CN109452960B - 一种用于线雕整形手术的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于线雕整形手术的控制系统，其包括红外扫描器(1)、移动支撑框架(2)、光投射头(4)、控制器(3)、PC机(5)以及由调节器(6)、注射器(7)、弧形框架(8)构成的注射操作模块(9)；红外扫描器(1)安装于移动支撑框架(2)上，用于测量被手术者三位轮廓，光投射头(4)用于投射注射位置，控制器(3)用于接收PC机(5)传送的手术操作者的控制是指令，并控制移动支撑框架(2)，光投射头(4)和红外扫描器(1)进行工作，调节器(6)接收PC机(5)的工作命令控制注射操作模块(9)进行工作。

Description

一种用于线雕整形手术的控制系统

技术领域

本发明涉及整形手术的控制设备，特别是一种用于线雕整形手术的控制系统。

背景技术

线雕整形手术也称为埋线美容，是将可吸收的特殊蛋白质线植入在皮肤和皮下脂肪间，利用特定角度的力量，重新拉回下垂的组织，同时激发皮肤和筋膜层，使僵硬或者下垂的肌肉组织重新排列，对皮肤产生提拉的效果。随着生活水平的提高，线雕整形手术逐渐受到广大消费者的青睐，线雕整形手术的需求量大大增加。

但是，目前的线雕整形手术，主要是通过操作医生的手工完成，其中对于埋线位置、埋线深度、埋线提拉角度以及埋线提拉的力量完全凭借医生的手感和经验，因而常常出现埋线位置、深度不佳，提拉角度和力量多大造成美容者术后效果不理想，甚至是出现病理性病变(例如，皮肤表面出现美容线端头、提拉力度过大造成的对皮肤真皮层的损伤等)的问题。

因此，需要提供一种能够对于线雕整形手术过程进行数据化的客观控制的控制系统，从而保证在手术操作者实施手术的效果更佳理想，避免出现术后病理性病变。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于如何提供一种能够对于线雕整形手术过程进行数据化的客观控制的控制系统，从而保证在手术操作者实施手术的效果更佳理想，避免出现术后病理性病变。

本发明提供的一种用于线雕整形手术的控制系统，其包括红外扫描器1、移动支撑框架2、光投射头4、控制器3、PC机5以及由调节器6、注射器7、弧形框架8构成的注射操作模块9；红外扫描器1安装于移动支撑框架2上，用于测量被手术者三位轮廓，光投射头4用于投射注射位置，控制器3用于接收PC机5传送的手术操作者的控制是指令，并控制移动支撑框架2，光投射头4和红外扫描器1进行工作，调节器6接收PC机5的工作命令控制注射操作模块9进行工作。

进一步地，调节器6包括信号收发器6-1、信号转换器6-2、拉力控制器6-3、位置控制器6-4、多个抽线马达6-3-1、多个线轴6-3-2、张力检测器6-3-3。

进一步地，位置控制器6-4包括角度控制器6-41和间距控制器6-42。

进一步地，注射器7至少包括一个张力检测注射器7-0和一个一般注射器7-1；张力检测注射器7-0依次通过张力检测器6-3-3、线轴6-3-2、抽线马达6-3-1连接到拉力控制器6-4；一般注射器7-1依次通过线轴6-3-2、抽线马达6-3-1连接到拉力控制器6-4。

进一步地，该控制系统还包括注射操作模块9，该注射操作模块9包括调节器6、安装于弧状框架8上的多个注射器7。

进一步地，弧状框架8的两侧表面上为齿条状结构。

进一步地，该多个注射器7为3-9个。

进一步地，注射器7设置在旋转底座7-11上表面上，该旋转底座7-11的底面固定设置了旋转轴，并且该旋转轴连接于旋转马达7-12上，并且随着旋转马达7-12进行旋转，该旋转马达7-12连接到位置控制器6-4的角度控制器6-41上并接收其控制信号。

进一步地，注射器7、旋转底座7-11、旋转轴和旋转马达7-12整体固定安装在平移底座7-13上表面上，平移底座7-13上固定设置有下安装框7-16，该下安装框7-16为从平移底座7-13两侧的侧壁分别向两侧延伸并向下弯折的C型框架，在平移底座7-13的底表面和每个下安装框架7-16的下侧表面之间可枢转地安装了旋转轴，两个旋转轴上分别各自固定了一个齿轮，该两个齿轮分别位于弧形框架8的两侧，并且与弧形框架8两侧的齿条咬合；该旋转轴的末端连接平移马达7-15，该旋转马达7-15连接到位置控制器6-4的间距控制器6-42上并接收其控制信号。

进一步地，每个注射器7包括注射器本体7-1、针头7-2以及蛋白线7-3，其中该蛋白线7-3包括位于其前部的顺向倒刺以及位于其后端的逆向倒刺，顺向倒刺用于提拉组织，逆向倒刺用于将提拉后的组织固定。蛋白线7-3缠绕在针头7-2上。

