Precisione, Risoluzione. Si tratta di parametri che fanno riferimento alla qualità delle scansioni e dei modelli 3D derivati dallo scanner. Sono analoghi sia per gli scanner extraorali sia per gli scanner intraorali.
Accuratezza: quanto la media delle misurazioni si avvicini alla realtà. Uno scanner desktop deve, infatti,essere in grado di rilevare ogni dettaglio dell’oggetto scansionato e permettere l’elaborazione di un modello 3D virtuale simile al reale. Per poterla misurare è necessario fare riferimento ad una misurazione certa, cioè con margine di errore tendente a zero. Ad esempio, se uno scanner dichiara un’accuratezza di 0.02 mm, ciò indica che in ogni punto della nostra scansione potrebbe esserci un errore di posizione, appunto, di 0.02 mm. Si stratta dell’errore intrinseco dello scanner, che risulta compatibile con ciò che si deve fare e consente allo specialista di svolgere il lavoro.
Precisione:la capacità dello scanner di garantire un risultato ripetibile durante le diverse misurazioni dello stesso oggetto. La costante di ripetibilità del risultato è fondamentale poiché diverse misurazioni dello stesso oggetto devono necessariamente essere sovrapponibili e discostarsi tra loro in maniera minima. Per misurare la precisione di uno scanner extraorale non è necessaria una misurazione di riferimento ottenuta con strumento industriale,ma è sufficiente ripetere più volte la scansione dello stesso oggetto.
Risoluzione: è la sensibilità dello strumento, ovvero la minima differenza (dimensione più piccola) che lo scanner può effettivamente rilevare. Per esempio, se la risoluzione di acquisizione dello scanner è di 0.02 e nel nostro oggetto ci sono dettagli di dimensioni inferiori a questo valore, lo scanner non sarà in grado di rilevarli. La risoluzione di acquisizione di uno scanner dipende generally da telecamere molto potenti.
Norma ISO. Nel 2013 è stata introdotta una norma ISO a valutazione dei sistemi di scansione da laboratorio. Grazie all’acquisizione di due oggetti geometrici definiti, consente la definizione di un range standard per gli scanner da laboratorio. Precisamente UNI EN ISO 12836:2013 Titolo: Odontoiatria - Dispositivi di digitalizzazione per sistemi CAD/CAM per restaurazioni dentali - Metodi di prova per la valutazione dell’accuratezza.
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Software di elaborazione e telecamere. Di primaria importanza è il software di scansione 3D abbinato allo scanner poiché da esso dipende l’elaborazione delle mesh. Sarebbe del tutto inutile possedere uno scanner con potentissime telecamere, ma con un software di elaborazione scadente. Infatti l’eccellente acquisizione verrebbe vanificata al momento dell’elaborazione delle mesh.
Il software elabora operazioni di smoothing per permette di effettuare in modo automatico chiusura di eventuali fori e diminuzione del rumore. La grande differenza è data però dal numero di funzioni operative che il software effettivamente possiede e dal grado di libertà che lascia all’operatore nell’esecuzione di tutta una serie di modifiche manuali. Inoltre all’interno degli scanner sono presenti telecamere,ogni anno più potenti e con un numero sempre maggiore di pixel che rendono le scansioni sempre più definite.
Gli scanner sono sensibili a variazioni di temperatura, necessitano di costante calibrazione (soprattutto se spostati) e le ottiche e il proiettore devono essere pulite spesso(per evitare interferenze nella rilevazione dell‘immagine). Costi Ultimo parametro da considerare è senza dubbio il costo, nonostante catalogare gli scanner da banco in base al costo sia difficile. Infatti, alcuni sono legati in modo indissolubile ad uno specifico software di CAD protesico, altri sono abbinati a diversi tipi di CAD (spesso modulari, ossia formati da moduli aggiuntivi che fanno lievitare il prezzo). Altri ancora sono venduti separatamente (senza CAD). In ogni caso, al costo di acquisto del solo scanner (o dello scanner insieme a CAD protesico) possono aggiungersi i costi delle royalties per l’aggiornamento annuale e l’assistenza.
