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

解決方案: Artec Eva, Artec Studio

效果: 測量乳房體積結(jié)果準(zhǔn)確，實(shí)際體積與測量結(jié)果*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解決方案是相關(guān)領(lǐng)域不可*代的，為醫(yī)療專業(yè)人士和研究人員提供快速、安全和無創(chuàng)的掃描工具。 

有趣的事實(shí)：乳房是人類特殊的?，F(xiàn)存的5000種哺乳動(dòng)物中，智人作為擁有*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(duì)乳房健康的看法和態(tài)度非常復(fù)雜，以至于在許多國家的文化中，規(guī)劃新的公共衛(wèi)生舉措和提高公眾對(duì)乳房健康的認(rèn)識(shí)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)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(tuán)隊(duì)制定了目標(biāo)，將推動(dòng)普及乳房健康的科學(xué)知識(shí)，加快相關(guān)健康產(chǎn)品的開發(fā)從而提高女性的生活質(zhì)量。

了解胸部支撐對(duì)女性健康的重要性

Joanna Wakefield-Scurr教授帶領(lǐng)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)在胸部生物力學(xué)、內(nèi)衣科學(xué)和乳房健康方面的國際學(xué)術(shù)著作享有盛譽(yù)，并與世界*先的女性內(nèi)衣和運(yùn)動(dòng)服品牌進(jìn)行合作。代表項(xiàng)目之一是創(chuàng)新的乳房體積測量，應(yīng)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(tǒng)的壓迫程度，避免潛在損傷、疼痛和不適。

“準(zhǔn)確和客觀地測量乳房體積在外科手術(shù)中是不可少的，對(duì)于乳房健康和內(nèi)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(tǒng)的壓迫程度，避免潛在損傷、疼痛和不適。

研究發(fā)現(xiàn)，超過80%的女性穿錯(cuò)文胸的尺碼，這使她們的乳房沒有得到良好的支撐。進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了女性需要普及正確穿著文胸的重要性。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)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(biāo)準(zhǔn)。為此，他們開發(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(zhǔn)確可靠地測量乳房體積是該研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行的眾多研究的關(guān)鍵。在研究期間，生物力學(xué)高級(jí)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(jié)構(gòu)光3D掃描儀。2017年，埃太科金牌認(rèn)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(tuán)隊(duì)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測試版的專業(yè)人士。Rix博士回憶道：“我不是很懂這項(xiàng)技術(shù)，所以在項(xiàng)目開始時(shí)非常緊張（學(xué)習(xí)如何使用掃描儀）。但是它的使用真的非常簡單，很直觀——不會(huì)出錯(cuò)。”

Artec Eva以其在全球醫(yī)療機(jī)構(gòu)中應(yīng)用于人體掃描的安全、快速、準(zhǔn)確且易于使用而聞名。因此，研究人員無需像過去那樣花費(fèi)大量時(shí)間精力來掌握這項(xiàng)技術(shù)。類似的情況可能阻礙了許多先進(jìn)技術(shù)在該領(lǐng)域的應(yīng)用。這款掃描儀小巧輕便，為捕獲人體結(jié)構(gòu)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(dòng)，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(jīng)離不開它了。”

在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)需要確認(rèn)Eva保證的高達(dá)0.01毫米的精度是否滿足需求，以及掃描儀的處理技術(shù)是否會(huì)影響計(jì)算。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，團(tuán)隊(duì)決定通過獲得測量中的總誤差來評(píng)估掃描儀的準(zhǔn)確性。

改變規(guī)則的處理能力

研究團(tuán)隊(duì)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(dòng)模式下處理獲取的數(shù)據(jù)。首先移除基底并在填補(bǔ)孔選項(xiàng)中填充粘土乳房孔洞的數(shù)據(jù)。在“測量”選項(xiàng)中獲得體積值后，研究團(tuán)隊(duì)將該值與所用粘土的實(shí)際體積進(jìn)行比較。對(duì)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）。 

“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(shù)據(jù)。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(biāo)記出志愿者乳房的輪廓，用Eva對(duì)其進(jìn)行了掃描，然后將乳房數(shù)據(jù)進(jìn)行處理以將其與軀干分開。這個(gè)過程重復(fù)了五次。

“任何體積的計(jì)算誤差都在1毫升以內(nèi)，這太了不起了。”

“我們用眼線筆在乳房周圍標(biāo)記了一條很細(xì)的線，將胸部與軀干區(qū)分開。為了確保獲得相同的結(jié)果，掃描了同一位參與者。在這個(gè)過程中，我們重復(fù)擦除并從軀干中分離出胸部，總共進(jìn)行了五次處理和計(jì)算。任何體積的計(jì)算誤差都在1毫升以內(nèi)，這太了不起了，”Rix博士解釋道。

來自Artec 3D的協(xié)助

研究人員非常感謝Patrick Thorn及其團(tuán)隊(duì)提供的鼎立協(xié)助。“我們能夠與埃太科的團(tuán)隊(duì)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(jìn)將乳房體積測量的誤差從4.2%降低到了0.1%。”

這些令人欣慰的結(jié)果帶來了更多的測量機(jī)會(huì)，現(xiàn)在可以快速、無創(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(zhǔn)確可靠的測量結(jié)果對(duì)研究團(tuán)隊(duì)來說意義重大，而他們正在進(jìn)行的項(xiàng)目對(duì)于深入影響和改善內(nèi)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(gòu)想如何讓內(nèi)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(nèi)外的良好聲譽(yù)，研究團(tuán)隊(duì)與大學(xué)社區(qū)和其他研究人員合作，在特定專業(yè)領(lǐng)域達(dá)成合作協(xié)議；此外還和運(yùn)動(dòng)團(tuán)隊(duì)進(jìn)行宣傳，證明內(nèi)衣作為女性運(yùn)動(dòng)專業(yè)裝備的優(yōu)勢。

“我們的目標(biāo)是*底改變?nèi)藗儗?duì)內(nèi)衣的看法，努力讓女性能夠選擇在職場和運(yùn)動(dòng)時(shí)提供有效支撐力和舒適的內(nèi)衣。我們正努力幫助公司構(gòu)想如何讓內(nèi)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(jié)道。

通過致力于提供適合女性的解決方案，研究團(tuán)隊(duì)無疑是該領(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*終目標(biāo)都是為了讓每個(gè)人生活得更加美好！