本发明提供的用于线雕整形手术的控制系统，能够对于线雕整形手术过程进行数据化的客观控制的控制系统，从而保证在手术操作者实施手术的效果更佳理想，避免出现术后病理性病变。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1为本发明提供的用于线雕整形手术的控制系统结构示意图。

图2为注射器的结构示意图。

图3为控制器的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，但不应以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种用于线雕整形手术的控制系统，其包括红外扫描器1、移动支撑框架2、光投射头4、控制器3、PC机5以及由调节器6、注射器7、弧形框架8构成的注射操作模块9。

其中，移动支撑框架2用于支撑红外扫描器1、光投射头4和控制器3。移动支撑框架2的下部可以进行沿图1所示的垂直纸面方向(即与被手术者面部从眉毛到下颌的方向相平行)进行移动，在移动支撑框架2的下部上安装了红外扫描器1，其能够随着移动支撑框架2的下部沿着图1所示的垂直纸面方向(即与被手术者面部从眉毛到下颌的方向相平行)进行移动，并且红外扫描器1还以移动支撑框架2的下部的杆状部件为滑轨，沿着图1所示的从左右方向(即与被手术者面部两眼连线的方向相平行)地进行移动。红外扫描器随着支撑框架移动，实现了对被手术者面部整个轮廓的扫描，并且获得被手术者面部三维轮廓的曲线函数F(a,θ,z)＝(a cosθ,a sinθ,z)。

具体地，该红外扫描器可以为红外线测距仪或者红外二极管，其能够发射红外线，通过测量红外扫描器发射的红外线反射的时间，能够测量被手术者面部单点据红外扫描器的距离。当红外扫描器随着移动支撑框架2沿着上述的两个方向移动扫描后，能够获得被手术者整个面部的三维轮廓10。

该三维轮廓10通过数据线(未示出)传送到PC机5上，操作者在PC机5上标注该三维轮廓10上的需要进行手术的位置(如图1中三维轮廓箭头所指示的一个或者多个区域、或者是三维轮廓中的其他区域)；并在该三维轮廓10上设置手术中注射器7需要注射的多个位置，其三维坐标为(a,θ,z)(如图1中三维轮廓10中的点状标记的位置)。

PC机5通过数据线将该需要注射的多个位置的信息传送到控制器3，该控制器3控制光投射头4将该注射的多个位置投影到被是手术者面部的表面。光投射头4包括多个可以调节投射方向的光源，该投射多个位置的原理是光投射头4设置有一个投射校准中心，被手术者的面部的特定位置(例如眉心或者鼻尖等位置)对准该校准中心，当手术操作者在PC机5上输入多个注射位置后，PC机5计算出该多个注射位置相对投射校准中心的偏移角度和长度，并将该上述传送给控制器3，控制器3接收到该数据，控制光投射头4中的各个光投射点单元偏移相应的角度来将多个注射位置投射至被手术者面部表面，能够克服传统手术中通过记号笔在被手术者面部进行描画，带来的污染手术创面以及感染风险。

该控制系统还包括注射操作模块9，该注射操作模块9包括调节器6、安装于弧状框架8上的多个注射器7。优选地，该多个注射器7可以为3-9个。该弧状框架8的两侧表面上为齿条状结构，从而可以实现与外部齿轮的咬合，从而实现框架导轨的作用。优选地，弧状框架8为相对于水平面略微倾斜的角度，该角度可以为10-30度，从而方便注射器的针头插入皮肤。

如图2所示，每个注射器7包括注射器本体7-1、针头7-2以及蛋白线7-3。其中该蛋白线7-3包括位于其前部的顺向倒刺以及位于其后端的逆向倒刺，顺向倒刺用于提拉组织，逆向倒刺用于将提拉后的组织固定。蛋白线7-3的前部缠绕在针头7-2上，后部(间接地)连接于调节器6的拉力控制器上，并受到其控制牵引。

调节器6通过数据线连接PC机5，手术者在PC机5的操作界面上控制调节器6，使得调节器6进一步控制多个注射器7，调整其在弧形框架8上分布的间距以及注射器7自身的角度，使得注射器的注射位置与多个被投影的注射位置吻合，并实现特定的注射方向。优选地，该PC机5的控制调节方式可以为摇杆或者程序控制等的控制方式。

参见图3，调节器6包括信号收发器6-1、信号转换器6-2、拉力控制器6-3、位置控制器6-4、多个抽线马达6-3-1、多个线轴6-3-2、张力检测器6-3-3。具体地，调节器6的输入端连接PC机5，并且通过信号收发器6-1接受PC机转送的蛋白线拉力数据信号以及注射位置控制信号，信号收发器6-1输出端连接信号转换器6-2，其将接收到的PC机的数字信号转换为模拟信号，信号转换器6-2的输出端分别连接了拉力控制器6-3和位置控制器6-4。拉力控制器6-3主要用于通过调整抽线马达6-3-1的扭矩输出量来控制调节蛋白线进行牵引的拉力大小。

