Bei der Therapie mit Schädelorthesen für Säuglinge hat sich die Helmtherapie als eine häufig eingesetzte Behandlungsmethode etabliert. Um individuell angepasste Orthesenhelme präzise zu fertigen und einen komfortablen Sitz sicherzustellen, benötigen medizinische Fachkräfte eine hochpräzise 3D-Erfassung des Säuglingskopfes.

Während des Scanvorgangs ist es jedoch häufig schwierig, Säuglinge vollständig ruhig zu halten. Häufige Kopfbewegungen können zu fehlenden Daten oder verzerrten 3D-Modellen führen und dadurch die Genauigkeit sowie die Passform der Orthese beeinträchtigen. Diese Herausforderung stellt seit Langem sowohl Kliniker als auch Entwickler vor große Anforderungen.

3D-Scanning für Schädelorthesen bei Säuglingen: Neuer Modus für unterstützende Referenzmarkierungen

Um die Herausforderungen durch Kopfbewegungen während der Säuglingsscanerfassung zu lösen, führt die 3DeVOK Studio 3D-Scanning-Software den Modus für unterstützende Referenzmarkierungen (Auxiliary Fiducial Markers Mode) ein.

• Vermeidung von Haareinflüssen: Bei Säuglingen mit Haaren kann anstelle der direkten Anbringung von Markierungen auf der Haut eine Kopfhaube mit wenigen befestigten Referenzmarkierungen verwendet werden. Dadurch bleibt die natürliche Kopfform besser erhalten und eine zuverlässige Datenerfassung wird unterstützt.
  
  
• Stabiler Tracking-Algorithmus: Auch bei leichten Bewegungen des Säuglings während des Scanvorgangs kann das System die Position zuverlässig verfolgen und vollständige 3D-Daten rekonstruieren.
  
  
• Funktion für kleines Sichtfeld (Small FOV): Die neue Option „Enable Small FOV“ erzeugt innerhalb eines einzelnen Frames nur Punktwolken in einem Radius von 70 mm um jede Referenzmarkierung. Andere Bereiche werden automatisch ausgeschlossen, wodurch die Erfassung von Schultern oder Hintergrundbereichen vermieden, redundante Daten reduziert und der Aufwand für die Nachbearbeitung verringert wird.

In komplexen klinischen Umgebungen verbessert der Modus für unterstützende Referenzmarkierungen (Auxiliary Fiducial Markers Mode) die Erfolgsrate von Scans deutlich, reduziert die Anzahl wiederholter Scanvorgänge und minimiert sowohl die Belastung für Säuglinge als auch die Sorgen der Eltern.

Warum stabiles 3D-Scanning für Schädelorthesen bei Säuglingen entscheidend ist

Im Gegensatz zum featurebasierten Tracking bieten Referenzmarkierungen (Fiducial Markers) stabile Bezugspunkte, selbst wenn sich Säuglinge während des Scanvorgangs leicht bewegen. In Kombination mit der Small-FOV-Funktion konzentriert sich der Scanner gezielt auf den Kopfbereich, verbessert dadurch die Tracking-Genauigkeit und reduziert gleichzeitig die Erfassung unerwünschter Daten.

Einrichtung des Modus für unterstützende Referenzmarkierungen

Die Einrichtung ist in 3DeVOK Studio einfach und schnell möglich:

• Öffnen Sie die 3DeVOK Studio 3D-Scanning-Software und klicken Sie neben „Basic Mode“ auf die Schaltfläche „Customize“.
  
  
• Wählen Sie „Add“, um einen neuen Scanmodus zu erstellen.
  
  
• Aktivieren Sie den Modus „Infrared Structured Light“.
  
  
• Aktivieren Sie in den Optionen für die Ausrichtung/Registrierung die Funktionen „Auxiliary Fiducial Markers“ und „Enable Small FOV“.
  
  
• Speichern Sie die Einstellungen, um mit dem Scanvorgang zu beginnen.
  
  

3DeVOK Studio – Einrichtung des Modus für unterstützende Referenzmarkierungen

Hinweise zum Auxiliary Fiducial Markers Modus (Benutzerdefinierte Ansicht)

Hinweise zur Verwendung

Bei der Verwendung des Auxiliary Fiducial Markers Modus sollten folgende Punkte beachtet werden:

• Die Platzierung der Referenzmarkierungen ist entscheidend. Platzieren Sie nicht zwei Markierungen auf derselben ebenen Fläche. Mindestens eine Markierung sollte sich auf einem gekrümmten Bereich oder einer Kante befinden, um die Stabilität der Rekonstruktion bei einem kurzzeitigen Trackingverlust zu verbessern.
  
  
• In jedem Frame muss mindestens eine Referenzmarkierung sichtbar sein, damit das System die kontinuierliche Nachverfolgung aufrechterhalten kann.
  
  
• Der Standardradius des Small-FOV-Modus beträgt 70 mm. Dadurch konzentriert sich die Datenerfassung effektiv auf den Kopfbereich und verhindert die Erfassung unnötiger Bereiche.
  
  
• Dieser Modus eignet sich besonders für klinische Anwendungen sowie für Szenarien, in denen sich Säuglinge leicht bewegen. Dadurch werden die Stabilität des Scanvorgangs sowie die Erfolgsquote der Datenerfassung deutlich verbessert.

Modellvalidierung: Zuverlässige und stabile Ergebnisse

In den neuesten Demonstrationen mit Säuglingskopfmodellen erzeugte der Auxiliary Fiducial Markers Modus selbst bei simulierten Kopfbewegungen durchgehend vollständige und konsistente 3D-Modelle. Im Vergleich zu herkömmlichen Scanmodi bietet er deutliche Vorteile hinsichtlich Datenvollständigkeit und Tracking-Stabilität. Dadurch schafft er eine zuverlässige technische Grundlage für die digitale Erfassung im Rahmen der Versorgung mit Schädelorthesen.

Video:
https://youtube.com/shorts/X7NUUr5gvrY?feature=share

Klinischer Nutzen und Anwendungsbereiche

• Höhere Erfolgsquote: Reduziert Scanabbrüche und unvollständige Datensätze und minimiert dadurch den Bedarf an erneuten Scanvorgängen.
  
  
• Höhere Präzision: Liefert präzise, patientenspezifische 3D-Daten für die individuelle Anpassung von Schädelorthesen.
  
  
• Höhere Effizienz: Verkürzt die Scanzeit und reduziert die Auswirkungen leichter Bewegungen während der Datenerfassung.
  
  
• Breiteres Anwendungsspektrum: Geeignet nicht nur für Säuglinge, sondern auch für Patientinnen und Patienten mit Morbus Parkinson, in der postoperativen Rehabilitation sowie für weitere Personen, die während des Scanvorgangs nicht ruhig bleiben können.
  
  

Ausblick

Die Einführung des Auxiliary Fiducial Markers Modus stellt einen wichtigen Fortschritt innerhalb der digitalen Orthesenlösungen von 3DeVOK dar. Künftig werden wir gemeinsam mit weiteren medizinischen Einrichtungen diese innovative Funktion in klinischen Anwendungen einsetzen, um Ärztinnen und Ärzten sowie Patientinnen und Patienten eine noch präzisere, effizientere und benutzerfreundlichere digitale Versorgung zu ermöglichen.