Come funzionano gli scanner intraorali

Come funzionano gli scanner intraorali

 

Principio / Come funzionano gli scanner intraorali

Panoramica del processo di scansione di base utilizzato dagli scanner intraorali:

Il processo di scansione di base utilizzato dagli scanner intraorali

Gli scanner intraorali utilizzano una bacchetta portatile che viene mossa intorno alla bocca per acquisire immagini dei denti e dei tessuti circostanti. La punta della bacchetta dello scanner contiene componenti ottici tra cui:

cosa è Scanner intraorale wikipedia

  • Una o più telecamere per catturare le immagini
  • Laser, luce strutturata o altra fonte di illuminazione
  • Lenti, specchi e sensori per misurare le distorsioni

As the scanner tip is slowly dragged along the teeth, it projects a laser or structured light pattern onto the surfaces while rapidly capturing images. The scanning software analyzes the pattern distortions picked up by the sensors to map out the contours and textures of the teeth in 3D.

Centinaia o migliaia di immagini vengono scattate da angolazioni leggermente diverse mentre lo scanner si muove intorno alla bocca. Algoritmi di elaborazione avanzati analizzano questi dati del flusso di immagini per ricucire e fondere insieme le immagini in un modello 3D senza soluzione di continuità.

Il software dello scanner tiene conto di eventuali irregolarità di movimento o posizionamento, utilizzando i dati dell'accelerometro e del giroscopio per allineare correttamente le immagini. In questo modo, anche gli utenti meno esperti possono ottenere scansioni accurate senza bisogno di movimenti della mano perfettamente stabili.

Una volta elaborato, il file dei dati di scansione può essere esportato come file STL aperto o in formato proprietario. Il software CAD consente quindi di Modello 3D per varie applicazioni, come la creazione di guide chirurgiche, corone, allineatori e altro ancora.

In sintesi, gli scanner intraorali utilizzano una bacchetta per acquisire un flusso di immagini simili a video che vengono automaticamente convertite da un software sofisticato in un modello 3D dettagliato dell'anatomia orale. Questa impronta digitale può essere utilizzata per una serie di trattamenti e apparecchi dentali.

Modelli di scansione di base

Schemi di scansione di base utilizzati con gli scanner intraorali:

Per catturare completamente i denti e l'anatomia orale, la bacchetta dello scanner deve essere mossa intorno alla bocca con uno schema attento e metodico. Il movimento corretto della bacchetta è importante per ricucire efficacemente le numerose immagini in un modello accurato.

Per i denti superiori, si consiglia di iniziare la scansione dai denti posteriori e di avanzare lentamente. La punta della bacchetta deve seguire la curva dell'arcata, rimanendo a stretto contatto con i denti e leggermente angolata verso il piano occlusale.

Per le arcate inferiori, si utilizza lo stesso schema da posteriore ad anteriore, scansionando il lato linguale dei denti. La bacchetta è invertita, ma viene comunque tenuta con un leggero angolo verso l'occlusione.

Il movimento deve essere lento, fluido e costante, poiché lo scanner acquisisce un flusso costante di immagini. Movimenti bruschi o il sollevamento dello scanner dai denti possono interrompere il processo di scansione.

La bacchetta è come una videocamera, che cattura costantemente fotogrammi da ogni punto di osservazione. La sovrapposizione della scansione da più angolazioni contribuisce a migliorare i dettagli e la precisione. Le aree difficili da raggiungere possono richiedere un posizionamento speciale.

La registrazione del morso richiede di tenere ferma la bacchetta mentre il paziente si chiude in occlusione, per collegare tra loro le arcate dentali superiori e inferiori. La scansione immobile può essere utilizzata anche per piccole aree isolate.

Con la pratica, i modelli di scansione diventano una seconda natura. Anche se il software può compensare le imperfezioni, la tecnica corretta è fondamentale per ottenere impronte digitali più accurate.

Come si usano le polveri e gli agenti opacizzanti con gli scanner intraorali:

Gli scanner intraorali sono dispositivi utilizzati in odontoiatria per acquisire impronte digitali dei denti e delle strutture orali per varie procedure odontoiatriche, come la realizzazione di corone e ponti, la pianificazione del trattamento ortodontico e altro ancora. L'uso di polveri o agenti opacizzanti può migliorare le prestazioni degli scanner intraorali creando contrasto e migliorando il processo di scansione. Ecco come:
 
Molti scanner intraorali si basano sulla proiezione di schemi luminosi sulla superficie dei denti per catturarne i dettagli. Tuttavia, la naturale traslucenza e le proprietà riflettenti dello smalto dentale possono rendere difficile per i sensori dello scanner rilevare accuratamente i modelli di luce.
 
Per migliorare il contrasto e l'efficienza della scansione, spesso viene applicata una polvere fine sui denti prima della scansione. Queste polveri sono progettate per rivestire temporaneamente i denti con uno strato opaco e non riflettente.
 
