Dziś, optyczna metrologia 3D uznawana jest za jedną z największych technologicznych przewag w procesach produkcji i kontroli jakości. Skanowanie 3D odgrywa jednak ważną rolę także w medycynie, gdzie wykorzystywane jest w protetyce, analizie implantów jak i w technice kryminalnej. W dzisiejszym artykule opowiemy szerzej o aplikacji, polegającej na cyfryzacji modelu ludzkiego tułowia z wykorzystaniem systemów pomiarowych GOM – ATOS. Skanowanie 3D umożliwia szybką i łatwą reprodukcję modeli anatomicznych.

Digitalizacja modelu tułowia – skanowanie 3D

Do aplikacji wykorzystujemy model ludzkiego tułowia 3B Scientific, charakteryzujący się niezwykle szczegółowym odwzorowaniem struktur anatomicznych człowieka. Sam proces skanowania 3D rozpoczynamy od rozmieszczenia na obiekcie markerów, których współrzędne zarejestrujemy za pomocą kamery fotogrametrycznej. Dzięki punktom pomiarowym (markerom) oraz funkcji pomiarów w kilku seriach pomiarowych możemy otrzymać pełny model poszczególnych organów w jednym układzie współrzędnych. Poszczególne organy są skanowane osobno a następnie transformowane do jednego, globalnego układu współrzędnych.

Niezwykle wysoka dokładność pomiaru – skaner 3D serii ATOS 

W trosce o najwyższą precyzję danych, każdy narząd zostaje indywidualnie zdigitalizowany za pomocą wszechstronnego systemu ATOS Q.  Dzięki wysokiej rozdzielczości pomiaru systemem ATOS Q oraz wymiennym obszarom pomiarowym otrzymujemy wysokiej jakości i precyzyjne dane.

Do cyfryzacji tułowia wykorzystywana jest głowica ATOS, zamontowana na mobilnym statywie. Ruch wokół części umożliwia zdobycie danych całego obiekty i zarejestrowanie wszystkich potrzebnych powierzchni. Dzięki obecności punktów referencyjnych, poszczególne chmury punktów ulegają automatycznej transformacji. Metoda “krok po kroku” umożliwia pomiar dużych obiektów z zachowaniem wysokiej dokładności. Postęp skanowania 3D na każdym jego etapie możemy obserwować na ekranie, co sprawia, że nasza praca staje się nie tylko prostsza, ale zdecydowanie bardziej intuicyjna.

Zintegrowane z systemem ATOS oprogramowanie umożliwia wstępne przetworzenie oraz zapisanie danych w kilku różnych formatach. Z łatwością możemy generować chmury punktów o dużej gęstości, poszczególne fragmenty, a także dane w postaci modeli STL. To za pomocą tych ostatnich możliwe jest przeniesienie modelu 3D do druku 3D oraz frezowanie.

Do uzyskania rzeczywistego koloru digitalizowanego obiektu należy użyć dowolnej kolorowej kamery cyfrowej, dzięki oprogramowaniu istnieje możliwość nałożenia rzeczywistych kolorów uzyskanych ze zdjęcia na siatkę STL.

Skanowanie 3D, a medycyna 

Przedstawiona aplikacja to tylko jedno z wielu zastosowań pomiarów 3D w obszarze medycyny. Dziś optyczne systemy pomiarowe GOM wykorzystywane są w sektorach medycznych takich jak ortodoncja czy protetyka. Systemy ATOS są źródłem niezwykle dokładnych i precyzyjnych danych, umożliwiających zaprojektowanie aparatów dentystycznych oraz zaplanowanie skutecznego planu leczenia ortodontycznego. Skanowanie 3D znajduje swoje zastosowanie także w analizie więzadeł, ścięgien, protez i kości w postaci testów obciążeniowych, naprężeniowych i wytrzymałościowych.