Jak fungují intraorální skenery

Jak fungují intraorální skenery

 

Princip / Jak fungují intraorální skenery

Přehled základního procesu skenování používaného intraorálními skenery:

Základní proces skenování používaný intraorálními skenery

Intraorální skenery používají ruční hůlku, která se pohybuje po ústech a snímá obraz zubů a okolních tkání. Špička hůlky skeneru obsahuje optické komponenty, včetně:

co je intraorální skener wikipedia

  • Jeden nebo více fotoaparátů pro pořizování snímků
  • Laser, strukturované světlo nebo jiný zdroj osvětlení
  • Čočky, zrcadla a senzory pro měření zkreslení

Při pomalém tažení hrotu skeneru podél zubů se na jejich povrch promítá laserový nebo strukturovaný světelný obrazec a zároveň se rychle snímají obrázky. Skenování software analyzuje zkreslení vzorů zachycených senzory a mapuje obrysy a textury zubů ve 3D.

Při pohybu skeneru kolem úst se pořizují stovky nebo tisíce snímků z mírně odlišných úhlů. Pokročilé algoritmy zpracování analyzují tento tok dat a spojují a prolínají snímky do souvislého 3D modelu.

Software skeneru zohledňuje případné nepravidelnosti pohybu nebo polohy pomocí údajů z akcelerometru a gyroskopu, aby se snímky správně vyrovnaly. Díky tomu mohou i začínající uživatelé získat přesné skeny, aniž by potřebovali dokonale stabilní pohyby rukou.

Po úplném zpracování lze soubor se skenovacími daty exportovat jako otevřený soubor STL nebo proprietární formát souboru. Software CAD pak umožňuje 3D model pro různé aplikace, jako je vytváření chirurgických vodítek, korunek, rovnátek a dalších.

Stručně řečeno, intraorální skenery pomocí hůlky snímají proud snímků podobný videu, které jsou automaticky převedeny sofistikovaným softwarem na podrobný 3D model anatomie ústní dutiny. Tento digitální otisk pak lze využít pro různé zubní zákroky a pomůcky.

Základní vzory skenování

Základní snímací vzory používané u intraorálních skenerů:

Pro úplné zachycení zubů a anatomie dutiny ústní je třeba pečlivě a metodicky pohybovat hůlkou skeneru po ústech. Správný pohyb hůlky je důležitý pro efektivní spojení mnoha snímků do přesného modelu.

U horních zubů se doporučuje začít snímat od zadních zubů a pomalu postupovat vpřed. Hrot hůlky by měl kopírovat křivku zubního oblouku, zůstat v těsném kontaktu se zuby a jen mírně nakloněn směrem k okluzní rovině.

U dolních oblouků se používá stejný vzor od zadní k přední straně, přičemž se snímá lingvální strana zubů. Hůlka je obrácená, ale stále držená v mírném úhlu směrem k okluzi.

Pohyb by měl být pomalý, plynulý a rovnoměrný, protože skener pořizuje nepřetržitý proud snímků. Prudké pohyby nebo zvedání skeneru ze zubů mohou narušit proces skenování.

Hůlka je jako videokamera, která neustále snímá záběry z každého úhlu pohledu. Překrývající se snímání z více úhlů tak pomáhá zlepšit detaily a přesnost. Obtížně přístupné oblasti mohou vyžadovat speciální umístění.

Registrace skusu vyžaduje, aby pacient držel hůlku v klidu, zatímco se uzavírá do okluze, a spojil tak horní a dolní zubní oblouk. Pro malé izolované oblasti lze použít i bezpohybové skenování.

S praxí se skenovací vzory stanou druhou přirozeností. Software sice dokáže kompenzovat nedokonalosti, ale pro co nejpřesnější digitální otisky je klíčová správná technika.

Jak se používají prášky a opacifikační látky s intraorálními skenery:

Intraorální skenery jsou zařízení používaná ve stomatologii k pořizování digitálních otisků zubů a ústních struktur pro různé stomatologické zákroky, jako je zhotovování korunek a můstků, plánování ortodontické léčby a další. Použití prášku nebo opacifikačních látek může zvýšit výkon intraorálních skenerů vytvořením kontrastu a zlepšením procesu skenování. Zde je návod, jak na to:
 
Mnoho intraorálních skenerů se při snímání detailů spoléhá na promítání světelných obrazců na povrch zubů. Přirozená průsvitnost a reflexní vlastnosti zubní skloviny však mohou snímačům skeneru ztěžovat přesnou detekci světelných obrazců.
 
Pro zlepšení kontrastu a účinnosti snímání se na zuby před snímáním často nanáší jemný prášek. Tyto prášky jsou určeny k dočasnému pokrytí zubů neprůhlednou, nereflexní vrstvou.
 