Le particelle di polvere diffondono la luce proiettata in modo uniforme sulla superficie, eliminando i punti di abbagliamento. Questo crea un'immagine ad alto contrasto che lo scanner può facilmente riconoscere e mappare.
 
Le polveri di biossido di titanio o di ossido di alluminio sono comunemente utilizzate. Possono essere fornite con un soffiatore di polvere integrato nell'asta dello scanner o applicate con un applicatore separato.
 
Dopo la scansione, la polvere viene semplicemente risciacquata o spruzzata con l'aria, senza lasciare residui sui denti.
 
Alcuni scanner intraorali più recenti utilizzano tecnologie alternative come la fluorescenza o l'imaging polarizzato per ottenere il contrasto senza polvere. Tuttavia, molti sistemi beneficiano ancora dell'uso di una polvere opacizzante per ottenere precisione e velocità ottimali.
 
In sintesi, le polveri per scansione sono un modo fondamentale per migliorare l'accuratezza degli scanner intraorali, rivestendo temporaneamente i denti per rendere i dettagli della superficie chiaramente visibili e scansionabili.
 

  • Riduzione della riflettività

Gli scanner intraorali utilizzano la luce per catturare la superficie dei denti e dei tessuti circostanti. La presenza di saliva, sangue o superfici riflettenti può interferire con la precisione della scansione. Per ridurre la riflettività, sui denti vengono applicate polveri o agenti opacizzanti, spesso sotto forma di spray o polvere. In questo modo si crea una superficie più omogenea per l'acquisizione da parte dello scanner.
  • Migliorare i dettagli della superficie
La polvere o l'agente opacizzante aiutano a rivestire la superficie del dente, rendendo più visibili e distinti i dettagli più fini. Ciò è particolarmente importante per catturare le caratteristiche più complesse dei denti, come l'anatomia occlusale, i margini e le irregolarità della superficie. Il miglioramento del contrasto consente allo scanner di cogliere più efficacemente le sottili variazioni della struttura dentale.
  • Miglioramento dell'efficienza di scansione
L'applicazione di una polvere o di un agente opacizzante può rendere più efficiente il processo di scansione, riducendo la necessità di ripetere le scansioni. Il miglioramento del contrasto e del riconoscimento dei dettagli aiuta lo scanner ad acquisire rapidamente e con precisione le informazioni necessarie, facendo risparmiare tempo sia all'odontoiatra che al paziente.
 
  • Comfort del paziente
Alcuni pazienti possono avvertire disagio o un riflesso di vomito durante la scansione intraorale. L'applicazione della polvere può contribuire ad alleviare questi problemi creando una superficie più liscia e riducendo l'attrito tra la punta dello scanner e i denti. Ciò può contribuire a rendere l'esperienza di scansione più confortevole e tollerabile per il paziente.
 
  • 5. Prevenzione dell'appannamento
In alcune situazioni, gli scanner intraorali possono essere soggetti ad appannamento a causa dell'umidità dell'ambiente orale. La polvere agisce come essiccante, assorbendo l'umidità in eccesso e impedendo l'appannamento della superficie dentale. Ciò è particolarmente vantaggioso quando si esegue la scansione in condizioni difficili o quando si ha a che fare con pazienti che producono una quantità eccessiva di saliva.
 
È importante notare che non tutti gli scanner intraorali richiedono l'uso di polveri o agenti opacizzanti. Alcuni scanner moderni sono progettati per funzionare bene senza ausili aggiuntivi. Tuttavia, nei casi in cui le condizioni non sono ottimali o quando è fondamentale migliorare il contrasto e i dettagli, l'uso di questi agenti può essere un valido complemento al processo di scansione. I professionisti del settore dentale devono attenersi alle linee guida e alle raccomandazioni del produttore per l'uso di polveri o agenti opacizzanti con specifici scanner intraorali.
 

Proiezione di luce/laser e cattura della distorsione con i sensori

Gli scanner intraorali utilizzano tecnologie ottiche avanzate, tra cui la proiezione di luce o laser sulle superfici dentali, abbinate a sofisticati sensori, per acquisire impressioni digitali dettagliate della cavità orale. Questo processo prevede la proiezione di luce strutturata o laser sui denti e sulle strutture circostanti e la successiva analisi della distorsione o deformazione di questo modello proiettato per creare un modello digitale tridimensionale. Ecco come funziona questa tecnologia:
 
  • Proiezione di luce

Gli scanner intraorali utilizzano spesso sistemi di proiezione laser o a luce strutturata per illuminare le superfici da scansionare. La luce strutturata prevede la proiezione di un modello di luce noto sulle strutture dentali. Anche i laser, che emettono fasci di luce coerenti e focalizzati, sono comunemente utilizzati.

 
  • Deformazione del modello
Quando la luce proiettata o il modello laser incontra le superfici dei denti, subisce una deformazione basata sui contorni e sulla topografia delle strutture dentali. Il modo in cui il modello di luce si distorce fornisce informazioni sulla forma, la dimensione e l'orientamento spaziale delle superfici scansionate.
 
