计算机辅助光学测量乳房三维形态及指导手术设计的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种计算机辅助光学测量乳房三维形态及指导手术设计的装置，该装置由可产生自动位相移动光条纹电信号的计算机图形图象处理系统，将光条纹电信号转换为光条纹的投影仪，ＣＣＤ摄像头，可升降支架，调节旋钮，转盘构成；计算机按所编制的程序产生结构条纹，经过信号线输出到投影仪，投影仪按一定角度将结构光条纹投射到待测量人体乳房表面，乳房表面的条纹被ＣＣＤ摄像头摄取并经信号线输入计算机；装置设有多种测量结果输出。本实用新型专利技术具有测量准确、造价较低的优点，用于人体乳房测量及指导手术设计。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种人体测量装置，尤其是指人体美容中使用的一种计算机辅助光学测量乳房三维形态及指导手术设计的装置。
技术介绍
乳房是形成人体曲线美和体现女性魅力的重要结构，一直是整形美容专业及女性自身关注的热点。尤其是近几十年来，随着生活水平的上升，人们对完美的追求和对“人造美”认可的不断提高，与乳房有关的整形美容手术日渐增多。其中，隆乳术、巨乳缩小术和乳癌术后乳房重建术是乳房整形美容领域中的三大部分。准确获知术前和预测术后乳房体积大小是成功进行此类手术的前提。若欲获知乳房体积，必须采取一定的测量方法。但乳房由软组织构成并且较敏感，受刺激尤其是接触、按压后极易变形；位于前胸壁，随呼吸而移动；其上部边界难以确定等，因而实际测量乳房体积有一定的难度，现有方法或因操作繁琐，或因检测费用昂贵，均未能推广应用。近年来，计算机辅助光学测量技术(computer-aided optical measurement，CAOM)以其快速、非接触性测量的特性在复杂形体测量、产品在线检测等方面得到初步应用。但以往的CAOM需要放置一实在的参考平面而限制其应用领域。计算机辅助光学投射条纹测量技术(computer-aided projiection fringe measurement，CAPFM)是CAOM新出现的分支，测量时采用理论上的虚参考平面而无需一实在的参考平面，这明显提高了CAOM的实用性和拓展了其应用领域。计算机辅助光学测量技术是运用计算机技术和光学手段从获取的被摄物体一幅或多幅图象中还原出被摄物体的立体形状，获取三维形态数据。该技术具有以下特点①测量为非接触性、非侵入性过程，不会引起敏感部位及软组织的变形；②测量为一瞬间的拍摄过程，速度快，最大限度地减少了呼吸运动对测量的干扰以保证测量结果的准确、可靠；③测量精确度可达0.2～0.3mm，完全满足乳房美容整形的要求；④通过相应的软件开发，达到图象处理功能，可多角度、多侧面显示乳房三维外形、预测术后乳房形态，形象直观，便于医患之间的交流；⑤与CT、MRI的昂贵价格相比，计算机辅助光学测量设备则低廉得多，检查费用可被一般患者接受。故计算机辅助光学测量技术尤其适用于由软组织构成的乳房的测量与形态研究，成为近年来研究乳房形态的热门技术。国内计算机辅助光学测量技术进入人体形态研究领域只有十几年的历史，而将其应用于乳房形态研究则是近几年的事情。由于应用计算机辅助光学测量技术研究乳房形态涉及计算机学、光学、测量学、医学等多门学科，许多属于高科技，需要从事乳房美容整形与计算机辅助光测的两专业技术人员密切合作才能较好地进行此项研究，国内的这方面的合作才处于起步阶段，故研发的整体水平低、测量项目单一(限于测量乳房体积)、未实现三维测量，多处于实验室研究阶段，离临床实用还有一段距离。国外自1986年Loughry等首次运用计算机辅助光学测量技术进行女性乳房体积测量以来，该技术进入乳房形态研究领域已有17年的历史。由于研发的时间相对较长，技术已相对较成熟。目前欧、美、日等多家公司，如英国的Tricorder公司、美国的3Dmetrics公司和Visiontech公司的产品进入临床应用，有些已形成产品进入市场。从技术层面来分析，用于女性乳房形态研究的计算机辅助光学测量技术分为两大类①激光投影或扫描成像形态测量系统和②基于结构白光投影成像形态测量系统。由于①有以下不足之处需要激光器致使系统结构复杂，成本偏高，成像时间较长，所以①已逐渐退出该领域。目前的主流是采用②基于结构白光投影成像形态测量系统。