Částice prášku rovnoměrně rozptylují promítané světlo po celém povrchu, čímž eliminují oslňující místa. Vzniká tak vysoce kontrastní obraz, který skener snadno rozpozná a zmapuje.
 
Běžně se používá prášek oxidu titaničitého nebo oxidu hlinitého. Mohou být dodávány s integrovaným práškovým dmychadlem na skenerové hůlce nebo aplikovány samostatným aplikátorem.
 
Po naskenování se prášek jednoduše opláchne nebo rozprašuje vzduchem, takže na zubech nezůstávají žádné zbytky.
 
Některé novější intraorální skenery používají alternativní technologie, jako je fluorescence nebo polarizované zobrazování, aby dosáhly kontrastu bez prášku. Pro optimální přesnost a rychlost je však u mnoha systémů stále výhodné používat opacifikační prášek.
 
V souhrnu jsou tedy snímací prášky klíčovým způsobem, jak zlepšit přesnost intraorálních skenerů dočasným potažením zubů, aby byly detaily povrchu dobře viditelné a snímatelné.
 

  • Snížení odrazivosti

Intraorální skenery využívají světlo k zachycení povrchu zubů a okolních tkání. Přítomnost slin, krve nebo reflexních povrchů může narušit přesnost snímání. Pro snížení odrazivosti se na zuby aplikuje prášek nebo opacifikační látky, často ve formě jemného spreje nebo prášku. To pomáhá vytvořit konzistentnější povrch pro snímání skenerem.
  • Zlepšení detailů povrchu
Prášek nebo krycí látka pomáhá pokrýt povrch zubu, takže jemné detaily jsou viditelnější a zřetelnější. To je důležité zejména pro zachycení složitých rysů zubů, jako je okluzní anatomie, okraje a nerovnosti povrchu. Zlepšený kontrast umožňuje skeneru lépe zachytit jemné rozdíly ve struktuře zubu.
  • Zvýšení efektivity skenování
Použití prášku nebo opacifikačního prostředku může zefektivnit proces skenování tím, že sníží potřebu opakovaného skenování. Lepší kontrast a rozpoznávání detailů pomáhají skeneru rychle a přesně zachytit potřebné informace, což šetří čas zubnímu lékaři i pacientovi.
 
  • Pohodlí pacienta
Někteří pacienti mohou během intraorálního skenování pociťovat nepříjemné pocity nebo dávivý reflex. Aplikace pudru může pomoci tyto problémy zmírnit vytvořením hladšího povrchu a snížením tření mezi špičkou skeneru a zuby. To může přispět k pohodlnějšímu a snesitelnějšímu skenování pro pacienta.
 
  • 5. Prevence zamlžování
V určitých situacích mohou být intraorální skenery náchylné k zamlžování v důsledku vlhkosti v ústním prostředí. Prášek působí jako vysoušedlo, absorbuje přebytečnou vlhkost a zabraňuje zamlžování povrchu zubu. To je výhodné zejména při skenování v náročných podmínkách nebo u pacientů, kteří produkují nadměrné množství slin.
 
Je důležité si uvědomit, že ne všechny intraorální skenery vyžadují použití prášku nebo opacifikačních prostředků. Některé moderní skenery jsou navrženy tak, aby dobře fungovaly i bez dalších pomůcek. Nicméně v případech, kdy podmínky nejsou optimální nebo kdy je důležitý zvýšený kontrast a detaily, může být použití těchto prostředků cenným doplňkem procesu skenování. Zubní lékaři by se při použití práškových nebo opacifikačních prostředků s konkrétními intraorálními skenery měli řídit pokyny a doporučeními výrobce.
 

Promítání světla/laserů a zachycení zkreslení pomocí senzorů

Intraorální skenery využívají pokročilé optické technologie, včetně projekce světla nebo laseru na zubní povrch, ve spojení se sofistikovanými senzory, k pořízení detailních digitálních otisků ústní dutiny. Tento proces zahrnuje projekci strukturovaného světla nebo laserů na zuby a okolní struktury a následnou analýzu zkreslení nebo deformace tohoto promítaného vzoru za účelem vytvoření trojrozměrného digitálního modelu. Zde je uvedeno, jak tato technologie obvykle funguje:
 
  • Projekce světla

Intraorální skenery často používají k osvětlení snímaných ploch strukturované světlo nebo laserové projekční systémy. Strukturované světlo spočívá v promítání známého světelného obrazce na zubní struktury. Běžně se používají také lasery, které vyzařují koherentní a soustředěné světelné paprsky.

 
  • Deformace vzoru
Když se promítaný světelný nebo laserový obrazec setká s povrchem zubů, dochází k jeho deformaci na základě obrysů a topografie zubních struktur. Způsob, jakým se světelný obrazec deformuje, poskytuje informace o tvaru, velikosti a prostorové orientaci snímaných povrchů.
 