  • Cattura da parte dei sensori
Il modello luminoso deformato viene catturato da una serie di sensori altamente sensibili integrati nello scanner intraorale. Questi sensori sono progettati per registrare con rapidità e precisione le variazioni del modello proiettato causate dalla geometria delle strutture orali.
 
  • Triangolazione e calcolo della profondità
Lo scanner si basa su un principio noto come triangolazione. Confrontando il modello noto proiettato sulle superfici con il modello deformato catturato dai sensori, il sistema può calcolare le coordinate tridimensionali di numerosi punti sulle superfici dentali. Questo processo viene ripetuto rapidamente e continuamente mentre lo scanner viene spostato all'interno della cavità orale.
 
  • Elaborazione in tempo reale
I dati acquisiti vengono elaborati in tempo reale da potenti algoritmi di calcolo. Questi algoritmi analizzano i modelli di distorsione e generano una rappresentazione digitale tridimensionale estremamente accurata dei denti e dei tessuti molli dell'ambiente orale.
 
  • Creazione di modelli digitali
I dati elaborati vengono quindi utilizzati per costruire un modello digitale dei denti, delle gengive e delle strutture circostanti del paziente. Questo modello digitale può essere manipolato, analizzato e utilizzato per varie applicazioni odontoiatriche, come la progettazione di corone e ponti, la pianificazione del trattamento ortodontico e altro ancora.
 

I vantaggi dell'uso della luce o del laser negli scanner intraorali sono i seguenti:

 

  • Precisione

L'uso della luce strutturata o del laser consente di effettuare scansioni estremamente precise e dettagliate, catturando anche le caratteristiche superficiali più complesse dei denti.
 

  • Velocità

La tecnologia consente una rapida acquisizione dei dati, contribuendo all'efficienza delle procedure di scansione.
 

  • Non invasività

La scansione intraorale con luce o laser non è invasiva e offre ai pazienti un'esperienza più confortevole rispetto ai metodi di impronta tradizionali.
 
  • Feedback in tempo reale
I professionisti del settore dentale possono ricevere un feedback in tempo reale durante il processo di scansione, garantendo l'acquisizione di dati completi.
 
In sintesi, l'integrazione della tecnologia di proiezione della luce e dei sensori negli scanner intraorali rappresenta un approccio all'avanguardia alla presa d'impronta digitale in odontoiatria, che offre una maggiore precisione, efficienza e comfort per il paziente.
 

Generazione di più immagini da diverse angolazioni

 

Gli scanner intraorali generano immagini multiple da diverse angolazioni attraverso un processo noto come imaging multi-view. Questa tecnica prevede l'acquisizione di immagini della cavità orale da diverse prospettive per creare una rappresentazione tridimensionale completa e dettagliata. Ecco una panoramica di come gli scanner intraorali raggiungono questo obiettivo:
 
  • Più telecamere o sorgenti luminose
Gli scanner intraorali sono dotati di più telecamere o sorgenti luminose posizionate strategicamente all'interno del dispositivo di scansione. Queste telecamere o sorgenti luminose sono disposte in modo da acquisire immagini da diverse angolazioni contemporaneamente.
 
  • Proiezione a luce strutturata o laser
Molti scanner intraorali utilizzano sistemi di proiezione a luce strutturata o laser. Questi sistemi proiettano un modello noto di luce o laser sulle superfici da scansionare. La deformazione del modello, come spiegato nella risposta precedente, viene catturata da più telecamere a diverse angolazioni.
 
  • Acquisizione simultanea di immagini
Mentre il modello di luce viene proiettato sui denti e sulle strutture orali, le telecamere catturano i modelli deformati dalle rispettive angolazioni. Questa acquisizione simultanea di immagini è fondamentale per ottenere una visione completa dell'intera cavità orale.
 
  • Allineamento delle coordinate
Il software dello scanner intraorale allinea e fonde le immagini acquisite da diverse angolazioni in una rappresentazione tridimensionale coesa e accurata. Questo processo comporta la corrispondenza dei punti corrispondenti in ogni immagine per creare un modello digitale completo e senza soluzione di continuità.
 
  • Elaborazione in tempo reale
Le immagini acquisite vengono elaborate in tempo reale da potenti algoritmi all'interno dello scanner. Questi algoritmi analizzano le immagini, identificano i punti comuni e utilizzano metodi di triangolazione per determinare le relazioni spaziali e le distanze tra questi punti.
 
  • Scansione continua
Gli scanner intraorali sono progettati per essere spostati continuamente all'interno della cavità orale durante il processo di scansione. Questo movimento, unito all'acquisizione simultanea di immagini da diverse angolazioni, consente un'acquisizione di dati completa e continua.
 
  • Feedback e visualizzazione
Il software spesso fornisce un feedback in tempo reale all'operatore, visualizzando il modello digitale in evoluzione man mano che la scansione procede. Questa funzione consente all'odontoiatra di assicurarsi che tutte le aree necessarie siano adeguatamente scansionate e che i dati siano di alta qualità.
 
