Як працюють інтраоральні сканери

Як працюють інтраоральні сканери

 

Принцип роботи інтраоральних сканерів

Огляд основного процесу сканування, що використовується інтраоральними сканерами:

Основний процес сканування, що використовується інтраоральними сканерами

Внутрішньоротові сканери використовують ручну паличку, яку переміщують по ротовій порожнині для отримання зображень зубів і навколишніх тканин. Наконечник сканера містить оптичні компоненти, в тому числі:

що таке інтраоральний сканер вікіпедія

  • Одна або кілька камер для зйомки зображень
  • Лазер, структуроване світло або інше джерело освітлення
  • Лінзи, дзеркала та датчики для вимірювання спотворень

Коли наконечник сканера повільно переміщується вздовж зубів, він проектує лазерний або структурований світловий візерунок на поверхню, одночасно швидко отримуючи зображення. Сканування програмне забезпечення аналізує спотворення малюнка, отримані сенсорами, щоб відобразити контури і текстури зубів у 3D.

Сотні або тисячі знімків робляться під різними кутами, коли сканер рухається навколо рота. Удосконалені алгоритми обробки аналізують ці дані потоку зображень, щоб з'єднати їх у безшовну 3D-модель.

Програмне забезпечення сканера враховує будь-які нерівності в русі або позиціонуванні, використовуючи дані акселерометра і гіроскопа для правильного вирівнювання зображень. Це дозволяє навіть користувачам-початківцям отримувати точні скани без необхідності ідеально стабільних рухів рук.

Після повної обробки файл даних сканування можна експортувати у вигляді відкритого STL-файлу або у власному форматі. Потім програмне забезпечення САПР дозволяє 3D модель для різних застосувань, таких як створення хірургічних напрямних, коронок, елайнерів тощо.

Отже, інтраоральні сканери використовують паличку для зйомки відеопотоку зображень, які автоматично перетворюються складним програмним забезпеченням у детальну 3D-модель анатомії порожнини рота. Цей цифровий відбиток може бути використаний для різноманітних стоматологічних процедур і пристосувань.

Основні схеми сканування

Основні схеми сканування, що використовуються в інтраоральних сканерах:

Щоб повністю зафіксувати зуби і анатомію порожнини рота, сканер необхідно обережно і методично переміщати по ротовій порожнині. Правильний рух сканера важливий для ефективного зшивання багатьох зображень в точну модель.

Для верхніх зубів рекомендується починати сканування з бічних зубів і повільно просуватися вперед. Кінчик палички повинен слідувати за вигином дуги, залишаючись в тісному контакті з зубами і лише під невеликим кутом до оклюзійної площини.

Для нижніх зубних дуг використовується той самий підхід "ззаду-наперед", скануючи язичний бік зубів. Паличка перевернута, але все ще тримається під невеликим кутом до оклюзії.

Рухи повинні бути повільними, плавними і рівномірними, оскільки сканер отримує постійний потік зображень. Різкі рухи або відривання сканера від зубів можуть порушити процес сканування.

Паличка схожа на відеокамеру, яка постійно знімає кадри з усіх точок огляду. Тому сканування, що перекриває один одного з різних кутів, допомагає поліпшити деталізацію і точність. Важкодоступні ділянки можуть потребувати спеціального позиціонування.

Реєстрація прикусу вимагає утримувати паличку нерухомо, поки пацієнт змикається в оклюзії, щоб з'єднати верхню і нижню зубні дуги разом. Сканування без руху також може використовуватися для невеликих ізольованих ділянок.

З практикою шаблони сканування стають другою натурою. Хоча програмне забезпечення може компенсувати недоліки, правильна техніка є ключовим фактором для отримання найточніших цифрових відбитків.

Як використовуються порошки та прозорі речовини з інтраоральними сканерами:

Внутрішньоротові сканери - це пристрої, що використовуються в стоматології для отримання цифрових відбитків зубів і структур ротової порожнини для різних стоматологічних процедур, таких як виготовлення коронок і мостів, планування ортодонтичного лікування тощо. Використання порошків або засобів для помутніння може підвищити продуктивність внутрішньоротових сканерів, створюючи контраст і покращуючи процес сканування. Ось як це відбувається:
 
Багато інтраоральних сканерів покладаються на проектування світлових візерунків на поверхню зубів, щоб зафіксувати деталі. Однак природна прозорість і відбиваючі властивості зубної емалі можуть ускладнити точне виявлення світлових візерунків датчиками сканера.
 
Для покращення контрастності та ефективності сканування перед скануванням на зуби часто наносять дрібнодисперсний порошок. Ці порошки призначені для тимчасового покриття зубів непрозорим, невідбиваючим шаром.
 