  • Snímání pomocí senzorů
Deformovaný světelný vzor je zachycen sadou vysoce citlivých senzorů integrovaných do intraorálního skeneru. Tyto snímače jsou navrženy tak, aby rychle a přesně zaznamenávaly změny v promítaném obrazci způsobené geometrií ústních struktur.
 
  • Triangulace a výpočet hloubky
Skener využívá princip známý jako triangulace. Porovnáním známého vzoru promítaného na povrchy s deformovaným vzorem zachyceným snímači může systém vypočítat trojrozměrné souřadnice mnoha bodů na povrchu zubů. Tento proces se rychle a nepřetržitě opakuje při pohybu skeneru po ústní dutině.
 
  • Zpracování v reálném čase
Snímaná data jsou zpracovávána v reálném čase výkonnými výpočetními algoritmy. Tyto algoritmy analyzují vzory zkreslení a vytvářejí vysoce přesnou trojrozměrnou digitální reprezentaci zubů a měkkých tkání v ústním prostředí.
 
  • Vytváření digitálních modelů
Ze zpracovaných dat se pak vytvoří digitální model zubů, dásní a okolních struktur pacienta. S tímto digitálním modelem lze manipulovat, analyzovat jej a používat k různým stomatologickým aplikacím, jako je navrhování korunek a můstků, plánování ortodontické léčby a další.
 

Mezi výhody použití světla nebo laseru v intraorálních skenerech patří:

 

  • Přesnost

Použití strukturovaného světla nebo laserů umožňuje velmi přesné a detailní snímání, které zachytí i složité povrchové rysy zubů.
 

  • Rychlost

Tato technologie umožňuje rychlé zachycení dat a přispívá k efektivnímu skenování.
 

  • Neinvazivita

Intraorální skenování pomocí světla nebo laseru je neinvazivní a ve srovnání s tradičními otiskovacími metodami je pro pacienty pohodlnější.
 
  • Zpětná vazba v reálném čase
Zubní lékaři mohou během procesu skenování získávat zpětnou vazbu v reálném čase, což zajišťuje získání komplexních dat.
 
Souhrnně lze říci, že integrace světelné projekce a senzorové technologie v intraorálních skenerech představuje špičkový přístup k digitálnímu snímání otisků ve stomatologii, který nabízí vyšší přesnost, efektivitu a pohodlí pacientů.
 

Generování více snímků z různých úhlů

 

Intraorální skenery vytvářejí více snímků z různých úhlů prostřednictvím procesu známého jako multipohledové zobrazování. Tato technika zahrnuje snímání ústní dutiny z různých úhlů pohledu, aby se vytvořilo komplexní a podrobné trojrozměrné zobrazení. Zde je přehled toho, jak toho intraorální skenery dosahují:
 
  • Více kamer nebo zdrojů světla
Intraorální skenery jsou vybaveny několika kamerami nebo světelnými zdroji strategicky umístěnými uvnitř skenovacího zařízení. Tyto kamery nebo světelné zdroje jsou uspořádány tak, aby snímaly obraz z různých úhlů současně.
 
  • Strukturované světlo nebo laserová projekce
Mnoho intraorálních skenerů používá systémy strukturovaného světla nebo laserové projekce. Tyto systémy promítají na snímané plochy známý světelný nebo laserový obrazec. Deformace obrazce, jak bylo vysvětleno v předchozí odpovědi, je zachycena několika kamerami pod různými úhly.
 
  • Současné snímání obrazu
Při promítání světelného obrazce na zuby a ústní struktury zachycují kamery deformované obrazce z příslušných úhlů. Toto simultánní snímání je klíčové pro získání komplexního pohledu na celou ústní dutinu.
 
  • Zarovnání souřadnic
Software intraorálního skeneru zarovnává a spojuje snímky pořízené z různých úhlů do uceleného a přesného trojrozměrného zobrazení. Tento proces zahrnuje porovnání odpovídajících bodů na jednotlivých snímcích, aby se vytvořil souvislý a úplný digitální model.
 
  • Zpracování v reálném čase
Pořízené snímky jsou v reálném čase zpracovávány výkonnými algoritmy uvnitř skeneru. Tyto algoritmy analyzují snímky, identifikují společné body a pomocí triangulačních metod určují prostorové vztahy a vzdálenosti mezi těmito body.
 
  • Průběžné skenování
Intraorální skenery jsou navrženy tak, aby se během skenování mohly nepřetržitě pohybovat po celé ústní dutině. Tento pohyb v kombinaci se současným pořizováním snímků z různých úhlů umožňuje komplexní a kontinuální sběr dat.
 
