Artec Eva ermöglicht eine ungewöhnliche Lösung für die genaue Messung des Brustvolumens

Scannen mit Artec Eva zur präzisen Messung des Brustvolumens

Menschliche Brüste sind einzigartig. Von allen 5.000 existierenden Säugetieren hat nur der Homo sapiens eine permanente Brust. Die Wahrnehmung und Einstellung zur Brustgesundheit ist derart komplex, dass es in vielen Kulturen herausfordernd sein kann, öffentliche Gesundheitsinitiativen zu planen oder das Bewusstsein für die Brustvorsorge zu schärfen. Vor diesem Hintergrund setzte sich die Research Group in Breast Health an der University of Portsmouth das Ziel, durch erweiterte Forschungskenntnisse zur Brustgesundheit und die Entwicklung von Produkten für die Brust die Lebensqualität von Frauen zu verbessern.

Verstehen, wie das Unterstützen der Brust das weibliche Wohlbefinden fördert

Das Wissenschaftlerteam um Professor Joanna Wakefield-Scurr hat sich mit internationalen wissenschaftlichen Veröffentlichungen über die Biomechanik der Brust, BH-Wissenschaft und Brustgesundheit einen Namen gemacht und arbeitete mit einigen der weltweit größten Hersteller von Unterwäsche und Sportbekleidung zusammen. Eines ihrer wichtigsten Projekte ist die innovative Messung des Brustvolumens, was für die Unterstützung der Brust in verschiedenen Umgebungen und Berufen, die Anthropometrie der Brust und die Linderung von Brustschmerzen entscheidend ist.

Die Brustgröße ist wichtig, um Brustveränderungen zu erkennen, den Druck auf die Wirbelsäule und den Bewegungsapparat zu überwachen und mögliche Verletzungen, Schmerzen oder Beschwerden zu vermeiden.

„Die genaue objektive Messung des Brustvolumens ist für chirurgische Eingriffe erforderlich, aber ebenso für die Erforschung der Brustgesundheit und der BH-Wissenschaft relevant“, erklärt Dr. Jacqueline Rix, Senior Research Associate. Einige Gründe, warum die Brustgröße wichtig ist, sind die Erkennung von Brustveränderungen, die Abschätzung von Kräften auf die Wirbelsäule und den Bewegungsapparat sowie die Vermeidung potenzieller Verletzungen, Schmerzen oder Unbehagen bei verschiedenen Aktivitäten.

Der Studie zufolge tragen mehr als 80 % der Frauen BHs in der falschen Größe, so dass die Brüste nicht richtig gestützt werden. Die Forschergruppe konnte auch feststellen, dass die traditionellen Methoden zur Größenbestimmung der Brust nicht die beste Passform bieten, und plädierte daraufhin für eine Reihe von „Best Fit“-Kriterien. Zu diesem Zweck mussten die Wissenschaftler eine fortschrittlichere Methode als das Messen mit dem Maßband entwickeln.

3D-Scannen für genaue Messung des Brustvolumens

Für viele der von der Forschungsgruppe durchgeführten Studien ist die genaue und zuverlässige Messung des Brustvolumens ein Muss. Auf der Suche nach der richtigen Methode entschied sich Dr. Chris Mills, Senior Lecturer in Biomechanik, für Artec Eva, einen 3D-Scanner mit strukturiertem Licht, der sich durch seine Schnelligkeit und Vielseitigkeit auszeichnet. Im Jahr 2017 veranstaltete der Gold-zertifizierte Artec Partner Patrick Thorn & Co an der Universität eine Vorführung mit Eva, was letztendlich zur Zusammenarbeit führte.

In den folgenden Jahren arbeitete die Forschungsgruppe mit Eva und verschiedenen Versionen von Artec Studio und gehörte zu den allerersten Fachkreisen, die die damalige Beta-Version von Artec Studio 17 ausprobierten.

Kompaktes und leichtes Scanverfahren zur Erfassung der menschlichen Anatomie

Artec Eva wird in Gesundheitseinrichtungen weltweit zum Scannen des menschlichen Körpers eingesetzt. Der Scanner ist sicher, schnell, genau und dennoch einfach zu bedienen, so dass Fachleute keine zusätzliche Zeit für die Einarbeitung benötigen.

„Eva ist handgeführt und mobil“, so Dr. Mills. „Brüste haben unterschiedliche Formen und Größen. Beim Scannen bewegt man sich die ganze Zeit, um sicherzustellen, dass man die gesamte Form erfasst. Jetzt, da wir wissen, wie genau die Ergebnisse sind, würden wir nicht mehr auf Artec Eva verzichten.“

Zu Beginn ihres Experiments mussten die Wissenschaftler eruieren, ob die von Eva versprochene Genauigkeit von bis zu 0,01 mm ausreichen und die Verarbeitungstechnik des Scanners ihre Berechnungen beeinflussen würde. Um dies zu überprüfen, bewertete das Team die Genauigkeit des Scanners, indem es einen Gesamtfehler bei der Messung ermittelte.

