Så fungerar intraorala skannrar

Så fungerar intraorala skannrar

Princip / Så fungerar intraorala skannrar

Översikt över den grundläggande scanningsprocessen som används av intraorala scanners:

Den grundläggande scanningsprocessen som används av intraorala scanners

Intraorala skannrar använder en handhållen stav som flyttas runt i munnen för att ta bilder av tänderna och omgivande vävnader. Spetsen på skannerstaven innehåller optiska komponenter, t.ex:

vad är intraoral scanner wikipedia

  • En eller flera kameror för att ta bilder
  • Laser, strukturerat ljus eller annan belysningskälla
  • Linser, speglar och sensorer för att mäta distorsioner

När skannerns spets långsamt dras längs tänderna projicerar den ett laser- eller strukturerat ljusmönster på ytorna samtidigt som den snabbt tar bilder. Skanningsprogrammet analyserar de mönsterförvrängningar som sensorerna fångar upp för att kartlägga tändernas konturer och texturer i 3D.

Hundratals eller tusentals bilder tas från lite olika vinklar när scannern rör sig runt munnen. Avancerade bearbetningsalgoritmer analyserar denna bildström för att sammanfoga och blanda bilderna till en sömlös 3D-modell.

Skannerns programvara tar hänsyn till eventuella oregelbundenheter i rörelse eller positionering och använder accelerometer- och gyroskopdata för att rikta in bilderna korrekt. Detta gör att även nybörjare kan få exakta skanningar utan att behöva ha helt stadiga handrörelser.

När skanningsdatafilen är färdigbearbetad kan den exporteras som en öppen STL-fil eller i ett eget filformat. CAD-programvaran gör det sedan möjligt att 3D-modell som kan användas för olika applikationer som att skapa kirurgiska guider, kronor, aligners och mycket mer.

Intraorala skannrar använder en stav för att ta en videoliknande ström av bilder som automatiskt omvandlas av sofistikerad programvara till en detaljerad 3D-modell av den orala anatomin. Detta digitala avtryck kan sedan användas för en mängd olika tandbehandlingar och tandtekniska hjälpmedel.

Grundläggande avsökningsmönster

Grundläggande scanningsmönster som används med intraorala scanners:

För att helt fånga tänderna och den orala anatomin måste scannerstaven flyttas runt i munnen i ett noggrant och metodiskt mönster. Korrekta rörelser är viktiga för att effektivt sammanfoga de många bilderna till en exakt modell.

För övre tänder rekommenderas att du börjar skanna från de posteriora tänderna och långsamt går framåt. Stavens spets ska följa tandbågens kurva, vara i nära kontakt med tänderna och bara vara något vinklad mot ocklusalplanet.

För de nedre bågarna används samma posterior-anterior-mönster och tändernas linguala sida skannas. Staven är inverterad men hålls fortfarande i en liten vinkel mot ocklusalen.

Rörelsen ska vara långsam, jämn och stadig eftersom skannern tar en konstant ström av bilder. Avbrutna rörelser eller om scannern lyfts från tänderna kan störa scanningsprocessen.

Staven är som en videokamera som hela tiden tar bilder från alla vinklar och vrår. Så överlappande skanning från flera vinklar bidrar till att förbättra detaljer och noggrannhet. Svåråtkomliga områden kan kräva särskild positionering.

Bettregistrering innebär att staven hålls stilla medan patienten sluts i ocklusion, för att länka samman de övre och nedre tandbågarna. Rörelsefri scanning kan också användas för små isolerade områden.

Med lite övning blir skanningsmönstret en självklarhet. Programvaran kan kompensera för brister, men rätt teknik är avgörande för de mest exakta digitala avtrycken.

Hur pulver och opacifieringsmedel används med intraorala skannrar:

Intraorala skannrar används inom tandvården för att ta digitala avtryck av tänder och orala strukturer för olika dentala ingrepp, t.ex. tillverkning av kronor och broar, planering av ortodontisk behandling m.m. Användning av pulver eller opacifieringsmedel kan förbättra prestandan hos intraorala skannrar genom att skapa kontrast och förbättra skanningsprocessen. Så här går det till:
Många intraorala skannrar använder sig av ljusmönster som projiceras på tändernas yta för att fånga detaljer. Tandemaljens naturliga genomskinlighet och reflekterande egenskaper kan dock göra det svårt för skannerns sensorer att korrekt detektera ljusmönstren.
För att förbättra kontrasten och scanningseffektiviteten appliceras ofta ett fint pulver på tänderna före scanning. Dessa pulver är utformade för att tillfälligt belägga tänderna med ett opakt, icke-reflekterande skikt.
Pulverpartiklarna sprider det projicerade ljuset jämnt över ytan, vilket eliminerar bländande fläckar. Detta skapar en bild med hög kontrast som skannern enkelt kan känna igen och kartlägga.
Titandioxid- eller aluminiumoxidpulver används ofta. De kan levereras med en integrerad pulverfläkt på scannerstaven eller appliceras med en separat applikator.
Efter skanningen sköljs pulvret enkelt bort eller luftsprayas, så att inga rester lämnas kvar på tänderna.
Vissa nyare intraorala scanners använder alternativa tekniker som fluorescens eller polariserad bildbehandling för att uppnå kontrast utan pulver. Men många system har fortfarande nytta av ett opacifierande pulver för optimal precision och snabbhet.
Sammanfattningsvis är scanningpulver ett viktigt sätt att förbättra noggrannheten hos intraorala scanners genom att tillfälligt belägga tänderna för att göra ytdetaljer tydligt synliga och scannbara.
  • Minska reflektionsförmågan

Intraorala skannrar använder ljus för att avbilda ytan på tänder och omgivande vävnader. Förekomst av saliv, blod eller reflekterande ytor kan störa avläsningens noggrannhet. Pulver eller opacifierande medel, ofta i form av en fin spray eller pulver, appliceras på tänderna för att minska reflektionsförmågan. Detta bidrar till att skapa en mer konsekvent yta för skannern att fånga.
  • Förbättring av ytdetaljer
Pulvret eller opakiseringsmedlet hjälper till att belägga tandytan så att fina detaljer blir mer synliga och distinkta. Detta är särskilt viktigt för att fånga komplicerade egenskaper hos tänderna, såsom ocklusal anatomi, marginaler och ojämnheter i ytan. Den förbättrade kontrasten gör att skannern kan fånga upp subtila variationer i tandstrukturen mer effektivt.
  • Förbättrad skanningseffektivitet
Applicering av ett pulver eller opacifieringsmedel kan göra skanningsprocessen mer effektiv genom att minska behovet av upprepade skanningar. Förbättrad kontrast och detaljigenkänning hjälper skannern att snabbt och exakt fånga den nödvändiga informationen, vilket sparar tid för både tandläkaren och patienten.
  • Komfort för patienten
Vissa patienter kan uppleva obehag eller kräkreflex under intraoral skanning. Applicering av pulver kan hjälpa till att lindra dessa problem genom att skapa en slätare yta och minska friktionen mellan skannerns spets och tänderna. Detta kan bidra till en mer bekväm och uthärdlig skanningsupplevelse för patienten.
  • 5. Förhindrande av dimbildning
I vissa situationer kan intraorala skannrar drabbas av imma på grund av fukt i den orala miljön. Pulvret fungerar som ett torkmedel, absorberar överflödig fukt och förhindrar imma på tandytan. Detta är särskilt fördelaktigt vid scanning under utmanande förhållanden eller vid hantering av patienter som producerar mycket saliv.
Det är viktigt att notera att inte alla intraorala skannrar kräver användning av pulver eller opacifierande medel. Vissa moderna skannrar är utformade för att fungera bra utan ytterligare hjälpmedel. I fall där förhållandena inte är optimala, eller när förbättrad kontrast och detaljrikedom är avgörande, kan användningen av dessa medel vara ett värdefullt komplement till skanningsprocessen. Tandvårdspersonal bör följa tillverkarens riktlinjer och rekommendationer vid användning av pulver eller opacifieringsmedel med specifika intraorala skannrar.

Projicera ljus/lasrar och fånga upp distorsionen med sensorer

Intraorala skannrar använder avancerad optisk teknik, inklusive projicering av ljus eller laser på tandytor, i kombination med sofistikerade sensorer för att ta detaljerade digitala avtryck av munhålan. Processen innebär att strukturerat ljus eller laser projiceras på tänderna och de omgivande strukturerna och att distorsionen eller deformationen av det projicerade mönstret analyseras för att skapa en tredimensionell digital modell. Så här fungerar den här tekniken vanligtvis:
  • Ljusprojektion

Intraorala scanners använder ofta strukturerat ljus eller laserprojektionssystem för att belysa de ytor som scannas. Strukturerat ljus innebär att ett känt ljusmönster projiceras på de dentala strukturerna. Lasrar, som avger koherenta och fokuserade ljusstrålar, används också ofta.