  • Zpětná vazba a vizualizace
Software často poskytuje operátorovi zpětnou vazbu v reálném čase a zobrazuje vyvíjející se digitální model v průběhu skenování. Tato funkce umožňuje zubnímu lékaři zajistit, aby všechny potřebné oblasti byly dostatečně naskenovány a aby data byla kvalitní.
 
Mezi výhody generování více snímků z různých úhlů patří:
 
  • Komplexní pokrytí
Zobrazení z více pohledů zajišťuje, že jsou zachyceny všechny povrchy zubů a okolních struktur, což vede k úplnějšímu digitálnímu modelu.
 
  • Zvýšená přesnost
Intraorální skenery mohou začleněním informací z různých perspektiv zlepšit přesnost výsledného digitálního otisku.
 
  • Účinnost
Současné snímání obrazu a zpracování v reálném čase přispívá k efektivnějšímu procesu skenování a zkracuje dobu potřebnou pro získání dat.
 
  • Lepší vizualizace
Možnost vizualizace digitálního modelu v reálném čase umožňuje zubnímu lékaři identifikovat a řešit případné problémy během skenování.
 
Souhrnně lze říci, že generování více snímků z různých úhlů je klíčovou vlastností intraorálních skenerů, která přispívá k jejich přesnosti, efektivitě a schopnosti poskytovat komplexní digitální otisky ústní dutiny.
 

Převod obrázků na 3D vykreslování pomocí softwaru

Převod 2D obrázků do 3D zobrazení pomocí softwaru zahrnuje proces známý jako 3D rekonstrukce. Tento proces se běžně používá v různých oblastech, včetně počítačového vidění, lékařského zobrazování, počítačem podporovaného navrhování (CAD) a dalších. Zde je obecný přehled toho, jak se tento převod obvykle provádí:
 
  • Pořizování snímků
   - Výchozí snímky, obvykle pořízené z různých perspektiv nebo úhlů, slouží jako vstupní data pro proces 3D rekonstrukce.
   - Snímky mohou být pořízeny kamerami, skenery nebo jinými zobrazovacími zařízeními a často představují různé pohledy na stejný objekt nebo scénu.
 
  • Extrakce funkcí
   - Software identifikuje a extrahuje klíčové prvky nebo body z 2D snímků. Tyto prvky mohou zahrnovat rohy, hrany nebo jiné charakteristické prvky, které lze porovnat na více snímcích.
   - Extrakce příznaků je zásadní pro stanovení korespondence mezi body na různých snímcích, což tvoří základ pro následnou 3D rekonstrukci.
 
  • Shoda korespondence
   - K nalezení odpovídajících bodů na různých snímcích se používají odpovídající algoritmy. Cílem těchto algoritmů je zjistit, jak prvky na jednom obrázku souvisejí s prvky na jiném obrázku.
   - Mezi běžné techniky pro korespondenční porovnávání patří porovnávání rysů pomocí deskriptorů (jako je SIFT nebo SURF) nebo metody hustého porovnávání.
 
  • Triangulace
   - Triangulace je geometrický proces, který využívá informace z odpovídajících bodů na více snímcích k výpočtu 3D souřadnic těchto bodů v prostoru.
   - Triangulací přiřazených bodů software určí hloubku nebo vzdálenost každého bodu od zobrazovacích zařízení.
 
  • Rekonstrukce povrchu
   - Jakmile jsou stanoveny 3D souřadnice bodů, může software vytvořit síť povrchu, která reprezentuje objekt nebo scénu.
   - K vytvoření sítě spojující body a tvořící souvislý povrch lze použít různé algoritmy, například Delaunayovu triangulaci nebo pochodující kostky.
 
  • Mapování textur (volitelné)
   - Pokud původní obrázky obsahují informace o textuře, například barvu nebo intenzitu, lze tyto informace mapovat na 3D model a zvýšit tak jeho vizuální realističnost.
   - Mapování textur pomáhá vytvářet vizuálně detailnější a realističtější 3D vykreslení.
 
  • Následné zpracování a upřesnění
   - Ke zpřesnění 3D modelu lze použít další kroky následného zpracování. To může zahrnovat vyhlazení povrchu, snížení šumu nebo doplnění chybějících údajů.
 
  • Vizualizace
   - Výsledný 3D model lze vizualizovat pomocí vhodného softwaru. Vizualizace nástroje umožnit uživatelům interakci s rekonstruovanou 3D scénou nebo objektem a jejich zkoumání.
 

Tento proces se široce používá v různých aplikacích, od rekonstrukce 3D modelů objektů pro virtuální realitu až po generování anatomických modelů z lékařských zobrazovacích dat. Konkrétní použité algoritmy a techniky se mohou lišit v závislosti na aplikaci a vlastnostech vstupních dat.

Spojování obrázků do kompletního modelu.