Частинки порошку рівномірно розсіюють світло, що проектується, по всій поверхні, усуваючи плями відблисків. Це створює висококонтрастне зображення, яке сканер може легко розпізнати і нанести на карту.
 
Зазвичай використовуються порошки діоксиду титану або оксиду алюмінію. Вони можуть подаватися за допомогою вбудованого порошкового вентилятора на паличці сканера або наноситися за допомогою окремого аплікатора.
 
Після сканування порошок просто змивається або розпилюється повітрям, не залишаючи слідів на зубах.
 
Деякі нові інтраоральні сканери використовують альтернативні технології, такі як флуоресцентне або поляризоване зображення, щоб досягти контрасту без порошку. Але багато систем все ще отримують вигоду від використання порошку для оптимальної точності та швидкості.
 
Отже, скануючі порошки - це ключовий спосіб підвищити точність внутрішньоротових сканерів, тимчасово покриваючи зуби, щоб зробити поверхневі деталі чітко видимими і придатними для сканування.
 

  • Зменшення відбивної здатності

Внутрішньоротові сканери використовують світло для захоплення поверхні зубів і навколишніх тканин. Присутність слини, крові або поверхонь, що відбивають світло, може вплинути на точність сканування. Для зменшення відбивної здатності на зуби наносяться порошкоподібні речовини, часто у вигляді дрібнодисперсного спрею або порошку. Це допомагає створити більш однорідну поверхню для сканера.
  • Покращення деталізації поверхні
Порошок або просвітлювач допомагає покрити поверхню зуба, роблячи дрібні деталі більш помітними та чіткими. Це особливо важливо для фіксації складних особливостей зубів, таких як оклюзійна анатомія, краї та нерівності поверхні. Покращена контрастність дозволяє сканеру ефективніше вловлювати найтонші зміни в структурі зуба.
  • Підвищення ефективності сканування
Нанесення порошку або просвітлювача може зробити процес сканування більш ефективним, зменшуючи потребу в повторних скануваннях. Покращена контрастність і розпізнавання деталей допомагають сканеру швидко і точно фіксувати необхідну інформацію, заощаджуючи час як для стоматолога, так і для пацієнта.
 
  • Комфорт пацієнта
Деякі пацієнти можуть відчувати дискомфорт або блювотний рефлекс під час внутрішньоротового сканування. Застосування порошку може допомогти полегшити ці проблеми, створюючи більш гладку поверхню і зменшуючи тертя між наконечником сканера і зубами. Це може сприяти більш комфортному і терпимому скануванню для пацієнта.
 
  • 5. Запобігання запотіванню
У певних ситуаціях інтраоральні сканери можуть запотівати через вологу в ротовій порожнині. Порошок діє як осушувач, поглинаючи надлишок вологи і запобігаючи запотіванню поверхні зуба. Це особливо корисно при скануванні в складних умовах або при роботі з пацієнтами, які виділяють надмірну кількість слини.
 
Важливо зазначити, що не всі інтраоральні сканери вимагають використання порошку або засобів для помутніння. Деякі сучасні сканери спроектовані таким чином, щоб добре працювати без додаткових допоміжних засобів. Однак у випадках, коли умови неоптимальні, або коли підвищена контрастність і деталізація мають вирішальне значення, використання цих засобів може бути цінним доповненням до процесу сканування. Стоматологи повинні дотримуватися інструкцій та рекомендацій виробника при використанні порошків або засобів для помутніння з певними інтраоральними сканерами.
 

Проектування світла/лазерів і фіксація спотворень за допомогою датчиків

Внутрішньоротові сканери використовують передові оптичні технології, включаючи проекцію світла або лазерів на зубні поверхні, в поєднанні зі складними датчиками для отримання детальних цифрових зліпків ротової порожнини. Цей процес передбачає проектування структурованого світла або лазерів на зуби та навколишні структури, а також подальший аналіз спотворення або деформації цього спроектованого шаблону для створення тривимірної цифрової моделі. Ось як зазвичай працює ця технологія:
 
  • Світлова проекція

Інтраоральні сканери часто використовують структуроване світло або лазерні проекційні системи для освітлення сканованих поверхонь. Структуроване світло передбачає проектування відомого світлового патерну на зубні структури. Також часто використовуються лазери, які випромінюють когерентні та сфокусовані пучки світла.

 
  • Деформація шаблону
Коли спроектований світловий або лазерний шаблон стикається з поверхнями зубів, він зазнає деформації відповідно до контурів і топографії зубних структур. Характер викривлення світлового шаблону дає інформацію про форму, розмір і просторову орієнтацію сканованих поверхонь.
 
