设计和验证一个低成本的3D口腔内扫描仪,使用结构光三角测量和深度学习重建
Ahmed M M Awad1, Ahmed Badway2, Lamiaa ElFadaly3
1Graduate student, Faculty of Engineering, Department of Mechatronics Systems Engineering, October University for Modern Sciences & Arts, Cairo, Egypt.
The Journal of prosthetic dentistry
|September 27, 2025
概括
一个新的,低成本的口腔内扫描仪 (IOS) 原型提供高点云密度,与商业设备可比的准确性,以及可负担的数字牙科的潜力. 这项创新旨在改善资源有限的环境中的可访问性.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 数字牙科数字牙科
- 计算机视觉 计算机视觉
背景情况:
- 口腔内扫描仪 (IOS) 对现代假牙至关重要,提供高分辨率的数字扫描.
- 高成本和复杂性限制了当前IOS技术在服务不足的地区的采用.
研究的目的:
- 设计和验证一个具有成本效益,轻量级的IOS原型.
- 使用深度学习将其性能与商业IOS (TRIOS 3) 进行比较.
主要方法:
- 开发了一种采用CMOS摄像头和结构光投影 (白光/红光激光) 的IOS原型.
- 使用张校准,Canny/SIFT用于特征提取,SfM和主动三角化用于点云生成.
- 采用YOLO-V8用于牙细分和完全卷积网络 (FCN) 进行深度精制.
主要成果:
- 原型实现了0.30 ±0.15 px的平均再投射误差,在商业容忍范围内.
- 产生了311,000个初始网状点的点云,过后产生了270,000个高质量的顶点.
- 深度学习减少了大约20%的表面文物.
结论:
- 低成本的IOS显示点云密度比商业IOS高3倍,准确度相似.
- 这种原型显示出开发负担得起的数字假肢工作流程的前景.
- 计划进行进一步的体内研究,以评估临床适用性.