I vantaggi della generazione di più immagini da diverse angolazioni includono:
 
  • Copertura completa
L'imaging multivisione garantisce l'acquisizione di tutte le superfici dei denti e delle strutture circostanti, ottenendo un modello digitale più completo.
 
  • Precisione migliorata
Incorporando le informazioni provenienti da diverse prospettive, gli scanner intraorali possono migliorare l'accuratezza dell'impronta digitale finale.
 
  • Efficienza
L'acquisizione simultanea delle immagini e l'elaborazione in tempo reale contribuiscono a rendere più efficiente il processo di scansione, riducendo il tempo necessario per l'acquisizione dei dati.
 
  • Migliore visualizzazione
La possibilità di visualizzare il modello digitale in tempo reale consente all'odontoiatra di identificare e risolvere qualsiasi potenziale problema durante la procedura di scansione.
 
In sintesi, la generazione di immagini multiple da diverse angolazioni è una caratteristica fondamentale degli scanner intraorali, che contribuisce alla loro accuratezza, efficienza e capacità di fornire impronte digitali complete della cavità orale.
 

Conversione di immagini in rendering 3D tramite software

La conversione di immagini 2D in rendering 3D tramite software comporta un processo noto come ricostruzione 3D. Questo processo è comunemente utilizzato in vari campi, tra cui la computer vision, l'imaging medico, la progettazione assistita da computer (CAD) e altri ancora. Ecco una panoramica generale di come si realizza questa conversione:
 
  • Acquisizione di immagini
   - Le immagini iniziali, di solito scattate da diverse prospettive o angolazioni, servono come dati di input per il processo di ricostruzione 3D.
   - Le immagini possono essere acquisite da telecamere, scanner o altri dispositivi di imaging e spesso rappresentano diverse viste dello stesso oggetto o della stessa scena.
 
  • Estrazione delle caratteristiche
   - Il software identifica ed estrae caratteristiche o punti chiave dalle immagini 2D. Queste caratteristiche possono includere angoli, bordi o altri elementi distintivi che possono essere confrontati tra più immagini.
   - L'estrazione delle caratteristiche è essenziale per stabilire le corrispondenze tra punti di immagini diverse, che costituiscono la base per la successiva ricostruzione 3D.
 
  • Corrispondenza
   - Gli algoritmi di corrispondenza vengono impiegati per trovare punti corrispondenti in immagini diverse. Questi algoritmi mirano a stabilire come le caratteristiche di un'immagine siano correlate a quelle di un'altra.
   - Le tecniche comuni per la corrispondenza includono la corrispondenza delle caratteristiche utilizzando descrittori (come SIFT o SURF) o metodi di corrispondenza densa.
 
  • Triangolazione
   - La triangolazione è un processo geometrico che utilizza le informazioni dei punti corrispondenti in più immagini per calcolare le coordinate 3D di tali punti nello spazio.
   - Triangolando i punti corrispondenti, il software determina la profondità o la distanza di ciascun punto dai dispositivi di imaging.
 
  • Ricostruzione della superficie
   - Una volta stabilite le coordinate 3D dei punti, il software può creare una mesh di superficie che rappresenta l'oggetto o la scena.
   - Si possono utilizzare vari algoritmi, come la triangolazione di Delaunay o i cubi di marcia, per generare una maglia che colleghi i punti e formi una superficie continua.
 
  • Mappatura delle texture (opzionale)
   - Se le immagini originali contengono informazioni sulle texture, come il colore o l'intensità, queste informazioni possono essere mappate sul modello 3D per migliorarne il realismo visivo.
   - La mappatura delle texture aiuta a creare un rendering 3D visivamente più dettagliato e realistico.
 
  • Post-elaborazione e perfezionamento
   - È possibile applicare ulteriori fasi di post-elaborazione per perfezionare il modello 3D. Ciò può includere la levigazione della superficie, la riduzione del rumore o il riempimento dei dati mancanti.
 
  • Visualizzazione
   - Il modello 3D finale può essere visualizzato utilizzando un software appropriato. Visualizzazione strumenti consentire agli utenti di interagire ed esplorare la scena o l'oggetto 3D ricostruito.
 

Questo processo è ampiamente utilizzato in varie applicazioni, dalla ricostruzione di modelli 3D di oggetti per la realtà virtuale alla generazione di modelli anatomici da dati di imaging medico. Gli algoritmi e le tecniche specifiche impiegate possono variare in base all'applicazione e alle caratteristiche dei dati in ingresso.

Ricucitura delle immagini in un modello completo.