Scegliere consapevolmente gli scanner. In conclusione, farsi influenzare da pubblicità e da proposte commerciali è forviante e spesso controproducente per l’odontotecnico. E’ invece opportuno che la scelta dello scanner desktop sia dettata da una valutazione consapevole delle proprie esigenze e dai dettagli tecnici della macchina. È pertanto necessario che l’odontotecnico prenda in esame tutta una serie di parametri e caratteristiche tecniche prima dell’acquisto, altrimenti il rischio di fare una scelta sbagliata potrebbe rivelarsi concreto. L‘improvvisazione non è una prerogativa accettabile per questa tecnologia che,invece,necessita di solide basi e preparazione teorica. Occorre quindi studiare come guidare queste macchine e non farsi guidare dalle stesse. L’utilizzo delle fasi di scansione “automatizzate” è limitante, mentre con l’implementazione manuale delle stesse è possibile migliorare e velocizzare il lavoro oltre a preparare ad importare le scansioni da scanner intraorali. Di fatto, come per i programmi dei forni da ceramica, anche gli scanner ,possono essere “personalizzati”. Ciò permette di raggiungere risultati che neanche chi ha progettato queste macchine immaginava potessero mai essere ottenuti. Difatti come spesso è accaduto nel passato, la preparazione tecnica e le intuizioni dell’odontotecnico fanno la differenza.
In Scansione 3D, l’accuratezza si riferisce al grado di vicinanza tra i valori misurati e i loro veri valori, mentre la risoluzione è la chiarezza con cui è possibile visualizzare le immagini. Entrambi sono indicatori critici nella scansione 3D, ma i loro concetti e metodi di misurazione possono variare a seconda del tipo di scanner.
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L’accuratezza degli scanner 3D è influenzata da molteplici fattori, tra cui il tipo di scanner, tecnologia e la natura dell’oggetto scansionato. Quando si sceglie uno scanner adatto alle tue esigenze, questi fattori devono essere considerati. Invece di confrontare esclusivamente i dati di accuratezza tra diversi tipi di scanner, è più importante determinare se possono soddisfare i requisiti specifici e i risultati previsti. Nella scansione 3D, l’accuratezza è in genere divisa in precisione a scansione singola e accuratezza del volume.
Precisione singola - scansione. L’accuratezza di scansione singola è un criterio primario per la valutazione dell’accuratezza della misurazione degli scanner 3D, riflettendo direttamente l’accuratezza dei risultati della misurazione durante un singolo processo di scansione. Ciò è particolarmente cruciale per le applicazioni che richiedono misurazioni precise di piccoli oggetti o acquisizione rapida dei dati entro un breve periodo di tempo.
Precisione del volume. Tuttavia, per oggetti o applicazioni più grandi che richiedono misurazioni accurate su un intervallo più ampio, come automobili, edifici, ecc., La precisione del volume diventa più critica. L’accuratezza del volume considera le dimensioni e la forma dell’intero oggetto scansionato, fornendo una valutazione più completa dell’accuratezza dei dati.
Nelle specifiche, l’accuratezza del volume è in genere rappresentata sotto forma di valori come 0,05 mm + 0,15 mm/m, indicando che quando la distanza aumenta durante la scansione di oggetti grandi, l’accuratezza per metro può aumentare di 0,15 mm.
In applicazioni pratiche, l’accuratezza singola - scansione e l’accuratezza del volume spesso si completano a vicenda. Uno scanner 3D può eccellere nell’accuratezza di scansione singola, ma può verificare una diminuzione dell’accuratezza del volume durante la scansione di oggetti di grandi dimensioni. Pertanto, considerando entrambe queste metriche olisticamente è la chiave per selezionare lo scanner 3D appropriato.
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Fattori che influenzano l’accuratezza degli scanner 3D. Tipo di superficie e riflettività. Le superfici che riflettono o rifrangono la luce, come superfici lucenti o riflettenti, possono influire sull’accurata cattura dei dati. Alcuni scanner impiegano tecniche specializzate per superare queste sfide, ma è inoltre necessaria la considerazione delle proprietà di superficie.
Tecniche e parametri di scansione. Diverse tecniche di scansione e impostazioni dei parametri possono anche influenzare i risultati della scansione. Ad esempio, gli scanner che usano Scansione laser La tecnologia può funzionare meglio quando si tratta di superfici trasparenti o riflettenti, mentre luce strutturata La tecnologia può essere più efficace nel catturare superfici con trame ricche. Inoltre, impostazioni come la velocità di scansione, il tempo di esposizione e la densità di campionamento possono influire sulla precisione.
