臉部掃描與牙科

為何搞得像出土文物的處理??? 讓我們繼續看下去^^

最近臉掃又試了一台新機，也做了一點測試
今天在花蓮的旅館，難得沒別的事，來寫一下這個主題吧^^

我們從2014年這個計畫看起，白宮會幫每個總統做石膏像，這次，決定來點數位 🙂
從2022年的今天回看，大家應該都很能了解該怎麼做了吧?
沒錯，臉掃+3D列印的組合!

影片中用了兩種不同的技術互補，如圖所示，最後的結果是很不錯的

這麼酷的東西，我們拿來牙科不是超帥的嗎? 沒錯沒錯!
底下是老何2017年的案例，有沒有戴假牙可以看出臉差超多的! 如果能拿來好好研究，應該可以給臨床醫師不少關於lip support的概念。

從當年到現在，老何一直在想，這個技巧能在臨床上幫上什麼忙?
對於治療的過程及結果有什麼幫助? 能帶來什麼革新?
如果我們很簡單來說，就是經由掃描結合治療成果的分析及統計，我們應該可以更準確去預期治療結果。也可以從這些經驗中，去反推驗証治療的方法及考量是否合理及是否需要修正。簡單來來說就是更快速、方便、精確。

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來吧，要了解的話，我們得話說從頭~
首先，還是來了解一下基本的架構吧!
我們經由掃描，可以經由point cloud得到mesh，加上圖像的texture，就是一個看起來有點真的3D model。

Mesh及texture的取得可以是不同來源，對現今牙醫師來說比較熟悉的，例如口掃機裡面也是有取得照像及立體特構的機制。

圖片資訊也很有趣，但使用上還是以立體資訊的mesh為主體，我們就針對"如何取得mesh"來聊一下吧~

在美學之前，臉部印模常用在一些面部的修補，關鍵區可以用custom tray+pvs來印，整體用alginate，外面加石膏來維持整體結構

隨時代進步，數位的技術用在maxillofacial真的是很神奇的! 對於患者的巨大幫助看了每每令人感動! 這裡做的，是把復形物精準的合到患者臉上，儘可能回復外觀及部分功能。

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問題回歸到怎臉掃呢?
幾種方式來看看一起當宅宅吧^^

1，CT資訊重組
底下的圖是本人XD
中間是調整閾值後得到的軟組織，由於是一次性掃描，所以軟硬組織該有的結構都可以同時被記錄，不會有對位上的誤差。最右邊是機台內建的臉部掃描，雖然可以疊合，但還是有一些落差。我們在重建功能時，利用左邊兩個圖的資訊即可，外圍的彩色臉掃是非必要的，參考用。這個方式簡單粗暴，但實用精準，用在正顎手術、顏面部重建很可靠。但別想用來玩什麼微笑設計啦^^

2，Laser triangulation
如圖所示，雷射光打在物體上，ccd感知記錄曲線，最後結合成面，對於會動的人，這樣記錄可能在掃描過程中微動而變形。

3，Structured light
如果你理解了Laser triangulation，那再進一步，我們一次打一個圖像，就可以大幅減少掃描的時間囉! 這個也是最常被運用的方式，依照光的不同，攝影機的數目，固定或手持，可以有很多不同的變化。

因為是最常見的，我們多講一點點，底下是幾款手持式的掃描機，4年多前的資料了，細節可以很不錯，現在市場上有更多選項，強光及需要用"掃描"的方式是主要弱點，看人家歐巴馬被掃時還要閉眼就知道了。主要問題倒也不是閉眼，而是抓不到瞬間的表情，加上手持變因，同一物體不同次掃也可能有些誤差發生。以牙科來說，笑容掃描有一定難度。

如果不手持，我們就要固定機器是吧?
所以發展出如下圖的固定機台，但需要患者轉頭及咬bite來對合牙齒

大家可以看一下上面的影片，臉掃機使用流程的完整解說(不管那個版本，model都很美呀~)
雖然有點小麻煩，但總之是給了一個完整的解決方案，但如果想抓住瞬間笑容，我們非得要用更多鏡頭同時處理，於是乎有了類似下面的設計，要有"人坐進去被一次拍全部“的感覺。

這些解決方案並不是從此以後就過著幸福快樂的日子，而是以有限的成本及校能去做出針對符合臨床需求的部分進行滿足。

例如下圖中，你會比較喜歡右邊的整體品質沒錯吧?(同一位model，不同時期胖瘦的老何)
但如果要問那個檔案比較好用，其實是左邊，因為他有較高牙齒解析度
如果要問哪一個可以拿來做研究比較，其實也是左邊，因為他是一次瞬間抓取
至於是否需要花40倍的錢去買左邊? 有這個需求的人就值得，好用但不完美。