 

L'unione delle immagini in un modello completo comporta la combinazione di più immagini, spesso sovrapposte o prese da punti di vista diversi, per creare una rappresentazione completa e senza soluzione di continuità di una scena o di un oggetto. Questo processo è comunemente utilizzato nella fotografia panoramica, nell'imaging medico, nella computer vision e in altri campi. Ecco una panoramica generale di come si ottiene lo stitching delle immagini:
 
  • Allineamento delle immagini
   - Prima di eseguire lo stitching, è fondamentale allineare correttamente le immagini. Ciò comporta la regolazione della posizione, della rotazione e della scala di ciascuna immagine per garantire che le caratteristiche corrispondenti corrispondano accuratamente tra più immagini.
   - I metodi basati sulle caratteristiche, come la corrispondenza dei punti chiave o degli angoli, sono spesso utilizzati per un allineamento preciso.
 
  • Corrispondenza delle caratteristiche
   - La corrispondenza delle caratteristiche comporta l'identificazione di punti o modelli distintivi in regioni sovrapposte di immagini adiacenti. Queste caratteristiche fungono da punti di ancoraggio per l'allineamento delle immagini.
   - Le tecniche comuni di corrispondenza delle caratteristiche includono l'uso di descrittori come SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) o SURF (Speeded-Up Robust Features).
 
  • Stima dell'omografia
   - La relazione tra le caratteristiche corrispondenti in due immagini è descritta da una trasformazione matematica chiamata omografia. Questa trasformazione racchiude le traslazioni, le rotazioni e le scalature necessarie per allineare accuratamente le immagini.
   - Algoritmi come RANSAC (Random Sample Consensus) sono spesso utilizzati per stimare l'omografia in modo robusto, soprattutto quando si tratta di valori anomali o di errori nella corrispondenza delle caratteristiche.
 
  • Warping dell'immagine
   - Una volta determinata l'omografia, ogni immagine viene deformata o trasformata per allinearsi all'immagine di riferimento. Ciò comporta l'applicazione della trasformazione calcolata a ogni pixel dell'immagine.
   - I metodi comuni per il warping delle immagini includono l'interpolazione bilineare o tecniche più sofisticate per preservare la qualità dell'immagine.
 
  • Miscelazione
   - La fusione riguarda le aree di transizione tra le immagini cucite, garantendo un risultato omogeneo e visivamente coeso. Le regioni che si sovrappongono vengono spesso mescolate per eliminare le cuciture evidenti.
   - Tecniche come il feathering o la fusione multibanda vengono utilizzate per miscelare gradualmente i valori dei pixel ai confini.
 
  • Ottimizzazione globale (opzionale)
   - In alcuni casi, è possibile applicare una fase di ottimizzazione globale per perfezionare la cucitura considerando l'intero set di immagini contemporaneamente. Ciò contribuisce a migliorare l'allineamento generale e la coerenza del modello ricucito.
 
  • Post-elaborazione
   - Le fasi di post-elaborazione possono includere la correzione del colore, la regolazione del contrasto e la rimozione degli artefatti per migliorare la qualità visiva dell'immagine o del modello cucito.
 
  • Uscita
   - Il modello finale, spesso sotto forma di immagine panoramica o di immagine composita più grande, è il risultato del processo di stitching. Questo modello rappresenta una perfetta integrazione delle immagini in ingresso.
 
Le tecniche di stitching delle immagini possono variare in base ai requisiti specifici dell'applicazione, alle caratteristiche delle immagini in ingresso e al formato di output desiderato. Strumenti software e librerie avanzate, come OpenCV o Adobe Photoshop, spesso forniscono funzionalità per lo stitching delle immagini.
 

Perché gli scanner utilizzano spesso la luce bianca o blu per garantire la precisione?

 

Gli scanner intraorali utilizzano spesso la luce bianca o blu per la precisione, per diversi motivi legati alle proprietà ottiche di queste lunghezze d'onda e alla loro interazione con le superfici dentali. Ecco alcuni dei motivi principali:
 
  • Proprietà di diffusione ottimali
   - La luce bianca e blu ha lunghezze d'onda più corte rispetto agli altri colori, il che le rende ideali per catturare i dettagli più fini. Le lunghezze d'onda più corte determinano migliori proprietà di diffusione, consentendo alla luce di interagire con le caratteristiche superficiali dei denti e dei tessuti molli in modo più efficace.
   - La diffusione della luce aiuta a catturare dettagli intricati della superficie, come l'anatomia di denti, margini e altre strutture importanti.
 
  • Miglioramento della percezione della profondità
   - Le lunghezze d'onda più corte, come quelle dello spettro blu, possono fornire una migliore percezione della profondità. Questo è fondamentale per catturare con precisione la struttura tridimensionale delle superfici dentali.
   - La capacità di percepire accuratamente la profondità è essenziale per creare modelli digitali precisi che riflettano le reali caratteristiche anatomiche del cavo orale.
 
  • Riduzione del riflesso e dell'abbagliamento
   - La luce bianca o blu è meno soggetta a riflessi e abbagliamenti rispetto alle lunghezze d'onda maggiori. I riflessi e i bagliori possono interferire con l'accuratezza della scansione creando luci o ombre indesiderate.
   - Utilizzando una luce con lunghezze d'onda meno soggette a riflessione, gli scanner intraorali possono produrre immagini più chiare e ridurre la probabilità di errori nel processo di scansione.
 