  • Deformation av mönster
När det projicerade ljus- eller lasermönstret träffar tandytorna deformeras det baserat på tandstrukturernas konturer och topografi. Ljusmönstrets förvrängning ger information om de skannade ytornas form, storlek och rumsliga orientering.
  • Upptagning av sensorer
Det deformerade ljusmönstret fångas upp av en uppsättning mycket känsliga sensorer som är integrerade i den intraorala scannern. Dessa sensorer är utformade för att snabbt och exakt registrera de förändringar i det projicerade mönstret som orsakas av de orala strukturernas geometri.
  • Triangulering och djupberäkning
Skannern bygger på en princip som kallas triangulering. Genom att jämföra det kända mönstret som projiceras på ytorna med det deformerade mönstret som fångas upp av sensorerna kan systemet beräkna de tredimensionella koordinaterna för många punkter på tandytorna. Denna process upprepas snabbt och kontinuerligt när skannern flyttas runt i munhålan.
  • Bearbetning i realtid
De insamlade data bearbetas i realtid av kraftfulla beräkningsalgoritmer. Dessa algoritmer analyserar distorsionsmönstren och genererar en mycket exakt tredimensionell digital representation av tänderna och mjukvävnaderna i den orala miljön.
  • Skapande av digitala modeller
De bearbetade data används sedan för att konstruera en digital modell av patientens tänder, tandkött och omgivande strukturer. Den digitala modellen kan manipuleras, analyseras och användas för olika dentala tillämpningar, t.ex. utformning av kronor och broar, planering av tandreglering med mera.

Fördelarna med att använda ljus eller laser i intraorala skannrar är bl.a:

  • Noggrannhet

Användningen av strukturerat ljus eller laser möjliggör mycket noggranna och detaljerade skanningar, som även fångar de mest komplicerade ytdetaljerna på tänderna.
  • Hastighet

Tekniken möjliggör snabb datainsamling och bidrar till effektiva skanningsprocedurer.
  • Icke-invasiv

Intraoral scanning med ljus eller laser är icke-invasiv och ger en bekvämare upplevelse för patienterna jämfört med traditionella avtrycksmetoder.
  • Feedback i realtid
Tandläkarna kan få feedback i realtid under skanningsprocessen, vilket säkerställer att omfattande data samlas in.
Sammanfattningsvis utgör integrationen av ljusprojektion och sensorteknik i intraorala skannrar en banbrytande metod för digital avtryckstagning inom tandvården, som erbjuder förbättrad noggrannhet, effektivitet och patientkomfort.

Generering av flera bilder från olika vinklar

 

Intraorala skannrar genererar flera bilder från olika vinklar genom en process som kallas multi-view imaging. Denna teknik innebär att man tar bilder av munhålan från olika perspektiv för att skapa en omfattande och detaljerad tredimensionell representation. Här är en översikt över hur intraorala skannrar uppnår detta:
  • Flera kameror eller ljuskällor
Intraorala skannrar är utrustade med flera kameror eller ljuskällor som är strategiskt placerade i skanningsenheten. Dessa kameror eller ljuskällor är placerade så att bilder kan tas från olika vinklar samtidigt.
  • Strukturerat ljus eller laserprojektion
Många intraorala scanners använder strukturerat ljus eller laserprojektionssystem. Dessa system projicerar ett känt ljus- eller lasermönster på de ytor som skannas. Mönsterdeformationen, som förklarades i föregående svar, fångas upp av flera kameror i olika vinklar.
  • Simultan bildtagning
När ljusmönstret projiceras på tänderna och de orala strukturerna fångar kamerorna de deformerade mönstren från sina respektive vinklar. Denna samtidiga bildtagning är avgörande för att få en heltäckande bild av hela munhålan.
  • Koordinatinriktning
Den intraorala scannerns programvara justerar och sammanfogar bilderna som tagits från olika vinklar till en sammanhängande och exakt tredimensionell representation. I denna process matchas motsvarande punkter i varje bild för att skapa en sömlös och komplett digital modell.
  • Bearbetning i realtid
De tagna bilderna bearbetas i realtid av kraftfulla algoritmer i skannern. Algoritmerna analyserar bilderna, identifierar gemensamma punkter och använder trianguleringsmetoder för att fastställa de rumsliga förhållandena och avstånden mellan dessa punkter.
  • Kontinuerlig skanning
Intraorala skannrar är konstruerade för att röra sig kontinuerligt genom hela munhålan under skanningsprocessen. Denna rörelse, i kombination med samtidig tagning av bilder från olika vinklar, möjliggör en omfattande och kontinuerlig datainsamling.
  • Feedback och visualisering
Programvaran ger ofta feedback i realtid till operatören och visar den digitala modell som utvecklas i takt med att skanningen fortskrider. Denna funktion gör det möjligt för tandläkaren att säkerställa att alla nödvändiga områden skannas tillräckligt och att data är av hög kvalitet.
Fördelarna med att generera flera bilder från olika vinklar är bl.a:
  • Heltäckande täckning
Multiview-bildtagning säkerställer att alla ytor på tänderna och omgivande strukturer fångas, vilket resulterar i en mer komplett digital modell.
  • Förbättrad noggrannhet
Genom att integrera information från olika perspektiv kan intraorala skannrar förbättra noggrannheten hos det slutliga digitala avtrycket.
  • Effektivitet
Samtidig bildtagning och realtidsbearbetning bidrar till en effektivare scanningsprocess och minskar den tid som krävs för datainsamling.
  • Bättre visualisering
Möjligheten att visualisera den digitala modellen i realtid gör att tandläkaren kan identifiera och åtgärda eventuella problem under skanningsproceduren.
Sammanfattningsvis är genereringen av multipla bilder från olika vinklar en viktig egenskap hos intraorala skannrar, vilket bidrar till deras noggrannhet, effektivitet och förmåga att ge omfattande digitala avtryck av munhålan.