拉力控制器6-3的输出端连接多个抽线马达6-3-1，该抽线马达6-3-1驱动线轴6-3-2中轴线上的转轴，从而实现蛋白线的收紧或者放松。该线轴6-3-2上缠绕了蛋白线的后部。抽线马达6-3-1和线轴6-3-2的数量与注射器7一一对应从而实现了单个注射器拉力的单独控制。

注射器7(包括张力检测注射器7-0和一般注射器7-1)安装的方式参见附图3，其是按照图1中A-A方向的剖视图。

注射器7安装于旋转底座7-11上，该旋转底座7-11的底面固定设置了旋转轴，并且该旋转轴连接于旋转马达7-12上，并且随着旋转马达7-12进行旋转，从而实现注射器在水平面内的旋转。该旋转马达7-12连接到位置控制器6-4的角度控制器6-41上。

注射器7、旋转底座7-11、旋转轴和旋转马达7-12整体固定安装在平移底座7-13上表面上，平移底座7-13的下表面固定设置有下安装框7-16，该下安装框7-16为从平移底座13两侧的侧壁分别向两侧延伸后，向下弯折的C型框架，在平移底座7-13的底表面和下安装框架7-16的下侧表面之间可枢转地安装了两个旋转轴，两个旋转轴上分别各自固定了一个齿轮7-14，该两个齿轮7-14分别位于弧形框架8的两侧，并且与弧形框架8两侧的齿条咬合。该旋转轴的末端连接平移马达7-15，该旋转马达7-15连接到位置控制器6-4的间距控制器6-42上。

在调节注射位置和角度时，信号收发器6-1接收到PC机5的指令，通过信号转换器6-2进行数模转换后，将需要调整的角度数据发送给角度控制器6-41，将需要调整的平移数据发送给间距控制器6-42。进而，角度控制器6-41驱动旋转马达进行特定的扭矩输出，从而带动旋转底座7-11和注射器7进行旋转，从而实现注射器7角度的控制。间距控制器6-42驱动两个平移马达7-15进行特定的扭矩输出，从而带动与弧形框架8两侧齿条咬合的齿轮进行旋转，从而实现平移底座7-13沿着弧形框架8的平行移动。

多个注射器7至少包括一个张力检测注射器7-0和多个一般注射器7-1(为了方便表示，图3仅仅示出了一个一般注射器7-1，其他一般注射器7-1省略未示出)。对于张力检测注射器7-0来说，在线轴6-3-2的外侧(即线的输出端)与张力检测注射器7-0之间还设置了张力检测传感器6-3-3。在进行正式提拉前，需要将张力检测注射器7-0的蛋白线7-3注射到被手术者的真皮层，并通过拉力控制器6-3拉伸蛋白线进行预设长度(例如5mm等)的提拉位移，此时蛋白线末端的张力检测器6-3-3对该被手术者的皮肤张力进行测量，得到其皮肤张力S，并反馈给拉力控制器6-3。拉力控制器6-3进一步将上述数据上传至PC机5。对于一般注射器7-1来说，其线轴6-3-2的外侧(即线的输出端)直接连接一般注射器7-1。

拉力控制器6-3具有两个功能，即：在正式提拉手术之前，进行皮肤张力测试，并该数据反馈至PC机5进行数据处理计算；以及在PC机5数据计算得出手术拉力以及收线长度后，该拉力控制器6-3控制多个抽线马达6-3-1，分别带动各自连接的线轴6-3-2进行收线，从而在提拉的过程中控制拉力。

在调节好注射器注射位置和注射角度后，手术操作者进一步在PC机5上设置手术需要提拉的距离，即ΔD。

扫描获得的面部的三维曲线函数，F(a,θ,z)＝(a×cosθ,a×sinθ,z)

特定注射点处两个切方向分别为

F1＝(-a×sinθ,a×cosθ,0)

F2＝(0,0,1)

所以F可以分解为F＝m×F1+n×F2，m，n是固定常数,优选地，m，n取值为：

从点(a,θ,z)出发,注射提拉方向是df(S)，依照方向df(S)前进ΔD,得到的新点位置是(a,θ,z)+(m×a,n)＝(aθ,m×a,z×n)

再使用f的逆映射,得到三维表面上的新点柱面坐标是(aθ,ma,zn)，其提拉后的三维坐标是(a cos(θm),a sin(θm),zn)。此时，光投射头4重新在被手术者面部投影新的提拉后的三维坐标点。