  • Differenziazione del colore
   - La luce bianca comprende un ampio spettro di colori, consentendo una migliore differenziazione dei colori. Ciò può essere importante in odontoiatria, dove è essenziale distinguere le sottili variazioni di colore sulla superficie del dente o identificare le anomalie.
   - La luce blu, in particolare, viene spesso scelta per la sua capacità di aumentare il contrasto tra le superfici scansionate e i tessuti circostanti.
 
  • Minore generazione di calore
   - La luce bianca e blu genera generalmente meno calore rispetto ad altre sorgenti luminose. Questo è un vantaggio quando lo scanner intraorale si trova in prossimità di tessuti orali sensibili. La minimizzazione della generazione di calore contribuisce a garantire il comfort e la sicurezza del paziente durante il processo di scansione.
 
  • Compatibilità con i sensori ottici
   - Gli scanner intraorali utilizzano spesso sensori ottici per catturare la luce riflessa e generare l'impronta digitale. La luce bianca e blu si adatta bene alla sensibilità e alla risposta spettrale di questi sensori ottici, contribuendo a un'acquisizione dei dati accurata e affidabile.
 
  • Considerazioni cliniche
   - La luce bianca e blu è comunemente utilizzata negli studi dentistici e gli scanner intraorali progettati per funzionare con queste sorgenti luminose si allineano alle pratiche cliniche esistenti. Ciò garantisce la compatibilità con i flussi di lavoro e le condizioni di illuminazione degli studi dentistici.
 
Sebbene la luce bianca e blu sia utilizzata di frequente, vale la pena notare che i progressi della tecnologia potrebbero portare allo sviluppo di scanner intraorali che sfruttano lunghezze d'onda diverse o combinazioni di colori per migliorare ulteriormente la precisione e le prestazioni. La scelta della sorgente luminosa è una considerazione critica per la progettazione degli scanner intraorali e i produttori selezionano attentamente le lunghezze d'onda ottimali in base ai loro vantaggi per le applicazioni dentali.
 

Sono state utilizzate telecamere IR e dati di giroscopi/accelerometri.

 
Oltre a utilizzare sorgenti di luce visibile per l'imaging, alcuni scanner intraorali avanzati incorporano tecnologie aggiuntive come telecamere a infrarossi (IR) e sensori come giroscopi e accelerometri per migliorare le loro prestazioni. Ecco come vengono utilizzate queste tecnologie:
 
  • Telecamere IR
   - Le telecamere a infrarossi sono talvolta integrate negli scanner intraorali per acquisire informazioni che vanno oltre quelle visibili all'occhio umano.
   - L'imaging IR può essere particolarmente utile per catturare dettagli o caratteristiche della superficie che potrebbero non essere chiaramente visibili alla luce visibile. Può migliorare l'accuratezza complessiva dell'impronta digitale fornendo dati complementari.
   - L'imaging IR è spesso combinato con i dati della luce visibile per creare una rappresentazione più completa e dettagliata delle strutture orali.
 
  • Dati del giroscopio e dell'accelerometro
   - I giroscopi e gli accelerometri sono dispositivi di rilevamento del movimento che misurano l'orientamento e l'accelerazione dello scanner in tempo reale.
   - Gli scanner intraorali possono utilizzare questi dati per tracciare il movimento e la posizione dello scanner durante il processo di scansione. Queste informazioni sono fondamentali per mappare con precisione la relazione spaziale tra le immagini o le nuvole di punti acquisite.
   - Il tracciamento in tempo reale aiuta il software dello scanner a regolare e allineare dinamicamente i dati acquisiti, garantendo che il modello 3D rappresenti accuratamente l'orientamento e la posizione reali delle superfici scansionate.
 
  • Registrazione dinamica dell'immagine
   - I dati provenienti dai sensori giroscopio e accelerometro possono essere utilizzati per la registrazione dinamica delle immagini. Si tratta di allineare e registrare continuamente le immagini in arrivo in base al movimento e all'orientamento in tempo reale dello scanner.
   - La registrazione dinamica dell'immagine contribuisce alla creazione di un modello 3D preciso e uniforme, anche quando lo scanner viene spostato rapidamente o con traiettorie complesse.
 
  • Riduzione degli artefatti
   - I dati del giroscopio e dell'accelerometro possono contribuire alla riduzione degli artefatti da movimento. Gli artefatti da movimento, causati dal movimento dello scanner durante il processo di scansione, possono influire negativamente sull'accuratezza dell'impronta digitale finale.
   - Compensando il movimento in tempo reale, questi sensori contribuiscono a ridurre gli artefatti, ottenendo una rappresentazione più pulita e accurata delle superfici scansionate.
 