而就基于结构白光投影成像形态测量技术而言又包含数种方法，例如投影栅线法(包括傅立叶变换法)(Fourier transform profilometry，FTP)、像移云纹形貌法(phase-shiftmoiré topography，PMT)、正弦空间相位检查法(sinuoidal spatial phase detection，PSD)等，均需一参考平面，有时在实际应用中存在着一些困难。从功能层面来分析，上述公司的产品一般都具有乳房的三维测量、形态分析、手术预测、手术指导等功能。但正如此领域的专家Robert A.jacobs博士所说，由于计算机辅助光学测量技术本身的一些缺陷，乳房三维形态测量技术目前仍处于“幼年”。基础技术还有待于进一步加强，功能还有待于进一步完善，项目有待于进一步丰富。从价格层面来分析，上述公司产品的价格在2万～10万美元之间。就目前的乳房的整形美容手术而言，基于目测和手术经验即可基本完成的态势，该套系统的2万～10万美元之间的价格偏高，限制其在临床上推广和应用。
技术实现思路
本技术的目的是利用CAPFM的原理，提供一种测量准确、生产成本较低的一种计算机辅助光学测量乳房三维形态及指导手术设计的装置。本技术的目的是这样实现的一种计算机辅助光学测量乳房三维形态及指导手术设计的装置，该装置由可产生自动位相移动光条纹电信号的计算机图形图象处理系统，将光条纹电信号转换为光条纹的投影仪，CCD(电荷耦合)摄像头，可升降支架，调节旋钮，转盘构成；计算机按所编制的程序产生结构条纹，经过信号线输出到投影仪，投影仪按一定角度将结构光条纹投射到待测量人体乳房表面，乳房表面的条纹被CCD摄像头摄取并经信号线输入计算机；装置设有多种测量结果输出。本技术所述的多种测量结果输出包括三维立体示图、彩色轮廓图、表面三维坐标，和输出任意截面形成的曲线的最大、最小高度，周长、体积和表面积。本技术由于采用无需参考平面的计算机辅助投射条纹光学测量技术，摒弃需设置一参考平面的方法，使系统更适合乳房形态研究，可用于乳房美学评价、乳房轮廓三维图象处理、指导手术设计、隆乳术和缩乳术的手术效果预测等。应用编程通过普通液晶投影仪产生投射条纹，降低成本，使整套装置的价格在6万～10万元人民币，使其在同类产品种在价格上有竟争优势。以下结合附图对本技术作进一步地详细说明。附图说明图1是本技术的测量原理示意图；图2是本技术的使用状态示意图。具体实施方式如图1所示，本技术无需一实在的参考平面，而只需一理论上的虚参考平面8，虚参考平面8可在被测物前、后或表面，并且对被测人体乳房偏离CCD摄像头焦平面而产生的误差进行补偿。如图2所示，本技术由可产生自动位相移动光条纹电信号的计算机图形图象处理系统1，将光条纹电信号转换为光条纹的投影仪2，CCD摄像头3，可升降支架4，调节旋钮5，转盘7构成；计算机1按所编制的程序产生结构条纹，经过信号线输出到投影仪2，投影仪2按一定角度将结构光条纹投射到待测量人体6乳房表面，乳房表面的条纹被CCD摄像头3摄取并经信号线输入计算机1；计算机1采用自动相移方法求解相位，根据条纹相位与被测乳房在空间所处位置的几何关系，经已编成的程序处理，求出被测乳房表面的绝对高度，实现三维测量。装置设有三维立体示图、彩色轮廓图、表面三维坐标，和输出任意截面形成的曲线的最大、最小高度，周长、体积和表面积测量结果输出。投影仪2和CCD摄像头3被安放在可升降支架4上。可升降支架4通过旋转旋钮5实现上下升降，从而可以测量不同身高人的乳房。被测量者站立在转盘7上，通过旋转旋盘7可实现从不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种计算机辅助光学测量乳房三维形态及指导手术设计的装置，其特征在于该装置由可产生自动位相移动光条纹电信号的计算机图形图象处理系统（１），将光条纹电信号转换为光条纹的投影仪（２），ＣＣＤ摄像头（３），可升降支架（４），调节旋钮（５），转盘（７）构成；计算机（１）按所编制的程序产生结构条纹，经过信号线输出到投影仪（２），投影仪（２）按一定角度将结构光条纹投射到待测量人体（６）乳房表面，乳房表面的条纹被ＣＣＤ摄像头（３）摄取并经信号线输入计算机（１）；装置设有多种测量结果输出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：高建华，李世恒，查选平，杜芳，姜平，郭朝勇，黎小间，朱海花，刘四方，
申请(专利权)人：高建华，李世恒，查选平，杜芳，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]