注射操作模块9的多个注射器中包含张力检测注射器7-0，该张力检测注射器7-0的蛋白线末端连接了张力检测器，在进行正式提拉前，需要将张力检测注射器7-0的蛋白线7-3注射到被手术者的真皮层，并拉伸蛋白线进行预设长度的提拉位移，此时蛋白线末端的张力检测器对该被手术者的皮肤张力进行测量，得到其皮肤张力S。

结合上述的在df(S)方向拉伸ΔD的长度，计算需要在蛋白线上需要施加的力为：

调节器6按照上述计算方式计算出需要施加在每一个注射器上的拉伸力。

当被手术者面部的注射位置与光投射头4重新在被手术者面部投影新的提拉后的三维坐标点重合后，即该注射点的提拉完成。通过合理通知提拉位移量和提拉力，能够使得手术的效果更佳理想，避免出现术后病理性病变。

根据本发明提供的用于线雕整形手术的控制系统，其能够对于线雕整形手术过程进行数据化的客观控制的控制系统，从而保证在手术操作者实施手术的效果更佳理想，避免出现术后病理性病变。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (8)

1.一种用于线雕整形手术的控制系统，其特征在于：其包括红外扫描器(1)、移动支撑框架(2)、光投射头(4)、控制器(3)、PC机(5)以及由调节器(6)、注射器(7)、弧形框架(8)构成的注射操作模块(9)；红外扫描器(1)安装于移动支撑框架(2)上，用于测量被手术者三位轮廓，光投射头(4)用于投射注射位置，控制器(3)用于接收PC机(5)传送的手术操作者的控制指令，并控制移动支撑框架(2)，光投射头(4)和红外扫描器(1)进行工作，调节器(6)接收PC机(5)的工作命令控制注射操作模块(9)进行工作；

调节器(6)包括信号收发器(6-1)、信号转换器(6-2)、拉力控制器(6-3)、位置控制器(6-4)、多个抽线马达(6-3-1)、多个线轴(6-3-2)、张力检测器(6-3-3)；

调节器（6）的输入端连接PC机(5)，并且通过信号收发器(6-1)接受PC机(5)转送的蛋白线拉力数据信号以及注射位置控制信号，信号收发器(6-1)输出端连接信号转换器(6-2)，其将接收到的PC机(5)的数字信号转换为模拟信号，信号转换器(6-2)的输出端分别连接了拉力控制器(6-3)和位置控制器(6-4)；

注射器(7)至少包括一个张力检测注射器(7-0)和一个一般注射器(7-1)；张力检测注射器(7-0)依次通过张力检测器(6-3-3)、线轴(6-3-2)、抽线马达(6-3-1)连接到拉力控制器(6-3)；一般注射器(7-1)依次通过线轴(6-3-2)、抽线马达(6-3-1)连接到拉力控制器(6-3)。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：位置控制器(6-4)包括角度控制器(6-41)和间距控制器(6-42)。

3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于：该控制系统还包括注射操作模块(9)，该注射操作模块(9)包括调节器(6)、安装于弧形框架(8)上的多个注射器(7)。

4.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于：弧形框架(8)的两侧表面上为齿条状结构。

5.根据权利要求3所述的控制系统，其特征在于：该多个注射器(7)为3-9个。

6.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：注射器(7)设置在旋转底座(7-11)上表面上，该旋转底座(7-11)的底面固定设置了旋转轴，并且该旋转轴连接于旋转马达(7-12)上，并且随着旋转马达(7-12)进行旋转，该旋转马达(7-12)连接到位置控制器(6-4)的角度控制器(6-41)上并接收其控制信号。

7.根据权利要求6所述的控制系统，其特征在于：注射器(7)、旋转底座(7-11)、旋转轴和旋转马达(7-12)整体固定安装在平移底座(7-13)上表面上，平移底座(7-13)上固定设置有下安装框(7-16)，该下安装框(7-16)为从平移底座(7-13)两侧的侧壁分别向两侧延伸并向下弯折的C型框架，在平移底座(7-13)的底表面和每个下安装框(7-16)的下侧表面之间可枢转地安装了旋转轴，两个旋转轴上分别各自固定了一个齿轮，该两个齿轮分别位于弧形框架(8)的两侧，并且与弧形框架(8)两侧的齿条咬合；该旋转轴的末端连接平移马达(7-15)，该平移马达(7-15)连接到位置控制器(6-4)的间距控制器(6-42)上并接收其控制信号。

8.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于：每个注射器(7)包括注射器本体、针头(7-2)以及蛋白线(7-3)，其中该蛋白线(7-3)包括位于其前部的顺向倒刺以及位于其后端的逆向倒刺，顺向倒刺用于提拉组织，逆向倒刺用于将提拉后的组织固定，蛋白线(7-3)缠绕在针头(7-2)上。