  • Захоплення за допомогою датчиків
Деформована світлова картина фіксується набором високочутливих датчиків, інтегрованих в інтраоральний сканер. Ці датчики призначені для швидкої і точної реєстрації змін у проектованому малюнку, викликаних геометрією структур ротової порожнини.
 
  • Тріангуляція та розрахунок глибини
В основі роботи сканера лежить принцип тріангуляції. Порівнюючи відомий шаблон, спроектований на поверхні, з деформованим шаблоном, зафіксованим датчиками, система може обчислити тривимірні координати численних точок на поверхні зубів. Цей процес повторюється швидко і безперервно, коли сканер переміщується по ротовій порожнині.
 
  • Обробка в режимі реального часу
Отримані дані обробляються в режимі реального часу за допомогою потужних обчислювальних алгоритмів. Ці алгоритми аналізують патерни викривлення і генерують високоточне тривимірне цифрове зображення зубів і м'яких тканин у ротовій порожнині.
 
  • Створення цифрових моделей
Оброблені дані потім використовуються для побудови цифрової моделі зубів, ясен і навколишніх структур пацієнта. Цією цифровою моделлю можна маніпулювати, аналізувати та використовувати для різних стоматологічних цілей, таких як проектування коронок і мостів, планування ортодонтичного лікування тощо.
 

Переваги використання світла або лазерів у інтраоральних сканерах полягають у наступному:

 

  • Точність

Використання структурованого світла або лазерів дозволяє отримати високоточне і детальне сканування, фіксуючи навіть складні особливості поверхні зубів.
 

  • Швидкість

Технологія дозволяє швидко збирати дані, що сприяє ефективному скануванню.
 

  • Неінвазивність

Внутрішньоротове сканування за допомогою світла або лазерів є неінвазивним, що забезпечує більш комфортний досвід для пацієнтів у порівнянні з традиційними методами зняття відбитків.
 
  • Зворотній зв'язок у реальному часі
Стоматологи можуть отримувати зворотній зв'язок в режимі реального часу під час процесу сканування, що гарантує отримання вичерпних даних.
 
Таким чином, інтеграція світлової проекції і сенсорної технології в інтраоральних сканерах являє собою передовий підхід до цифрового зняття відбитків в стоматології, пропонуючи підвищену точність, ефективність і комфорт для пацієнта.
 

Створення декількох зображень з різних кутів

 

Інтраоральні сканери генерують кілька зображень з різних кутів за допомогою процесу, відомого як багаторакурсна візуалізація. Ця методика передбачає отримання зображень ротової порожнини з різних точок зору для створення повного і детального тривимірного зображення. Ось огляд того, як інтраоральні сканери досягають цього:
 
  • Кілька камер або джерел світла
Інтраоральні сканери оснащені декількома камерами або джерелами світла, стратегічно розташованими всередині скануючого пристрою. Ці камери або джерела світла розташовані таким чином, щоб захоплювати зображення з різних кутів одночасно.
 
  • Структуроване світло або лазерна проекція
Багато інтраоральних сканерів використовують структуроване світло або лазерні проекційні системи. Ці системи проектують відомий світловий або лазерний шаблон на поверхні, що скануються. Деформація шаблону, як пояснювалося в попередній відповіді, фіксується кількома камерами під різними кутами.
 
  • Одночасне захоплення зображень
Коли світловий візерунок проектується на зуби і структури порожнини рота, камери фіксують деформовані візерунки під відповідними кутами. Таке одночасне захоплення зображення має вирішальне значення для отримання повного уявлення про всю ротову порожнину.
 
  • Вирівнювання координат
Програмне забезпечення інтраорального сканера вирівнює і об'єднує зображення, отримані під різними кутами, в цілісне і точне тривимірне зображення. Цей процес включає в себе зіставлення відповідних точок на кожному зображенні для створення безшовної і повної цифрової моделі.
 
  • Обробка в режимі реального часу
Отримані зображення обробляються в реальному часі за допомогою потужних алгоритмів всередині сканера. Ці алгоритми аналізують зображення, виявляють спільні точки і використовують методи тріангуляції для визначення просторових відносин і відстаней між цими точками.
 
  • Безперервне сканування
Інтраоральні сканери призначені для безперервного переміщення по всій порожнині рота під час процесу сканування. Таке переміщення в поєднанні з одночасним захопленням зображень під різними кутами дозволяє проводити комплексний і безперервний збір даних.
 