 

Spojování snímků do kompletního modelu zahrnuje kombinaci více snímků, které se často překrývají nebo jsou pořízeny z různých úhlů pohledu, a vytváří tak celistvou a komplexní reprezentaci scény nebo objektu. Tento proces se běžně používá v panoramatické fotografii, lékařském zobrazování, počítačovém vidění a dalších oborech. Zde je obecný přehled toho, jak se obvykle dosahuje spojování snímků:
 
  • Zarovnání obrazu
   - Před sešitím je důležité snímky správně zarovnat. To zahrnuje úpravu polohy, natočení a měřítka každého snímku, aby se zajistilo, že odpovídající prvky budou přesně odpovídat více snímkům.
   - K přesnému zarovnání se často používají metody založené na prvcích, jako je porovnávání klíčových bodů nebo rohů.
 
  • Shoda funkcí
   - Shoda rysů spočívá v identifikaci charakteristických bodů nebo vzorů v překrývajících se oblastech sousedních snímků. Tyto rysy slouží jako kotevní body pro zarovnání snímků.
   - Mezi běžné techniky přiřazování prvků patří použití deskriptorů, jako je SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) nebo SURF (Speeded-Up Robust Features).
 
  • Odhad homografie
   - Vztah mezi odpovídajícími prvky ve dvou obrazech je popsán matematickou transformací, která se nazývá homografie. Tato transformace zahrnuje translaci, rotaci a škálování potřebné k přesnému zarovnání obrazů.
   - K robustnímu odhadu homografie se často používají algoritmy jako RANSAC (Random Sample Consensus), zejména v případě odlehlých hodnot nebo chyb při porovnávání prvků.
 
  • Deformace obrazu
   - Po určení homografie se každý obraz deformuje nebo transformuje tak, aby se zarovnal s referenčním obrazem. To zahrnuje použití vypočtené transformace na každý pixel v obraze.
   - Mezi běžné metody deformace obrazu patří bilineární interpolace nebo sofistikovanější techniky pro zachování kvality obrazu.
 
  • Směšování
   - Prolínání řeší přechodové oblasti mezi sešívanými snímky a zajišťuje hladký a vizuálně soudržný výsledek. Překrývající se oblasti se často prolínají, aby se odstranily nápadné švy.
   - K postupnému prolínání hodnot pixelů na hranicích se používají techniky, jako je zjemňování nebo vícepásmové prolínání.
 
  • Globální optimalizace (volitelné)
   - V některých případech může být použit globální optimalizační krok pro zpřesnění sešívání při současném zohlednění celé sady snímků. To pomáhá zlepšit celkové zarovnání a soudržnost sešívaného modelu.
 
  • Následné zpracování
   - Kroky následného zpracování mohou zahrnovat korekci barev, úpravu kontrastu a odstranění artefaktů, aby se zlepšila vizuální kvalita sešívaného obrazu nebo modelu.
 
  • Výstup
   - Výsledkem procesu sešívání je konečný sešitý model, často ve formě panoramatického snímku nebo většího složeného snímku. Tento model představuje plynulou integraci vstupních snímků.
 
Techniky spojování obrazů se mohou lišit v závislosti na konkrétních požadavcích aplikace, vlastnostech vstupních obrazů a požadovaném výstupním formátu. Pokročilé softwarové nástroje a knihovny, jako je OpenCV nebo Adobe Photoshop, často poskytují funkce pro sešívání obrázků.
 

Proč skenery často používají bílé nebo modré světlo pro zajištění přesnosti?

 

Intraorální skenery často používají bílé nebo modré světlo pro přesnost z několika důvodů souvisejících s optickými vlastnostmi těchto vlnových délek a jejich interakcí s povrchem zubů. Zde je několik klíčových důvodů:
 
  • Optimální vlastnosti rozptylu
   - Bílé a modré světlo má ve srovnání s ostatními barvami kratší vlnovou délku, takže je ideální pro zachycení jemných detailů. Kratší vlnové délky mají za následek lepší rozptylové vlastnosti, což umožňuje účinnější interakci světla s povrchovými znaky zubů a měkkých tkání.
   - Rozptyl světla pomáhá zachytit složité detaily povrchu, jako je anatomie zubů, okrajů a dalších důležitých struktur.
 
  • Zlepšené vnímání hloubky
   - Kratší vlnové délky, například v modrém spektru, umožňují lepší vnímání hloubky. To má zásadní význam pro přesné zachycení trojrozměrné struktury zubních povrchů.
   - Schopnost přesného vnímání hloubky je nezbytná pro vytvoření přesných digitálních modelů, které odrážejí skutečné anatomické vlastnosti ústní dutiny.
 
  • Snížení odrazu a oslnění
   - Bílé nebo modré světlo je ve srovnání s delšími vlnovými délkami méně náchylné k odrazu a oslnění. Odrazy a odlesky mohou narušit přesnost skenování tím, že vytvářejí nežádoucí světla nebo stíny.
   - Díky použití světla s vlnovou délkou, která je méně náchylná k odrazu, mohou intraorální skenery vytvářet jasnější snímky a snižovat pravděpodobnost chyb při skenování.
 
