[发明专利]一种用于乳房的投影栅测量与图像处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于乳房的投影栅测量与图像处理装置。本发明属于测量、机械工程和医学工程技术领域等复合交叉领域。

背景技术

随着生活水平的提高，人们对美的要求也是越来越高，目前对乳房进行外科整形时，对乳房体积的测量多是医师凭经验判断进行设计，其效果不稳定而术后效果多存在一定的偏差，给美容效果带来遗憾；也有医师利用阿基米德定理，将一固定体积的容器装满水，让患者俯身将乳房置于水中，根据排出的水量来确定乳房体积。这种方法使用十分不便，而且患者俯身的角度和程度，以及乳房上沾有不少水，都影响了测量数据的准确性；因此对乳房的体积进行准确测量已成为乳房整形美容的“瓶颈”，在很大的程度上直接影响乳房的美容效果。

目前对乳房的测量方法有两大类，接触性测量法和非接触性测量法。接触性测量法主要应用直尺、卷尺等传统测量工具测量乳房的形貌。但手工操作，速度慢，效率低，在测量时，可能因测量工具接触，刺激收缩或按压引起变形导致结果不准确，测量结果也不适合图像形式存储。如中国专利CN 2616173Y公开了一种乳房体积测量装置，由测量杯和计量杯组成，两杯之间设有进水管和导气管；测量杯口边沿覆盖有一弹性薄膜；在测量杯口边沿，弹性薄膜外侧设有排气孔，导气管开口设于弹性薄膜内侧，并与排气孔紧邻。仅能得到乳房的体积，应用范围小。

非接触性测量法利用X光等技术等对乳房进行测量。如中国专利CN101378697B公开了一种用于乳房X射线摄像设备，利用X光成像，进行数据采集分析。其不足之处有：至少2台X射线发射器机头进行照射，X光的照射对人体有潜在的损害。这些测量方法仍然具有一定的局限性。研究表明在认为大剂量照射导致提高白血病，乳癌，遗传缺陷的患病概率分别为0.8％，2.1％，3.0％，都限制了这些侵入式方法在乳房测量中的应用。

本发明要解决以上存在的问题，利用非侵入式照射测量得出精确的乳房测量数据，本发明还可随时获得测量范围内任意点的相对高度及其相应位置信息。

发明内容

本发明的技术方案是提供一种专门用于乳房的投影栅测量与图像处理装置，其主要由以下八个部分组成：检测架，投影设备，成像装置，数字化图像记录与采集装置，机械支撑与调节装置，计算机处理模块，输入装置和输出装置。各部分内容描述如下：

检测架：所述检测架由底座和主体架构成，所述主体架通过齿轮和曲轴连接在底座上，所述主体架具有固定四肢的固定装置；

投影设备：所述投影设备可进行光栅投影到被检测体表面，在2米工作距离内提供至少1.2mx1.0m的投影栅面积；

成像装置：所述成像装置可在2米工作距离内对被检测体摄像并记录检测对象表面的光栅条纹；

数字图像记录与采集装置：所述数字图像记录与采集装置可以完成图像的连续采集、图像数字化且记录存储；

机械支撑与调节装置：所述机械支撑与调节装置包括支撑所述数字化图像记录与采集装置以及投影设备的升降平台。所述升降平台具有可调节高度的支承柱和升降杆，可以在垂直方向调整成像装置以适应不同高度的检测表面；计算机处理模块：所述计算机处理模块根据利四步相移方法将存储的图像进行图像处理，得出被检测体的三维伪彩色图和等高线图，可以确定图像上任意点的位置信息；

输入装置：所述输入装置为鼠标和键盘，用来框选图像上的位置；

输出装置：所述输出装置为显示器，用来显示图像以及相应的处理信息。

优选地，计算机生成的不同性质的光栅图案通过LCD投射到物体表面，然后通过CCD摄像系统分别数字化记录参考平面和物体表面的光栅条纹。通过应用四步相移技术得到高精度全场检测物体表面轮廓，检测轮廓高度分辨率的主要控制参数为栅线节距和检测点相位变化。因此通过选择适当的检测点可以在一个很宽的范围里控制检测灵敏度。通过大量的研究，本发明还对适当的检测点的选取进行了改进。选取五个特征点A，B，C1，C2，C3，其中，被检测体乳头双点连线为坐标轴，B点在高于A点的参考面上点取，C1、C2和C3为构成直角三角形的三个点，其中C1和C2构成水平边，C2和C3构成垂直边来获得三维高度分布图如三维伪彩色图和等高线图。

更优选地，利用成像装置在运动状态下间隔0.025s连续拍摄被检测体乳房3D图形，形成乳房曲线连续动态的轨迹图，并给予计算机处理模块分析处理，进一步测量乳房运动轨迹。本发明对特征点的选取改进使得处理得到的三维伪彩色图和等高线图更为准确和稳定。