Wie Intraoralscanner funktionieren

Wie Intraoralscanner funktionieren

 

Prinzip / Funktionsweise von Intraoralscannern

Überblick über den grundlegenden Scanvorgang bei intraoralen Scannern:

Der grundlegende Scanvorgang bei intraoralen Scannern

Intraorale Scanner verwenden einen Handstab, der um den Mund herum bewegt wird, um Bilder der Zähne und des umliegenden Gewebes aufzunehmen. Die Spitze des Scannerstifts enthält optische Komponenten, darunter:

Was ist intraoraler Scanner wikipedia

  • Eine oder mehrere Kameras zur Aufnahme von Bildern
  • Laser, strukturiertes Licht oder andere Beleuchtungsquellen
  • Linsen, Spiegel und Sensoren zur Messung von Verzerrungen

Während die Scannerspitze langsam an den Zähnen entlanggezogen wird, projiziert sie ein Laser- oder strukturiertes Lichtmuster auf die Oberflächen und nimmt dabei schnell Bilder auf. Das Scannen Software analysiert die von den Sensoren erfassten Musterverzerrungen, um die Konturen und Texturen der Zähne in 3D abzubilden.

Hunderte oder Tausende von Bildern werden aus leicht unterschiedlichen Winkeln aufgenommen, während sich der Scanner um den Mund bewegt. Hochentwickelte Verarbeitungsalgorithmen analysieren diese Bilddaten, um die Bilder zu einem nahtlosen 3D-Modell zusammenzufügen und zu verschmelzen.

Die Scanner-Software gleicht Unregelmäßigkeiten in der Bewegung oder Positionierung aus und nutzt Beschleunigungsmesser- und Gyroskopdaten, um die Bilder korrekt auszurichten. Auf diese Weise können auch unerfahrene Benutzer genaue Scans erhalten, ohne dass sie eine perfekt gleichmäßige Handbewegung ausführen müssen.

Nach der vollständigen Verarbeitung kann die Scandatei als offene STL-Datei oder als proprietäres Dateiformat exportiert werden. Die CAD-Software ermöglicht dann die 3D-Modell für verschiedene Anwendungen wie die Herstellung von chirurgischen Schablonen, Kronen, Alignern und mehr verwendet werden.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Intraoralscanner einen videofähigen Bildstrom aufnehmen, der von einer hochentwickelten Software automatisch in ein detailliertes 3D-Modell der oralen Anatomie umgewandelt wird. Dieser digitale Abdruck kann dann für eine Vielzahl von zahnärztlichen Behandlungen und Geräten verwendet werden.

Grundlegende Abtastmuster

Grundlegende Scanmuster, die mit intraoralen Scannern verwendet werden:

Um die Zähne und die orale Anatomie vollständig zu erfassen, muss der Scannerstab in einem sorgfältigen, methodischen Muster um den Mund herum bewegt werden. Die richtige Bewegung des Scannernadels ist wichtig, um die vielen Bilder effektiv zu einem genauen Modell zusammenzufügen.

Bei den oberen Zähnen wird empfohlen, mit dem Abtasten an den Seitenzähnen zu beginnen und sich langsam vorwärts zu bewegen. Die Tastnadelspitze sollte der Kurve des Zahnbogens folgen, in engem Kontakt mit den Zähnen bleiben und nur leicht in Richtung der Okklusionsebene abgewinkelt sein.

Bei den unteren Bögen wird das gleiche Muster von posterior nach anterior verwendet, wobei die linguale Seite der Zähne abgetastet wird. Der Stift wird umgedreht, aber immer noch in einem leichten Winkel zur Okklusion gehalten.

Die Bewegung sollte langsam, gleichmäßig und stetig sein, da der Scanner einen konstanten Strom von Bildern aufnimmt. Abrupte Bewegungen oder das Abheben des Scanners von den Zähnen können den Scanvorgang stören.

Der Zauberstab ist wie eine Videokamera, die ständig Bilder aus allen Blickwinkeln aufnimmt. Das überlappende Scannen aus mehreren Blickwinkeln trägt also zur Verbesserung von Details und Genauigkeit bei. Schwer zugängliche Bereiche erfordern möglicherweise eine spezielle Positionierung.

Bei der Bissregistrierung muss der Stift ruhig gehalten werden, während der Patient in Okklusion geht, um die oberen und unteren Zahnbögen miteinander zu verbinden. Das bewegungslose Scannen kann auch für kleine isolierte Bereiche verwendet werden.

Mit etwas Übung werden die Scanmuster zur zweiten Natur. Die Software kann zwar Unvollkommenheiten ausgleichen, aber die richtige Technik ist der Schlüssel für die genauesten digitalen Abdrücke.

Wie Puder und Trübungsmittel bei Intraoralscannern verwendet werden:

Intraorale Scanner sind Geräte, die in der Zahnmedizin zur Erfassung digitaler Abdrücke von Zähnen und oralen Strukturen für verschiedene zahnärztliche Verfahren eingesetzt werden, z. B. für die Anfertigung von Kronen und Brücken, die Planung kieferorthopädischer Behandlungen und vieles mehr. Die Verwendung von Puder oder Trübungsmitteln kann die Leistung von Intraoralscannern erhöhen, indem sie einen Kontrast erzeugen und den Scanvorgang verbessern. So geht's:
 
Viele intraorale Scanner sind darauf angewiesen, Lichtmuster auf die Zahnoberfläche zu projizieren, um Details zu erfassen. Die natürliche Transluzenz und die reflektierenden Eigenschaften des Zahnschmelzes können es den Sensoren des Scanners jedoch erschweren, die Lichtmuster genau zu erkennen.
 
Um den Kontrast und die Effizienz des Scannens zu verbessern, wird häufig vor dem Scannen ein feines Pulver auf die Zähne aufgetragen. Diese Pulver sind so konzipiert, dass sie die Zähne vorübergehend mit einer undurchsichtigen, nicht-reflektierenden Schicht überziehen.
 