  • Зворотній зв'язок та візуалізація
Програмне забезпечення часто надає оператору зворотний зв'язок у режимі реального часу, відображаючи цифрову модель, що змінюється під час сканування. Ця функція дозволяє стоматологу переконатися, що всі необхідні ділянки відскановані належним чином і що дані мають високу якість.
 
Переваги створення декількох зображень з різних кутів включають в себе наступні:
 
  • Комплексне покриття
Багаторакурсна візуалізація забезпечує захоплення всіх поверхонь зубів і навколишніх структур, що призводить до більш повної цифрової моделі.
 
  • Підвищена точність
Включаючи інформацію з різних точок зору, інтраоральні сканери можуть підвищити точність остаточного цифрового відбитка.
 
  • Ефективність
Одночасне захоплення зображення і обробка в реальному часі сприяють більш ефективному процесу сканування, скорочуючи час, необхідний для збору даних.
 
  • Краща візуалізація
Можливість візуалізації цифрової моделі в режимі реального часу дозволяє стоматологу виявити і вирішити будь-які потенційні проблеми під час процедури сканування.
 
Таким чином, генерація декількох зображень під різними кутами є ключовою особливістю інтраоральних сканерів, що сприяє їх точності, ефективності та здатності надавати комплексні цифрові відбитки ротової порожнини.
 

Перетворення зображень у 3D-рендеринг за допомогою програмного забезпечення

Перетворення 2D-зображень у 3D-візуалізацію за допомогою програмного забезпечення включає процес, відомий як 3D-реконструкція. Цей процес широко використовується в різних галузях, включаючи комп'ютерний зір, медичну візуалізацію, автоматизоване проектування (САПР) тощо. Ось загальний огляд того, як зазвичай відбувається це перетворення:
 
  • Отримання зображень
   - Початкові зображення, зазвичай зняті з різних ракурсів або під різними кутами, слугують вхідними даними для процесу 3D-реконструкції.
   - Зображення можуть бути зроблені камерами, сканерами або іншими пристроями для створення зображень, і вони часто представляють різні погляди на один і той самий об'єкт або сцену.
 
  • Вилучення особливостей
   - Програма ідентифікує та витягує ключові особливості або точки з 2D-зображень. Це можуть бути кути, краї або інші характерні елементи, які можна зіставити на кількох зображеннях.
   - Виділення ознак необхідне для встановлення відповідності між точками на різних зображеннях, що є основою для подальшої 3D-реконструкції.
 
  • Відповідність кореспонденції
   - Алгоритми зіставлення використовуються для пошуку відповідних точок на різних зображеннях. Ці алгоритми мають на меті встановити, як об'єкти на одному зображенні співвідносяться з об'єктами на іншому.
   - Поширені методи зіставлення відповідності включають зіставлення ознак за допомогою дескрипторів (наприклад, SIFT або SURF) або методи щільного зіставлення.
 
  • Тріангуляція
   - Тріангуляція - це геометричний процес, який використовує інформацію з відповідних точок на декількох зображеннях для обчислення 3D-координат цих точок у просторі.
   - Тріангулюючи співставлені точки, програма визначає глибину або відстань кожної точки від пристроїв для зйомки.
 
  • Реконструкція поверхні
   - Після визначення 3D-координат точок програма може створити поверхневу сітку, яка представляє об'єкт або сцену.
   - Різні алгоритми, такі як тріангуляція Делоне або маршові кубики, можуть бути використані для створення сітки, що з'єднує точки і формує безперервну поверхню.
 
  • Накладання текстур (необов'язково)
   - Якщо оригінальні зображення містять текстурну інформацію, таку як колір або інтенсивність, цю інформацію можна накласти на 3D-модель, щоб підвищити її візуальну реалістичність.
   - Накладання текстур допомагає створити більш деталізовану та реалістичну 3D-візуалізацію.
 
  • Постобробка та доопрацювання
   - Для вдосконалення 3D-моделі можна застосувати додаткові кроки постобробки. Це може включати згладжування поверхні, зменшення шуму або заповнення відсутніх даних.
 
  • Візуалізація
   - Остаточну 3D-модель можна візуалізувати за допомогою відповідного програмного забезпечення. Візуалізація інструменти дозволяють користувачам взаємодіяти з реконструйованою 3D-сценою або об'єктом та досліджувати його.
 

Цей процес широко використовується в різних додатках, від реконструкції 3D-моделей об'єктів для віртуальної реальності до генерації анатомічних моделей на основі даних медичної візуалізації. Конкретні алгоритми та методи, що використовуються, можуть відрізнятися залежно від застосування та характеристик вхідних даних.

Зшивання зображень у цілісну модель.

