在医疗领域使用ATOS Q进行三维扫描

三维计量已在医疗技术领域投入使用。无论是用于生产精准贴合的假肢,还是用于展示身体状况的模型,都有该项技术的参与。其目标是以增强现实等形式生成可在日后的培训中使用的数据。

三维计量已在医疗技术领域投入使用。无论是用于生产精准贴合的假肢,还是用于展示身体状况的模型,都有该项技术的参与。其目标是以增强现实等形式生成可在日后的培训中使用的数据。
因此,以下应用展示了一个躯干模型及其可拆卸器官的完整数字化过程。所有数据均由 ATOS Q在一个坐标系中采集。

首先在躯干上贴一些参考点。然后使用摄影测量相机和软件对这些点的坐标进行高精度测量。接下来,将器官放置到正确的位置,并在每个附加的部位上贴上三个参考标记。
现在拍摄第二组图像,并从这些图像中测量可见的参考点坐标。利用在两次测量中定义的躯干上的参考点将第二组参考点转换到在第一次测量时定义的坐标系中。

图1:无器官的躯干模型
图2:带器官的躯干模型

然后取下器官,使用ATOS Q对每个部位分别进行数字化处理。如果某些部位较ATOS数字化系统所选的测量区域来说非常小,则无需在该部位上增加参考点。将该部位安装在黑色面板上。在面板上围绕该部位放置附加的参考点。 

然后,使用面板上的参考点将不同的视图合并为一个坐标系,对不同视图中的组件进行数字化处理。使用这三个预定义的参考点将数据合并至全局坐标系中。如果需要,可旋转该部位,以便该部位得到全方位覆盖。

图3:数字化肺部(平面着色)

然后取下器官,使用ATOS Q对每个部位分别进行数字化处理。如果某些部位较ATOS数字化系统所选的测量区域来说非常小,则无需在该部位上增加参考点。将该部位安装在黑色面板上。在面板上围绕该部位放置附加的参考点。 

然后,使用面板上的参考点将不同的视图合并为一个坐标系,对不同视图中的组件进行数字化处理。使用这三个预定义的参考点将数据合并至全局坐标系中。如果需要,可旋转该部位,以便该部位得到全方位覆盖。
躯干本身由安装在三脚架上的ATOS Q进行数字化处理,并逐步围绕该部位移动,以便覆盖所有需要数字化处理的区域。利用所应用的参考点自动进行各点云的转换。该方法用于逐步对大型物体进行高精度数字化处理。可在屏幕上看到扫描进度,因此整个扫描过程既简单又直观。

GOM Inspect软件可以对测量数据进行预处理,并以不同的格式输出,以满足应用要求。可生成高密度云、截面图以及细化的STL数据。STL数据通常用于制作RP模型或对数据进行处理。

图4:数字化躯干(平面着色)
图5:带器官的数字化躯干(平面着色)

由于我们采用黑白CCD相机进行数字化处理,因此(5)中的颜色是人为添加的颜色,用于在视觉上区分各个不同的部位。为了能够直观地看到数字化对象的真实颜色,我们将其放置在具有良好照明条件的房间内,并使用彩色数码相机对其进行摄影测量。 

然后照常使用ATOS进行测量,最后将在摄影测量过程中收集的颜色信息投射到数字化处理后的数据上。该方法可使颜色质量以及数字化处理后的数据与该实际部位相对应。

图6:原始颜色的数字化躯干(平面着色)
图7:肺部详图(彩色多边形网格)
颜色信息明确说明了该模型中肺部的详细信息。所采用的技术让我们得以在最佳条件下记录形状和颜色,从而创建出优质的“彩色多边形”网格。
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