  • Barevné rozlišení
   - Bílé světlo zahrnuje široké spektrum barev, což umožňuje lépe rozlišovat barvy. To může být důležité v zubním lékařství, kde je důležité rozlišit jemné barevné odchylky na povrchu zubu nebo identifikovat anomálie.
   - Modré světlo se často volí právě pro jeho schopnost zvýšit kontrast mezi snímanými povrchy a okolními tkáněmi.
 
  • Menší produkce tepla
   - Bílé a modré světlo obecně vytváří méně tepla než některé jiné zdroje světla. To je výhodné, pokud se intraorální skener nachází v těsné blízkosti citlivých ústních tkání. Minimalizace tvorby tepla pomáhá zajistit pohodlí a bezpečnost pacienta během procesu skenování.
 
  • Kompatibilita s optickými senzory
   - Intraorální skenery často používají optické senzory, které zachycují odražené světlo a vytvářejí digitální otisk. Bílé a modré světlo je vhodné pro citlivost a spektrální odezvu těchto optických snímačů, což přispívá k přesnému a spolehlivému snímání dat.
 
  • Klinické úvahy
   - Bílé a modré světlo se běžně používá v zubních ordinacích a intraorální skenery určené pro práci s těmito zdroji světla jsou v souladu se stávajícími klinickými postupy. Tím je zajištěna kompatibilita se zavedenými pracovními postupy a světelnými podmínkami v zubních ordinacích.
 
I když se často používá bílé a modré světlo, je třeba poznamenat, že technologický pokrok může vést k vývoji intraorálních skenerů, které využívají různé vlnové délky nebo kombinace barev pro další zvýšení přesnosti a výkonu. Volba zdroje světla je u intraorálních skenerů zásadním konstrukčním hlediskem a výrobci pečlivě vybírají optimální vlnové délky na základě jejich výhod pro stomatologické aplikace.
 

Byly použity infračervené kamery a údaje z gyroskopu/akcelerometru.

 
Některé pokročilé intraorální skenery využívají k zobrazování nejen zdroje viditelného světla, ale také další technologie, jako jsou infračervené (IR) kamery a senzory, například gyroskopy a akcelerometry, které zvyšují jejich výkon. Zde se dozvíte, jak jsou tyto technologie využívány:
 
  • IR kamery
   - Infračervené kamery jsou někdy integrovány do intraorálních skenerů, aby zachytily i jiné informace než ty, které jsou viditelné lidským okem.
   - Infračervené snímání může být užitečné zejména pro zachycení detailů povrchu nebo prvků, které nemusí být ve viditelném světle tak dobře viditelné. Může zvýšit celkovou přesnost digitálního otisku tím, že poskytne doplňující údaje.
   - Infračervené snímky se často kombinují s údaji ve viditelném světle, aby se vytvořilo komplexnější a podrobnější zobrazení struktur ústní dutiny.
 
  • Údaje gyroskopu a akcelerometru
   - Gyroskopy a akcelerometry jsou zařízení snímající pohyb, která měří orientaci a zrychlení skeneru v reálném čase.
   - Intraorální skenery mohou tato data využívat ke sledování pohybu a polohy skeneru během skenování. Tyto informace jsou klíčové pro přesné zmapování prostorových vztahů mezi pořízenými snímky nebo mračny bodů.
   - Sledování v reálném čase pomáhá softwaru skeneru dynamicky upravovat a zarovnávat snímaná data, čímž je zajištěno, že 3D model přesně odráží skutečnou orientaci a polohu snímaných povrchů.
 
  • Dynamická registrace obrazu
   - Data ze senzorů gyroskopu a akcelerometru lze použít pro dynamickou registraci obrazu. Jedná se o průběžné vyrovnávání a registraci příchozích snímků na základě pohybu a orientace skeneru v reálném čase.
   - Dynamická registrace obrazu přispívá k vytvoření plynulého a přesného 3D modelu, i když se skener pohybuje rychle nebo po složitých trajektoriích.
 
  • Redukce artefaktů
   - Údaje z gyroskopu a akcelerometru mohou pomoci při redukci pohybových artefaktů. Pohybové artefakty způsobené pohybem skeneru během skenování mohou negativně ovlivnit přesnost výsledného digitálního otisku.
   - Díky kompenzaci pohybu v reálném čase pomáhají tyto snímače zmírnit artefakty, což vede k čistšímu a přesnějšímu zobrazení snímaných povrchů.
 