 

Зшивання зображень у повну модель передбачає об'єднання декількох зображень, які часто перекриваються або зняті з різних точок зору, для створення цілісного і всебічного представлення сцени або об'єкта. Цей процес широко використовується в панорамній фотографії, медичній візуалізації, комп'ютерному зорі та інших галузях. Ось загальний огляд того, як зазвичай відбувається зшивання зображень:
 
  • Вирівнювання зображення
   - Перед зшиванням важливо правильно вирівняти зображення. Це передбачає регулювання положення, повороту і масштабу кожного зображення, щоб забезпечити точне збіг відповідних об'єктів на кількох зображеннях.
   - Для точного вирівнювання часто використовуються методи, засновані на особливостях, такі як зіставлення ключових точок або кутів.
 
  • Узгодження функцій
   - Зіставлення об'єктів передбачає визначення характерних точок або шаблонів на ділянках перекриття сусідніх зображень. Ці ознаки діють як опорні точки для вирівнювання зображень.
   - Поширені методи зіставлення ознак включають використання дескрипторів, таких як SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) або SURF (Speeded-Up Robust Features).
 
  • Оцінка гомографії
   - Взаємозв'язок між відповідними об'єктами на двох зображеннях описується математичним перетворенням, яке називається гомографією. Це перетворення включає в себе переклад, обертання та масштабування, необхідні для точного вирівнювання зображень.
   - Такі алгоритми, як RANSAC (Random Sample Consensus - консенсус випадкової вибірки), часто використовуються для надійної оцінки гомографії, особливо коли йдеться про викиди або помилки у зіставленні ознак.
 
  • Викривлення зображення
   - Після визначення гомографії кожне зображення викривляється або трансформується для вирівнювання з еталонним зображенням. Це передбачає застосування розрахованого перетворення до кожного пікселя зображення.
   - Поширені методи викривлення зображення включають білінійну інтерполяцію або більш складні методи для збереження якості зображення.
 
  • Змішування
   - Накладання стосується перехідних областей між зшитими зображеннями, забезпечуючи плавний і візуально цілісний результат. Для усунення помітних швів часто змішуються області, що перекриваються.
   - Такі техніки, як розтушовування або багатосмугове змішування, використовуються для поступового змішування значень пікселів на межах.
 
  • Глобальна оптимізація (необов'язково)
   - У деяких випадках можна застосувати крок глобальної оптимізації для покращення зшивання, розглядаючи весь набір зображень одночасно. Це допомагає покращити загальне вирівнювання та когерентність зшитої моделі.
 
  • Пост-обробка
   - Етапи постобробки можуть включати корекцію кольору, регулювання контрастності та видалення артефактів для покращення візуальної якості зшитого зображення або моделі.
 
  • Вихідні дані
   - Фінальна зшита модель, часто у вигляді панорамного зображення або більшого композитного зображення, є результатом процесу зшивання. Ця модель являє собою безшовну інтеграцію вхідних зображень.
 
Методи зшивання зображень можуть відрізнятися залежно від конкретних вимог програми, характеристик вхідних зображень і бажаного вихідного формату. Сучасні програмні інструменти та бібліотеки, такі як OpenCV або Adobe Photoshop, часто надають функції для зшивання зображень.
 

Чому сканери часто використовують біле або синє світло для точності?

 

Інтраоральні сканери часто використовують біле або синє світло для забезпечення точності з кількох причин, пов'язаних з оптичними властивостями цих довжин хвиль та їхньою взаємодією з поверхнею зуба. Ось кілька ключових причин:
 
  • Оптимальні властивості розсіювання
   - Біле та синє світло має меншу довжину хвилі порівняно з іншими кольорами, що робить його ідеальним для фіксації дрібних деталей. Коротша довжина хвиль призводить до кращого розсіювання, що дозволяє світлу ефективніше взаємодіяти з поверхневими особливостями зубів і м'яких тканин.
   - Розсіювання світла допомагає зафіксувати складні деталі поверхні, такі як анатомія зубів, краї та інші важливі структури.
 
  • Покращене сприйняття глибини
   - Коротші довжини хвиль, наприклад, у синьому спектрі, забезпечують краще сприйняття глибини. Це має вирішальне значення для точної передачі тривимірної структури зубних поверхонь.
   - Здатність точно сприймати глибину має важливе значення для створення точних цифрових моделей, які відображають справжні анатомічні особливості ротової порожнини.
 
  • Зменшення віддзеркалення та відблисків
   - Біле або синє світло менш схильне до віддзеркалень і відблисків порівняно з довшими довжинами хвиль. Відбиття і відблиски можуть впливати на точність сканування, створюючи небажані відблиски або тіні.
   - Використовуючи світло з довжиною хвилі, яка менш схильна до відбиття, інтраоральні сканери можуть створювати більш чіткі зображення і знижувати ймовірність помилок в процесі сканування.
 
