低成本被动式立体摄影测量技术在鼻腔三维表面成像中的适用性及可行性研究：COLMAP与Agisoft Metashape以及手持式结构光扫描仪的对比分析

《Bioengineering》：Relative Agreement and Feasibility of Low-Cost Passive Stereophotogrammetry for Nasal Three-Dimensional Surface Imaging: A Comparison of COLMAP and Agisoft Metashape with a Handheld Structured-Light Scanner

　　

摘要

便携式手持三维扫描仪提升了整形外科和重建手术中的面部表面测量效率，同时在术前规划、术后评估以及定制植入物设计方面也具有应用潜力。然而，与手持结构光扫描相比，低成本被动立体摄影测量技术在鼻部表面重建方面的相对精确度仍需进一步验证。本研究评估了两种基于被动立体摄影测量的技术在健康受试者鼻部三维表面重建中的可行性及表面偏差程度。研究共纳入25名健康受试者，使用Artec Eva、COLMAP和Agisoft Metashape三种软件分别重建其鼻部三维模型。在MeshLab中将COLMAP和Agisoft Metashape生成的模型与对应的Artec Eva模型对齐。通过均方根偏差、平均表面距离和豪斯多夫距离等指标来量化几何偏差，同时利用表面距离热图展示局部差异。两种被动测量方法产生的偏差均处于此前报道的面部或鼻部三维成像偏差范围之内，其中均方根偏差和平均表面距离的中位数均低于0.5毫米。豪斯多夫距离则显示出更大的局部偏差，尤其是在鼻翼及周边区域，且Agisoft Metashape的结果明显优于COLMAP。这些研究结果表明，在受控的采集条件下，低成本被动立体摄影测量技术有望用于标准化的鼻部表面测量。