Die Pulverpartikel streuen das projizierte Licht gleichmäßig über die Oberfläche, wodurch Blendflecken vermieden werden. So entsteht ein kontrastreiches Bild, das der Scanner leicht erkennen und zuordnen kann.
 
Üblicherweise werden Titandioxid- oder Aluminiumoxid-Pulver verwendet. Sie können mit einem integrierten Pulvergebläse auf dem Scannerstift oder mit einem separaten Applikator aufgebracht werden.
 
Nach dem Scannen wird das Pulver einfach abgespült oder weggesprüht, so dass keine Rückstände auf den Zähnen zurückbleiben.
 
Einige neuere Intraoralscanner verwenden alternative Technologien wie Fluoreszenz oder polarisierte Bildgebung, um einen Kontrast ohne Pulver zu erzielen. Viele Systeme profitieren jedoch immer noch von der Verwendung eines Trübungspulvers für optimale Präzision und Geschwindigkeit.
 
Zusammenfassend lässt sich also sagen, dass Scanning-Pulver eine wichtige Möglichkeit sind, die Genauigkeit von Intraoralscannern zu verbessern, indem sie die Zähne vorübergehend beschichten, um Oberflächendetails deutlich sichtbar und scannbar zu machen.
 

  • Reduzierung der Reflektivität

Intraorale Scanner verwenden Licht, um die Oberfläche der Zähne und des umliegenden Gewebes zu erfassen. Die Anwesenheit von Speichel, Blut oder reflektierenden Oberflächen kann die Genauigkeit des Scans beeinträchtigen. Pulver oder Trübungsmittel, oft in Form eines feinen Sprays oder Pulvers, werden auf die Zähne aufgetragen, um die Reflexion zu verringern. Dies trägt dazu bei, dass der Scanner eine gleichmäßigere Oberfläche erfassen kann.
  • Verbessern von Oberflächendetails
Das Pulver oder der Trübungsstoff trägt dazu bei, die Zahnoberfläche zu beschichten, so dass feine Details besser sichtbar und deutlich werden. Dies ist besonders wichtig für die Erfassung komplizierter Merkmale der Zähne, wie z. B. der okklusalen Anatomie, Ränder und Oberflächenunregelmäßigkeiten. Durch den verbesserten Kontrast kann der Scanner feine Unterschiede in der Zahnstruktur besser erkennen.
  • Verbesserung der Scaneffizienz
Das Auftragen eines Pulvers oder Trübungsmittels kann den Scanvorgang effizienter gestalten, da weniger Wiederholungsscans erforderlich sind. Ein verbesserter Kontrast und eine verbesserte Detailerkennung helfen dem Scanner, die notwendigen Informationen schnell und genau zu erfassen, was sowohl für den Zahnarzt als auch für den Patienten Zeit spart.
 
  • Patientenkomfort
Manche Patienten empfinden beim intraoralen Scannen Unbehagen oder einen Würgereiz. Das Auftragen von Puder kann dazu beitragen, diese Probleme zu lindern, indem eine glattere Oberfläche geschaffen und die Reibung zwischen der Scannerspitze und den Zähnen verringert wird. Dies kann dazu beitragen, dass das Scannen für den Patienten angenehmer und erträglicher wird.
 
  • 5. Verhinderung des Beschlagens
In bestimmten Situationen können Intraoralscanner aufgrund von Feuchtigkeit in der Mundumgebung beschlagen. Puder wirkt als Trockenmittel, absorbiert überschüssige Feuchtigkeit und verhindert das Beschlagen der Zahnoberfläche. Dies ist besonders vorteilhaft beim Scannen unter schwierigen Bedingungen oder bei Patienten, die übermäßig viel Speichel produzieren.
 
Es ist wichtig zu wissen, dass nicht alle Intraoralscanner die Verwendung von Puder oder Trübungsmitteln erfordern. Einige moderne Scanner sind so konzipiert, dass sie ohne zusätzliche Hilfsmittel gut funktionieren. In Fällen, in denen die Bedingungen suboptimal sind oder wenn ein verbesserter Kontrast und mehr Details wichtig sind, kann die Verwendung dieser Mittel jedoch eine wertvolle Ergänzung des Scanvorgangs sein. Zahnärzte sollten bei der Verwendung von Puder oder Trübungsmitteln mit bestimmten intraoralen Scannern die Richtlinien und Empfehlungen des Herstellers beachten.
 

Projizieren von Licht/Lasern und Erfassen der Verzerrung mit Sensoren

Intraorale Scanner nutzen fortschrittliche optische Technologien, einschließlich der Projektion von Licht oder Lasern auf Zahnoberflächen, in Verbindung mit hochentwickelten Sensoren, um detaillierte digitale Abdrücke der Mundhöhle zu erfassen. Bei diesem Verfahren werden strukturiertes Licht oder Laser auf die Zähne und die umliegenden Strukturen projiziert und anschließend die Verzerrung oder Verformung dieses projizierten Musters analysiert, um ein dreidimensionales digitales Modell zu erstellen. So funktioniert diese Technologie normalerweise:
 
  • Lichtprojektion

Intraorale Scanner verwenden häufig strukturiertes Licht oder Laserprojektionssysteme, um die zu scannenden Oberflächen zu beleuchten. Bei strukturiertem Licht wird ein bekanntes Lichtmuster auf die Zahnstrukturen projiziert. Auch Laser, die kohärente und fokussierte Lichtstrahlen aussenden, werden häufig eingesetzt.

 
  • Verformung von Mustern
Wenn das projizierte Licht- oder Lasermuster auf die Zahnoberflächen trifft, wird es aufgrund der Konturen und der Topografie der Zahnstrukturen verformt. Die Art und Weise, wie sich das Lichtmuster verformt, liefert Informationen über die Form, Größe und räumliche Ausrichtung der gescannten Oberflächen.
 