  • Esperienza utente migliorata
   - L'integrazione di giroscopi e accelerometri migliora l'esperienza complessiva dell'utente, fornendo un feedback in tempo reale all'operatore. I professionisti del settore dentale possono monitorare il movimento e l'allineamento dello scanner durante la scansione, assicurandosi che tutte le aree siano adeguatamente coperte.
   - Questo feedback in tempo reale contribuisce a rendere le procedure di scansione più efficienti ed efficaci.
 
La combinazione di imaging a luce visibile, tecnologia a infrarossi e sensori di movimento contribuisce a creare un sistema di scansione intraorale robusto e preciso. Queste tecnologie lavorano in sinergia per acquisire dati 3D precisi delle strutture orali, ridurre gli errori legati al movimento e migliorare l'usabilità complessiva e le prestazioni degli scanner intraorali in ambito clinico.
 

Processo di triangolazione della stereofotogrammetria

 

La stereofotogrammetria è una tecnica utilizzata per ottenere informazioni tridimensionali su oggetti o scene analizzando immagini acquisite da più punti di vista. Il processo prevede la triangolazione, in cui la posizione di un punto nello spazio 3D viene determinata misurando le sue proiezioni su due o più immagini. Ecco una descrizione passo passo del processo di triangolazione stereofotogrammetrica:
 
  • Acquisizione di immagini
   - La stereofotogrammetria inizia con l'acquisizione di almeno due immagini dell'oggetto o della scena da punti di vista diversi. Queste immagini devono sovrapporsi per garantire che le caratteristiche comuni siano visibili in entrambe le viste.
 
  • Calibrazione
   - Prima della triangolazione, i parametri della fotocamera devono essere calibrati. La calibrazione comporta la determinazione dei parametri intrinseci della telecamera, come la lunghezza focale, il punto principale e la distorsione dell'obiettivo. Questa fase è fondamentale per una triangolazione accurata.
 
  • Corrispondenza delle caratteristiche
   - Vengono identificate le caratteristiche corrispondenti nelle immagini sovrapposte. Queste caratteristiche possono includere punti, angoli o altri modelli distintivi che possono essere facilmente abbinati tra le immagini.
   - La corrispondenza delle caratteristiche viene tipicamente eseguita con tecniche di computer vision e a questo scopo vengono comunemente utilizzati algoritmi come SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) o SURF (Speeded-Up Robust Features).
 
  • Geometria epipolare
   - La geometria epipolare descrive la relazione geometrica tra due viste della stessa scena. Definisce le linee epipolari, che sono le linee di intersezione tra i piani dell'immagine e il piano epipolare.
   - La geometria epipolare aiuta a limitare la ricerca dei punti corrispondenti, rendendo più efficiente il processo di corrispondenza.
 
  • Triangolazione
   - La triangolazione è il passaggio chiave della stereofotogrammetria. Dati i punti corrispondenti in due o più immagini e i parametri noti della fotocamera, è possibile calcolare le coordinate 3D di un punto della scena.
   - Il processo di triangolazione prevede l'estensione delle linee dai centri delle telecamere attraverso i punti corrispondenti di ciascuna immagine e la ricerca del punto di intersezione nello spazio 3D. Il punto di intersezione è il punto triangolato.
 
  • Regolazione del fascio (opzionale)
   - La regolazione del fascio è un processo di ottimizzazione che affina i parametri della telecamera e le coordinate 3D contemporaneamente. Questa fase contribuisce a migliorare l'accuratezza complessiva della ricostruzione 3D, riducendo al minimo gli errori nel processo di triangolazione.
 
  • Generazione del modello 3D
   - Una volta completata la triangolazione, si ottiene un insieme denso di punti 3D che rappresentano la superficie dell'oggetto o della scena. Questi punti possono essere ulteriormente elaborati per creare una mesh 3D o una nuvola di punti, fornendo una rappresentazione dettagliata della geometria.
 
  • Mappatura delle texture (opzionale)
   - Se le immagini includono informazioni sui colori, è possibile applicare la mappatura delle texture per proiettare le informazioni sui colori sul modello 3D, migliorandone il realismo visivo.
 
La stereofotogrammetria è ampiamente utilizzata in vari campi, tra cui la fotogrammetria, la computer vision e la ricostruzione 3D. È una tecnica essenziale per applicazioni come la mappatura topografica, la documentazione del patrimonio culturale e la creazione di modelli 3D per ambienti di realtà virtuale o aumentata.
 

Procedura per la calibrazione della bacchetta di scansione prima dell'uso.

 

La calibrazione dell'unità di scansione prima dell'uso è un passo fondamentale per garantire l'accuratezza e l'affidabilità dei dati acquisiti dallo scanner intraorale. La calibrazione compensa eventuali variazioni o distorsioni nelle misurazioni dello scanner, rendendo più precise le scansioni successive. Ecco i passaggi generali per la calibrazione di una bacchetta di scansione:
 
  • Accensione dello scanner
   - Iniziare accendendo lo scanner intraorale e tutto l'hardware associato, come l'unità di imaging o la console di controllo.
 