  • Диференціація кольорів
   - Біле світло охоплює широкий спектр кольорів, що дозволяє краще розрізняти кольори. Це може бути важливим у стоматології, де розрізнення тонких колірних варіацій на поверхні зуба або виявлення аномалій має важливе значення.
   - Синє світло, зокрема, часто вибирають через його здатність посилювати контраст між сканованими поверхнями та навколишніми тканинами.
 
  • Менше вироблення тепла
   - Біле і синє світло, як правило, генерує менше тепла, ніж деякі інші джерела світла. Це є перевагою, коли інтраоральний сканер знаходиться в безпосередній близькості до чутливих тканин порожнини рота. Мінімізація тепловиділення допомагає забезпечити комфорт і безпеку пацієнта під час сканування.
 
  • Сумісність з оптичними датчиками
   - Інтраоральні сканери часто використовують оптичні сенсори для захоплення відбитого світла і створення цифрового відбитка. Біле і синє світло добре підходять для чутливості і спектрального відгуку цих оптичних датчиків, сприяючи точному і надійному збору даних.
 
  • Клінічні міркування
   - Біле і синє світло зазвичай використовується в стоматологічних клініках, а інтраоральні сканери, призначені для роботи з цими джерелами світла, відповідають існуючій клінічній практиці. Це забезпечує сумісність з усталеними робочими процесами та умовами освітлення в стоматологічних кабінетах.
 
Хоча найчастіше використовується біле і синє світло, варто зазначити, що технологічний прогрес може призвести до розробки інтраоральних сканерів, які використовують різні довжини хвиль або комбінації кольорів для подальшого підвищення точності і продуктивності. Вибір джерела світла є критично важливим фактором при проектуванні інтраоральних сканерів, і виробники ретельно підбирають оптимальні довжини хвиль, виходячи з їх переваг для стоматологічного застосування.
 

Використовувалися ІЧ-камери та дані гіроскопа/акселерометра.

 
Деякі сучасні інтраоральні сканери, окрім використання видимих джерел світла для отримання зображень, оснащені додатковими технологіями, такими як інфрачервоні (ІЧ) камери та датчики, такі як гіроскопи та акселерометри, що підвищують їхню ефективність. Ось як використовуються ці технології:
 
  • ІЧ-камери
   - Інфрачервоні камери іноді інтегровані в інтраоральні сканери, щоб отримувати інформацію за межами видимого для людського ока.
   - ІЧ-зображення може бути особливо корисним для фіксації деталей поверхні або особливостей, які не так чітко видно у видимому світлі. Воно може підвищити загальну точність цифрового відбитка, надаючи додаткові дані.
   - ІЧ-зображення часто комбінують з даними у видимому світлі, щоб створити більш повне і детальне уявлення про структури порожнини рота.
 
  • Дані гіроскопа та акселерометра
   - Гіроскопи та акселерометри - це датчики руху, які вимірюють орієнтацію та прискорення сканера в реальному часі.
   - Інтраоральні сканери можуть використовувати ці дані для відстеження руху і положення сканера під час процесу сканування. Ця інформація має вирішальне значення для точного відображення просторового зв'язку між отриманими зображеннями або хмарами точок.
   - Відстеження в реальному часі допомагає програмному забезпеченню сканера динамічно коригувати і вирівнювати отримані дані, гарантуючи, що 3D-модель точно відображає фактичну орієнтацію і положення відсканованих поверхонь.
 
  • Динамічна реєстрація зображень
   - Дані з датчиків гіроскопа та акселерометра можна використовувати для динамічної реєстрації зображень. Це передбачає безперервне вирівнювання та реєстрацію вхідних зображень на основі руху та орієнтації сканера в реальному часі.
   - Динамічна реєстрація зображення сприяє створенню безшовної і точної 3D-моделі навіть при швидкому переміщенні сканера або за складними траєкторіями.
 
  • Зменшення кількості артефактів
   - Дані гіроскопа та акселерометра можуть допомогти зменшити артефакти руху. Артефакти руху, спричинені рухом сканера під час сканування, можуть негативно вплинути на точність кінцевого цифрового відбитка.
   - Компенсуючи рух у реальному часі, ці датчики допомагають зменшити артефакти, що призводить до більш чистого і точного зображення сканованих поверхонь.
 