Fattori ambientali. Fattori come le condizioni di illuminazione, la temperatura e l’umidità nell’ambiente di scansione possono anche influire sui risultati della scansione. L’illuminazione insufficiente o eccessiva può comportare una riduzione della qualità dell’immagine, mentre i cambiamenti di temperatura e umidità possono influire sulla stabilità e l’accuratezza dello scanner. Considerando vari fattori e implementando misure appropriate, la qualità e l’accuratezza dei risultati della scansione possono essere massimizzate per soddisfare i requisiti di diverse applicazioni.
Vale la pena investire in uno scanner 3D? Vale la pena investire in uno scanner 3D dipende dalle tue esigenze specifiche e dalle applicazioni previste. Ecco alcuni fattori da considerare quando si decide se ne vale la pena uno scanner 3D: Applicazione, Precisione, Costo, Facilità d’uso. Se si utilizza frequentemente uno scanner 3D per scopi professionali, potrebbe essere un investimento ragionevole. Altrimenti, se hai bisogno di servizi di scansione 3D solo per progetti di un - tempo, considera di assumere un servizio di scansione 3D esterno.
Per ottenere i migliori risultati, hai bisogno di un'azienda con ampie conoscenze e competenze per fornire uno scanner 3D ad alta risoluzione che soddisfi le tue esigenze. Con una scansione accurata ad alta risoluzione, puoi andare oltre le misurazioni e sfruttare le opportunità fornite dalla trasformazione digitale.
ISO 10360-08 fornisce un quadro rigoroso per testare e convalidare le prestazioni degli scanner 3D utilizzando i test P Form e P Size. Tuttavia, una comprensione incompleta o erronea di questo standard può portare a scelte non ottimali delle tecnologie di scansione 3D, influenzando negativamente il controllo di qualità delle parti prodotte. Per fare chiarezza sull’argomento, approfondiremo due aspetti che sono spesso fonte di confusione: i test P Form e P Size, così come l’interpretazione dei risultati dei test espressi in termini di 1 sigma (±1σ) o 2 sigma (±2σ).
P Form: Questo test determina la distribuzione dei punti su una superficie scansionata. Può essere utilizzato per valutare il rumore di misura. Eseguito su una sfera calibrata, disegna un involucro intorno alla sfera (come una conchiglia) che copre il 95% dei punti scansionati (2 σ). Per il risultato del test, lo spessore del guscio viene diviso per due poiché è espresso a ±2 σ. Più il valore si avvicina a zero, meno rumorosa sarà la nuvola di punti.
P Size: Questo test determina l’errore di scansione durante la misura di una dimensione. Eseguito su una sfera di riferimento, fornisce la differenza tra il diametro misurato dallo scanner (ricavato dal metodo dei minimi quadrati dal 95% dei punti scansionati) e il diametro effettivo della sfera scansionata. Più il risultato si avvicina a 0, più preciso sarà lo scanner nella misurazione delle dimensioni delle forme geometriche.
In conclusione: è importante che gli utenti comprendano questa distinzione quando considerano un acquisto, soprattutto in relazione alle apparecchiature di misurazione usate in applicazioni che richiedono elevata accuratezza, come il controllo qualità (QC) o garanzia di qualità. ISO 10360 è una serie di standard che specificano i requisiti di prestazione per i vari tipi di sistemi di misurazione delle coordinate e le procedure per la loro verifica e collaudo e la loro riverifica.
Cos’è 2 sigma? È la stessa cosa di ±2 sigma? La deviazione standard è una metrica statistica che quantifica l’entità della variabilità o della dispersione di un insieme di valori. Nel dettaglio, misura quanto si discostano in media i singoli punti dal valore medio (media) della misurazione.
Nell’industria della metrologia, σ (sigma) viene utilizzato per valutare la coerenza e l’affidabilità delle misurazioni ottenute dagli scanner 3D. Aiuta a comprendere la precisione di questi strumenti di scansione. Manipolazione della precisione di uno scanner 3D con riferimento al test P Form. A volte, i produttori sono tentati di manipolare i test per promuovere i loro prodotti. Un esempio significativo riguarda la specifica della deviazione di forma (P Form).
Un esempio significativo di questo si osserva nella specifica della deviazione di forma (P Form) per le misurazioni dello scanner. Consideriamo due scanner, uno con un errore di forma di 15 µm e un altro con 18 µm. All’ispezione iniziale, il primo scanner potrebbe sembrare superiore. Tuttavia, il suo errore di forma è calcolato utilizzando 1 sigma (σ), che cattura solo il 68% dei punti più accurati, in contrasto con il secondo scanner che utilizza 2 sigma (σ), che comprende il 95% dei dati. Di conseguenza, il secondo scanner probabilmente supererà il primo. Anche se un osservatore attento potrebbe riconoscere questa tattica, i test specializzati progettati dai produttori possono spesso rendere estremamente difficile confrontare equamente i prodotti.