  • Erfassen durch Sensoren
Das deformierte Lichtmuster wird von einer Reihe hochempfindlicher Sensoren erfasst, die in den intraoralen Scanner integriert sind. Diese Sensoren sind so konzipiert, dass sie die durch die Geometrie der oralen Strukturen verursachten Veränderungen des projizierten Musters schnell und genau erfassen.
 
  • Triangulation und Tiefenberechnung
Der Scanner beruht auf einem Prinzip, das als Triangulation bekannt ist. Durch den Vergleich des auf die Oberflächen projizierten bekannten Musters mit dem von den Sensoren erfassten verformten Muster kann das System die dreidimensionalen Koordinaten zahlreicher Punkte auf den Zahnoberflächen berechnen. Dieser Vorgang wird schnell und kontinuierlich wiederholt, während der Scanner in der Mundhöhle bewegt wird.
 
  • Verarbeitung in Echtzeit
Die erfassten Daten werden in Echtzeit von leistungsstarken Rechenalgorithmen verarbeitet. Diese Algorithmen analysieren die Verzerrungsmuster und erzeugen eine hochpräzise dreidimensionale digitale Darstellung der Zähne und des Weichgewebes in der oralen Umgebung.
 
  • Erstellung von digitalen Modellen
Die verarbeiteten Daten werden dann verwendet, um ein digitales Modell der Zähne, des Zahnfleischs und der umliegenden Strukturen des Patienten zu erstellen. Dieses digitale Modell kann bearbeitet, analysiert und für verschiedene zahnmedizinische Anwendungen wie Kronen- und Brückendesign, kieferorthopädische Behandlungsplanung und vieles mehr verwendet werden.
 

Die Vorteile der Verwendung von Licht oder Lasern in intraoralen Scannern sind unter anderem:

 

  • Genauigkeit

Der Einsatz von strukturiertem Licht oder Lasern ermöglicht hochpräzise und detaillierte Scans, bei denen selbst komplizierte Oberflächenmerkmale der Zähne erfasst werden.
 

  • Geschwindigkeit

Die Technologie ermöglicht eine schnelle Datenerfassung und trägt so zu effizienten Scanverfahren bei.
 

  • Nichtinvasivität

Das intraorale Scannen mit Licht oder Laser ist nicht invasiv und für den Patienten angenehmer als herkömmliche Abdruckmethoden.
 
  • Feedback in Echtzeit
Zahnärzte können während des Scanvorgangs ein Echtzeit-Feedback erhalten, um sicherzustellen, dass umfassende Daten erfasst werden.
 
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Integration von Lichtprojektion und Sensortechnologie in Intraoralscannern einen hochmodernen Ansatz für die digitale Abformung in der Zahnmedizin darstellt, der mehr Genauigkeit, Effizienz und Patientenkomfort bietet.
 

Erzeugen mehrerer Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln

 

Intraorale Scanner erzeugen mehrere Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln durch ein Verfahren, das als Multi-View-Imaging bekannt ist. Bei dieser Technik werden Bilder der Mundhöhle aus verschiedenen Perspektiven aufgenommen, um eine umfassende und detaillierte dreidimensionale Darstellung zu erhalten. Hier finden Sie einen Überblick darüber, wie Intraoralscanner dies erreichen:
 
  • Mehrere Kameras oder Lichtquellen
Intraorale Scanner sind mit mehreren Kameras oder Lichtquellen ausgestattet, die strategisch in der Scanvorrichtung positioniert sind. Diese Kameras oder Lichtquellen sind so angeordnet, dass sie Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln gleichzeitig aufnehmen.
 
  • Strukturiertes Licht oder Laserprojektion
Viele Intraoralscanner verwenden strukturiertes Licht oder Laserprojektionssysteme. Diese Systeme projizieren ein bekanntes Licht- oder Lasermuster auf die zu scannenden Oberflächen. Die Verformung des Musters wird, wie in der vorherigen Antwort erläutert, von mehreren Kameras aus verschiedenen Winkeln erfasst.
 
  • Gleichzeitige Bilderfassung
Während das Lichtmuster auf die Zähne und die oralen Strukturen projiziert wird, erfassen die Kameras die deformierten Muster aus ihren jeweiligen Winkeln. Diese gleichzeitige Bildaufnahme ist entscheidend, um einen umfassenden Blick auf die gesamte Mundhöhle zu erhalten.
 
  • Koordinatenausrichtung
Die Software des Intraoralscanners richtet die aus verschiedenen Winkeln aufgenommenen Bilder aus und fügt sie zu einer kohärenten und genauen dreidimensionalen Darstellung zusammen. Bei diesem Prozess werden die entsprechenden Punkte in jedem Bild abgeglichen, um ein nahtloses und vollständiges digitales Modell zu erstellen.
 
  • Verarbeitung in Echtzeit
Die aufgenommenen Bilder werden in Echtzeit von leistungsstarken Algorithmen im Scanner verarbeitet. Diese Algorithmen analysieren die Bilder, identifizieren gemeinsame Punkte und verwenden Triangulationsmethoden, um die räumlichen Beziehungen und Abstände zwischen diesen Punkten zu bestimmen.
 
  • Kontinuierliches Scannen
Intraorale Scanner sind so konzipiert, dass sie während des Scanvorgangs kontinuierlich durch die Mundhöhle bewegt werden. Diese Bewegung, kombiniert mit der gleichzeitigen Aufnahme von Bildern aus verschiedenen Winkeln, ermöglicht eine umfassende und kontinuierliche Datenerfassung.
 
  • Feedback und Visualisierung
Die Software gibt dem Bediener oft Echtzeit-Feedback und zeigt das sich entwickelnde digitale Modell an, während der Scanvorgang fortschreitet. Mit dieser Funktion kann der Zahnarzt sicherstellen, dass alle erforderlichen Bereiche angemessen gescannt werden und die Daten von hoher Qualität sind.
 
