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挑戰: 樸茨茅斯大學的科學家們需要一種無創、快速且易于使用的工具來準確測量乳房體積，以用于乳房健康和內衣科學研究。
解決方案: Artec Eva, Artec Studio
效果: 測量乳房體積結果準確，實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域不可替代的，為醫療專業人士和研究人員提供快速、安全和無創的掃描工具。
使用Artec Eva 進行掃描以獲得精確的乳房體積測量值
有趣的事實：乳房是人類獨有的。現存的5000種哺乳動物中，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聯的多維概念，乳房是一種珍貴的屬性，但往往受到的關注非常有限。
公眾對乳房健康的看法和態度非常復雜，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。考慮到這一點，樸茨茅斯大學乳房健康研究團隊制定了目標，將推動普及乳房健康的科學知識，加快相關健康產品的開發從而提高女性的生活質量。
了解胸部支撐對女性健康的重要性
Joanna Wakefield-Scurr教授帶領的科學家團隊在胸部生物力學、內衣科學和乳房健康方面的國際學術著作享有盛譽，并與世界領先的女性內衣和運動服品牌進行合作。代表項目之一是創新的乳房體積測量，應用于不同環境和職業需求的胸部支撐、乳房測量和疼痛緩解至關重要。
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。
“準確和客觀地測量乳房體積在外科手術中是必不可少的，對于乳房健康和內衣科學的研究也同樣重要，”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。
研究發現，超過80%的女性穿錯文胸的尺碼，這使她們的乳房沒有得到良好的支撐。進一步強調了女性需要普及正確穿著文胸的重要性。同時還發現，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，他們開發了比卷尺測量更先進的方法。
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行的眾多研究的關鍵。在研究期間，生物力學高級講師Chris Mills博士決定嘗試Artec Eva，這是一款以快速和多功能性著稱的結構光3D掃描儀。2017年，埃太科金牌認證合作伙伴Patrick Thorn & Co在大學展示了Eva，這是雙方研究合作的起點。
在隨后的幾年中，研究團隊使用了Eva和多個版本的Artec Studio，也成為了第一批試用Artec Studio 17測試版的專業人士。Rix博士回憶道：“我不是很懂這項技術，所以在項目開始時非常緊張（學習如何使用掃描儀）。但是它的使用真的非常簡單，很直觀——完全不會出錯。”
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，研究人員無需像過去那樣花費大量時間精力來掌握這項技術。類似的情況可能阻礙了許多先進技術在該領域的應用。這款掃描儀小巧輕便，為捕獲人體結構的掃描過程提供了的靈活性。
“Eva能夠手持并且便攜，”Mills博士說，“乳房有著不同的形狀和大小，通過不斷移動，來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，已經完全離不開它了。”
在實驗開始時，研究團隊需要確認Eva保證的高達0.01毫米的精度是否滿足需求，以及掃描儀的處理技術是否會影響計算。為了驗證這一點，團隊決定通過獲得測量中的總誤差來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Artec Studio自動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際體積進行比較。對于體積在535至715毫升之間，實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毫升的粘土開始掃描，然后每次將體積增加15毫升，直到增加到超過1000毫升，精度讓人難以置信。”
然而，由于人類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對其進行了掃描，然后將乳房數據進行處理以將其與軀干分開。這個過程重復了五次。
“任何體積的計算誤差都在1毫升以內，這太了不起了。”
“我們用眼線筆在乳房周圍標記了一條很細的線，將胸部與軀干區分開。為了確保獲得相同的結果，掃描了同一位參與者。在這個過程中，我們重復擦除并從軀干中分離出胸部，總共進行了五次處理和計算。任何體積的計算誤差都在1毫升以內，這太了不起了，”Rix博士解釋道。
來自Artec 3D的協助
研究人員非常感謝Patrick Thorn及其團隊提供的鼎立協助。“我們能夠與埃太科的團隊密切合作，通過了解目前使用的Artec Studio版本的局限性，顯著提高了Artec Studio 17的處理性能。”Thorn 說。“這種改進將乳房體積測量的誤差從4.2%降低到了0.1%。”
在Artec Studio中處理乳房掃描
這些令人欣慰的結果帶來了更多的測量機會，現在可以快速、無創地獲得乳房體積，并且不會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說意義重大，而他們正在進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品。”
由于他們在國內外的良好聲譽，研究團隊與大學社區和其他研究人員合作，在特定專業領域達成合作協議；此外還和運動團隊進行宣傳，證明內衣作為女性運動專業裝備的優勢。
“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和運動時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品。我相信3D技術在這個領域的潛力是巨大的，”Rix博士總結道。
通過致力于提供適合女性的解決方案，研究團隊無疑是該領域突破性技術的前沿——從而再次證明了科學、技術和創新的最終目標都是為了讓每個人生活得更加美好！
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