Maggiore produttività grazie alla scansione 3D con CMM. Le macchine di misura a coordinate (CMM) sono strumenti avanzati che misurano automaticamente oggetti con precisione nello spazio tridimensionale utilizzando sensori e software. Queste macchine possono essere programmate per misurare punti specifici o scannerizzare intere superfici, creando modelli digitali degli oggetti. Tuttavia, le CMM utilizzate con sonde sono limitate nell’acquisire dettagli e geometrie complesse e non sono molto veloci. Pertanto, gli scanner 3D integrati con una CMM sono un’ottima soluzione per digitalizzare piccoli dettagli e inoltre uno strumento di metrologia che accelera i processi di misurazione sulla CMM acquisendo rapidamente.
In conclusione, è importante valutare le prestazioni di uno scanner 3D quando la qualità e la precisione sono cruciali. Kreon e SHINING 3D offrono riferimenti e normative per garantire affidabilità nelle misurazioni. I test ISO e le pratiche di calibrazione sono essenziali per mantenere la fiducia nelle misurazioni, soprattutto in ambito industriale e odontotecnico.
La scansione intraorale è ormai diventata per molti odontoiatri una pratica di routine. La prima in assoluto, necessaria per raccogliere, in formato digitale, le informazioni sul cavo orale del paziente. Tuttavia, lo scanner intraorale, com'è noto, in alcune circostanze fatica ad acquisire le immagini.
Uno studio, pubblicato sul Journal of Dentistry, ha messo sotto la lente di ingegneria due fattori che potrebbero influire sull’accuratezza della scansione intraorale. La ricerca è stata condotta presso il Dipartimento di Odontoiatria Conservatova e e Protesi dell'Università Complutense di Madrid e offre utili indicazioni e conferme al clinico.
I risultati del test. I gruppi di controllo, Z e LD in condizioni di asciutto e bassa umidità sono risultati più accurati rispetto al gruppo NC. Il gruppo LD, invece, ha fatto registrare la migliore accuratezza e precisione in condizioni di elevata umidità.
In sintesi, la presenza di saliva e di restauri dentali può infuire in qualche misura sulla scansione. Cosa che i clinici più esperti già sapevano, ma che oggi è certificata da questo studio. L’accuratezza della scansione 3D può essere misurata per punto o volumetricamente. Nella maggior parte delle specifiche di scanner 3D si trova l’accuratezza della scansione singola, ossia quanto può ci si può avvicinare alle vere misurazioni di un oggetto con una singola immagine acquisita.
Misurando il volume combinato di tutte le diverse viste di un oggetto catturate durante la scansione 3D, è anche possibile identificare l’accuratezza volumetrica. L’accuratezza può variare a seconda della direzione all'interno di un volume di scansione (o anche in sottovolumi), quindi questo dato viene misurato rispetto a un oggetto di riferimento, e i produttori mostrano una stima relativa al peggiore dei casi. Pertanto, quando parliamo di accuratezza volumetrica, ci riferiamo in realtà al "volume totale di misurazione" catturato.
Se, ad esempio, scansionassimo in 3D una moneta (senza nessun dettaglio intorno ad essa), il volume totale di misurazione sarebbe quello dell'oggetto. Ciò significa che la distanza di scansione non influisce sul parametro: soddisferà comunque il livello di errore minimo dichiarato dal produttore.
Oltre alla distanza, anche le condizioni di acquisizione e la tecnologia sono criteri vitali quando si tratta di ottimizzare l’accuratezza. Sebbene gli scanner LiDAR catturino misurazioni meno accurate della luce strutturata, sono più adatti alla scansione a distanza. La fotogrammetria non metrologica, invece, è ancora meno affidabile per l’acquisizione accurata dei dati, ma permette di creare modelli ultra realistici. Per ottimizzare l’acquisizione dei dati, bisogna perfezionare la tecnica così come le condizioni ambientali (illuminazione e temperatura eccessiva che potrebbero distorcere la scansione).
Punto chiave: Spesso confuse, accuratezza e precisione sono molto diverse.
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