Eine Verarbeitung, die den Unterschied macht

Die Forscher scannten Play-Doh (eine Modelliermasse der Firma Hasbro, Rhode Island, USA) mit einem bekannten Volumenwert mit Artec Eva. Anschließend verarbeiteten sie die gewonnenen Daten im Autopilot-Modus von Artec Studio, entfernten die Unterlage und füllten die aus Play-Doh geformte Brust in der Registerkarte „Fix holes“ (Löcher reparieren) aus. Nach der Ermittlung des Volumens in der Registerkarte „Measures“ (Messungen) verglichen sie dieses mit dem tatsächlichen Volumen des verwendeten Objekts aus Play-Doh. Der Unterschied zwischen dem tatsächlichen und dem gemessenen Volumen betrug maximal 0,8 % (3,8 ml), mit einem Minimum von 0,2 % (1,3 ml) zwischen 535 ml und 715 ml.

Erste Phase des Projekts: Scannen eines aus Play-Doh geformten Objekts mit bekanntem Volumen, um die Genauigkeit des Scanners zu beurteilen

„Zunächst wollten wir wissen, ob wir mit dem 3D-Scanner das gleiche Volumen erhalten würden, wenn wir etwas mit einem uns bekannten Volumen scannen würden. Also begannen wir mit Play-Doh. Wir fingen mit 235 Millilitern an und scannten diese, und dann gingen wir auf über tausend Millilitern hoch – das ist mehr als ein Liter Play-Doh. Wir scannten alle 15 Milliliter, und die Genauigkeit war erstaunlich.“

Da die menschliche Brust auf einer flachen Oberfläche jedoch keine gleichmäßige Form hat, suchte das Team Freiwillige für das Projekt. Vor dem Scannen markierten die Wissenschaftler die Brustgrenze, nahmen mit Eva Brustscans auf und verarbeiteten sie, indem sie in der Software die Brust vom Rumpf abtrennten. Dieser Vorgang wurde fünfmal wiederholt.

„Jedes Mal, wenn wir Berechnungen machten, lagen wir jedes Mal innerhalb eines Milliliters des Volumens, was unglaublich ist.“

„Wir zogen mit einem Kajalstift eine sehr dünne Linie um die Brust und schafften es, digital die Brust innerhalb der Linie des Kajalstiftes vom Rumpf zu trennen. Um sicherzugehen, dass wir vergleichbare Ergebnisse erhielten, verwendeten wir den Scan derselben Teilnehmerin: Wir löschten die Brust vom Rumpf und segmentierten sie erneut, so dass wir das Brustvolumen fünf Mal verarbeiteten und berechneten. Und jedes Mal, wenn wir das Volumen berechneten, lagen wir innerhalb von einem Milliliter, was unglaublich ist“, beschreibt Dr. Rix.

Zielgerichtete Unterstützung durch Artec 3D

Die Forscher erhielten dabei Unterstützung durch Patrick Thorn und sein Team. „Wir arbeiteten eng mit dem Artec Team zusammen, um die aktuellen Grenzen der von uns verwendeten Studio-Softwareversion aufzuzeigen. Unser Input floss in die Verarbeitungsfunktionen der neuen Version von Artec Studio ein, die wesentlich verbessert wurden“, so Thorn. „Durch diese Verbesserungen konnte der Fehler bei der Vorhersage des Brustvolumens von 4,2 % auf 0,1 % gesenkt werden.“

Verarbeitung der Brustscans in Artec Studio

Die positiven Ergebnisse führten zu zahlreichen weiteren Messungen: das Brustvolumen ließ sich nun schnell und nicht-invasiv ermitteln, ohne Schmerzen oder Stress für die Teilnehmerinnen. Es wurde eine Methode für genaue und zuverlässige Messungen für Projekte gefunden, die dazu beitragen, den Komfort von BHs und deren Stützfunktion zu verbessern und Brustschmerzen bei vielen Frauen zu verringern.

„Wir versuchen, Unternehmen zu ermutigen, darüber nachzudenken, wie man BHs praktischer, tragbarer und bequemer machen kann – ein Produkt, das Frauen tatsächlich hilft.“

Die international renommierte Forschungsgruppe arbeitet derzeit mit Universitäten und anderen Wissenschaftlern zusammen, schließt spezielle Verträge mit Fachleuten ab und wirbt bei einer Reihe von Sportmannschaften dafür, dass der BH eine spezielle Ausrüstung ist, die Sportlerinnen frei wählen sollten.

„Wir versuchen auf jeden Fall, die Wahrnehmung des BHs zu ändern. Wir möchten sicherstellen, dass Frauen nicht nur den für sie bequemsten BH wählen, sondern auch die Unterstützung erhalten, die sie für ihren Beruf oder ihren Sport brauchen. Wir ermutigen Unternehmen darüber nachzudenken, wie man den BH praktischer, tragbarer und bequemer machen kann – zu einem Produkt, das Frauen tatsächlich hilft und nicht nur hübsch aussieht. Die Möglichkeiten für die Technologie in unserem Bereich sind wirklich enorm“, schließt Dr. Rix.

Mit dem Schwerpunkt auf dem Angebot geeigneter Lösungen für Frauen steht die Forschungsgruppe an der Spitze der modernsten Methodik in ihrem Bereich – was einmal mehr beweist, dass das ultimative Ziel von Wissenschaft, Technologie und Innovation eine Verbesserung des Lebens ist.