CN114847929A - 一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法 - Google Patents

一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，该方法通过包括3D相机、图像分析单元、算法单元来实现，其中，所述的3D相机用于采集左右眼上下眼睑前表面图像；所述的图像分析单元用于识别出眉毛、上下眼睑边界；算法单元对3D相机和图像分析单元获得的数据进行运算，得到眼睑曲率图，通过眼睑曲率图对眼整形手术进行评估。

Description

一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法
技术领域
本发明属于眼整形手术评估医疗器械领域，特别是涉及一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法。
背景技术
眼部整形术包括上下眼睑、眼眉等部位的美容整形，对人的容貌起到点睛作用。临床上见于各年龄段的求医者，如儿童的先天性上睑下垂、斜视、小睑裂、眼睑缺损及专门各种先天畸形需视病情择期手术，眼部除皱手术，眼角上翘手术，去眼袋手术。如图1所示，现有技术对眼部整形手术的准备如下：
①眼周检查(眼周皮肤、额部及眉部)；
②眼部检查(上睑、下睑、瞳孔、眼外肌、眼球、泪膜、视力检查、眼压测量)；
③拍摄记录(设备与场地、拍摄方法、协议)。
随着眼部美容手术的进展，既往平视和闭眼两种体位的照片已不能满足充分反映眼部畸形及不佳形态的要求。
现有技术的面临的问题如下：
1、术前评估：拍摄正位、近观，近观包括睁眼、闭眼、双眼上视3种状态；左右斜位(全面部及近观)，虽然由于增加体位和眼睑开合的照片而获取了更多的信息，但是这种术前的检查评估仅仅是照片图像信息的保存，没有定量的分析；
2、由于拍摄过于烦琐，临床实用性较差；
3、缺乏眼部眨眼的动态信息；
4、其所获取的眼部信息单一，仅仅用于人眼辨识；
5、术后效果：不能量化地显示手术效果，无法客观地评价手术成败；
6、前人均未提出良好的眼部整形的术前术后评估体系，或反映信息不全，或采集无用信息；
7、传统单纯地照相法只能静态或在轻度动态的情况下观察外形，不足以全面反映眼部信息和充分反映眼部功能的改善；
8、眼睑皮肤曲率的改变、因肌肉生物力学改变而导致的皮肤变形无法计算衡量；
发明内容
为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，该方法能够获取眼睑曲率图，以此建立眼整形手术的标准和考核指标，能够准确、可靠地辅助实施眼整形手术。
本发明的另一目的在于提供一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，该方法有利于记录和观察眼部的数值化的动态表现，准确获取眼睑曲率的变化，以及眼部相关动力系统肌力的改变，有助于术前评估，数字化设计重睑线、机器人手术导航、术后效果评估、手术三维模拟等。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，该方法通过包括3D相机、图像分析单元、算法单元来实现，其中，所述的3D相机用于采集左右眼上下眼睑前表面图像；所述的图像分析单元用于识别出眉毛、上下眼睑边界；算法单元对3D相机和图像分析单元获得的数据进行运算，得到眼睑曲率图，通过眼睑曲率图对眼整形手术进行评估。
具体包括如下步骤：
S1、3D相机启动，在眼睛眨眼的过程中，眼睑在各种状态下比如完全睁开，不完全睁开，闭合状态均触发3D相机采集图像的动作；
S2、3D相机分别采集左右眼上下眼睑外表面图像，以获取点云数据；
S3、图像分析单元处理点云数据识别出眉毛、上下眼睑边界；
S4、根据上述边界，将左右眼、上下眼睑所在图像划分为不同区域；
S5、在上述区域，以x条等距横线和y条等距竖线把上下眼睑分成小区域，所述x≥1，y≥1，；
S6、算法单元根据曲率计算公式计算每个相交点处眼睑拟合的曲率，计算公式为：
Figure BDA0003615596650000031
设要求的点P，点集P的位置是i，xi和yi为i点的坐标值，点集实际上是0到n的一系列二维点，那么点P的曲率Ki的表达式如上；
Figure BDA0003615596650000032
R为曲率半径，那么点P的曲率半径R就是曲率Ki的倒数，表达式如上。
S7、根据计算结果显示出曲率值。
进一步，曲率值的显示，包括有不同的曲率值用不同的颜色方块来表示，眼睑，重睑、眼睑褶皱处的曲率将很大，色彩图更直观的显示手术前后的眼睑曲率的变化。
所述的曲率包括主曲率k1和k2、高斯曲率、平均曲率。
所述的眼整形手术包括：眼袋手术、眼睑下垂手术、重睑术等。
所述的眼整形手术评估方法应用：包括眼部整形美容手术术前设计和术后效果评估。
基于光学非接触式数据捕获来确定眼睑前表面曲率地形图的采集。
通过上述方式，本发明能够更有利于记录和观察眼部的数值化的动态表现，直观反映：重睑术重睑线的变化，去眼袋手术中下眼睑曲率的变化，以及眼部相关动力系统(上睑提肌、眼轮匝肌、额肌等)肌力的改变，运动后皮肤、韧带的牵拉和粘连情况，获取这些曲率信息有助于术前评估，数字化设计重睑线、机器人手术导航、术后效果评估、手术三维模拟等。
本发明的有益效果是：
1，能够进行准确的术前评估。基于数值的术前评估更准确，数字化设计重睑线。
2，术后基于曲率图的术后效果分析，更有效。
3，准确的眼睑曲率图为眼整形机器人手术等应用提供可靠的数值依据。