Konvertering av bilder till 3D-rendering med hjälp av programvara

Omvandlingen av 2D-bilder till 3D-rendering med hjälp av programvara innebär en process som kallas 3D-rekonstruktion. Denna process används ofta inom olika områden, t.ex. datorseende, medicinsk bildbehandling, datorstödd design (CAD) och mycket mer. Här följer en allmän översikt över hur denna konvertering vanligtvis går till:
  • Förvärv av bilder
   - Initialbilder, som vanligtvis tas från olika perspektiv eller vinklar, fungerar som indata för 3D-rekonstruktionsprocessen.
   - Bilderna kan tas med kameror, skannrar eller andra bildbehandlingsenheter, och de representerar ofta olika vyer av samma objekt eller scen.
  • Extrahering av särdrag
   - Programvaran identifierar och extraherar nyckelegenskaper eller punkter från 2D-bilderna. Det kan röra sig om hörn, kanter eller andra utmärkande element som kan matchas mellan flera bilder.
   - Extrahering av egenskaper är avgörande för att fastställa korrespondenser mellan punkter i olika bilder, vilket utgör grunden för den efterföljande 3D-rekonstruktionen.
  • Matchning av korrespondens
   - Matchningsalgoritmer används för att hitta motsvarande punkter i olika bilder. Dessa algoritmer syftar till att fastställa hur egenskaper i en bild relaterar till dem i en annan.
   - Vanliga tekniker för korrespondensmatchning inkluderar funktionsmatchning med hjälp av deskriptorer (som SIFT eller SURF) eller metoder för tät matchning.
  • Triangulering
   - Triangulering är en geometrisk process som använder informationen från motsvarande punkter i flera bilder för att beräkna 3D-koordinaterna för dessa punkter i rymden.
   - Genom att triangulera de matchade punkterna fastställer programvaran djupet eller avståndet mellan varje punkt och bildtagningsenheterna.
  • Rekonstruktion av ytor
   - När punkternas 3D-koordinater har fastställts kan programvaran skapa ett ytnät som representerar objektet eller scenen.
   - Olika algoritmer, som Delaunay-triangulering eller marscherande kuber, kan användas för att generera ett nät som förbinder punkterna och bildar en kontinuerlig yta.
  • Texturmappning (valfritt)
   - Om originalbilderna innehåller texturinformation, t.ex. färg eller intensitet, kan denna information mappas på 3D-modellen för att förbättra dess visuella realism.
   - Texturmappning hjälper till att skapa en mer visuellt detaljerad och realistisk 3D-rendering.
  • Efterbearbetning och förfining
   - Ytterligare efterbehandlingssteg kan tillämpas för att förfina 3D-modellen. Det kan handla om att jämna ut ytan, minska brus eller fylla i saknade data.
  • Visualisering
   - Den slutliga 3D-modellen kan visualiseras med hjälp av lämplig programvara. Visualisering verktyg låta användarna interagera med och utforska den rekonstruerade 3D-scenen eller det rekonstruerade 3D-objektet.