Die Erstellung mehrerer Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln hat unter anderem folgende Vorteile:
 
  • Umfassende Deckung
Die Multiview-Bildgebung stellt sicher, dass alle Oberflächen der Zähne und der umgebenden Strukturen erfasst werden, wodurch ein vollständigeres digitales Modell entsteht.
 
  • Erhöhte Genauigkeit
Durch die Einbeziehung von Informationen aus verschiedenen Perspektiven können Intraoralscanner die Genauigkeit des endgültigen digitalen Abdrucks verbessern.
 
  • Wirkungsgrad
Die gleichzeitige Bilderfassung und Echtzeitverarbeitung tragen zu einem effizienteren Scanprozess bei und verkürzen die für die Datenerfassung benötigte Zeit.
 
  • Bessere Visualisierung
Dank der Möglichkeit, das digitale Modell in Echtzeit zu visualisieren, kann der Zahnarzt mögliche Probleme während des Scanvorgangs erkennen und beheben.
 
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Erstellung mehrerer Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln ein wesentliches Merkmal von Intraoralscannern ist, das zu ihrer Genauigkeit, Effizienz und Fähigkeit beiträgt, umfassende digitale Abdrücke der Mundhöhle zu erstellen.
 

Umwandlung von Bildern in 3D-Rendering durch Software

Die Umwandlung von 2D-Bildern in 3D-Rendering durch Software ist ein Prozess, der als 3D-Rekonstruktion bekannt ist. Dieses Verfahren wird häufig in verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B. in der Computer Vision, der medizinischen Bildgebung, dem computergestützten Design (CAD) und anderen. Im Folgenden finden Sie einen allgemeinen Überblick darüber, wie diese Konvertierung in der Regel durchgeführt wird:
 
  • Bildakquisition
   - Die ersten Bilder, die in der Regel aus verschiedenen Perspektiven oder Winkeln aufgenommen werden, dienen als Eingangsdaten für den 3D-Rekonstruktionsprozess.
   - Die Bilder können von Kameras, Scannern oder anderen bildgebenden Geräten aufgenommen werden und stellen oft verschiedene Ansichten desselben Objekts oder derselben Szene dar.
 
  • Merkmalsextraktion
   - Die Software identifiziert und extrahiert Schlüsselmerkmale oder Punkte aus den 2D-Bildern. Zu diesen Merkmalen können Ecken, Kanten oder andere charakteristische Elemente gehören, die über mehrere Bilder hinweg abgeglichen werden können.
   - Die Merkmalsextraktion ist für die Herstellung von Korrespondenzen zwischen Punkten in verschiedenen Bildern unerlässlich und bildet die Grundlage für die anschließende 3D-Rekonstruktion.
 
  • Abgleich der Korrespondenz
   - Mit Hilfe von Abgleichsalgorithmen werden übereinstimmende Punkte in verschiedenen Bildern gefunden. Mit diesen Algorithmen soll festgestellt werden, wie Merkmale in einem Bild mit denen in einem anderen Bild zusammenhängen.
   - Zu den gängigen Verfahren für den Korrespondenzabgleich gehören der Merkmalsabgleich mit Deskriptoren (wie SIFT oder SURF) oder dichte Abgleichverfahren.
 
  • Triangulation
   - Die Triangulation ist ein geometrisches Verfahren, das die Informationen von korrespondierenden Punkten in mehreren Bildern verwendet, um die 3D-Koordinaten dieser Punkte im Raum zu berechnen.
   - Durch Triangulation der übereinstimmenden Punkte bestimmt die Software die Tiefe oder den Abstand jedes Punktes von den bildgebenden Geräten.
 
  • Rekonstruktion der Oberfläche
   - Sobald die 3D-Koordinaten der Punkte festgelegt sind, kann die Software ein Oberflächennetz erstellen, das das Objekt oder die Szene darstellt.
   - Verschiedene Algorithmen, wie die Delaunay-Triangulation oder der Marschwürfel, können verwendet werden, um ein Netz zu erzeugen, das die Punkte verbindet und eine kontinuierliche Oberfläche bildet.
 
  • Textur-Mapping (optional)
   - Wenn die Originalbilder Texturinformationen wie Farbe oder Intensität enthalten, können diese Informationen auf das 3D-Modell abgebildet werden, um dessen visuellen Realismus zu verbessern.
   - Texture Mapping hilft bei der Erstellung eines visuell detaillierteren und realistischeren 3D-Renderings.
 
  • Nachbearbeitung und Verfeinerung
   - Zur Verfeinerung des 3D-Modells können weitere Nachbearbeitungsschritte durchgeführt werden. Dies kann die Glättung der Oberfläche, die Reduzierung von Rauschen oder das Ergänzen fehlender Daten umfassen.
 
  • Visualisierung
   - Das fertige 3D-Modell kann mit einer geeigneten Software visualisiert werden. Visualisierung Werkzeuge den Nutzern ermöglichen, mit der rekonstruierten 3D-Szene oder dem Objekt zu interagieren und es zu erkunden.
 

Dieses Verfahren wird in vielen verschiedenen Anwendungen eingesetzt, von der Rekonstruktion von 3D-Modellen von Objekten für die virtuelle Realität bis hin zur Erstellung anatomischer Modelle aus medizinischen Bilddaten. Die spezifischen Algorithmen und Techniken, die dabei zum Einsatz kommen, können je nach Anwendung und den Merkmalen der Eingabedaten variieren.

Zusammenfügen von Bildern zu einem vollständigen Modell.

