CN116343299A - 一种术中整形监测方法和相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种术中整形监测方法和相关设备，方法包括:获取初始脸型信息和预期脸型信息；当检测到启动指令时，进行脸型扫描，得到术前脸型信息；根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差；当所述初始偏差小于或等于预设的初始偏差阈值时，则基于预设的扫描指令，间歇性进行脸型扫描，得到若干个术中脸型信息；针对每一个所述术中脸型信息，根据所述预期脸型信息，计算调整偏差；当所述调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值时，显示预设的提示窗口。本发明能够在手术过程中对手术的进展进行监测，从而提高手术的安全性和可靠性。

Description

一种术中整形监测方法和相关设备

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种术中整形监测方法和相关设备。

背景技术

整形手术是一项高精度、高风险的临床治疗技术，手术失败会给患者带来较大的痛苦。随着整体经济实力的增强、社会观念的进步和开放，由于先天或后天原因导致容貌畸形的患者越来越多地寻求通过医疗手段治疗和纠正。目前，在整形项目中，有大量的鼻部整形求美者，其中不乏整形失败再次求医修复的患者。由于缺乏术前规划和对轮廓变化的可靠预测，可能导致手术效果不佳，增加患者的痛苦和二次手术风险。因此，完善的术前规划和轮廓变化的可靠预测对于完成良好的术前准备、术中操作和术后效果评价至关重要。

三维扫描是一种凭借光学立体视觉方法，通过非接触式地捕捉投射在被测量目标表面上的光线，构建目标的表面轮廓三维数字信息的技术。目前常用的人体面部三维扫描方法有双目扫描和结构光扫描两种方式。三维扫描后，通过三维重建方法，由计算机运行算法计算三维数据，可以得到一个与被扫描人脸1:1还原的三维模型数据。此三维模型一般由一个三角形网格模型和彩色纹理贴图组成。在专业的三维可视化软件中，可以逼真地查看此三维模型，可以进行三维数据的测量和分析，以及整形修复方案的模拟。

目前三维扫描技术在整形修复中主要应用于手术方案实施前的模拟整形环节中。虽然医生可以利用三维技术提供一些参考，但是模拟设计方案仅供参考，手术方案的实施是一个专业性极强、复杂度极高的系统工程，其中会有很多细节和因素对最终效果产生影响。因此，目前对于整形手术之前的规划仍然存在较大缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于整形手术术前规划和预测无法应对手术中的问题，针对现有技术的不足，提供一种术中整形监测方法和相关设备。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种术中整形监测方法，所述方法包括：

获取初始脸型信息和预期脸型信息；

当检测到启动指令时，进行脸型扫描，得到术前脸型信息；

根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差；

当所述初始偏差小于或等于预设的初始偏差阈值时，则基于预设的扫描指令，间歇性进行脸型扫描，得到若干个术中脸型信息；

针对每一个所述术中脸型信息，根据所述预期脸型信息，计算调整偏差；

当所述调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值时，显示预设的提示窗口。

可选地，获取初始脸型信息和预期脸型信息之前，还包括：

对环境进行扫描，得到初始脸型信息；

当检测到针对所述初始脸型信息对应的修改指令，对所述初始脸型信息进行修改，得到预期脸型信息。

可选地，所述根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差包括：

将所述初始脸型信息和所述术前脸型信息进行拟合，得到拟合信息；

根据所述拟合信息，计算初始偏差。

可选地，所述初始偏差包括鼻梁偏差，所述鼻梁偏差包括鼻根点偏差、鼻背上点偏差、鼻背下点偏差、鼻最高点偏差、鼻尖点偏差、鼻小柱点偏差、鼻基底点偏差。

可选地，所述根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差之后还包括：

当所述初始偏差大于所述初始偏差阈值，且检测到针对所述术前脸型信息的调整指令时，根据所述调整指令，对所述预期脸型信息进行更新。

可选地，所述当所述调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值时，显示预设的提示窗口之后，还包括：

根据预设的评价规则，计算所述调整偏差对应的术后偏差；

根据所述术后偏差，生成术后评价。

可选地，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1～6任意一项所述的术中整形监测方法中的步骤。

一种术中整形监测设备，包括：活动底座、与所述活动底座固定连接的操作模块、与所述活动底座转动连接的扫描模块，其中，所述操作模块实现如上所述的术中整形监测方法中的步骤，所述扫描模块与所述操作模块通讯连接。