Denna process används ofta i olika tillämpningar, från att rekonstruera 3D-modeller av objekt för virtuell verklighet till att generera anatomiska modeller från medicinska bilddata. De specifika algoritmer och tekniker som används kan variera beroende på tillämpningen och egenskaperna hos indata.

Stitching av bilder till en komplett modell.

 

När bilder sätts samman till en komplett modell kombineras flera bilder, ofta överlappande eller tagna från olika synvinklar, för att skapa en sömlös och heltäckande representation av en scen eller ett objekt. Denna process används ofta inom panoramafotografering, medicinsk bildbehandling, datorseende och andra områden. Här är en allmän översikt över hur bildsömnad vanligtvis uppnås:
  • Justering av bilder
   - Innan du sätter ihop bilderna är det viktigt att du justerar dem korrekt. Detta innebär att man justerar position, rotation och skala för varje bild för att säkerställa att motsvarande funktioner matchar exakt över flera bilder.
   - Funktionsbaserade metoder, t.ex. matchning av nyckelpunkter eller hörn, används ofta för exakt justering.
  • Matchning av funktioner
   - Funktionsmatchning innebär att man identifierar distinkta punkter eller mönster i överlappande områden i intilliggande bilder. Dessa särdrag fungerar som ankarpunkter för att anpassa bilderna.
   - Vanliga tekniker för att matcha funktioner är att använda deskriptorer som SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) eller SURF (Speeded-Up Robust Features).
  • Uppskattning av homografi
   - Förhållandet mellan motsvarande funktioner i två bilder beskrivs med en matematisk transformation som kallas homografi. Denna transformation omfattar den translation, rotation och skalning som krävs för att justera bilderna korrekt.
   - Algoritmer som RANSAC (Random Sample Consensus) används ofta för att uppskatta homografin på ett robust sätt, särskilt när det handlar om avvikande värden eller fel i matchningen av funktioner.
  • Förvrängning av bilder
   - När homografin har fastställts förvrängs eller transformeras varje bild för att anpassas till referensbilden. Detta innebär att den beräknade transformationen tillämpas på varje pixel i bilden.
   - Vanliga metoder för bildförvrängning inkluderar bilinjär interpolation eller mer sofistikerade tekniker för att bevara bildkvaliteten.
  • Blandning
   - Blandning behandlar övergångsområdena mellan sammanfogade bilder och säkerställer ett jämnt och visuellt sammanhängande resultat. Överlappande områden blandas ofta för att eliminera synliga sömmar.
   - Tekniker som feathering eller multi-band blending används för att gradvis blanda pixelvärden vid gränserna.
  • Global optimering (valfritt)
   - I vissa fall kan ett globalt optimeringssteg användas för att förfina sammanfogningen genom att ta hänsyn till hela uppsättningen bilder samtidigt. Detta bidrar till att förbättra den övergripande inriktningen och samstämmigheten i den sammanfogade modellen.
  • Efterbearbetning
   - Efterbehandlingen kan omfatta färgkorrigering, kontrastjustering och borttagning av artefakter för att förbättra den visuella kvaliteten på den sydda bilden eller modellen.
  • Produktion
   - Den slutliga sammanfogade modellen, ofta i form av en panoramabild eller en större sammansatt bild, är resultatet av sammanfogningsprocessen. Denna modell representerar en sömlös integration av de ingående bilderna.
Tekniken för att sammanfoga bilder kan variera beroende på applikationens specifika krav, de ingående bildernas egenskaper och det önskade utdataformatet. Avancerade programvaruverktyg och bibliotek, som OpenCV eller Adobe Photoshop, innehåller ofta funktioner för bildsammanfogning.

Varför använder skannrar ofta vitt eller blått ljus för att vara exakta?

 