 

Beim Zusammenfügen von Bildern zu einem vollständigen Modell werden mehrere Bilder kombiniert, die sich oft überschneiden oder aus verschiedenen Blickwinkeln aufgenommen wurden, um eine nahtlose und umfassende Darstellung einer Szene oder eines Objekts zu erhalten. Dieses Verfahren wird häufig in der Panoramafotografie, der medizinischen Bildgebung, der Computer Vision und anderen Bereichen eingesetzt. Im Folgenden finden Sie einen allgemeinen Überblick darüber, wie das Stitching von Bildern in der Regel durchgeführt wird:
 
  • Bildausrichtung
   - Vor dem Zusammenfügen ist es wichtig, die Bilder richtig auszurichten. Dazu müssen die Position, die Drehung und der Maßstab jedes Bildes angepasst werden, um sicherzustellen, dass die entsprechenden Merkmale über mehrere Bilder hinweg genau übereinstimmen.
   - Für eine präzise Ausrichtung werden häufig merkmalsbasierte Methoden eingesetzt, z. B. der Abgleich von Schlüsselpunkten oder Ecken.
 
  • Feature Matching
   - Beim Merkmalsabgleich werden markante Punkte oder Muster in sich überschneidenden Bereichen benachbarter Bilder identifiziert. Diese Merkmale dienen als Ankerpunkte für das Ausrichten der Bilder.
   - Zu den gängigen Verfahren für den Merkmalsabgleich gehören die Verwendung von Deskriptoren wie SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) oder SURF (Speeded-Up Robust Features).
 
  • Schätzung der Homographie
   - Die Beziehung zwischen korrespondierenden Merkmalen in zwei Bildern wird durch eine mathematische Transformation beschrieben, die Homografie genannt wird. Diese Transformation umfasst die Verschiebung, Drehung und Skalierung, die erforderlich sind, um die Bilder genau auszurichten.
   - Algorithmen wie RANSAC (Random Sample Consensus) werden häufig eingesetzt, um die Homographie robust zu schätzen, insbesondere bei Ausreißern oder Fehlern beim Merkmalsabgleich.
 
  • Bildverzerrung
   - Sobald die Homographie bestimmt ist, wird jedes Bild verzerrt oder transformiert, um es mit dem Referenzbild abzugleichen. Dazu wird die berechnete Transformation auf jedes Pixel des Bildes angewendet.
   - Zu den gängigen Methoden für das Warping von Bildern gehören die bilineare Interpolation oder ausgefeiltere Techniken zur Erhaltung der Bildqualität.
 
  • Mischen
   - Die Überblendung befasst sich mit den Übergangsbereichen zwischen zusammengefügten Bildern und sorgt für ein glattes und visuell zusammenhängendes Ergebnis. Überlappende Bereiche werden oft überblendet, um auffällige Nähte zu vermeiden.
   - Techniken wie Feathering oder Multi-Band-Blending werden eingesetzt, um die Pixelwerte an den Grenzen allmählich zu überblenden.
 
  • Globale Optimierung (optional)
   - In einigen Fällen kann ein globaler Optimierungsschritt angewandt werden, um das Stitching zu verfeinern, indem der gesamte Satz von Bildern gleichzeitig berücksichtigt wird. Dies trägt zur Verbesserung der Gesamtausrichtung und Kohärenz des zusammengesetzten Modells bei.
 
  • Nachbearbeitung
   - Zu den Nachbearbeitungsschritten gehören Farbkorrektur, Kontrastanpassung und Entfernung von Artefakten, um die visuelle Qualität des zusammengesetzten Bildes oder Modells zu verbessern.
 
  • Ausgabe
   - Das endgültige zusammengesetzte Modell, oft in Form eines Panoramabildes oder eines größeren zusammengesetzten Bildes, ist das Ergebnis des Stitching-Prozesses. Dieses Modell stellt eine nahtlose Integration der Eingangsbilder dar.
 
Die Techniken zum Zusammenfügen von Bildern können je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung, den Eigenschaften der Eingabebilder und dem gewünschten Ausgabeformat variieren. Fortschrittliche Software-Tools und -Bibliotheken wie OpenCV oder Adobe Photoshop bieten häufig Funktionen für das Stitching von Bildern.
 

Warum verwenden Scanner oft weißes oder blaues Licht für die Genauigkeit?

 

Intraorale Scanner verwenden häufig weißes oder blaues Licht für die Genauigkeit, und zwar aus mehreren Gründen, die mit den optischen Eigenschaften dieser Wellenlängen und ihrer Wechselwirkung mit den Zahnoberflächen zusammenhängen. Hier sind einige wichtige Gründe:
 
  • Optimale Streuungseigenschaften
   - Weißes und blaues Licht hat im Vergleich zu anderen Farben kürzere Wellenlängen und ist daher ideal für die Erfassung feiner Details. Kürzere Wellenlängen führen zu besseren Streueigenschaften, wodurch das Licht effektiver mit den Oberflächenmerkmalen der Zähne und des Weichgewebes interagieren kann.
   - Die Streuung des Lichts hilft bei der Erfassung komplizierter Oberflächendetails, wie der Anatomie von Zähnen, Rändern und anderen wichtigen Strukturen.
 
  • Verbesserte Tiefenwahrnehmung
   - Kürzere Wellenlängen, wie die des blauen Spektrums, können eine bessere Tiefenwahrnehmung ermöglichen. Dies ist entscheidend für die genaue Erfassung der dreidimensionalen Struktur der Zahnoberflächen.
   - Die Fähigkeit, die Tiefe genau wahrzunehmen, ist eine wesentliche Voraussetzung für die Erstellung präziser digitaler Modelle, die die tatsächlichen anatomischen Merkmale der Mundhöhle widerspiegeln.
 
  • Reduzierte Reflexion und Blendung
   - Weißes oder blaues Licht ist im Vergleich zu längeren Wellenlängen weniger anfällig für Reflexionen und Blendung. Reflexionen und Blendeffekte können die Genauigkeit des Scans beeinträchtigen, indem sie unerwünschte Glanzlichter oder Schatten erzeugen.
   - Durch die Verwendung von Licht mit Wellenlängen, die weniger anfällig für Reflexionen sind, können Intraoralscanner klarere Bilder erzeugen und die Wahrscheinlichkeit von Fehlern im Scanprozess verringern.
 