  • Покращений користувацький досвід
   - Інтеграція гіроскопів і акселерометрів покращує загальний досвід користувача, надаючи оператору зворотний зв'язок в режимі реального часу. Стоматологи можуть контролювати рух і вирівнювання сканера під час сканування, гарантуючи, що всі ділянки будуть належним чином охоплені.
   - Такий зворотний зв'язок у режимі реального часу сприяє підвищенню ефективності та результативності процедур сканування.
 
Поєднання візуалізації у видимому світлі, інфрачервоної технології та датчиків руху допомагає створити надійну і точну систему інтраорального сканування. Ці технології працюють синергетично для отримання точних 3D-даних структур ротової порожнини, зменшення помилок, пов'язаних з рухом, і підвищення загальної зручності використання та продуктивності інтраоральних сканерів у клінічних умовах.
 

Процес тріангуляції стереофотограмметрії

 

Стереофотограмметрія - це метод, який використовується для отримання тривимірної інформації про об'єкти або сцени шляхом аналізу зображень, знятих з різних точок зору. Процес включає в себе тріангуляцію, де положення точки в тривимірному просторі визначається шляхом вимірювання її проекцій на два або більше зображень. Ось покроковий опис процесу стереофотограмметричної тріангуляції:
 
  • Отримання зображень
   - Стереофотограмметрія починається з отримання принаймні двох зображень об'єкта або сцени з різних точок зору. Ці зображення повинні накладатися один на одного, щоб на обох знімках було видно спільні риси.
 
  • Калібрування
   - Перед тріангуляцією параметри камери необхідно відкалібрувати. Калібрування передбачає визначення внутрішніх параметрів камери, таких як фокусна відстань, головна точка і спотворення об'єктива. Цей крок має вирішальне значення для точної тріангуляції.
 
  • Узгодження функцій
   - Виявляються відповідні об'єкти на зображеннях, що перекриваються. Це можуть бути точки, кути або інші характерні об'єкти, які можна легко зіставити між зображеннями.
   - Зіставлення ознак зазвичай виконується за допомогою методів комп'ютерного зору, і для цього зазвичай використовуються такі алгоритми, як SIFT (Scale-Invariant Feature Transform) або SURF (Speeded-Up Robust Features - прискорені робастні ознаки).
 
  • Епіполярна геометрія
   - Епіполярна геометрія описує геометричне співвідношення між двома видами однієї і тієї ж сцени. Вона визначає епіполярні лінії, які є лініями перетину між площинами зображення та епіполярною площиною.
   - Епіполярна геометрія допомагає обмежити пошук відповідних точок, роблячи процес зіставлення більш ефективним.
 
  • Тріангуляція
   - Тріангуляція - ключовий крок у стереофотограмметрії. Маючи відповідні точки на двох або більше зображеннях і відомі параметри камери, можна обчислити 3D-координати точки в сцені.
   - Процес тріангуляції полягає у проведенні ліній від центрів камер через відповідні точки на кожному зображенні та знаходженні точки перетину в 3D-просторі. Точка перетину і є точкою тріангуляції.
 
  • Налаштування пакета (необов'язково)
   - Налаштування пачки - це процес оптимізації, який одночасно уточнює параметри камери та 3D-координати. Цей крок допомагає підвищити загальну точність 3D-реконструкції, мінімізуючи помилки в процесі тріангуляції.
 
  • Створення 3D-моделі
   - Після завершення тріангуляції отримується щільний набір 3D-точок, що представляють поверхню об'єкта або сцени. Ці точки можуть бути додатково оброблені для створення 3D-сітки або хмари точок, що забезпечує детальне представлення геометрії.
 
  • Накладання текстур (необов'язково)
   - Якщо зображення містять інформацію про колір, можна застосувати текстурне мапування, щоб спроектувати інформацію про колір на 3D-модель, підвищуючи її візуальну реалістичність.
 
Стереофотограмметрія широко використовується в різних галузях, включаючи фотограмметрію, комп'ютерний зір і 3D-реконструкцію. Це важливий метод для таких застосувань, як топографічне картографування, документація культурної спадщини та створення 3D-моделей для середовищ віртуальної або доповненої реальності.
 

Етапи калібрування скануючої палички перед використанням.

 

Калібрування скануючої палички перед використанням є важливим кроком у забезпеченні точності та надійності даних, отриманих інтраоральним сканером. Калібрування компенсує будь-які відхилення або спотворення у вимірах сканера, роблячи наступні сканування більш точними. Нижче наведено загальні кроки для калібрування скануючої палички:
 
  • Увімкніть сканер
   - Почніть з увімкнення інтраорального сканера та пов'язаного з ним обладнання, такого як блок візуалізації або консоль управління.
 