可选地，所述扫描模块包括括扫描机、与所述扫描机铰接的第一支架、与所述第一支架铰接的第二支架，以及第一端部与所述活动底座固定连接且第二端部与所述第二支架活动连接的转动杆。

可选地，所述连接杆的第一端部与所述支撑主体固定连接且第二端部设有第一转盘，所述第二支架的第一端部设有第二转盘，其中，所述第一转盘与所述第二转盘套接；

当所述第一转盘和所述第二转盘相对转动，所述扫描机相对于活动底座转动。

有益效果：本文介绍了一种术中整形监测方法和相关设备。术中整形监测方法通过术中整形监测设备获取手术对象的脸型信息，可以更加精确地完成手术。该方法主要包括以下步骤：获取初始脸型信息，并可通过可视化调整得到预期脸型信息。根据预期脸型信息，设计并实施术中调整，计算手术中实际脸型和预期脸型之间偏差。当偏差小于或等于预设的偏差阈值时，显示预设的提示窗口。术中整形监测设备包括活动底座、操作面板和扫描模块。扫描模块包括扫描机、第一支架、第二支架和转动杆。连接杆和支架的设计可以限制扫描机的左右摆动活动性，并提高使用效率。术中整形监测设备能够实现对扫描机的方便快速地调整，从而大大提高整形手术的精确度和效率。因此，术中整形监测方法和术中整形监测设备能够提高手术精确度和效率，方便快速地调整扫描方向和扫描角度。

附图说明

图1为本发明提供的术中整形监测方法的流程图。

图2为本发明提供的术中整形监测方法中特征点的示意图。

图3为本发明提供的术中整形监测方法中术中根据脸型信息和预期脸型信息计算调整偏差的结果示意图。

图4为本发明提供的术中整形监测设备的第一个侧式图。

图5为本发明提供的术中整形监测设备的中扫描模块的立体图。

图6为本发明提供的术中整形监测设备中扫描模块的第一个剖视图。

图7为图6中区域A的局部放大图。

图8为本发明提供的术中整形监测设备中扫描模块的第二个剖视图。

图9为图8中区域B的局部放大图。

图10为本发明提供的操作模块的结构原理图。

图中标识的含义如下：

110，底盘；120，滚轮；130，支撑主体；140，手把部；200，操作模块；310，扫描机；311，第六转盘；320，第一支架；321，第一活动盘；322，第二活动盘；323，第四转盘；324，第五转盘；330，第二支架；331，卡位件；332，第二转盘；333，第三转盘；340，连接杆；341，第一转盘。

具体实施方式

本发明提供一种术中整形监测方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

如图1所示，本实施例提供一种术中整形监测方法，为模拟真实的场景，本实施例以执行该方法的术中整形监测设备为主体，对该方法进行描述，该术中整形监测设备包括一用于对人脸脸型进行三维扫描的扫描机。此外，执行该方法的主体还可为服务器等具有数据处理功能的设备，该术中整形监测方法包括以下步骤：

S10、获取初始脸型信息和预期脸型信息。

具体的，在开始手术之前，术中整形监测设备先从数据库中获取初始脸型信息和预期脸型信息，初始脸型信息即之前采集的手术对象的脸型信息，预期脸型信息是预期术后的脸型信息。

在手术对象初次进行面诊时，医生在确定手术方案之前，需要利用利用人术中整形监测设备的扫描机，完成一次人脸三维扫描，得到初始脸型信息，同时为其建立对应的数据档案，将手术对象与初始脸型信息对应。

在扫描获取初始脸型信息时，手术对象需要按要求佩戴发箍，漏出发际线，除去面部配饰，以保证面部无遮挡，然后表情放松，端坐在距离扫描设备正前方800mm处。术中整形监测设备在两秒内完成三维扫描，十秒内完成三维重建，在屏幕上的可视化软件内显示手术对象的数字模型，得到初始脸型信息。

基于初始脸型信息，医生和手术对象进行沟通，可视化的调整初始脸型信息的三维形态。当检测到针对所述初始脸型信息对应的修改指令，对所述初始脸型信息进行修改，得到预期脸型信息。其中，术中整形监测设备会分析初始脸型信息和预期脸型信息之间的差异数据，给医生手术方案的实施，提供数据参考。