  • Farbliche Differenzierung
   - Weißes Licht umfasst ein breites Farbspektrum und ermöglicht eine bessere Farbdifferenzierung. Dies kann in der Zahnmedizin wichtig sein, wo es darauf ankommt, subtile Farbvariationen auf der Zahnoberfläche zu erkennen oder Anomalien zu identifizieren.
   - Speziell blaues Licht wird oft gewählt, weil es den Kontrast zwischen den gescannten Oberflächen und dem umgebenden Gewebe verstärkt.
 
  • Weniger Wärmeentwicklung
   - Weißes und blaues Licht erzeugen im Allgemeinen weniger Wärme als einige andere Lichtquellen. Dies ist von Vorteil, wenn sich der Intraoralscanner in unmittelbarer Nähe zu empfindlichem Mundgewebe befindet. Die Minimierung der Wärmeentwicklung trägt dazu bei, den Komfort und die Sicherheit des Patienten während des Scanvorgangs zu gewährleisten.
 
  • Kompatibilität mit optischen Sensoren
   - Intraorale Scanner verwenden häufig optische Sensoren, um das reflektierte Licht zu erfassen und den digitalen Abdruck zu erzeugen. Weißes und blaues Licht sind für die Empfindlichkeit und die spektrale Reaktion dieser optischen Sensoren gut geeignet und tragen zu einer genauen und zuverlässigen Datenerfassung bei.
 
  • Klinische Überlegungen
   - Weißes und blaues Licht werden in der zahnärztlichen Praxis häufig verwendet, und Intraoralscanner, die für diese Lichtquellen ausgelegt sind, passen sich den bestehenden klinischen Verfahren an. Dies gewährleistet die Kompatibilität mit etablierten Arbeitsabläufen und Lichtverhältnissen in Zahnarztpraxen.
 
Obwohl häufig weißes und blaues Licht verwendet wird, ist es erwähnenswert, dass Fortschritte in der Technologie zur Entwicklung von Intraoralscannern führen können, die verschiedene Wellenlängen oder Farbkombinationen nutzen, um die Genauigkeit und Leistung weiter zu verbessern. Die Wahl der Lichtquelle ist ein entscheidender Gesichtspunkt bei der Entwicklung von Intraoralscannern, und die Hersteller wählen die optimalen Wellenlängen auf der Grundlage ihrer Vorteile für zahnmedizinische Anwendungen sorgfältig aus.
 

Es wurden IR-Kameras und Gyroskop-/Beschleunigungsmesserdaten verwendet.

 
Einige moderne Intraoralscanner verwenden nicht nur sichtbare Lichtquellen für die Bildgebung, sondern auch zusätzliche Technologien wie Infrarotkameras (IR) und Sensoren wie Gyroskope und Beschleunigungsmesser, um ihre Leistung zu verbessern. Im Folgenden wird erläutert, wie diese Technologien eingesetzt werden:
 
  • IR-Kameras
   - Manchmal sind Infrarotkameras in Intraoralscanner integriert, um Informationen zu erfassen, die für das menschliche Auge nicht sichtbar sind.
   - Die IR-Bildgebung kann besonders nützlich sein, um Oberflächendetails oder Merkmale zu erfassen, die unter sichtbarem Licht nicht so deutlich sichtbar sind. Sie kann die Gesamtgenauigkeit des digitalen Abdrucks verbessern, indem sie ergänzende Daten liefert.
   - Die IR-Bildgebung wird häufig mit Daten aus dem sichtbaren Licht kombiniert, um eine umfassendere und detailliertere Darstellung der oralen Strukturen zu erhalten.
 
  • Gyroskop- und Beschleunigungsmesserdaten
   - Gyroskope und Beschleunigungsmesser sind Bewegungssensoren, die die Ausrichtung und Beschleunigung des Scanners in Echtzeit messen.
   - Intraoral-Scanner können diese Daten nutzen, um die Bewegung und Position des Scanners während des Scanvorgangs zu verfolgen. Diese Informationen sind entscheidend für die genaue Abbildung der räumlichen Beziehung zwischen den aufgenommenen Bildern oder Punktwolken.
   - Die Echtzeitverfolgung hilft der Scannersoftware, die erfassten Daten dynamisch anzupassen und auszurichten, so dass das 3D-Modell die tatsächliche Ausrichtung und Position der gescannten Oberflächen genau wiedergibt.
 
  • Dynamische Bildregistrierung
   - Die Daten von Gyroskop- und Beschleunigungssensoren können für die dynamische Bildregistrierung verwendet werden. Dabei werden die eingehenden Bilder auf der Grundlage der Echtzeitbewegung und -ausrichtung des Scanners kontinuierlich ausgerichtet und registriert.
   - Die dynamische Bildregistrierung trägt zur Erstellung eines nahtlosen und genauen 3D-Modells bei, selbst wenn der Scanner schnell oder in komplexen Bahnen bewegt wird.
 
  • Reduktion von Artefakten
   - Gyroskop- und Beschleunigungsmesserdaten können bei der Reduzierung von Bewegungsartefakten helfen. Bewegungsartefakte, die durch die Bewegung des Scanners während des Scanvorgangs verursacht werden, können sich negativ auf die Genauigkeit des endgültigen digitalen Abdrucks auswirken.
   - Durch die Kompensation von Bewegungen in Echtzeit tragen diese Sensoren zur Verringerung von Artefakten bei, was zu einer saubereren und genaueren Darstellung der gescannten Oberflächen führt.
 
  • Verbesserte Benutzerfreundlichkeit
   - Die Integration von Gyroskopen und Beschleunigungssensoren verbessert das Gesamterlebnis für den Benutzer, da sie dem Bediener ein Echtzeit-Feedback geben. Zahnärzte können die Bewegung und Ausrichtung des Scanners während des Scans überwachen und so sicherstellen, dass alle Bereiche angemessen erfasst werden.
   - Dieses Echtzeit-Feedback trägt zu effizienteren und effektiveren Scanverfahren bei.
 
