收第一反馈光谱和第二反馈光谱时在显示屏上示出时，向用户提供探针头相对于正被成像的口腔组织定位的位置以及探针头的位置维持的稳定程度的指示。
46.在如流程图331中所示的方法中的评估牙周健康状况的方法中的最后一个步骤343中，在显示屏上显示第一诊断图像、第二诊断图像和粗略定位图像中的一个或多个。如上文所指示，当探针头在口腔中且第一反馈光谱和第二反馈光谱正被接收时，可以在显示屏上显示粗略定位图像。在某些实施例中，当探针头在口腔中且第一反馈光谱和第二反馈光谱正被接收时，可以显示第二诊断图像和粗略定位图像。
47.描述为本文中所公开的本公开的系统和方法的一部分的liaf模式和oct模式并行操作，从而允许牙科专业人员使牙齿和斑块荧光、组织结构以及血流可视化。liaf-oct系统提供涵盖口腔的健康状况和疾病病况的广泛信息。例如，liaf模式和oct模式两者都提供关于斑块含量的信息。oct模式提供关于总斑块的信息，而liaf模式检测更成熟且潜在地更具致病性的斑块形成。因此，组合oct-liaf系统使得有可能评估在牙龈边缘周围更具致病性的牙菌斑的初始发病情况，以及牙龈结构和血管因此发生的变化。
48.两种成像模式还提供涉及牙齿结构异常的信息。oct模式提供牙齿脱矿化的3d深度解析图像，而liaf模式经由绿色荧光的变化反映牙齿结构异常。
49.通篇使用的范围用作描述范围内的每个值的简略表达方式。可以选择范围内的任何值作为范围的端点。此外，本文中引用的所有参考文献都以全文引用的方式并入。在本公开中的定义与所引用的参考文献的定义冲突的情况下，以本公开为准。
50.虽然已关于具体示例(包含执行本发明的当前优选模式)描述了本发明，但是所属领域的技术人员应了解，存在上文所述的系统和技术的众多变化和置换。应当理解，在不背离本发明的范围的情况下，可以利用其它实施例并且可以进行结构和功能修改。因此，本发明的精神和范围应当广义地解释为如所附权利要求书中陈述的。