  • Preparare lo strumento o il target di calibrazione
   - La maggior parte degli scanner intraorali viene fornita con uno strumento o un target di calibrazione. Potrebbe trattarsi di un modello o di un oggetto appositamente progettato con dimensioni note. Assicurarsi che lo strumento di calibrazione sia pulito e privo di detriti che potrebbero influenzare il processo di calibrazione.
 
  • Posizionare lo strumento di calibrazione nel campo visivo
   - Posizionare lo strumento di calibrazione nel campo visivo dello scanner. Assicurarsi che sia ben illuminato e che lo scanner abbia una linea visiva chiara sull'intero strumento di calibrazione.
 
  • Avvio della modalità di calibrazione
   - Accedere alla modalità di calibrazione o alle impostazioni di calibrazione dello scanner. Ciò potrebbe comportare la navigazione nell'interfaccia utente o nel software dello scanner.
 
  • Seguire le istruzioni sullo schermo
   - In genere lo scanner fornisce istruzioni su schermo per guidare l'utente nel processo di calibrazione. Queste possono includere richieste di posizionare lo strumento di calibrazione in posizioni o orientamenti specifici.
 
  • Acquisizione di immagini di calibrazione
   - Durante il processo di calibrazione, lo scanner acquisisce immagini dello strumento di calibrazione da varie angolazioni. L'obiettivo è quello di registrare come l'ottica e i sensori dello scanner percepiscono la geometria nota dell'utensile di calibrazione.
 
  • Analisi e adeguamento
   - Il software dello scanner analizza le immagini di calibrazione acquisite e le confronta con le posizioni e le dimensioni previste dello strumento di calibrazione. Se vengono rilevate discrepanze, il software può apportare modifiche ai parametri interni dello scanner per correggere gli errori.
 
  • Verifica della precisione della calibrazione
   - Al termine del processo di calibrazione, alcuni scanner prevedono una fase di verifica. Questa fase prevede la scansione di uno strumento di verifica o di un oggetto di riferimento noto per garantire che la calibrazione sia avvenuta con successo.
 
  • Risultati della taratura dei documenti
   - È buona norma documentare i risultati della calibrazione, comprese le regolazioni effettuate e i risultati della verifica. Alcuni scanner possono generare automaticamente un rapporto di calibrazione da salvare come riferimento.
 
  • Controlli di calibrazione regolari
    - Controllare e ricalibrare periodicamente lo scanner per mantenere la precisione. La frequenza dei controlli di calibrazione può variare a seconda delle raccomandazioni del produttore, delle modalità di utilizzo e delle condizioni ambientali.
 
  • Garanzia di qualità della calibrazione
    - Alcuni scanner intraorali avanzati includono funzioni integrate di garanzia della qualità. Queste funzioni possono comportare autocontrolli regolari o avvertire l'utente se lo scanner rileva deviazioni dalle prestazioni previste.
 
L'osservanza di questi passaggi consente di garantire una calibrazione accurata dello scanner intraorale prima di ogni utilizzo, contribuendo alla precisione delle impronte digitali e al successo complessivo delle procedure odontoiatriche. Fare sempre riferimento alle linee guida e alla documentazione del produttore per le istruzioni di calibrazione specifiche per il proprio modello di scanner intraorale.
 
 
 

Domande frequenti (FAQ) sul funzionamento degli scanner intraorali:

 

Lo scanner intraorale è un dispositivo utilizzato dai dentisti per acquisire immagini 3D dettagliate dei denti e delle strutture orali del paziente.


Gli scanner intraorali utilizzano una tecnologia ottica avanzata per acquisire migliaia di immagini al secondo durante la scansione dell'interno della bocca del paziente. Queste immagini vengono poi unite per creare un modello 3D preciso.


  • I componenti tipici includono una bacchetta portatile con una fotocamera, una fonte di luce e un software per elaborare le immagini acquisite.


Gli scanner intraorali eliminano la necessità di impronte dentali tradizionali, che possono essere scomode per i pazienti. Inoltre, forniscono modelli digitali altamente precisi per varie procedure dentali, come corone, ponti e allineatori.


Sì, gli scanner intraorali sono sicuri da usare. Sono progettati per essere non invasivi e non emettono radiazioni nocive.


La durata di una scansione può variare a seconda della complessità del caso, ma una scansione tipica richiede solitamente alcuni minuti per essere completata.


Sebbene gli scanner intraorali siano incredibilmente versatili, potrebbero non essere adatti a tutte le procedure odontoiatriche. Il vostro dentista determinerà l'approccio migliore in base alle vostre esigenze specifiche.


La copertura degli scanner intraorali può variare a seconda del piano assicurativo dentale. È meglio verificare con il proprio fornitore la copertura.


Per garantire prestazioni e durata ottimali, gli scanner intraorali devono essere puliti e sottoposti a manutenzione secondo le istruzioni del produttore.


Gli scanner intraorali sono noti per il loro elevato livello di accuratezza, spesso in grado di fornire misurazioni con una precisione di pochi micron.