以手术内容为鼻部整形为例，鼻部数据关键点的数据分析如图一所示。他们分别是鼻根点、鼻背上点、鼻背下点、鼻最高点、鼻尖点、鼻小柱点、鼻基底点。分析记录两脸模型匹配对齐后，在图2中7个关键点上的偏差距离，以对医生后续的手术过程供参考。

S20、当检测到启动指令时，进行脸型扫描，得到术前脸型信息。

具体的，当需要进行手术时，用户(一般是医生或医生助理)通过外接设备向术中整形监测设备输入启动指令。当术中整形监测设备接检测启动指令时，对手术对象进行再次扫描，得到术前脸型信息。相对于第一次进行扫描得到的初始脸型信息，由于手术对象的脸型可能会出现不同的变化，例如更瘦、更胖，故获取术前脸型信息能够更为精确地辅助手术的进行。

S30、根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差。

具体的，根据初始脸型信息，计算第一脸型与初始脸型信息之间的差距，得到初始偏差。

将所述初始脸型信息和所述术前脸型信息进行拟合，得到拟合信息。根据所述拟合信息，计算初始偏差。所述初始偏差包括鼻梁偏差，所述鼻梁偏差包括鼻根点偏差、鼻背上点偏差、鼻背下点偏差、鼻最高点偏差、鼻尖点偏差、鼻小柱点偏差、鼻基底点偏差。

例如，如图2所示，先根据初始脸型信息和术前脸型信息，分别计算出两者的特征点坐标，例如鼻根点、鼻背上点、鼻背下点、鼻最高点、鼻尖点、鼻小柱点和鼻基底点。基于特征点坐标，将术前脸型信息和初始脸型信息进行拟合，然后将两者的鼻梁偏差依次相减，得到每个关键点的偏差值。所有关键点的偏差值取平均，得到初始偏差。

S40、当所述初始偏差小于或等于预设的初始偏差阈值时，则基于预设的扫描指令，间歇性进行脸型扫描，得到若干个术中脸型信息。

具体的，预先设定一初始偏差阈值，若初始偏差小于或等于预设的初始偏差，则说明手术对象的变化不大，因此可进行手术。

此时用户会基于初始偏差与初始偏差阈值比较结果，确定开始手术。比较结果可直接通过弹窗、指示灯等方式显示。

预先为术中整形监测设备设定一扫描指令，该扫描指令用于指示三维扫描仪器按照预定的规则对手术对象进行脸型扫描。例如预先设定前一次扫描和后一次扫描之间的时间间隔，设定当检测到用户下达的扫描指令时才进行人脸扫描。通过设定扫描指令，三维扫描仪器对手术对象进行间歇性扫描，每一次扫描都会得到脸型信息，从而得到若干个术中脸型信息。

另一方面，当所述初始偏差大于所述初始偏差阈值，说明手术对象当前的状态和之前扫描的状态相差较大，此时医生会与手术对象沟通，确定是否需要在预期脸型信息的基础上进行修改。若需要修改，用户通过外接设备向术中整形监测设备发送更新指令。当检测到更新指令时，根据所述更新指令，对所述预期脸型信息进行更新。

S50、针对每一个所述术中脸型信息，根据所述预期脸型信息，计算调整偏差。

具体的，对于每一个术中脸型信息，其都是手术过程的中间产物，随着手术的进行，术中脸型信息越来越接近预期脸型信息。因此，如图3所示，针对每一个术中脸型信息，需要计算其与预期脸型信息之间的调整偏差。

计算调整偏差可先对术中脸型信息和预期脸型信息进行配准，即将它们对齐到同一坐标系下。然后计算术中脸型信息与预期脸型信息之间的差异，可以使用各种三维形态比较算法，如最小二乘法、ICP算法等。最后，根据计算结果，得到调整偏差，即术中脸型信息需要调整的信息。

S60、当所述调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值时，显示预设的提示窗口。

具体的，预先设定一术中偏差阈值，用于评价术中脸型信息与预期脸型信息之间的差距。当调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值，说明当前的术中脸型信息已经非常接近预期脸型信息，因此显示预设的提示窗口，以告知用户，当前结果已经非常接近预期。此时用户根据实际的情况可决定是否继续手术。