Die Kombination aus sichtbarem Licht, Infrarottechnologie und Bewegungssensoren trägt zur Schaffung eines robusten und präzisen intraoralen Scansystems bei. Diese Technologien arbeiten synergetisch zusammen, um präzise 3D-Daten der oralen Strukturen zu erfassen, bewegungsbedingte Fehler zu reduzieren und die allgemeine Nutzbarkeit und Leistung von intraoralen Scannern im klinischen Umfeld zu verbessern.
 

Stereophotogrammetrie-Triangulationsverfahren

 

Die Stereophotogrammetrie ist eine Technik zur Gewinnung dreidimensionaler Informationen über Objekte oder Szenen durch die Analyse von Bildern, die von mehreren Standpunkten aus aufgenommen wurden. Das Verfahren umfasst die Triangulation, bei der die Position eines Punktes im 3D-Raum durch Messung seiner Projektionen auf zwei oder mehr Bilder bestimmt wird. Hier finden Sie eine schrittweise Beschreibung des Triangulationsverfahrens der Stereophotogrammetrie:
 
  • Bildakquisition
   - Die Stereophotogrammetrie beginnt mit der Aufnahme von mindestens zwei Bildern des Objekts oder der Szene aus verschiedenen Blickwinkeln. Diese Bilder sollten sich überschneiden, um sicherzustellen, dass gemeinsame Merkmale in beiden Ansichten sichtbar sind.
 
  • Kalibrierung
   - Vor der Triangulation müssen die Kameraparameter kalibriert werden. Bei der Kalibrierung werden die intrinsischen Parameter der Kamera, wie Brennweite, Hauptpunkt und Objektivverzerrung, bestimmt. Dieser Schritt ist entscheidend für eine genaue Triangulation.
 
  • Feature Matching
   - Entsprechende Merkmale in den sich überlappenden Bildern werden identifiziert. Zu diesen Merkmalen können Punkte, Ecken oder andere charakteristische Muster gehören, die leicht zwischen den Bildern abgeglichen werden können.
   - Der Abgleich von Merkmalen erfolgt in der Regel mit Hilfe von Computer-Vision-Techniken, und Algorithmen wie SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) oder SURF (Speeded-Up Robust Features) werden zu diesem Zweck häufig eingesetzt.
 
  • Epipolare Geometrie
   - Die Epipolargeometrie beschreibt die geometrische Beziehung zwischen zwei Ansichten desselben Motivs. Sie definiert die Epipolarlinien, d. h. die Schnittlinien zwischen den Bildebenen und der Epipolarebene.
   - Die epipolare Geometrie hilft dabei, die Suche nach entsprechenden Punkten einzuschränken, was den Abgleichprozess effizienter macht.
 
  • Triangulation
   - Die Triangulation ist der wichtigste Schritt in der Stereophotogrammetrie. Ausgehend von korrespondierenden Punkten in zwei oder mehr Bildern und den bekannten Kameraparametern können die 3D-Koordinaten eines Punktes in der Szene berechnet werden.
   - Bei der Triangulation werden Linien von den Kamerazentren durch die entsprechenden Punkte in jedem Bild verlängert und der Schnittpunkt im 3D-Raum gefunden. Der Schnittpunkt ist der triangulierte Punkt.
 
  • Bündelanpassung (optional)
   - Die Bündelanpassung ist ein Optimierungsprozess, der die Kameraparameter und 3D-Koordinaten gleichzeitig verfeinert. Dieser Schritt trägt dazu bei, die Gesamtgenauigkeit der 3D-Rekonstruktion zu verbessern, indem Fehler im Triangulationsprozess minimiert werden.
 
  • Erstellung eines 3D-Modells
   - Sobald die Triangulation abgeschlossen ist, erhält man einen dichten Satz von 3D-Punkten, die die Oberfläche des Objekts oder der Szene darstellen. Diese Punkte können weiterverarbeitet werden, um ein 3D-Netz oder eine Punktwolke zu erstellen, die eine detaillierte Darstellung der Geometrie liefert.
 
  • Textur-Mapping (optional)
   - Wenn die Bilder Farbinformationen enthalten, kann die Texturzuordnung angewendet werden, um die Farbinformationen auf das 3D-Modell zu projizieren und dessen visuellen Realismus zu verbessern.
 
Die Stereophotogrammetrie wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter Photogrammetrie, Computer Vision und 3D-Rekonstruktion. Sie ist eine wesentliche Technik für Anwendungen wie topografische Kartierung, Dokumentation des kulturellen Erbes und Erstellung von 3D-Modellen für Virtual-Reality- oder Augmented-Reality-Umgebungen.
 

Schritte zur Kalibrierung der Tastnadel vor der Verwendung.

 

Die Kalibrierung des Scannerstifts vor der Verwendung ist ein wichtiger Schritt, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der vom Intraoralscanner erfassten Daten zu gewährleisten. Durch die Kalibrierung werden Abweichungen oder Verzerrungen bei den Messungen des Scanners ausgeglichen, wodurch die nachfolgenden Scans präziser werden. Im Folgenden finden Sie die allgemeinen Schritte zur Kalibrierung eines Scannerstifts:
 
  • Einschalten des Scanners
   - Schalten Sie zunächst den Intraoralscanner und die zugehörige Hardware, wie z. B. die Bildgebungseinheit oder die Steuerkonsole, ein.
 
  • Kalibrierungswerkzeug oder Target vorbereiten
   - Die meisten Intraoralscanner werden mit einem Kalibrierungswerkzeug oder einer Zielscheibe geliefert. Dabei kann es sich um ein speziell entworfenes Muster oder ein Objekt mit bekannten Abmessungen handeln. Stellen Sie sicher, dass das Kalibrierungswerkzeug sauber und frei von Ablagerungen ist, die den Kalibrierungsprozess beeinträchtigen könnten.
 