Intraorala skannrar använder ofta vitt eller blått ljus för att uppnå noggrannhet av flera skäl som har att göra med de optiska egenskaperna hos dessa våglängder och deras interaktion med tandytor. Här är några av de viktigaste orsakerna:
  • Optimala spridningsegenskaper
   - Vitt och blått ljus har kortare våglängder jämfört med andra färger, vilket gör dem idealiska för att fånga fina detaljer. Kortare våglängder ger bättre spridningsegenskaper, vilket gör att ljuset kan interagera med ytorna på tänder och mjukvävnader på ett mer effektivt sätt.
   - Spridningen av ljus hjälper till att fånga intrikata ytdetaljer, såsom tändernas anatomi, marginaler och andra viktiga strukturer.
  • Förbättrad djupuppfattning
   - Kortare våglängder, som de i det blå spektrumet, kan ge bättre djupseende. Detta är avgörande för att korrekt kunna fånga den tredimensionella strukturen hos tandytorna.
   - Förmågan att uppfatta djupet korrekt är avgörande för att skapa exakta digitala modeller som återspeglar de verkliga anatomiska egenskaperna hos munhålan.
  • Minskad reflektion och bländning
   - Vitt eller blått ljus är mindre benäget för reflektioner och bländning jämfört med längre våglängder. Reflektioner och bländning kan störa noggrannheten i scanningen genom att skapa oönskade högdagrar eller skuggor.
   - Genom att använda ljus med våglängder som är mindre känsliga för reflektion kan intraorala skannrar producera tydligare bilder och minska risken för fel i skanningsprocessen.
  • Färgdifferentiering
   - Vitt ljus omfattar ett brett spektrum av färger, vilket möjliggör bättre färgdifferentiering. Detta kan vara viktigt inom tandvården, där det är viktigt att kunna urskilja subtila färgvariationer på tandytan eller identifiera avvikelser.
   - Just blått ljus väljs ofta för att det förstärker kontrasten mellan de scannade ytorna och den omgivande vävnaden.
  • Mindre värmeutveckling
   - Vitt och blått ljus genererar i allmänhet mindre värme jämfört med vissa andra ljuskällor. Detta är en fördel när den intraorala scannern befinner sig i närheten av känsliga vävnader i munnen. Minimerad värmeutveckling bidrar till att säkerställa patientens komfort och säkerhet under skanningsprocessen.
  • Kompatibilitet med optiska sensorer
   - Intraorala scanners använder ofta optiska sensorer för att fånga upp det reflekterade ljuset och generera det digitala avtrycket. Vitt och blått ljus är väl lämpat för dessa optiska sensorers känslighet och spektrala respons, vilket bidrar till korrekt och tillförlitlig datainsamling.
  • Kliniska överväganden
   - Vitt och blått ljus används ofta i dentala kliniska miljöer, och intraorala scanners som är utformade för att fungera med dessa ljuskällor anpassar sig till befintlig klinisk praxis. Detta säkerställer kompatibilitet med etablerade arbetsflöden och ljusförhållanden på tandläkarmottagningar.
Vitt och blått ljus används ofta, men det är värt att notera att tekniska framsteg kan leda till utveckling av intraorala scanners som utnyttjar olika våglängder eller kombinationer av färger för att ytterligare förbättra noggrannhet och prestanda. Valet av ljuskälla är avgörande för utformningen av intraorala skannrar, och tillverkarna väljer noggrant ut de optimala våglängderna baserat på deras fördelar för dentaltillämpningar.

IR-kameror och gyroskop-/accelerometerdata användes.

Förutom att använda synliga ljuskällor för avbildning använder vissa avancerade intraorala scanners ytterligare teknik som infraröda (IR) kameror och sensorer som gyroskop och accelerometrar för att förbättra sin prestanda. Här följer en beskrivning av hur dessa tekniker används:
  • IR-kameror
   - Infraröda kameror integreras ibland i intraorala skannrar för att fånga information utöver vad som är synligt för det mänskliga ögat.
   - IR-avbildning kan vara särskilt användbart för att fånga ytdetaljer eller egenskaper som kanske inte syns lika tydligt med synligt ljus. Det kan förbättra den övergripande noggrannheten i det digitala avtrycket genom att tillhandahålla kompletterande data.
   - IR-bilder kombineras ofta med data från synligt ljus för att skapa en mer omfattande och detaljerad bild av de orala strukturerna.
  • Gyroskop- och accelerometerdata
   - Gyroskop och accelerometrar är rörelseavkännande enheter som mäter scannerns orientering och acceleration i realtid.
   - Intraorala skannrar kan använda dessa data för att spåra skannerns rörelse och position under skanningsprocessen. Denna information är avgörande för en exakt kartläggning av det rumsliga förhållandet mellan de tagna bilderna eller punktmolnen.
   - Realtidsspårning hjälper skannerns programvara att dynamiskt justera och anpassa de insamlade data, vilket säkerställer att 3D-modellen exakt återger den faktiska orienteringen och positionen för de skannade ytorna.
  • Dynamisk bildregistrering
   - Data från gyroskop- och accelerometersensorer kan användas för dynamisk bildregistrering. Detta innebär att de inkommande bilderna kontinuerligt justeras och registreras baserat på skannerns rörelser och orientering i realtid.
   - Dynamisk bildregistrering bidrar till att skapa en sömlös och exakt 3D-modell, även när skannern rör sig snabbt eller i komplexa banor.
  • Reducering av artefakter
   - Gyroskop- och accelerometerdata kan bidra till att minska rörelseartefakter. Rörelseartefakter, som orsakas av scannerns rörelser under scanningsprocessen, kan ha en negativ inverkan på noggrannheten hos det slutliga digitala avtrycket.
   - Genom att kompensera för rörelser i realtid bidrar dessa sensorer till att minska artefakterna, vilket ger en renare och mer exakt återgivning av de skannade ytorna.
  • Förbättrad användarupplevelse
   - Integrering av gyroskop och accelerometrar förbättrar den övergripande användarupplevelsen genom att ge feedback i realtid till operatören. Tandvårdspersonal kan övervaka scannerns rörelser och inriktning under scanningen och se till att alla områden täcks på ett adekvat sätt.
   - Denna feedback i realtid bidrar till mer effektiva och ändamålsenliga skanningsprocedurer.
Kombinationen av bildbehandling med synligt ljus, infraröd teknik och rörelsesensorer bidrar till att skapa ett robust och exakt intraoralt scanningssystem. Dessa tekniker arbetar synergistiskt för att fånga exakta 3D-data av de orala strukturerna, minska fel relaterade till rörelse och förbättra den övergripande användbarheten och prestandan hos intraorala skannrar i kliniska miljöer.

