[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于乳房的投影柵測(cè)量與圖像處理裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210142778.7
• 申請(qǐng)日: 2012-05-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103385710A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙平;郭偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 趙平;郭偉
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/107
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/107;G06T7/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于乳房的投影柵測(cè)量與圖像處理裝置。本發(fā)明屬于測(cè)量、機(jī)械工程和醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域等復(fù)合交叉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著生活水平的提高，人們對(duì)美的要求也是越來(lái)越高，目前對(duì)乳房進(jìn)行外科整形時(shí)，對(duì)乳房體積的測(cè)量多是醫(yī)師憑經(jīng)驗(yàn)判斷進(jìn)行設(shè)計(jì)，其效果不穩(wěn)定而術(shù)后效果多存在一定的偏差，給美容效果帶來(lái)遺憾；也有醫(yī)師利用阿基米德定理，將一固定體積的容器裝滿(mǎn)水，讓患者俯身將乳房置于水中，根據(jù)排出的水量來(lái)確定乳房體積。這種方法使用十分不便，而且患者俯身的角度和程度，以及乳房上沾有不少水，都影響了測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性；因此對(duì)乳房的體積進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量已成為乳房整形美容的“瓶頸”，在很大的程度上直接影響乳房的美容效果。

目前對(duì)乳房的測(cè)量方法有兩大類(lèi)，接觸性測(cè)量法和非接觸性測(cè)量法。接觸性測(cè)量法主要應(yīng)用直尺、卷尺等傳統(tǒng)測(cè)量工具測(cè)量乳房的形貌。但手工操作，速度慢，效率低，在測(cè)量時(shí)，可能因測(cè)量工具接觸，刺激收縮或按壓引起變形導(dǎo)致結(jié)果不準(zhǔn)確，測(cè)量結(jié)果也不適合圖像形式存儲(chǔ)。如中國(guó)專(zhuān)利CN?2616173Y公開(kāi)了一種乳房體積測(cè)量裝置，由測(cè)量杯和計(jì)量杯組成，兩杯之間設(shè)有進(jìn)水管和導(dǎo)氣管；測(cè)量杯口邊沿覆蓋有一彈性薄膜；在測(cè)量杯口邊沿，彈性薄膜外側(cè)設(shè)有排氣孔，導(dǎo)氣管開(kāi)口設(shè)于彈性薄膜內(nèi)側(cè)，并與排氣孔緊鄰。僅能得到乳房的體積，應(yīng)用范圍小。

非接觸性測(cè)量法利用X光等技術(shù)等對(duì)乳房進(jìn)行測(cè)量。如中國(guó)專(zhuān)利CN101378697B公開(kāi)了一種用于乳房X射線攝像設(shè)備，利用X光成像，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集分析。其不足之處有：至少2臺(tái)X射線發(fā)射器機(jī)頭進(jìn)行照射，X光的照射對(duì)人體有潛在的損害。這些測(cè)量方法仍然具有一定的局限性。研究表明在認(rèn)為大劑量照射導(dǎo)致提高白血病，乳癌，遺傳缺陷的患病概率分別為0.8％，2.1％，3.0％，都限制了這些侵入式方法在乳房測(cè)量中的應(yīng)用。

本發(fā)明要解決以上存在的問(wèn)題，利用非侵入式照射測(cè)量得出精確的乳房測(cè)量數(shù)據(jù)，本發(fā)明還可隨時(shí)獲得測(cè)量范圍內(nèi)任意點(diǎn)的相對(duì)高度及其相應(yīng)位置信息。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種專(zhuān)門(mén)用于乳房的投影柵測(cè)量與圖像處理裝置，其主要由以下八個(gè)部分組成：檢測(cè)架，投影設(shè)備，成像裝置，數(shù)字化圖像記錄與采集裝置，機(jī)械支撐與調(diào)節(jié)裝置，計(jì)算機(jī)處理模塊，輸入裝置和輸出裝置。各部分內(nèi)容描述如下：

檢測(cè)架：所述檢測(cè)架由底座和主體架構(gòu)成，所述主體架通過(guò)齒輪和曲軸連接在底座上，所述主體架具有固定四肢的固定裝置；

投影設(shè)備：所述投影設(shè)備可進(jìn)行光柵投影到被檢測(cè)體表面，在2米工作距離內(nèi)提供至少1.2mx1.0m的投影柵面積；

成像裝置：所述成像裝置可在2米工作距離內(nèi)對(duì)被檢測(cè)體攝像并記錄檢測(cè)對(duì)象表面的光柵條紋；

數(shù)字圖像記錄與采集裝置：所述數(shù)字圖像記錄與采集裝置可以完成圖像的連續(xù)采集、圖像數(shù)字化且記錄存儲(chǔ)；

機(jī)械支撐與調(diào)節(jié)裝置：所述機(jī)械支撐與調(diào)節(jié)裝置包括支撐所述數(shù)字化圖像記錄與采集裝置以及投影設(shè)備的升降平臺(tái)。所述升降平臺(tái)具有可調(diào)節(jié)高度的支承柱和升降桿，可以在垂直方向調(diào)整成像裝置以適應(yīng)不同高度的檢測(cè)表面；計(jì)算機(jī)處理模塊：所述計(jì)算機(jī)處理模塊根據(jù)利四步相移方法將存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行圖像處理，得出被檢測(cè)體的三維偽彩色圖和等高線圖，可以確定圖像上任意點(diǎn)的位置信息；

輸入裝置：所述輸入裝置為鼠標(biāo)和鍵盤(pán)，用來(lái)框選圖像上的位置；

輸出裝置：所述輸出裝置為顯示器，用來(lái)顯示圖像以及相應(yīng)的處理信息。

優(yōu)選地，計(jì)算機(jī)生成的不同性質(zhì)的光柵圖案通過(guò)LCD投射到物體表面，然后通過(guò)CCD攝像系統(tǒng)分別數(shù)字化記錄參考平面和物體表面的光柵條紋。通過(guò)應(yīng)用四步相移技術(shù)得到高精度全場(chǎng)檢測(cè)物體表面輪廓，檢測(cè)輪廓高度分辨率的主要控制參數(shù)為柵線節(jié)距和檢測(cè)點(diǎn)相位變化。因此通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臋z測(cè)點(diǎn)可以在一個(gè)很寬的范圍里控制檢測(cè)靈敏度。通過(guò)大量的研究，本發(fā)明還對(duì)適當(dāng)?shù)臋z測(cè)點(diǎn)的選取進(jìn)行了改進(jìn)。選取五個(gè)特征點(diǎn)A，B，C1，C2，C3，其中，被檢測(cè)體乳頭雙點(diǎn)連線為坐標(biāo)軸，B點(diǎn)在高于A點(diǎn)的參考面上點(diǎn)取，C1、C2和C3為構(gòu)成直角三角形的三個(gè)點(diǎn)，其中C1和C2構(gòu)成水平邊，C2和C3構(gòu)成垂直邊來(lái)獲得三維高度分布圖如三維偽彩色圖和等高線圖。

更優(yōu)選地，利用成像裝置在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下間隔0.025s連續(xù)拍攝被檢測(cè)體乳房3D圖形，形成乳房曲線連續(xù)動(dòng)態(tài)的軌跡圖，并給予計(jì)算機(jī)處理模塊分析處理，進(jìn)一步測(cè)量乳房運(yùn)動(dòng)軌跡。本發(fā)明對(duì)特征點(diǎn)的選取改進(jìn)使得處理得到的三維偽彩色圖和等高線圖更為準(zhǔn)確和穩(wěn)定。