  • Підготуйте інструмент для калібрування або мішень
   - Більшість інтраоральних сканерів постачаються з калібрувальним інструментом або мішенню. Це може бути спеціально розроблений шаблон або об'єкт з відомими розмірами. Переконайтеся, що інструмент для калібрування чистий і не містить сміття, яке може вплинути на процес калібрування.
 
  • Помістіть інструмент калібрування в поле зору
   - Розмістіть інструмент для калібрування в полі зору сканера. Переконайтеся, що він добре освітлений і що сканер має пряму видимість на весь інструмент для калібрування.
 
  • Запустити режим калібрування
   - Доступ до режиму калібрування або налаштувань калібрування сканера. Для цього може знадобитися навігація через інтерфейс користувача або програмне забезпечення сканера.
 
  • Дотримуйтесь інструкцій на екрані
   - Зазвичай сканер надає інструкції на екрані, щоб допомогти вам у процесі калібрування. Вони можуть містити підказки щодо розміщення калібрувального інструменту в певному положенні або орієнтації.
 
  • Створення калібрувальних зображень
   - Під час процесу калібрування сканер робить знімки калібрувального інструменту під різними кутами. Мета полягає в тому, щоб записати, як оптика і датчики сканера сприймають відому геометрію калібрувального інструменту.
 
  • Аналіз та коригування
   - Програмне забезпечення сканера аналізує отримані калібрувальні зображення і порівнює їх з очікуваними положеннями і розмірами калібрувального інструменту. Якщо виявлено будь-які розбіжності, програмне забезпечення може внести корективи у внутрішні параметри сканера, щоб виправити помилки.
 
  • Перевірка точності калібрування
   - Після завершення процесу калібрування деякі сканери передбачають етап верифікації. Він передбачає сканування інструменту перевірки або відомого еталонного об'єкта, щоб переконатися, що калібрування пройшло успішно.
 
  • Результати калібрування документів
   - Належною практикою є документування результатів калібрування, включно з будь-якими зробленими коригуваннями та результатами перевірки. Деякі сканери можуть автоматично створювати звіт про калібрування, який можна зберегти для довідки.
 
  • Регулярні перевірки калібрування
    - Періодично перевіряйте та повторно калібруйте сканер, щоб підтримувати його точність. Частота перевірок калібрування може змінюватися залежно від рекомендацій виробника, особливостей використання та умов навколишнього середовища.
 
  • Забезпечення якості калібрування
    - Деякі сучасні інтраоральні сканери мають вбудовані функції забезпечення якості. Ці функції можуть включати регулярні самоперевірки або сповіщення користувача, якщо сканер виявляє будь-які відхилення від очікуваних показників.
 
Виконання цих кроків допоможе забезпечити точне калібрування інтраорального сканера перед кожним використанням, що сприятиме точності цифрових відбитків і загальному успіху стоматологічних процедур. Завжди звертайтеся до інструкцій та документації виробника для отримання конкретних інструкцій з калібрування для вашої моделі інтраорального сканера.
 
 
 

Поширені запитання про те, як працюють інтраоральні сканери:

 

Внутрішньоротовий сканер - це пристрій, який використовується стоматологами для отримання детальних 3D-зображень зубів і структур ротової порожнини пацієнта.


Інтраоральні сканери використовують передові оптичні технології для отримання тисяч зображень в секунду під час сканування внутрішньої частини рота пацієнта. Потім ці зображення зшиваються разом для створення точної 3D-моделі.


  • Типові компоненти включають ручну паличку з камерою, джерело світла та програмне забезпечення для обробки отриманих зображень.


Внутрішньоротові сканери усувають необхідність у традиційних зліпках зубів, які можуть бути незручними для пацієнтів. Вони також надають високоточні цифрові моделі для різних стоматологічних процедур, таких як коронки, мости та елайнери.


Так, інтраоральні сканери безпечні у використанні. Вони розроблені таким чином, щоб бути неінвазивними і не випромінюють шкідливого випромінювання.


Тривалість сканування може варіюватися в залежності від складності випадку, але типове сканування зазвичай займає кілька хвилин.


Хоча інтраоральні сканери неймовірно універсальні, вони можуть підходити не для кожної стоматологічної процедури. Ваш стоматолог визначить найкращий підхід на основі ваших конкретних потреб.


Покриття внутрішньоротових сканерів може відрізнятися залежно від вашого плану стоматологічного страхування. Найкраще проконсультуватися зі своїм лікарем, щоб визначити покриття.


Інтраоральні сканери слід належним чином очищати та обслуговувати відповідно до інструкцій виробника, щоб забезпечити оптимальну продуктивність і довговічність.


Інтраоральні сканери відомі своїм високим рівнем точності, часто забезпечуючи вимірювання з точністю до мікронів.