Trianguleringsprocess för stereofotogrammetri

 

Stereofotogrammetri är en teknik som används för att få fram tredimensionell information om objekt eller scener genom att analysera bilder som tagits från flera olika synvinklar. Processen innefattar triangulering, där en punkts position i 3D-rummet bestäms genom att mäta dess projektioner på två eller flera bilder. Här följer en steg-för-steg-beskrivning av stereofotogrammetri och triangulering:
  • Förvärv av bilder
   - Stereofotogrammetri börjar med att man tar minst två bilder av objektet eller scenen från olika synvinklar. Dessa bilder bör överlappa varandra för att säkerställa att gemensamma drag syns i båda vyerna.
  • Kalibrering
   - Före triangulering måste kameraparametrarna kalibreras. Kalibreringen innebär att kamerans inneboende parametrar fastställs, t.ex. brännvidd, huvudpunkt och linsdistorsion. Detta steg är avgörande för en korrekt triangulering.
  • Matchning av funktioner
   - Motsvarande egenskaper i de överlappande bilderna identifieras. Dessa kännetecken kan vara punkter, hörn eller andra distinkta mönster som lätt kan matchas mellan bilderna.
   - Matchning av funktioner görs vanligtvis med hjälp av datorseende, och algoritmer som SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) eller SURF (Speeded-Up Robust Features) används ofta för detta ändamål.
  • Epipolär geometri
   - Epipolär geometri beskriver det geometriska förhållandet mellan två vyer av samma scen. Den definierar de epipolära linjerna, som är skärningslinjerna mellan bildplanen och det epipolära planet.
   - Den epipolära geometrin begränsar sökningen efter motsvarande punkter och gör matchningsprocessen mer effektiv.
  • Triangulering
   - Triangulering är det viktigaste steget i stereofotogrammetri. Med hjälp av motsvarande punkter i två eller flera bilder och de kända kameraparametrarna kan 3D-koordinaterna för en punkt i scenen beräknas.
   - Trianguleringsprocessen innebär att linjer dras från kamerans centrum genom motsvarande punkter i varje bild och att skärningspunkten hittas i 3D-rymden. Skärningspunkten är den triangulerade punkten.
  • Justering av bunt (tillval)
   - Bundle adjustment är en optimeringsprocess som förfinar kameraparametrarna och 3D-koordinaterna samtidigt. Detta steg bidrar till att förbättra den övergripande noggrannheten i 3D-rekonstruktionen genom att minimera fel i trianguleringsprocessen.
  • Generering av 3D-modell
   - När trianguleringen är klar erhålls en tät uppsättning 3D-punkter som representerar objektets eller scenens yta. Dessa punkter kan bearbetas ytterligare för att skapa ett 3D-nät eller punktmoln som ger en detaljerad representation av geometrin.
  • Texturmappning (valfritt)
   - Om bilderna innehåller färginformation kan texturmappning användas för att projicera färginformationen på 3D-modellen, vilket förbättrar dess visuella realism.
Stereofotogrammetri används i stor utsträckning inom olika områden, inklusive fotogrammetri, datorseende och 3D-rekonstruktion. Det är en viktig teknik för tillämpningar som topografisk kartläggning, dokumentation av kulturarv och skapande av 3D-modeller för virtual reality eller augmented reality-miljöer.

