牙本質(zhì)小管的圖像處理的制作方法
【專利說明】牙本質(zhì)小管的圖像處理
[0001 ] 背景
[0002] 過敏性牙齒在經(jīng)受溫度、壓力或化學(xué)作用的變化時(shí)會(huì)引起疼痛和不適。頻繁暴露 牙本質(zhì)會(huì)導(dǎo)致過敏。牙本質(zhì)暴露可能因牙齦的萎縮、牙周疾病或不適當(dāng)?shù)难辣举|(zhì)護(hù)理而發(fā) 生。所暴露的牙本質(zhì)表面含有通向牙髓內(nèi)的神經(jīng)的細(xì)管或小管。這些小管填充有流體。當(dāng)暴 露于外部刺激時(shí)，小管內(nèi)的流體收縮或膨脹。這種流體運(yùn)動(dòng)觸發(fā)瞬時(shí)疼痛反應(yīng)，從而導(dǎo)致牙 本質(zhì)過敏。
[0003] 緩解牙本質(zhì)過敏的一種方法是通過使用閉塞劑阻塞或閉塞牙本質(zhì)小管，從而防止 外部刺激到達(dá)牙本質(zhì)流體。為了確定閉塞劑的功效，必須能夠量化牙本質(zhì)小管并且評(píng)估牙 本質(zhì)小管的閉塞。
[0004] 牙本質(zhì)小管的直徑的范圍通常是二至十微米。因此，相對(duì)較高放大倍數(shù)的顯微鏡 技術(shù)，諸如掃描電子顯微術(shù)(SEM)、原子力顯微術(shù)或光學(xué)(例如，共焦）顯微術(shù)通常用來可視 化牙本質(zhì)小管和牙本質(zhì)小管閉塞的相對(duì)量。從SEM或共焦顯微鏡獲得的牙本質(zhì)表面的圖像 使得能夠?qū)π」荛]塞的程度進(jìn)行定性評(píng)估。
[0005] 然而，牙本質(zhì)小管閉塞的量化一直具有挑戰(zhàn)性。已知使用視覺評(píng)分技術(shù)來半量化 牙本質(zhì)小管和小管閉塞，但是此類技術(shù)是高度主觀的且不準(zhǔn)確的。此外，牙本質(zhì)小管通過使 用圖像分析軟件進(jìn)行的量化因牙本質(zhì)表面的非均質(zhì)性而一直無法成功。
[0006] 因此需要提供準(zhǔn)確量化牙本質(zhì)小管并評(píng)估牙本質(zhì)小管閉塞的方法。
[0007] 概述
[0008] 本發(fā)明至少部分旨在于滿足本領(lǐng)域中的這些需要。
[0009] 在第一方面，本發(fā)明提供一種量化牙本質(zhì)表面中的牙本質(zhì)小管的方法，其包括： [0010] a)提供牙本質(zhì)表面的圖像，所述牙本質(zhì)表面包括牙本質(zhì)小管、小管間空間以及駐 留在小管間空間內(nèi)的表面缺陷，
[0011] 其中圖像由像素強(qiáng)度分布組成，所述像素強(qiáng)度由兩個(gè)直方圖表示，一個(gè)表示大部 分像素強(qiáng)度分布(主要直方圖），并且另一個(gè)表示小部分像素強(qiáng)度分布(次要直方圖）。（主要 直方圖表示小管間空間。次要直方圖由較低強(qiáng)度像素組成，所述較低強(qiáng)度像素表示牙本質(zhì) 小管和駐留在小管間空間內(nèi)的不規(guī)則的牙本質(zhì)表面缺陷。與隨機(jī)噪聲相關(guān)聯(lián)的像素與每個(gè) 直方圖相關(guān)聯(lián)。
[0012] b)將主要直方圖和次要直方圖二值化并且選擇高于次要直方圖并低于主要直方 圖的閾值光強(qiáng)度值，以獲得處于或低于閾值光強(qiáng)度的第一數(shù)據(jù)集和高于閾值光強(qiáng)度的第二 數(shù)據(jù)集。（這有效地將圖像分為一個(gè)數(shù)據(jù)集，所述數(shù)據(jù)集由與小管、駐留在小管間間隔(次要 直方圖）和小管間空間（主要直方圖）內(nèi)的不規(guī)則表面缺陷以及隨機(jī)噪聲相關(guān)聯(lián)的像素組 成。二值化程序?qū)⒀辣举|(zhì)小管和表面缺陷從小管間空間提取出來。
[0013] c)連接并填充次要直方圖中相關(guān)聯(lián)的鄰近像素以為每組鄰近像素產(chǎn)生一個(gè)單獨(dú) 測量點(diǎn)（晶?；蝾w粒），以便將與牙本質(zhì)小管相關(guān)聯(lián)的像素與同不規(guī)則的牙本質(zhì)表面缺陷和 隨機(jī)噪聲相關(guān)聯(lián)的那些像素分離開來。（執(zhí)行這種程序產(chǎn)生具有不同大小和形狀的晶?；?顆粒)。
[0014] d)通過基于顆粒參數(shù)產(chǎn)生閾值來獲得第三數(shù)據(jù)集，所述第三數(shù)據(jù)集表示牙本質(zhì)表 面上的牙本質(zhì)小管，其中從圖像對(duì)在顆粒參數(shù)閾值之下的顆粒(包括來自不規(guī)則的牙本質(zhì) 表面缺陷和隨機(jī)噪聲的顆粒)進(jìn)行濾波。（濾波使與牙本質(zhì)小管相關(guān)聯(lián)的那些顆粒保持完 整。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，顆粒參數(shù)是顆粒面積?？商娲?，閾值處理可以使用此類 變量執(zhí)行，但是所述變量不限于顆粒直徑、半徑、周長以及圓度。