  • Platzieren Sie das Kalibrierungswerkzeug im Sichtfeld
   - Positionieren Sie das Kalibrierungswerkzeug innerhalb des Sichtfelds des Scanners. Stellen Sie sicher, dass es gut beleuchtet ist und dass der Scanner eine klare Sichtlinie zum gesamten Kalibrierungswerkzeug hat.
 
  • Kalibrierungsmodus einleiten
   - Greifen Sie auf den Kalibrierungsmodus oder die Kalibrierungseinstellungen des Scanners zu. Dazu müssen Sie möglicherweise durch die Benutzeroberfläche oder Software des Scanners navigieren.
 
  • Anweisungen auf dem Bildschirm befolgen
   - Der Scanner bietet normalerweise Anweisungen auf dem Bildschirm, die Sie durch den Kalibrierungsprozess führen. Dazu können Aufforderungen gehören, das Kalibrierungswerkzeug in bestimmten Positionen oder Ausrichtungen zu platzieren.
 
  • Erfassen von Kalibrierungsbildern
   - Während des Kalibrierungsprozesses nimmt der Scanner Bilder des Kalibrierungswerkzeugs aus verschiedenen Blickwinkeln auf. Ziel ist es, zu erfassen, wie die Optik und die Sensoren des Scanners die bekannte Geometrie des Kalibrierwerkzeugs wahrnehmen.
 
  • Analyse und Anpassung
   - Die Software des Scanners analysiert die aufgenommenen Kalibrierungsbilder und vergleicht sie mit den erwarteten Positionen und Abmessungen des Kalibrierungswerkzeugs. Werden Unstimmigkeiten festgestellt, kann die Software die internen Parameter des Scanners anpassen, um die Fehler zu korrigieren.
 
  • Überprüfen der Kalibrierungsgenauigkeit
   - Nach Abschluss des Kalibrierungsprozesses bieten einige Scanner einen Verifizierungsschritt an. Dabei wird ein Prüfwerkzeug oder ein bekanntes Referenzobjekt gescannt, um sicherzustellen, dass die Kalibrierung erfolgreich war.
 
  • Kalibrierungsergebnisse dokumentieren
   - Es empfiehlt sich, die Ergebnisse der Kalibrierung zu dokumentieren, einschließlich der vorgenommenen Anpassungen und der Ergebnisse der Überprüfung. Einige Scanner können automatisch einen Kalibrierungsbericht erstellen, den Sie als Referenz speichern können.
 
  • Regelmäßige Kalibrierungsüberprüfungen
    - Prüfen Sie den Scanner regelmäßig und kalibrieren Sie ihn neu, um die Genauigkeit zu erhalten. Die Häufigkeit der Kalibrierungsprüfungen kann je nach den Empfehlungen des Herstellers, den Nutzungsmustern und den Umgebungsbedingungen variieren.
 
  • Qualitätssicherung bei der Kalibrierung
    - Einige moderne Intraoralscanner verfügen über integrierte Qualitätssicherungsfunktionen. Diese Funktionen können regelmäßige Selbstkontrollen beinhalten oder den Benutzer warnen, wenn der Scanner Abweichungen von der erwarteten Leistung feststellt.
 
Wenn Sie diese Schritte befolgen, können Sie sicherstellen, dass der Intraoralscanner vor jeder Verwendung genau kalibriert wird, was zur Präzision der digitalen Abdrücke und zum Gesamterfolg der zahnärztlichen Verfahren beiträgt. Die spezifischen Kalibrierungsanweisungen für Ihr Intraoralscanner-Modell finden Sie immer in den Richtlinien und Unterlagen des Herstellers.
 
 
 

Häufig gestellte Fragen (FAQs) zur Funktionsweise von Intraoralscannern:

 

Ein Intraoralscanner ist ein Gerät, das von Zahnärzten verwendet wird, um detaillierte 3D-Bilder von den Zähnen und oralen Strukturen eines Patienten zu erfassen.


Intraorale Scanner verwenden fortschrittliche optische Technologie, um Tausende von Bildern pro Sekunde zu erfassen, während sie das Innere des Mundes eines Patienten scannen. Diese Bilder werden dann zusammengefügt, um ein präzises 3D-Modell zu erstellen.


  • Typische Komponenten sind ein Handgerät mit einer Kamera, eine Lichtquelle und eine Software zur Verarbeitung der aufgenommenen Bilder.


Mit Intraoralscannern entfällt die Notwendigkeit herkömmlicher Zahnabdrücke, die für Patienten unangenehm sein können. Außerdem liefern sie hochpräzise digitale Modelle für verschiedene zahnmedizinische Verfahren, wie Kronen, Brücken und Aligner.


Ja, Intraoralscanner sind sicher in der Anwendung. Sie sind so konzipiert, dass sie nicht invasiv sind und keine schädliche Strahlung aussenden.


Die Dauer eines Scans kann je nach Komplexität des Falles variieren, aber ein typischer Scan dauert in der Regel nur wenige Minuten.


Obwohl Intraoralscanner unglaublich vielseitig sind, eignen sie sich nicht für jedes zahnärztliche Verfahren. Ihr Zahnarzt wird die beste Vorgehensweise auf der Grundlage Ihrer spezifischen Bedürfnisse bestimmen.


Die Kostenübernahme für Intraoralscanner kann je nach Ihrer Zahnversicherung variieren. Erkundigen Sie sich am besten bei Ihrem Anbieter nach der Kostenübernahme.


Intraorale Scanner sollten gemäß den Anweisungen des Herstellers ordnungsgemäß gereinigt und gewartet werden, um eine optimale Leistung und Langlebigkeit zu gewährleisten.


Intraorale Scanner sind für ihre hohe Genauigkeit bekannt und liefern oft Messungen im Mikrometerbereich.