挑戰: 樸茨茅斯大學(xué)的科學(xué)家們需要一種無(wú)創(chuàng )、快速且易于使用的工具來(lái)準確測量乳房體積，以用于乳房健康和內衣科學(xué)研究。

解決方案: Artec Eva, Artec Studio

效果: 測量乳房體積結果準確，實(shí)際體積與測量結果最大誤差為0.8%。另外處理中的誤差為0.1%，即總誤差在0.9%。

為什么選擇Artec 3D: Artec 3D解決方案是全球醫療領(lǐng)域不可替代的，為醫療專(zhuān)業(yè)人士和研究人員提供快速、安全和無(wú)創(chuàng )的掃描工具。

使用Artec Eva 進(jìn)行掃描以獲得精確的乳房體積測量值

有趣的事實(shí)：乳房是人類(lèi)獨有的?，F存的5000種哺乳動(dòng)物中，智人作為唯一擁有永久性乳房的生命形式，確立了其在社會(huì )和文化背景下的重要意義。作為自然和活力的象征，以及與身體、性別、性感和女性身份相關(guān)聯(lián)的多維概念，乳房是一種珍貴的屬性，但往往受到的關(guān)注非常有限。

公眾對乳房健康的看法和態(tài)度非常復雜，以至于在許多國家的文化中，規劃新的公共衛生舉措和提高公眾對乳房健康的認識是一項具有挑戰性的任務(wù)?？紤]到這一點(diǎn)，樸茨茅斯大學(xué)乳房健康研究團隊制定了目標，將推動(dòng)普及乳房健康的科學(xué)知識，加快相關(guān)健康產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)從而提高女性的生活質(zhì)量。

了解胸部支撐對女性健康的重要性

Joanna Wakefield-Scurr教授帶領(lǐng)的科學(xué)家團隊在胸部生物力學(xué)、內衣科學(xué)和乳房健康方面的國際學(xué)術(shù)著(zhù)作享有盛譽(yù)，并與世界領(lǐng)先的女性?xún)纫潞瓦\動(dòng)服品牌進(jìn)行合作。代表項目之一是創(chuàng )新的乳房體積測量，應用于不同環(huán)境和職業(yè)需求的胸部支撐、乳房測量和疼痛緩解至關(guān)重要。

胸部測量有助于檢測乳房的變化，了解背部和肌肉骨骼系統的壓迫程度，避免潛在損傷、疼痛和不適。

“準確和客觀(guān)地測量乳房體積在外科手術(shù)中是必不可少的，對于乳房健康和內衣科學(xué)的研究也同樣重要，”資深研究員Jacqueline Rix博士解釋道。胸部測量有助于檢測乳房的變化，了解背部和肌肉骨骼系統的壓迫程度，避免潛在損傷、疼痛和不適。

研究發(fā)現，超過(guò)80%的女性穿錯文胸的尺碼，這使她們的乳房沒(méi)有得到良好的支撐。進(jìn)一步強調了女性需要普及正確穿著(zhù)文胸的重要性。同時(shí)還發(fā)現，傳統的胸部測量方法不足以提供尺寸合適的文胸，研究人員提出了一套“合身”胸部的標準。為此，他們開(kāi)發(fā)了比卷尺測量更先進(jìn)的方法。

精確測量乳房體積的3D掃描

準確可靠地測量乳房體積是該研究團隊進(jìn)行的眾多研究的關(guān)鍵。在研究期間，生物力學(xué)高級講師Chris Mills博士決定嘗試Artec Eva，這是一款以快速和多功能性著(zhù)稱(chēng)的結構光3D掃描儀。2017年，埃太科金牌認證合作伙伴Patrick Thorn & Co在大學(xué)展示了Eva，這是雙方研究合作的起點(diǎn)。

在隨后的幾年中，研究團隊使用了Eva和多個(gè)版本的Artec Studio，也成為了第一批試用Artec Studio 17測試版的專(zhuān)業(yè)人士。Rix博士回憶道：“我不是很懂這項技術(shù)，所以在項目開(kāi)始時(shí)非常緊張（學(xué)習如何使用掃描儀）。但是它的使用真的非常簡(jiǎn)單，很直觀(guān)——完全不會(huì )出錯?！?

Artec Eva以其在全球醫療機構中應用于人體掃描的安全、快速、準確且易于使用而聞名。因此，研究人員無(wú)需像過(guò)去那樣花費大量時(shí)間精力來(lái)掌握這項技術(shù)。類(lèi)似的情況可能阻礙了許多先進(jìn)技術(shù)在該領(lǐng)域的應用。這款掃描儀小巧輕便，為捕獲人體結構的掃描過(guò)程提供了的靈活性。

“Eva能夠手持并且便攜，”Mills博士說(shuō)，“乳房有著(zhù)不同的形狀和大小，通過(guò)不斷移動(dòng)，來(lái)確保在掃描中捕捉到完整的形狀。我們非常了解Artec Eva的高精度，已經(jīng)完全離不開(kāi)它了?！?