[0015] 任選地，圖像可以從(但不限于)共焦顯微鏡、原子力顯微鏡、掃描電子顯微鏡或以 上任一項(xiàng)的掃描拷貝獲得。還任選地，所述方法是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。仍然還任選地，數(shù)據(jù)包括 像素。在一些實(shí)施方案中，表示圖像的數(shù)據(jù)以三維的形式提供。
[0016] 優(yōu)選地，牙本質(zhì)表面上的所關(guān)注區(qū)域由第三數(shù)據(jù)集組成，所述第三數(shù)據(jù)集表示通 過對(duì)整個(gè)圖像的像素強(qiáng)度分布的次要直方圖進(jìn)行閾值濾波產(chǎn)生的牙本質(zhì)小管。
[0017] 任選地，在處理表示圖像的數(shù)據(jù)之前壓平所述圖像。優(yōu)選地，使用調(diào)平算法壓平所 述圖像，所述調(diào)平算法執(zhí)行三點(diǎn)法、平面法或部分平面法。
[0018] 在第二方面，本發(fā)明提供一種本文定義的方法用于量化牙本質(zhì)小管閉塞的用途。 任選地，牙本質(zhì)小管閉塞通過確定選自以下各項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來量化:開放小管的總 數(shù)、開放小管所覆蓋的總圖像面積的百分比、每單位圖像表面積開放小管的數(shù)目、平均小管 直徑、平均小管半徑以及平均小管周長。優(yōu)選地，牙本質(zhì)小管閉塞通過開放小管所覆蓋的總 圖像面積的百分比來量化，并且任選地，由選自以下各項(xiàng)的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)來量化:開放小 管的總數(shù)、每單位圖像表面積開放小管的數(shù)目、平均小管直徑、平均小管半徑以及平均小管 周長。
[0019] 在第三方面，本發(fā)明提供一種本文定義的方法用于確定牙粉組合物的閉塞性能的 用途。優(yōu)選地，所述用途包括在將牙粉組合物施用到包括牙本質(zhì)的牙齒的表面，或其一部分 之前和之后量化牙本質(zhì)小管閉塞，其中牙本質(zhì)小管閉塞通過確定選自以下各項(xiàng)的一個(gè)或多 個(gè)參數(shù)來量化:開放小管的總數(shù)、開放小管所覆蓋的總圖像面積的百分比、每單位圖像表面 積開放小管的數(shù)目、平均小管直徑、平均小管半徑以及平均小管周長。
[0020] 在第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 上運(yùn)行時(shí)執(zhí)行如本文所定義的方法。
[0021] 諸位發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的方法允許在不受與牙本質(zhì)表面相關(guān)聯(lián)的不均質(zhì)性 干擾的情況下準(zhǔn)確地且可重復(fù)地量化牙質(zhì)小管。本發(fā)明克服了與視覺評(píng)分技術(shù)相關(guān)聯(lián)的主 觀性。此外，由于所述方法的準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，所述方法可以進(jìn)一步用來評(píng)估和量化牙本 質(zhì)小管閉塞，并且評(píng)估牙粉組合物在促進(jìn)牙本質(zhì)小管閉塞中的功效。
[0022] 本發(fā)明的另外的實(shí)施方案將從詳述和實(shí)施例顯而易見。
[0023] 附圖簡述
[0024] 圖1A是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的量化牙本質(zhì)小管的方法的流程圖。
[0025]圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案處理的牙本質(zhì)表面的掃描電子顯微鏡（SEM)圖 像。
[0026]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案處理的牙本質(zhì)表面在利用牙粉處理之前和之后的 圖像。
[0027]圖3是示出示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的部件的方框圖。
[0028]圖4是已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明處理的牙本質(zhì)盤在利用閉塞牙本質(zhì)小管的牙粉處理前（左） 和處理后(右）的共焦顯微鏡圖像。
[0029] 圖5是已利用已經(jīng)部分地閉塞牙本質(zhì)小管的牙粉處理的牙本質(zhì)盤的SEM圖像。
[0030] 詳述
[0031] 應(yīng)理解，詳細(xì)描述和具體實(shí)施例雖然指示了本發(fā)明的實(shí)施方案，但是只希望用于 說明目的而不欲限制本發(fā)明的范圍。
[0032] 如本文所使用，單詞"優(yōu)選的"和"優(yōu)選地"指代本發(fā)明的在某些情況下提供某些益 處的實(shí)施方案。然而，在相同或其他情況下，其他實(shí)施方案也可以是優(yōu)選的。此外，一個(gè)或多 個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案的敘述不暗示其他實(shí)施方案不可用，并且不旨在于從本發(fā)明的范圍排除其 他實(shí)