Steg för kalibrering av avläsningsstaven före användning.

 

Kalibrering av skanningsstaven före användning är ett viktigt steg för att säkerställa noggrannheten och tillförlitligheten hos de data som registreras av den intraorala skannern. Kalibreringen kompenserar för eventuella variationer eller förvrängningar i skannerns mätningar, vilket gör de efterföljande skanningarna mer exakta. Här följer de allmänna stegen för kalibrering av en skannerstav:
  • Slå på skannern
   - Börja med att slå på den intraorala skannern och all tillhörande hårdvara, t.ex. bildbehandlingsenheten eller kontrollkonsolen.
  • Förbered kalibreringsverktyg eller kalibreringsobjekt
   - De flesta intraorala scanners levereras med ett kalibreringsverktyg eller -mål. Detta kan vara ett specialdesignat mönster eller objekt med kända dimensioner. Se till att kalibreringsverktyget är rent och fritt från skräp som kan påverka kalibreringsprocessen.
  • Placera kalibreringsverktyget i synfältet
   - Placera kalibreringsverktyget inom skannerns synfält. Se till att det är väl belyst och att scannern har fri sikt till hela kalibreringsverktyget.
  • Starta kalibreringsläge
   - Få tillgång till skannerns kalibreringsläge eller kalibreringsinställningar. Detta kan innebära att du måste navigera genom skannerns användargränssnitt eller programvara.
  • Följ instruktionerna på skärmen
   - Skannern ger vanligtvis instruktioner på skärmen för att vägleda dig genom kalibreringsprocessen. Detta kan omfatta uppmaningar att placera kalibreringsverktyget i specifika positioner eller riktningar.
  • Ta kalibreringsbilder
   - Under kalibreringsprocessen tar skannern bilder av kalibreringsverktyget från olika vinklar. Syftet är att registrera hur skannerns optik och sensorer uppfattar kalibreringsverktygets kända geometri.
  • Analys och justering
   - Skannerns programvara analyserar de tagna kalibreringsbilderna och jämför dem med kalibreringsverktygets förväntade positioner och dimensioner. Om några avvikelser upptäcks kan programvaran göra justeringar av skannerns interna parametrar för att korrigera felen.
  • Kontrollera kalibreringsnoggrannheten
   - När kalibreringsprocessen är klar har vissa scanners ett verifieringssteg. Detta innebär att man skannar ett verifieringsverktyg eller ett känt referensobjekt för att säkerställa att kalibreringen har lyckats.
  • Dokumentera kalibreringsresultat
   - Det är god praxis att dokumentera resultaten av kalibreringen, inklusive eventuella justeringar och verifieringsresultat. Vissa scanners kan automatiskt generera en kalibreringsrapport som du kan spara för referens.
  • Regelbundna kalibreringskontroller
    - Kontrollera och kalibrera skannern regelbundet för att bibehålla noggrannheten. Frekvensen för kalibreringskontroller kan variera beroende på tillverkarens rekommendationer, användningsmönster och miljöförhållanden.
  • Kvalitetssäkring av kalibrering
    - Vissa avancerade intraorala skannrar har inbyggda kvalitetssäkringsfunktioner. Dessa funktioner kan innebära regelbundna egenkontroller eller att användaren varnas om skannern upptäcker några avvikelser från förväntad prestanda.
Genom att följa dessa steg kan du säkerställa att den intraorala skannern kalibreras korrekt före varje användning, vilket bidrar till precisionen i de digitala avtrycken och till att tandläkarbesöken blir lyckade. Se alltid tillverkarens riktlinjer och dokumentation för specifika kalibreringsinstruktioner för din intraorala skannermodell.

Vanliga frågor (FAQ) om hur intraorala skannrar fungerar:

En intraoral scanner är en enhet som används av tandläkare för att ta detaljerade 3D-bilder av patientens tänder och orala strukturer.


Intraorala skannrar använder avancerad optisk teknik för att ta tusentals bilder per sekund medan de skannar insidan av patientens mun. Dessa bilder sammanfogas sedan för att skapa en exakt 3D-modell.


  • Typiska komponenter är en handhållen stav med en kamera, en ljuskälla och programvara för att bearbeta de tagna bilderna.