  • Vylepšené uživatelské zkušenosti
   - Integrace gyroskopů a akcelerometrů zlepšuje celkový uživatelský zážitek tím, že poskytuje obsluze zpětnou vazbu v reálném čase. Zubní lékaři mohou během skenování sledovat pohyb a zarovnání skeneru a zajistit, aby byly dostatečně pokryty všechny oblasti.
   - Tato zpětná vazba v reálném čase přispívá k efektivnějším a účinnějším postupům skenování.
 
Kombinace zobrazování ve viditelném světle, infračervené technologie a pohybových senzorů pomáhá vytvořit robustní a přesný intraorální skenovací systém. Tyto technologie pracují synergicky a umožňují zachytit přesná 3D data struktur ústní dutiny, snížit chyby související s pohybem a zlepšit celkovou použitelnost a výkonnost intraorálních skenerů v klinických podmínkách.
 

Stereofotogrammetrický triangulační proces

 

Stereofotogrammetrie je technika používaná k získání trojrozměrných informací o objektech nebo scénách analýzou snímků pořízených z více pohledů. Proces zahrnuje triangulaci, při níž se poloha bodu v trojrozměrném prostoru určuje měřením jeho projekcí na dva nebo více snímků. Zde je popis procesu stereofotogrammetrické triangulace krok za krokem:
 
  • Pořizování snímků
   - Stereofotogrammetrie začíná pořízením nejméně dvou snímků objektu nebo scény z různých úhlů pohledu. Tyto snímky by se měly překrývat, aby byly v obou pohledech viditelné společné prvky.
 
  • Kalibrace
   - Před triangulací je třeba zkalibrovat parametry kamery. Kalibrace zahrnuje určení vlastních parametrů kamery, jako je ohnisková vzdálenost, hlavní bod a zkreslení objektivu. Tento krok je pro přesnou triangulaci klíčový.
 
  • Shoda funkcí
   - Na překrývajících se snímcích jsou identifikovány odpovídající prvky. Tyto rysy mohou zahrnovat body, rohy nebo jiné charakteristické vzory, které lze mezi snímky snadno porovnat.
   - Shoda rysů se obvykle provádí pomocí technik počítačového vidění a k tomuto účelu se běžně používají algoritmy jako SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) nebo SURF (Speeded-Up Robust Features).
 
  • Epipolární geometrie
   - Epipolární geometrie popisuje geometrický vztah mezi dvěma pohledy na stejnou scénu. Definuje epipolární linie, což jsou průsečíky mezi rovinami obrazu a epipolární rovinou.
   - Epipolární geometrie pomáhá omezit hledání odpovídajících bodů a zefektivnit proces přiřazování.
 
  • Triangulace
   - Triangulace je klíčovým krokem stereofotogrammetrie. Na základě odpovídajících bodů na dvou nebo více snímcích a známých parametrů kamery lze vypočítat 3D souřadnice bodu ve scéně.
   - Proces triangulace zahrnuje prodloužení přímek ze středů kamer přes odpovídající body na každém snímku a nalezení průsečíku v 3D prostoru. Průsečík je triangulovaný bod.
 
  • Nastavení svazku (volitelné)
   - Nastavení svazku je optimalizační proces, který současně zpřesňuje parametry kamery a 3D souřadnice. Tento krok pomáhá zlepšit celkovou přesnost 3D rekonstrukce minimalizací chyb v procesu triangulace.
 
  • Generování 3D modelu
   - Po dokončení triangulace se získá hustá množina 3D bodů, která představuje povrch objektu nebo scény. Tyto body lze dále zpracovat a vytvořit 3D síť nebo mračno bodů, které poskytuje podrobnou reprezentaci geometrie.
 
  • Mapování textur (volitelné)
   - Pokud obrázky obsahují barevné informace, lze použít mapování textur, které promítne barevné informace do 3D modelu a zvýší jeho vizuální realističnost.
 
Stereofotogrammetrie se široce používá v různých oblastech, včetně fotogrammetrie, počítačového vidění a 3D rekonstrukce. Je to základní technika pro aplikace, jako je topografické mapování, dokumentace kulturního dědictví a vytváření 3D modelů pro prostředí virtuální reality nebo rozšířené reality.
 

Kroky pro kalibraci snímací hůlky před použitím.

 

Kalibrace snímací hůlky před použitím je důležitým krokem k zajištění přesnosti a spolehlivosti dat pořízených intraorálním skenerem. Kalibrace kompenzuje případné odchylky nebo zkreslení měření skeneru a zpřesňuje následné skenování. Zde jsou uvedeny obecné kroky pro kalibraci snímací hůlky:
 
  • Zapnutí skeneru
   - Začněte zapnutím intraorálního skeneru a veškerého souvisejícího hardwaru, jako je zobrazovací jednotka nebo ovládací konzola.
 