4，便于进行数字化医疗。
附图说明
图1是现有重睑术的术后效果评估方法示意图。
图2是本发明所实现的方法中3D相机采集图像的动作分解示意图。
图3是本发明所实现的眼睑曲率半径计算示意图。
图4是本发明所实现的眼睑曲率半径数值显示示意图。
图5是本发明所实现的3D相机点云数据获取处理结构单元示意图。
图6是本发明所实现的建立眼睑曲率图的步骤流程图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实现的基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，如图5所示，包括3D相机、图像分析单元、算法单元，所述的3D相机用于采集左右眼上下眼睑前表面图像，具有左右眼两套；通过图像分析单元用于识别出眉毛、上下眼睑边界；再传输给算法单元进行运算，得到眼睑曲率图，通过眼睑曲率图对眼整形手术进行评估。
评估方法可以应用于：包括眼部整形美容手术术前设计和术后效果评估。
其中，所述3D相机，是基于光学非接触式数据捕获来确定眼睑前表面曲率地形图的采集。这样，能够最大限度地保护眼睛不受到影响。
所述的眼睑曲率图算法，如图6所示，具体包括如下步骤：
S1：在眼睛眨眼的过程中，眼睑在各种状态下比如完全睁开，不完全睁开，闭合状态均触发3D相机采集图像的动作；如图2所示。
S2：3D相机分别采集左右眼上下眼睑外表面图像以获取点云数据；
S3：图像分析单元处理点云数据识别出眉毛、上下眼睑边界；
S4：根据上述边界，将左右眼、上下眼睑所在图像划分为不同区域；
S5：在上述区域，以x条等距横线和y条等距竖线把上下眼睑分成小区域，所述x≥1，y≥1，如图3所示。
S6：根据曲率计算公式计算每个相交点处眼睑拟合的曲率，计算公式为：
Figure BDA0003615596650000051
设要求的点P，点集P的位置是i，xi和yi为i点的坐标值，点集实际上是0到n的一系列二维点，那么点P的曲率Ki的表达式如上；
Figure BDA0003615596650000052
R为曲率半径，那么点P的曲率半径R就是曲率Ki的倒数，表达式如上。
S7：鼠标点击图像中眼睑的任意一个点：则显示出曲率值。如图4所示。
可以将不同的曲率值采用不同的颜色方块来表示，例如眼睑，重睑、眼睑褶皱处的曲率将很大，色彩图更直观的显示手术前后的眼睑曲率的变化。
由此，可以根据曲率的变化评估眼整形手术的效果差异；根据曲率图判断：重睑线的位置数值并与手术前比对。
根据曲率图判断：眼袋手术是否达到预期效果。
根据曲率图判断：手术中脂肪的切除量是否合适，判断是否造成了三眼皮。
所述的眼睑包括：双侧左右眼眼睑。
所述的眼睑包括：上眼睑和下眼睑。
所述的眼睑包括：眼睑前表面。
所述的曲率包括主曲率k1和k2、高斯曲率、平均曲率。
所述的眼整形手术包括：眼袋手术、眼睑下垂手术、重睑术等。
通过上述方式，本发明能够更有利于记录和观察眼部的数值化的动态表现，直观反映：重睑术重睑线的变化，去眼袋手术中下眼睑曲率的变化，以及眼部相关动力系统(上睑提肌、眼轮匝肌、额肌等)肌力的改变，运动后皮肤、韧带的牵拉和粘连情况，获取这些曲率信息有助于术前评估，数字化设计重睑线、机器人手术导航、术后效果评估、手术三维模拟等。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，该方法通过包括3D相机、图像分析单元、算法单元来实现，其中，所述的3D相机用于采集左右眼上下眼睑前表面图像；所述的图像分析单元用于识别出眉毛、上下眼睑边界；算法单元对3D相机和图像分析单元获得的数据进行运算，得到眼睑曲率图，通过眼睑曲率图对眼整形手术进行评估。
2.如权利要求1所述的基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，其特征在于包括如下步骤：
S1、3D相机启动；
S2、3D相机分别采集左右眼上下眼睑外表面图像；
S3、图像分析单元处理点云数据识别出眉毛、上下眼睑边界；
S4、根据上述边界，将左右眼、上下眼睑所在图像划分为不同区域；
S5、在上述区域，以x条等距横线和y条等距竖线把上下眼睑分成小区域，所述x≥1，y≥1；
S6、算法单元根据曲率计算公式计算每个相交点处眼睑拟合的曲率，计算公式为：
Figure FDA0003615596640000011
设要求的点P，点集P的位置是i，xi和yi为i点的坐标值，点集实际上是0到n的一系列二维点，那么点P的曲率Ki的表达式如上；
S7、根据计算结果显示出曲率值。
3.如权利要求2所述的基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，其特征在于曲率值的显示，包括不同的曲率值用不同的颜色方块来表示，眼睑，重睑、眼睑褶皱处的曲率将很大，色彩图更直观的显示手术前后的眼睑曲率的变化。
4.如权利要求2所述的基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，其特征在于所述的曲率包括主曲率k1和k2、高斯曲率、平均曲率。
5.如权利要求2所述的基于眼睑曲率图的眼整形手术评估方法，其特征在于该方法根据曲率的变化评估眼整形手术的效果差异；根据曲率图判断重睑线的位置数值，并与手术前比对；
根据曲率图判断眼睑曲率的变化，判断眼袋手术是否达到预期；
根据曲率图判断手术中脂肪的切除量是否合适，判断是否造成了三眼皮。
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