在實(shí)驗開(kāi)始時(shí)，研究團隊需要確認Eva保證的高達0.01毫米的精度是否滿(mǎn)足需求，以及掃描儀的處理技術(shù)是否會(huì )影響計算。為了驗證這一點(diǎn)，團隊決定通過(guò)獲得測量中的總誤差來(lái)評估掃描儀的準確性。

改變規則的處理能力

研究團隊使用Artec Eva掃描了一塊已知體積的培樂(lè )多粘土（Play-Doh，總部位于美國羅得島的孩之寶生成的玩具粘土），然后在A(yíng)rtec Studio自動(dòng)模式下處理獲取的數據。首先移除基底并在填補孔選項中填充粘土乳房孔洞的數據。在“測量”選項中獲得體積值后，研究團隊將該值與所用粘土的實(shí)際體積進(jìn)行比較。對于體積在535至715毫升之間，實(shí)際體積和測量體積之間的差異最大值為0.8%（3.8毫升），最小差異值為0.2%（1.3毫升）。

項目的第一階段：掃描已知體積的粘土以評估掃描儀的精度

“首先我們想知道使用3D掃描儀掃描已知體積的物體是否能得到相同的體積數據。所以，我們從體積235毫升的粘土開(kāi)始掃描，然后每次將體積增加15毫升，直到增加到超過(guò)1000毫升，精度讓人難以置信?！?

然而，由于人類(lèi)的乳房并不是在平面上的均勻形狀，研究人員為此招募了志愿者，以便他們可以用Eva掃描測量乳房體積。在掃描之前，研究人員標記出志愿者乳房的輪廓，用Eva對其進(jìn)行了掃描，然后將乳房數據進(jìn)行處理以將其與軀干分開(kāi)。這個(gè)過(guò)程重復了五次。

“任何體積的計算誤差都在1毫升以?xún)?，這太了不起了。”

“我們用眼線(xiàn)筆在乳房周?chē)鷺擞浟艘粭l很細的線(xiàn)，將胸部與軀干區分開(kāi)。為了確保獲得相同的結果，掃描了同一位參與者。在這個(gè)過(guò)程中，我們重復擦除并從軀干中分離出胸部，總共進(jìn)行了五次處理和計算。任何體積的計算誤差都在1毫升以?xún)?，這太了不起了，”Rix博士解釋道。

來(lái)自Artec 3D的協(xié)助

研究人員非常感謝Patrick Thorn及其團隊提供的鼎立協(xié)助?！拔覀兡軌蚺c埃太科的團隊密切合作，通過(guò)了解目前使用的Artec Studio版本的局限性，顯著(zhù)提高了Artec Studio 17的處理性能?！盩horn 說(shuō)?！斑@種改進(jìn)將乳房體積測量的誤差從4.2%降低到了0.1%?！?

在A(yíng)rtec Studio中處理乳房掃描

這些令人欣慰的結果帶來(lái)了更多的測量機會(huì )，現在可以快速、無(wú)創(chuàng )地獲得乳房體積，并且不會(huì )給參與者造成痛苦和壓力。能夠獲得準確可靠的測量結果對研究團隊來(lái)說(shuō)意義重大，而他們正在進(jìn)行的項目對于深入影響和改善內衣的舒適度和支撐性，并且緩解許多女性的乳房疼痛。

“我們正努力幫助公司構想如何讓內衣更實(shí)用、更容易穿戴和更舒適的方法，讓它成為真正幫助女性的產(chǎn)品。”

由于他們在國內外的良好聲譽(yù)，研究團隊與大學(xué)社區和其他研究人員合作，在特定專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域達成合作協(xié)議；此外還和運動(dòng)團隊進(jìn)行宣傳，證明內衣作為女性運動(dòng)專(zhuān)業(yè)裝備的優(yōu)勢。

“我們的目標是徹底改變人們對內衣的看法，努力讓女性能夠選擇在職場(chǎng)和運動(dòng)時(shí)提供有效支撐力和舒適的內衣。我們正努力幫助公司構想如何讓內衣更實(shí)用、更容易穿戴和更舒適的方法，讓它成為真正幫助女性的產(chǎn)品。我相信3D技術(shù)在這個(gè)領(lǐng)域的潛力是巨大的，”Rix博士總結道。

通過(guò)致力于提供適合女性的解決方案，研究團隊無(wú)疑是該領(lǐng)域突破性技術(shù)的前沿——從而再次證明了科學(xué)、技術(shù)和創(chuàng )新的最終目標都是為了讓每個(gè)人生活得更加美好！