  • Příprava kalibračního nástroje nebo terče
   - Většina intraorálních skenerů se dodává s kalibračním nástrojem nebo terčem. Může to být speciálně navržený vzor nebo objekt se známými rozměry. Ujistěte se, že kalibrační nástroj je čistý a neobsahuje žádné nečistoty, které by mohly ovlivnit proces kalibrace.
 
  • Umístění kalibračního nástroje do zorného pole
   - Umístěte kalibrační nástroj do zorného pole skeneru. Ujistěte se, že je dobře osvětlen a že skener má volný výhled na celý kalibrační nástroj.
 
  • Zahájení kalibračního režimu
   - Přístup ke kalibračnímu režimu nebo nastavení kalibrace skeneru. To může vyžadovat navigaci v uživatelském rozhraní skeneru nebo v softwaru.
 
  • Postupujte podle pokynů na obrazovce
   - Skener obvykle poskytuje pokyny na obrazovce, které vás provedou procesem kalibrace. Ty mohou zahrnovat výzvy k umístění kalibračního nástroje do určitých poloh nebo orientací.
 
  • Pořizování kalibračních snímků
   - Během kalibrace skener pořizuje snímky kalibračního nástroje z různých úhlů. Cílem je zaznamenat, jak optika a senzory skeneru vnímají známou geometrii kalibračního nástroje.
 
  • Analýza a úprava
   - Software skeneru analyzuje pořízené kalibrační snímky a porovnává je s očekávanými polohami a rozměry kalibračního nástroje. Pokud jsou zjištěny nesrovnalosti, může software provést úpravy vnitřních parametrů skeneru, aby chyby odstranil.
 
  • Ověření přesnosti kalibrace
   - Po dokončení procesu kalibrace je u některých skenerů proveden ověřovací krok. Ten zahrnuje skenování ověřovacího nástroje nebo známého referenčního objektu, aby se zajistilo, že kalibrace proběhla úspěšně.
 
  • Zdokumentujte výsledky kalibrace
   - Dobrou praxí je zdokumentovat výsledky kalibrace, včetně všech provedených úprav a výsledků ověření. Některé skenery mohou automaticky vygenerovat kalibrační protokol, který si můžete uložit k nahlédnutí.
 
  • Pravidelné kalibrační kontroly
    - Pravidelně kontrolujte a rekalibrujte skener, abyste zachovali jeho přesnost. Četnost kontrol kalibrace se může lišit v závislosti na doporučení výrobce, způsobu používání a podmínkách prostředí.
 
  • Zajištění kvality kalibrace
    - Některé pokročilé intraorální skenery mají zabudované funkce pro zajištění kvality. Tyto funkce mohou zahrnovat pravidelné samokontroly nebo upozornění uživatele, pokud skener zjistí odchylky od očekávaného výkonu.
 
Dodržování těchto kroků pomáhá zajistit přesnou kalibraci intraorálního skeneru před každým použitím, což přispívá k přesnosti digitálních otisků a celkovému úspěchu stomatologických zákroků. Konkrétní pokyny ke kalibraci pro váš model intraorálního skeneru vždy naleznete v pokynech a dokumentaci výrobce.
 
 
 

Často kladené otázky (FAQ) o fungování intraorálních skenerů:

 

Intraorální skener je zařízení, které používají zubní lékaři k pořizování detailních 3D snímků zubů a ústních struktur pacienta.


Intraorální skenery využívají pokročilou optickou technologii k pořízení tisíců snímků za sekundu při skenování vnitřku úst pacienta. Tyto snímky se pak spojují dohromady a vytvářejí přesný 3D model.


  • Typické komponenty zahrnují ruční hůlku s kamerou, zdroj světla a software pro zpracování pořízených snímků.


Intraorální skenery eliminují potřebu tradičních zubních otisků, které mohou být pro pacienty nepříjemné. Poskytují také vysoce přesné digitální modely pro různé zubní zákroky, jako jsou korunky, můstky a rovnátka.


Ano, intraorální skenery jsou bezpečné. Jsou navrženy tak, aby byly neinvazivní a nevyzařovaly žádné škodlivé záření.


Doba trvání vyšetření se může lišit v závislosti na složitosti případu, ale typické vyšetření trvá obvykle několik minut.


I když jsou intraorální skenery neuvěřitelně všestranné, nemusí být vhodné pro každý stomatologický zákrok. Váš zubní lékař určí nejlepší přístup na základě vašich konkrétních potřeb.


Úhrada intraorálních skenerů se může lišit v závislosti na vašem plánu zubního pojištění. Nejlépe je ověřit si pokrytí u svého poskytovatele.


Intraorální skenery je třeba řádně čistit a udržovat podle pokynů výrobce, aby byl zajištěn jejich optimální výkon a dlouhá životnost.


Intraorální skenery jsou známé svou vysokou přesností, často poskytují měření s přesností na mikrony.