[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于Kinect的乳房外形測(cè)量方法和裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810335866.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108542394A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邵鵬飛;張澤樹(shù);劉鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61B5/107
• 分類(lèi)號(hào): A61B5/107;A61B5/00
• 代理公司: 北京科迪生專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 楊學(xué)明;盧紀(jì)

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于Kinect的乳房外形測(cè)量方法及裝置，利用Kinect掃描儀(2)或者Kinect三維相機(jī)的掃描功能，利用Kinect三維物體掃描與模型構(gòu)造(Kinect Fusion Explorer?D2D)的框架對(duì)病人(3)乳房區(qū)域進(jìn)行掃描，獲得病人(3)的乳房區(qū)域三維外形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，掃描獲得的網(wǎng)格文件在電腦端用三維分析軟件進(jìn)行處理；裝置包括：筆記本電腦(1)，用于顯示與處理三維模型信息；Kinect掃描儀(2)，用于掃描病人(3)身體外形，Kinect掃描儀(2)與筆記本電腦(1)連接；其中，病人(3)可以是站立或是躺臥的，這兩種情況均可以適用Kinect掃描儀(2)進(jìn)行掃描獲得三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。本發(fā)明不需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)量工具和復(fù)雜的調(diào)節(jié)裝置，使用簡(jiǎn)單快捷體積小重量輕，隨身攜帶方便。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械，醫(yī)療影像的技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于Kinect的乳房外形測(cè)量方法和裝置。

背景技術(shù)

乳腺癌是女性發(fā)病率最高的癌癥之一，一般采用手術(shù)治療的方法，主要有乳腺改良根治術(shù)、保乳手術(shù)等，手術(shù)后再進(jìn)行乳房重建也是一個(gè)重要選擇。同時(shí)，女性對(duì)美的追求也促使乳房整形手術(shù)成為最重要的外科整形美容手術(shù)。做乳房重建或整形，最重要的一步是分析乳房的外形與體積，確定重建或整形的目標(biāo)，從而確定皮瓣移植的體積或假體的體積等。例如在單側(cè)乳房重建的過(guò)程中，乳房體積測(cè)量可以為假體選擇或擴(kuò)張器選擇提供依據(jù)。

目前對(duì)于乳房體積的確定，主要有兩大類(lèi)方法，一種是醫(yī)生直接目測(cè)預(yù)估，憑借醫(yī)生經(jīng)驗(yàn)確定手術(shù)假體體積選擇與皮瓣體積選擇等。這種方法對(duì)醫(yī)生的經(jīng)驗(yàn)要求高，相對(duì)誤差大，學(xué)習(xí)曲線相對(duì)較長(zhǎng)。一種是利用測(cè)量工具與方法來(lái)測(cè)量乳房體積，確定手術(shù)方案。常見(jiàn)的乳房體積測(cè)量方法有乳房標(biāo)本排水法、原位乳房排水體積法、胸模測(cè)量法、MRI測(cè)量法、CT測(cè)量法、超聲測(cè)量法、3D建模等測(cè)量方法。其中乳房標(biāo)本排水法只能用于已切除乳房的情形。MRI體積測(cè)量或CT體積測(cè)量比較準(zhǔn)確，但是測(cè)量過(guò)程復(fù)雜，價(jià)格昂貴。胸模測(cè)量法、超聲測(cè)量法等誤差相對(duì)較大。3D建模法利用三維掃描相機(jī)實(shí)現(xiàn)，相對(duì)準(zhǔn)確，不過(guò)目前可用的儀器均價(jià)格相對(duì)昂貴，且獲取測(cè)量數(shù)據(jù)需要30分鐘到2個(gè)小時(shí)不等。從經(jīng)濟(jì)性與方便性來(lái)說(shuō)都不是很好的選擇。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明設(shè)計(jì)一種便攜、廉價(jià)的三維掃描外形和體積測(cè)量裝置，可以在術(shù)前對(duì)病人進(jìn)行掃描，快速獲得病人乳房外形和體積，為醫(yī)生在進(jìn)行整形或重建乳房的過(guò)程中對(duì)假體體積選擇、皮瓣移植體積確定和整形誤差分析等提供指導(dǎo)。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：一種基于Kinect的乳房外形測(cè)量方法，包括：利用Kinect掃描儀或者Kinect三維相機(jī)的掃描功能，利用Kinect三維物體掃描與模型重建(Kinect Fusion Explorer-D2D)的框架對(duì)病人乳房區(qū)域進(jìn)行掃描，獲得病人的乳房區(qū)域三維外形網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，掃描獲得的網(wǎng)格文件在電腦端用三維分析軟件進(jìn)行處理，剪裁刪除多余結(jié)構(gòu)，優(yōu)化網(wǎng)格結(jié)構(gòu)，去除不規(guī)則形狀，填補(bǔ)孔洞，構(gòu)建胸壁與乳房外形，并計(jì)算出乳房的體積與表面積；對(duì)于最終獲得的乳房結(jié)構(gòu)，選擇分析-計(jì)算體積即可獲得乳房體積；選擇分析-計(jì)算表面積功能就可以獲得乳房表面積；通過(guò)這種快速的數(shù)字化測(cè)量，能精確測(cè)量出乳房體積。

其中，測(cè)量出乳房體積直接用于指導(dǎo)乳房重建手術(shù)時(shí)假體體積的選擇。

還提供一種基于Kinect的乳房外形測(cè)量裝置，包括：

筆記本電腦，用于顯示與處理三維模型信息；

Kinect掃描儀，用于掃描病人身體外形，Kinect掃描儀與筆記本電腦連接；其中，病人可以是站立或是躺臥的，這兩種情況均可以適用Kinect掃描儀進(jìn)行掃描獲得三維網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)和積極效果為：

(1)和目前其它乳房測(cè)量系統(tǒng)相比，本發(fā)明不需要專(zhuān)門(mén)的測(cè)量工具和復(fù)雜的調(diào)節(jié)裝置，使用簡(jiǎn)單快捷。