此外，预先设定一用于评价手术成果的评价规则，该评价规则至少包括计算术后偏差的方式，基于该评价规则，可计算所述调整偏差对应的术后偏差，最后根据所述术后偏差，生成术后评价。在一种术后偏差的计算方式中，与前文计算初始偏差和调整偏差的方式相似，例如记录鼻部7个关键点的差异数值，采用数理统计方法，获取其均值和方差。其值越小，则评价本次手术完成度越优，术后偏差越小。在另一种术后偏差的计算方式中，可结合每一个术中脸型信息对应的调整偏差，基于所有的调整偏差，计算术后偏差。例如调整偏差的数量越小，说明达到预期脸型过程中，医生的速度越快且精确度越高，故术后偏差越小。

本方案通过术中整形监测设备获取手术对象的脸型信息，能够更加精确地完成手术，在手术之前，医生可以通过可视化调整初始脸型信息，得到预期脸型信息，从而更好地了解手术对象的需求，在手术过程中，术中脸型信息与预期脸型信息之间的差异可以用于评估手术的进展情况。同时，本方案设定了初始偏差阈值，可以定量地评估手术对象的变化。

基于上述术中整形监测方法，本发明还提供一种术中整形监测设备，如图4所示，该设备包括：活动底座、与所述活动底座固定连接的操作面板、与所述活动底座转动连接的扫描模块。

活动底座包括底盘110、设置于底盘110底部的滚轮120，以及设置于底盘110上方的支撑主体130。所述活动底座还包括与所述支撑主体130固定连接的手把部140，方便用户推动整形监测设备，移动灵活。

由于在手术过程中，需要不停地调整扫描方向和扫描角度，因此本实施例中，扫描模块包括扫描机310、与所述扫描机310铰接的第一支架320、与所述第一支架320铰接的第二支架330，以及第一端部与所述活动底座固定连接且第二端部与所述第二支架330活动连接的转动杆。通过铰接和其他活动连接地方式，扫描机310能够自由地调整方向，实现不同方向的扫描。

活动连接可采用锁扣等方式，本实施例中，如图5所示，连接杆340的第一端部与支撑主体130固定连接，第二端部设有第一转盘341，第二支架330的第一端部设有第二转盘332，其中，所述第一转盘341与所述第二转盘332套接，以使所述第一转盘341和所述第二转盘332相对转动，从而扫描机310相对于活动底座能够转动，从而调整扫描的位置。所述第二支架330的第一端部还设有卡位件331，当转动所述卡位件331时，所述第一转盘341和所述第二转盘332之间的侧壁距离增大或减小，从而限制左右摆动的活动性，在不需要转动时，转动卡位件331使第一转盘341与第二转盘332之间的侧壁距离减小直至抵接，从而固定扫描机310；在需要转动时，转动卡位件331以使第一转盘341与第二转盘332之间的侧壁距离增加，从而转动扫描机310。

为了实现第一支架320和第二支架330之间的铰接，第二支架330的第二端部设有第三转盘333，第一支架320的第一端部设有第一活动盘321，以及与所述第一活动盘321套接的第四转盘323，而第三转盘333与第一活动盘321套接，从而实现第三转盘333和第四转盘323围绕第一活动盘321转动。活动盘是侧边带有突起、凹槽等限位结构的圆盘，通过限位配合实现套接，从而实现第三转盘333和第四转盘323转动。如图6和图7所示，在转动第一支架320时，第三转盘333和第四转盘323相对设立，且分别与第一活动盘321的两侧套接，实现相对转动。当第三转盘333和第四转盘323相对转动时，第一支架320和第二支架330之间的夹角发生改变，从而带动扫描机310的运动。

为了实现第一支架320与扫描机310之间的铰接，第一支架320的第二端部设有第二活动盘322，以及与第二活动盘322套接的第五转盘324，而扫描机310的一侧设有第六转盘311，第六转盘311与第二活动盘322套接。如图8和图9所示，第六转盘311和第五转盘324，间隔第二活动盘322间隔设置，且分别与第二活动盘322的两侧套接，实现相对转动。由于第二支架330和连接杆340的活动需要卡位件331固定，因此，一旦固定了相对粗放的方向，在左右方向上，扫描机310的调整难以实现。为此，第一活动盘321和第二活动盘322相互垂直，若第一活动盘321辅助扫描机310上下运动，则第二活动盘322辅助扫描机310左右运动；若第一活动盘321辅助扫描机310左右运动，则第二活动盘322辅助扫描机310上下运动。基于此，上述术中整形监测设备能够实现对扫描机310的方便快速地调整，提高使用效率。

如图10所示，操作模块200包括至少一个处理器(processor)20；显示屏21；以及存储器(memory)22，还可以包括通信接口(Communications Interface)23和总线24。其中，处理器20、显示屏21、存储器22和通信接口23可以通过总线24完成相互间的通信。显示屏21设置为显示初始设置模式中预设的用户引导界面。通信接口23可以传输信息。处理器20可以调用存储器22中的逻辑命令，以执行上述实施例中的方法。

此外，上述的存储器22中的逻辑命令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取计算机可读存储介质中。

存储器22作为一种计算机可读存储介质，可设置为存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序命令或模块。处理器20通过运行存储在存储器22中的软件程序、命令或模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的方法。

存储器22可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器22可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。例如，U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态计算机可读存储介质。

此外，上述计算机可读存储介质以及终端设备中的多条命令处理器加载并执行的具体过程在上述方法中已经详细说明，在这里就不再一一陈述。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种术中整形监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取初始脸型信息和预期脸型信息；

当检测到启动指令时，进行脸型扫描，得到术前脸型信息；

根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差；

当所述初始偏差小于或等于预设的初始偏差阈值时，则基于预设的扫描指令，间歇性进行脸型扫描，得到若干个术中脸型信息；

针对每一个所述术中脸型信息，根据所述预期脸型信息，计算调整偏差；

当所述调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值时，显示预设的提示窗口。

2.根据权利要求1所述术中整形监测方法，其特征在于，获取初始脸型信息和预期脸型信息之前，还包括：

对环境进行扫描，得到初始脸型信息；

当检测到针对所述初始脸型信息对应的修改指令，对所述初始脸型信息进行修改，得到预期脸型信息。

3.根据权利要求1所述术中整形监测方法，其特征在于，所述根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差包括：

将所述初始脸型信息和所述术前脸型信息进行拟合，得到拟合信息；

根据所述拟合信息，计算初始偏差。

4.根据权利要求3所述术中整形监测方法，其特征在于，所述初始偏差包括鼻梁偏差，所述鼻梁偏差包括鼻根点偏差、鼻背上点偏差、鼻背下点偏差、鼻最高点偏差、鼻尖点偏差、鼻小柱点偏差、鼻基底点偏差。

5.根据权利要求1所述术中整形监测方法，其特征在于，所述根据所述初始脸型信息，计算所述术前脸型信息对应的初始偏差之后还包括：

当所述初始偏差大于所述初始偏差阈值，且检测到针对所述术前脸型信息的调整指令时，根据所述调整指令，对所述预期脸型信息进行更新。

6.根据权利要求1所述术中整形监测方法，其特征在于，所述当所述调整偏差小于或等于预设的术中偏差阈值时，显示预设的提示窗口之后，还包括：

根据预设的评价规则，计算所述调整偏差对应的术后偏差；

根据所述术后偏差，生成术后评价。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现如权利要求1～6任意一项所述的术中整形监测方法中的步骤。

8.一种术中整形监测设备，其特征在于，包括：活动底座、与所述活动底座固定连接的操作模块、与所述活动底座转动连接的扫描模块，其中，所述操作模块实现如权利要求1～7任意一项所述的术中整形监测方法中的步骤，所述扫描模块与所述操作模块通讯连接。

9.根据权利要求8所述的术中整形监测设备，其特征在于，所述扫描模块包括扫描机、与所述扫描机铰接的第一支架、与所述第一支架铰接的第二支架，以及第一端部与所述活动底座固定连接且第二端部与所述第二支架活动连接的转动杆。

10.根据权利要求9所述的术中整形监测设备，其特征在于，所述连接杆的第一端部与所述支撑主体固定连接且第二端部设有第一转盘，所述第二支架的第一端部设有第二转盘，其中，所述第一转盘与所述第二转盘套接；

当所述第一转盘和所述第二转盘相对转动，所述扫描机相对于活动底座转动。

Images